KR100626996B1 - 무선 통신 시스템에서 다운링크 동작 측정을 행하기 위한 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 다운링크 동작 측정을 행하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

다운링크 동작을 측정하기 위한 방법에 있어서, 주 제어기와 제 1 기지국 중 하나로부터의 측정 요구는 적어도 제 2 기지국으로 전송된다. 측정 요구는 제 2 기지국에 그와 통신하는 이동 단말들이 제 1 기지국이 전송한 적어도 하나의 신호의 동작 측정을 지시하도록 요청한다. 제 2 기지국은 측정 요구에 응답해서, 그와 통신하는 이동 단말들로 측정 지시를 전송한다. 측정 지시는 제 2 기지국과 통신하는 이동 단말들에 제 1 기지국으로부터 전송된 신호의 동작을 측정하도록 지시한다. 다음에 제 2 기지국은 그와 통신하는 이동 단말들로부터 동작 측정들의 결과들을 수신한다. 대안적으로 또는 부가적으로 제 2 기지국이 동작 측정들을 행한다.
기지국, 이동 단말, 동작 측정

Description

무선 통신 시스템에서 다운링크 동작 측정을 행하기 위한 방법{Method of making downlink operational measurments in a wireless communication system}
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 동작 측정을 행하기 위한 방법의 일실시예의 플로우 챠트.
도 3은 도 2에 도시한 플로우 챠트의 변형도.
도 4는 도 2에 도시한 플로우 챠트의 또 다른 변형도.
도 5는 도4에 따라 변형된 도 2에 도시한 플로우 챠트의 또 다른 변형도.
도 6은 본 발명에 따른 동작 측정을 행하기 위한 방법의 또 다른 실시예에 대한 플로우 챠트를 도시하는 도면.
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서 다운링크 동작 측정을 행하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래의 무선 통신 시스템들은 복수의 셀 사이트들을 포함하며, 각각의 셀 사이트는 하나 이상의 관련 안테나 시스템들을 통해서 신호들을 송수신하는 기지국을 가진다. 따라서, 각각의 기지국은 그와 관련되며 집합적으로 셀이라 불리는 하나 이상의 커버리지 영역들(이동 단말이 기지국과 통신할 지리적 영역들)을 가진다. 기지국과 관련된 커버리지 영역들의 수는 그 기지국을 포함하는 셀 사이트의 설계에 따른다. 셀 사이트는 전방향성 안테나 시스템(360도의 방위각)을 포함하여 하나의 커버리지 영역을 제공할 수 있다. 대안적으로, 셀 사이트는 멀티 섹터 안테나 시스템을 구비하여 복수의 커버리지 영역들을 제공할 수 있다. 예를 들어 3개의 섹터 안테나 시스템(120도의 방위각)은 섹터들로서 통상 지칭되는 3개의 커버리지 영역들을 제공한다. 그러므로, 하나의 기지국은 하나 이상의 커버리지 영역들과 관련된 신호들을 송수신할 수 있다.
