KR100560389B1

KR100560389B1 - 무선망 기지국 설계 방법

Info

Publication number: KR100560389B1
Application number: KR1020040051944A
Authority: KR
Inventors: 변재호; 백현미; 강성룡
Original assignee: 한국전자통신연구원; 주식회사 케이티
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2006-03-13
Also published as: US20060003774A1; KR20060003147A; US7286829B2

Abstract

본 발명은 무선망 기지국 설계 방법에 관한 것이다. 본 발명은 GIS를 이용한 무선망 기지국 설계 방법으로 사용자가 직접 지정된 변수를 입력하고, 입력된 값들에 따라 자동적으로 정확하고 신속한 기지국 위치 및 수량이 산정된다. 또한, 최소한의 기지국을 적절히 배치하여 서비스 영역내의 모든 지점이 1개 이상의 기지국으로부터 서비스를 받도록 한다. 이와 같이 하면, 정확하고 신속한 무선망 설계가 가능함과 동시에 궁극적으로 효율적인 인프라 투자가 가능하다.

기지국, 전파 해석, 셀 축소, 기지국 선정 매트릭스, 샘플 포인트

Description

무선망 기지국 설계 방법{Optimal Base Station Selecting Method in Wireless Network}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 샘플 포인트의 예시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 후보 지역의 예시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 선정 알고리즘 매트릭스의 예시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선망 기지국 설계 알고리즘에서의 기지국 선정 알고리즘의 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선망 기지국 설계 알고리즘을 나타내는 순서도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선망 기지국 설계 알고리즘을 이용한 프로그램의 결과 예시도이다.

본 발명은 피씨에스(PCS;1850MHz) 및 셀룰러(Cellular;800MHz) CDMA(code division multiple access)에서 적용이 되는 무선망 기지국 설계 방법에 관한 것이 다.

무선망 설계 시스템이란 각각의 기지국에 대한 셀 커버리지 분석과 통화량과 셀 용량과의 관계를 통하여 서비스 영역을 커버하기 위한 최적 기지국의 위치와 개수를 선정하는 시스템이다.

이와 같은 무선망 설계 기술로 종래에는 무선망 설계 시스템의 그래픽 화면상에서 사용자가 눈으로 보고 판단하여 직접 기지국 위치를 설정하는 방법, 목표 영역에 적당한 기지국을 직접 설정하고 초기의 개략적인 셀 설계를 거친 후 전파 해석을 수행하고 기지국의 위치가 적절히 설정되었는지 확인하는 방법 등을 이용하였다.

또한, 국내 공개 특허 2000-0007448호(2000.2.7)에는 인적 자원의 비효율적 측면을 극복하기 위해 무선망 설계 시스템에서의 가중치를 갖는 격자를 이용한 자동 기지국 설치 프로그램을 구현하여 사용하는 방법이 제시되어 있다. 선행 특허는 전파 해석과 기지국 선정 작업이 공동으로 이루어지며 일률적인 셀 커버리지를 바탕으로 전파 해석을 수행하여 셀 커버리지가 높은 기지국을 위주로 선택한다.

이와 같이 종래 기술에 따른 기지국 선정은 전파 환경 및 통화량 정보 등을 고려하지 않으므로 정확성과 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전파 환경 및 통화량 정보 등을 고려하여 최적 기지국 위치 및 소요물량을 산출하는 무선망 설계 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 무선망 기지국 설계 방법은 무선망 설계 시스템에서 최적 기지국을 선정하는 무선망 기지국 설계 방법으로서,

a) 특정 기준에 따라 샘플 포인트와 기지국 후보 지역을 결정하는 단계; b) 상기 샘플 포인트와 기지국 후보 지역간의 전파 해석을 실시하여 전파 손실을 예측하는 단계; c) 상기 전파 해석에 따른 전파 도달을 고려한 기지국 선정 작업을 실시하는 단계; d) 트래픽을 고려하여 셀 축소 정도를 결정하고, 상기 셀 축소 정도를 토대로 전파 해석을 재실시하는 단계; 및 e) 상기 전파 해석의 재실시 결과에 따라 상기 전파 도달 및 통화량을 고려한 기지국 선정 작업을 실시하는 단계를 포함한다.

