KR100897168B1 - Modifying Apparatus of Wireless Network Service Coverage and Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 운용자가 지도상에서 쉽게 안테나 지향점을 수정하여 커버리지를 변경하고 지향점의 위경도와 경사각 등의 관리가 용이한 무선망 서비스 커버리지 변경 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for changing a wireless network service coverage, in which an operator can easily modify an antenna directing point on a map to change coverage and easily manage a latitude and inclination angle of the directing point.
본 발명의 무선망 서비스 커버리지 변경 장치는, 기지국 또는 중계기에 설치된 각 안테나의 정보를 수집하여 데이터베이스부에 저장하는 안테나 정보 수집부와, 상기 안테나의 종류별 방사 패턴을 수집하여 상기 데이터베이스부에 저장하는 방사 패턴 관리부와, 상기 안테나의 위경도와 경사각을 이용하여 지향점을 탐색하고, 상기 지향점을 중심으로 유효 서비스 거리를 산출하는 서비스 거리 산출부와, 상기 안테나의 방사 패턴을 상기 데이터베이스부로부터 획득하고, 상기 서비스 거리 산출부에서 산출한 유효 서비스 거리를 상기 방사 패턴에 적용하여 상기 선택된 안테나의 서비스 커버리지를 예측하는 커버리지 예측부, 그리고 상기 안테나의 상기 지향점이 변경됨에 따라, 상기 지향점의 새로운 위경도, 상기 안테나의 경사각 및 방위각을 산출하여 상기 데이터베이스부에 저장하는 지향점 수정부를 포함한다. The apparatus for changing a wireless network service coverage of the present invention includes: an antenna information collecting unit for collecting information of each antenna installed in a base station or repeater and storing the information in a database; and a radiation collecting and storing the radiation pattern for each antenna type; A pattern manager, a service distance calculator for searching for a directing point using the latitude and inclination angle of the antenna, calculating an effective service distance based on the directing point, and obtaining a radiation pattern of the antenna from the database unit; A coverage predictor for predicting the service coverage of the selected antenna by applying the effective service distance calculated by the distance calculator to the radiation pattern, and as the direction point of the antenna is changed, the new latitude and longitude of the direction point, Calculate tilt angle and azimuth W and includes a modified orientation that is stored in the database unit.
지향점, 커버리지, 방사 패턴, 경사각, 안테나 Point, Coverage, Radiation Pattern, Tilt Angle, Antenna
Description
도 1은 일반적인 안테나의 방사 특성을 설명하기 위한 도이다.1 is a view for explaining the radiation characteristics of a typical antenna.
도 2는 본 발명에 따른 무선망 서비스 커버리지 변경 개념을 설명하기 위한 지형 단면도이다.2 is a cross-sectional view for explaining a wireless network service coverage change concept according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 무선망 서비스 커버리지 변경 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of an apparatus for changing a wireless network service coverage according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 무선망 서비스 커버리지 변경 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of changing a wireless network service coverage according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 무선망 서비스 커버리지 변경 장치100: wireless network service coverage change device
120 : 안테나 정보 수집부 130 : 방사 패턴 관리부120: antenna information collecting unit 130: radiation pattern management unit
140 : 서비스 거리 산출부 150 : 커버리지 예측부140: service distance calculator 150: coverage prediction unit
160 : 지향점 수정부 170 : 지도 서버 구동부160: orientation point correction unit 170: map server drive unit
172 : 지도 서버 174 : 지도 DB172: map server 174: map DB
190 : 데이터베이스부 192 : 안테나 정보 DB190: database unit 192: antenna information DB
194 : 방사 패턴 DB 196 : 커버리지 DB194: Radiation pattern DB 196: Coverage DB
본 발명은 무선망 서비스 커버리지 변경 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 운용자가 지도상에서 쉽게 안테나 지향점을 수정하여 커버리지를 변경하고 지향점의 위경도와 경사각 등의 관리가 용이한 무선망 서비스 커버리지 변경 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for changing a wireless network service coverage, and more particularly, to a wireless network service coverage changing device, in which an operator can easily modify an antenna directing point on a map to change the coverage and easily manage the latitude and inclination angle of the directing point. And to a method.
