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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최규형
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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고속철도 열차무선시스템은 경부고속철도 1단계구간 서울- 동대구역 구간과 경부고속철도 2단계 구간 동대구-부산역 구간으로 모토로라 장비로 구축되었다.
고속철도 열차무선시스템은 중앙제어설비, 중계기지국, 광중계기, 난청해소설비, 차상무전기로 구성되며 1단계는 아스트로 기반 TRS와 2단계는 TETRA 기반 TRS방식의 850MHz대의 주파수를 사용하고 있다. 열차무선시스템에서는 운행중인 차량과 지상과의 끊임없는 정보 송수신을 하며, 전파 경로손실 적용을 위한 시스템 구축은 통신커버리지 및 중계기지국 선정을 위해 설계가 필수적이다
현재 우리나라 열차무선시스템 구축을 할 경우 경부고속철도 및 호남고속철도의 열차무선 설계는 일반적인 이동통신에서 적용되는 전파경로손실 전파경로손실의 예측 모델을 기반으로 열차무선시스템 설계시 참고 적용하고있다
본 논문에서는 이동통신망과 열차무선망의 전파환경의 차이가 있기 때문에 고속철도 열차무선에서의 전파환경에 적합한 경로손실 특성에 측정 및 모델링을 수행 분석하였다.
고속철도 열차무선 환경은 선로구간이 터널이 없고 평탄한 직선 구간으로 열차 주행을 원활하게 되어있는 환경이며, 철로면 주위 레일, 자갈 또는 침목 등의 불균일한 특성상 반사계수의 크기가 랜덤하게 변함에 따라 철로면 반사파의 영향이 있다 고속철도 주변에서 전파수신세기의 경로손실지수 변화를 파악하기 위하여 고모와 영청 기지국 구간에서의 수신신호세기를 측정한결과와 시뮬레이션 결과를 비교·분석하였다. 그 측정결과를 일반적인 경로손실 예측 모델에 의한 예측치와 비교하였다. 자유공간 전파경로손실모델은 실측치보다 작게 경로손실을 예측하였고, Okumura-Hata 모델은 실측치보다 높게 예측됨에 따라, 고속철도 열차무선시스템의 경로손실모델로 사용하기에는 차이가 있었다
측정 데이터를 분석하여 변곡점을 도출과 변곡점 이후부터 경로손실 지수를 log-distance 경로손실모델에 적용 시뮬레이션하여 회귀분석을 수행한 결과 경로손실지수는 2.99～3.04의 범위로 나타났다. 분석 결과의 경로손실지수를 Hata의 경험적 전파경로손실 모델을 참고하여 고속철도 열차무선 경로손실 예측 모델(LKTX)을 제안하였다
고속철도 열차무선 경로손실 예측 모텔(LKTX)에 시뮬레션한 계산 결과가 측정치 데이타와 차이가 각각 20m기지국안테나 높이에서 0.32dB, 30m 기지국안테나 높이에서0.21 dB으로 유사한 변화 추이를 보이는 결과가 나타났다
본 논문에서 제안한 경로손실 예측 모델은 향후 고속철도 열차무선시스템의 전파경로손실 산정 및 기지국 설계시 참조 할 수 있으며, 고속열차용 무선통신망의 커버리지 예측시 분석 결과를 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
고속철도 열차무선시스템은 중앙제어설비, 중계기지국, 광중계기, 난청해소설비, 차상무전기로 구성되며 1단계는 아스트로 기반 TRS와 2단계는 TETRA 기반 TRS방식의 850MHz대의 주파수를 사용하고 있다. 열차무선시스템에서는 운행중인 차량과 지상과의 끊임없는 정보 송수신을 하며, 전파 경로손실 적용을 위한 시스템 구축은 통신커버리지 및 중계기지국 선정을 위해 설계가 필수적이다
현재 우리나라 열차무선시스템 구축을 할 경우 경부고속철도 및 호남고속철도의 열차무선 설계는 일반적인 이동통신에서 적용되는 전파경로손실 전파경로손실의 예측 모델을 기반으로 열차무선시스템 설계시 참고 적용하고있다
본 논문에서는 이동통신망과 열차무선망의 전파환경의 차이가 있기 때문에 고속철도 열차무선에서의 전파환경에 적합한 경로손실 특성에 측정 및 모델링을 수행 분석하였다.