상기 a) 단계에서,

상기 샘플 포인트는 사용자의 목적에 따라 선택된 서비스 지역에 소정 간격으로 또는 불균일하게 생성시키며,

상기 b) 단계는,

전파 도달 거리 내에 장애물이 있는 경우와 장애물이 없는 경우로 구분하여 3차원 전파 모델을 구현하며 GIS(geographical information system) 데이터를 사용하여 전파 손실을 예측한다.

또한, 상기 d) 단계는,

i) 단위 면적당 셀 용량(cell erlang capacity)을 결정하는 단계; ii) 단위 면적당 가입자수와 가입자당 얼랑 수를 토대로 단위 면적당 통화량을 결정하는 단계; iii) 상기 단위 면적당 셀 용량과 상기 단위 면적당 통화량을 비교하고 이 중 큰 값을 토대로 셀 축소 정도(A)를 결정하는 단계를 포함하며,

상기 샘플 포인트와 기지국 후보 지역간 거리 R 대신 R/A 값을 이용하여 전파 해석을 재실시한다.

이때, 상기 셀 축소 정도는 다음의 식에 의해 결정한다.

상기 식에서 B는 1FA를 기준으로 하였을 때 단위 면적(1㎢)당 계획 얼랑 용량(designed erlang capacity)이고, K는 상기 단위 면적당 셀 용량과 상기 단위 면적당 통화량 중 큰 값을 나타낸다.

또한, 상기 i) 단계는,

섹터, 블로킹 확률, 주파수 및 트래픽 채널 수를 기준으로 상기 셀의 용량을 결정하고 상기 b) 및 c) 단계에서 구한 셀의 반지름을 결정하여 상기 단위 면적당 셀 용량을 결정한다.

또한, 상기 e) 단계는,

i) 상기 각 기지국 후보 지역과 샘플 포인트간의 전파 세기를 측정하고, 샘플 포인트와 기지국 후보 지역을 각각 행과 열로 하여 서비스 가능 여부에 따라 성분값을 입력한 기지국 선정 매트릭스를 생성하는 단계; 및 ii) 상기 기지국 선정 매트릭스 중 상기 서비스 가능 샘플 포인트 수가 가장 적은 기지국 후보 지역에 해당하는 열의 성분을 삭제하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 i) 단계는 상기 기지국 후보지역이 기준 전파 한계치 이상으로 상기 샘플 포인트를 서비스하면 1을 서비스하지 않으면 0을 상기 성분값으로 입력하며,

상기 ii) 단계는,

상기 성분값 1이 가장 적은 열을 선택하고, 상기 선택된 열에 포함된 성분값 1을 포함하는 행의 성분 중 성분값이 1인 성분이 2개 이상 존재하면 상기 선택된 열에 포함된 기지국 후보 지역을 삭제시키며, 상기 선택된 열에 포함된 성분값 1을 포함하는 행의 성분 중 성분값이 1인 성분이 1개이면 상기 선택된 열에 포함된 기지국 후보 지역을 최적 기지국으로 선택한 후 상기 선택된 열에 포함된 성분 중 성분값이 1인 행의 다른 열의 성분값 1을 0으로 변환한다.

또한, 상기 모든 샘플 포인트가 상기 기지국에 의해 지원될 때까지 상기 마지막 지점에 이를 때까지 상기 ii) 단계를 반복 수행한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

일반적인 기지국 설계의 목표는 기지국 숫자를 최소화하는 것이다. 그러나, 전 지역에 관해 전파 해석과 트래픽 분석을 하는 것은 불가능하다. 따라서, 본 발 명의 실시예에 따른 기지국 설계 방법에서는 사용자가 서비스 영역 중에서 반드시 서비스되어야 할 지역을 미리 선정하여 샘플링하고 기지국 후보 지역을 그리드화 한 후 각각의 샘플 포인트와 기지국 후보지역간 전파 해석과 트래픽 분석을 실행한다. 그리고 이 결과를 토대로 기지국 선정 매트릭스를 구성하고 모든 지점의 샘플 포인트가 지원 받을 수 있을 때까지 효율성이 떨어지는 기지국을 우선적으로 제거해 감으로써 최적 기지국 위치를 선정한다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 기지국 설계 방법은 샘플 포인트와 기지국 후보지역을 사용자의 목적에 맞게 결정하고 이렇게 정해진 샘플 포인트와 기지국 후보지역간 전파 손실을 예측하는 단계와, 여러 가지 입력변수를 고려하여 결정한 셀 용량 및 가입자 통화량을 분석하여 셀의 축소 정도를 예측하는 단계 및 최적의 기지국 위치를 선정하는 단계의 세 단계로 이루어진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 샘플 포인트의 예를 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 후보 지역의 예를 나타낸 것이다.

