KR20180099474A

KR20180099474A - 열차 선로 및 열차 제어를 위한 제어 장치, 제어방법 및 열차선로 관리 시스템

Info

Publication number: KR20180099474A
Application number: KR1020180017186A
Authority: KR
Inventors: 조준호; 박평수; 안상권
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2018-09-05
Also published as: KR102319320B1

Abstract

본 개시는 열차 선로 및 열차 제어를 위한 기술에 관한 것으로, 무선통신 기술을 이용한 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System)를 통한 무선 열차 제어 및 열차 선로 관리 방법 및 그 장치, 시스템에 관한 것이다. 일 실시예는 열차 선로 관리 시스템을 제어하는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치에 있어서, 열차 선로 환경 정보를 감지하는 감지 장치 또는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 이동 단말로부터 센싱 정보를 수신하는 수신부와 센싱 정보에 기초하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 센싱 정보 및 미리 설정된 매뉴얼 정보에 기초하여 알림 정보를 구성하는 제어부 및 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 알림 정보를 전송하는 송신부를 포함하는 FRMCS 제어장치 및 방법을 제공한다.

Description

열차 선로 및 열차 제어를 위한 제어 장치, 제어방법 및 열차선로 관리 시스템{Methods and Apparatuses for controlling train and lane And Train lane management system}

본 개시는 열차 선로 및 열차 제어를 위한 기술에 관한 것으로, 무선통신 기술을 이용한 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System)를 통한 무선 열차 제어 및 열차 선로 관리 방법 및 그 장치, 시스템에 관한 것이다.

열차는 한정된 선로 상에서 운행을 수행하며, 열차의 운행에 따른 열차 선로는 열차의 운행에 따라 노후화 되거나, 외부 환경 요인에 따라 문제가 발생할 수 있다.

특히, 열차는 다수의 사람이 이용하는 시설로 공공 안전 측면에서 열차 및 열차 선로에 대한 관리에 문제가 발생하는 경우에 공공안전 측면에서 재해로 이어질 수 있는 위험성이 매우 높다. 이러한 재해를 사전에 예방하기 위해서는 다양한 정보들을 수집하고 관찰하여 사전에 대응할 수 있으며, 재난 발생 시 신속정확하게 대응이 가능할 수 있도록 하기 위해 관련 시스템이 구축될 필요가 있다.

그러나, 종래에는 열차 선로를 감지하고, 복구하는 관리자는 통제실의 무전기를 이용한 무선 연락 등으로 업무를 수행하였으며, 열차의 운행 공백 시간이 극히 짧아서 적절한 복구 업무를 수행하는 데에 어려움이 있었으며, 인명 사고와 같은 위험성에 노출되어 있었다.

이와 같은 위험을 예방하기 위해서는 열차와 통제실 및 관리자의 상호 정보 교류가 유기적으로 이루어져야 하며, 상호 정보 교류를 위한 통신 인프라가 적절하게 구축되어야 한다. 특히, 공공안전 통신망 호환 및 연동 기술, 재난통신 커버리지 확대 기술, 공공안전 통신망 개선(TEI) 기술 등에 대한 연구 개발이 요구된다.

전술한 배경에서 안출된 본 개시는 이동통신 기술을 활용하여 열차, 열차 선로 및 관리자의 유기적 정보 교류가 자동으로 이루어지도록 하여 열차 선로 관리에 발생될 수 있는 위험성을 낮추는 장치 및 방법을 제안하고자 한다.

또한, 본 개시는 다수의 열차 상황 및 열차 선로 상황 등의 환경 요인을 자동으로 분석하여 한정된 선로 자원을 보다 효율적으로 제어하여 관리자의 위험성을 경감시키고, 보다 효율적인 열차 제어를 이동 통신망을 통해서 구축될 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제안하고자 한다.

전술한 과제를 해결하기 위한 일 실시예는 열차 선로 관리 시스템을 제어하는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치에 있어서, 열차 선로 환경 정보를 감지하는 감지 장치 또는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 이동 단말로부터 센싱 정보를 수신하는 수신부와 센싱 정보에 기초하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 센싱 정보 및 미리 설정된 매뉴얼 정보에 기초하여 알림 정보를 구성하는 제어부 및 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 알림 정보를 전송하는 송신부를 포함하는 FRMCS 제어장치를 제공한다.

또한, 일 실시예는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치가 열차 선로 관리 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 열차 선로 환경 정보를 감지하는 감지 장치 또는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 이동 단말로부터 센싱 정보를 수신하는 수신단계와 센싱 정보에 기초하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 센싱 정보 및 미리 설정된 매뉴얼 정보에 기초하여 알림 정보를 구성하는 제어단계 및 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 알림 정보를 전송하는 송신단계를 포함하는 방법을 제공한다.

또한, 일 실시예는 열차 선로를 관리하는 열차 선로 관리 시스템에 있어서, 열차 선로 환경 정보를 감지하여 센싱 정보를 생성하고, 센싱 정보를 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치로 전송하는 감지 장치와 센싱 정보를 이용하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 알림 대상 그룹에 전송할 알림 정보를 생성하며, 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 알림 정보를 전송하는 FRMCS 제어장치와 알림 정보를 시스템 정보 블록에 포함하여 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 브로드캐스팅하는 기지국 및 알림 대상 그룹에 포함되어 기지국으로부터 알림 정보를 수신하는 복수의 FRMCS 이동 단말을 포함하는 열차 선로 관리 시스템을 제공한다.

본 실시예를 통해서 열차, 열차 선로 및 관리자의 유기적 정보 교류가 자동으로 이루어지도록 하여 열차 선로 관리에 발생될 수 있는 위험성을 낮추는 효과를 제공한다.

또한, 본 실시예를 통해서 한정된 선로 자원을 보다 효율적으로 제어하여 관리자의 위험성을 경감시키고, 보다 효율적인 열차 제어를 이동 통신망을 통해서 구축하는 효과를 제공한다.

도 1은 종래 열차 제어 시스템 상에서의 위험성을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 FRMCS 제어장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 감지장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 FRMCS 제어장치가 알림 대상 그룹을 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 열차 속도 정보를 감지하는 경우 FRMCS 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 선로 이상 발생 정보를 감지하는 경우 FRMCS 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 긴급 상황 발생의 경우 FRMCS 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 알림 정보를 포함하는 시스템 정보 블록의 전송을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 시스템 정보 블록의 필드를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 알림 정보를 PDSCH를 통해서 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 알림 정보를 전달하는 PSSCH의 채널 연계 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 FRMCS 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 열차 선로 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 MTC(Machine Type Communication) 단말 또는 IoT 단말은 low cost(또는 low complexity)를 지원하는 단말 또는 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다.　　 본 명세서에서는 MTC 단말 또는 IoT 단말을 MTC 단말로 기재하여 설명하며, MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및/또는 coverage enhancement를 지원하기 위한 특정 카테고리로 정의된 단말을 의미할 수 있다.

