KR100299060B1 - 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 고도 정보 생성방법 및 그에 따른 전파 해석 방법 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 고도 정보 생성 방법 및 그에 따른 전파 해석 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 무선망 설계 시스템에서 수치 지도의 형태로 제공되는 벡터 데이터의 등고선 정보를 이용하여 고도 정보를 생성하는 고도 정보 생성 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함. 또한, 본 발명은 상기 고도 정보 생성 방법을 이용하여 처리시간 및 데이터 양을 획기적으로 줄일 수 있는 전파 해석 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 수치지도의 형태로 제공되는 벡터 데이터의 등고선 정보로부터 고도 정보를 생성하기 위한 제 1 단계; 프레넬 존에 대한 정보를 얻어 커버리지를 분석하는 제 2 단계; 전파의 진행방향으로 등고선 값을 비교하여 프레넬 존에 따른 가시선 거리 확보의 유무를 확인하는 제 3 단계; 및 상기 가시선 거리 확보의 유무를 확인한 프레넬 존을 이용하여 실시간적으로 셀을 배치하는 제 4 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선망 설계 시스템 등에 이용됨.
Description
본 발명은 무선망 설계 시스템에서 수치지도 형태로 제공되는 벡터 데이터의 등고선 정보를 이용한 고도 정보 생성 방법 및 그에 따른 전파 해석 방법과 상기 방법들을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로서, 특히 벡터 데이터의 등고선 정보를 이용하여 고도 정보를 생성하는 고도 정보 생성 방법 및 상기 방법들을 이용하여 처리시간 및 데이터 양을 획기적으로 줄일 수 있는 전파 해석 방법과 상기 방법들을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로, 무선망 설계 시스템에서는 전파의 커버리지 분석을 위해 디지털 고도 모델(DEM : Digital Elevation Model)을 사용하여 전파의 감쇠 및 회절을 고려한다.
그러나, DEM은 지리 정보 시스템(GIS : Geographic Information System)의 데이터베이스 양이 지도의 해상도와 고도 정보에 대한 데이터 양을 수반하기 때문에 데이터 처리에 많은 자원이 소모되는 문제점이 있었다.
종래에는 전파 전파를 분석하는데 있어 필수적으로 고도 정보를 사용하였으나 데이터 양이 방대해짐에 따라 벡터 데이터로부터 변환 과정을 통해 생성하게 되었다.
예를 들어, DEM은 사용하는 지도의 축척에 따른 셀의 해상도를 1m로, 각 셀에서의 고도 정보를 2 바이트(byte)로 사용하고, 한 도엽의 가로, 세로를 각 2Km라고 하면 2000 * 2000 * 2 = 8 Mbyte의 정보를 필요로 하게 된다. 또한, 대개 무선망 설계 시스템에서는 지역에 대한 해석이 기본이므로 각 지역마다 수십 도엽이 필요하게 된다. 예를 들어, 서울의 강남 지역에 대해 16 도엽이 필요하다면 전체 강남 지역의 DEM 도엽은 128 메가바이트(Mbyte)의 정보가 필요하게 된다. 따라서, 이러한 경우에 사용 시스템의 하드디스크 용량과 메모리 운용에 상당한 부담을 유발하는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 무선망 설계 시스템에서 수치 지도의 형태로 제공되는 벡터 데이터의 등고선 정보를 이용하여 고도 정보를 생성하는 고도 정보 생성 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 고도 정보 생성 방법을 이용하여 처리시간 및 데이터 양을 획기적으로 줄일 수 있는 전파 해석 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 다른 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선망 설계 시스템의 구성예시도.
도 2 는 본 발명이 적용되는 전파 해석 방향에 따른 고도값 생성 및 보간법에 대한 설명도.
도 3 은 본 발명에 따른 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 전파 해석 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 4 는 본 발명에 따른 등고선 정보를 이용한 전파 해석 방법중 고도 정보 생성 과정에 대한 일실시예 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 입력부 12 : 출력부
13 : 중앙처리부 14 : 데이터베이스
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선망 설계 시스템에서 등고선을 이용한 전파 해석 방법에 있어서, 수치지도의 형태로 제공되는 벡터 데이터의 등고선정보로부터 고도 정보를 생성하기 위한 제 1 단계; 프레넬 존에 대한 정보를 얻어 커버리지를 분석하는 제 2 단계; 전파의 진행방향으로 등고선 값을 비교하여 프레넬 존에 따른 가시선 거리 확보의 유무를 확인하는 제 3 단계; 및 상기 가시선 거리 확보의 유무를 확인한 프레넬 존을 이용하여 실시간적으로 셀을 배치하는 제 4 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 고도 정보 생성 방법에 있어서, 등고선의 존재여부를 확인하기 위해 전파 해석 방향으로 상기 등고선을 탐색하는 제 1 단계; 탐색 지점에 대한 고도값을 구하기 위하여 지형 고도값을 검색하는 제 2 단계; 프레넬 존에 대해 조사하는 제 3 단계; 및 각 전파 해석 방향에 대하여 상기 각 제 1 단계부터 반복 수행하는 제 4 단계를 포함한다.
