KR100576001B1 - Method for calculating frequency reuse efficiency of mobile communication system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 단말기와 고정 단말기를 동시에 서비스하는 이동통신 시스템에서 주파수 재사용 효율 계산 방법에 있어서, 이동 단말기 및 고정 단말기 각각의 주파수 재사용 효율을 계산하는 제1과정과, 상기 이동 단말기와 고정 단말기의 채널비 및 수신세기비를 계산하는 제2과정과, 상기 채널비 및 수신세기비를 고려하여 주파수 재사용 효율을 계산하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for calculating frequency reuse efficiency in a mobile communication system that simultaneously services a mobile terminal and a fixed terminal, the method comprising: calculating a frequency reuse efficiency of each of the mobile terminal and the fixed terminal; And a third process of calculating the ratio and the reception intensity ratio, and a third process of calculating the frequency reuse efficiency in consideration of the channel ratio and the reception intensity ratio.

주파수 재사용 효율.Frequency reuse efficiency.

Description

이동통신 시스템에서 주파수 재사용 효율 계산 방법{METHOD FOR CALCULATING FREQUENCY REUSE EFFICIENCY OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEM} How to calculate frequency reuse efficiency in mobile communication system {METHOD FOR CALCULATING FREQUENCY REUSE EFFICIENCY OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}             

도 1은 이동통신 시스템에서 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기와 고정 단말기의 혼용 서비스 시의 주파수 재사용 효율 계산 방법을 도시한 흐름도.1 is a flowchart illustrating a method of calculating frequency reuse efficiency in a mixed service of a mobile terminal and a fixed terminal according to an embodiment of the present invention in a mobile communication system.

본 발명은 이동통신 시스템에서 주파수 재사용 효율 계산 방법에 관한 것으로, 특히 이동 단말기와 고정 단말기를 동시에 서비스하는 경우의 주파수 재사용 효율 계산 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating frequency reuse efficiency in a mobile communication system, and more particularly, to a method for calculating frequency reuse efficiency when simultaneously serving a mobile terminal and a fixed terminal.

일반적으로 주파수 재사용 효율(Frequency Reuse Efficiency)이라함은 단일의 무선 네트워크에서 서비스 할 수 있는 가입자들의 수를 증가시키기 위하여, 각 셀 영역을 더 작게 하여 많은 수의 셀들이 동일한 지리적 영역을 관할 하게 함으로써 주파수 재사용이 최대화 하는 것을 말하는 것으로서, CDMA 시스템에서 무선망 설계시 용량과 커버리지(Coverage)결정에 필수적으로 고려되어야 하는 파라미터이 다.In general, frequency reuse efficiency refers to the frequency of each cell area to make it smaller so that a larger number of cells control the same geographical area in order to increase the number of subscribers that can serve in a single wireless network. Maximizing reuse is a parameter that must be considered when deciding capacity and coverage when designing a wireless network in a CDMA system.

그런데 이동통신 시스템에서 종래에는 이동 가입자에 대한 서비스를 목표로 하여 주파수 재사용 효율(Frequency Reuse Efficiency)이 산출되었다. 그리고 고정 가입자에 대한 서비스를 목표로 하는 경우에는 고정 가입자만을 서비스 하기 위하여 주파수 재사용 효율이 산출되었다. 즉, 종래의 주파수 재사용 효율 산출방법은 이동 가입자 또는 고정 가입자에 대하여 어느 한 부분만의 서비스를 위하여 주파수 재사용 효율을 산출하는 방식이었다. 따라서 이동통신 시스템에서 상기 종래의 주파수 재사용 효율 산출 방식은 이동 가입자와 고정 가입자에 대한 동시 서비스를 충족하기 위한 시스템의 요구를 만족시키지 못하였다.However, in the conventional mobile communication system, frequency reuse efficiency has been calculated for a service for a mobile subscriber. In case of targeting the fixed subscribers, the frequency reuse efficiency is calculated to serve only the fixed subscribers. That is, the conventional method of calculating the frequency reuse efficiency has been a method of calculating the frequency reuse efficiency for the service of only one part for the mobile subscriber or the fixed subscriber. Therefore, the conventional frequency reuse efficiency calculation scheme in a mobile communication system does not satisfy the requirements of the system for satisfying simultaneous services for mobile subscribers and fixed subscribers.

