KR100810972B1 - A method of quantifying the quality of service in a cdma cellular telephone system - Google Patents

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KR100810972B1 KR1020000059794A KR20000059794A KR100810972B1 KR 100810972 B1 KR100810972 B1 KR 100810972B1 KR 1020000059794 A KR1020000059794 A KR 1020000059794A KR 20000059794 A KR20000059794 A KR 20000059794A KR 100810972 B1 KR100810972 B1 KR 100810972B1
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Abstract

간섭을 유발하는 제약 조건에 영향을 받는, 서비스 영역의 모든 위치를 결정하는 프로세스는 이러한 각 위치에 평균 서비스 레벨을 할당하고, 이러한 모든 위치에서 상기 서비스 레벨을 가산하여, 이러한 모든 위치에서의 서비스 레벨의 합을 상기 서비스 영역에 대한 총 서비스 레벨로 나누어 간섭 값을 생성한다.The process of determining all locations of a service area, subject to constraints that cause interference, assigns an average service level to each of these locations, and adds the service levels at all these locations, thereby providing service levels at all these locations. The sum is divided by the total service level for the service area to generate an interference value.

Description

CDMA 셀룰러 전화기 시스템에서 서비스 품질을 정량화하는 방법{A METHOD OF QUANTIFYING THE QUALITY OF SERVICE IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM}A METHOD OF QUANTIFYING THE QUALITY OF SERVICE IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM}

도 1은 본 발명의 방법을 이용할 수 있는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템.1 is a CDMA cellular telephone system employing the method of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 프로세스를 도시하는 흐름도.2 is a flow chart illustrating a process in accordance with the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 프로세스의 특정 예를 도시하는 흐름도.3 is a flowchart illustrating a specific example of a process according to the present invention.

도 4는 본 발명에 이용될 데이터가 누적되는 프로세스를 도시하는 도시도.4 is a diagram showing a process in which data to be used in the present invention is accumulated.

본 발명은 셀룰러 전화기 시스템에 관한 것으로써, 특히 CDMA 셀룰러 전화기 시스템의 성능을 정량화하는 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to cellular telephone systems and, more particularly, to a method of quantifying the performance of a CDMA cellular telephone system.

현재 이용 가능한 상업용 모바일 통신 시스템은 통상적으로 그 통신 영역내에서 신호를 모바일 유닛으로/로부터 신호를 송수신하는 복수의 고정 기지국(셀)을 포함한다. 각 기지국은 자동자와 통신할 수 있는 복수의 채널이 할당된다. 상기 기지국의 범위내에 있는 모바일 유닛은 이러한 채널을 이용하는 기지국을 통하여 외부 세계와 통신한다. 통상적으로, 기지국에 이용된 채널은 임의 채널상의 신호가 상기 기지국에 의해 사용된 다른 채널상의 신호와 간섭하지 않도록 선택된다.Currently available commercial mobile communication systems typically include a plurality of fixed base stations (cells) that transmit and receive signals to and from mobile units within their communication area. Each base station is assigned a plurality of channels capable of communicating with an autonomous body. Mobile units within range of the base station communicate with the outside world through the base station using this channel. Typically, the channel used for a base station is chosen so that signals on any channel do not interfere with signals on other channels used by the base station.

모바일 유닛이 넓은 지역을 이동하면서 전화 통신을 송수신하기 위하여, 각 셀은 보통 그 셀의 커버리지 영역이 복수의 다른 셀의 커버리지 영역에 인접하고 중첩하도록 물리적으로 위치하게 된다. 모바일 유닛이 하나의 기지국이 커버하는 영역으로부터 다른 기지국이 커버하는 영역으로 이동할 때, 그 모바일 유닛과 통신은 상이한 셀들로부터의 커버리지가 충첩하는 영역에서 하나의 기지국으로부터 다른 기지국으로 전송된다(핸드 오프).In order for a mobile unit to transmit and receive telephony while traveling over a large area, each cell is typically physically located such that its coverage area is adjacent and overlaps with the coverage area of a plurality of other cells. When a mobile unit moves from an area covered by one base station to an area covered by another base station, communication with that mobile unit is transmitted from one base station to another in the area covered by coverage from different cells (hand off). .

모바일 유닛과 셀사이의 셀룰러 전화 통신은 가능한 간섭이 없이 이루어져야 한다. 그 실행 방법은 특정 셀룰러 시스템의 특성에 따라 다르다.Cellular telephony communication between the mobile unit and the cell should be made without possible interference. How it is implemented depends on the characteristics of the particular cellular system.

가장 많이 사용되고 있는 미국 모바일 전화 시스템(AMPS)에 있어서, 채널은 주파수로 정의된다. 대략 400개의 다른 인접 FM 주파수 채널을 제공하는 주파수 밴드는 각 셀룰러 시스템 운용자에게 할당된다. 통상적인 AMPS 시스템에 있어서, 각 채널은 기지국으로부터 모바일 유닛으로 다운링크(downlink) 송신을 위한 고정된 FM 주파수 대역 및 모바일 유닛으로부터 셀로 업링크(uplink) 송신을 위한 다른 고정된 FM 주파수 대역을 이용한다. 통상적으로, 전체의 AMPS 셀룰러 시스템용 다운링크 전송에 할당되는 주파수들은 서로간에 바로 인접하여 있고, 서로간에 바로 인접하는 업링크 전송에 할당된 주파수들과 넓게 분리된다.In the most popular US mobile telephone systems (AMPS), channels are defined as frequencies. Frequency bands providing approximately 400 different adjacent FM frequency channels are assigned to each cellular system operator. In a typical AMPS system, each channel uses a fixed FM frequency band for downlink transmission from the base station to the mobile unit and another fixed FM frequency band for uplink transmission from the mobile unit to the cell. Typically, the frequencies allocated for downlink transmissions for the entire AMPS cellular system are immediately adjacent to each other and are widely separated from the frequencies assigned for uplink transmissions immediately adjacent to each other.

AMPS 시스템에서 채널이 주파수에 의해 정의되기 때문에, 임의의 특정 전송과의 간섭은 본질적으로, 동일하거나 바로 인접한 채널상의 전송에 기인한다. 이러한 간섭을 줄이기 위하여, 운용자는 주파수에서 서로 분리되어 있는 채널들을 임의의 단일 기지국에 할당하여 이 채널사이의 간섭을 충분히 제거하도록 한다. 예컨대, 운용자는 중간 주파수를 운반하는 많은(예컨대, 21) 채널에 의해 각각 다음의 것과 분리되는 주파수들을 갖는 채널 세트를 기지국에 할당할 수 있다.Since channels in an AMPS system are defined by frequency, interference with any particular transmission is essentially due to transmissions on the same or immediately adjacent channel. To reduce this interference, the operator assigns channels that are separated from each other in frequency to any single base station to sufficiently eliminate interference between these channels. For example, an operator may assign a set of channels to a base station with frequencies that are separated from the next by many (eg, 21) channels carrying intermediate frequencies.

또한, 하나의 기지국이 커버하는 영역으로부터 다른 기지국이 커버하는 영역까지 이동하는 AMPS 시스템에서 모바일 유닛은 셀 커버리지가 중첩하는 영역의 하나의 기지국으로부터 다른 기지국으로 옮겨지기 때문에, 셀 커버리지가 중첩하는 기지국과의 간섭은 제거되어야 한다. 이렇게 하기 위하여, 상기 인접한 셀에 할당된 채널은 동일한 주파수를 제거하기 위하여 주의깊게 선택된다. 때때로, 이것은 상기 기술된 방법으로 주파수에서 넓게 분리되는 중심 셀에 채널을 할당한 다음, 그 중심 셀을 둘러싸고 있는 각 순차적인 셀에 대한 갯수 만큼 각 채널 할당을 증가시키는 패턴을 이용하여 상기 중심 셀을 둘러싸는 셀에 채널을 할당함으로써 수행된다. 이로 인해 다른 주파수상에 전송하는 복수의 중첩 셀에 의해 둘러싸인 중심 셀을 갖는 셀이 벌집 패턴으로 보여질 수 있다. 그와 같은 벌집 패턴은 재사용 패턴으로 언급되는 패턴을 발생시키는, 자체의 중첩 셀에 의해 둘러싸인 중심 셀로 기능하는 중심 셀을 둘러싸고 있는 각각의 셀을 갖는 상기 시스템 도처에서 외부로 뻗친다. 이러한 패턴에 있어서, 상기 동일한 채널상의 간섭은 유용한 정보를 운반하는 셀로부터 약간 떨어져 있는 셀에서 발생한다.In addition, in an AMPS system that moves from an area covered by one base station to an area covered by another base station, the mobile unit is moved from one base station in the area where the cell coverage overlaps to another, so that the cell coverage overlaps with the base station. Interference should be eliminated. To do this, the channel assigned to the adjacent cell is carefully chosen to remove the same frequency. Sometimes, this assigns a channel to a center cell that is widely separated in frequency in the manner described above, and then uses the pattern to increase each channel assignment by the number of each sequential cell surrounding that center cell. This is done by assigning a channel to the surrounding cell. As a result, a cell having a center cell surrounded by a plurality of overlapping cells transmitting on different frequencies may be viewed as a honeycomb pattern. Such a honeycomb pattern extends outwards throughout the system with each cell surrounding a center cell functioning as a center cell surrounded by its overlapping cell, resulting in a pattern referred to as a reuse pattern. In this pattern, the interference on the same channel occurs in a cell slightly away from the cell carrying useful information.

