KR100550183B1 - Wireless Network Design and Optimization Method for Frequency Communication Using Automatic Location Tracking Service - Google Patents
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Abstract
본 발명은 TRS업무 수행시 AVL서비스 데이터를 이용하여 이동국에서 전송된 위치 데이터 및 이동국-기지국간 무선 전송손실을 데이터 베이스화하여 무선망 설계시 분석자료로 활용하며 최적화 작업시 가입자의 트래픽 분포에 따라 커버리지를 조절하여 통화품질을 향상시킬 수 있도록 한 AVL서비스를 이용한 TRS용 무선망 설계 및 최적화방법에 관한 것이다.The present invention utilizes AVL service data when performing TRS service and uses the location data transmitted from the mobile station and the radio transmission loss between the mobile station and the base station as a database to use as analysis data when designing the wireless network. The present invention relates to a TRS wireless network design and optimization method using an AVL service to improve call quality by controlling the control.
본 발명은 AVL시스템을 이용하여 이동국의 위치데이터 및 파워 콘트롤을 위한 이동국 단말기의 송신 출력 파워 레벨을 기지국으로 전송하는 제1단계, 기지국에서 상기 각 이동국의 위치 데이터 및 수신 레벨을 제어국으로 전송하는 제2단계, 제어국에서 상기 이동국의 트래픽 및 커버리지를 파악하여 이동국의 위치에 따른 이동국-기지국간 전파손실을 계산하고, 전파 환경을 데이터 베이스화하여 해당 기지국의 커버리지내 전파환경 특성을 무선망 툴에 사용하는 제3단계로 이루어진다.The present invention provides a first step of transmitting a transmission output power level of a mobile station terminal for power control and position data of a mobile station to an base station using an AVL system, and transmitting the position data and reception level of each mobile station from a base station to a control station. In the second step, the control station grasps the traffic and coverage of the mobile station, calculates the propagation loss between the mobile station and the base station according to the location of the mobile station, and converts the propagation environment characteristics of the base station into the radio network tool by converting the data into a database. The third step is to use.
Description
본 발명은 AVL(Automatic Vehicle Location:자동 위치 추적) 서비스가 가능한 TRS(Trunked Radio System:주파수 공용 통신) 및 CDMA, PCS 등의 디지털 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 TRS업무 수행(셀 계획:Cell Planning)시 AVL서비스 데이터를 이용하여 이동국에서 전송된 위치 데이터 및 이동국-기지국간 무선 전송손실을 데이터 베이스화하여 무선망 설계시 분석자료로 활용하며 최적화 작업시 가입자의 트래픽 분포에 따라 커버리지를 조절하여 통화품질을 향상시킬 수 있도록 한 AVL서비스를 이용한 TRS용 무선망 설계 및 최적화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital radio communication system such as TRS (Trunked Radio System) and CDMA, PCS capable of Automatic Vehicle Location (AVL) service, and in particular, performs TRS business (cell planning: cell planning). Location data transmitted from mobile station and wireless transmission loss between mobile station and base station by using AVL service data at the time and use it as analysis data when designing wireless network and adjust the coverage according to traffic distribution of subscriber during optimization The present invention relates to a wireless network design and optimization method for TRS using AVL service.
일반적으로 무선망 설계시 사용되는 툴(tool)에는 지형 데이터 및 각 지역의 전파환경 데이터(고밀집 도심, 도심, 도심지 외곽지역 등)가 입력되어 있어, 전파 분석에 이용되며 각 기지국의 커버리지를 계산한다.In general, the tool used in the design of the wireless network is filled with terrain data and radio wave environment data of each region (high density downtown, downtown, and suburban areas), which is used for radio wave analysis, and calculates the coverage of each base station. do.
그러나 국내 여건상, 건물 데이터(건물의 높이, 면적 등)가 미비한 상태이므로 이러한 데이터만으로는 정확한 커버리지를 계산하기 어렵다.However, due to domestic conditions, building data (building height, area, etc.) are insufficient, it is difficult to calculate accurate coverage only with such data.
이를 보완하기 위해 제안된 것이 차량을 이용한 드라이브 테스트를 통하여 건물에 의한 전파손실을 계산하는 방식이다.To compensate for this, the propagation loss caused by buildings is calculated through the drive test using a vehicle.