한편, 러시아, 중국과 같이 면적에 비해 통신망 구축이 부족한 국가에서는 고정 가입자에 대한 서비스 뿐만 아니라 일부 이동 가입자에 대한 서비스를 충족 시킬 수 있는 시스템이 요구된다. 즉, CDMA 시스템을 WLL망과 유사하게 응용하여 고정 가입자와 이동 가입자를 모두 서비스 할 수 있는 혼용 방식의 시스템이 요구 된다. 따라서 고정 가입자와 이동 가입자를 동시에 서비스하는 시스템에서 역방향 링크 주파수 재사용 효율이 분석될 필요성이 있다.On the other hand, in countries where there is a lack of communication networks, such as Russia and China, there is a need for a system that can satisfy not only services for fixed subscribers but also services for some mobile subscribers. That is, a hybrid system capable of serving both fixed subscribers and mobile subscribers by applying a CDMA system similarly to a WLL network is required. Therefore, there is a need to analyze the efficiency of reverse link frequency reuse in a system serving both fixed and mobile subscribers simultaneously.

따라서, 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 이동 단말기와 고정 단말기를 동시에 서비스하는 경우의 주파수 재사용 효율을 계산하는 방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for calculating the frequency reuse efficiency when simultaneously serving a mobile terminal and a fixed terminal in a mobile communication system.                         

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동 단말기와 고정 단말기를 동시에 서비스하는 이동통신 시스템에서 주파수 재사용 효율 계산 방법이, 이동 단말기 및 고정 단말기 각각의 주파수 재사용 효율을 계산하는 제1과정과, 상기 이동 단말기와 고정 단말기의 채널비 및 수신세기비를 계산하는 제2과정과, 상기 채널비 및 수신세기비를 고려하여 주파수 재사용 효율을 계산하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for calculating frequency reuse efficiency in a mobile communication system for simultaneously serving a mobile terminal and a fixed terminal, the method including calculating a frequency reuse efficiency of each of the mobile terminal and the fixed terminal; And a second process of calculating a channel ratio and a reception strength ratio of the mobile terminal and the fixed terminal, and a third process of calculating the frequency reuse efficiency in consideration of the channel ratio and the reception strength ratio.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted when it is determined that the detailed description may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

이동통신 시스템의 역방향 링크의 주파수 재사용 효율은 기지국과 단말기가 어떤 안테나를 사용하는가에 따라 달라진다. 또한, 혼용방식을 사용하는 경우, 이동 가입자 서비스의 경우 단말기에는 전방향성인 다이폴 안테나(Dipole Antenna)가 사용되지만 고정 가입자 서비스의 경우의 단말기에는 방향성 패치(Patch) 안테나가 사용되는 경우가 많다. 이로인해 이동 가입자 서비스를 위한 주파수 재사용 효율값과 고정 가입자 서비스를 위한 주파수 재사용 효율값은 큰 차이가 나게 된다. 또한 이동 가입자 서비스를 위해 필요한 Eb/No값과 고정 가입자 서비스를 위해 필요한 Eb/No값이 서로 다르므로, 수신되는 신호의 세기도 이동 가입자 서비스와 고정 가입자 서비스에 따라 달라지게 된다.The frequency reuse efficiency of the reverse link of the mobile communication system depends on which antenna is used by the base station and the terminal. In addition, in the case of using a hybrid scheme, a mobile subscriber service uses a omnidirectional dipole antenna, but a mobile subscriber service uses a directional patch antenna in many cases. This makes a big difference between the frequency reuse efficiency value for mobile subscriber service and the frequency reuse efficiency value for fixed subscriber service. In addition, since the Eb / No value required for the mobile subscriber service and the Eb / No value required for the fixed subscriber service are different from each other, the strength of the received signal also varies according to the mobile subscriber service and the fixed subscriber service.

따라서 이동 단말기와 고정 단말기를 동시에 서비스하는 경우에는 이동 단말기 또는 고정 단말기에 대하여, 어느 한 부분만의 서비스를 위한 각각의 주파수 재사용 효율값과, 이동 단말기와 고정 단말기의 채널비 및 수신세기의 비를 고려하여 주파수 재사용 효율값을 산출해야 한다.Therefore, in the case of simultaneously serving the mobile terminal and the fixed terminal, for each mobile terminal or the fixed terminal, the frequency reuse efficiency value for the service of only one portion, the channel ratio of the mobile terminal and the fixed terminal, and the ratio of the reception strength In consideration of this, the frequency reuse efficiency value should be calculated.

도 1은 이동통신 시스템에서 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기와 고정 단말기의 혼용 서비스 시의 주파수 재사용 효율 계산 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of calculating frequency reuse efficiency in a mixed service of a mobile terminal and a fixed terminal according to an embodiment of the present invention in a mobile communication system.

