KR100931725B1 - 링크 균형 감지 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

WCDMA 시스템에서 순방향 및 역방향의 링크 균형 감지 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 균형 감지 장치는 기지국을 포함한 중계기로부터 단말까지의 경로 손실, 기지국 역방향 수신 신호 강도 및 상수를 산출하는 파라미터 산출부, 단말기의 송신 전력을 측정하는 단말 송신 전력 산출부 및 상기 산출된 경로 손실, 기지국 역방향 수신신호 강도, 상수 및 상기 단말의 송신 전력을 이용하여 링크 균형 지수를 산출하는 링크 균형 지수 산출부를 포함할 수 있다.
링크 균형(Link Balancing)

Description

링크 균형 감지 장치 및 그 방법{Device and Method for Link Balancing Detection}
도 1은 종래의 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 균형 감지 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 균형 감지 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 균형 지수 및 시스템 정보 메시지를 이용한 네트워크 상태를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 단말기 200: 기지국
300: 기지국 제어기 150: 링크 균형 감지 장치
160: 파라미터 산출부 170: 단말 송신 전력 산출부
180: 링크 균형 지수 산출부 190: 링크 균형 상태 정보 제공부
본 발명은 링크 균형 감지 장치 및 그 감지 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기지국을 포함한 중계기 등의 사용지역에서 실제 순방향 및 역방향 커버리지(coverage)에 대한 균형을 검출하는 링크 균형 감지 장치 및 그 감지 방법에 관한 것이다.
이동 통신 환경은 여러 사용자가 같은 시간과 주파수를 공유하여 다른 사용자의 신호는 간섭으로 작용한다. 따라서, 이동 통신 환경은 각각의 사용자에게 최소한의 전력을 할당하며, 통화품질(Quality)를 만족하도록 전력을 조정하는 데 이것을 전력 제어라 한다.
도 1은 종래의 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전력 제어에는 순방향 전력제어(Forward Link Power Control) 및 역방향 전력제어(Reverse link Power Control)가 있다. 여기서 순방향 전력제어는 기지국(200)에서 단말기(100)로 송신하는 전력의 크기를 조절하는 것이고, 역방향 전력제어는 반대로 기지국(200)에서 수신된 신호를 기초로 하여 기지국(200)이 단말기(100)의 송신 전력의 크기를 조절하게 하는 것이다.
기지국(200)에서 수행되는 순방향 전력 제어는 단말기(100)가 순방향에서 수신된 신호를 이용하여 피드백으로 송신한 수신상태 신호를 이용하여 기지국(200)이 순방향 송신 전력을 변경하는 것이다.
단말기(100)에서 수행되는 역방향 전력 제어는 기지국(200)에서 단말기(100)로부터 수신된 신호의 Eb/No(Energy of Bit/ Noise of Others)를 측정하여 미리 설정된 Eb/No 임계값과 비교하고, 제어신호를 전송하여 단말기(100)에서 역방향 송신 전력을 변경하는 것이다.
또한, 전력 제어에는 도 1에서 도시된 바와 같이, 개방 루프 전력 제어와 폐쇄 루프 전력 제어가 있다.
개방 루프 전력 제어(Open Loop Power Control)는 호(call)가 처음 시작될 때 단말기(100)가 역방향으로 송출할 신호 전력을 정할 때 이용한다.
개방 루프 전력 제어는 순방향 링크와 역방향 링크의 특성이 비슷할 것이라는 가정하에 수행되며, 기지국으로부터 미리 설정된 송신 전력의 신호를 단말기가 수신하고, 수신된 신호를 분석하고 기지국에서 설정된 송신 전력 정보를 추출하여 이에 상응하는 송신 전력을 설정하는 것이다. 이 경우, 전력 제어의 흐름이 순환되지 않기 때문에 개방 루프 전력 제어라고 명명한다.
