KR20180044014A - 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템에 관한 것으로, 역에 형성된 자동폐색장치간의 데이터 송수신을 위한 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템에 있어서, 복수 개의 송신채널을 구비하는 송신단과 복수 개의 수신채널을 구비하는 수신단을 포함하여, 상기 송신단을 통해 서로 다른 데이터를 송신하며, 특정 주파수를 통해 데이터를 송신하는 제i 자동폐색장치; 복수 개의 송신채널을 구비하는 송신단과 복수 개의 수신채널을 구비하는 수신단을 포함하여, 상기 송신단을 통해 서로 다른 데이터를 송신하며, 상기 특정 주파수를 통해 데이터를 송신하는 제j 자동폐색장치;를 포함하며, 상기 제i 자동폐색장치의 상기 송신단은 복수 개의 케이블에 연결되었다가 하나의 케이블로 통합되어 상기 제j 자동폐색장치의 상기 수신단에 연결될 때 각각의 케이블로 분리되어 상기 제j 자동폐색장치의 상기 수신단에 연결되는 것을 특징으로 한다. (이때, i, j는 자연수이고, i<j임.) 이로 인해, 역 내에 형성된 복수 개의 자동폐색장치에서 적은 수의 주파수 또는 하나의 주파수를 통해 데이터를 송수신하므로 인접주파수에 의한 간섭신호가 줄어들게 되어, 간섭에 의한 데이터 오류의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템{DATA TRANSMITTING AND RECEIVING SYSTEM FOR AUTOMATIC BLOCK SYSTEM}

본 발명은 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템에 관한 것이다.

종래의 자동폐색장치(Automatic Block System; ABS)는 각각의 폐색구간이 구비하는 주파수카드를 이용하여 폐색구간 간에 데이터를 송수신한다.

이때, 하나의 주파수카드는 특정 주파수 영역이 할당되는데, 현재는 폐색구간에서 18개의 주파수카드를 구비하고 있어, 18개의 주파수영역이 서로 인접함에 따라 데이터 송수신시 인접 주파수 간섭에 의해 오류가 발생할 수 있는 한계가 있다.

따라서, 자동폐색장치의 폐색구간에 설치되는 주파수카드에서 데이터 송수신 시 인접주파수에 의해 오류가 발생하는 것을 방지하는 시스템의 설계가 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제1466912호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자동폐색장치의 폐색구간에서 인접 주파수간 간섭 신호의 발생을 방지하기 위한 것이다.

역에 형성된 자동폐색장치간의 데이터 송수신을 위한 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템에 있어서, 복수 개의 송신채널을 구비하는 송신단과 복수 개의 수신채널을 구비하는 수신단을 포함하여, 상기 송신단을 통해 서로 다른 데이터를 송신하며, 특정 주파수를 통해 데이터를 송신하는 제i 자동폐색장치; 그리고 복수 개의 송신채널을 구비하는 송신단과 복수 개의 수신채널을 구비하는 수신단을 포함하여, 상기 송신단을 통해 서로 다른 데이터를 송신하며, 상기 특정 주파수를 통해 데이터를 송신하는 제j 자동폐색장치;를 포함하며, 상기 제i 자동폐색장치의 상기 송신단은 복수 개의 케이블에 연결되었다가 하나의 케이블로 통합되어 상기 제j 자동폐색장치의 상기 수신단에 연결될 때 각각의 케이블로 분리되어 상기 제j 자동폐색장치의 상기 수신단에 연결되는 것을 특징으로 한다.(이때, i, j는 자연수이고, i<j임.)

한 예에서, 상기 제j 자동폐색장치는 상기 제i 자동폐색장치가 상기 제j 자동폐색장치로 데이터를 송신하기 이전에 파일럿신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.

상기 제j 자동폐색장치는 상기 파일럿신호를 이용하여 상기 제i 자동폐색장치로부터의 채널을 알게됨에 따라, 상기 제i 자동폐색장치에서 상기 제j 자동폐색장치로 송신한 데이터를 구하는 것을 특징으로 한다.