무선망 설계에 있어서 서비스 영역 전체에서 전파의 세기를 측정하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 먼저 지도상에서 원하는 부분에 도 1과 같이 샘플 포인트를 생성시킨다. 이때 샘플 포인트는 서비스를 받아야 하는 지역에 일정한 간격으로 생성시키거나 무선망 설계자가 원하는 지역을 불균일하게 설정할 수도 있다.

이와 같이 지역 샘플 포인트가 생성이 되면 도 2와 같이 전체 지역을 원하는 단위로 그리드화 한다. 도 2에서 그리드의 격자점은 기지국이 위치할 수 있는 하나 의 후보 지역이 된다.

샘플 포인트와 기지국 후보 지역이 결정되면 다음과 같은 단계를 통하여 기지국의 위치를 선정한다.

(1) 전파 해석 단계(전파 손실 예측 단계)

기지국의 전파는 기지국과 떨어져 있는 이동국까지 전파되면서 거리, 장애물에 의한 회절 및 산란 등에 의해 감소하게 된다. 이러한 전파 감소를 예측함으로써 이동국이 기지국으로부터 받는 전파의 세기를 예측하는 모델이 전파 손실 모델이다. 전파 손실 모델을 통하여 이동국에서의 신호 수신 여부를 결정하고 전파의 도달 범위를 측정함으로써 기지국이 서비스할 수 있는 지역의 범위를 결정한다.

본 발명의 실시예에 따른 기지국 설계 방법에서는 기존에 사용되어 왔던 환경(대도시, 농어촌 등)이나 장애물 개수에 의해 결정되는 단순한 2차원 전파 손실 모델이 아닌, 정확한 지리 정보를 바탕으로 모든 전파 손실 원인을 분석하고 조합하여 대도시와 농어촌 어디에서나 적용 가능한 정확한 3차원 전파 모델을 구현하여 사용한다. 이때 전파 손실에 영향을 미치는 원인으로는 전파 도달 거리, 주파수 대역, 전파 거리상의 장애물의 분포, 건물이나 장애물의 높이, 기지국 안테나의 높이, 이동국의 높이 등이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전파 해석 단계에서는 기지국 후보지역으로 생성된 그리드 격자점마다 기지국이 세워졌다고 가정하고 각 격자점에서 각 샘플 포인트까지 보내진 전파의 세기를 계산한다. 이때 환경을 NLOS(None Line of Sight: 전파 도달 거리 내에 장애물이 있는 경우)와 LOS(Line of Sight: 전파 도달 거리 내에 장애물이 없는 경우)의 두 가지 경우로 나누어 3차원 전파 모델을 구현하며, GIS(geographical information system) 데이터를 사용하여 전파 손실을 예측한다.

NLOS의 경우에는 Knife edge-JRC 모델과 Walfisch 모델을 조합한 L_VPM(vertical plane model)을 통하여 전파의 자유 공간 손실과 장애물에 의한 회절 및 분산 손실을 각 요인에 맞게 예측한다.

또한, 기지국이 도심지 내에 존재할 때의 LOS는 Walfisch-Ikegami-Line-of-Sight 모델(WIM-LOS)을 통하여 전파 손실을 예측하며, 농촌 지역과 같이 기지국 주변에 장애물이 거의 존재하지 않는 LOS 환경의 경우에는 듀얼 슬로프 모델(dual slope model)을 사용하여 전파 손실을 예측한다.