다시 말해 본 명세서에서 MTC 단말은 LTE 기반의 MTC 관련 동작을 수행하는 새롭게 정의된 3GPP Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 기존의 LTE coverage 대비 향상된 coverage를 지원하거나, 혹은 저전력 소모를 지원하는 기존의 3GPP Release-12 이하에서 정의된 UE category/type, 혹은 새롭게 정의된 Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다.

본 발명에서의 무선통신시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 무선통신시스템은 사용자 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS, 또는 eNB)을 포함한다. 본 명세서에서의 사용자 단말은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.

기지국 또는 셀(cell)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), small cell 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

즉, 본 명세서에서 기지국 또는 셀(cell)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 NodeB, LTE에서의 eNB 또는 섹터(싸이트) 등이 커버하는 일부 영역 또는 기능을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 및 릴레이 노드(relay node), RRH, RU, small cell 통신범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

상기 나열된 다양한 셀은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. i) 무선 영역과 관련하여 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 스몰 셀을 제공하는 장치 그 자체이거나, ii) 상기 무선영역 그 자체를 지시할 수 있다. i)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 상기 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 eNB, RRH, 안테나, RU, LPN, 포인트, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. ii)에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.

따라서, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 스몰 셀, RRH, 안테나, RU, LPN(Low Power Node), 포인트, eNB, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신 포인트를 통칭하여 기지국으로 지칭한다.

본 명세서에서 사용자 단말과 기지국은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 사용자 단말과 기지국은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 여기서, 상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 사용자 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 사용자 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.

무선통신시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

또한, LTE, LTE-advanced와 같은 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다. 상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel) 등과 같은 제어채널을 통하여 제어정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터채널로 구성되어 데이터를 전송한다.

한편 EPDCCH(enhanced PDCCH 또는 extended PDCCH)를 이용해서도 제어 정보를 전송할 수 있다.

본 명세서에서 셀(cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.

실시예들이 적용되는 무선통신 시스템은 둘 이상의 송수신 포인트들이 협력하여 신호를 전송하는 다중 포인트 협력형 송수신 시스템(coordinated multi-point transmission/reception System; CoMP 시스템) 또는 협력형 다중 안테나 전송방식(coordinated multi-antenna transmission system), 협력형 다중 셀 통신시스템일 수 있다. CoMP 시스템은 적어도 두 개의 다중 송수신 포인트와 단말들을 포함할 수 있다.

다중 송수신 포인트는 기지국 또는 매크로 셀(macro cell, 이하 'eNB'라 함)과, eNB에 광케이블 또는 광섬유로 연결되어 유선 제어되는, 높은 전송파워를 갖거나 매크로 셀영역 내의 낮은 전송파워를 갖는 적어도 하나의 RRH일 수도 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미한다. 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.

이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 ‘PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다’는 형태로 표기하기도 한다.

또한 이하에서는 PDCCH를 전송 또는 수신하거나 PDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신한다는 기재는 EPDCCH를 전송 또는 수신하거나 EPDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신하는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

즉, 이하에서 기재하는 물리 하향링크 제어채널은 PDCCH를 의미하거나, EPDCCH를 의미할 수 있으며, PDCCH 및 EPDCCH 모두를 포함하는 의미로도 사용된다.

또한, 설명의 편의를 위하여 PDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예인 EPDCCH를 적용할 수 있으며, EPDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예로 EPDCCH를 적용할 수 있다.

한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC시그널링을 포함한다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다.

본 개시는 이동통신 네트워크를 사용하여 효율적이며, 안전성 높은 열차 제어 및 열차 선로 관리 시스템을 구현하는 기술에 관한 것이다. 이하에서는 도면을 참조하여, 본 개시에 포함되는 각종 장치와, 장치의 동작 방법 및 전체 시스템에 대해서 설명한다.

도 1은 종래 열차 제어 시스템 상에서의 위험성을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 열차(110, 120, 130)들은 제어센터(100)의 제어 및 각 열차(110, 120, 130)의 운전자에 의해서 제어될 수 있다. 예를 들어, 열차(110, 120, 130)는 미리 설정된 운행 스케줄 정보에 따라 운전자의 수동 또는 자동 모드 제어에 의해서 운행이 제어되며, 제어센터(100)의 이벤트 발생 알림을 각 운전자가 수신하여 열차 제어에 사용한다.

아울러, 열차 선로를 관리하기 위한 관리자(105, 115)는 열차 선로의 이상 유무를 확인하고, 이상 발생 시 이를 복구하는 역할을 수행할 수 있다. 관리자(105, 115)는 제어센터(100)와 열차 운행 스케줄 정보 등을 이용하여 열차 선로에 열차(110, 120, 130)가 운행하지 않는 시간을 확인하고, 해당 시간을 이용하여 선로 관리 작업을 수행하였다.

그러나, 관리자(105, 115)가 열차 선로를 관리하는 경우, 돌발적인 상황이 발생하거나 예상한 작업 시간 보다 긴 작업시간이 소요될 수 있고, 열차 스케줄 정보의 변경 또는 제어센터(100)의 적절한 정보 제공 누락 등의 다양한 요소로 인해서 안전에 대한 위험성이 존재하였다.

일 예로, 열차 선로를 보수하는 관리자(105)가 예상보다 보수 시간이 더 소요되고 있는 상황에서 열차(110)의 접근을 인지하지 못할 수 있다. 또한, 제어센터(100)도 관리자(105)의 정확한 위치와 보수 작업 중인지 등에 대한 정보를 적절하게 인지하지 못하는 경우에 열차(110)의 접근에 의해서 관리자(105)는 위험 상황에 놓일 수 있는 문제점이 있다.

다른 예로, 열차 선로로 이동하는 관리자(115)의 경우, 선로 보수와 같은 작업을 수행하는 관리자가 아니므로 제어센터(100)에서는 해당 관리자(115)의 정확한 위치를 확인하기 어렵고, 해당 선로로 운행하는 열차(110)도 관리자(115)의 접근을 인지하기 어렵다. 마찬가지로, 열차 선로로 이동하는 관리자(115)도 열차(110)의 운행 여부, 운행 속도, 접근 여부 등을 제어센터(100)로부터 실시간으로 확인하지 않고 있기 때문에 인지하기 어려운 문제점이 있다. 따라서, 보수 작업과 같이 제어센터(100)에서 인지한 관리자(105) 대비 이동하는 관리자(115)의 경우에 모니터링 사각에 놓이게 되어 위험성에 노출될 수 있다.

또 다른 예로, 열차 선로 분기점과 같이 다수의 열차의 운행 경로가 중복되는 지점에서는 일 방향으로 운행하는 열차(110)와 마주오는 열차(120)는 서로 해당 열차의 운행 속도, 운행 위치, 접근 정도를 바로 확인하기 어렵다. 이는 제어센터(100)에서 모니터링하여 각 열차로 필요한 제어정보를 전송하기 때문이다. 아울러, 특정 열차(110)의 속도가 미리 설계된 스케줄 정보 상의 속도 이상인 경우에 앞서 운행하는 열차(130)는 뒤에서 운행하는 열차(110)의 속도를 인지하기 어렵기 때문에 두 열차(110, 130)간의 간격이 좁아지는 문제점을 빠르게 인지하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

또 다른 예로, 종래 열차 선로의 이상 발생 여부는 관리자들이 육안으로 확인하여 인지하는 방식을 사용하였으나, 이러한 방식은 열차 운행에 의한 육안 확인 시간의 부족 및 육안 확인 시의 위험성 증가 등의 문제점을 가지고 있었다.