상기 제i 자동폐색장치의 상기 송신단과 상기 제j 자동폐색장치의 상기 수신단을 연결하는 케이블은 풀 랭크(full rank) 구조인 것을 특징으로 한다

상기 복수 개의 케이블은 각각 서로 다른 채널로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 특징에 따르면, 본원 발명의 한 실시예에 따른 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템은 하나의 폐색구간이 단일 주파수 및 다중 채널을 통해 이용하여 데이터를 송수신함으로써 인접 주파수간 간섭 신호가 발생하지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템에 대하여 자세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템의 구조를 자세히 설명하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템은 역에 형성된 자동폐색장치들이 모두 동일한 하나의 주파수를 사용하고, 각각의 자동폐색장치에서 복수 개의 채널을 구비하여 다중신호 송수신방법을 이용하여 복수 개의 데이터를 송수신한다.

이때, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템에서 하나의 주파수 영역에서 다중신호 송수신 방법을 이용하기 위해서, 송수신단 사이의 채널이 풀 랭크(full rank)가 되어야 하므로 도 1에 도시한 케이블 구조를 갖는다.

그리고 이때, 도 1의 구조에서, 송신단(R. Signal)에서의 네 개의 단자는 동일한 주파수를 이용하되 서로 다른 채널을 통해 서로 다른 신호를 각각 송신한다.

도 1과 같이 풀 랭크의 케이블 구조를 가짐에 따라, 하나의 케이블을 단순히 연결하여 rank 1의 구조를 가질 때와는 다르게 송신단에서는 여러 신호를 송신할 수 있으며, 수신단에서는 케이블을 통해 수신한 신호로부터 송신단에서 송신한 다중신호를 복구할 수 있게 된다.

도 1에서는 각 폐색제어장치에서 송신채널의 개수가 4개인 것으로 도시하고 있지만, 한 실시예에서, 폐색제어장치의 송신채널의 개수가 M인 경우를 예로 들어 설명하면, 제i 자동폐색장치가 제j 자동폐색장치에 데이터를 송신할 때, 제i 자동폐색장치가 M개의 송신채널을 통해 M개의 서로 다른 데이터를 송신하기 이전에, 제j 자동폐색장치가 파일럿신호(

)를 송신한다.

이때, i,j는 자연수이고, i<j이다.

제j 자동폐색장치가 송신하는 파일럿신호(

)는 M×(j-1)M 행렬이고, 해당 행렬의 각 열의 놈(norm)은 1이다.

그리고, 제i 자동폐색장치와 제j 자동폐색장치 간의 채널 행렬 H_i,j와 제j 자동폐색장치의 파일럿신호에 의한 신호의 합(

)은 다음의 식 1과 같다.

[식 1]

위의 식 1에서, H_i,j는 (j-1)M×M 행렬이고, 제j 자동폐색장치는 위의 식 1을 이용하여 제i 자동폐색장치로부터의 채널 행렬을 다음의 식 2와 같이 계산할 수 있다.

[식 2]

식 2와 같이, 제j 자동폐색장치에서 송신한 파일럿신호에 의해 제i 자동폐색장치에서 제j 자동폐색장치로의 채널을 알게된 이후, 제i 자동폐색장치에서 송신단을 통해 송신데이터를 제j 자동폐색장치로 송신하면 제j 자동폐색장치의 수신단)에서 수신하는 신호(y_j)는 아래의 식 3과 같다.

[식 3]

위의 식 3에서, s_{j -1}은 제j-1 자동폐색장치에서 제j 자동폐색장치로 송신하는 M×1의 벡터 데이터이다.

이에 따라, 제j 자동폐색장치는 위의 식 2로부터 측정된 H_j를 이용하여 다음의 식 4와 같이 제1 자동폐색장치 내지 제j-1 자동폐색장치에서 송신한 데이터들인

를 구할 수 있게 된다.