앞서 언급한 Knife edge-JRC 모델은 Knife edge 모델에 듀얼 슬로프 모델이 결합된 형태로, 전파 도달 거리 상에서 특정한 몇 개의 장애물이 주위의 다른 장애물에 비해 전반적으로 전파 손실에 큰 영향을 미치는 경우에, 전파 도달 거리에 따른 전파 손실분에 특정 장애물에 의한 회절 손실분을 더하여 손실을 예측하는 모델이다. 이러한 Knife edge-JRC 모델은 Knife edge 모델처럼 거리에 따른 전파 손실분을 단지 자유 전파 손실로 계산하는 것이 아니라 듀얼 슬로프 모델을 고려하여 더욱 정교한 전파 감쇠를 측정한다.

반면에, Walfisch 모델은 비슷한 높이의 건물이 조밀하게 들어서 있는 도심 환경에 적합한 모델로서 좁은 간격으로 분포하고 있는 비슷한 높이의 장애물들에 의한 회절 및 산란에 의한 손실을 주요 전파 손실분으로 예측한다.

본 발명의 실시예에 따른 3차원 전파 손실 모델 중 NLOS 경우의 전파 손실은 다음의 수학식 1과 같이 정의된다.

위의 수학식 1에서, g는 앞에서 언급한 두 가지 모델을 조합하는 요소(factor)로서 Knife edge-JRC model(L_KJ)과 Walfisch model(L_W) 중 어느 모델의 조건이 어느 정도의 부분을 차지하는지를 나타내는 결정 요소이다. 이러한 g 값은 장애물의 높이가 얼마나 균일한지 여부와 건물 사이의 길이 얼마나 넓게 형성되어 있는지에 따라 결정되는 함수로서 다음의 수학식 2와 같이 정의된다.

상기 식에서 Hr은 전파 도달 거리상에 존재하는 건물의 평균 높이(단위; m)이고, σ_k는 전파 도달 거리상에 존재하는 건물들의 높이의 표준편차(단위; m)이며, w는 전파 도달 거리상에 존재하는 길의 평균 너비(단위; m)이다.

수학식 2에 나타낸 바와 같이

값은

와

에 의해 결정된다. 이 중

는 장애물의 높이의 균등에 따른 환경 요소를 결정지음으로써 두 모델의 조합 정도를 결정한다. 즉, 전파 도달 거리 상에 건물(장애물)의 평균 높이와 표준 편차 비인 CH를 구하고 CH가 큰 경우 즉, 건물들의 높이 차이가 적은 경우에는

값을 1로 설정하여 Walfisch model의 조합 부분을 크게 만든다. 또한,

는 건물들이 얼마나 조밀하게 들어서 있는지를 결정함으로써 두 모델의 조합 정도를 결정한다.

(2) 트래픽 분석에 따른 셀 축소 모델 제시 단계

실제 기지국의 서비스 영역을 결정하기 위해서는 전파의 도달 범위뿐만 아니라 기지국 용량과 가입자 밀도에 따른 용량을 함께 고려해야 한다. 그런데 전파 도달 거리와 가입자 밀도를 함께 고려하기 위해서는 그 지역에 세운 기지국의 섹터 수 및 FA(Frequency Assignment) 수를 결정한 후, 기지국의 용량과 가입자들의 트래픽 요구 용량을 계산하여 기지국이 커버리지 지역의 가입자들을 모두 수용할 수 있는지 여부를 판별하는 과정이 필요하다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 트래픽 분석에 따른 셀 축소 모델 제시 단계에서는 트래픽 고려 셀 커버리지를 결정할 수 있는 트래픽 고려 셀 커버리지 결정 모델을 제시한다.

그런데, 전파가 도달하는 범위를 셀 커버리지로 결정하더라도 셀 용량이 요구 통화량을 만족시키지 못하게 되면 서비스를 지원하지 못하는 영역이 생긴다. 따라서 무선망을 설계하기 위해서는 전파 해석뿐만 아니라 단위 면적당 셀 용량과 통 화량을 비교 분석함으로써 셀 용량이 통화량을 만족시킬 때까지 전파 해석에 의한 셀의 축소가 이루어지도록 해야 한다.

이와 같은 셀 축소 모델을 제시하기 위해서는 먼저 기지국 용량 즉, 셀 용량을 결정한다. 즉, 프로그램의 입력 변수로 사용될 섹터(sector), 블로킹 확률(blocking probability; outage probability), 주파수, 트래픽 채널 수 등을 기준으로 셀당 얼랑 용량(erlang capacity)을 결정한다.