110단계에서 먼저 이동 단말기만을 서비스 하는 경우와 고정 단말기만을 서비스 하는 경웨 대한 각각의 주파수 재사용 효율을 구한다. 역방향 링크(Reverse Rink)의 주파수 재사용 효율은 기지국과 단말기가 사용하는 안테나에 따라서 그 값이 달라지게 된다. 이하 상기 계산된 이동 단말기의 주파수 재사용 효율을 'Fm'이라 하고, 고정 단말기의 주파수 재사용 효율을 'Ff'라 한다.In step 110, first, each frequency reuse efficiency is obtained for the case of serving only a mobile terminal and for serving only a fixed terminal. The frequency reuse efficiency of the reverse link varies depending on the antenna used by the base station and the terminal. Hereinafter, the calculated frequency reuse efficiency of the mobile terminal is referred to as 'Fm', and the frequency reuse efficiency of the fixed terminal is referred to as 'Ff'.

그리고 120단계에서 이동 단말기와 고정 단말기의 채널비 및 수신세기 비를 고려하여 혼용 서비스시의 주파수 재사용 효율(F)을 계산한다. 상기 혼용 서비스시의 주파수 재사용 효율 계산 방법은 하기와 같다.In operation 120, the frequency reuse efficiency (F) for the mixed service is calculated in consideration of the channel ratio and the reception strength ratio of the mobile terminal and the fixed terminal. The frequency reuse efficiency calculation method for the mixed service is as follows.

즉, 한 섹터 내의 이동 단말기에 의한 점유 채널과 고정 단말기에 의한 점유 채널의 비를 가정하면 하기 <수학식 1>과 같다.That is, assuming the ratio of the occupied channel by the mobile terminal to the fixed terminal and the occupied channel by the fixed terminal in the sector as shown in Equation 1 below.

Figure 111999017256809-pat00001
Figure 111999017256809-pat00001

상기 Y는 한 섹터내에서 이동 단말기와 고정 단말기의 채널비를 의미하며, 상기 Nm은 혼용 서비스시 이동 단말기의 채널 용량을 의미하고, 상기 Nf는 혼용 서비스시 고정 단말기의 채널 용량을 의미한다.Y denotes a channel ratio of a mobile terminal and a fixed terminal in one sector, Nm denotes a channel capacity of a mobile terminal in a mixed service, and Nf denotes a channel capacity of a fixed terminal in a mixed service.

고정 단말기의 수신세기에 대한 이동 단말기의 수신세기의 비를 가정하면 하기 <수학식 2>와 같다.Assuming a ratio of the reception strength of the mobile terminal to the reception strength of the fixed terminal, Equation 2 is obtained.

Figure 111999017256809-pat00002
Figure 111999017256809-pat00002

상기 K는 고정 단말기와 이동 단말기의 수신세기 비를 의미하며, 상기 Pm은 이동 단말기의 수신세기를 의미하고, 상기 Pf는 고정 단말기의 수신세기를 의미한다.K denotes a reception strength ratio of the fixed terminal and the mobile terminal, Pm denotes a reception strength of the mobile terminal, and Pf denotes a reception strength of the fixed terminal.

여기서, 상기 K는 이동 단말기와 고정 단말기에 요구되는 수신세기간 연관성에 의해 결정되어지며, 수식으로 나타내면 하기 <수학식 3>과 같다.Here, K is determined by the reception tax period association required for the mobile terminal and the fixed terminal, and is expressed by Equation 3 below.

Figure 111999017256809-pat00003
Figure 111999017256809-pat00003

상기

Figure 111999017256809-pat00004
는 요구되는 이동 단말기의 Eb/No를 의미하며, 상기
Figure 111999017256809-pat00005
는 요구되는 고정 단말기의 Eb/No를 의미한다. 그리고 상기
Figure 111999017256809-pat00006
는 파일롯 신호의 이득을 의미하며, 상기
Figure 111999017256809-pat00007
는 음성 액티비티(Activity)를 의미한다.remind
Figure 111999017256809-pat00004
Means Eb / No of the required mobile terminal, and
Figure 111999017256809-pat00005
Means Eb / No of the required fixed terminal. And said
Figure 111999017256809-pat00006
Is the gain of the pilot signal, and
Figure 111999017256809-pat00007
Means voice activity.

한편, 역방향 링크상에서 기지국 수신기에 수신되는 총 신호의 세기는 이동 단말기에 의해 발생하는 신호와 고정 단말기에 의해 발생되는 신호 및 수신기 자체의 앰프에 의해 발생하는 잡음 Floor의 합으로 이루어진다.On the other hand, the total signal strength received by the base station receiver on the reverse link is composed of the sum of the signal generated by the mobile terminal, the signal generated by the fixed terminal, and the noise floor generated by the amplifier of the receiver itself.