이와 같이, 종래 제어센터(100)의 모니터링과 중앙 집중식 통신 방식, 각 관리자, 열차 선로 및 열차의 상태를 모니터링하는 기술이 부족하여 다양한 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 일 실시예는 철도통합무선망을 적용한 열차 선로 관리 시스템에 관한 것이다. 철도통합무선망은 FutureRailway Mobile Communication System(FRMCS) 또는 LTE-R을 의미할 수 있으며, 본 명세서에서는 FRMCS를 중심으로 설명한다. 단, 동일한 기술적 사상은 LTE-R에 적용될 수 있다.

FRMCS는 열차 또는 열차 선로를 관리 및 제어하기 위한 이동통신 시스템으로 3GPP에서 해당 표준기술을 개발하고 있다. FRMCS는 그룹통화 서비스 기술 및 통신서비스 품질 관리 기술 등이 적용되어 긴급 상황 등에서 보다 정확도 높은 통신 서비스를 제공할 수 있는 기능을 포함하고 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 FRMCS 제어장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 열차 선로 관리 시스템을 제어하는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치(200)는 열차 선로 환경 정보를 감지하는 감지 장치 또는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 이동 단말로부터 센싱 정보를 수신하는 수신부(230)와 센싱 정보에 기초하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 센싱 정보 및 미리 설정된 매뉴얼 정보에 기초하여 알림 정보를 구성하는 제어부(210) 및 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 알림 정보를 전송하는 송신부(220)를 포함할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 감지장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 감지 장치(301, 302, 310)는 열차 선로 환경 정보를 감지할 수 있다. 열차 선로 환경 정보는 감지 장치(301, 302, 310)의 감지 범위 내의 열차 선로 이상 유무 정보, 열차 선로를 통과하는 열차(320)에 대한 속도, 방향, 위치 정보, 열차 선로 주변의 FRMCS 이동 단말(330)의 위치, 이동 방향, 식별자 정보 등을 감지할 수 있다.

감지 장치(301, 302, 310)는 열차 선로 상에 설치되는 감지 장치(301, 302)와 열차 선로에서 일정 거리에 위치하여 설치되는 감지 장치(310)를 의미할 수 있으며, 필요에 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 또한, 감지 장치(301, 302, 310)는 열차 선로의 이상 여부를 감지하기 위해서 열차 선로의 상태를 유무선으로 감지할 수도 있다.

한편, FRMCS 이동 단말(330)은 관리자와 같이 등록된 사용자가 지참할 수 있으며, FRMCS 기술을 이용하여 열차(320) 또는 FRMCS 제어장치(200)와 통신을 수행할 수 있다. FRMCS 이동 단말(330)은 위치에 따라 열차(320)에 대한 속도, 방향, 위치 정보를 감지할 수도 있으며, 열차 선로에 대한 이상 여부 정보를 제어장치로 전송할 수도 있다.

수신부(230)는 감지 장치(301, 302, 310) 또는 FRMCS 이동 단말(330)로부터 감지된 센싱 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 센싱정보는 감지 장치(301, 302, 310)가 감지하는 영역의 열차 선로에 대한 이상 발생 유무 정보, 열차 선로 상으로 진행하는 열차(320)에 대한 위치 정보, 열차(320)에 대한 방향 정보, 열차(320)에 대한 속도 정보 및 열차 선로를 기준으로 미리 설정된 범위 내에 위치한 FRMCS 이동 단말(330) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 센싱 정보를 수신한 제어부(210)는 센싱 정보와 미리 설정된 매뉴얼 정보 등에 기초하여 알림 정보를 구성할 수 있다.

일 예를 들어, 제어부(210)는 센싱 정보에 기초하여 알림 대상 그룹을 결정할 수 있다. 알림 대상 그룹은 알림 정보를 수신할 하나 이상의 FRMCS 이동 단말을 포함할 수 있다. 즉, 제어부(210)는 센싱 정보를 분석한 결과에 따라 알림을 전송할 FRMCS 이동 단말들을 확정하고, 해당 FRMCS 이동 단말을 알림 대상 그룹으로 설정하여 해당 그룹에 동일한 알림 정보를 전송하기 위한 동작을 수행할 수 있다.

예를 들면, 제어부(210)는 센싱 정보에 기초하여 감지 장치가 감지하는 영역의 열차 선로에 대한 이상이 발생된 것으로 판단되면, 열차 선로를 기준으로 미리 설정된 범위 내에 위치하는 하나 이상의 FRMCS 이동 단말을 알림 대상 그룹으로 결정할 수 있다. 여기서, 알림 대상 그룹에 포함되는 FRMCS 이동 단말은 열차 선로 방향으로 이동하는 열차 단말 및 열차 선로 관리를 위해서 미리 설정된 식별자를 부여 받은 관리자 단말을 포함할 수 있다.

알림 대상 그룹을 결정하는 동작을 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 일 실시예에 따른 FRMCS 제어장치가 알림 대상 그룹을 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하여 예를 들어 설명하면, 전술한 감지 장치 또는 제1열차(400)에 구성되는 FRMCS 이동 단말은 제1열차(400)의 속도 및 방향, 위치에 대한 정보를 센싱 정보에 포함하여 FRMCS 제어장치(450)로 전송할 수 있다.

FRMCS 제어장치(200)의 제어부(210)는 이러한 센싱 정보가 수신되면, 해당 센싱 정보와 제1열차(400)의 주변에 위치한 FRMCS 이동 단말들의 위치 정보를 확인하여 알림 대상 그룹을 결정할 수 있다. 이 경우, 제어부(210)는 FRMCS 이동 단말들의 위치 정보 및 이동 방향 정보, 속도 정보 등을 고려하여 알림 대상 그룹을 결정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(210)는 제1열차(400)의 속도가 미리 설정된 기준을 초과하는 경우, 제1열차(400)의 이동방향 전방에 위치한 열차 선로에 이상 발생이 감지되는 경우와 같이 알림을 발생해야 하는 상황인지를 확인할 수 있다.

알림 발생 상황인 경우, 제어부(210)는 해당 제1열차(400)와 미리 설정된 위험 반경 내에 위치한 FRMCS 이동 단말(402)을 알림 대상 그룹에 포함할 수 있다. 단, 미리 설정된 위험 반경 내에 위치한 FRMCS 이동 단말(411)이라도 이동 방향 및 속도 정보를 고려하여 위험 반경을 벗어날 것으로 예측되는 경우에 알림 대상 그룹에서 제외할 수 있다. 이와 달리, 미리 설정된 위험 반경 외에 위치한 FRMCS 이동 단말(403)이라도 이동 방향 및 속도 정보를 고려하여 위험 반경으로 진입할 것으로 예측되는 경우에 알림 대상 그룹에 포함할 수 있다. 또한, 위험 반경 내에 위치하지는 않으나, FRMCS 이동 단말(401)의 안정 반경과 위험 반경이 중첩되는 경우에 해당 FRMCS 이동 단말(401)을 알림 대상 그룹에 포함할 수 있다. 물론, 위험 반경 외부에 위치하는 FRMCS 이동 단말(412, 413)은 알림 대상 그룹에서 제외된다.

