KR20130003474A - Method for handover in train control radio communication system - Google Patents

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KR20130003474A KR1020110064862A KR20110064862A KR20130003474A KR 20130003474 A KR20130003474 A KR 20130003474A KR 1020110064862 A KR1020110064862 A KR 1020110064862A KR 20110064862 A KR20110064862 A KR 20110064862A KR 20130003474 A KR20130003474 A KR 20130003474A
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이숙진
정민우
윤병식
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Abstract

PURPOSE: A handover method in a wireless communications system for train control capable of improving service quality of train communications is provided to reduce handover delay time by omitting a procedure of collecting channel information of a target base station candidate group in order to select one target base station. CONSTITUTION: An information storage unit stores base station identifier sequence information before a train departs(S310). By the base station identifier sequence information, a base station identifier installed in a service route of the train is arranged according to the direction of progress of the service route. A handover performing unit selects a next base station to a currently connected serving base station as a target base station using the base station identifier sequence information(S320). The handover performing unit determines handover to the target base station(S330). [Reference numerals] (S310) Downloading base station identifier sequence information; (S320) Selecting a target base station; (S330) Determining handover; (S340) Performing the handover

Description

열차 제어 무선 통신 시스템에서의 핸드오버 방법{METHOD FOR HANDOVER IN TRAIN CONTROL RADIO COMMUNICATION SYSTEM}Handover method in train control wireless communication system {METHOD FOR HANDOVER IN TRAIN CONTROL RADIO COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 열차 제어 무선 통신 시스템에서의 핸드오버 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a handover method in a train control wireless communication system.

핸드오버는 이동국이 서빙 기지국으로부터 어떤 타겟 기지국으로 핸드오버할 것인지를 결정함으로써 시작된다. Handover begins by determining which target base station the mobile station will handover from the serving base station to.

서빙 기지국은 주변 기지국들과의 백본망을 통해서 주변 기지국의 상태 정보를 수집하고, 서빙 기지국은 이동국에게 수집한 정보를 주기적으로 전송한다. 그러면, 이동국은 수집한 정보를 이용하여 핸드오버할 타겟 기지국을 선정한다. 이때, 서빙 기지국은 주변 기지국으로 현재 상태 정보를 요청하는 메시지를 멀티캐스트하고, 이에 대한 응답 메시지를 주변 기지국으로부터 수신함으로써, 주변 기지국의 상태 정보를 수집한다. 서빙 기지국에서 주변 기지국의 상태 정보를 수집하는 과정에서 상당한 시간이 소요되어 핸드오버 지연 시간이 증가한다. 핸드오버 지연 시간이 증가하면 통신 환경이 불안정해지고 이에 따라 서비스 품질(Quality of Service)이 저하된다. 특히, 차상 장치와 지상 장치간 끊김 없는 데이터 교환이 필수적인 열차 제어 시스템에서 핸드오버 지연 시간이 증가하게 되면 불안정한 통신 환경으로 인해 예치치 못한 사고가 발생할 수도 있다. The serving base station collects state information of the neighbor base station through the backbone network with the neighbor base stations, and the serving base station periodically transmits the collected information to the mobile station. The mobile station then uses the collected information to select a target base station for handover. At this time, the serving base station multicasts a message for requesting the current state information to the neighbor base station, and receives the response message from the neighbor base station, thereby collecting the state information of the neighbor base station. In the process of collecting the state information of the neighbor base station from the serving base station takes a considerable time, the handover delay time increases. Increasing the handover delay time may cause an unstable communication environment, thereby degrading a quality of service. In particular, when a handover delay is increased in a train control system where seamless data exchange between onboard devices and ground devices is required, unstable communication environments may cause unforeseen accidents.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 핸드오버 지연 시간을 줄일 수 있는 열차 제어 무선 통신 시스템에서의 핸드오버 방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a handover method in a train control wireless communication system that can reduce the handover delay time.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 열차 제어 무선 통신 시스템의 차상 장치가 핸드오버하는 방법이 제공된다. 핸드오버 방법은, 상기 열차가 출발하기 전에, 상기 열차의 운행 노선에 설치되어 있는 기지국의 식별자가 상기 운행 노선의 진행 방향에 따라 정렬되어 있는 기지국 식별자 순서 정보를 저장하는 단계, 상기 기지국 식별자 순서 정보를 이용하여 현재 접속되어 있는 서빙 기지국 다음 순서의 기지국을 타겟 기지국으로 선정하는 단계, 그리고 상기 타겟 기지국과의 핸드오버를 결정하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a method for handover of an onboard apparatus of a train control wireless communication system is provided. The handover method may further include storing base station identifier order information in which identifiers of base stations installed in a running route of the train are arranged according to a traveling direction of the running route before the train departs, the base station identifier sequence information. Selecting a currently connected base station as a target base station by using the target base station, and determining a handover with the target base station.