폐쇄 루프 전력 제어(Closed Loop Power Control)는 트래픽 상태가 된 후에 단말기(100)가 기지국(200)에 신호를 송신하면, 기지국(200)은 수신된 신호를 미리 설정된 임계값(threshold)와 비교하고, 기지국이 이에 따라서 단말의 송신전력 레벨을 조절하도록 명령을 내리는 것을 반복하여 전력 제어의 흐름이 단말기(100), 기지국(200) 및 기지국 제어기(300)사이에서 순환하게 되는 것이다. 폐쇄 루프 전력 제어에는 내부 루프 전력 제어 및 외부 루프 전력 제어가 있다.
내부 루프 전력 제어는 기지국(200)에서 단말기(100)로부터 수신한 신호의 Eb/No를 예측하고 Eb/No 임계값과 비교해서 전력 제어 신호를 결정한다.
기지국(200)은 단말기(100)로부터 수신된 신호의 Eb/No를 평가하고, 평가된 Eb/No값이 Eb/No 임계값과 비교해서 단말기(100)에게 전력 제어 명령 신호를 송신한다. 단말기(100)는 전력 제어 명령 신호에 의해 만약 수신된 Eb/No가 미리 설정된 전력 제어 Eb/No 임계값보다 큰 경우, 송신 전력을 낮추며, 그 반대의 경우에는 송신 전력을 높인다.
외부 루프 전력 제어는 기지국(200)과 기지국 제어기(300)에서 전력 제어를 위하여 Eb/No 임계값을 조절하는 것이다.
기지국 제어기(300)는 기지국(200)에서 단말기(100)로부터 수신된 트래픽 채널 프레임을 수신한다. 기지국 제어기(300)는 수신된 트레픽 채널 프레임의 프레임 에러율(frame error rate)을 확인하고, 이에 상응하여 전력 제어 Eb/No 임계값을 조절하여 단말기(100)의 송신 전력을 조절한다.
예를 들면, 기지국 제어기(300)는 단말기(100)로부터 전송된 트레픽 채널 프레임의 프레임 에러율이 높은 경우, 기지국에서 설정된 전력 제어 Eb/No 임계값을 높이는 제어신호를 전송한다. 기지국(200)은 전력 제어 Eb/No 임계값을 높이고, 단말기(100)로부터 수신된 신호의 Eb/No가 높아진 전력 제어 Eb/No 임계값보다 낮은 경우, 단말기(100)로 송신 전력을 증가시키라는 제어 신호를 전송한다.
상술한 바와 같이, 채널(전파환경)의 변화에 따라서 기지국에서 전력 제어를 위하여 미리 설정된 전력제어 Eb/No 임계값을 조절하는 것이 외부 루프 전력제어이다.
한편, CDMA(Code Division Multi Access) 시스템의 경우 회귀상수를 정의하고, 이때 개방 루프 전력 제어시의 단말의 전력 값과 내부 루프 전력 제어시의 단말의 전력값에 대한 차이를 링크 균형 지수(Tx_adj)로 정의하고, 링크에 대한 균형 상태를 점검하였다.
단말에서 초기 전력 설정이 이루어진 후 기지국에서는 수신 신호의 질(Quality)를 측정해서 역방향 링크(Reverse Link)의 전력을 제어하게 된다.
단말에서의 초기 전력의 경우는 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 기본으로 설정하여 실제 다른 셀의 간섭이나 자기 셀의 간섭에 대해서 모든 것이 포함되어 있으므로 정확한 전력이 셋팅(setting)되는 것이 아니고, 실제 폐쇄 루프 전력 제어가 이루어질 때 정확한 역방향 링크(reverse link)의 품질을 알 수 있다.
따라서 링크 균형 지수(Tx_adj)는 개방 루프 전력 제어시의 단말의 전력 값과 폐쇄 루프 전력 제어시의 단말의 전력 값과의 차이 값을 나타낸다.
현재 WCDMA(Wide Code Division Multi Access)시스템에서 단말기(100)는 특별히 링크 균형에 대한 감지 장치가 없는 상태이다.
WCDMA의 경우 시스템 정보 블록(System Information Block)을 통하여 기지국에서 송출하는 CPICH(Common Pilot Channel)의 전력을 단말로 알려주며, 단말은 이 정보를 기반으로 경로 손실(Path loss)을 계산할 수 있다.