아울러, 제1열차(400)와 마주보는 방향으로 운행하는 제2열차(420)이 존재하는 경우 제2열차(420)는 알림 대상 그룹에 포함될 수 있다. 필요에 따라 제2열차(420)의 이동 속도 및 위치 정보가 고려되어 알림 대상 그룹에 포함여부가 결정될 수 있다. 이와 달리, 제1열차(400)와 동일 방향으로 운행하는 제3열차(410)는 알림 대상 그룹에서 제외될 수 있다. 필요에 따라, 제3열차(410)와 제1열차(400)의 간격이 위험 반경 내로 좁혀질 것으로 예측되는 경우에 제3열차(410)도 알림 대상 그룹에 포함될 수도 있다.

이와 같이, FRMCS 제어장치(200)는 센싱 정보와 센싱 정보를 분석한 분석 결과, 분석 결과에 대응되는 매뉴얼 정보 등을 확인하여 각 상황에 따른 알림 대상 그룹을 동적으로 구성할 수 있다. 또한, 각 FRMCS 이동 단말들의 위치, 이동 방향 및 이동 속도 정보까지 고려하여 알림 대상 그룹을 결정함으로써 불필요한 알림 대상을 제외하고, 위험이 예상되는 알림 대상을 선별하여 알림 정보를 지시할 수 있다.

한편, FRMCS 제어장치(200)의 송신부(220)는 알림 대상 그룹에 포함되는 각 FRMCS 이동 단말의 위치 정보를 확인하고, 해당 FRMCS 이동 단말의 위치에 커버리지를 형성하는 기지국으로 알림 정보를 전송할 수 있다. 기지국은 일정 커버리지의 셀을 포함하며, 각 셀 내에 위치한 FRMCS 이동 단말은 해당 기지국과 무선통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 알림 정보는 감지 장치가 감지하는 영역의 열차 선로에 대한 이상 발생 유무 정보, 제한 속도 정보, 열차 운행 제어 정보 및 긴급 대피 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 알림 정보는 센싱 정보를 분석한 분석 결과에 따라 포함될 정보가 달라질 수 있다.

이하에서는, 센싱 정보에 따라 다양한 알림 정보가 생성되어 전달되는 각 실시예를 나누어 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 5는 일 실시예에 따른 열차 속도 정보를 감지하는 경우 FRMCS 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

감지 장치 또는 열차에 구성되는 FRMCS 이동 단말은 열차의 속도 정보를 감지할 수 있다(S510). 전술한 바와 같이, 감지된 열차의 속도 정보는 유무선 네트워크를 통해서 FRMCS 제어장치로 리포팅된다. 이 경우, 센싱 정보는 열차의 속도 정보와 함께 열차의 이동 방향, 위치 정보를 더 포함할 수 있다.

FRMCS 제어장치는 열차 속도 정보를 센싱 정보에 포함하여 수신할 수 있다(S520). FRMCS 제어장치는 수신된 열차의 속도 정보를 이용하여 해당 열차가 미리 설정된 매뉴얼에 따른 위치 또는 구간에서의 제한 속도를 초과하는지 또는 최소 속도 미만으로 주행하는지 등을 판단하여 전술한 방법으로 알림 대상 그룹을 결정할 수 있다. 예를 들어, 알림 대상 그룹은 해당 열차의 주변(예를 들어, 미리 설정된 위험 반경)에 위치하는 FRMCS 이동 단말 또는 해당 열차, 해당 열차의 앞 또는 뒤에서 운행하는 타 열차 등이 포함될 수 있다.

FRMCS 제어장치는 알림 대상 그룹을 설정하고, 제한 속도 정보를 포함하는 알림 정보를 구성할 수 있다. 알림 정보에는 제한 속도로 열차 속도를 낮추거나 높이기 위한 제어 정보를 더 포함할 수도 있다.

FRMCS 제어장치는 알림 정보를 해당 알림 대상 그룹에 포함되는 FRMCS 이동 단말이 위치한 셀을 제어하는 기지국으로 전송할 수 있다(S530). 해당 알림 정보는 유선 또는 무선 네트워크를 통해서 각 기지국으로 전달될 수 있다.

각 기지국은 해당 셀 내에 위치하면서 알림 대상 그룹에 포함되는 FRMCS 이동 단말로 제한 속도 정보 또는 열차 제어 정보를 포함하는 알림 정보를 전송할 수 있다(S540). 알림 정보는 시스템 정보 블록에 포함되어 전송될 수 있다. 또는 알림 정보는 PDSCH를 통해서 전송될 수도 있다. 또는 알림 정보는 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)를 통해서 전송될 수도 있다.

이를 통해서, 알림 대상 그룹 내에 포함되는 제어 대상 열차, 제어 대상 열차의 뒤에서 운행하는 열차 및 제어 대상 열차의 앞에서 운행하는 열차 중 적어도 하나의 열차는 열차 제어 정보를 수신하여 위험 상황을 인지하고, 열차 제어 정보에 따라 열차의 속도를 제어할 수 있다. 만약, 알림 대상 그룹에 해당 열차의 주변에 위치한 관리자 단말이 포함되는 경우, 해당 관리자는 위험 상황을 인지하고 위험 반경에서 벗어날 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 선로 이상 발생 정보를 감지하는 경우 FRMCS 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 전술한 바와 같이 감지 장치는 열차 선로에 이상 발생 여부를 자동으로 감지할 수 있다(S610). 이를 위해서, 감지 장치는 전기 전도도 특성 등을 주기적으로 모니터링하여 열차 선로의 이상 발생 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 일정 전류를 열차 선로로 인가하여 수신하여 전류 특성의 변화를 측정함으로써 열차 선로의 이상 여부를 감지할 수 있다. 또는 감지 장치에 구성되는 카메라 센서 등을 이용하여 열차 선로의 휘어진 정도, 높낮이 변화율 등을 판단하여 이상 발생 여부를 감지할 수 있다.

FRMCS 제어장치는 감지 장치로부터 센싱 정보를 수행하여 열차 선로 이상 발생 정보를 수신할 수 있다(S620).

이후, FRMCS 제어장치는 선로 복구 또는 선로 이상 확인을 위한 알림 대상 그룹을 설정하고, 복구 알림 정보를 포함하는 알림 정보를 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다(S630). 예를 들어, FRMCS 제어장치는 이상이 발생한 선로의 위치 주변에 위치한 FRMCS 이동 단말을 알림 대상 그룹에 포함할 수 있다. 또한, 해당 선로로 운행하거나, 운행할 예정인 열차에 구성된 FRMCS 이동 단말도 알림 대상 그룹에 포함할 수 있다. 아울러, 알림 정보는 선로 복구를 지시하기 위한 정보 및 해당 선로에 이상이 발생하였음을 알리는 정보를 포함할 수 있다.