다음, 전파 해석과 기지국 선정 단계에서 구한 전파 도달 거리에 따라 셀의 반지름을 결정한다.

그리고, 기지국 단위 면적(1㎢)당 총 셀 용량(=Bㅧ FA 개수)을 결정하고, 단위 면적당 가입자 수와 한 가입자당 얼랑(erlang) 수를 토대로 단위 면적당 통화량을 결정한다. 이때, B는 1FA를 기준으로 하였을 때 단위 면적당 계획 얼랑 용량(designed erlang capacity)을 의미한다. CDMA망에서는 1.23㎒ 대역의 FA를 채널 단위로 사용하며, 기지국당 FA 개수는 주어진 주파수 대역 내에서 증설이 가능하다.

마지막으로, 단위 면적당 셀 용량과 단위 면적당 통화량을 비교하여 이 중 큰 값을 수학식

의 K에 대입하여 셀 축소량인 A 값을 결정한 후, 다시 한번 전파 해석을 수행한다. 이때, 전파 해석시 샘플 포인트와 기지국 후보 지역간 거리로는 R 대신 R/A를 이용한다.

위와 같은 과정을 통하여 셀 용량이 통화량보다 작은 경우에는 A를 1 보다 작은 값이 되도록 함으로써 전파 해석시의 입력값인 거리가 A에 의해 커지도록 한다. 이처럼 A 값이 가변됨에 따라 셀은 통화량을 수용할 수 있을 만큼 축소된다.

(3) 기지국 선정 단계

이 단계에서는 사용자가 서비스 영역 중에서 반드시 서비스되어야 하는 지역을 미리 선정하여 샘플링하고 기지국 후보 지역을 그리드화 하며, 위에서 언급한 전파 손실 모델과 트래픽 고려 셀 커버리지 결정 모델을 이용하여 기지국 선정 매트릭스를 구성한다. 이 매트릭스를 통하여 최소한의 기지국으로 전파 지역을 커버할 수 있도록 하는 효율적인 기지국 후보 지역 선택 작업이 이루어진다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 선정 매트릭스의 예를 도시한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 기지국 선정 매트릭스를 구성함에 있어서 3차원 전파 해석 단계에서 분석한 결과를 토대로 하되, 기지국 후보 지역이 기준 전파 한계치 이상으로 각 샘플 포인트를 지원하면 '1'을, 지원하지 않으면 '0'을 각각 입력하여 기지국 후보지역과 샘플 포인트간에 매트릭스를 형성한다.

즉, b개의 기지국 후보지역 개수와 s개의 샘플 포인트 개수를 고려할 경우 서비스 매트릭스는 다음과 같은 형식으로 나타낼 수 있다.

M( i , j ) = 1 (기지국이 샘플 포인트를 지원하는 경우)

= 0 (기지국이 샘플 포인트를 지원하지 않는 경우)

위의 식에서 i와 j는 각각 기지국 후보지역(base station)의 인덱스(i=1,2,…,b)와 샘플 포인트의 인덱스(j=1,2,3,…,s)를 나타낸다. 또한, 각 기지국 후보지 역이 지원하는 샘플 포인트의 개수는 다음과 같이 나타낸다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 선정 과정을 나타낸 것이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 지원하는 샘플 포인트 개수가 가장 작은(Min S(i)) 기지국 후보지역을 선택하고, 이때의 i를 bmin이라 정의한다(S401). 그리고, 선택된 열 즉, bmin이 지원하는 샘플 포인트의 j를 jmin으로 지정한다(S402). jmin은 상황에 따라 여러 개일 수 있다.

다음, 다른 기지국들이 jmin을 지원할 수 있는지 여부를 판단한다. 즉, i가 bmin인 경우를 제외한(i≠bmin) 기지국 후보지역 i 중에서 M(i,jmin) = 1인 경우가 있는지를 확인한다(S403).

확인 결과, jmin 열에 포함된 성분값 1을 포함하는 행의 성분 중 성분값이 1인 성분이 2개 이상 존재하면 다른 기지국에서 각 jmin을 적어도 한번 이상은 지원하는 경우로 간주하여 현재의 bmin을 제거한다(S404).