그러나 실제 현장(Field)에서는 특히 중계기의 경우 실제 시스템 정보 블록으로 송출되는 CPICH의 값이 각 노드(Node)에서 안테나를 통해서 송출하는 값과 맞 지 않게 운용되고 있다. 즉 중계기는 커버리지(coverage)에 대한 확장성 때문에 실제 전력보다 높게 혹은 낮게 송출하는 경우가 많으며, 중계기가 캐스캐이드(cascade) 형태로 연결될 경우 몇 개의 중계기가 연결되었느냐에 따라서 순방향(Forward) 전력에 대한 이득(Gain)값이 다르게 설정되어 운용된다.
따라서, 운용중인 장비에 대한 검증이 신속하게 진행되기 어려우며, 무조건 현장에 가서 전력에 대한 보정이 이루어져야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실제 현장에서 측정 장비를 통해서 측정하지 않아도 링크 균형을 검출할 수 있는 링크 균형 감지 장치 및 그 감지 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 중계기 셋업(setup) 및 보정(calibration) 상태의 점검과 기지국 또는 중계기 수신단의 열화 및 경로 손실에 대한 점검이 가능하여 운용 장비를 쉽게 운용 및 문제 해결(trouble shooting)이 가능한 링크 균형 감지 장치 및 그 감지 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 트래픽(Traffic) 상태에서 링크 균형 지수(Tx_Adj 값)을 산출하여 링크 균형에 대해서 정의할 수 있는 링크 균형 감지 장치 및 그 감지 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, WCDMA 시스템에서 순방향 및 역방향 링크의 균형을 감지하는 장치가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 링크 균형 감지 장치는 기지국을 포함한 중계기로부터 단말까지의 경로 손실, 기지국 역방향 수신 신호 강도 및 상수를 산출하는 파라미터 산출부, 단말기의 송신 전력을 측정하는 단말 송신 전력 산출부 및 상기 산출된 경로 손실, 기지국 역방향 수신신호 강도, 상수 및 상기 단말의 송신 전력 을 이용하여 링크 균형 지수를 산출하는 링크 균형 지수 산출부를 포함하되, 상기 링크 균형 지수는 다음 수식 (1)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 링크 균형 감지 장치.
링크 균형 지수(Tx_adj) = 단말 송신 전력 + 경로 손실(Path Loss) - 기지국 업링크 수신 신호 강도(Node-B UL RSSI) + 상수(Tx Constant) ---- 수식 (1)
여기서, 상기 경로 손실 값은 상기 기지국 또는 중계기와 상기 단말기간의 무선 통신시 발생하는 전파 손실을 나타내는 값이고, 기지국 역방향 수신 신호 강도는 기지국에서 역방향 수신 신호 강도를 나타내는 값이며, 상수는 기지국 수신 단에서 필요로 하는 잡음 신호 이하의 최소한의 신호 레벨임.
본 발명의 다른 측면에 따르면, WCDMA 시스템에서 순방향 및 역방향 링크의 균형을 감지하는 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 링크 균형 감지 방법은 기지국과 단말기 사이의 경로 손실 값 및 상기 기지국 역방향 수신 신호 강도을 산출하는 단계, 단말기의 송신 전력을 산출하는 단계 및 상기 산출된 경로 손실 값, 상기 기지국 역방향 수신 신호 강도 및 상기 단말기의 송신 전력 값을 이용하여 링크 균형 지수를 산출하는 단계를 포함하되, 상기 링크 균형 지수는 다음 수식 (1)에 의해 산출될 수 있다.
링크 균형 지수(Tx_adj) = 단말 송신 전력 + 경로 손실(Path Loss) - 기지국 역방향 수신 신호 강도(Node-B UL RSSI) + 상수(Constant) ---- 수식 (1)
여기서, 상기 경로 손실은 상기 기지국 또는 중계기와 상기 단말기간의 무선 통신시 발생하는 전파 손실을 나타내는 값이고, 기지국 역방향 수신 신호 강도는 기지국에서 역방향 수신 신호 강도를 나타내는 값이며, 상수는 기지국 수신 단에서 필요로 하는 잡음 신호 이하의 최소한의 신호 레벨임.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일 치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 균형 감지 장치의 구성 블록도이다.