본 발명의 실시 예에 의하면, 열차의 차상 장치에서 열차가 출발하기 전에 열차가 지나갈 경로에 위치한 기지국의 정보를 저장해 둠으로써, 하나의 타겟 기지국을 선정하기 위해 타겟 기지국 후보군의 채널 정보를 수집하는 과정을 수행하지 않아도 되므로, 핸드오버 지연 시간을 줄일 수 있다. 또한, 핸드오버 지연 시간을 줄임으로써 열차 통신에서의 서비스 품질(Quality of Service)를 향상시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the process of collecting channel information of a target base station candidate group to select one target base station by storing the information of the base station located in the path that the train will pass before the train departs in the onboard device of the train Since it is not necessary to perform the operation, the handover delay time can be reduced. In addition, the quality of service in train communication can be improved by reducing the handover delay time.

도 1은 본 발명에 적용되는 열차 제어 무선 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열차 제어 무선 통신 시스템에서의 핸드오버 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 핸드오버 장치에서 수행하는 핸드오버 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 위치 정보 수집 서버를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 위치 정보 수집 서버에서 수행하는 위치 정보 수집 방법을 나타낸 도면이다.
1 is a view schematically showing a train control wireless communication system applied to the present invention.
2 is a diagram illustrating a handover apparatus in a train control wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a handover method performed by the handover apparatus shown in FIG. 2.
4 is a diagram illustrating the location information collection server shown in FIG. 2.
FIG. 5 is a diagram illustrating a location information collection method performed by the location information collection server shown in FIG. 4.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 열차 제어 무선 통신 시스템에서의 핸드오버 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, a handover method in a train control wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 적용되는 열차 제어 무선 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a view schematically showing a train control wireless communication system applied to the present invention.

도 1을 참고하면, 열차 제어 무선 통신 시스템은 차상 장치(100), 기지국(200) 및 지상 장치(300)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a train control wireless communication system includes an onboard device 100, a base station 200, and a ground device 300.

차상 장치(100)는 이동국(Mobile Station)에 해당하는 열차에 설치되며 지상 장치(300)와 무선 링크를 통하여 영상, 음성 및 데이터 등의 정보를 송수신한다. The onboard device 100 is installed in a train corresponding to a mobile station, and transmits and receives information such as video, audio, and data through a wireless link with the ground device 300.

차상 장치(100)는 위치, 속도 및 차량 번호 등 열차 제어 관련 정보를 기지국(200)을 통해 지상 장치(300)로 전송한다. 또한 차상 장치(100)는 기지국(200)을 제어 및 감시하며, 다른 기지국으로의 핸드오버를 결정한다. 이때, 주요 감시 항목으로는 통화 지역 및 열차 식별자, 수신 채널 및 통화 상태 등이 포함될 수 있다. The onboard device 100 transmits train control related information such as location, speed, and vehicle number to the ground apparatus 300 through the base station 200. The onboard device 100 also controls and monitors the base station 200 and determines handover to another base station. In this case, the main monitoring items may include a call area and a train identifier, a reception channel, and a call state.