무선 통신 시스템의 운영자들은 시스템의 성능 품질을 나타내는 동작을 측정함으로써 이를 모니터링한다. 이러한 동작 측정들은 업링크 통신의 품질과, 이동 단말에서 기지국으로의 통신과, 다운링크 통신의 품질과, 기지국에서 이동 단말로의 통신을 나타낸다. 본 기술 분야에 있어서 업링크 및 다운링크 대신에, 각각 역방향 및 순방향이란 용어들이 일반적이다. 다운링크 동작 측정은 기지국으로부터 수신된 신호의 신호 강도, 신호 대 잡음 또는 신호 대 잡음 플러스 기지국으로부터 수신된 신호들의 간섭율, 비트 에러 및 기지국으로부터 수신된 신호들의 프레임 에러율 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
기지국에 대해서 기지국과 통신하는 이동 단말들이 기지국으로부터 수신된 다운링크 신호들 또는 기지국과 다른 기지국들로부터 수신된 다운링크 신호들의 어떤 동작을 측정하는 요청을 내리는 모바일 지원 핸드오프(MAHO, mobile assisted hand-off)와 같은 기술들이 존재한다. 기지국과 통신하는 이동 단말은 다음 두 상태들, 즉 (1)기지국에 등록되어 기지국의 순방향 또는 셋업 채널(예를 들어, 개선된 이동 전화 시스템, 북미 시분할 다중 접속 시스템에서의 디지털 제어 채널, 이동용 글로벌 시스템에서의 방송 제어 채널, 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 페이징 채널 등)을 모니터링하는 상태, 또는 (2)기지국에 의해 서비스되는 전용 트래픽 채널 상에서 활성 호출(active call) 상태 중 한 상태에 있다. 따라서, MAHO에서, 기지국은 그와 관련된 커버리지 영역내의 이동 단말들로 요구를 발신하며, 이동 단말들은 기지국으로부터, 그리고 아마도 기지국 주변의 다운링크 신호들의 동작 측정을 행한다. 이러한 측정은 이후 MAHO의 핸드오프 결정 프로세스에서 사용된다.
다운링크 동작 측정을 행하는 또 다른 종래 기술을 구동 테스트(drive testing)라고 한다. 구동 테스트에서, 하나 이상의 테스트 수신기들은 기지국의 커버리지 영역내의 공지된 측정 위치들에 배치되며, 그 기지국으로부터의 다운 링크 신호들에 대해 동작 측정이 행해진다.
또한, 많은 무선 통신 시스템들은 자기 테스트 동작을 수행하기 위해 각 기지국에서 테스트 라디오를 구비하고 있다. 테스트 라디오는 기지국이 적절히 신호들을 송수신하는지 여부를 테스트하기 위해 이동 단말의 기능들을 모방한다.
이러한 기술들은 대상 기지국의 커버리지 영역내의 다운링크 신호들에 대한 정보를 제공하나, 그 기술들은 또 다른 기지국의 커버리지 영역에서의 시스템의 성능 품질에 미치는 하나의 기지국으로부터의 다운링크 신호들의 영향에 관한 정보를 제공하지 않는다. 또한, 구동 테스트와 같은 기존의 기술들은 복잡하며 고가의 방법으로 다운 링크 동작 측정을 행한다.
본 발명에 따른 다운링크 동작 측정을 행하는 방법은 대상 기지국에 의해 송신된 신호들의 동작 측정을 행하기 위해 다른 기지국들을 이용하거나 다른 기지국들의 커버리지 영역 내의 이동 단말들을 이용한다. 다른 기지국들은 스스로 대상 기지국과 다른 기지국들에 접속되는 주 제어기 또는 대상 기지국으로부터의 요구에 응답하여 동작 측정을 행하거나, 이를 그들의 커버리지 영역 내의 이동 단말들에게 지시한다.
그 결과, 본 발명에 따른 방법은 다른 기지국의 커버리지 영역내의 시스템 성능의 품질에 미치는 기지국으로부터의 다운링크 신호들의 영향에 관한 정보를 제공하고, 다운링크 동작 측정을 행하기 위해 테스트 장비를 배치하는 복잡하며 고가의 프로세스를 포함하고 있지 않다. 대신에, 무선 통신 시스템의 기존 설비들과 인프라구조를 이용함으로써, 다운링크 동작 측정이 간단하고 저렴한 방법으로 행해진다.
본 발명은 이하에 주어진 보다 상세한 설명과, 단지 예시적인 방법으로 주어지는 첨부 도면들로부터 보다 완전하게 이해될 것이며, 대응 참조 번호들은 다양한 도면들에서 대응 부분들 또는 단계들을 나타낸다.