기지국은 해당 알림 대상 그룹에 포함되는 각 FRMCS 이동 단말로 알림 정보를 전송한다(S640). 이 경우, 기지국은 선로 복구를 위한 관리자가 보유한 FRMCS 이동 단말의 식별정보와 열차에 구성된 FRMCS 이동 단말의 식별정보를 구분하여 선로 복구를 지시하기 위한 정보와 선로 이상 발생을 알리는 정보를 각각 필요에 따라 나누어 알림 정보를 전송할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 알림 정보는 시스템 정보 블록에 포함되어 전송될 수 있다. 또는 알림 정보는 PDSCH를 통해서 전송될 수도 있다. 또는 알림 정보는 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)를 통해서 전송될 수도 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 긴급 상황 발생의 경우 FRMCS 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, FRMCS 제어장치는 센싱 정보를 수신하되, 센싱 정보와 무관한 긴급 상황이 발생하는 경우에 긴급 메시지를 생성할 수 있다(S710). 긴급 메시지는 전술한 알림 정보에 포함될 수 있다. 또는, FRMCS 제어 장치는 센싱 정보에 기후 정보가 포함되는 경우, 적설 정보 등을 이용하여 긴급하게 알려야할 필요가 있는 경우에 긴급 메시지를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 긴급 메시지는 특정 선로 구간 또는 특정 선로 지역에 일시적으로 통행 제한 조치가 내려져서 운행이 불가능한 경우와 같은 센싱 정보 외적인 문제가 발생한 경우에 생성될 수 있다.

FRMCS 제어장치는 긴급 메시지가 생성되는 해당 긴급 메시지를 포함하는 긴급 알림 정보를 수신할 알림 대상 그룹을 결정하고, 이를 각 기지국으로 전송한다(S720). 긴급 알림 정보의 경우 전술한 속도 제어, 선로 이상 발생 경우에 대비하여 보다 넓은 지역에 위치하는 FRMCS 이동 단말이 알림 대상 그룹에 포함되도록 결정될 수 있다. 또는, 전체 FRMCS 이동 단말이 모두 알림 대상 그룹에 포함되도록 결정될 수 있다.

각 기지국은 긴급 알림 정보를 FRMCS 이동 단말로 전송한다(S730). 전술한 바와 같이, 알림 정보는 시스템 정보 블록에 포함되어 전송될 수 있다. 또는 알림 정보는 PDSCH를 통해서 전송될 수도 있다. 또는 알림 정보는 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)를 통해서 전송될 수도 있다.

한편, 기지국은 긴급 알림 정보를 전술한 속도 제어를 위한 알림 정보, 선로 이상 발생에 따른 알림 정보와 구분하여 FRMCS 이동 단말로 전송할 수도 있다. 예를 들어, 알림 정보의 시급성 또는 알림 대상 그룹에 포함되는 FRMCS 이동 단말의 식별자 개수 등에 따라 알림 정보의 종류가 구분될 수 있다. 이 경우, 기지국은 특정 종류(예를 들어, 긴급 알림 정보)에 대한 알림 정보는 시스템 정보 블록을 통해서 전송하여 셀 내의 모든 단말이 모니터링하도록 할 수 있고, 다른 종류에 대한 알림 정보는 알림 대상 그룹에 포함되는 FRMCS 이동 단말로 PDSCH를 통해서 전송하여 단말 특정하게 전송할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, FRMCS 제어장치 및 기지국은 다양한 상황에서 다양한 알림 정보를 FRMCS 이동 단말로 자동으로 전송할 수 있다. 위에서 설명한 실시예는 설명을 위하여 본 개시의 일부 실시예를 기재한 것으로, 센싱 정보 및 미리 설정된 매뉴얼 정보에 따라 더 다양한 상황과 실시예가 추가될 수 있으며, 세부 실시예는 이해의 편의를 위한 것으로 해당 실시예에 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 기술적 사상을 공유하는 다양한 실시예는 모두 본 개시에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이하에서는, 기지국이 알림 정보를 무선자원을 이용하여 전송하는 다양한 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

일 예로, 기지국은 시스템 정보 블록에 알림 정보를 포함하여 FRMCS 이동 단말들로 전송할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 알림 정보를 포함하는 시스템 정보 블록의 전송을 설명하기 위한 도면이다.

시스템 정보(SI)는 단말과 기지국간의 통신을 위한 필수적인(essential) 정보를 의미한다. 시스템 정보는 MIB(Master Information Block)과 SIB(System Information Block)으로 나뉜다. MIB는 가장 필수적인 정보이고, SIB는 그 중요도나 주기에 따라 다시 SIB-x의 형태로 나뉜다. 아래 표 1에 종래 LTE 무선 통신 기반의 SIB1~13번이 전송하는 정보를 예시적으로 나타내었다.

MIB는 물리채널인 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 통해 전송되고, SIB는 공용 제어정보로써 PDCCH를 통해 전송되는 점에서 차이가 있다. MIB는 단말이 셀에 접속하기 위한 기본적인 정보인 다운링크 대역폭 정보, SFN(System Frame Number) 정보 등이 포함된다. SIB1는 셀 접속에 관련된 정보와 셀 선택에 관련된 정보와 셀 선택에 관련된 파라미터 등이 포함된다. SIB2는 Common 채널과 Shared 채널 설정에 관련된 정보로 구성되어 있고, SIB3는 Common 셀 재선택과 동일 주파수 내 셀 재선택에 관련된 파라미터들로 구성되어 있다. 또한 SIB4~8는 각각 동일 주파수 대역을 사용하는 인접 셀들의 정보와 다른 대역을 사용하는 셀들에 대한 재선택 정보가 들어 있다. SIB9는 HeNB의 이름, SIB10~12는 공동 재난 메시지를 포함한다. SIB13에는 MBMS 수신에 대한 중요 정보를 포함하고 있다.

도 8과 같이, MIB는 4개의 프레임(40ms)마다 생성되어 각 프레임(10ms)마다 반복되어 전송된다. SIB1은 8개의 프레임(80ms)마다 생성되어, 2개의 프레임(20ms)마다 반복 전송된다. 다른 SI들의 전송주기는 시스템 구현이나 설정에 따라 변동될 수 있다. 한편, 다중 반송파, 릴레이, MIMO(Multiple Input Multiple Output), CoMP(Coordinated Multi-Point transmission) 등과 같은 기술이 추가되고 있으며, 추가적인 기법이 도입됨에 따라 시스템 정보에도 추가적인 정보 요소(information element)가 더 포함될 필요가 있다.

한편, 본 개시의 알림 정보는 시스템 정보 블록 14에 포함되어 전송될 수 있다. 이를 위해서, 시스템 정보 블록 14가 새롭게 정의될 수 있다.