기지국(200)은 차상 장치(100)와의 무선 접속 기능을 수행한다. 기지국(200)은 지상 장치(300)와 열차 제어 네트워크를 통해 정보를 송수신할 수 있다. The base station 200 performs a wireless connection function with the onboard device 100. The base station 200 may transmit and receive information with the ground apparatus 300 through a train control network.

지상 장치(300)는 해당 지역의 모든 열차들에 대한 정보들을 분석하여 지상의 제반 조건 예를 들면, 선행 열차의 위치 정보와 진로 정보 및 선로 상태에 적합한 정보를 지상 장치(300)로 전송한다. The ground device 300 analyzes information on all trains in the region and transmits the ground device 300 to the ground device 300 by analyzing the ground conditions, for example, the location information, the course information, and the track condition of the preceding train.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열차 제어 무선 통신 시스템에서의 핸드오버 장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 핸드오버 장치에서 수행하는 핸드오버 방법을 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating a handover apparatus in a train control wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a handover method performed by the handover apparatus illustrated in FIG. 2.

도 2를 참고하면, 핸드오버 장치(400)는 정보 저장부(410) 및 핸드오버 수행부(420)를 포함한다. 이러한 핸드오버 장치(400)는 차상 장치(100)에 구현될 수 있다. Referring to FIG. 2, the handover apparatus 400 includes an information storage unit 410 and a handover execution unit 420. The handover device 400 may be implemented in the onboard device 100.

도 3을 보면, 정보 저장부(410)는 해당 열차가 출발하기 전에 해당 열차의 차상 장치(100)가 현재 접속해 있는 서빙 기지국부터 목적지까지 거쳐야 할 노선에 위치한 기지국 식별자 순서 정보를 위치 정보 수집 서버(500)로부터 다운로드하여 저장한다(S310). 기지국 식별자 순서 정보는 해당 열차의 노선에서 열차의 진행 방향성(Direction Aware)을 고려하여 정보로서, 열차의 진행 방향에 따라 위치한 기지국의 순서대로 정렬된 기지국 식별자 정보이다. 예를 들어서, 어느 하나의 노선에 열차의 진행 방향에 따라서 A, B, C, D의 기지국 식별자를 가진 기지국이 위치해 있는 경우에, 기지국 식별자 순서 정보는 "{A, B, C, D}"일 수 있다. 기지국 식별자 순서 정보는 기지국 식별자에 해당하는 위치 정보를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the information storage unit 410 acquires the location information acquisition server from the base station identifier order information located on the route to be passed from the serving base station to which the on-vehicle device 100 of the corresponding train is currently connected to the destination before the train departs. Download from 500 and store (S310). The base station identifier order information is information in consideration of the direction of the train (Direction Aware) in the line of the train, the base station identifier information arranged in order of the base station located according to the direction of the train. For example, when a base station having base station identifiers of A, B, C, and D is located according to a traveling direction of a train on any one line, the base station identifier order information is "{A, B, C, D}". Can be. The base station identifier order information may include location information corresponding to the base station identifier.

위치 정보 수집 서버(500)는 현재 각 선로마다 설치되어 있는 기지국의 위치 정보를 저장한다. 즉, 위치 정보 수집 서버(400)는 현재 설치된 선로에서 열차의 차상 장치(100)와 통신 가능한 모든 기지국의 위치 정보를 저장한다. The location information collection server 500 stores location information of the base station currently installed in each line. That is, the location information collection server 400 stores the location information of all base stations that can communicate with the onboard device 100 of the train on the currently installed track.

위치 정보 수집 서버(500)는 현재 각 선로마다 설치되어 있는 기지국의 위치 정보를 이용하여 노선 별로 기지국 식별자를 정렬하여 저장한다. The location information collection server 500 sorts and stores base station identifiers for each route using location information of base stations currently installed in respective lines.