무선 통신 시스템
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템을 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 복수개의 셀들, 즉 셀1, 셀2,... 각각은 기지국 BS1, BS2,...을 각각 포함하고 있다. 도시의 간결을 위해, 각각의 기지국 BS1, BS2,..과 연관된 안테나 시스템은 도시되지 않았다. 이동 교환 센터(MSC)(200)는 각각의 기지국 BS1, BS2,...및 국부 교환망(6)과 통신한다. 국부 교환망(6)은 음성 및/또는 데이터가 공중 교환 전화망, 종합 정보 통신망, 인터넷, 다른 인터넷 프로토콜 망 등과 통신하고 있는 네트워크들을 나타낸다. MSC(200)는 메인 제어 유니트(MCU)(202)가 부가된 것을 제외하곤 임의의 공지된 MSC이다. 그러나 MCU(202)는 MSC(200)의 일부를 형성할 필요는 없으며, 대신에 MSC(200)로부터 원거리에 위치하거나 별도로 형성될 수 있다. MCU(202)는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 동작하도록 프로그래밍된 데이터 처리 시스템이며, MSC(200)의 일부로서 형성될 때, MSC(200)가 공급하는 유저 인터페이스들과 메모리를 이용한다. MSC(200)와 별도로 제공될 때, MCU(202)는 MSC(200)와 인터페이스하기 위한 인터페이스와, 메모리와, 유저 인터페이스를 포함한다.
무선 통신 시스템의 동작
본 발명의 제 1 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작에 대해서 도 2에 도시한 플로우 챠트와 관련해서 설명하기로 한다. 도시한 바와 같이, 단계(S10)에서, MCU(202) 또는 대상 기지국은 측정 요구를 발생한다. 측정 요구는 행해질 다운링크 동작 측정 또는 측정들을 나타내며, 측정 요구를 수신하는 기지국들(이후 "식별 기지국들"이라 함)을 식별하고, 측정할 대상 기지국이 송신한 신호를 식별한다.
바람직하게, 식별된 신호는 일정한 전력 레벨로 전송된 신호이다. 따라서, 시분할 다중 접속(TDMA) 시스템에서, 식별된 신호는 디지털 제어 채널이 바람직하고, 모바일 글로벌 시스템(GSM)에서 식별된 신호는 방송 제어 채널이 바람직하며, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템에서, 식별된 신호는 파일럿 신호인 것이 바람직하다.
대안으로, 더미(dummy) 또는 예약 채널은 측정 프로세스의 지속기간 동안에 식별된 신호로서 기능하도록 대상 기지국에 의해서 턴온될 수 있다. 또 다른 대안에 있어서, 기존의 채널(예를 들어, 트래픽 채널)이 측정 프로세스의 지속기간 동안 일정 전력으로 로크될 수 있고 식별된 신호로서 기능할 수 있다.
무선 통신 시스템의 셀 사이트들이 멀티 섹터 안테나 시스템을 포함하고 있으면, 측정 요구는 또한 측정들이 행해져야 하는 식별된 기지국의 섹터 또는 섹터들도 식별한다. 그러므로, 식별된 섹터들은 식별된 신호와 연관된 섹터 이외의 대상 기지국의 섹터 또는 섹터들을 포함할 수 있다.
측정 요구는 대상 기지국 또는 MCU(202) 중 어느 하나의 유저 인터페이스에서 운영자가 입력할 수 있다. 대안적으로, 측정 요구 또는 그 일부분의 발생을 자동화할 수 있다. 예를 들면, 동작 측정들과 식별된 기지국들은 시스템 성능의 특정 속성에 대해서 미리 정해질 수 있다. 따라서, 측정 요구는 셀 사이트들이 멀티 섹터 안테나 시스템을 구비하는 경우, 대상 섹터, 대상 기지국, 시스템 성능의 속성에 대한 데이터를 간단히 요청함으로써 자동적으로 발생된다. 측정 요구를 발생하기 위한 다양한 대안들과 다른 변형들에 대해서는 다음의 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
다음에, 대상 기지국이 측정 요구를 발생하면, 대상 기지국은 MCU(202)로 측정 요구를 송신한다. 다음에, 대상 기지국 또는 MCU(202)에 의해 발생되었든지 어떤지 간에, 측정 요구는 단계(S15)에서 측정 요구에 대해 식별된 기지국들에 대해 MCU(202)에 의해 경로 지정된다.