도 2를 참조하면, 링크 균형 감지 장치(150)는 링크 균형 지수 산출부(160), 및 링크 균형 상태 정보 제공부(170)를 포함한다.
본 발명에 따른 링크 균형 감지 장치(150)는 단말기(100)에 포함되어 구성될 수 있다.
링크 균형 감지 장치(150)는 기지국을 포함한 중계기로부터 단말까지의 경로 손실(Path Loss), 기지국 역방향 수신신호 강도 및 상수(Constant) 값을 산출하는 파라미터 산출부(160), 단말의 송신 전력을 측정하는 단말 송신 전력 산출부(170), 산출된 경로 손실, 기지국 역방향 수신신호 강도, 상수 및 단말의 송신 전력 값을 이용하여 링크 균형 지수(Tx_adj)을 산출하는 링크 균형 지수 산출부(180) 및 산출된 링크 균형 지수를 이용하여 링크 균형 정보를 제공하는 링크 균형 정보 제공부(190)를 포함한다.
파라미터 산출부(160)는 기지국을 포함한 중계기로부터 단말까지의 경로 손실(Path Loss), 기지국 역방향 수신신호 강도 및 상수(Constant) 값을 산출한다.
파라미터 산출부(160)는 경로 손실 값을 다음 수식 (2)을 이용하여 산출한다.
경로 손실 = RSCP - Node-B CPICH Tx PWR ---- 수식 (2)
여기서, RSCP(Received Signal Code Power)는 단말의 수신 신호 코드 전력 값이며, Node-B CPICH Tx PWR는 기지국에서 송신하는 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel)의 송신 전력 값(Node-B CPICH Tx PWR)이다.
이는 기지국에서 미리 설정된 송신 전력(Node-B CPICH Tx PWR)으로 공통 파일럿 채널을 송신하고, 단말기에서 수신된 감도 값을 비교하여 무선 경로에서 어느 정도의 전파 손실이 있는지 측정하는 것이다.
링크 균형 지수 산출부(160)는 단말이 휴면(idle) 상태인 경우에는 시스템 정보 블록(SIB, System Information Block) 예를 들면, SIB #11에서 송신 전력(Node-B CPICH Tx PWR) 정보를 추출하거나 단말이 통화(Traffic) 상태에서는 수신한 측정 제어 메시지(Measurement Control Message)에서 송신 전력(Node-B CPICH Tx PWR) 정보를 추출하여 경로 손실 값을 산출할 수 있다.
파라미터 산출부(160)는 기지국 역방향 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 값 즉, 수신 신호 강도를 나타내는 값을 산출한다.
파라미터 산출부(160)는 기지국에서 단말로부터 수신한 수신 신호 강도을 기지국에서 시스템 정보 블록을 통하여 단말로 송신해 줌으로 단말에서 산출할 수 있다.
파라미터 산출부(160)는 단말이 휴면(Idle) 상태의 경우 시스템 정보 블록(SIB)를 통해 기지국에서 수신한 신호의 강도을 산출할 수 있다.
하지만, 파라미터 산출부(160)는 단말이 통화(Traffic) 상태인 경우에는 시스템 정보 블록을 수신할 수 없기 때문에 기지국에서의 수신신호 강도을 산출할 수 없다.
이와 같은 경우, 파라미터 산출부(160)는 현장에서의 기지국의 상태, 무선 환경 상태 등을 고려하여 설계자 또는 이동 통신 시스템 운용자에 의해 기지국 역방향 RSSI를 미리 설정할 수 있다.
파라미터 산출부(160)는 단말이 통화(Traffic) 상태인 경우, 기지국 역방향 UL RSSI를 예를 들면, -103dBm으로 미리 설정할 수 있다.
파라미터 산출부(160)는 다음 수식 (3)을 이용하여 상수를 계산할 수 있다. 상수(constant) 값은 기지국 수신 단에서 필요로 하는 잡음 신호 이하의 최소한의 신호 레벨로, 이는 링크 균형을 위하여 역방향 상의 기지국에서 복조를 한 이후로 설정된 BLER(에러율)을 만족하게 되는 단말 송신 출력 설정을 위하여 필요한 값이다.