위치 정보 수집 서버(500)는 기지국이 새로 설치되거나 철거되는 경우에 전체 기지국의 위치 정보를 갱신한다. 또한 위치 정보 수집 서버(500)는 정해진 주기마다 전체 기지국의 위치 정보를 갱신할 수 있다. The location information collection server 500 updates location information of all base stations when the base station is newly installed or removed. In addition, the location information collection server 500 may update the location information of all base stations at predetermined intervals.

핸드오버 수행부(420)는 정보 저장부(410)에 저장된 기지국 식별자 순서 정보를 이용하여 서빙 기지국 다음 위치의 기지국을 타겟 기지국으로 선정하고(S320), 타겟 기지국과의 핸드오버를 결정한다(S330). 핸드오버 수행부(420)는 현재 접속해 있는 서빙 기지국이 전달한 신호의 세기 예를 들면, 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR)를 주기적으로 측정하고, 서빙 기지국의 신호 세기가 설정된 임계 값 이하가 되면 서빙 기지국 다음 위치의 기지국을 타겟 기지국으로 선정할 수 있다. The handover performer 420 selects a base station next to the serving base station as a target base station using the base station identifier order information stored in the information storage unit 410 (S320), and determines a handover with the target base station (S330). ). The handover performer 420 periodically measures the strength of a signal transmitted from a currently connected serving base station, for example, signal to interference and noise ratio (SINR), and sets the signal strength of the serving base station. When the threshold value is less than or equal to, the base station next to the serving base station may be selected as the target base station.

핸드오버 수행부(420)는 선정한 타겟 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송하고, 선정한 타겟 기지국으로부터 핸드오버 응답 메시지를 성공적으로 수신하면, 선정한 타겟 기지국과의 핸드오버를 결정할 수 있다. The handover performer 420 may transmit a handover request message to the selected target base station, and upon successful reception of the handover response message from the selected target base station, may determine a handover with the selected target base station.

핸드오버 수행부(420)는 타겟 기지국과의 핸드오버를 결정하고 나면, 타겟 기지국과의 핸드오버를 수행한다(S340). After determining the handover with the target base station, the handover performing unit 420 performs a handover with the target base station (S340).

이와 같이, 핸드오버 수행부(420)는 하나의 타겟 기지국을 선정하기 위해 타겟 기지국의 후보군의 채널 정보를 수집하는 과정 없이 정보 저장부(410)에 저장된 기지국 식별자 순서 정보를 이용하여 하나의 타겟 기지국을 선정할 수 있으므로, 타겟 기지국의 후보군의 채널 정보 수집에 따른 핸드오버 지연 시간을 줄일 수 있다. As described above, the handover performer 420 uses one of the target base stations by using the base station identifier order information stored in the information storage unit 410 without collecting channel information of the candidate group of the target base station to select one target base station. Since can be selected, the handover delay time according to the channel information collection of the candidate group of the target base station can be reduced.

도 4는 도 2에 도시된 위치 정보 수집 서버를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 위치 정보 수집 서버에서 수행하는 위치 정보 수집 방법을 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a location information collection server shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a diagram illustrating a location information collection method performed by the location information collection server shown in FIG. 4.

도 4를 참고하면, 위치 정보 수집 서버(500)는 메시지 송신부(510), 메시지 수신부(520), 위치 정보 저장부(530), 정렬부(540) 및 식별자 저장부(550)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the location information collection server 500 includes a message transmitter 510, a message receiver 520, a location information storage 530, an alignment unit 540, and an identifier storage unit 550.