그리고, 본 발명은, 프로세서를 구비한 무선망 설계 시스템에, 수치지도의 형태로 제공되는 벡터 데이터의 등고선 정보로부터 고도 정보를 생성하기 위한 기능; 프레넬 존에 대한 정보를 얻어 커버리지를 분석하는 기능; 전파의 진행방향으로 등고선 값을 비교하여 프레넬 존에 따른 가시선 거리 확보의 유무를 확인하는 기능; 및 상기 가시선 거리 확보의 유무를 확인한 프레넬 존을 이용하여 실시간적으로 셀을 배치하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 무선망 설계 시스템에, 등고선의 존재여부를 확인하기 위해 전파 해석 방향으로 상기 등고선을 탐색하는 제 1 기능; 탐색 지점에 대한 고도값을 구하기 위하여 지형 고도값을 검색하는 제 2 기능; 프레넬 존에 대해 조사하는 제 3 기능; 및 각 전파 해석 방향에 대하여 상기 각 제 1 기능으로부터 반복 수행하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이처럼 본 발명에서는, 데이터 양이 적은 등고선 정보를 가지고 있는 수치지도(Vector 데이터)를 사용해 전파 해석을 하여 처리시간 및 데이터 양을 감소시키는 것을 특징으로 한다. 수치지도는 기본적으로 높낮이를 표현하는 등고선(주곡선, 계곡선 등)으로 이루어지며, 전파 해석을 위한 지형 탐색 과정에서 이러한 등고선의 교차 여부에 따라 지형의 높이를 파악하게 되며, 등고선이 없는 경우에는 등고선 사이의 간격을 이용하는 보간법(Interpolation)을 사용하여 고도 높이를 연산할 수 있다. 여기서, 벡터 데이터에 대한 계산량이 문제가 될 수 있으나 이는 컴퓨터의 성능이 날로 향상되므로 큰 문제가 되지 않는다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선망 설계 시스템의 구성예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선망 설계 시스템은 입력부(11), 출력부(12), 중앙처리부(13) 및 데이터베이스(14)를 구비한다.
입력부(11)는 무선망 설계를 위해 사용자로부터 데이터를 입력받으며, 출력부(12)는 사용자의 입력결과와 중앙 처리부(13)에서의 처리결과 등을 사용자에게 제시한다. 데이터베이스(14)는 건물 데이터, 도심 좌표 등의 지리정보시스템(GIS :Geographic Information System) 데이터를 무선망 설계를 위해 저장하고 있다. 중앙 처리부(13)에서는 사용자의 요구에 의해 무선망 설계에 대한 여러가지 작업을 데이터베이스(14)에 저장된 데이터를 이용하여 처리한다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 전파 해석 방향에 따른 고도값 생성 및 보간법에 대한 설명도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무선망 설계 시스템에서 수치 지도로부터 등고선 정보를 이용하여 고도 정보를 바로 생성할 수 있다. 즉, 전파 해석을 위해 기지국으로부터 360。로 정해진 각도에 따라 전파의 진행 방향으로 지형을 조사하고, 전파 해석 방향으로 마주치는 등고선으로부터 고도값을 확인한다. 또한, 필요한 위치에 따라 보간법을 사용하여 고도값 및 전파 해석에 있어서 많은 영향을 미치는 프레넬 존(Fresnel zone)에 대한 정보도 얻을 수 있다.
여기서, 프레넬 존은 전파가 도달해나가는 경로에서 장애물 주변의 경로 차이를 해석하기 위한 개념으로, 가시선 경로의 전체 경로 길이보다 nλ/2 만큼 큰 송수신단의 경로 길이를 갖는 연속적인 영역으로써, 이 프레넬 존 영역내에 장애물이 없으면 가시선이 확보된 것으로 간주한다.
