KR100674707B1 - 부호분할 다중접속 통신 시스템 기지국의 서비스 영역 안정화 장치 및 방법 - Google Patents

부호분할 다중접속 통신 시스템 기지국의 서비스 영역 안정화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부호분할 다중접속( CDMA ) 통신 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치 및 방법에 관한 것으로서,안테나(Ant.)를 통하여 송출되는 각 서브-셀의 순방향 출력 신호 전력( 파일럿( Pilot ) 채널 신호 전력, 페이징( Paging ) 채널 신호 전력, 동기( Sync ) 채널 신호 전력 및 트래픽( Traffic ) 채널 신호 전력을 포함 함 )을 제어하는 무선 신호 제어부( RFP : Radio Frequency Processor )(30); 운용자에 의해 설정된 일정 주기마다 상기 무선 신호 제어부(30)로부터 각 서브-셀의 현재 순방향 출력 신호 전력 데이터를 습득하고, 그 습득된 순방향 출력 신호 전력 데이터에 의거하여 상기 파일럿 채널의 조정 이득을 산출하는 주 제어부( BSP ; Base Station main control Processor )(32); 상기 주 제어부(32)를 통하여 산출된 상기 조정 이득에 의거하여 상기 무선 신호 제어부(30)의 상기 순방향 출력 신호 중 상기 파일럿 채널의 이득을 조정하는 이득 제어부( DCP : Digital Control Processor )(34)로 구성되어, 통화량에 따른 기지국 서비스 영역의 변화를 최소화하여 통화 품질을 향상시킨다.
부호분할 다중접속 시스템, 서비스 영역, 통화량, 음영 지역, 파일럿 채널

Description

부호분할 다중접속 통신 시스템 기지국의 서비스 영역 안정화 장치 및 방법{An apparatus and method for stabilizing coverage of base station in CDMA system}
도 1은 부호분할 다중접속 통신 시스템에서 통화량에 따른 기지국 서비스 영역의 변화도,
도 2는 부호분할 다중접속 통신 시스템에서 최번시의 음영 지역 발생 현상도,
도 3은 본 발명에 따른 부호분할 다중접속 통신 시스템의 서비스 영역 안정화 장치의 구성도,
도 4는 순방향 출력 전력에 따른 파일럿 채널 이득 산출을 위한 알고리즘을 나타내는 도면,
도 5a는 파일럿 채널 이득 곡선에 따른 가입자 수와 Ec/Io간의 관계를 나타낸 도면,
도 5b는 도 5a에서 동일 가입자의 경우 각 파일럿 채널 이득에 의해 만들어지는 기지국 서비스 영역의 범위를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 부호분할 다중접속 통신 시스템의 서비스 영역 안정 화 방법의 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 음영 지역 해소를 나타내는 도면이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 무선 신호 제어부( RFP : Radio Frequency Processor )
32 : 주 제어부( BSP ; Base Station main control Processor )
34 : 이득 제어부( DCP : Digital Control Processor )
본 발명은 부호분할 다중접속( CDMA ) 통신 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통화량에 따른 기지국 서비스 영역의 변화를 최소화하는 CDMA 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치 및 방법에 관한 것이다.
CDMA 통신 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 현재의 가입자 통화량에 따라 해당 기지국의 서비스 영역( Coverage )이 큰 폭으로 변화한다. 즉, 통화량이 많은 최번(最繁) 시의 경우 임의의 단말기가 수신하는 수신 전력(Io)의 세기( CDMA 방식에서는 이 세기가 잡음으로 작용 함 )가 커지므로, 서비스 영역을 결정하는 수신전력(Io) 대비 파일럿 채널 전력(Ec) 세기의 비율(Ec/Io)은 상대적으로 작아지게 되고, 이에 따라 해당 기지국의 서비스 영역이 축소되며, 통화량이 적은 최한(最閑) 시의 경우 최번 시와 반대로 해당 기지국의 서비스 영역이 확대된다.
