다중 링크 무선랜을 사용하는 저지연 통신 기반 열차 제어 시스템 (Low-Latency Communications-Based Train Control System with Multi-Link Wireless LAN)

서지정보

· 발행기관 : 한국철도학회
· 수록지 정보 : 한국철도학회논문집 / 25권 / 7호 / 493 ~ 509페이지
· 저자명 : 문주성, 김용호

초록

본 논문은 통신 기반 열차 제어 시스템(Communication Based Train Control System, CBTC)에서 발생하는 핸드오버시 지연 감소를 위한 연구이다. 현재 CBTC 시스템은 여러 Access Point(AP) 사이를 열차가 이동 할 때, 기존에 통신으로 연결되어 있던 AP와의 연결을 끊고 다음 AP를 탐색해 연결하는 Break-Before-Make 핸드오버 방식을 사용한다. 열차가 AP 사이를 이동하고 무선 연결을 새로 수립하는 과정에서 열차 제어정보 수신의 일시적 단절이 발생할수 있으며, 이러한 단절은 CBTC에서 열차 운용 안정성에 지장이 있을 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 IEEE 802.11be 차세대 다중 링크 무선랜 표준 및 Wi-Fi Alliance의 EasyMesh 기술을 CBTC의 AP 와 열차간 통신에 사용하는 Make-Before-Break 방식 핸드오버를 제안한다. 본 논문의 핸드오버 방식을 검증하기 위해 이산 시간 시뮬레이션으로 현재 CBTC 핸드오버 방식과의 성능을 비교해 성능 개선이 있음을 확인했다. 마지막으로, 논문에서 제안 하는 시스템의 미래 철도 분야의 적용 가능성을 간단하게 고찰했다.

영어초록

This study is on stability improvement of a Communications-Based Train Control(CBTC) system. In the current CBTC system, a train employs Break-Before-Make handover, in which a train disconnects from the previous connected Access Point(AP) and connects to the next AP while moving. In this handover procedure, the train cannot receive and transmit vital train control data. Such communication discontinuity between AP and train can undermine CBTC system stability. The objective of this study is to improve the stability of CBTC communication by alleviating the communication discontinuity problem during handover. To do so, IEEE 802.11be next generation multi-link wireless LAN, and Wi-Fi Alliance’s EasyMesh specifications, which are based on IEEE 1905, IEEE 802.11v and many other wireless LAN standards, are used. With these standards, a novel Make-Before-Break handover scheme for the CBTC system is proposed. The performance of the proposed handover scheme is rigorously evaluated using computer simulation and the results show that the proposed handover scheme outperforms the current CBTC handover scheme. It is anticipated that the proposed handover scheme will improve CBTC system performance substantially in future railway system.

참고자료

· 없음