대부분의 셀룰러 시스템에 있어서, 특히 과중한 트래픽을 운반하는 도시 지역의 셀룰러 시스템에 있어서, 셀이 놓여진 위치는 상기 기술된 채널의 주파수 할당을 갖는 채널을 각각 포함할 수 있는 2개 또는 3개의 개별 송수신국(섹터로 언급)을 포함한다. 각 섹터의 안테나는 통상적으로 120 또는 180도의 커버리지를 제공하도록 배치된다. 상기 용어 셀, 섹터 및 기지국은 통상적으로 그 내용이 다르게 지시되지 않는다면 본 명세서에서는 상호간에 교환가능하게 이용된다. AMPS 시스템이 상당한 갯수의 구획 셀을 포함하면, 중심 셀을 둘러싸서 벌집 패턴으로 배열된 6개의 셀은 모두 다르게 할당될 수 있고, 이론적으로 비간섭 채널이 될 수 있다. 그러나, 상기 초기의 중심 셀 및 그것을 직접 둘러싸고 있는 셀의 바깥쪽에, 상기 주파수 재사용 패턴은 구획화 되지 않은 시스템에서 보다 훨씬 근접한 범위에서 채널이 복사될 것을 요한다.In most cellular systems, especially in urban systems carrying heavy traffic, the location in which the cell is placed may be two or three separate transceiver stations, each of which may include a channel having a frequency assignment of the channels described above. (Referred to as sectors). Antennas in each sector are typically arranged to provide 120 or 180 degrees of coverage. The terms cell, sector and base station are typically used interchangeably herein, unless the content indicates otherwise. If the AMPS system includes a significant number of partition cells, all six cells arranged in a honeycomb pattern surrounding the center cell can be allocated differently, and in theory can be non-interfering channels. However, outside of the initial center cell and the cells directly surrounding it, the frequency reuse pattern requires the channel to be copied in a much closer range than in an unpartitioned system.

시분할 다중 접속(TDMA)로 불리는 또 다른 모바일 시스템의 공통 유형에 있어서, 주파수는 AMPS 시스템에서 주파수가 할당되는 것처럼 전체의 시스템에서 그룹으로 할당된다. 그러나, 임의의 주파수내에서, 각 기지국은 약간의 상이한 간격 또는 시간 슬롯동안 버스트에서 송수신한다. 주파수 대역 내에서 이러한 시간 간격은 개별 채널을 효율적으로 구성한다. 이러한 간격을 이용하고, 임의의 개별 기지국에 할당된 주파수 그룹이 서로 상이하고 각 개별 기지국을 둘러싸고 있는 기지국에 할당된 주파수와 상이하다는 것을 확실함으로써, 시분할 프로세스로 인해 주파수 스텍트럼을 실질적으로 더 잘 이용할 수 있도록 하는 채널 재사용 패턴이 확립된다.In a common type of another mobile system called time division multiple access (TDMA), frequencies are assigned to groups in the entire system, just as frequencies are allocated in AMPS systems. However, within any frequency, each base station transmits and receives in bursts for some different intervals or time slots. Within the frequency band these time intervals effectively organize the individual channels. By using this interval and by ensuring that the frequency groups assigned to any individual base station are different from each other and the frequencies assigned to the base stations surrounding each individual base station, the time division process allows for substantially better use of the frequency spectrum. Channel reuse patterns are established.

코드 분할 다중 접속(CDMA)이라 불리는 새로운 타입의 모바일 시스템은 데이터를 송신하기 위해 인코딩 디지털 신호를 이용한다. CDMA 시스템의 모든 기지국 및 모바일 유닛은 현재 다른 대역폭이 제안되어 있더라도 1.25 메가싸이클의 동일한 "확산 스펙트럼" 주파수 대역을 이용하여 인코딩 디지털 신호를 전송한다. 각 전송의 정보 비트는 의사 잡음(PN) 코드라 불리는 코딩 정보를 이용하여 확장된다. 하나의 시스템 도처의 각 섹터는 동일한 PN 코드를 이용하여 그 전송된 정보를 인코딩한다. 그 다음, 각 섹터는 그 확장된 전송에 있어서 반복하는 초기 시간으로부터 시간 오프셋[일반적으로 의사 잡음(PN) 오프셋으로 언급]을 이용하여 그 자체를 식별한다. 따라서, 하나의 섹터는 초기 시간에 인코딩 전송을 시작할 수 있고, 두번째 섹터는 그 초기 시간으로부터 하나의 유닛의 오프셋에서 인코딩 전송을 개시할 수 있고, 세번째 섹터는 2개의 유닛의 오프셋에서 인코딩 전송을 개시할 수 있으며, 이러한 식으로 총 512 오프셋 유닛에 이를 수 있다. 섹터에서 각각의 전송은 복수의 월쉬 코드 중 하나의 코드로 그 확장된 전송을 인코딩함으로써 유효하게는 개별 채널인 것 상에 위치된다. 월쉬 코드는 다른 월쉬 코드를 이용하여 보내진 전송을 제거하는 전송을 인코딩하고 디코딩하는데 이용되는 마스크이다. 특정 채널상의 전송은 상기 월쉬 코드 및 PN 코드를 포함하는 마스크를 상기 특정 채널에 대해 지정된 PN 오프셋에서 개시하는 정보 비트의 수신 패턴에 적용함으로써 디코딩된다.A new type of mobile system called code division multiple access (CDMA) uses encoded digital signals to transmit data. All base stations and mobile units in a CDMA system transmit encoded digital signals using the same "spread spectrum" frequency band of 1.25 megacycles, although other bandwidths are currently proposed. The information bits of each transmission are extended using coding information called pseudo noise (PN) codes. Each sector throughout one system encodes the transmitted information using the same PN code. Each sector then identifies itself using a time offset (generally referred to as a pseudo noise (PN) offset) from the repeating initial time in its extended transmission. Thus, one sector can start encoding transmission at an initial time, the second sector can start encoding transmission at an offset of one unit from that initial time, and the third sector can start encoding transmission at an offset of two units. In this way, a total of 512 offset units can be achieved. Each transmission in the sector is located on that which is effectively an individual channel by encoding the extended transmission with one of a plurality of Walsh codes. Walsh codes are masks used to encode and decode transmissions that remove transmissions sent using other Walsh codes. The transmission on a particular channel is decoded by applying a mask containing the Walsh code and the PN code to the reception pattern of information bits starting at the PN offset specified for the particular channel.

전송하는 CDMA 시스템은 많은 장점을 제공한다. 이러한 장점 중 한가지는 모바일 유닛이 동일한 순간에 복수의 다른 셀 또는 섹터로부터 동일한 정보를 수신할 수 있다는 것이다. 모든 전송이 동일한 주파수 대역에서 일어나기 때문에, 모바일 유닛은 실제적으로 그 범위내에서 이용할 수 있는 모든 정보를 수신한다. 그러나, 그것이 지향되는 채널상의 정보만을 디코딩한다. CDMA 모바일 유닛은 동일한 순간에 복수의 디코딩 마스크를 그것이 수신하는 정보의 전체 스펙트럼에 적용할 수 있는 수신기를 이용한다. 수신하고자 하는 채널을 정의하는 월쉬 코드 및 PN 오프셋을 인지함으로써, 모바일 유닛은 복수의 다른 기지국에 의해 보내진 하나의 메세지로부터 정보를 디코딩하는 동시에, 그 정보를 결합하여 단일 출력 메시지를 생성할 수 있다. 따라서, 하나의 섹터로부터의 신호가 페이딩될 수 있는 반면, 동일한 메세지는 다른 섹터로부터 적합한 강도로 수신될 수 있다. 이것은 CDMA가 상당히 양호한 전송을 가능하게 한다.The transmitting CDMA system offers many advantages. One of these advantages is that the mobile unit can receive the same information from multiple different cells or sectors at the same instant. Since all transmissions occur in the same frequency band, the mobile unit actually receives all the information available within that range. However, it only decodes the information on the channel it is directed to. A CDMA mobile unit uses a receiver that can apply a plurality of decoding masks to the entire spectrum of information it receives at the same instant. By recognizing the Walsh code and the PN offset defining the channel to be received, the mobile unit can decode the information from one message sent by a plurality of different base stations, while combining the information to produce a single output message. Thus, a signal from one sector can be faded while the same message can be received at an appropriate strength from another sector. This allows CDMA to have a fairly good transfer.