상술한 바와 같은 현상에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이, 최한 시 서비스 영역 내에 포함되어 있던 지점이 최번 시에는 서비스 영역내에 포함되지 않는 음영 지역으로 변할 수 있으므로, 현재 통화량의 많고 적음에 따라 동일한 지점에 있는 특정 가입자가 정상적인 서비스를 받을 수도 있고 못 받을 수도 있게 되는 데, 통화의 단절 없는 최상의 통화 품질을 유지하기 위해서는 상기 현상에 의한 음영 지 역 발생을 방지하여야 한다.
또한, CDMA 통신 시스템을 안정적/효율적으로 운용하기 위하여 운용자는 주기적인 필드( Field ) 최적화 작업을 수행하여야 하는 데, 이 필드 최적화 작업이란 현재 각 기지국 서비스 영역의 중첩 정도를 적절히 조절하여 핸드오프( hand-off ) 시 통화의 단절을 방지하도록 함과 아울러 과다한 중첩을 방지하여 자원의 효율을 높일 수 있도록 하는 것을 말한다. 즉, 중첩 영역이 작을 경우 핸드오프 성공률이 떨어질 수 있고, 중첩 영역이 클 경우 핸드 오프 성공률은 향상되지만 기지국 자원의 이용 효율이 떨어지게 되므로 상기 필드 최적화 작업은 CDMA 통신 시스템의 안정적/효율적 운용을 위해 필수적으로 수행되어야 하는 바, 현재 이러한 필드 최적화 작업은 도로 여건 등을 고려한 작업 편의상 주로 최한 시에 수행되고 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 최한 시에는 기지국 서비스 영역의 범위가 최대일 때이므로, 최한시에 행한 최적화 결과를 필드에 적용할 경우 최번 시가 되면 서비스 영역의 범위가 축소되어 많은 음영지역이 발생되는 문제가 있었다. 따라서, 운용자는 상기와 같은 문제로 인해 정확한 최적화 작업을 수행하는 데 매우 어려움을 겪고 있으며, 현재 이에 대한 기술적 보완 대책이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 통화량에 따른 기지국 서비스 영역의 변화를 최소화하여 안정된 통화 품질 유지 하는 CDMA 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치는, 부호분할 다중접속 시스템의 기지국 장치에 있어서, 안테나를 통하여 송출되는 각 서브-셀의 순방향 출력 신호 전력 데이터를 수집하고, 수집된 순방향 출력 신호 전력 데이터를 주 제어수단에 제공하는 무선 신호 제어수단; 상기 무선신호 제어수단으로부터 순방향 출력 신호 전력 데이터를 습득하고, 통화량에 따른 기지국 서비스 영역의 변화를 최소화하도록 상기 습득된 순방향 출력 신호 전력 데이터에 의거하여 파일럿 채널의 신호 이득을 산출하는 주 제어수단; 및 상기 산출된 파일럿 채널의 신호 이득에 의거하여 상기 무선신호 제어수단의 파일럿 채널의 송출 이득을 조정하는 이득 제어수단;을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 방법은, 부호분할 다중접속 시스템 기지국의 신호 송출 방법에 있어서, 무선 신호 제어수단에서 안테나를 통하여 송출되는 각 서브-셀의 순방향 출력 신호 전력 데이터를 수집하여 수집된 순방향 출력 신호 전력 데이터를 주 제어수단에 제공하는 제 1단계; 주 제어수단에서 상기 무선 신호 제어수단으로부터 순방향 출력 신호 전력 데이터를 습득하고, 통화량에 따른 기지국 서비스 영역의 변화를 최소화하도록 상기 습득된 순방향 출력 신호 전력 데이터에 의거하여 파일럿 채널의 신호 이득을 산출하는 제 2단계; 및 이득 제어수단에서 상기 산출된 이득에 의거하여 상기 파일럿 채널의 송출 이득을 조정하는 제 3단계;를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 통화량에 따른 특정 섹터의 송출 전력 의 세기에 따라 기지국 서비스 영역의 범위를 결정하는 채널의 이득을 조정할 수 있으므로, 서비스 영역의 범위를 안정화시킬 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CDMA 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치의 구성도로서, 안테나(Ant.)를 통하여 송출되는 각 서브-셀의 순방향 출력 신호 전력( 파일럿( Pilot ) 채널 신호 전력, 페이징( Paging ) 채널 신호 전력, 동기( Sync ) 채널 신호 전력 및 트래픽( Traffic ) 채널 신호 전력을 포함 함 )을 제어하는 무선 신호 제어부( RFP : Radio Frequency Processor )(30); 운용자에 의해 설정된 일정 주기마다 상기 무선 신호 제어부(30)로부터 각 서브-셀의 현재 순방향 출력 신호 전력 데이터를 습득하고, 그 습득된 순방향 출력 신호 전력 데이터에 의거하여 상기 파일럿 채널의 조정 이득( New Pilot Gain )을 산출하는 주 제어부( BSP ; Base Station main control Processor )(32); 상기 주 제어부(32)를 통하여 산출된 상기 조정 이득에 의거하여 상기 무선 신호 제어부(30)의 상기 순방향 출력 신호 중 상기 파일럿 채널의 이득을 조정하는 이득 제어부( DCP : Digital Control Processor )(34)로 구성된다.