[식 4]

이처럼, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템에서는 모든 자동폐색장치에서 복수의 송신채널 및 수신채널을 통해 하나의 주파수를 이용하여 서로 다른 데이터를 송수신하며, 이때, 파일럿신호를 이용하여 데이터를 검출하게 되므로, 복수 개의 주파수를 이용하는 구조에서 데이터 필터링 시 발생할 수 있는 인접주파수의 간섭에 의한 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고 이때, 복수 개의 송신채널 및 수신채널을 구비함에 따라 다중 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 것과 같은 구조를 갖게 되므로 인접주파수의 간섭에 의한 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

이때, 본 발명의 제1 실시예의 좀더 자세한 예에서, 한 역간에 세 개의 자동폐색장치가 형성되고, 각 자동폐색장치는 네 개의 송신채널을 갖는 송신단과 네 개의 수신채널을 갖는 수신단을 각각 구비하는 구조인 경우를 예로 들어 설명하면, 먼저, 세 번째 자동폐색장치는 첫 번째 자동폐색장치 및 두 번째 자동폐색장치로부터의 채널을 파일럿신호를 이용하여 측정한다.

이때, 세 번째 자동폐색장치에서 파일럿신호에 의한 신호의 합(

)은 다음의 식 5와 같다.

[식 5]

위의 식 5에서, H_1,3은 첫 번째 자동폐색장치에서 세 번째 자동폐색장치로의 채널인 8×4 행렬이고,

은 첫 번째 자동폐색장치에서 세 번째 자동폐색장치로의 4×8 행렬이다.

이때,

과

는 각 자동폐색장치에서 미리 알고 있으므로, 다음의 식 6과 같이 H₃과 H_{2 ,3}을 구할 수 있다.

[식 6]

위의 식 6로부터 세 번째 자동폐색장치는 채널을 알게 되므로 하나의 주파수를 통해 데이터를 송수신한다. 이때, 세 번째 자동폐색장치에 수신되는 신호 y₃은 다음의 식 7과 같고, 이에 따라, 세 번째 자동폐색장치가 원하는 신호인 s₂는 다음의 식 8에 의해 구할 수 있다.

[식 7]

[식 8]

위의 식 7 및 식 8에서 s₁, s₂는 모두 4×1의 벡터 데이터이고, 식 7에서 노이즈가 있는 경우 세 번째 자동폐색장치가 수신하는 신호는 다음의 식 9와 같이 표현되나, 이는 ZF 또는 MMSE를 이용하여 수신하고자 하는 최종 데이터를 복원할 수 있다.

[식 9]

이처럼, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템은 역 내에 형성된 복수 개의 자동폐색장치에서 동일한 주파수를 통해 데이터를 송수신하므로 인접주파수에 의한 간섭신호가 전혀 발생하지 않게 되어, 간섭에 의한 데이터 오류의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

1. 역에 형성된 자동폐색장치간의 데이터 송수신을 위한 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템에 있어서,
   복수 개의 송신채널을 구비하는 송신단과 복수 개의 수신채널을 구비하는 수신단을 포함하여, 상기 송신단을 통해 서로 다른 데이터를 송신하며, 특정 주파수를 통해 데이터를 송신하는 제i 자동폐색장치; 그리고
   복수 개의 송신채널을 구비하는 송신단과 복수 개의 수신채널을 구비하는 수신단을 포함하여, 상기 송신단을 통해 서로 다른 데이터를 송신하며, 상기 특정 주파수를 통해 데이터를 송신하는 제j 자동폐색장치;
   를 포함하며, 상기 제i 자동폐색장치의 상기 송신단은 복수 개의 케이블에 연결되었다가 하나의 케이블로 통합되어 상기 제j 자동폐색장치의 상기 수신단에 연결될 때 각각의 케이블로 분리되어 상기 제j 자동폐색장치의 상기 수신단에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템.
   (이때, i, j는 자연수이고, i<j임.)
2. 제1항에 있어서,
   상기 제j 자동폐색장치는 상기 제i 자동폐색장치가 상기 제j 자동폐색장치로 데이터를 송신하기 이전에 파일럿신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제j 자동폐색장치는 상기 파일럿신호를 이용하여 상기 제i 자동폐색장치로부터의 채널을 알게됨에 따라, 상기 제i 자동폐색장치에서 상기 제j 자동폐색장치로 송신한 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제i 자동폐색장치의 상기 송신단과 상기 제j 자동폐색장치의 상기 수신단을 연결하는 케이블은 풀 랭크(full rank) 구조인 것을 특징으로 하는 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 케이블은 각각 서로 다른 채널로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동폐색장치용 데이터 송수신 시스템.
   

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