또한, S403 단계에서 확인한 결과 jmin 열에 포함된 성분값 1을 포함하는 행의 성분 중 성분값이 1인 성분이 1개이면 다른 기지국에서 한 개 이상의 jmin 을 지원하지 않는 경우로 간주하여 jmin 열에 포함된 기지국 후보 지역을 최적 기지국으로 선택한다. 그리고 jmin을 지원하던 기지국의 성분값 M(i,jmin) = 1을 M(i,jmin) = 0으로 변환한다(S405~406). 이와 같이 변환함으로써 계산 속도를 향상시키고 보다 효율적인 기지국 선정 작업이 가능하도록 할 수 있다.

모든 샘플 포인트가 기지국에 의해 지원될 때까지 이러한 과정을 되풀이한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전체적인 기지국 설계 과정을 나타낸 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 샘플 포인트와 기지국 후보 지역을 선정하고(S501), 본 발명의 실시예에 따른 3차원 전파 모델을 통하여 전파 해석을 실시하여 전파 도달만을 고려한 기지국을 선정한다(S502~503).

다음, 트래픽 고려에 따른 셀 축소 정도(A)를 결정하고(S504), 샘플 포인트와 기지국 후보 지역간 거리로서 R 대신 R/A를 이용하여 다시 전파 해석을 실시한 후(S505) 도 4의 과정을 통하여 전파 도달과 통화량을 고려한 최적의 기지국을 선정한다(S506).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 설계 방법에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기지국 설계 방법에 따라 시뮬레이션을 수행하면 최적의 기지국 위치와 레드 존으로 표현되는 전파 미도달 지역이 화면상에 나타난다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 기지국이 후보지역에 모두 세워졌다는 가정 하에 특정 지역에 있는 모든 샘플 포인트를 서비스할 때까지 효율성이 낮은 기지국을 우선적으로 제거해 나감으로써 최적 기지국 후보지역과 기지국 개수를 도출해 낼 수 있다. 또한, 선택된 기지국에 의해 이미 지원 받을 수 있는 샘플 포 인트를 다른 기지국 후보 지역에서 지원하는 경우, 이 샘플 포인트를 지원하지 않는 것과 동일하게 취급함으로써 더욱 효율적으로 기지국을 선정할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선망 기지국 설계 방법은 프로그램으로 구현되어 씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등컴퓨터로 판독할 수 있는 기록매체에 저장될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명의 기지국 설계 방법에 따르면 정확하고 신속한 무선망 설계에 중요한 역할을 함과 동시에 효율적인 인프라 투자가 가능하다.

또한, 특정지역에서 필요로 하는 이동망 기지국의 최적 위치를 원하는 입력값에 따라 제공할 뿐만 아니라 지역적 특징에 따라 기지국의 효율적인 FA 및 섹터수 결정에도 이용할 수 있다.

Claims

무선망 설계 시스템에서 최적 기지국을 선정하는 무선망 기지국 설계 방법에 있어서,

a) 특정 기준에 따라 샘플 포인트와 기지국 후보 지역을 결정하는 단계;

b) 상기 샘플 포인트와 기지국 후보 지역간의 전파 해석을 실시하여 전파 손실을 예측하는 단계;

c) 상기 전파 해석에 따른 전파 도달을 고려한 기지국 선정 작업을 실시하는 단계;

d) 트래픽을 고려하여 셀 축소 정도를 결정하고, 상기 셀 축소 정도를 토대로 전파 해석을 재실시하는 단계; 및

e) 상기 전파 해석의 재실시 결과에 따라 상기 전파 도달 및 통화량을 고려한 기지국 선정 작업을 실시하는 단계

를 포함하는 무선망 기지국 설계 방법.
제1항에 있어서,

상기 a) 단계에서,

상기 샘플 포인트는 사용자의 목적에 따라 선택된 서비스 지역에 소정 간격으로 또는 불균일하게 생성시키는

무선망 기지국 설계 방법.
제1항에 있어서,

상기 b) 단계는,

전파 도달 거리 내에 장애물이 있는 경우와 장애물이 없는 경우로 구분하여 3차원 전파 모델을 구현하며 GIS(geographical information system) 데이터를 사용하여 전파 손실을 예측하는