AMPS 및 TDMA 시스템에서는 상기 기술된 방법으로 주파수 재사용 계획을 유효하게함으로써 채널간의 간섭을 줄일 수 있다. 이론적으로, 이러한 형태의 셀 배치 및 채널 할당은 채널 재사용 패턴이 상당히 떨어진 거리에서 반복되어 동일하고 인접한 채널 상에서 모바일 유닛간의 간섭을 없게 한다.In AMPS and TDMA systems, inter-channel interference can be reduced by validating the frequency reuse scheme in the manner described above. In theory, this type of cell placement and channel allocation ensures that the channel reuse pattern is repeated at significant distances so that there is no interference between mobile units on the same and adjacent channels.

불운하게도, 여러가지 이유로 인한 간섭은 주파수 재사용 계획을 잘 선택했음에도 AMPS 및 TDMA 시스템에 발생한다. 안테나 패턴, 전력 레벨, 스캐터링 및 파의 회절은 셀마다 다르다. 빌딩, 다양한 다른 구조물, 언덕, 산, 숲 및 다른 물리적인 물체는 셀에 의해 커버되는 영역에 걸쳐 신호 강도가 변하게 한다. 결과적으로, 채널의 신호 강도가 모바일 유닛과 통신하는데 충분한 레벨 미만으로 떨어지는 경계는 셀 내에서 및 셀간에 폭 넓게 변할 수 있다. 이러한 이유 때문에, 실제로 서로 인접한 셀은 통상적으로 상기 제안된 정확한 기하학적인 경계를 형성하지 않는다. 셀 경계가 중첩하여 영역의 완전한 커버리지를 제공하고 핸드오프를 허용하기 때문에, 그리고, 셀들의 경계가 불정확하게 정의되기 때문에, 간섭을 제거하기에 이론적으로 충분한 거리에 있는 셀에 의해 신호들이 발생될지라도 서로 가끔 간섭할 것이다. 이는 셀이 간단한 셀 패턴에서 보다 서로 훨씬 근접해 있기 때문에 구획된 셀 패턴을 이용할 때 특히 잘 들어 맞는다.Unfortunately, interference due to various reasons occurs in AMPS and TDMA systems even though the frequency reuse scheme is well chosen. Antenna pattern, power level, scattering, and wave diffraction vary from cell to cell. Buildings, various other structures, hills, mountains, forests, and other physical objects cause signal strength to vary over the area covered by the cell. As a result, the boundary at which the signal strength of the channel falls below a level sufficient to communicate with the mobile unit can vary widely within and between cells. For this reason, cells that are actually adjacent to one another do not typically form the exact geometric boundary proposed above. Because the cell boundaries overlap to provide full coverage of the area and allow handoff, and because the boundaries of the cells are inaccurately defined, signals may be generated by cells at a theoretically sufficient distance to eliminate interference It will sometimes interfere with each other. This is particularly true when using partitioned cell patterns because the cells are much closer to each other than in simple cell patterns.

AMPS 시스템에서, 원격 셀로부터 채널상의 제1 신호는 제2 신호로부터 제1 신호 세기의 강하가 임계 레벨(통상 18 데시벨) 미만일 때 셀의 커버리지 영역내의 동일한 채널상에 이동 전송을 운반하는 강력한 제2 신호와 간섭한다. 이동 전송을 운반하는 채널의 주파수에 근접한 주파수에서 채널 상의 또 다른 셀로부터의 신호는 그 제공 신호로부터의 간섭하는 신호 세기의 강하가 제2 임계 레벨(통상 6 데시벨) 미만일 때 간섭한다.In an AMPS system, a first signal on a channel from a remote cell is a powerful second that carries a mobile transmission on the same channel in the coverage area of the cell when the drop in first signal strength from the second signal is below a threshold level (typically 18 decibels). Interfere with the signal. At a frequency close to the frequency of the channel carrying the mobile transmission, the signal from another cell on the channel interferes when the drop in the interfering signal strength from its providing signal is below a second threshold level (typically 6 decibels).

역사적으로, AMPS 시스템에 간섭이 있는지 여부를 결정하기 위하여, 모바일 시스템 운용자는 고객의 불평에 의존한다. 고객이 시스템의 특정 지점에서 통신에 관해 충분히 많은 불편 사항을 등록할 때, 운용자는 상기 시스템의 의심스런 부분에 대해 상대적으로 비싼 필드 테스트를 행하여 상이한 셀들로부터 수신된 신호 세기들을 측정한다. 테스트 동안, 테스트가 행해지는 시스템의 일부분은 필수적으로 불능이 된다. 비싸고 불편하기 때문에, 상기 테스트는 통상적으로 의심스런 영역에만 국한된다. 이러한 테스트는 시스템 운용자가 간섭이 있을 것이라고 예상하는 지점의 간섭을 판정하는데 국한되기 때문에, 그 효율이 매우 의심스럽다. 이러한 프로세스에서 중요한 문제점은 폭 넓은 간섭이 보고되는 위치만을 테스트하기 때문에 실제로 시스템에 존재하는 간섭을 완전히 파악할 수 없다는 것이다. 그 프로세스는 이렇게 영향을 받는 영역에 전파될 수 있는 모든 가능한 신호를 고려하지 않음으로서 채널 할당의 변화가 상기 시스템의 다른 영역에 있을 수 있는 효과를 전혀 고려하지 않는다. 가끔(가능한 일반적으로), 이러한 간섭을 치유하는 방법은 많은 불평으로 인하여 새롭게 분리된 간섭 영역의 필드 테스트로 확인할 때에만 발견되는 시스템의 다른 부분에 간섭을 전한다. 또한, 이러한 간섭을 제거하는 방법은 매우 느려서 노력이 많이 든다. 간섭을 제거하기 위하여 중형 시스템을 테스트하는 것은 400 인시(man hour)를 필요할 수 있다. 상기 프로세스는 확실히 간섭을 제거할 수 없으면서 상당히 비용이 증가한다. 셀룰러 전화기에 대하여 나타나는 성질 때문에, 트래픽이 증가하는 것과 같이 간섭이 발생하는 시스템 변화는 일정하게 가속율로 일어난다.Historically, to determine if there is interference in an AMPS system, mobile system operators have relied on customer complaints. When a customer registers enough inconvenience about communication at a particular point in the system, the operator performs a relatively expensive field test on the suspicious portion of the system to measure the signal strengths received from the different cells. During the test, the part of the system on which the test is performed is essentially disabled. As expensive and inconvenient, these tests are usually limited to questionable areas. Since these tests are limited to determining the interference at points where the system operator expects interference, the efficiency is very questionable. An important problem with this process is that it only tests where the wide range of interference is reported, making it impossible to fully understand the interference that actually exists in the system. The process does not take into account all possible signals that can propagate in this affected area so that it does not consider at all the effect that changes in channel assignments may have in other areas of the system. Occasionally (possibly as possible), the method of healing this interference propagates interference to other parts of the system that are only found when confirmed by field tests of newly isolated interference areas due to many complaints. Also, the method of eliminating this interference is very slow and laborious. Testing a medium system to eliminate interference may require 400 man hours. The process is quite costly without being able to reliably eliminate interference. Because of the nature seen for cellular telephones, interfering system changes, such as increased traffic, occur at a constant rate of acceleration.

최근에, AMPS 또는 TDMA 시스템에 의해 제공된 서비스의 품질이 고정된 확인 가능한 양으로 결정되어, 변화들이, 상기 시스템에 의해 제공된 서비스의 품질을 실질적으로 개선함에 있어 원하는 결과를 가질 수 있다는 기대와 함께 이러한 변화들이 서비스 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 프로세스가 고안되었다. 상기 프로세스는 상기 서비스 영역 도처의 각각의 위치에서 전송된 신호 세기 및 수신 신호 세기가 얻어지는 서비스 영역을 운전하는 동안 수집된 데이터를 이용한다. 이러한 값은 간섭이 발생할 수 있는 모든 위치가 결정될 수 있는 실제의 데이터를 제공한다. 간섭이 발생할 수 있는 위치를 아는 것은 운용자가 상기 서비스 양을 정량화하여 상기 시스템의 변경이 필요한 지 여부를 결정할 수 있는 특정 서비스 영역에 값이 할당되게 할 수 있다. 이러한 프로세스는 본 발명의 양수인에게 양도되고, 발명의 명칭이 셀룰러 전화기 시스템의 동작을 개선하는 방법이며, E.Jensen 등이 1997년 7월 2일에 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제08/887,101호에 개시되어 있다. Recently, the quality of service provided by an AMPS or TDMA system has been determined to be a fixed and verifiable amount such that, with the expectation that changes can have the desired result in substantially improving the quality of service provided by the system. Processes have been devised that allow changes to improve quality of service. The process utilizes the data collected while driving the service area where the transmitted and received signal strengths are obtained at respective locations throughout the service area. These values provide actual data from which all locations where interference can occur can be determined. Knowing where interference may occur may allow an operator to quantify the amount of service so that a value is assigned to a particular service area where a change in the system may be required. This process is assigned to the assignee of the present invention, and the name of the invention is a method of improving the operation of a cellular telephone system, and US patent application Ser. No. 08 / 887,101 filed July 2, 1997 by E. Jensen et al. Is disclosed.

