국내 철도신호설비들이 점차 전자화 되어감에 따라 이러한 신호제어장치간 인터페이스를 위한 표준 통신 프로토콜의 필요성이 점점 증대되고 있다. 본 논문에서는 이러한 기존의 철도신호용 프로토콜에 대한 분석을 하였다 그리고 철도신호용의 새로운 프로토콜의 설계를 위한 데이터 링크 프로토콜의 성능평가 모델을 설명하고, 이를 바탕으로 새롭게 설계된 철도신호용 통신 프로토콜에 대한 구조를 제시하고 성능평가 모델에 의한 기존의 프로토콜과 비교분석을 수행하였다. 프로토콜 평가모델에 의한 기존 프로토콜과 설계한 프로토콜의 비교결과 많은 성능개선이 있음을 확인하였다.
SS(Signalling System) No.7 신호 방식은 통신망 내의 각 노드들 간에 공통적으로 별도의 채널을 이용하여 회선관련 신호 정보 및 비회선 관련 신호 정보를 교환하는 신호방식이다. SS No.7 신호 방식의 각 계위 프로토콜 중에서 비회선 관련 신호 정보를 교환하기 위하여 상위 프로토콜로 TC(Transaction Capabilities)와 TC-User들을 CCITT에서 권고하고 있다. 본 고에서는 국내에 도입할 SS No.7 신호방식의 하위 프로토콜인 SCCP (Signalling Connection Control Part)와 MTP(Message Transfer Part) 프로토콜의 특성에 따른 TC 및 TC-User 프로토콜의 설계시에 고려되어야 할 사항들을 살펴본다.
B-ISDN에서 교환 노드로서 동작하게 될 ATM 교환 시스템은 사용자 단말이 ITU-T 신호 권고안을 사용하는 단말과 ATM Forum 신호규격을 사용하는 단말이 공존할 수 있다는 전제하에 모든 신호 프로토콜을 다 수용할 수 있는 호/연결 제어 소프트웨어가 요구된다. 따라서 이 논문에서는 ITU-T 신호 프로토콜과 ATM Forum 신호 프로토콜에 대하여 신호 메세지, 정보 요소, 신호 능력을 비교 검토하여 정리하였다. 이 비교 검토 결과에 따라서 ITU-T 1.2931, 1.2971, ATM Forum UNI3.1 신호 프로토콜을 처리하는 기능 블럭과 UNI4.0 신호프로토콜을 처리하는 기능 블럭을 분리하여 신호 프로토콜을 처리하도록 가입자 호/연결 제어 소프트웨어를 구현하였다.
본 논문에서는 신뢰성 있는 통신을 요구하는 철도신호용 정보전송을 위해 설계한 프로토콜과 이 설계된 프로토콜의 데이터 링크제어의 성능분석을 위한 시뮬레이터의 개발에 대해 설명한다. 우선 철도신호용 통신 프로토콜의 성능분석을 위해 Matlab/Simulink 윈도우상의 데이터 링크제어 시스템 화면에서 사용자 인터페이스 블록을 통해 통신 파라미터들을 선택하여 시뮬레이션을 행할 수 있는 시뮬레이션 툴과, Matlab이 제공하는 Rs232통신용API 기능을 이용하여 철도 신호장치간의 통신 프로토콜을 PC상에서 에뮬레이션 할 수 있는 시뮬레이터를 설계하였다.
기존의 고정 중계를 하는 협력 통신 프로토콜은 중계기가 언제나 신호를 보내기 때문에 전송률이 높은 경우에는 비효율적이다[1]. 그러므로 수신단이 요구하는 경우에만 중계기가 신호를 송신하는 협력 재전송 프로토콜이 제안 되었다. 본고에서는 다양한 협력 재전송 프로토콜을 소개하고 송신단이 각 링크의 평균 신호대 잡음비만 아는 경우의 프로토콜들의 달성 가능 전송률을 비교한다. 또한, 전송 횟수에 제한이 없는 경우에 각 협력 재전송 프로토콜의 에르고딕 전송용량 달성 여부를 알아본다.