도 5를 보면, 열차 제어 무선 통신 시스템의 전체 기지국 토폴로지를 구성하기 위해 메시지 송신부(510)는 기지국의 위치 정보를 요청하는 메시지(이하, "위치 정보 요청 메시지"라 함)를 브로드캐스트한다(S510). 위치 정보 요청 메시지는 백본망을 통해서 열차 제어 무선 통신 시스템의 전제 기지국으로 전송될 수 있다. 이때, 위치 정보 수집 서버(500)는 토폴로지의 변화 여부를 확인하기 위해 일정한 주기로 위치 정보 요청 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. Referring to FIG. 5, in order to configure an entire base station topology of a train control wireless communication system, the message transmitter 510 broadcasts a message for requesting location information of a base station (hereinafter, referred to as a "location information request message") (S510). ). The location information request message may be transmitted to the entire base station of the train control wireless communication system through the backbone network. At this time, the location information collection server 500 may broadcast a location information request message at regular intervals to check whether the topology changes.

위치 정보 요청 메시지를 수신한 기지국은 자신의 위치 정보를 포함하여 위치 정보 응답 메시지를 위치 정보 수집 서버(500)로 전송한다. Upon receiving the location information request message, the base station transmits the location information response message to the location information collection server 500 including its location information.

메시지 수신부(520)는 열차 제어 무선 통신 시스템의 모든 기지국으로부터 위치 정보 응답 메시지를 수신하면(S520), 위치 정보 응답 메시지 내 기지국들의 위치 정보를 위치 정보 저장부(530)에 저장한다(S530). When the message receiver 520 receives the location information response message from all the base stations of the train control wireless communication system (S520), the message receiver 520 stores the location information of the base stations in the location information response message in the location information storage unit 530 (S530).

위치 정보 저장부(530)는 열차 제어 무선 통신 시스템의 전체 기지국의 위치 정보를 저장한다. The location information storage unit 530 stores location information of all base stations of the train control wireless communication system.

정렬부(540)는 위치 정보 저장부(530)에 저장된 기지국들의 위치 정보를 이용하여 노선 별로 기지국들을 분류하고(S540), 노선 별로 열차 진행 방향에 따라 위치한 기지국 순서대로 기지국 식별자를 정렬하여 각 노선별 기지국 식별자 순서 정보를 생성한다(S550). The sorting unit 540 classifies the base stations by routes using the location information of the base stations stored in the location information storage unit 530 (S540), and sorts the base station identifiers in the order of the base stations located according to the train progress direction for each route. Generates the base station identifier order information for each (S550).

정렬부(540)는 각 노선별 기지국 식별자 순서 정보를 식별자 저장부(550)에 저장한다(S560). The alignment unit 540 stores base station identifier order information for each line in the identifier storage unit 550 (S560).

식별자 저장부(550)는 각 노선별 기지국 식별자 순서 정보를 저장하고 있다. 별자 저장부(550)에 저장된 각 노선별 기지국 식별자 순서 정보는 메시지 송신부(510)에서 위치 정보 요청 메시지를 송신하는 주기로 갱신된다. The identifier storage unit 550 stores base station identifier order information for each line. The base station identifier order information for each route stored in the asterisk storage unit 550 is updated at a period of transmitting a location information request message by the message transmitter 510.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. An embodiment of the present invention is not implemented only through the above-described apparatus and / or method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains based on the description of the above-described embodiments.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (1)

열차 제어 무선 통신 시스템의 차상 장치가 핸드오버하는 방법에서,
상기 열차가 출발하기 전에, 상기 열차의 운행 노선에 설치되어 있는 기지국의 식별자가 상기 운행 노선의 진행 방향에 따라 정렬되어 있는 기지국 식별자 순서 정보를 저장하는 단계,
상기 기지국 식별자 순서 정보를 이용하여 현재 접속되어 있는 서빙 기지국 다음 순서의 기지국을 타겟 기지국으로 선정하는 단계, 그리고
상기 타겟 기지국과의 핸드오버를 결정하는 단계
를 포함하는 핸드오버 방법.
In the method that the onboard device of the train control wireless communication system handovers,
Before the train departs, storing base station identifier order information in which the identifiers of the base stations installed in the running route of the train are arranged according to the traveling direction of the running route;
Selecting a base station next to a serving base station that is currently connected as a target base station using the base station identifier order information; and
Determining a handover with the target base station
/ RTI >
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