이론적으로, 다른 종류의 시스템과 달리, CDMA 전송은 시스템 전체에 간섭이 없어야 하는데, 그 이유는 간섭 신호를 제거할 것으로 기대되는 마스크를 이용하여 디지털 정보로 디코딩되기 때문이다. 그러나, CDMA 시스템에서 모든 전송은 동일한 주파수 스펙트럼 상에서 전송된 비트에 의해 운반된다. 이러한 이유 때문에, 모바일 유닛 또는 셀에 의해 수신된 정보는 그 정보가 특정 수신기로 향하지 않는다면 유효하게 간섭이 된다. 즉, 범위내에 있는 임의 전송기가 발생한 모든 전송을 수신기가 수신하기 때문에, 그 변환되지 않은 전송은 CDMA 시스템에서 간섭을 구성한다. 통상적으로, 디코딩하기 전에, 그 원하는 전송은 수신되는 모든 전송의 총 세기와 비교할 때 -14 ㏈이상의 세기를 가져야 한다. 그 원하는 전송의 세기가 이러한 점 미만으로 떨어질 때, 상기 메세지의 디지털 세부 사항은 상기 스펙트럼으로부터 검색될 수 있다.In theory, unlike other types of systems, CDMA transmissions should be interference-free throughout the system because they are decoded into digital information using a mask that is expected to eliminate the interfering signal. However, in a CDMA system all transmissions are carried by bits transmitted on the same frequency spectrum. For this reason, information received by a mobile unit or cell is effectively interfering if the information is not directed to a particular receiver. In other words, because the receiver receives all transmissions that occurred on any transmitter within range, the untransformed transmission constitutes interference in the CDMA system. Typically, before decoding, the desired transmission should have an intensity of at least -14 dB when compared to the total strength of all received transmissions. When the strength of the desired transmission falls below this point, the digital details of the message can be retrieved from the spectrum.

상기 신호의 인코딩은 충분한 인코딩 이득을 제공하는데, 그 이유는 각각의 정보 비트가 각각의 코딩 레벨에서 복수의 비트에 의해 확장되기 때문이다. 디코딩 후에 현재의 간섭보다 대략 7㏈ 큰 디코딩 전송은 충분한 품질의 신호를 제공하기에 충분하다.The encoding of the signal provides a sufficient encoding gain since each information bit is extended by a plurality of bits at each coding level. A decoding transmission approximately 7 ms larger than the current interference after decoding is sufficient to provide a signal of sufficient quality.

다른 타입의 셀룰러 시스템에서는 간섭의 의미가 다르기 때문에, AMPS 또는 TDMA의 품질을 정량화하는 상기 언급된 출원의 방법은 CDMA 시스템에 적용할 때 유용하지 않다. 결과적으로, CDMA 시스템의 간섭은 한 섹터에 전송이 특정 최대의 횟수 이상으로 증가할 때 섹터의 갯수를 증가시킴으로써 통상적으로 제거된다. 그러나, 이러한 기준은 임의의 특정 섹터가 부가적인 전송을 취급할 수 있는지 여부를 처리하기 어렵다고 판정되었다. 시스템에 섹터를 부가하는 것은 간섭을 처리하는 데 비용이 많이 드는 방법이다.Because of the different meanings of interference in other types of cellular systems, the above-mentioned method of quantifying the quality of AMPS or TDMA is not useful when applied to CDMA systems. As a result, interference in a CDMA system is typically eliminated by increasing the number of sectors as transmissions in one sector increase more than a certain maximum number of times. However, this criterion has been determined to be difficult to handle whether any particular sector can handle additional transmissions. Adding sectors to the system is an expensive way to handle interference.

결과적으로, CDMA 셀룰러 시스템의 품질이 정량화되도록 여러 단계를 취함으로써 그 시스템을 개선할 수 있는 새로운 프로세스를 제공하는 것이 바람직하다. As a result, it is desirable to provide a new process that can improve the system by taking several steps so that the quality of the CDMA cellular system is quantified.

본 발명은 간섭을 유발하는 제약 조건에 영향을 받는 서비스 영역의 모든 할당을 결정하고, 평균 서비스 레벨을 각각의 이러한 위치에 할당하고, 상기 모든 위치에서 서비스 레벨을 가산하며, 상기 모든 위치에서의 서비스 레벨의 합계를 상기 서비스 영역에 대한 총 서비스 레벨로 나누어 간섭값을 생성하는 컴퓨터 실행 프로세스에 의해 실현된다.The present invention determines all allocations of service areas affected by constraints that cause interference, assigns an average service level to each of these locations, adds service levels at all of the locations, and services at all of the locations. This is realized by a computer running process that generates an interference value by dividing the sum of the levels by the total service level for the service area.

지금부터, 도 1을 언급하면, 서비스 영역의 커버리지를 제공하기 위하여 배치된 복수의 개별 기지국(12)을 포함하는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템(10)이 도시된다. 도 1의 각 기지국은 유효한 통신 범위의 한도를 나타내는 외부의 경계(13)가 도시된다. 다른 인접한 기지국의 경계(13)는 통상적으로 중첩한다.Referring now to FIG. 1, a CDMA cellular telephone system 10 is shown that includes a plurality of individual base stations 12 arranged to provide coverage of a service area. Each base station in FIG. 1 is shown with an external boundary 13 indicating the limit of the effective communication range. The borders 13 of other adjacent base stations typically overlap.

상기 각각의 기지국(12)은 그 서비스 영역 내에서 동작하는 모바일 유닛(15)과 통신을 송수신하는 적어도 한 개의 셀을 포함한다. 많은 경우에 있어서, 기지국은 그 기지국으로부터 180。 또는 120。의 안테나 패턴 각에 의해 부분적으로 정의되는 영역에서 다수의 모바일 유닛과 통신하는 통신 장비를 각각 갖춘 2개 또는 3개의 섹터를 포함한다. CDMA 시스템에서 기지국과 모바일 유닛간의 모든 전송은 1.25㎒의 동일한 확산 스펙트럼 주파수 밴드상에서 디지털로 인코딩되어 운반된다. 각 전송의 디지털 정보 비트는 다양한 정보의 코딩 정보를 이용하여 확정된다. 한 개의 이러한 레벨은 PN 코드로 불려진다. 시스템을 통한 각 섹터는 동일한 PN 코드를 이용하여 상기 전송 정보를 인코딩한다. 그 다음, 각 섹터는 범용 위치 시스템와 통신을 통하여 통상적으로 설정된 몇번의 반복 초기점에서 확장된 전송시의 오프셋[일반적으로 의사 잡음(PN) 오프셋으로 언급]을 이용함으로써 그 자체를 식별한다. 따라서, 하나의 섹터는 그 초기 시간에 인코딩 전송을 개시하고, 제2 섹터는 그 초기 시간으로부터 하나의 유닛 오프셋에서 인코딩 전송을 개시하고, 제3 섹터는 2개의 유닛의 오프셋에서 인코딩 전송을 개시하며, 총 512개의 오프셋 유닛에 이르게 된다. 섹터에서 각각의 전송은 상기 확장된 전송을 복수의 월쉬 코드 중 한 개의 코드로 더욱 인코딩함으로써 유효하게 개별 채널이 되는 것 상에 위치한다. 특정 채널상의 전송은 상기 월쉬 코드 및 PN 코드를 포함하는 마스크를 상기 특정 채널에 대해 지정된 PN 오프셋에서 개시하는 정보 비트의 수신 패턴에 적용함으로써 디코딩 된다.Each base station 12 includes at least one cell for communicating with a mobile unit 15 operating within its service area. In many cases, a base station includes two or three sectors each with communication equipment communicating with multiple mobile units in an area defined in part by an antenna pattern angle of 180 degrees or 120 degrees from the base station. All transmissions between base stations and mobile units in a CDMA system are digitally encoded and carried on the same spread spectrum frequency band of 1.25 MHz. The digital information bits of each transmission are determined using the coding information of the various information. One such level is called a PN code. Each sector through the system encodes the transmission information using the same PN code. Each sector then identifies itself by using an extended transmission offset (generally referred to as a pseudo noise (PN) offset) at several repeated initial points, typically established through communication with a general purpose location system. Thus, one sector starts encoding transmission at its initial time, the second sector starts encoding transmission at one unit offset from its initial time, and the third sector starts encoding transmission at an offset of two units. This leads to a total of 512 offset units. Each transmission in the sector is located on being effectively a separate channel by further encoding the extended transmission into one of a plurality of Walsh codes. The transmission on a particular channel is decoded by applying a mask containing the Walsh code and the PN code to the reception pattern of information bits starting at the PN offset specified for the particular channel.