그러나 이러한 방식은 많은 인력과 장비를 필요로 하며 소요시간이 오래 걸려 경제적인 망설계 작업이 어렵다.However, this method requires a lot of manpower and equipment, and takes a long time, making economic network design difficult.
또한, 무선망 설계에 따라 기지국 위치가 선정되면 기지국 장비를 설치하게 되며 설치 후, 최적화 작업을 통해 서비스 지역내 통화품질을 높인다. In addition, if the location of the base station is selected according to the design of the wireless network, base station equipment is installed, and after installation, the call quality in the service area is improved through optimization work.
이러한 최적화 작업은 드라이브 테스트에 의한 수신 레벨 및 FER 측정 등을 통해 얻어진 데이터를 분석하여 이루어진다. This optimization is done by analyzing the data obtained from the drive test and the reception level and FER measurements.
그러나 이러한 작업은 전 서비스 지역을 측정하기 어려우며, 가입자 증가로 인해 트래픽 분포에 변화가 있을 경우 무선망 설계 단계에서 예측하였던 가입자 트래픽 분포와 달라질 수 있어 계속적인 최적화 작업에 한계가 있다.However, this task is difficult to measure the entire service area, and if there is a change in traffic distribution due to the increase of subscribers, it may be different from the subscriber traffic distribution predicted at the design stage of the wireless network.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은, AVL 서비스를 이용하여 무선망 설계를 효율적으로 하도록 하며 최적화 작업을 가입자 위주로 하여 통화품질을 향상시킬 수 있는 AVL서비스를 이용한 TRS용 무선망 설계 및 최적화 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to use AVL service to efficiently design a wireless network and to improve the call quality by optimizing subscribers to improve the call quality. To provide a TRS wireless network design and optimization method using.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 AVL 시스템을 이용하여 이동국에서 전송된 위치 데이터 및 이동국-기지국간 무선구간 전송손실을 데이터 베이스화하여 무선망 설계시 분석자료로 활용하고 최적화 작업시 가입자의 트래픽 분포에 따라 커버리지를 조절하며 트래픽 변동시 커버리지를 재조정하는 피드백 방식을 사용함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention utilizes the AVL system as a database of the location data transmitted from the mobile station and the transmission loss between the mobile station and the base station to be used as analysis data in the design of the wireless network and the traffic distribution of the subscriber during the optimization operation. It is characterized by using a feedback method that adjusts the coverage according to the control method and adjusts the coverage when the traffic changes.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 전체적인 구성도로, 각 기지국(1-3)이 E1라인에 의해 제어국(4)에 연결되어 각 신호를 전송하는 상태를 보여주고 있으며, 도면에서 5는 기지국과 통신하는 이동국을 나타낸 것이다.1 is a diagram showing the overall configuration of the present invention, in which each base station 1-3 is connected to the control station 4 by an E1 line to transmit each signal, and FIG. 5 shows a mobile station communicating with the base station. It is shown.
이와같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above is as follows.
먼저, AVL이란 GPS 또는 자체센서를 이용하여 이동국(5) 차량의 현재 위치를 측위하고 위치 데이터 및 관련 정보를 무선망을 통해 전송하여 단말기 위치 확인 레포팅(Reporting) 또는 모니터링(Monitoring)을 하여 효율적인 차량관리, 통제, 제어 등을 목적으로 하는 시스템을 말한다.First, AVL is an efficient vehicle that locates the current position of the mobile station 5 vehicle using GPS or its own sensor and transmits location data and related information through a wireless network to perform terminal location reporting or monitoring. It refers to a system for the purpose of management, control, and control.
이러한 시스템을 이용할 경우 도 1에 도시된 바와같이 이동국(5) 차량의 위치 데이터 및 파워 콘트롤을 위한 이동국(5) 단말기의 송신출력 파워레벨이 예를들어, 셀 1의 기지국(1)으로 전송되면, 기지국(1)의 수신부에서는 각 수신레벨에 따라 AGC값이 달라지게 되는데 이러한 데이터를 통하여 이동국(5) 위치에 따른 무선구간상의 전파 손실(path loss)값을 얻을 수 있다. In the case of using such a system, as shown in FIG. 1, if the transmission output power level of the mobile station 5 terminal for power control and the position data of the mobile station 5 vehicle is transmitted to, for example, the base station 1 of cell 1 In the reception section of the base station 1, the AGC value is changed according to each reception level. Through this data, a path loss value on the radio section according to the position of the mobile station 5 can be obtained.