양자 통신에서 양자 채널은 일반적으로 잡음을 수반하여 송신자가 보낸 양자 신호들에 잡음을 더하고 신호의 왜곡을 생성하는데, 일반적으로 이 잡음의 정도는 송수신자 간의 통신을 통해 규명할 수 있다. 본 논문에서는 양자 암호 프로토콜에서 양자 채널의 구성에 고차원의 양자계가 적용되었을 때 보안성을 얻을 수 있는 양자 채널의 조건들을 살펴보고자 한다. 특별히 고차원의 양자 신호를 사용하고 양방향 통신을 활용하여 안전한 양자 암호 프로토콜이 견딜 수 있는 한계 잡음 수준을 올릴 수 있음을 보이고자 한다. 본 연구의 결과는 2차원의 양자 신호를 사용하는 양자 암호 프로토콜인 Bennett-Brassard-1984 프로토콜, six-state 프로토콜 등에 적용할 수 있으며, 확장된 일반적인 d차원에서 2-기저 프로토콜 혹은 (d+1)-기저 프로토콜 등에 적용할 수 있다.
본 논문에서는 IP 기반 무선 액세스 망들이 혼재하는 환경에서 이동 노드의 핸드오버 후에도 멀티미디어 응용의 서비스품질(QoS)을 지속적으로 제공할 수 있는 신호 프로토콜을 제안한다. RSVP 기반의 기존 QoS신호 프로토콜들은 이동 노드(Mobile Node)의 핸드오버 시 이중 자원예약으로 인해 자원 낭비를 초래할 수 있으며, 신속한 자원 예약/해제가 이루어지지 않아 이동망 환경에 사용되기에는 적합하지 않다. 본 논문에서 제안된 신호 프로토콜은 이동 노드가 접속하게 되는 새로운 액세스 망에서 멀티미디어 응용이 요구하는 자원을 신속하게 예약함으로써 끊김없는 QoS를 제공하며, 또한 이중 자원예약 문제를 해결하여 자원 낭비를 방지한다. 본 논문에서는 제안된 신호 프로토콜의 설계 및 구현 구조를 제시하고, 구현된 신호 프로토콜을 테스트베드에 탑재하여 측정한 성능을 분석한다. 성능 분석 결과, 이동 노드가 이전의 액세스 망에서 새로운 액세스 망으로 접속된 후에도 구현된 신호 프로토콜을 사용한 자원예약을 통해 멀티미디어 응용의 QoS가 제공되는 것을 확인하였다.
사용자 정보 전달을 위한 가상채널을 설정하는 신호절차는 B-ISDN에서도 매우 중요하다. 본 논문에서는 B-ISDN 서비스를 지원하는 B-ISDN 신호프로콜의 특성을 살펴보고, 각 부분별 즉, UNI, NNI, Meta-Signalling, SAAL(Signalling AAL)에 대해 설명한다. 그리고 B-ISDN 신호 절차 및 신호 프로토콜의 진화방향등을 살펴보고, 다양한 B-ISDN서비스특성을 만족시키기 위해 앞으로 연구되어야 할 신호 기능들을 기술하였다.
철도신호제어장치는 열차의 안전운행을 책임지는 매우 바이탈한 제어장치이다. 이러한 바이탈 제어장치는 최근 들어 컴퓨터 및 통신기술의 발달에 따라 각 장치들간 인터페이스를 통한 통합 시스템화 되어가고 있다. 이에 따라 이들 각 장치들간 인터페이스를 위한 통신 프로토콜 또한 높은 안전성이 요구된다 국내에서 몇 년간의 연구를 통한 이러한 철도신호설비들간 인터페이스를 위한 통신프로토콜에 대한 연구가 이루어 졌으며 이를 통해 표준으로 제정되어 현재 적용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 바이탈한 제어장치인 철도신호설비들간 통신프로토콜의 설계, 검증 그리고 표준화 과정의 분석을 분석하였다. 이러한 프로토콜의 설계 및 표준화 과정의 분석을 통해 높은 안전성이 요구되는 국내 적용 중인 통신프로토콜이 가지고 있는 안전성 특성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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