Constant = Processing Gain-{Required Eb/No + Margin}
= Processing Gain-{Required UL SIR × Beta Ratio}-- 수식 (3)
Processing Gain 값은 주파수 대역 범위 대 데이터 전송 효율의 비율 값으로 다음 수식 (3)에 의해 산출될 수 있다.
Processing Gain = 20 log (W/R) ---- 수식 (4)
여기서, W는 주파수 대역 범위(Bandwidth)를 나타내며, R은 데이터전송효율(Data Rate)을 나타낸다.
Required Eb/No 값은 시스템 및 단말 구현 시 필요한 기저 대역(Baseband)신호 상의 Bit당 에너지이며, 예를 들면, WCDMA 시스템에서는 5dB로 지정될 수 있다.
Margin 값은 시스템 및 단말 구현시 필요한 기저 대역 신호 상의 비트 당 에너지에 대한 여유(margin) 값이며, 시스템 및 단말 환경에 따라 달리 설정될 수 있다.
Beta Ratio 값은 사용자의 데이터와 시그널링 데이터의 전력 비교 값을 나타내는 값이다.
역방향 Required SIR 값은 역방향 무선 환경상의 잡음 대비 신호의 레벨 값이다.
파라미터 산출부(160)는 현장에서의 이동 통신 서비스의 종류 예를 들면, 영상 통화 서비스 또는 데이터 이용 서비스 등에 따라, 또는 모포로지별 측정 결과를 활용한 시뮬레이션을 통하여 요구 상향 링크 SIR(Signal to Interference Ratio)값을 미리 설정할 수 있다.
파라미터 산출부(160)는 각 서비스의 SF(spreading Factor) 별로 상향 링크 SIR(Signal to Interference Ratio)의 측정 결과를 시뮬레이션한 분포 곡선을 활용하여 미리 설정된 범위 예를 들면, 10%가 불량인 경우의 기준 값을 요구 역방향 SIR(Signal to Interference Ratio)값을 설정할 수 있다.
파라미터 산출부(160)는 예를 들면, SF=64인 음성 통화 서비스인 경우 상향 링크 SIR(Signal to Interference Ratio)의 분포 곡선 활용하여 10%가 불량인 경우의 기준 값인 3.5dB을 요구 역방향 SIR(Signal to Interference Ratio)값을 설정할 수 있다.
또한, 파라미터 산출부(160)는 예를 들면, SF=16인 영상 통화 서비스 또는 패킷 서비스 64kbps인 경우 상향 링크 SIR(Signal to Interference Ratio)의 분포 곡선(520)을 활용하여 10%가 불량인 경우의 기준 값인 6dB을 요구 상향 링크 SIR(Signal to Interference Ratio)값을 설정할 수 있다.
파라미터 산출부(160)는 링크 균형 지수를 산출하기 위하여 상술한 수식 (1) 내지 수식 (3)을 이용하여 경로 손실 값, 기지국 역방향 수신 신호 강도(Node-B UL RSSI) 및 상수(Constant) 값을 산출한다.
단말 송신 전력 산출부(170)는 단말기에 연동되거나 포함되어 단말의 송신 전력 측정 모듈을 통하여 단말의 송신 전력을 측정한다.
링크 균형 지수 산출부(180)는 산출된 경로 손실, 기지국 역방향 수신신호 강도, 상수 및 단말의 송신 전력값을 이용하여 링크 균형 지수(Tx_adj)를 산출한다.
링크 균형 지수는 다음 수식 (1)에 의해 산출될 수 있다.
링크 균형 지수(Tx_adj) = 단말 송신 전력 - (기지국 역방향 수신 신호 강도 - 경로 손실(Path Loss) + 상수(Constant)) ---- 수식 (1)
여기서, 상수는 기지국 수신 단에서 필요로 하는 잡음 신호 이하의 최소한의 신호 레벨로, 이는 링크 밸런싱을 위하여 역방향 상의 기지국에서 복조를 한 이후로 설정된 BLER(에러율)을 만족하게 되는 단말 송신 출력 설정을 위하여 필요한 값이다.