식별된 기지국들은 그 다음 단계(S20)에서 그와의 통신에서 이동 단말들에 측정 지시를 송신한다. 전술한 바와 같이, 기지국과 통신하는 이동 단말은 다음의 두 상태들, 즉 (1)기지국에 등록되어 기지국의 순방향 또는 셋업 채널을 모니터링하는 상태, 또는 (2)기지국에 의해 서비스되는 전용 트래픽 채널 상에서 활성 호출 상태 중 한 상태에 있다.
무선 통신 시스템의 셀 사이트들이 멀티 섹터 안테나들을 구비하고 있으면, 이후 단계(S20)에서, 식별된 기지국들은 측정 지시들을 그와 통신하며 측정 요구에서 식별된 커버리지 영역 또는 영역들 내의 이동 단말들에 송신한다. 측정 지시는 측정 요구에서 식별된 바와 같은 대상 기지국에 의해 송신되는 신호에 대한 동작 측정들을 행하기 위해 이동 단말들에 지시한다.
이어서, 단계(S25)에서 측정 지시를 수신한 이동 단말들은 식별된 신호에 대해 지시된 동작 측정들을 행한다. 공지된 바와 같이, TDMA 시스템은 멀티 유저들과 RF 채널의 사용을 공유한다. TDMA 시스템에서 이동 단말들은 슬롯들이라 불리는 시간의 작은 패킷들 사이에서 기지국과 통신한다. 이동 단말은 단지 어떤 슬롯들 동안 기지국과 통신할 수 있게 된다. 오프 타임 슬롯들은 이동 단말이 기지국과 통신하는 것이 허용되지 않는 동안의 슬롯들이다. 본 발명이 TDMA 시스템에 적용될 때, 이동 단말들은 오프 타임 슬롯들 동안 동작 측정들을 행하는 것이 바람직하다. 전술 및 후술하는 내용으로부터 무선 통신 시스템들의 다른 유형들에서 동작 측정들이 간단히 효율적인 방법으로 행해질 수 있음이 자명하다.
이동 단말에서 다운링크 측정을 행하는 방법이 공지되어 있으므로, 이러한 프로세스에 대해서는 설명을 생략하기로 한다. 동작 측정들을 행하는 이동 단말들은 그 측정들의 결과들을 단계(S30)에서 그들 각각의 식별된 기지국들로 송신한다. 식별된 기지국들은 그 다음 단계(S35)에서, 수신된 결과들을 MCU(202)로 송신한다.
단계(S35)와 단계(S40) 사이에서 점선으로 표시한 바와 같이, MCU(202)는 선택적으로 대상 기지국으로 수신된 결과들을 송신한다.
따라서, 무선 통신 시스템에 의해서 서비스되는 기존의 이동 단말들을 이용함으로써, 다운링크 동작 측정들은 이에 의해 전송된 신호의 측정을 요청하는 기지국에 의해 서비스되는 커버리지 영역 외곽에서 행해진다. 대안으로, MCU(202)의 요청으로 다운링크 측정들이 행해진다. 어느 쪽이든, 테스트 장비를 배치하기 위한 복잡하고 고가의 프로세스가 회피된다.
도 3은 본 발명에 따른 동작 측정들을 행하는 방법의 변형예를 도시한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 단계(S30)와 단계(S35) 사이에서 추가 단계(S32)가 수행된다. 단계(S32)에서, 측정 요구가 나타나는 각 동작 측정에 대해서, 각각의 식별된 기지국은 수신된 결과들을 평균화한다. 따라서, 단계(S35)에서, 식별된 기지국들은 계산된 평균값을 MCU(202)로 송신한다.