셀룰러 방식의 이동통신 시스템에서 셀은 기본적인 서비스 단위를 의미하며, 셀 설계 시 기지국에 장착되는 안테나의 위치는 해당 셀에서 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 커버리지를 결정하는 중요한 변수가 된다. 그리고, 기 설정된 기지국 또는 기지국의 연장인 중계기에 설치된 안테나의 지향점과 커버리지를 분석함으로써 서비스의 품질을 개선하고 무선 자원을 최적화하고 있다.In a cellular mobile communication system, a cell means a basic service unit, and the position of an antenna mounted on a base station becomes an important variable for determining coverage for providing a mobile communication service in a corresponding cell. In addition, by analyzing the directing point and the coverage of the antenna installed in the repeater, which is a preset base station or an extension of the base station, the service quality is improved and the radio resources are optimized.
현재, 무선망 서비스 커버리지를 확인하기 위한 방법으로 측정 장비를 이용하는 방법과 시뮬레이션 툴을 이용하여 방법 등이 있다. 측정 방법을 이용하는 방법은 운용자가 커버리지를 분석하고자 하는 곳에서 측정 장비를 기지국과 연계시켜 해당 지역의 커버리지를 확인하는 방법으로, 실제 무선망 상황을 정확하게 반영할 수 있는 이점이 있는 반면, 중계기에 의해 확장된 커버리지는 구분할 수 없는 단점이 있다. 한편, 시뮬레이션 툴을 이용하는 방법은 모든 영역에 대한 커버리지 분석이 가능하므로 측정 장비를 이용한 실측 방법과 달리 이면도로나 건물에 대한 커버리지 분석이 가능한 이점이 있다.Currently, there are methods for using the measurement equipment and methods using the simulation tool as a method for confirming the wireless network service coverage. The method of using the measurement method is to check the coverage of the area by connecting the measurement equipment with the base station at the place where the operator wants to analyze the coverage, which has the advantage of accurately reflecting the actual wireless network situation, Extended coverage is indistinguishable. On the other hand, the method using the simulation tool is possible to analyze the coverage of all areas, unlike the measurement method using the measurement equipment has the advantage that the coverage analysis on the back road or building.
그러나, 안테나의 지향점을 지도상에 표시하여 방위각과 경사각(Tilt angle) 을 찾는 시뮬레이션 툴을 이용함에 있어서, 지도상에 운용자가 선택한 지향점이 표시되지 않아 새로운 지향점을 선택하거나 약간의 위치 수정이 필요한 경우 사용하기 불편한 문제점이 있다.However, when using the simulation tool to find the azimuth and tilt angle by displaying the antenna's direction point on the map, the operator's direction point is not displayed on the map, so it is necessary to select a new direction point or change the position slightly. There is a problem that is inconvenient to use.
본 발명은 이상에서 설명한 문제점 및 단점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 운용자가 지도상에서 쉽게 안테나 지향점을 수정하여 커버리지를 변경하고 위경도와 경사각 등의 관리가 용이한 무선망 서비스 커버리지 변경 장치 및 방법을 제공하는데 그 기술적 과제가 있다. The present invention has been made to solve the problems and disadvantages described above, and provides a wireless network service coverage change device and method that the operator can easily modify the antenna orientation point on the map to change the coverage and easy management of latitude and inclination angle, etc. There is a technical problem.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선망 서비스 커버리지 변경 장치는, 기지국 또는 중계기에 설치된 각 안테나의 정보를 수집하여 데이터베이스부에 저장하는 안테나 정보 수집부와, 상기 안테나의 종류별 방사 패턴을 수집하여 상기 데이터베이스부에 저장하는 방사 패턴 관리부와, 상기 안테나의 위경도와 경사각을 이용하여 지향점을 탐색하고, 상기 지향점을 중심으로 유효 서비스 거리를 산출하는 서비스 거리 산출부와, 상기 안테나의 방사 패턴을 상기 데이터베이스부로부터 획득하고, 상기 서비스 거리 산출부에서 산출한 유효 서비스 거리를 상기 방사 패턴에 적용하여 상기 선택된 안테나의 서비스 커버리지를 예측하는 커버리지 예측부, 그리고 상기 안테나의 상기 지향점이 변경됨에 따라, 상기 지향점의 새로운 위경도, 상기 안테나의 경사각 및 방위각을 산출하여 상기 데이터베이스부에 저장하는 지향점 수정부를 포함한다. In accordance with one aspect of the present invention, there is provided an apparatus for changing a wireless network service coverage, comprising: an antenna information collecting unit configured to collect information of each antenna installed in a base station or repeater and store the information in a database; A radiation pattern management unit for collecting a radiation pattern for each type and storing it in the database unit, a service distance calculation unit for searching a direction point using the latitude and inclination