예를 들어, 시스템 정보 블록은 도 9와 같이, 알림 정보에 대한 타켓 알림 대상 그룹 식별자 정보 및 타켓 FRMCS 이동 단말 식별자 정보를 포함하는 자원 지정 필드, 열차 운행 제어를 위한 속도 제어 필드 및 긴급 데이터 전송을 위한 긴급 제어 필드 중 적어도 하나의 필드를 포함하여 구성될 수 있다.

도 9를 참조하면, 자원 지정 필드는 알림 대상 그룹에 대한 그룹 ID 정보, 각 FRMCS 이동 단말에 대한 단말 ID 정보를 포함할 수 있다. 또한, 속도 제어 필드는 전술한 바와 같이 열차 속도를 제어하기 위해서 필요한 제어 정보, 열차 속도 정보 등이 포함될 수 있다. 긴급 제어 필드는 긴급 메시지가 포함될 수 있다.

시스템 정보는 기지국의 셀 내에 브로드 캐스팅되는 정보로 셀 내의 FRMCS 이동 단말은 모두 수신할 수 있으며, 해당 정보를 확인할 수 있는 장점이 있다. 다만, 전체 시스템 대역폭의 무선 자원을 사용하기 때문에 긴급 메시지가 아닌 경우에는 무선자원의 불필요한 오버헤드를 야기시킬 수 있다.

따라서, 전술한 바와 같이, 알림 정보의 종류에 따라 알림 정보는 시스템 정보로 전송되는 경우와 PDSCH 정보로 전송되는 경우가 구분될 수도 있다. 이하, PDSCH를 통해서 알림 정보가 전송되는 경우를 설명한다.

다른 예로, 기지국은 PDSCH에 알림 정보를 포함하여 FRMCS 이동 단말들로 전송할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 알림 정보를 PDSCH를 통해서 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 기지국은 알림 대상 그룹에 포함되는 하나 이상의 FRMCS 이동 단말로 알림 정보를 전달하기 위한 PDSCH 스케줄링 정보를 포함하는 PDCCH(1010)을 전송하고, PDCCH(1010)에 의해서 스케줄링되는 시간 자원 및 주파수 자원(1020) 상에서 알림 정보를 전송할 수 있다.

예를 들어, 기지국은 단말 특정한 시그널링을 통해서 알림 정보를 전송하기 위해서 특정 FRMCS 이동 단말이 확인할 수 있는 PDSCH(1020)에 알림 정보를 포함하여 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 해당 FRMCS 이동 단말이 알림 정보를 확인하기 위해서 필요한 PDSCH(1020) 상의 알림 정보가 포함되는 시간 및 주파수 자원에 대한 정보를 PDCCH(1010)를 통해서 전송할 수 있다. 즉, FRMCS 이동 단말은 PDCCH 영역을 통해서 수신되는 PDSCH 스케줄링 정보를 확인하고, 해당 PDSCH 스케줄링 정보가 지시하는 PDSCH(1020)의 시간 및 주파수 자원을 확인하여 알림 정보를 획득할 수 있다.

즉, 기지국은 단말들로 하향링크 전송을 수행한다. 기지국은은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 물리 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, 1020), 그리고 PDSCH의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널(예를 들면 물리 상향링크 공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH))에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, 1010)을 전송할 수 있다.

이러한 방식은 단말 특정하게 알림 정보를 전송함으로써, 불필요한 시스템 정보 오버헤드를 줄일 수 있는 효과를 제공한다.

한편, 기지국은 알림 정보에 알림 대상 그룹에 포함되는 복수의 FRMCS 이동 단말 간의 단말 간 직접통신을 위한 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel) 및 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)에 대한 무선자원 할당정보를 포함하여 기지국 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 전송할 수 있다.

단말 간 직접통신은 기지국을 이용하지 않고, 복수의 단말이 직접적으로 통신을 수행하는 것으로, 기지국 셀의 커버리지를 벗어나서 위치하는 단말이 기지국의 도움없이 타 단말과 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해서, 기지국은 단말 간 직접통신을 수행하기 위한 무선자원에 대한 정보를 각 FRMCS 이동 단말로 제공할 수 있다.

일 예로, 기지국은 미리 설정된 단말 간 직접통신 무선자원 할당 셋에서 특정 무선자원 할당정보를 지시하는 인덱스 정보를 알림 정보에 포함하여 전송할 수 있다. 즉, 단말 간 직접통신에 이용되는 복수의 무선자원 셋이 기지국 및 각 FRMCS 이동 단말에 사전에 구성되고, 기지국은 해당 셋 중 특정 무선자원을 지시하는 지시정보를 알림 정보에 포함하여 전송할 수 있다.

다른 예로, 기지국은 단말 간 직접 통신을 위한 시간축 자원 및 주파수축 자원을 지정하여 알림 정보에 포함하여 전송할 수도 있다.

각 FRMCS 이동 단말은 기지국에 의해서 지시된 또는 할당된 단말 간 직접통신 무선자원을 이용하여 PSCCH와 PSSCH를 통해서 FRMCS 이동 단말 간에 데이터를 송수신할 수 있다. PSCCH는 단말 간 직접통신을 위한 제어정보를 전송하는 채널이고, PSSCH는 단말 간 직접통신을 위한 데이터 정보를 전송하는 채널이다. 즉, PSCCH는 PDCCH 및 PUCCH에 대응되는 정보를 전달하고, PSSCH는 PDSCH 및 PUSCH에 대응되는 정보를 전달할 수 있다.

이를 통해서, 알림 대상 그룹에 포함되는 FRMCS 이동 단말 중 특정 FRMCS 이동 단말이 기지국 셀 커버리지를 벗어나는 위치로 이동하는 경우에 PSCCH 및 PSSCH를 통해서 기지국 셀 커버리지 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로부터 알림 정보를 수신할 수 있다. 즉, 애드혹 네트워크와 같이 알림 정보가 전달되어 기지국 커버리지와 무관하게 알림 정보가 전파될 수 있다.

도 11은일 실시예에 따른 알림 정보를 전달하는 PSSCH의 채널 연계 정보를 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 알림 정보는 PSSCH를 통해서 전달될 수도 있다. PSBCH는 단말 간 직접통신에서 브로드캐스트되는 정보를 전달하며, 전송 채널 상에서 SL-BCH에 매핑되고 논리 채널 상에서는 SBCCH로 매핑된다. PSSCH는 전송 채널 상의 SL-SCH로 매핑되고, 논리 채널 상으로 STCH 상으로 매핑된다. PSCCH는 사이드링크 제어 정보(SCI)를 전송한다.

전술한 동작을 통해서 본 개시는 효율적인 선로 관리 및 탈선, 화재, 지진으로 인한 선로 복구와 선로 감지 및 복구 시간 단축을 제공할 수 있다. 이를 위해서 본 개시는 전술한 각 실시예가 독립적으로 수행되거나 일부 또는 전부가 상호 조합되어 수행될 수도 있다.

이하에서는 전술한 FRMCS 제어장치의 전체 또는 일부 동작을 흐름도를 통해서 다시 한번 간략히 설명한다. 이하에서 설명하는 방법은 전술한 FRMCS 제어장치의 동작의 이해를 돕기 위해서 간략히 설명하는 것으로 도 12에서 기재되지 않은 동작도 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 FRMCS 제어방법에 포함된다.