도 4는 본 발명에 따른 동작 측정들을 행하는 방법의 또 다른 변형예를 도시한다. 도 4의 변형예는 이동 단말들이 글로벌 위치결정 센서(GPS)와 같은 위치 검출 장치를 포함하는 무선 통신 시스템들에 적용된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 새로운 단계(S30')가 도 2의 단계(S30)를 대체한다. 단계(S30')에서, 동작 측정들을 행한 이동 단말들은 그들의 측정 결과들을 각각의 식별된 기지국들로 그들의 위치에 따라서 송신한다. 즉, 이동 단말로부터의 각각의 동작 측정은 그와 관련된 위치 정보를 가진다. 따라서, 단계(S35)에서, 식별된 기지국들은 수신된 결과와 관련된 위치 정보를 MCU(202)로 송신한다. MCU(202)는 각각의 측정 결과와 관련된 위치 정보에 기초하여 수신된 결과들의 맵을 생성한다.
도 5는 도 4에 따라 변형된 동작 측정을 행하는 방법의 또 다른 변형예를 도시한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 새로운 단계(S34)는 단계(S30')와 단계(S35) 사이에서 수행된다. 단계(S34)에서, 측정 요구를 나타내는 각 측정 요구에 대해서, 각각의 식별된 기지국은 각 측정 결과와 연관된 위치 정보에 기초하여 동작 측정에 대한 수신된 결과의 맵을 생성한다. 따라서, 단계(S35)에서, 식별된 기지국들은 생성된 맵들을 MCU(202)로 송신한다.
도 6은 본 발명에 따른 동작 측정을 행하는 방법의 또 다른 실시예에 대한 플로우 챠트를 도시한다. 도시한 바와 같이, 상술된 단계(S10)와 단계(S15)가 수행된다. 그 다음, 단계(S120)에서, 측정 요구에서 나타난 바와 같이 식별된 기지국들은 동작 측정들을 자체적으로 행한다. 즉, 식별된 기지국들은 측정 요구에서 식별된, 대상 기지국에 의해서 전송된 신호에 동조한다. TDMA 시스템과 같은 일부 무선 통신 시스템들은 시스템의 기존의 자기 테스트 설비들을 이용하여 이 동조 동작을 수행할 수 있다. 그러나, CDMA와 같은 다른 무선 통신 시스템들의 기존의 설비들은 이러한 동조 동작을 수행할 수 없다. 일례로서 CDMA를 이용하여, 다른 기지국들에 의해서 전송된 신호들에서 동조를 위한 특별 목적의 라디오는 기지국 각각에 부가되어야 한다.
무선 통신 시스템에서 기지국 각각의 위치가 공지되어 있으므로, MCU(202)가 단계(S35)에서 식별된 기지국들로부터 측정 결과들을 수신하면, MCU(202)는 그 결과들의 맵을 생성할 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, MCU(202)는 선택적으로, 수신된 결과들을 단계(S40)에서 대상 기지국으로 송신할 수 있다.
따라서, 도 2의 방법과 같이, 도 6의 방법은 테스트 장비를 배치하는 복잡하고 고가의 프로세스를 회피하며, 다른 기지국의 커버리지 영역에서의 시스템의 성능 품질에 미치는 하나의 기지국으로부터의 다운링크 신호들의 영향에 관한 정보를 제공한다.
또한, 도 2의 방법의 대안 대신에, 도 6의 방법이 그와 협동해서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 시분할 다중 접속 시스템, 코드 분할 접속 시스템, 아날로그 시스템 등과 같은 임의의 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 다운링크 동작 측정 방법은 테스트 장비를 배치하는 복잡하고 고가의 프로세스를 회피하며, 다른 기지국의 커버리지 영역에서의 시스템의 성능 품질에 미치는 하나의 기지국으로부터의 다운링크 신호들의 영향에 관한 정보를 제공한다.