따라서, 이를 이용하면 개략적인 커버리지 분석이 가능하며, 전파 해석에서 중요한 요소인 프레넬 존을 이용한 가시선 거리(Line of sight)유무를 확인할 수 있다. 이때 필요할 때마다 매번 고도값을 생성하지 않도록 경우에 따라 전파 해석 반경내의 고도값에 대해서는 임시적으로 DEM 형태로 저장한다.
도 3 은 본 발명에 따른 등고선을 이용한 전파 해석 방법에 대한 일실시예흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 등고선 정보를 이용한 전파 해석 방법은, 먼저 수치 지도로부터 등고선 정보를 이용하여 고도 정보를 생성하고(301) 필요한 위치에 따라 보간법을 사용하여 고도값 및 전파 해석에 있어서 많은 영향을 미치는 프레넬 존에 대한 정보를 얻어 개략적인 커버리지를 분석한다(302).
여기서, 수치 지도는 축적에 따라 등고선 정보로 주곡선, 계곡선 및 간곡선 등의 폐곡선 형태를 취하고 있다. 그러므로, 벡터 정보의 속성을 조사함으로써 등고선 정보에 대한 높이값을 검색할 수 있다. 따라서, DEM은 이러한 수치 지도로부터 얻어진 고도 정보와 보간법을 사용하여 생성하게 된다. 이러한 보간법의 예로는 등고선 정보를 이용하는 불규칙 삼각망(TIN : Triangular Irregular Network)방법 등이 있다. 이러한 방법을 사용하여 고도값을 생성함으로 DEM 자체는 보간법에 따른 오차를 포함하고 있다. 이러한 오차를 감안하면 등고선 정보로부터 바로 고도 정보를 생성할 수 있으며 등고선 정보로부터 바로 프레넬 존에 따른 가시선 거리 여부도 확인할 수 있다.
이어서, 전파의 진행 방향으로 등고선의 값만 비교하여 프레넬 존에 따른 가시선 거리 확보 유무를 확인한 후에(303) 가시선 거리 확보 유무를 확인한 프레넬 존을 이용하여 실시간적으로 개략적인 셀 배치를 한다(304).
이때, 필요할 때마다 매번 고도값을 생성하지 않도록 경우에 따라 전파 해석 반경내의 고도값에 대해서 임시적으로 DEM 형태로 저장한다. 따라서, 이러한 방법은 종래의 무선망 설계자들이 개략적인 커버리지 예측을 통한 기지국 자동 배치가가능하도록할 뿐만 아니라 특히 실시간적으로 개략적인 기지국 배치가 가능하도록 할 수 있으며, 위치 선정이 끝난 후 정밀한 전파 해석 방법을 사용하여 최종적인 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 생성된 고도값은 일반적인 전파 모델(Hata, COST-231, Lee)등에도 활용이 가능하다.
도 4 는 본 발명에 따른 등고선 정보를 이용한 전파 해석 방법중 고도 정보 생성 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 등고선을 이용한 전파 해석 방법중 고도 정보 생성 과정은, 먼저 전파 해석 방향으로 등고선을 탐색하여(401) 등고선이 존재하는지를 확인한다(402).
확인결과, 등고선이 존재하지 않으면, 다시 전파 해석 방향으로 등고선을 탐색하는 과정(401)으로 넘어간다.
확인결과, 등고선이 존재하면, 지형 고도값을 검색하여(403) 현재 탐색 지점에 대한 고도값이 존재하는지 확인한다(404).
확인결과, 고도값이 존재하지 않으면, 현 지점에 대해 이전 고도값과 현재 고도값에 대한 보간을 실시한 후 지형 고도값을 검색하는 과정(403)으로 넘어간다.
확인결과, 고도값이 존재하면, 프레넬 존에 대해 조사하고(406) 단위 방향에 대한 탐색이 완료되었는지를 판단한다(407).
여기서, 프레넬 존을 이용하면 실시간 가시선 거리 확보의 유무를 확인할 수 있으므로 전파의 진행 방향으로 등고선의 값만 비교하여 즉각적으로 가시선 거리 유무를 확인할 수 있다.
판단결과, 단위 방향에 대한 탐색이 완료되지 않았으면, 전파 해석 방향으로 등고선을 탐색하는 과정(401)으로 넘어간다.
판단결과, 단위 방향에 대한 탐색이 완료되었으면, 전방향에 대한 탐색이 완료되었는지를 판단한다(408).