예를 들어, 단말기 출력파워가 34dBm, 안테나 이득이 3dBd이며 기지국 수신안테나 이득이 9dBd, 수신레벨이 -88dBm인 경우 무선구간상의 손실값은 다음과 같이 계산된다. (단, 단말기 및 기지국내 소자 및 케이블 손실은 0dB로 둔다.)For example, if the terminal output power is 34dBm, the antenna gain is 3dBd, the base station reception antenna gain is 9dBd, and the reception level is -88dBm, the loss value in the radio section is calculated as follows. (However, device and cable loss in terminal and base station is 0dB.)
전파 손실 = (34+9)+(9+88)=140dBPropagation Loss = (34 + 9) + (9 + 88) = 140 dB
즉, 무선구간상의 손실은 140dB가 되며, 이러한 방식으로 단말기의 위치에 따라 손실값이 계산되므로 다음 [표 1]과 같은 데이터 베이스를 구축할 수 있다.That is, the loss in the wireless section is 140dB, and the loss value is calculated according to the position of the terminal in this way, so that the database shown in Table 1 can be constructed.
[표 1]TABLE 1
상기와 같이 구축된 데이터베이스를 활용하면 각 지역의 전파환경(고밀집 도심, 도심, 도심지 외곽지역 등)의 특성을 알 수 있는 것으로, 예를 들면 다음 [표 2]와 같다.By using the database built as described above, it is possible to know the characteristics of the propagation environment (high density downtown, downtown, downtown area, etc.) of each region, for example, as shown in [Table 2].
[표 2]TABLE 2
(서울지역)(Seoul area)
기존의 무선망 설계 툴(tool)은 미국이나 일본에서 측정된 전파환경을 기준으로 보급 모델(Propagation Model)이 개발되어 국내 전파환경에 사용할 경우 에측치와 실측치간 오차가 크므로 위의 방식을 사용할 경우 더 정확한 무선망 설계를 할 수 있으며 드라이브 테스트 작업을 최소화 시킬수 있다.In the existing wireless network design tool, a propagation model has been developed based on the radio wave environment measured in the United States or Japan, and when used in the domestic radio environment, the error between the measured value and the measured value is large. In this case, more accurate wireless network design can be achieved and drive test work can be minimized.
통상, 무선망 설계에 따라 기지국(1-3) 위치가 선정되면 기지국 장비를 설치하게 되며 설치후, 서비스 지역내 통화품질을 높이기 위해 최적화 작업이 필요하게 된다.In general, when the location of the base station 1-3 is selected according to the wireless network design, the base station equipment is installed, and after installation, optimization work is required to increase the call quality in the service area.
이러한 최적화 작업은 각 이동국(5) 차량의 위치 데이터 및 이동국(5)에서 송신한 신호의 수신레벨 정보를 이용하여 가능하다.This optimization can be performed by using the position data of the vehicle of each mobile station 5 and the reception level information of the signal transmitted from the mobile station 5.
즉, 도 2에 도시된 바와같이 고속도로 및 국도상에 분포하는 이동국(5) 차량들의 위치가 해당 기지국(1)으로 전송되면, 기지국(1)에서는 이 위치 데이터 및 수신레벨을 계산하여 제어국(4)으로 보낸다.That is, as shown in FIG. 2, when the positions of the mobile stations 5 vehicles distributed on the highway and the national road are transmitted to the base station 1, the base station 1 calculates the position data and the reception level to control the station ( 4) to send.
따라서, 제어국(4)에서는 기지국(1)으로부터 보내온 값을 근거로 하여 차량의 트래픽 분포 및 커버리지를 파악할 수 있으며 또한 기지국 출력파워를 조절할 수 있게 된다.Therefore, the control station 4 can grasp the traffic distribution and coverage of the vehicle on the basis of the value sent from the base station 1 and can adjust the base station output power.