링크 균형 상태 정보 제공부(190)는 산출된 링크 균형 지수(Tx_adj)을 분석하여 링크 균형 정보를 기지국 제어기(300)를 통하여 시스템 운용서버(미도시)에 제공한다.
기지국 제어기(300)는 수신한 링크 균형 상태 정보를 이용하여 기지국(200) 또는 중계기의 전송 이득을 조절하여 효율적인 전력 제어를 할 수 있으며, 시스템 운용 서버는 수신한 링크 균형 상태 정보를 이용하여 중계기 셋업(setup) 및 보정(calibration) 상태의 점검과 기지국(200) 또는 중계기 수신단의 열화 및 경로 손실에 대한 점검이 가능하여 시스템을 효율적으로 운용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 균형 감지 장치에서 링크 균형 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 링크 균형 감지 장치(150)는 WCDMA 시스템에서 링크 균형 감지를 파악하기 위한 링크 균형 지수(Tx_adj)를 산출한다.
우선 단계 S310에서, 링크 균형 감지 장치(150)는 기지국을 포함한 중계기로부터 단말까지의 경로 손실 값, 기지국 역방향 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 값 및 상수(Constant) 값을 산출한다.
링크 균형 감지 장치(150)는 경로 손실 값을 상술한 바와 같이 수식 (2)을 이용하여 산출할 수 있다.
링크 균형 감지 장치(150)는 기지국 역방향 수신신호 강도을 단말이 휴면(Idle) 상태의 경우 시스템 정보 블록(SIB)를 통하여 파악할 수 있으나, 단말이 통화(Traffic) 상태인 경우에는 시스템 정보 블록을 수신할 수 없기 때문에 현장에서의 기지국의 상태, 무선 환경 상태 등을 고려하여 기지국 역방향 RSSI를 링크 균형 지수 산출을 위해 미리 설정할 수 있다.
링크 균형 감지 장치(150)는 상술한 수식 (3)을 이용하여 상수를 계산할 수 있다. 상수(constant) 값은 기지국 수신 단에서 필요로 하는 잡음 신호 이하의 최소한의 신호 레벨로, 이는 링크 균형을 위하여 역방향 상의 기지국에서 복조를 한 이후로 설정된 BLER(에러율)을 만족하게 되는 단말 송신 출력 설정을 위하여 필요한 값임은 앞서 설명한 바와 같다.
단계 S320에서, 링크 균형 감지 장치(150)는 단말의 송신 전력 값을 산출한다.
상술한 바와 같이, 링크 균형 감지 장치(150)는 단말기에 연동되거나 포함되어 단말기의 송신 전력 측정 모듈을 통하여 단말의 송신 전력을 측정한다.
단계 S330에서, 링크 균형 감지 장치(150)는 수식 (1)에 산출된 경로 손실, 기지국 역방향 수신신호 강도, 상수 및 단말의 송신 전력값을 대입하여 링크 균형 지수(Tx_adj)를 산출한다.
단계 S340에서, 링크 균형 감지 장치(150)는 산출한 링크 균형 지수를 분석하여 링크 균형 정보를 기지국 제어기(300)를 통하여 시스템 운용서버에 제공한다.
링크 균형 감지 장치(150)는 산출한 링크 균형 지수를 이용하여 순방향 링크에 대한 균형 정도에 대한 판단이 가능하며, 이를 이용하여 기지국 또는 중계기 수신단의 열화 및 경로 손실에 대한 점검이 가능하다.
기지국 제어기(300)는 링크 균형 감지 장치(150)로부터 수신한 링크 균형 상태 정보를 이용하여 기지국(200) 또는 중계기의 전송 이득을 조절하여 효율적인 전력 제어를 할 수 있다.
또한, 시스템 운용 서버는 수신한 링크 균형 상태 정보를 이용하여 중계기 셋업(setup) 및 보정(calibration) 상태의 점검과 기지국(200) 또는 중계기 수신 단의 열화 및 경로 손실에 대한 점검이 가능하여 시스템을 효율적으로 운용할 수 있으며, 문제 해결(troble shooting)이 가능하다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 균형 지수를 이용한 네트워크 상태를 설명하기 위한 도면이다.