도 12는 일 실시예에 따른 FRMCS 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치가 열차 선로 관리 시스템을 제어하는 방법은 열차 선로 환경 정보를 감지하는 감지 장치 또는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 이동 단말로부터 센싱 정보를 수신하는 수신단계를 포함한다(S1210). 전술한 바와 같이, FRMCS 제어장치는 감지 장치가 감지하는 영역의 열차 선로에 대한 이상 발생 유무 정보, 열차 선로 상으로 진행하는 열차에 대한 위치 정보, 열차에 대한 방향 정보, 열차에 대한 속도 정보 및 열차 선로를 기준으로 미리 설정된 범위 내에 위치한 FRMCS 이동 단말 정보 중 적어도 하나를 포함하는 센싱 정보를 유무선 네트워크를 통해서 수신한다.

또한, 열차 선로 관리 시스템을 제어하는 방법은 센싱 정보에 기초하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 센싱 정보 및 미리 설정된 매뉴얼 정보에 기초하여 알림 정보를 구성하는 제어단계를 포함한다(S1220). 예를 들어, 센싱 정보 및 매뉴얼 정보를 이용하여 알림을 받을 필요가 있는 FRMCS 이동 단말을 포함하여 알림 대상 그룹을 설정할 수 있다. 이 경우, FRMCS 이동 단말의 위치 정보, 속도 정보, 이동 방향 정보 등을 이용하여 알림 대상 그룹을 동적으로 설정할 수 있다. 또한, 알림 정보의 종류에 따라 알림 대상 그룹에 포함될 FRMCS 이동 단말의 범위를 결정할 수 있다. 한편, 알림 정보는 감지 장치가 감지하는 영역의 열차 선로에 대한 이상 발생 유무 정보, 제한 속도 정보, 열차 운행 제어 정보 및 긴급 대피 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 열차 선로 관리 시스템을 제어하는 방법은 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 알림 정보를 전송하는 송신단계를 포함한다(S1230). 기지국은 알림 대상 그룹에 포함되는 복수의 FRMCS 이동 단말 간의 단말 간 직접통신을 위한 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel) 및 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)에 대한 무선자원 할당정보를 알림 정보에 포함하여 기지국 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 전송할 수 있다. 또는, 기지국은 알림 정보를 시스템 정보 블록에 포함하여 기지국 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 브로드캐스팅할 수 있다. 여기서, 시스템 정보 블록은 알림 정보에 대한 타켓 알림 대상 그룹 식별자 정보 및 타켓 FRMCS 이동 단말 식별자 정보를 포함하는 자원 지정 필드, 열차 운행 제어를 위한 속도 제어 필드 및 긴급 데이터 전송을 위한 긴급 제어 필드 중 적어도 하나의 필드를 포함하여 구성될 수 있다. 또는, 기지국은 알림 대상 그룹에 포함되는 하나 이상의 FRMCS 이동 단말로 알림 정보를 전달하기 위한 PDSCH 스케줄링 정보를 포함하는 PDCCH을 전송하고, PDCCH에 의해서 스케줄링되는 시간 자원 및 주파수 자원 상에서 알림 정보를 전송할 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따른 열차 선로 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참조하여 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명한 본 개시의 열차 선로 관리 시스템을 특정 실시예를 중심으로 다시 한 번 설명한다.

열차 선로를 관리하는 열차 선로 관리 시스템은 열차 선로 환경 정보를 감지하여 센싱 정보를 생성하고, 센싱 정보를 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치로 전송하는 감지 장치(1350, 1351, 1352)와 센싱 정보를 이용하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 알림 대상 그룹에 전송할 알림 정보를 생성하며, 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 알림 정보를 전송하는 FRMCS 제어장치(200)와 알림 정보를 시스템 정보 블록에 포함하여 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 브로드캐스팅하는 기지국(1310, 1311) 및 알림 대상 그룹에 포함되어 기지국으로부터 알림 정보를 수신하는 복수의 FRMCS 이동 단말(1320, 1321, 1322)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 감지 장치(1350)는 제1열차(1301)의 이동 방향, 이동 속도, 위치 정보를 센싱하여 FRMCS 제어장치(200)로 전송할 수 있다. 동일하게, 다른 감지 장치(1352)는 제2열차(1302)의 이동 방향, 이동 속도, 위치 정보를 센싱하여 FRMCS 제어장치(200)로 전송할 수 있다. 한편, 또 다른 감지 장치(1351)은 감지 범위 내의 FRMCS 이동 단말의 위치 정보, 열차 선로의 이상 발생 유무 정보 등을 감지하여 FRMCS 제어장치(200)로 전송할 수 있다.

만약, 제1열차(1301)이 미리 설정된 제한 속도를 초과하는 경우, FRMCS 제어장치(200)는 알림 대상 그룹을 결정할 수 있다. 예를 들어, FRMCS 제어장치(200)는 제한 속도를 초과하는 제1열차(1301), 제1열차(1301)의 이동 방향의 일정 범위 내에 위치한 FRMCS 이동 단말(1321, 1322)와 제1열차(1301) 방향으로 이동하는 FRMCS 이동 단말(1320)을 알림 대상 그룹에 포함할 수 있다. 제2열차(1302)의 경우에 제1열차(1301)와의 상대 거리, 상대 속도 정보 등을 산출하여 알림 대상 그룹에 포함될 수도 있다.

FRMCS 제어장치(200)는 알림 정보에 제1열차(1301)의 속도 정보, 열차 속도를 낮추기 위한 제어 정보 등을 포함하여 기지국(1310, 1311)으로 전송할 수 있다.

단, FRMCS 제어장치(200)는 알림 대상 그룹에 포함되는 각 FRMCS 이동 단말의 위치 정보 및 해당 기지국 정보 등을 고려하여 서로 다른 기지국으로 알림 정보를 전송할 수 있다.

예를 들어, 1301, 1320, 1321은 1310 기지국의 셀 내에 위치하고, 1322, 1302는 1311 기지국의 셀 내에 위치하므로, FRMCS 제어장치(200)는 알림 대상 그룹에 포함된 각 FRMCS 이동 단말의 식별정보를 포함하여 1310 기지국 및 1311 기지국으로 알림 정보를 전송할 수 있다.

각 기지국(1310, 1311)은 알림 정보를 해당 기지국의 셀 내에 위치한 FRMCS 이동 단말의 식별정보를 확인하고, 해당 단말로 전송할 수 있다.