angle of the antenna, and calculating an effective service distance based on the direction point, and the antenna A coverage prediction unit for obtaining a radiation pattern of the antenna from the database unit and applying the effective service distance calculated by the service distance calculator to the radiation pattern to predict a service coverage of the selected antenna, and the orientation point of the antenna is changed According to the point of orientation Pacific Pseudepigrapha also, by calculating the angle of inclination and azimuth angle of the antenna should include a modified orientation, which is stored in the database unit.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선망 서비스 커버리지 변경 방법은, 기지국 또는 중계기에 설치된 각 안테나의 정보 및 상기 안테나의 종류별 방사 패턴을 수집하여 데이터베이스부에 저장하는 제 1단계와, 상기 안테나의 지향점을 이용하여 정보를 산출하는 제 2단계와, 상기 안테나의 방사 패턴을 상기 데이터베이스부로부터 획득하고, 상기 지향점을 이용하여 산출한 유효 서비스 거리를 상기 방사 패턴에 적용하여 상기 선택된 안테나의 서비스 커버리지를 예측하는 제 3단계, 그리고 상기 안테나의 지향점이 변경됨에 따라, 상기 지향점의 새로운 위경도, 상기 안테나의 경사각 및 방위각을 산출하여 상기 데이터베이스부에 저장하는 제 4단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for changing a wireless network service coverage according to an embodiment of the present invention. And obtaining a radiation pattern of the antenna from the database unit and applying an effective service distance calculated using the directing point to the radiation pattern. A third step of predicting service coverage of the selected antenna, and a fourth step of calculating a new latitude and longitude, an inclination angle, and an azimuth angle of the directing point and storing the data in the database unit as the directing point of the antenna is changed. .
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다. Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 기지국 또는 중계기에 설치된 안테나의 서비스 커버리지 지향점을 표시하기 위하여 안테나의 높이, 경사각, 지향 방향(Orientation), 방사 특성 등을 포함하는 정보를 활용하며, 먼저 안테나의 일반적인 방사 특성에 대해 설명하면 다음과 같다.In the present invention, in order to indicate the service coverage direction point of the antenna installed in the base station or repeater, information including the antenna height, tilt angle, orientation, radiation characteristics, and the like is described. As follows.
도 1은 일반적인 안테나의 방사 특성을 설명하기 위한 도이다.1 is a view for explaining the radiation characteristics of a typical antenna.
안테나에서 방사하는 전자기파는 특정 방향으로 빔(10)을 형성하며, 빔(10)은 안테나가 전자기파를 복사 또는 감지할 수 있는 유효 영역을 의미하고, 안테나의 종류에 따라 특정 방향성과 모양을 갖는다. 이러한 빔(10)의 형상을 빔 패턴 또는 방사 패턴이라 하며, 방사 패턴은 안테나로부터 일정하게 떨어진 거리에서 각도 별로 안테나의 전계 강도를 측정하여 연결한 폐곡선으로부터 얻을 수 있다. The electromagnetic wave radiated from the antenna forms a
안테나의 방사 패턴은 메인 로브(main lobe, 12), 사이드 로브(side lobe, 14), 반전력 빔 폭(Half Power Beam Width; HPBW), 널(null, 16) 영역으로 구분된다. 메인 로브(12)는 안테나가 방사하는 방사 패턴 중에서 가장 큰 방사 패턴을 의미하고, 메인 로브(12) 이외의 방사 패턴을 사이드 로브(14)라 한다. 그리고, 메인 로브(12)와 사이드 로브(14) 사이의 방사 패턴이 나타나지 않는 영역을 널 영역(16)이라 한다. 아울러, 반 전력 빔 폭은 최대 빔 방향을 기준으로 하여 좌우로 전력이 반으로 줄어드는 지점까지의 각도를 말한다.The radiation pattern of the antenna is divided into a
이하에서는 상술한 안테나의 방사 특성을 이용하여 보다 쉽게 기지국이나 중계기에 설치된 안테나의 지향점의 커버리지 변경하는 장치 및 방법을 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for easily changing the coverage of the directing point of an antenna installed in a base station or a repeater using the above-described radiation characteristics of the antenna will be described.
도 2는 본 발명에 따른 무선망 서비스 커버리지 변경 개념을 설명하기 위한 지형 단면도이다.2 is a cross-sectional view for explaining a wireless network service coverage change concept according to the present invention.
도 2를 참조하면, 해발고는 기준 해수면으로부터 기지국이 설치되어 있는 건물의 지면까지의 높이이다. 건물고는 안테나가 세워져 있는 건물 자체의 높이이다. 철탑고는 건물 위에 세워진 철탑 자체의 높이이다. 2, the elevation is the height from the reference sea level to the ground of the building where the base station is installed. The height of the building is the height of the building itself on which the antenna is erected. The pylon is the height of the tower itself.