즉, 제어국(4)에서, 기지국(1) 운용중 트래픽 분포에 변동이 있을 경우 기지국 출력파워를 조절하여 커버리지를 재조정 후 상기 데이터 베이스를 근거로 최적의 커버리지를 얻을 수 있다.That is, in the control station 4, when there is a change in the traffic distribution during the operation of the base station 1, after adjusting the coverage by adjusting the base station output power, the optimum coverage can be obtained based on the database.
그리고 제어국(4)에서는 수신레벨을 이용하여 이동국(5)과 기지국(1)간의 무선구간의 전파손실을 계산한다.The control station 4 calculates the propagation loss of the radio section between the mobile station 5 and the base station 1 by using the reception level.
또한, 상기 계산된 전파손실을 근거로 전파환경 데이터 베이스화를 수행한 후 망설계 데이터로 활용할 수 있게 된다.In addition, it is possible to utilize the network design data after performing the propagation environment database on the basis of the calculated propagation loss.
초기에 무선망 설계를 통하여 얻어진 각 기지국(1∼3)의 커버리지는 장비설치 후 실제 서비스시와 그 오차가 있으며 가입자 증가등으로 트래픽 분포가 변동하는 이유로 통화품질 유지를 위해 유동적인 커버리지를 필요로 한다.The coverage of each of the base stations 1 to 3 obtained through the initial wireless network design is different from the actual service after installation of the equipment, and the flexible coverage is required to maintain the call quality because the traffic distribution changes due to the increase in subscribers. do.
기지국(1∼3)-제어국(4)간은 T1/E1 라인으로 연결되어 제어국(4)내 기지국 제어기를 통해 기지국 상황을 모니터링할 수 있으며 기지국 출력파워 등 시스템 파라메터를 조정할 수 있다.The base stations 1 to 3 and the control station 4 are connected by a T1 / E1 line to monitor base station conditions through the base station controller in the control station 4 and to adjust system parameters such as base station output power.
따라서, 본 발명은 이러한 기능이 가능하므로 이동국(5) 위치 데이터 및 수신레벨 데이터를 제어국(4)내 컴퓨터에 데이터 베이스화시키고, 도 3에 도시된 바와같이 기지국 운용중에도 트래픽 분포에 큰 변동이 있을 경우마다 기지국 츨력파워를 조절하여 커버리지를 재조종한 후, 다시 상기 데이터 베이스를 근거로 최적의 커버리지를 얻을 수 있도록 하는 피드백 방식의 알고리즘을 얻을 수 있는 것이다.Therefore, the present invention enables such a function, so that the mobile station 5 location data and the reception level data are databased in the computer in the control station 4, and as shown in FIG. In each case, it is possible to obtain a feedback algorithm that adjusts base station output power to re-control coverage and then obtains optimal coverage based on the database.
도 3에서 a,b,c는 이동국 트래픽 분포 정도로, a는 상, b는 중, c는 하를 나타내며, X는 기지국 출력 파워 조정전 커버리지를 나타내고, Y는 기지국 출력 파워 조정후 변화된 커버리지를 나타낸다.In FIG. 3, a, b, and c are mobile station traffic distributions, a represents upper, b middle, and c lower, X represents coverage before adjusting base station output power, and Y represents changed coverage after base station output power adjustment.
이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 AVL시스템을 이용하여 이동국의 위치데이터 및 이동국-기지국간 전송손실을 데이터 베이스화하여 무선망 설계 및 최적화작업을 더욱 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of more efficiently designing and optimizing a wireless network by using a AVL system as a database of location data of a mobile station and transmission loss between a mobile station and a base station.
도 1은 본 발명의 전체적인 구조도1 is an overall structural diagram of the present invention
도 2는 본 발명의 최적화를 위한 동작흐름도.2 is a flow chart for the optimization of the present invention.
도 3은 제어국 모니터상에 출력된 화면으로 도로상 이동국의 트래픽 분포를 파악하여 각 기지국의 커버리지를 조정한 예시도3 is an example of adjusting the coverage of each base station by grasping the traffic distribution of the mobile station on the road by the screen output on the control station monitor;
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1-3:기지국 4:제어국1-3: Base station 4: Control station
5:이동국5: Dongguk
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