전술한 바와 같이, 알림 정보는 시스템 정보 블록을 통해서 전송될 수도 있고, PDSCH를 통해서 단말 특정하게 전송될 수도 있다. 또한, 알림 정보는 단말 간 직접통신을 위한 무선자원 할당정보를 더 포함하여 전송될 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

열차 선로 관리 시스템을 제어하는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치에 있어서,
열차 선로 환경 정보를 감지하는 감지 장치 또는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 이동 단말로부터 센싱 정보를 수신하는 수신부;
상기 센싱 정보에 기초하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 상기 센싱 정보 및 미리 설정된 매뉴얼 정보에 기초하여 알림 정보를 구성하는 제어부; 및
상기 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 상기 알림 정보를 전송하는 송신부를 포함하는 FRMCS 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 센싱 정보는,
상기 감지 장치가 감지하는 영역의 열차 선로에 대한 이상 발생 유무 정보, 상기 열차 선로 상으로 진행하는 열차에 대한 위치 정보, 상기 열차에 대한 방향 정보, 상기 열차에 대한 속도 정보 및 상기 열차 선로를 기준으로 미리 설정된 범위 내에 위치한 FRMCS 이동 단말 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 FRMCS 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센싱 정보에 기초하여 상기 감지 장치가 감지하는 영역의 열차 선로에 대한 이상이 발생된 것으로 판단되면,
상기 열차 선로를 기준으로 미리 설정된 범위 내에 위치하는 하나 이상의 FRMCS 이동 단말을 상기 알림 대상 그룹으로 결정하는 것을 특징으로 하는 FRMCS 제어장치.
제 3 항에 있어서,
상기 FRMCS 이동 단말은,
상기 열차 선로 방향으로 이동하는 열차 단말 및 상기 열차 선로 관리를 위해서 미리 설정된 식별자를 부여받은 관리자 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 FRMCS 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기지국은,
상기 알림 대상 그룹에 포함되는 복수의 FRMCS 이동 단말 간의 단말 간 직접통신을 위한 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel) 및 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)에 대한 무선자원 할당정보를 상기 알림 정보에 포함하여 상기 기지국 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 FRMCS 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센싱 정보에 포함되는 열차 속도 및 위치 정보에 기초하여 하나 이상의 열차 단말을 포함하는 FRMCS 이동 단말을 상기 알림 대상 그룹으로 결정하고,
상기 알림 정보에 제한 속도 정보를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 FRMCS 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 알림 정보는,
상기 감지 장치가 감지하는 영역의 열차 선로에 대한 이상 발생 유무 정보, 제한 속도 정보, 열차 운행 제어 정보 및 긴급 대피 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 FRMS 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기지국은,
상기 알림 정보를 시스템 정보 블록에 포함하여 상기 기지국 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 FRMCS 제어장치.
제 8 항에 있어서,
상기 시스템 정보 블록은,
상기 알림 정보에 대한 타켓 알림 대상 그룹 식별자 정보 및 타켓 FRMCS 이동 단말 식별자 정보를 포함하는 자원 지정 필드, 열차 운행 제어를 위한 속도 제어 필드 및 긴급 데이터 전송을 위한 긴급 제어 필드 중 적어도 하나의 필드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 FRMCS 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기지국은,
상기 알림 대상 그룹에 포함되는 하나 이상의 FRMCS 이동 단말로 상기 알림 정보를 전달하기 위한 PDSCH 스케줄링 정보를 포함하는 PDCCH을 전송하고,
상기 PDCCH에 의해서 스케줄링되는 시간 자원 및 주파수 자원 상에서 상기 알림 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 FRMCS 제어장치.
FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치가 열차 선로 관리 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
열차 선로 환경 정보를 감지하는 감지 장치 또는 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 이동 단말로부터 센싱 정보를 수신하는 수신단계;
상기 센싱 정보에 기초하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 상기 센싱 정보 및 미리 설정된 매뉴얼 정보에 기초하여 알림 정보를 구성하는 제어단계; 및
상기 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 상기 알림 정보를 전송하는 송신단계를 포함하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 기지국은,
상기 알림 대상 그룹에 포함되는 복수의 FRMCS 이동 단말 간의 단말 간 직접통신을 위한 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel) 및 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)에 대한 무선자원 할당정보를 상기 알림 정보에 포함하여 상기 기지국 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 기지국은,
상기 알림 정보를 시스템 정보 블록에 포함하여 상기 기지국 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 브로드캐스팅하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 시스템 정보 블록은,
상기 알림 정보에 대한 타켓 알림 대상 그룹 식별자 정보 및 타켓 FRMCS 이동 단말 식별자 정보를 포함하는 자원 지정 필드, 열차 운행 제어를 위한 속도 제어 필드 및 긴급 데이터 전송을 위한 긴급 제어 필드 중 적어도 하나의 필드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 기지국은,
상기 알림 대상 그룹에 포함되는 하나 이상의 FRMCS 이동 단말로 상기 알림 정보를 전달하기 위한 PDSCH 스케줄링 정보를 포함하는 PDCCH을 전송하고,
상기 PDCCH에 의해서 스케줄링되는 시간 자원 및 주파수 자원 상에서 상기 알림 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
열차 선로를 관리하는 열차 선로 관리 시스템에 있어서,
열차 선로 환경 정보를 감지하여 센싱 정보를 생성하고, 상기 센싱 정보를 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System) 제어장치로 전송하는 감지 장치;
상기 센싱 정보를 이용하여 알림 대상 그룹을 결정하고, 상기 알림 대상 그룹에 전송할 알림 정보를 생성하며, 상기 알림 대상 그룹에 기초하여 선택된 하나 이상의 기지국으로 상기 알림 정보를 전송하는 상기 FRMCS 제어장치;
상기 알림 정보를 시스템 정보 블록에 포함하여 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 브로드캐스팅하는 기지국; 및
상기 알림 대상 그룹에 포함되어 상기 기지국으로부터 상기 알림 정보를 수신하는 복수의 FRMCS 이동 단말을 포함하는 열차 선로 관리 시스템.
제 16 항에 있어서,
상기 센싱 정보는,
상기 감지 장치가 감지하는 영역의 열차 선로에 대한 이상 발생 유무 정보, 상기 열차 선로 상으로 진행하는 열차에 대한 위치 정보, 상기 열차에 대한 방향 정보, 상기 열차에 대한 속도 정보 및 상기 열차 선로를 기준으로 미리 설정된 범위 내에 위치한 상기 FRMCS 이동 단말 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 선로 관리 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 FRMCS 이동 단말은,
상기 열차 선로 방향으로 이동하는 열차 단말 및 상기 열차 선로 관리를 위해서 미리 설정된 식별자를 부여받은 관리자 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 선로 관리 시스템.
제 16 항에 있어서,
상기 기지국은,
상기 알림 대상 그룹에 포함되는 상기 복수의 FRMCS 이동 단말 간의 단말 간 직접통신을 위한 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel) 및 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)에 대한 무선자원 할당정보를 상기 알림 정보에 포함하여 상기 기지국 셀 내에 위치하는 FRMCS 이동 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 열차 선로 관리 시스템.
제 16 항에 있어서,
상기 기지국은,
상기 알림 대상 그룹에 포함되는 상기 하나 이상의 FRMCS 이동 단말로 상기 알림 정보를 전달하기 위한 PDSCH 스케줄링 정보를 포함하는 PDCCH을 전송하고,
상기 PDCCH에 의해서 스케줄링되는 시간 자원 및 주파수 자원 상에서 상기 알림 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 열차 선로 관리 시스템.