무선망 기지국 설계 방법.
제1항에 있어서,

상기 d) 단계는,

i) 단위 면적당 셀 용량(cell erlang capacity)을 결정하는 단계;

ii) 단위 면적당 가입자수와 가입자당 얼랑 수를 토대로 단위 면적당 통화량을 결정하는 단계;

iii) 상기 단위 면적당 셀 용량과 상기 단위 면적당 통화량을 비교하고, 이 중 큰 값을 토대로 셀 축소 정도(A)를 결정하는 단계

를 포함하며,

상기 샘플 포인트와 기지국 후보 지역간 거리 R 대신 R/A 값을 이용하여 전파 해석을 재실시하는

무선망 기지국 설계 방법.
제4항에 있어서,

상기 셀 축소 정도는 다음의 식에 의해 결정하는 무선망 기지국 설계 방법.

상기 식에서 B는 1FA를 기준으로 하였을 때 단위 면적(1㎢)당 계획 얼랑 용량(designed erlang capacity)이고, K는 상기 단위 면적당 셀 용량과 상기 단위 면적당 통화량 중 큰 값을 나타냄.
제4항에 있어서,

상기 i) 단계는,

섹터, 블로킹 확률, 주파수 및 트래픽 채널 수를 기준으로 상기 셀의 용량을 결정하고 상기 b) 및 c) 단계에서 구한 셀의 반지름을 결정하여 상기 단위 면적당 셀 용량을 결정하는

무선망 기지국 설계 방법.
제1항에 있어서,

상기 e) 단계는,

i) 상기 각 기지국 후보 지역과 샘플 포인트간의 전파 세기를 측정하고, 샘플 포인트와 기지국 후보 지역을 각각 행과 열로 하여 서비스 가능 여부에 따라 성분값을 입력한 기지국 선정 매트릭스를 생성하는 단계; 및

ii) 상기 기지국 선정 매트릭스 중 상기 서비스 가능 샘플 포인트 수가 가장 적은 기지국 후보 지역에 해당하는 열의 성분을 삭제하는 단계

를 포함하는 무선망 기지국 설계 방법.
제7항에 있어서,

상기 i) 단계는 상기 기지국 후보지역이 기준 전파 한계치 이상으로 상기 샘플 포인트를 서비스하면 1을 서비스하지 않으면 0을 상기 성분값으로 입력하며,

상기 ii) 단계는,

상기 성분값 1이 가장 적은 열을 선택하고,

상기 선택된 열에 포함된 성분값 1을 포함하는 행의 성분 중 성분값이 1인 성분이 2개 이상 존재하면 상기 선택된 열에 포함된 기지국 후보 지역을 삭제시키며,

상기 선택된 열에 포함된 성분값 1을 포함하는 행의 성분 중 성분값이 1인 성분이 1개이면 상기 선택된 열에 포함된 기지국 후보 지역을 최적 기지국으로 선택한 후 상기 선택된 열에 포함된 성분 중 성분값이 1인 행의 다른 열의 성분값 1을 0으로 변환하는

무선망 기지국 설계 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 모든 샘플 포인트가 상기 기지국에 의해 지원될 때까지 상기 마지막 지점에 이를 때까지 상기 ii) 단계를 반복 수행하는

무선망 기지국 설계 방법.
무선망 설계 시스템에서 최적 기지국을 선정하는 기능을 수행하도록 컴퓨터에 의하여 실행 가능한 명령으로 구성된 프로그램을 유형적으로 구체화한 기록 매체에 있어서,

a) 특정 기준에 따라 샘플 포인트와 기지국 후보 지역을 결정하는 기능;

b) 상기 샘플 포인트와 기지국 후보 지역간의 전파 해석을 실시하여 전파 손실을 예측하는 기능;

c) 상기 전파 해석에 따른 전파 도달을 고려한 기지국 선정 작업을 실시하는 기능;

d) 트래픽을 고려하여 셀 축소 정도를 결정하고, 상기 셀 축소 정도를 토대로 전파 해석을 재실시하는 기능; 및

e) 상기 전파 해석의 재실시 결과에 따라 상기 전파 도달 및 통화량을 고려한 기지국 선정 작업을 실시하는 기능

을 포함하는 프로그램이 저장된 기록매체.