판단결과, 전방향에 대한 탐색이 완료되지 않았으면, 전파 해석 방향으로 등고선을 탐색하는 과정(401)으로 넘어가고 전방향에 대한 탐색이 완료되었으면 종료한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 무선망 설계 시스템에서 요구되는 지형 데이터베이스 중 DEM 데이터를 수치 지도(벡터 데이터)로 대체하면 동일한 해상도를 사용하여 훨씬 적은 데이터를 통해 전파 해석을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 별도의 DEM 데이터 생성 비용이 들지 않고 전체적으로 시스템을 구축할 수 있으므로 무선망 설계 시스템의 데이터베이스를 저렴하게 구축할 수 있는 효과가 있다.
Claims (10)
- 무선망 설계 시스템에서 등고선을 이용한 전파 해석 방법에 있어서,수치지도의 형태로 제공되는 벡터 데이터의 등고선 정보로부터 고도 정보를 생성하기 위한 제 1 단계;프레넬 존에 대한 정보를 얻어 커버리지를 분석하는 제 2 단계;전파의 진행방향으로 등고선 값을 비교하여 프레넬 존에 따른 가시선 거리 확보의 유무를 확인하는 제 3 단계; 및상기 가시선 거리 확보의 유무를 확인한 프레넬 존을 이용하여 실시간적으로 셀을 배치하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 전파 해석 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 단계는,등고선의 존재여부를 확인하기 위해 전파 해석 방향으로 상기 등고선을 탐색하는 제 5 단계;탐색 지점에 대한 고도값을 구하기 위하여 지형 고도값을 검색하는 제 6 단계;프레넬 존에 대해 조사하는 제 7 단계; 및각 전파 해석 방향에 대하여 상기 각 제 5 단계부터 반복 수행하는 제 8 단계를 포함하여 이루어진 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 전파 해석 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 2 단계는,수치 지도의 형태로 제공되는 벡터 데이터의 상기 등고선 정보를 이용하여 바로 고도값을 확인하여 프레넬 존에 대한 정보를 얻어 개략적인 커버리지를 분석하는 것을 특징으로 하는 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 전파 해석 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 고도 정보는,필요할 때마다 매번 생성하지 않도록 하기 위하여 전파 해석 반경내의 값에 대해 임시적으로 저장하는 것을 특징으로 하는 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 전파 해석 방법.
- 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 고도 정보 생성 방법에 있어서,등고선의 존재여부를 확인하기 위해 전파 해석 방향으로 상기 등고선을 탐색하는 제 1 단계;탐색 지점에 대한 고도값을 구하기 위하여 지형 고도값을 검색하는 제 2 단계;프레넬 존에 대해 조사하는 제 3 단계; 및각 전파 해석 방향에 대하여 상기 각 제 1 단계부터 반복 수행하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 고도 정보 생성 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1 단계는,전파 해석 방향으로 상기 등고선을 탐색하는 제 5 단계; 및상기 등고선이 존재하는지를 확인하는 제 6 단계를 포함하여 이루어진 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 고도 정보 생성 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 2 단계는,상기 제 6 단계의 확인결과, 상기 등고선이 존재하지 않으면 상기 제 5 단계로 넘어가고, 상기 등고선이 존재하면 지형 고도값을 검색하는 제 7 단계;상기 제 7 단계 수행 후에, 현재 탐색 지점에 대한 고도값이 존재하는지를 확인하는 제 8 단계; 및상기 제 8 단계의 확인결과, 고도값이 존재하지 않으면 현 지점에 대해 이전 고도값과 현재 고도값에 대한 보간을 실시하고 상기 제 7 단계로 넘어가는 제 9 단계를 포함하여 이루어진 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 고도 생성 정보 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 4 단계는,단위 방향에 대한 탐색 과정과 전방향에 대한 탐색과정이 완료되었는지를 확인하는 제 10 단계; 및상기 제 10 단계의 확인결과, 탐색과정이 완료되지 않았으면 상기 제 5 단계로 넘어가는 제 11 단계를 포함하여 이루어진 무선망 설계 시스템에서 등고선 정보를 이용한 고도 생성 정보 방법.
- 프로세서를 구비한 무선망 설계 시스템에,수치지도의 형태로 제공되는 벡터 데이터의 등고선 정보로부터 고도 정보를 생성하기 위한 기능;프레넬 존에 대한 정보를 얻어 커버리지를 분석하는 기능;전파의 진행방향으로 등고선 값을 비교하여 프레넬 존에 따른 가시선 거리 확보의 유무를 확인하는 기능; 및상기 가시선 거리 확보의 유무를 확인한 프레넬 존을 이용하여 실시간적으로 셀을 배치하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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| KR20010010349A (ko) | 2001-02-05 |
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