경사각은 안테나가 지상을 내려다 보는 각도로서, 안테나로부터 지표면으로 수직 연장된 지점을 지향점이라 한다. The angle of inclination is the angle at which the antenna looks down to the ground and is referred to as a point of direct extension from the antenna to the ground surface.
해발고 차는 안테나가 설치된 해발고에서 지향점 위경도에서의 해발고를 뺀 값이다. 안테나의 높이는 안테나 자체의 높이에 안테나의 설치 위치에 따라 해발고, 건물고, 철탑고 중 적어도 하나가 더해져 결정되는 값이다.The altitude above sea level is the altitude above sea level minus the altitude above seam latitude. The height of the antenna is a value determined by adding at least one of the elevation, the building, and the steel tower to the height of the antenna itself according to the installation position of the antenna.
안테나로부터 지향점까지의 거리(=d)는 안테나의 높이(건물고+철탑고)와 경사각을 이용하여 수학식 d = tan(90°- 경사각)×안테나 높이로 산출된 값이다.The distance from the antenna to the directing point (= d) is a value calculated using the height of the antenna (building height + steel tower height) and the inclination angle as an equation d = tan (90 °-inclination angle) x antenna height.
본 발명에서는 이와 같이 산출된 지향점을 지도상에 표시하고, 운용자가 지향점을 수정하는 경우, 이에 따라 안테나의 방위각, 경사각이 변경되어 지도상에 표시되고 운용자에게 제공된다. In the present invention, the calculated orientation point is displayed on the map, and when the operator modifies the orientation point, the azimuth and inclination angles of the antenna are changed accordingly and displayed on the map and provided to the operator.
도 3는 본 발명에 따른 무선망 서비스 커버리지 변경 장치의 구성도이다. 3 is a block diagram of a wireless network service coverage change device according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무선망 서비스 커버리지 변경 장치(100)는, 전체적인 동작을 제어하는 제어부(110), 안테나 종류, 높이, 경사각, 지향 방향(Orientation)을 포함하는 정보를 수집하는 안테나 정보 수집부(120), 안테나의 종류별 방사 패턴 특성을 관리하는 방사 패턴 관리부(130), 안테나의 지향점을 탐색하여 이로부터 유효 영역을 판단하는 서비스 거리 산출부(140), 서비스 거리 산출부(140)에서 판단한 유효 영역과 해당 안테나의 방사 패턴을 이용하여 커버리지를 예측하는 커버리지 예측부(150), 운용자가 지도상에서 마우스를 이용하여 안테나 지향점을 조정함에 따라 지향점의 위경도, 안테나의 경사각, 방위각 등을 수정하여 관리하는 지향점 수정부(160), 안테나 커버리지를 지도상에 나타내기 위한 지도 서버(172)를 구동하는 지도 서버 구동부(170), 운용자와 데이터를 송수신하기 위한 인터페이스(180) 및 안테나 정보, 방사 패턴, 예측 커버리지 등을 저장하는 데이터베이스부(190)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
도 3를 참조하여 무선망 서비스 커버리지 커버리지 변경 장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.The configuration of the apparatus for changing a wireless network service coverage coverage will now be described with reference to FIG. 3.