상기 이동 단말기에 의해 발생하는 신호의 세기는 하기 <수학식 4>와 같다.The strength of the signal generated by the mobile terminal is expressed by Equation 4 below.

Figure 111999017256809-pat00008
이동 단말기에 의해 발생하는 신호의 세기=
Figure 111999017256809-pat00008
Signal strength generated by the mobile terminal

상기 Nm은 한 섹터내에서 이동 단말기에 의한 점유채널을 의미하며, 상기 Pm은 이동 단말기의 수신세기를 의미하며, 상기 Fm은 이동 단말기의 주파수 재사용 효율을 의미하며, 상기 Es는 Sectorization 효율을 의미한다.Nm means occupied channel by the mobile terminal in one sector, Pm means reception strength of the mobile terminal, Fm means frequency reuse efficiency of the mobile terminal, Es means Sectorization efficiency. .

그리고 상기 고정 단말기에 의해 발생하는 신호의 세기는 하기 <수학식 5>와 같다.And the intensity of the signal generated by the fixed terminal is as shown in Equation 5 below.

Figure 111999017256809-pat00009
고정 단말기에 의해 발생하는 신호의 세기=
Figure 111999017256809-pat00009
Signal strength generated by fixed terminals

상기 Nf는 한 섹터내에서 고정 단말기에 의한 점유채널을 의미하며, 상기 Pf는 고정 단말기의 수신세기를 의미하며, 상기 Ff는 고정 단말기의 주파수 재사용 효율을 의미하며, 상기 Es는 Sectorization 효율을 의미한다.The Nf means the occupied channel by the fixed terminal in one sector, the Pf means the reception strength of the fixed terminal, the Ff means the frequency reuse efficiency of the fixed terminal, the Es means the Sectorization efficiency. .

따라서 수신기 자체 앰프에 의해 발생하는 열 잡음(Thermal Noise) Floor를 'Nth'라 하면, 한 셀의 기지국 수신기에 수신되는 총 신호는 하기 <수학식 6>으로 나타내어 진다.Therefore, when the thermal noise floor generated by the receiver itself amplifier is called 'Nth', the total signal received by the base station receiver of one cell is represented by Equation 6 below.

Figure 111999017256809-pat00010
Figure 111999017256809-pat00010

한편, 이동 단말기와 고정 단말기의 혼용시의 한 이동 단말기의 신호대 잡음비는 하기 <수학식 7>로 나타낼 수가 있다.Meanwhile, the signal-to-noise ratio of one mobile terminal when the mobile terminal and the fixed terminal are mixed can be expressed by Equation 7 below.

Figure 111999017256809-pat00011
Figure 111999017256809-pat00011

상기

Figure 111999017256809-pat00012
은 요구되는 이동 단말기의 S/N비를 의미하며, 상기 F는 혼용 서비스시 주파수 재사용 효율을 의미한다.remind
Figure 111999017256809-pat00012
Denotes the required S / N ratio of the mobile terminal, and F denotes the frequency reuse efficiency in the mixed service.

그리고 이동 단말기와 고정 단말기의 혼용시의 한 고정 단말기의 신호대 잡음비는 하기 <수학식 8>로 나타낼 수가 있다.The signal-to-noise ratio of one fixed terminal when the mobile terminal and the fixed terminal are mixed can be expressed by Equation (8).

Figure 111999017256809-pat00013
Figure 111999017256809-pat00013

상기

Figure 111999017256809-pat00014
은 요구되는 고정 단말기의 S/N비를 의미하며, 상기 F는 혼용 서비스시 주파수 재사용 효율을 의미한다.remind
Figure 111999017256809-pat00014
Denotes the S / N ratio of the required fixed terminal, and F denotes the frequency reuse efficiency in the mixed service.

상기 수학식들에서, 한 셀의 기지국 수신기에 수신되는 총 신호는 하기 <수학식 9>로 나타내어질 수가 있다.In the above equations, the total signal received by the base station receiver of one cell may be represented by Equation 9 below.

Figure 111999017256809-pat00015
Figure 111999017256809-pat00015

여기서, 상기 F는 혼용 서비스시 주파수 재사용 효율을 의미한다.Here, F means frequency reuse efficiency in a mixed service.

한편, 상기 <수학식 6>과 상기 <수학식 9>의 값은 서로 같으므로, 하기 <수학식 10>의 등식으로 전개할 수가 있다.On the other hand, since the values of <Equation 6> and <Equation 9> are the same, it can be developed by the following equation (10).