고속철도 열차무선 환경은 선로구간이 터널이 없고 평탄한 직선 구간으로 열차 주행을 원활하게 되어있는 환경이며, 철로면 주위 레일, 자갈 또는 침목 등의 불균일한 특성상 반사계수의 크기가 랜덤하게 변함에 따라 철로면 반사파의 영향이 있다 고속철도 주변에서 전파수신세기의 경로손실지수 변화를 파악하기 위하여 고모와 영청 기지국 구간에서의 수신신호세기를 측정한결과와 시뮬레이션 결과를 비교·분석하였다. 그 측정결과를 일반적인 경로손실 예측 모델에 의한 예측치와 비교하였다. 자유공간 전파경로손실모델은 실측치보다 작게 경로손실을 예측하였고, Okumura-Hata 모델은 실측치보다 높게 예측됨에 따라, 고속철도 열차무선시스템의 경로손실모델로 사용하기에는 차이가 있었다
측정 데이터를 분석하여 변곡점을 도출과 변곡점 이후부터 경로손실 지수를 log-distance 경로손실모델에 적용 시뮬레이션하여 회귀분석을 수행한 결과 경로손실지수는 2.99～3.04의 범위로 나타났다. 분석 결과의 경로손실지수를 Hata의 경험적 전파경로손실 모델을 참고하여 고속철도 열차무선 경로손실 예측 모델(LKTX)을 제안하였다
고속철도 열차무선 경로손실 예측 모텔(LKTX)에 시뮬레션한 계산 결과가 측정치 데이타와 차이가 각각 20m기지국안테나 높이에서 0.32dB, 30m 기지국안테나 높이에서0.21 dB으로 유사한 변화 추이를 보이는 결과가 나타났다
본 논문에서 제안한 경로손실 예측 모델은 향후 고속철도 열차무선시스템의 전파경로손실 산정 및 기지국 설계시 참조 할 수 있으며, 고속열차용 무선통신망의 커버리지 예측시 분석 결과를 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
목차
요 약 i표 목 차 iii그림목차 ivⅠ 서론 11. 연구배경 및 필요성 12. 연구내용 23. 연구구성 4Ⅱ. 열차무선시스템 51. 열차무선시스템 개요 52. 열차무선시스템 구분 71) 일반철도 열차무선(VHF) 72) 고속철도 열차무선 73. 경부고속철도 2단계 열차무선시스템 111) 경부고속철도 2단계 열차무선 구성 112) 경부고속철도 2단계 열차무선 기능 123) 경부고속철도 2단계 열차무선시스템 134) 열차무선 시스템 설계 32Ⅲ. 고속철도 열차무선 전파환경 351. 고속철도열차무선 전파환경 352. 일반적인 전파환경 353. 이동통신 전파 특성 364. 고속철도 전파경로손실 모델링 38Ⅳ. 열차무선 전파경로손실 측정 및 분석 431. 측정 개요 432. 수신신호강도 측정 463. 전파경로손실 산출 471) 유효등방성방사전력(EIRP) 472) 측정 기지국 유효등방성방사출력 484. 전파경로손실 분석 50V. 고속철도 열차무선 경로손실 예측 모델 531. 전파전파 경로손실 예측 모델 분석 531) 열차 무선망 설계를 위한 전파전파 모델 532) 경로손실 모델 분석 543) 회절손실 모델 분석 592. 전파경로손실 지수 산출 601) 변곡점 거리 산출 602) 경로손실 지수 분석 633. 고속철도 전파경로손실 예측 모델 641) 전파경로손실 측정 데이터 분석 642) 경험적 고속철도 경로손실 예측 모델 65VI. 결 론 68약어 정리 70참고문헌 71영문초록(ABSTRACT) 73감사의 글 76
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