전송의 CDMA 시스템은 많은 장점을 제공한다. 이러한 장점 중의 한가지는 동일한 순간에 복수의 상이한 셀 또는 섹터로부터 모바일 유닛이 동일한 메세지를 수신할 수 있다는 점이다. 모든 전송이 동일한 주파수 대역 상에서 일어나기 때문에, 모바일 유닛은 그 범위내에서 이용할 수 있는 모든 정보를 실제로 수신한다. 그러나, 모바일 유닛으로 지향되는 채널 상의 정보만을 디코딩한다. CDMA 모바일 유닛은 동일한 순간에 복수의 디코딩 마스크를 수신 정보의 전체 스펙트럼에 적용할 수 있는 수신기를 이용한다. 모바일 유닛이 수신하기 원하는 채널을 알고 있음으로써, 모바일 유닛은 복수의 다른 섹터에 의해 전송된 단일 메세지로부터 정보를 디코딩하는 동시에 그 정보를 결합함으로써 단일 출력 메세지를 발생할 수 있다. 따라서, 한 개의 섹터에서 제공된 메세지가 페이딩될 수 있는 반면, 동일한 메세지가 다른 섹터로부터 적합한 세기로 수신될 수 있다. 이것은 CDMA 시스템이 매우 양호하게 전송할 가능성을 제공할 수 있다.The CDMA system of transmission offers many advantages. One of these advantages is that the mobile unit can receive the same message from a plurality of different cells or sectors at the same instant. Since all transmissions occur on the same frequency band, the mobile unit actually receives all the information available within that range. However, it only decodes the information on the channel directed to the mobile unit. The CDMA mobile unit uses a receiver that can apply a plurality of decoding masks to the entire spectrum of received information at the same instant. By knowing which channel the mobile unit wants to receive, the mobile unit can generate a single output message by decoding the information from a single message sent by a plurality of different sectors and combining the information at the same time. Thus, a message provided in one sector can be faded while the same message can be received at an appropriate intensity from another sector. This may offer the possibility of a CDMA system transmitting very well.

이러한 장점에 불구하고, CDMA 시스템은 문제점을 갖고 있다. 이러한 문제점 중 한가지는 모든 전송이 동일한 주파수 스펙트럼상에서 발생한다는 사실에 의해 발생된다. 모든 전송이 동일한 주파수 스펙트럼 대역 상에서 발생하기 때문에, 모바일 유닛은 실제적으로 그 범위내에서 이용할 수 있는 모든 전송을 수신할 수 있다. 특정 수신기로 향하지 않는 전송은 그 원하는 전송을 숨기는 경향이 있다. 상기 특정 수신기로 향하지 않는 전송 레벨이 디코딩 전에 소정 신호 레벨보다 14㏈을 초과하는 레벨에 도달할 때, 원하는 전송을 디코딩하기 어렵게 된다. Despite these advantages, CDMA systems have problems. One of these problems is caused by the fact that all transmissions occur on the same frequency spectrum. Since all transmissions occur on the same frequency spectrum band, the mobile unit can actually receive all transmissions available within that range. Transmissions that are not directed to a particular receiver tend to hide the desired transmission. When a transmission level not directed to the particular receiver reaches a level above 14 dB above a predetermined signal level before decoding, it becomes difficult to decode the desired transmission.

또한, 상기 모바일 유닛으로 지향된 정보를 특정 PN 오프셋에서 PN 코드 마스크 및 월쉬 코드 마스크를 이용하여 디코딩할 때, 이러한 마스크들은 모든 원하지 않는 수신 통신을 완전히 거절할 수 없다. 전송 경로는 길이로서 변하고, 충분한 지연은 상기 모바일 유닛으로 향한 신호를 검출하는데 제공되어야 한다. CDMA 시스템에서 양호한 전송 품질을 제공할 때 중요한 요소는 디코딩 후에 수신된 모든 간섭 레벨을 초과하여 7 ㏈ 큰 레벨로 원하는 전송 세기를 유지하는 것이다.In addition, when decoding information directed to the mobile unit using a PN code mask and Walsh code mask at a specific PN offset, these masks cannot completely reject all unwanted incoming communication. The transmission path changes as a length and a sufficient delay must be provided to detect the signal directed to the mobile unit. An important factor when providing good transmission quality in a CDMA system is to maintain the desired transmission strength at a level of 7 kHz greater than all interference levels received after decoding.

실제로, CDMA 시스템은 상기 섹터 및 모바일 유닛에서 전력 레벨을 자동으로 증감하여 선명한 전송을 하는 특징을 포함한다. 모바일 유닛은 수신된 신호에서 에러가 발생하는 비율(프레임 에러율)을 측정함으로써 신호의 세기를 측정한다. 상기 기술한 한도를 초과하여 에러가 높아질 때, 모바일 유닛은 그 섹터에 신호를 전송하여 그 전송 세기를 증가시킨다. 상기 섹터는 이러한 것을 행하지만, 신호 세기를 고 레벨로부터, 그 섹터를 다시 변경하여 전송 세기를 올릴때 까지 점증적으로 감소한다. 따라서, 상기 프레임 에러율이 상기 간섭 레벨을 초과하여 7 미만의 세기를 표시하기에 너무 높은 레벨로 신호가 떨어질 때, 상기 섹터는 전송되는 신호의 파워를 자동으로 증가시켜 간섭에 관한 수신 신호 레벨을 올리고 그 신호 품질을 향상시킨다.Indeed, the CDMA system includes a feature that automatically increases or decreases the power level in the sector and the mobile unit for clear transmission. The mobile unit measures the strength of the signal by measuring the rate at which errors occur in the received signal (frame error rate). When the error becomes higher than the above-described limit, the mobile unit transmits a signal to the sector to increase its transmission strength. The sector does this but gradually decreases the signal strength from a high level until it changes the sector again to increase the transmission strength. Thus, when the signal drops to a level that is too high to indicate an intensity of less than 7 above the interference level, the sector automatically increases the power of the transmitted signal to raise the received signal level for interference. Its signal quality is improved.

비슷한 방법으로, 섹터는 프레임 에러율을 감시함으로써 모바일 유닛에서 수신된 신호의 세기를 측정하여 그 전송 세기를 높일 것인지 낮출 것인지 여부를 모바일 유닛에 표시한다. 모바일 유닛이 복수의 섹터와 접촉할 때, 그 모바일 유닛은 그 전송 세기를 높일 것인지 낮출 것인지 여부를 표시하는 모든 섹터로부터 신호를 수신한다. 상기 모바일 유닛은 임의 신호에 응답하여 그 신호의 세기를 떨어 뜨리는데, 그 이유는 단일의 강한 신호가 모바일 유닛에 간섭없는 서비스를 제공하기 때문이다. 그렇게 행할 때, 상기 모바일 유닛은 고음질을 제공하기에 충분한 최소의 신호 세기에서 전송하는 것을 시도한다.In a similar manner, the sector measures the strength of the signal received at the mobile unit by monitoring the frame error rate and indicates to the mobile unit whether to increase or decrease its transmission strength. When a mobile unit contacts a plurality of sectors, the mobile unit receives signals from all sectors indicating whether to increase or decrease its transmission strength. The mobile unit decreases the strength of the signal in response to an arbitrary signal because a single strong signal provides the mobile unit with no interference. In so doing, the mobile unit attempts to transmit at a minimum signal strength sufficient to provide high sound quality.

이러한 전력 제어 때문에, 상기 총 수신 신호에 대한 원하는 전송으로부터의 신호 세기는 이론적으로 서비스 영역 전체가 같게 되어야 한다. 사실상, 전력을 제어할 수 있는 능력이 있는 한, 상기 서비스 품질을 떨어뜨리지 않고 사용자와 채널을 부가할 수 있는 능력이 있다. 결과적으로, 많은 사용자를 이미 서비스하고 있는 많은 섹터는 모바일 유닛과 전송시 간섭없이 채널 및 사용자를 부가할 수 있다. 그러나, 전력 레벨을 조정할 수 있는 능력은 상기 섹터 또는 모바일 유닛 중 어느 하나가 임의의 다양한 최대의 전력 레벨에 도달한 경우에 기능할 수 있어 그 전력 제어 신호에 응답할 수 없게 된다. 그러한 경우에, 상기 시스템의 전송은 간섭에 영향을 받아 서비스 품질이 나빠지게 된다.Because of this power control, the signal strength from the desired transmission for the total received signal should theoretically be the same throughout the service area. In fact, as long as you have the ability to control power, you have the ability to add users and channels without compromising the quality of service. As a result, many sectors already serving many users can add channels and users without interference in transmission with the mobile unit. However, the ability to adjust the power level may function when either the sector or the mobile unit has reached any of a variety of maximum power levels, making it unable to respond to that power control signal. In such a case, the transmission of the system is subject to interference, resulting in poor quality of service.