안테나 정보 수집부(120)는 기지국 또는 중계기에 설치된 각 안테나의 설치 위치 정보, 높이, 경사각 및 지향 방향 정보를 수집하여 안테나 정보 DB(192)에 저장한다.The antenna
방사 패턴 관리부(130)는 기지국 또는 중계기에 설치 가능한 모든 안테나의 종류별로 방사 패턴을 수집하여 방사 패턴 DB(194)에 저장하고, 신규 방사 패턴을 갖는 안테나가 설치되는 경우 방사 패턴 DB(194)를 갱신한다.The radiation
서비스 거리 산출부(140)는 커버리지를 예측하고자 하는 적어도 하나의 안테나가 선택됨에 따라, 선택된 안테나의 지향 방향 정보와 경사각 정보를 이용하여 지향점을 탐색한다. 즉, 안테나의 지향 방향으로 안테나에서 지표면에 수직 연장되는 지점을 지향점으로 결정하는 것이다. 일반적으로, 안테나 설치 위치로부터 지향점까지 거리의 2배 정도를 안테나의 대략적인 유효 영역으로 판단한다.As at least one antenna for which coverage is to be predicted is selected, the
커버리지 예측부(150)는 커버리지를 예측하고자 하는 안테나의 방사 패턴을 방사 패턴 DB(194)로부터 획득하고, 서비스 거리 산출부(140)에서 산출한 서비스 거리를 방사 패턴에 적용하여 해당 안테나의 서비스 커버리지를 예측한다.The
이와 같이, 안테나의 서비스 커버리지가 예측된 후에는 지도 서버 구동부(170)는 지도 서버(172)를 구동하고, 안테나의 위치 정보를 지도 서버(172)로 전송한다. 이에 따라, 지도 서버(172)는 지도 DB(174)에서 해당 안테나가 설치된 지역을 포함하는 주변 영역의 지도를 추출하여 표시하고, 제어부(110)는 커버리지 예측부(150)의 처리 결과를 지도 서버 구동부(170)를 통해 지도 서버(172)로 전송하여 추출된 지도 상에 표시하도록 한다.As such, after the service coverage of the antenna is estimated, the
지향점 수정부(160)는 운용자가 마우스를 이용하여 지향점을 변경함에 따라, 변경된 지향점의 위경도를 산출하고, 안테나 지향점의 거리와 경사각 및 방위각을 산출하여 지도상에 표시하고 안테나 정보 DB(192)에 저장한다.The orientation
도 4는 본 발명에 따른 무선망 서비스 커버리지 변경 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a wireless network service coverage change method according to the present invention.
도 4를 참조하면, 무선망 서비스 커버리지 변경 방법은 다음과 같다.Referring to FIG. 4, a method of changing wireless network service coverage is as follows.
본 발명의 무선망 서비스 커버리지 변경을 위해, 기지국 또는 중계기에 설치되어 있는 안테나의 위경도, 높이, 경사각, 방위각 및 방사 패턴 등을 미리 수집하는 과정이 선행되어야 한다.In order to change the wireless network service coverage of the present invention, the process of pre-collecting the latitude, longitude, inclination angle, azimuth angle and radiation pattern of the antenna installed in the base station or the repeater must be preceded.
우선, 안테나의 높이(건물고+철탑고)와 경사각을 이용하여 안테나로부터 지향점까지의 거리(=d)를 하기의 식을 이용하여 산출한다(S401). First, the distance (= d) from the antenna to the directing point using the height (building height + steel tower height) and the inclination angle of the antenna is calculated using the following equation (S401).
위에서 산출된 안테나로부터 지향점까지의 거리를 이용하여 지향점의 좌표, 즉 위경도를 산출한다(S403). The coordinates of the directing point, that is, the latitude and longitude, are calculated using the distance from the antenna to the directing point calculated above (S403).
지도 DB(174)로부터 위에서 산출된 지향점의 좌표, 즉 위경도에 해당하는 해발고를 수집한다(S405). The altitude above sea level corresponding to the coordinates of the orientation point calculated above from the
기 저장된 안테나의 해발고와 위에서 수집한 지향점의 해발고의 차를 산출하 여 지향점을 표시한다(S407). The elevation point is calculated by calculating a difference between the elevation of the antenna stored above and the elevation point collected above (S407).
지도상에 안테나의 지향점을 표시하고, 표시된 지향점을 중심으로 방사 패턴 DB(194)에서 방사 패턴을 불러와 도시한다(S409).The direction point of the antenna is displayed on the map, and the radiation pattern is retrieved and shown from the
무선망 서비스 커버리지 변경 장치의 운용자는 마우스를 이용하여 안테나의 지향점을 변경하여 지도상에 표시한다(S411).The operator of the apparatus for changing the wireless network service coverage changes the orientation point of the antenna using a mouse and displays it on the map (S411).
마지막으로, 변경된 지향점에 대하여 지향점의 위경도, 해발고, 안테나의 경사각, 방위각 등을 산출하며 변경된 정보를 안테나 정보 DB(192)에 저장한다(S413).Finally, the latitude, longitude, elevation of the antenna, azimuth angle, etc. of the directing point are calculated with respect to the changed directing point, and the changed information is stored in the antenna information DB 192 (S413).
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
따라서, 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 무선망 서비스 지향점 수정 장치 및 방법은 운용자가 지도상에서 안테나 지향점을 쉽게 수정하고 위경도와 경사각 등의 관리를 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the apparatus and method for modifying the wireless network service directing point of the present invention as described above has an advantage that the operator can easily modify the antenna directing point on the map and easily manage the latitude and longitude.
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KR20080097061A (en) | 2008-11-04 |
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