특히, 상기 주 제어부(32)는 상기 순방향 출력 신호 전력이 높을 경우 현재 통화량이 많다는 것이므로 상기 파일럿 채널( 이 채널의 전력 세기에 따라 기지국 서비스 영역의 범위가 결정 됨 )의 조정 이득을 높게 설정하여 기지국 서비스 영역 의 축소를 저지하고, 반대로 상기 순방향 출력 신호 전력이 낮을 경우 현재 통화량이 적다는 것이므로 상기 파일럿 채널의 조정 이득을 낮게 설정하여 기지국 서비스 영역의 확대를 저지함으로써, 기지국 서비스 영역을 안정화시킨다. 즉, 상기 주 제어부(32)는, 도 4에 도시된 바와 같이, X축에 있는 독립 변수를 상기 순방향 출력 신호 전력으로 하고 Y축에 있는 종속 변수를 상기 파일럿 채널의 조정 이득으로 하는 단위 코사인( cosin ) 곡선의 최저점과 최고점 구간 곡선의 함수에 의해 상기 파일럿 채널의 조정 이득을 산출하고, 이와 같이 산출된 파일럿 채널의 조정 이득에 따라 상기 파일럿 채널의 이득을 조정함으로써 기지국 서비스 영역을 최적화 할 수 있다.
상기 파일럿 채널 이득 변화에 따른 서비스 영역의 변화 관계를 보다 상세히 설명하면, 도 5a는 파일럿 채널 이득 곡선(PG1, PG2, PG3, PG4)에 따른 고정변수인 가입자 수와 종속변수인 Ec/Io간의 관계를 나타낸 도면이고, 도 5b는 도 5a에서 가입자 수가 24명일 경우 각 파일럿 채널 이득(PG1∼PG4)에 의해 만들어지는 기지국 서비스 영역의 범위를 나타낸 도면으로서, 도 5a 및 도 5b에서 알 수 있듯이 동일한 가입자 수 조건에서 파일럿 채널의 이득이 PG1에서 PG4로 커지면 서비스 영역의 범위도 SA1 에서 SA4로 커지게 되므로, 통화량에 따라 파일럿 채널의 이득을 조정함으로써, 도 7과 같이 통화량의 최한 시와 최번 시의 기지국 각 서비스 영역의 범위차가 최소화됨과 아울러 음영지역의 발생이 방지된다.
도 6은 본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 방법을 설 명하는 흐름도로서, 도 3과 같이 구성된 본 발명 장치의 동작 설명을 병행하여 설명한다.
먼저, 상기 주 제어부(32)는 운용자에 의해 설정된 일정 주기에 따라 상기 무선 신호 제어부(30)에게 현재 순방향 출력 전력 세기에 대한 데이터 제공을 요구한다( S1 ).
상기 무선 신호 제어부(30)는 상기 주 제어부(32)로부터 상기 순방향 출력 전력 제공 요구 신호에 응답하여, 기지국 출력 모니터( 미도시 )를 통해 각 서브-셀의 현재 순방향 출력 전력 데이터를 수집하고, 그 수집된 순방향 출력 전력 데이터를 상기 주 제어부(32)에 제공한다( S2 ).