더욱 특히, 각 섹터는 모든 전송에 대하여 최대의 신호 세기 레벨이 할당되고, 그 최대의 레벨에서 전송하는 경우 그 신호 세기를 높일 수 없다. 또한, 각 섹터는 모바일 유닛으로 전송되는 임의의 개별 신호에 대한 최대의 신호 세기에 제한된다. 동일한 방법으로, 각 모바일 유닛은 전송할 수 있는 파워의 양에 한정된다. 결과적으로, 이러한 전력 최대치 중 어느 것에 도달할 때마다, 상기 시스템은 간섭을 제거하기 위하여 전력을 조정할 수 없다.More particularly, each sector is assigned a maximum signal strength level for all transmissions and cannot increase its signal strength when transmitting at that maximum level. In addition, each sector is limited to the maximum signal strength for any individual signal sent to the mobile unit. In the same way, each mobile unit is limited to the amount of power it can transmit. As a result, whenever any of these power maximums are reached, the system cannot adjust the power to eliminate interference.

CDMA 서비스 영역에서 경험되는 서비스의 품질를 정량적으로 평가할 수 있는 것은 매우 유용할 것이다. 예컨데, AMPS 시스템에서, 전체의 모바일 통신 시스템에 걸쳐 복수의 위치에서 복수의 셀과 모바일 유닛간에 전송될 실제의 모든 신호 세기를 측정하고, 모든 신호의 실제 세기를 나타내는 데이터를 그 신호가 전송되는 물리적인 위치와 관련시키고, 각 위치를 서비스할 수 있는 신호를 전송하는 셀을 식별하고, 위치를 서비스하는 임의의 셀에 이용되는 주파수를 다른 셀에 이용되는 주파수와 비교하여 위치를 서비스하는 셀에 의해 전송되는 신호와 간섭할 수 있는 셀 전송 신호를 식별하고, 위치를 서비스하는 임의의 셀에 이용되는 주파수가 상기 전체의 모바일 통신 시스템에 걸쳐 다른 위치에 이용되는 주파수와 간섭하는지 여부를 결정하여, 그 시스템상의 간섭을 정량화할 수 있다.It would be very useful to be able to quantitatively evaluate the quality of services experienced in the CDMA service domain. For example, in an AMPS system, all actual signal strengths to be transmitted between a plurality of cells and mobile units at a plurality of locations throughout the entire mobile communication system are measured, and data representing the actual strengths of all the signals is physically transmitted. Identify a cell transmitting a signal capable of associating a location with each location and serving each location, and compare the frequency used by any cell serving the location with the frequency used by another cell to serve the location. Identify a cell transmission signal that may interfere with the transmitted signal, determine whether the frequency used for any cell serving a location interferes with the frequency used for another location across the entire mobile communication system, Interference on the system can be quantified.

그러나, AMPS 및 TDMA 시스템과 다르게, 동일한 주파수상에 특정 위치에서 수신된 모든 신호이 세기를 측정하고, 위치에서 간섭이 발생할 수 있는지 여부를 결정하기 위하여 그 세기들을 비교하여, 간섭을 나타내는 위치들을 가산하여 서비스 품질을 결정하는 것은 간단한 것이 아니다.However, unlike AMPS and TDMA systems, all signals received at a particular location on the same frequency measure their strengths, compare their strengths to determine if interference can occur at that location, and add locations that indicate interference. Determining the quality of service is not simple.

CDMA 시스템에서 임의의 위치에서 수신되는 모든 전송은 동일한 주파수상에 있다. 임의의 위치에서 동일한 시간에 수신된 복수의 전송이 될 수 있다. 가장 원하는 전송은 원하지 않은 전송에 대하여 자체 조정하여 유용한 메세지가 수신될 수 있도록 한다. 간섭 문제가 있는 장소를 결정하는 것은 간단한 방법이 아니다.All transmissions received at any location in a CDMA system are on the same frequency. There may be multiple transmissions received at the same time at any location. The most desired transmission is self-tuning for the unwanted transmissions so that useful messages can be received. Determining where the interference problem is is not a simple method.

그 프로세스는 도 2의 흐름도에 기술된다. 첫째, 그 프로세스는 상기 시스템전체의 서비스가 떨어질 것으로 예상되는 모든 위치(측정 위치 17가 도 1에 도시됨)를 식별한다. 이것은 CDMA 시스템에서 감쇄가 일어나는 3가지 문제점 중 한가지 문제점인지 여부를 결정함으로써 수행된다. 섹터 전송기 증폭기가 최대 전력에 도달되는 경우, 섹터에 의해 개별 전송에 할당된 최대의 섹터 전력에 도달되는 경우, 또는, 최대의 이동 전력에 도달되는 경우, 그 위치는 성능 저하된 서비스가 나타나는 위치이다.The process is described in the flowchart of FIG. First, the process identifies all locations (measurement location 17 is shown in FIG. 1) where service throughout the system is expected to drop. This is done by determining whether it is one of three problems that attenuation occurs in a CDMA system. When the sector transmitter amplifier reaches maximum power, when the sector reaches the maximum sector power allocated to the individual transmission, or when the maximum mobile power is reached, the location is where the degraded service appears. .

이러한 결정을 수행하기 위하여, 상기 서비스 영역 도처의 위치에서의 신호 세기에 관한 데이터가 이용된다. 이것은 동일한 영역에서 이용되는 AMPS 또는 TDMA 시스템에서 이용하기 위해 수집된 것과 동일한 데이터일 수 있다. 또한, 상기 서비스 영역에서 CDMA 서비스의 품질을 특별히 정량화하기 위하여 누적된 데이터일 수 있다. 임의의 경우, 상기 사용된 특정 데이터는 섹터에서 전송의 전송 신호 세기, 위치에서 전송의 수신 신호 세기 및 수신 위치를 나타내는 데이터이다. 일반적으로, 이들 값 각각은 신호를 섹터 및 위치에 관련시키는데 유용한 타이밍 데이터에 의해 수반된다. To make this determination, data relating to signal strength at locations throughout the service area is used. This may be the same data collected for use in an AMPS or TDMA system used in the same area. In addition, the data may be accumulated data to specifically quantify the quality of the CDMA service in the service area. In any case, the specific data used is data indicative of the transmission signal strength of the transmission in the sector, the reception signal strength of the transmission in the location and the reception location. In general, each of these values is accompanied by timing data useful for relating the signal to sectors and positions.

이러한 데이터는 스캐닝 수신기를 가지고 한 영역을 이동하는, 시간 및 위치에 대하여 수신된 신호를 로깅하는 수단(통상적으로, 컴퓨터)을 가진 모바일 유닛에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 수집된다. AMPS 시스템에서, 상기 데이터는 서비스 영역 중 큰 부분이 교차하여 각 섹터가 다른 섹터에 이용된 주파수와 다른 주파수상에서 전송할 수 있는 동안 수집되어야 한다. 이것은 전송 섹터가 식별되고 그 전송 세기가 결정될 수 있다. This data is collected as shown in FIG. 4 by a mobile unit having means (typically a computer) for logging a received signal over time and location, traveling with an scanning receiver one area. In an AMPS system, the data must be collected while a large portion of the service area intersects and each sector can transmit on a different frequency than the frequency used for the other sector. This allows the transmission sector to be identified and its transmission strength determined.

CDMA 시스템에서 상기 데이터는 한 섹터에 의해 전송된 PN 오프셋을 디코딩할 수 있는 확산 스펙트럼 수신기(PN 스캐닝 수신기라 불림)를 이용하여 수집될 수 있다. 상기 확산 스펙트럼 수신기는 특정 월쉬 코드에 의해 정의된 제어 채널(파일럿 채널)상에서 기지국에 의해 연속적으로 전송된 파일럿 신호의 세기를 측정한다. 이러한 파일럿 신호는 모바일 유닛이 접촉되어야 하는 섹터를 결정할 수 있다. 상기 파일럿 채널상에서 파일럿 신호를 검출할 때, 전송이 도달하는 시간은 다른 "동기화" 제어 채널상에 제공된 시스템 초기 시간에 비교되어 상기 전송의 PN 오프셋을 결정한다. 상기 PN 오프셋을 이용하는 전송 섹터는 식별될 수 있고, 임의 섹터의 위치에서 수신된 전송 세기는 결정될 수 있다. 이러한 모든 데이터는 상기 데이터를 수집하는 확산 스펙트럼과 관련된 컴퓨터에 의해 누적되고 기억된다.In a CDMA system, the data may be collected using a spread spectrum receiver (called a PN scanning receiver) capable of decoding the PN offset transmitted by one sector. The spread spectrum receiver measures the strength of a pilot signal continuously transmitted by a base station on a control channel (pilot channel) defined by a particular Walsh code. This pilot signal can determine the sector to which the mobile unit should be contacted. When detecting a pilot signal on the pilot channel, the time the transmission arrives is compared to the system initial time provided on the other " synchronized " control channel to determine the PN offset of the transmission. The transmission sector using the PN offset can be identified and the transmission strength received at the location of any sector can be determined. All of this data is accumulated and stored by the computer associated with the spread spectrum that collects the data.

