재난 안전 통신망 구축을 위한 이기종 무선 환경 단말기 통합 스위칭 시스템 구현

Abstract

최근 전 세계적으로 여러 재난 및 재해 상황이 발생하는 가운데 우리나라 세월호 사건, 미국의 9.11테러, 프랑스 파리의 IS자살폭탄테러 등과 같은 재난 상황이 발생할 때 기존의 음성 중심의 협대역 서비스만으로는 재난 상황에 대응하는데 한계가 있었다. 따라서 기존 음성 중심의 서비스와 동영상 전송 및 멀티미디어 기능까지 포함된 광대역 LTE기반 서비스의 필요성이 증대 되고 있다. 이에 따라 한국, 미국, 영국, 프랑스, 네덜란드 등이 PS-LTE(국가 재난 안전 통신망, Public Safety-LTE)기술 표준화를 3GPP에서 진행 하고 있다. 3GPP(국제 표준 협력 단체, 3rd Generation Partnership Project)는 이동통신 국제 표준을 제정하는 단체로서 LTE는 3GPP의 Release 8을 표준으로 하고, PS-LTE는 Release 12(2015. 3 확정), Release13을 표준으로 하고 있다. 3GPP의 TSG(Technical Specification Group), SA(Service and System Aspect), WG6(Working Group)에서 진행한 MCPTT(Mission Critical Push To Talk, 재난 안전용 무전 서비스) 표준화 작업에는 각 나라별(한국, 미국, 영국, 프랑스, 네덜란드) 정부기관들과 네트워크 장비 제조업체(모토로라, Huawei, NSN, ALU, Ericsson 등), 단말기 제조업체(삼성, LG, Blackberry 등), Chip제조업체(Qualcomm, Intel 등), 솔루션 업체(Kodiak, Airbus, Thales 등)들이 적극 참여하고 있다. 그러나 PS-LTE망만으로는 전국망 구축에 오랜 시간이 소요되고 기존 무선통신망을 한 순간에 대체하기 어려운 문제점이 있으므로 기존 이기종 무선통신망과 LTE 및 PS-LTE망과의 통합필요성이 증대되고 있다. 따라서 본 논문에서는 PS-LTE망의 구현에 있어서 TETRA(Terrestrial European Trunk Radio Access), IDEN(Integrated Digital Enhanced Network), VHF(Very High Frequency), UHF(Ultra High Frequency)등 기존망과 상호 연동이 가능한 이기종 무선 환경 단말기 통합 스위칭 시스템 회로를 제안한다. 이기종 무선 환경 단말기 통합 스위칭 시스템 회로는 TI(Texas Instrument)사의 TM4C129X ARM-Cortex-M4와 OKI사의 ML7204-003 음성 Codec을 이용하였으며. 음성 성능 향상을 위해 ARM-Cortex-M4에서 각종 Digital Filter 및 Kalman Filter를 구현하여 성능 테스트를 하였고 최적의 Parameter값을 제시 하였다.