이어, 상기 주 제어부(32)는 상기 무선 신호 제어부(30)로부터 제공되어 획득된 상기 순방향 출력전력 데이터에 의거하여, 조정할 파일럿 채널의 이득을 산출하는 바, 그 산출 알고리즘은 도 4에 도시된 바와 같이, X축에 있는 독립 변수를 상기 순방향 출력 신호 전력으로 하고 Y축에 있는 종속 변수를 상기 파일럿 채널의 조정 이득으로 하는 단위 코사인( cosin ) 곡선의 최저점과 최고점 구간 곡선의 함수를 이용하여 상기 파일럿 채널의 조정 이득을 산출한다( S3 ).
마지막으로, 상기 이득 제어부(34)는 상기 주 제어부(32)에 의해 산출된 상기 조정 이득에 의거하여 상기 무선 신호 제어부(30)에 이득 조정 제어 신호를 인가함으로써, 상기 순방향 출력 전력 신호 중 파일럿 채널 이득을 상기 조정 이득값으로 조정한다( S4 ).
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 CDMA 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치 및 방법에 의하면, 통화량( Traffic ) 증가에 따른 기지국의 서비스 영역 축소를 최소화함으로서 통화량의 최번 시에 발생되는 음영지역을 해소할 수 있으며, 통화량에 따른 기지국의 서비스 영역 변화를 최소화함으로서 최번 시보다 상대적으로 최적화 작업이 용이한 최한 시에 필드 최적화 작업을 수행하여 그 최한시 최적화 작업 데이터를 필드 최적화에 직접 적용하여도 최번 시 음영 지역의 발생을 방지할 수 있다, 따라서, 통화량의 급증에 따른 급격한 기지국의 커버리지( Coverage ) 축소에 따라 발생될 수 있는 호 실패 및/또는 호 단절 현상을 최소화함으로서 통화 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 부호분할 다중접속 시스템의 기지국 장치에 있어서,
    안테나를 통하여 송출되는 각 서브-셀의 순방향 출력 신호 전력 데이터를 수집하고, 수집된 순방향 출력 신호 전력 데이터를 주 제어수단에 제공하는 무선 신호 제어수단;
    상기 무선신호 제어수단으로부터 순방향 출력 신호 전력 데이터를 습득하고, 통화량에 따른 기지국 서비스 영역의 변화를 최소화하도록 상기 습득된 순방향 출력 신호 전력 데이터에 의거하여 파일럿 채널의 신호 이득을 산출하는 주 제어수단; 및
    상기 산출된 파일럿 채널의 신호 이득에 의거하여 상기 무선신호 제어수단의 파일럿 채널의 송출 이득을 조정하는 이득 제어수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주 제어수단은
    독립 변수를 순방향 출력 신호 전력으로 하고 종속 변수를 파일럿 채널의 이득으로 하는 단위 코사인 곡선의 최저점과 최고점 구간을 잇는 곡선 함수에 의해 파일럿 채널의 신호 이득을 산출하는 것을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 부호분할 다중접속 시스템 기지국의 신호 송출 방법에 있어서,
    무선 신호 제어수단에서 안테나를 통하여 송출되는 각 서브-셀의 순방향 출력 신호 전력 데이터를 수집하여 수집된 순방향 출력 신호 전력 데이터를 주 제어수단에 제공하는 제 1단계;
    주 제어수단에서 상기 무선 신호 제어수단으로부터 순방향 출력 신호 전력 데이터를 습득하고, 통화량에 따른 기지국 서비스 영역의 변화를 최소화하도록 상기 습득된 순방향 출력 신호 전력 데이터에 의거하여 파일럿 채널의 신호 이득을 산출하는 제 2단계; 및
    이득 제어수단에서 상기 산출된 이득에 의거하여 상기 파일럿 채널의 송출 이득을 조정하는 제 3단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제 2단계는
    독립 변수를 순방향 출력 신호 전력으로 하고 종속 변수를 파일럿 채널의 이득으로 하는 단위 코사인 곡선의 최저점과 최고점 구간을 잇는 곡선 함수에 의해 파일럿 채널의 신호 이득을 산출하는 것을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 시스템의 기지국 서비스 영역 안정화 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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