상기 데이터가 누적될 때, 아래에 기술된 방법의 본 발명에 따라 설계된 컴퓨터 소프트웨어에 의해 조작될 수 있다. 상기 동작의 흐름을 설명하는 도 2 및 도 3을 참조하여 이러한 설명을 보다 잘 이해할 수 있다.
전송된 신호 및 이용 가능한 수신 신호의 세기와 함께, 임의의 섹터로부터 임의의 위치로의 각 전송에 대한 경로 손실이 결정될 수 있다.
When the data is accumulated, it can be manipulated by computer software designed according to the invention of the method described below. This description can be better understood with reference to FIGS. 2 and 3, which illustrate the flow of operation.
Along with the strength of the transmitted signal and the available received signal, the path loss for each transmission from any sector to any location can be determined.

CDMA 시스템에서 서비스의 품질을 계산할 때, 각 위치에 도달하는 측정된 모든 전송 세기(파일럿 신호, 다른 제어 신호 및 사용자를 위해 지시된 신호로 구성됨)는 상기 위치에서 수신된 총 수신 세기를 제공하도록 합하여 질 수 있다. 위치에서 수신된 모든 신호 세기의 합계는 상기 위치에서 간섭 레벨을 이룬다(NO로 언급). 상기 위치에서 수신되어 품질 신호를 제공하는 파일럿 신호(Eb)의 세기는 총 간섭 레벨(No) 보다 단지 7㏈ 큰 레벨의 디코딩 신호로 결정될 수 있다. 물론, 그 특정 레벨은 동작에 실제로 이용되는 장비에 따라 변할 수 있다.When calculating the quality of service in a CDMA system, all measured transmit strengths (comprising pilot signals, other control signals, and signals directed for the user) reaching each location are summed to provide the total received strength received at that location. Can lose. The sum of all signal strengths received at a location constitutes an interference level at that location (referred to as N O ). The strength of the pilot signal Eb received at this location to provide a quality signal can be determined as a decoded signal at a level only 7 dB above the total interference level No. Of course, that particular level may vary depending on the equipment actually used for the operation.

위치에서 필요한 최소의 신호 강도가 상기 위치와 섹터사이의 손실에 부가되어 상기 섹터 전송기에서 채널에 필요한 전송 신호 강도를 결정할 수 있다. 이러한 전력이 이용 가능하지 않으면, 상기 섹터는 채널에 대해 최대치에 도달하고, 그 위치는 그 섹터에 대한 간섭 문제가 있는 위치이다.The minimum signal strength required at the location may be added to the loss between the location and the sector to determine the transmitted signal strength required for the channel at the sector transmitter. If this power is not available, the sector reaches its maximum for the channel, and that location is the location where there is an interference problem for that sector.

각 섹터로부터 전송 세기를 계산하는 동작동안, 모든 위치에 대하여 각 섹터로부터의 전송 세기의 총계는 총 섹터 전력이 최대인지 여부를 각 섹터에 대하여 결정하기 위하여 누적되고 가산될 수 있다. 만일, 총 섹터 전력이 최대이면, 섹터는 상기 시스템에 대하여 간섭이 문제되는 복수의 모바일 유닛에 대해 적합한 신호 세기를 제공할 수 없다.During the operation of calculating transmission strength from each sector, the sum of the transmission strengths from each sector for all locations can be accumulated and added to determine for each sector whether the total sector power is maximum. If the total sector power is maximum, then the sector may not provide adequate signal strength for a plurality of mobile units whose interference is problematic for the system.

최종적으로, 이동 전송기가 최대 전력보다 큰 전력을 제공하여 한 위치에서 섹터로 품질 신호를 제공할지 여부를 결정하기 위하여, 섹터에서의 모든 수신된(간섭) 전송의 합이 결정된다. 이러한 합계로부터, 이러한 합 보다 7 ㏈ 큰 값은 품질 신호에 대하여 상기 섹터에서 필요한 최소의 수신 신호 세기를 결정하도록 계산된다. 이러한 (최소의 수신 신호 세기 + 상기 위치에 대한 경로 손실)은 모바일 유닛에서 이용 가능한 신호 세기를 나타내는 값을 제공한다. 이러한 값이 상기 모바일 유닛에서 이용 가능한 최대 전력보다 크면, 상기 위치는 그 섹터에 대한 간섭 문제가 있다. 상기 위치와 통신하도록 예상되는 각 섹터에 대하여 이러한 필요한 전송 값을 계산함으로써, 통신이 예상될 수 있는 시스템의 각 섹터에 대하여 간섭 문제가 있는지 여부를 결정할 수 있다.Finally, the sum of all received (interfering) transmissions in the sector is determined to determine whether the mobile transmitter provides more than the maximum power to provide a quality signal to the sector at one location. From this sum, a value 7 dB greater than this sum is calculated to determine the minimum received signal strength needed in the sector for the quality signal. This (minimum received signal strength + path loss for the location) provides a value representing the signal strength available at the mobile unit. If this value is greater than the maximum power available at the mobile unit, then the location has an interference problem for that sector. By calculating this necessary transmission value for each sector expected to communicate with the location, it is possible to determine whether there is an interference problem for each sector of the system where communication can be expected.

성능 저하 서비스를 나타내는 모든 위치가 식별되면, 이러한 위치의 갯수가 상기 서비스 영역에 대하여 가산된다. 이러한 합은 상기 서비스 영역에 대하여 예상된 트래픽으로부터 결정된 평균 트래픽 레벨 만큼 곱해진다. 예컨대, 서비스 영역이 10명의 모바일 고객에 서비스를 제공하고, 상기 서비스 영역에 총 100개의 위치가 있다면, 각 위치는 고객의 1/10의 평균 트래픽 레벨을 가질 것으로 예상될 수 있다. 문제의 위치의 수만큼 곱한 이러한 평균 트래픽 레벨은 서비스 영역에서 문제가 있는 위치들에 대한 값을 제공한다.Once all locations representing degraded services have been identified, the number of such locations is added for the service area. This sum is multiplied by the average traffic level determined from the traffic expected for the service area. For example, if a service area serves 10 mobile customers and there are a total of 100 locations in the service area, each location may be expected to have an average traffic level of 1/10 of the customer. This average traffic level multiplied by the number of problem locations provides a value for the problem locations in the service area.

다른 실시예에 있어서, 시스템을 통한 다양한 위치에는 경험이 있거나 있을 것 같은 실제적이고 전체적인 트래픽 양의 평가에 따라 트래픽 레벨이 할당된다. 상기 서비스 영역에서 모든 문제의 영역에 대한 트래픽 레벨은 합하여져 전체 값에 도달한다.In other embodiments, the various locations throughout the system are assigned traffic levels according to an estimate of the actual and overall traffic volume that may or may be experienced. In the service area, the traffic levels for all problem areas are summed to reach an overall value.

상기 서비스 영역에서 문제의 위치에 대한 총 값은 상기 서비스 영역에 대해 예상되는 사용자의 총 수만큼 나누어져, 예상되는 사용자의 수가 제공된 영역에 대하여 문제점을 백분율로 나타내는 서비스 영역에 대한 스코어를 결정한다. 이러한 스코어는 다른 서비스 영역에 대한 스코어와 비교하여 특정 서비스 영역이 상기 시스템을 개량하기 위하여 수정되어야 하는 영역인지 여부를 결정할 수 있다. 상기 특정 서비스 영역이 전체의 시스템, 그 시스템의 일부분 및 단일 섹터에 대한 서비스 영역이 될 수 있다는 점에 주목해야 한다.The total value for the location of the problem in the service area is divided by the total number of users expected for the service area to determine a score for the service area that indicates the problem as a percentage of the area provided that the number of expected users is provided. This score may be compared with the scores for other service areas to determine whether a particular service area is an area that needs to be modified to improve the system. It should be noted that the particular service area may be a service area for the entire system, a portion of the system and a single sector.

상기 시스템을 구동함으로써 실제로 얻어진 데이터의 사용은 임의의 특정 시스템을 나타내는데 필요없는 환경 모델을 토대로 평가할 필요성을 없애는데 주목해야 한다. 또한, 본 발명의 방법은 상기 시스템이 많은 다른 사용 레벨에 유용한 데이터를 이용할 수 있고, 상기 특정 서비스 영역에 서비스의 품질을 결정하는 동안 사용 레벨을 변경할 수 있다. 이것은 데이터를 재수집할 필요없이 서비스 영역에 대한 계획을 허용한다.It should be noted that the use of data actually obtained by running the system eliminates the need to evaluate based on environmental models that are not necessary to represent any particular system. In addition, the method of the present invention may utilize data useful for many different usage levels and change the usage level while determining the quality of service for the particular service area. This allows planning for service areas without the need to recollect data.