시스템 운용서버는 도 4에 도시된 바와 같이, 링크 균형 감지 장치(150)로부터 링크 균형 지수 정보에 상응하는 링크 균형 상태 정보를 수신할 수 있다. 링크 균형 지수는 0인 경우가 가장 이상적인 경우이며, 링크 균형 지수가 0보다 큰 경우와 작은 경우로 나누어 도 4에 도시된 바와 같이 네트워크 상태를 예측할 수 있다.
링크 균형 지수는 이론적으로 또한 실험 결과, 기지국 로딩이 없는 경우, 0에 수렴한다. 따라서, 기지국의 호가 늘어나게 되면, 링크 균형 지수는 0보다 크게 되며, 실험 결과, 순수하게 호에 의한 링크 균형 지수의 증가는 예를 들면, 약 7dB 이내로 예상될 수 있다.
도 4를 참조하면, 링크 균형 지수가 0보다 큰 경우에는 링크 평형에 있어서 기지국에서 역방향 경로의 열화 점검이 필요하다. 또한, 링크 균형 지수가 0보다 큰 경우에는 중계기에서 역방향 경로 열화 점검이 필요하여 중계기의 순방향 오버 세팅(Over Setting)의 점검이 필요하다.
링크 균형 지수가 0보다 큰 경우는 측정된 단말 송신 전력 값이 정상 조건의 송신 전력 값보다 커진 경우이며, 이는 역방향 경로 즉, 기지국 수신 단이 열화되어 단말기는 계속해서 높은 전력을 송신해야 하기 때문이다.
여기서, 링크 균형 지수가 기지국 또는 중계기 운용시 미리 설정된 기준값 예를 들면, +10dB 이상인 경우에는 측정된 기지국 또는 중계기를 고장이라고 진단할 수 있다.
또한, 링크 균형 지수가 0보다 작은 경우에는 링크 평형에 있어서 기지국에서 순방향 경로의 열화 점검이 필요하다. 링크 균형 지수가 0보다 작은 경우에는 중계기에서 순방향 경로 열화 점검이 필요하여 중계기의 역방향 오버 세팅(Over Setting)의 점검이 필요하다.
링크지수가 0보다 작은 경우는 측정된 단말 송신 전력 값이 정상 조건의 송신 전력 값보다 상대적으로 작아진 경우이며, 이는 순방향 경우, 즉 기지국 송신 단이 열화되어 단말기에서 상대적으로 큰 신호를 수신하기 때문이다.
여기서, 링크 균형 지수가 기지국 또는 중계기 운용시 미리 설정된 기준값 예를 들면, -10dB 이상인 경우에는 측정된 기지국 또는 중계기를 고장이라고 진단 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기지국을 포함한 RRH/중계기 등의 사용지역에서 실제 순방향 전력 및 역방향 전력을 통해서 순방향 및 역방향 커버리지에 대한 링크 균형을 검출할 수 있고, 실제 필드에서 측정 장비를 통해서 측정하지 않아도 링크 균형을 검출할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 중계기 셋업(setup) 및 보정(calibration) 상태의 점검과 기지국 또는 중계기 수신단의 열화 및 경로 손실에 대한 점검이 가능하여 운용 장비를 쉽게 운용 및 문제 해결(troble shooting)이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 목적은 트래픽(Traffic) 상태에서 링크 균형 지수(Tx_Adj 값)을 산출하여 순방향 커버리지의 과도 혹은 축소에 대해서 정의할 수 있는 장점이 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 지식 관리 시스템의 실시 예를 통하여 상세하게 기술하였지만, 그 내용은 하기 청구범위에 기술된 본 발명의 분야에만 한정되지 않는다. 또한, 상기 기술 분야에 있어서, 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 범위 내에서 이를 다양하게 변경하거나 수정하는 것이 자명할 것이다.