Figure 111999017256809-pat00016
Figure 111999017256809-pat00016

Figure 111999017256809-pat00017
Figure 111999017256809-pat00017

Figure 111999017256809-pat00018
Figure 111999017256809-pat00018

Figure 111999017256809-pat00019
Figure 111999017256809-pat00019

상기 <수학식 10>에서 이동 단말기와 고정 단말기의 혼용시의 주파수 재사용 효율값인 F에 대해 정리하면, 하기 <수학식 11>이 된다.In Equation 10, F is a frequency reuse efficiency value at the time of mixing the mobile terminal and the fixed terminal.

Figure 111999017256809-pat00020
Figure 111999017256809-pat00020

Figure 111999017256809-pat00021
Figure 111999017256809-pat00021

그런데 상기 <수학식 11>에서 Nm/Nf는 한 섹터내에서 이동 단말기와 고정 단말기의 채널비인 Y이며, Pm/Pf는 고정 단말기와 이동 단말기의 수신세기 비인 K이다. 따라서 상기 <수학식 11>은 하기 <수학식 12>로 나타낼 수가 있다.In Equation 11, Nm / Nf is Y, which is a channel ratio between a mobile terminal and a fixed terminal in one sector, and Pm / Pf is K, which is a reception intensity ratio between a fixed terminal and a mobile terminal. Therefore, Equation 11 may be represented by Equation 12 below.

Figure 111999017256809-pat00022
Figure 111999017256809-pat00022

여기서, 상기 F는 이동 단말기와 고정 단말기의 혼용시의 주파수 재사용 효 율값을 의미하며, 상기 Y는 한 섹터내에서 이동 단말기와 고정 단말기의 채널비를 의미하며, 상기 K는 고정 단말기와 이동 단말기의 수신세기 비를 의미한다.Here, F denotes a frequency reuse efficiency value when the mobile terminal and the fixed terminal are mixed, Y denotes a channel ratio of the mobile terminal and the fixed terminal in one sector, and K denotes a channel ratio of the fixed terminal and the mobile terminal. Receive intensity ratio.

상기 도 1의 설명에서와 같이, 이동통신 시스템에서 본 발명은 이동 단말기와 고정 단말기를 동시에 서비스하는 경우에 이동 단말기 또는 고정 단말기에 대하여, 어느 한 부분만의 서비스를 위한 각각의 주파수 재사용 효율값과, 이동 단말기와 고정 단말기의 채널비 및 수신세기의 비를 고려하여 주파수 재사용 효율값을 산출한다는 것을 알 수가 있다.As described above with reference to FIG. 1, in the mobile communication system, when the mobile terminal and the fixed terminal simultaneously service the mobile terminal or the fixed terminal, each frequency reuse efficiency value for the service of only one portion and In addition, it can be seen that the frequency reuse efficiency value is calculated in consideration of the ratio of the channel ratio and the reception strength of the mobile terminal and the fixed terminal.

상기한 바와 같이 본 발명은 이동통신 시스템에서 이동 단말기와 고정 단말기를 혼용하여 사용하는 경우의 주파수 재사용 효율값을 계산할 수가 있으며, 역방향 링크 주파수 재사용 분석을 통해 이동 단말기 뿐만 아니라 고정 단말기에 대한 동시 서비스를 충족 시키기 위한 시스템의 무선망 설계시 주파수 용량과 Coverage를 효과적으로 예측할 수가 있는 이점이 있다.As described above, the present invention can calculate a frequency reuse efficiency value when a mobile terminal and a fixed terminal are used in a mobile communication system, and provide simultaneous services for the fixed terminal as well as the mobile terminal through reverse link frequency reuse analysis. There is an advantage that the frequency capacity and coverage can be effectively estimated when designing the wireless network of the system to meet.

Claims (1)

이동 단말기와 고정 단말기를 동시에 서비스하는 이동통신 시스템에서 주파수 재사용 효율 계산 방법에 있어서,In the method of calculating the frequency reuse efficiency in a mobile communication system serving a mobile terminal and a fixed terminal at the same time, 이동 단말기 및 고정 단말기 각각의 주파수 재사용 효율을 계산하는 제1과정과,Calculating a frequency reuse efficiency of each of the mobile terminal and the fixed terminal; 상기 이동 단말기와 고정 단말기의 채널비 및 수신세기비를 계산하는 제2과정과,A second process of calculating a channel ratio and a reception strength ratio of the mobile terminal and the fixed terminal; 상기 채널비 및 수신세기비를 고려하여 주파수 재사용 효율을 계산하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동 단말기와 고정 단말기를 동시에 서비스하는 이동통신 시스템에서 주파수 재사용 효율 계산 방법.And a third process of calculating a frequency reuse efficiency in consideration of the channel ratio and the reception strength ratio.
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