본 발명에 따른 방법은 시분할 다중 접속 시스템, 코드 분할 접속 시스템, 아날로그 시스템 등과 같은 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (25)

  1. 무선 통신 시스템에서 동작 측정을 행하는 방법에 있어서,
    a) 제 1 기지국으로부터 적어도 제 2 기지국으로 측정 요구를 송신하는 단계로서, 상기 측정 요구는 상기 제 2 기지국과 통신하는 이동 단말들에 상기 제 1 기지국에 의해 전송된 적어도 하나의 신호의 동작 측정들을 행할 것을 지시하도록 상기 제 2 기지국에게 요청하는, 상기 송신 단계와;
    b) 상기 측정 요구에 응답하여 상기 제 2 기지국과 통신하는 상기 이동 단말들에 상기 제 2 기지국으로부터의 측정 지시를 전송하는 단계로서, 상기 측정 지시는 상기 제 2 기지국과 통신하는 상기 이동 단말들에 상기 제 1 기지국으로부터 전송된 상기 신호의 동작 측정들을 행하도록 지시하는, 상기 전송 단계와;
    c) 상기 제 2 기지국과 통신하는 상기 이동 단말들로부터의 상기 제 2 기지국에서 상기 동작 측정들의 결과들을 수신하는 단계를 포함하는, 동작 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 c)는 상기 동작 측정들의 결과들 및 각 동작 측정을 행하는 상기 이동 단말의 위치를 나타내는 위치 정보를 수신하는, 동작 측정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기지국으로부터 전송된 상기 신호는 일정한 전력 레벨에서 전송되는, 동작 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 기지국으로부터 전송된 상기 신호는 순방향 제어 채널 신호, 파일럿 신호, 예약(reserved) 채널, 더미(dummy) 채널, 및 기존 채널 중 하나인, 동작 측정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    d) 상기 측정 지시에 응답하여 상기 제 2 기지국과 통신하는 상기 이동 단말들의 오프 타임 슬롯들(off time-slots) 동안에, 상기 제 2 기지국과 통신하는 상기 이동 단말들에서 상기 동작 측정들을 행하는 단계를 더 포함하는, 동작 측정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 a)는 상기 제 1 기지국으로부터의 측정 요구를 주 제어기를 거쳐 상기 제 2 기지국에 송신하며, 상기 측정 요구는 상기 주 제어기에, 상기 측정 요구를 상기 제 2 기지국에 송신하도록 지시하는, 동작 측정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 동작 측정들은 상기 제 2 기지국과 통신하는 상기 이동 단말들에서 수신된, 상기 제 1 기지국으로부터 전송된 상기 신호의 신호 강도, 신호대 잡음비, 프레임 에러율 및 비트 에러율 중 적어도 하나를 포함하는, 동작 측정 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 동작 측정을 행하는 방법에 있어서,
    a) 제 1 기지국으로부터 복수의 기지국들로 측정 요구를 송신하는 단계로서, 상기 측정 요구는 상기 복수의 기지국들에, 상기 제 1 기지국에 의해 전송된 신호의 동작 측정들을 행하도록 요청하는, 상기 송신 단계와;
    b) 상기 복수의 기지국들에서 상기 동작 측정들을 행하는 단계를 포함하는, 동작 측정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 단계 a)는 상기 제 1 기지국으로부터의 상기 측정 요구를 주 제어기를 거쳐 상기 제 2 기지국에 송신하며, 상기 측정 요구는 상기 주 제어기에, 상기 측정 요구를 상기 복수의 기지국들에 송신하도록 지시하는, 동작 측정 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 동작 측정들은 상기 복수의 기지국들에서 수신된, 상기 제 1 기지국으로부터 전송된 상기 신호의 신호 강도, 신호대 잡음비, 프레임 에러율 및 비트 에러율 중 적어도 하나를 포함하는, 동작 측정 방법.
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