본 발명이 양호한 실시예를 토대로 기술할지라도, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위에 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. Although the present invention will be described based on the preferred embodiments, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (5)

CDMA 셀룰러 전화기 시스템(10)에서 서비스 품질을 정량화하는 방법에 있어서,A method of quantifying a quality of service in a CDMA cellular telephone system 10, 성능 저하 동작을 갖는, 서비스 영역의 모든 위치들을 식별하는 단계와;Identifying all locations of the service area having a performance degradation operation; 성능 저하 동작이 예상될 수 있는 각 위치(17)에 값 - 이 값은 그 위치에서 서비스의 평균 레벨을 나타냄 - 을 할당하는 단계와;Assigning a value to each location 17 where degradation performance can be expected, the value representing an average level of service at that location; 성능 저하 동작을 갖는, 상기 서비스 영역의 모든 위치들의 서비스 평균 레벨들을 가산하는 단계와;Adding service average levels of all locations of the service area with a performance degradation operation; 상기 서비스 영역 전체의 서비스 레벨을 결정하는 단계와;Determining a service level of the entire service area; 상기 서비스 영역에 대한 서비스 품질을 나타내는 값을 얻기 위해, 성능 저하 동작을 갖는, 상기 서비스 영역의 위치들의 상기 모든 서비스 평균 레벨들의 합을 상기 서비스 영역 전체의 서비스 레벨로 나누는 단계를 포함하고,Dividing the sum of all service average levels of locations of the service area by the service level of the entire service area, with a performance degradation operation, to obtain a value indicating a quality of service for the service area; 성능 저하 동작을 갖는, 서비스 영역의 모든 위치들을 식별하는 단계는,Identifying all locations of the service area, having a performance degradation operation, 상기 서비스 영역의 각 위치(17)에서 수신된 데이터 정의 신호들로부터 상기 각 위치에 대한 총 간섭을 결정하는 단계와;Determining total interference for each location from data definition signals received at each location in the service area; 각 위치(17)에서 품질 송신을 제공하는데 필요한 수신 신호 레벨을 결정하는 단계와;Determining a received signal level required to provide quality transmission at each location 17; 각 위치 및 각 기지국(12)간의 경로 손실을 결정하는 단계와;Determining a path loss between each location and each base station 12; 각 기지국(12)으로부터, 신호들이 예상되는 각 위치(17)로 요구되는 송신 신호 레벨을, 상기 위치에서 품질 송신을 제공하는데 필요한 상기 수신 신호 레벨과, 상기 위치(17) 및 각 기지국(12)간의 경로 손실에 기초하여, 결정하는 단계와;From each base station 12, the transmission signal level required at each location 17 where signals are expected, the received signal level required to provide quality transmission at that location, and the location 17 and each base station 12 Determining based on path loss of the liver; 최대 채널 송신 전력을, 요구되는 송신 신호의 레벨과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템에서 서비스 품질을 정량화하는 방법.Comparing the maximum channel transmit power with a level of the required transmit signal. CDMA 셀룰러 전화기 시스템(10)에서 서비스 품질을 정량화하는 방법에 있어서,A method of quantifying a quality of service in a CDMA cellular telephone system 10, 성능 저하 동작을 갖는, 서비스 영역의 모든 위치들을 식별하는 단계와;Identifying all locations of the service area having a performance degradation operation; 성능 저하 동작이 예상될 수 있는 각 위치(17)에 값 - 이 값은 그 위치에서 서비스의 평균 레벨을 나타냄 - 을 할당하는 단계와;Assigning a value to each location 17 where degradation performance can be expected, the value representing an average level of service at that location; 성능 저하 동작이 예상될 수 있는, 상기 서비스 영역의 모든 위치들의 서비스 평균 레벨들을 가산하는 단계와;Adding service average levels of all locations of the service area, for which a degraded operation may be expected; 상기 서비스 영역 전체의 서비스 레벨을 결정하는 단계와;Determining a service level of the entire service area; 상기 서비스 영역에 대한 상기 서비스 품질을 나타내는 값을 얻기 위해, 성능 저하 동작을 갖는, 상기 서비스 영역의 위치들의 상기 모든 서비스 평균 레벨들의 합을 상기 서비스 영역 전체의 서비스 레벨로 나누는 단계를 포함하고,Dividing the sum of all service average levels of locations of the service area by the service level of the entire service area to obtain a value representing the quality of service for the service area, having a performance degradation operation; 성능 저하 동작을 갖는, 서비스 영역의 모든 위치들을 식별하는 단계는,Identifying all locations of the service area, having a performance degradation operation, 각 기지국(12)으로부터, 신호들이 예상되는 각 위치(17)로 요구되는 송신 신호 레벨을, 상기 위치에서 품질 송신을 제공하는데 필요한 수신 신호 레벨과, 상기 위치(17) 및 각 기지국(12)간의 경로 손실에 기초하여, 결정하는 단계와;From each base station 12, the transmission signal level required at each location 17 where signals are expected, is the received signal level required to provide quality transmission at that location, and between the location 17 and each base station 12. Based on the path loss, determining; 각 기지국으로부터의 모든 송신 신호들의 레벨들을 가산하는 단계와;Adding up the levels of all transmitted signals from each base station; 각 기지국으로부터의 모든 송신 신호들의 레벨들의 합을 상기 기지국의 최대 송신 전력과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템에서 서비스 품질을 정량화하는 방법.And comparing the sum of the levels of all transmission signals from each base station with the maximum transmission power of the base station. CDMA 셀룰러 전화기 시스템(10)에서 서비스 품질을 정량화하는 방법에 있어서,A method of quantifying a quality of service in a CDMA cellular telephone system 10, 성능 저하 동작을 갖는, 서비스 영역의 모든 위치들을 식별하는 단계와;Identifying all locations of the service area having a performance degradation operation; 성능 저하 동작이 예상될 수 있는 각 위치에 값 - 이 값은 그 위치에서 서비스의 평균 레벨을 나타냄 - 을 할당하는 단계와;Assigning a value to each location where degradation performance can be expected, the value indicating an average level of service at that location; 성능 저하 동작을 갖는, 상기 서비스 영역의 모든 위치들의 서비스 평균 레벨들을 가산하는 단계와;Adding service average levels of all locations of the service area with a performance degradation operation; 상기 서비스 영역 전체의 서비스 레벨을 결정하는 단계와;Determining a service level of the entire service area; 상기 서비스 영역에 대한 상기 서비스 품질을 나타내는 값을 얻기 위해, 성능 저하 동작을 갖는, 상기 서비스 영역의 위치들의 상기 모든 서비스 평균 레벨들의 합을 상기 서비스 영역 전체의 서비스 레벨로 나누는 단계를 포함하고,Dividing the sum of all service average levels of locations of the service area by the service level of the entire service area to obtain a value representing the quality of service for the service area, having a performance degradation operation; 성능 저하 동작을 갖는, 서비스 영역의 모든 위치들을 식별하는 단계는,Identifying all locations of the service area, having a performance degradation operation, 상기 서비스 영역의 각 기지국(12)에서 수신된 데이터 정의 신호들로부터 상기 각 기지국에 대한 총 간섭을 결정하는 단계와;Determining total interference for each base station from data definition signals received at each base station (12) in the service area; 각 기지국에서 품질 송신을 제공하는데 필요한 수신 신호 레벨을 결정하는 단계와;Determining a received signal level required to provide quality transmission at each base station; 각 위치(17) 및 각 기지국(12)간의 경로 손실을 결정하는 단계와;Determining a path loss between each location 17 and each base station 12; 각 위치(17)로부터, 신호들이 예상되는 각 기지국(12)으로 요구되는 송신 신호 레벨을, 상기 기지국에서 품질 송신을 제공하는데 필요한 상기 수신 신호 레벨과, 상기 위치 및 각 기지국간의 경로 손실에 기초하여, 결정하는 단계와;From each location 17, the transmission signal level required for each base station 12 for which signals are expected is based on the received signal level required to provide quality transmission at the base station, and the location and path loss between each base station. Determining; 채널 송신 전력을, 요구되는 송신 신호의 레벨과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템에서 서비스 품질을 정량화하는 방법.And comparing the channel transmit power with the level of the required transmit signal. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 성능 저하 서비스를 포함하는 각 위치(17)에 트래픽 레벨을 할당하는 단계와;Assigning a traffic level to each location (17) containing a degraded service; 성능 저하 서비스를 포함하는 위치들에 대한 총 값을 얻기 위해 성능 저하 서비스를 포함하는 모든 위치들에 대한 상기 트래픽 레벨들을 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템에서 서비스 품질을 정량화하는 방법.Quantifying the quality of service in a CDMA cellular telephone system further comprising combining the traffic levels for all locations that include a degraded service to obtain a total value for locations that include a degraded service. How to. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 서비스 영역에 대한 스코어 - 이 스코어는 예상되는 사용자들의 수가 주어진 영역에 대한 문제점들의 퍼센티지를 나타냄 - 를 결정하기 위해, 상기 총 값을 상기 서비스 영역에 대해 예상되는 사용자들의 총 수로 나누는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템에서 서비스 품질을 정량화하는 방법.Dividing the total value by the total number of users expected for the service area to determine a score for the service area, wherein the score indicates a percentage of problems for a given area. Quantifying the quality of service in a CDMA cellular telephone system.
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DE19617440A1 (en) * 1996-05-02 1997-11-13 Deutsche Telekom Mobil Quality presentation method especially for GSM radio network
US6072778A (en) * 1996-08-14 2000-06-06 Motorola, Inc. Method of controlling a communication system

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