Claims (9)

  1. WCDMA 시스템에서 순방향 및 역방향 링크의 균형을 감지하는 장치에 있어서,
    기지국으로부터 단말기까지의 경로 손실, 기지국 역방향 수신 신호 강도 및 상수를 산출하는 파라미터 산출부-여기서, 상기 기지국 역방향 수신 신호 강도는 상기 단말기가 아이들 상태에서는 상기 기지국으로부터 시스템 정보 블록(SIB)을 이용하여 수신하고, 상기 단말기가 트래픽 상태에서는 현장 측정 결과를 이용하여 미리 설정됨-;
    상기 단말기의 송신 전력을 측정하는 단말 송신 전력 산출부; 및
    상기 산출된 경로 손실, 기지국 역방향 수신신호 강도, 상수 및 상기 단말기의 송신 전력을 이용하여 링크 균형 지수를 산출하는 링크 균형 지수 산출부를 포함하되,
    상기 링크 균형 지수 산출부는 다음 수식 (1)에 의해 상기 링크 균형 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 링크 균형 감지 장치.
    링크 균형 지수(Tx_adj) = 단말기 송신 전력 + 경로 손실(Path Loss) - 기지국 역방향 수신 신호 강도(Node-B UL RSSI) + 상수(Tx Constant) ---- 수식 (1)
    여기서, 상기 경로 손실은 상기 기지국과 상기 단말기간의 무선 통신시 발생하는 전파 손실을 나타내는 값이고, 상기 기지국 역방향 수신 신호 강도는 상기 기지국에서 역방향 수신 신호 강도를 나타내는 값이며, 상기 상수는 상기 기지국 수신 단에서 필요로 하는 잡음 신호 이하의 최소한의 신호 레벨임.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단말기가 트래픽 상태에서 상기 기지국 역방향 수신 신호 강도는 -103dBm 인 것을 특징으로 하는 링크 균형 감지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경로 손실은 상기 단말기의 RSCP(Received signal Code Power) 값에서 기지국의 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel)의 송신 전력 값을 차감하여 산출하되,
    상기 기지국의 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel)의 송신 전력 값은 상기 단말기가 아이들 상태에서는 기지국으로부터 시스템 정보 블록(SIB)을 이용하여 수신하고, 상기 단말기가 트래픽 상태에서는 측정 제어 메시지(Measurement Control Message)를 통하여 수신하는 것을 특징으로 하는 링크 균형 감지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 링크 균형 지수를 분석하여 상기 순방향 및 역방향 링크의 균형 상태 정보를 시스템 운용 서버로 전달하는 링크 균형 상태 정보 제공부를 더 포함하는 링크 균형 감지 장치.
  6. WCDMA 시스템에서 순방향 및 역방향 링크의 균형을 감지하는 방법에 있어서,
    기지국과 단말기 사이의 경로 손실 및 기지국 역방향 수신 신호 강도를 산출하는 단계-상기 기지국 역방향 수신 신호 강도는 상기 단말기가 아이들 상태에서는 상기 기지국으로부터 시스템 정보 블록(SIB)을 이용하여 수신하여 산출하거나, 상기 단말기가 트래픽 상태에서는 현장 측정 결과를 이용하여 미리 설정됨-;
    상기 단말기의 송신 전력을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 경로 손실, 상기 기지국 역방향 수신 신호 강도 및 상기 단말기의 송신 전력을 이용하여 링크 균형 지수를 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 링크 균형 지수를 산출하는 단계는 다음 수식 (1)에 의해 상기 링크 균형 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 링크 균형 감지 방법.
    링크 균형 지수(Tx_adj) = 단말기 송신 전력 + 경로 손실(Path Loss) - 기지국 역방향 수신 신호 강도(Node-B UL RSSI) + 상수(Tx Constant) ---- 수식 (1)
    여기서, 상기 경로 손실은 상기 기지국과 상기 단말기간의 무선 통신시 발생하는 전파 손실을 나타내는 값이고, 상기 기지국 역방향 수신 신호 강도는 상기 기지국에서 역방향 수신 신호 강도를 나타내는 값이며, 상기 상수는 상기 기지국 수신 단에서 필요로 하는 잡음 신호 이하의 최소한의 신호 레벨임.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기지국과 단말기 사이의 경로 손실 및 상기 기지국 역방향 수신 신호 강도를 산출하는 단계에서
    상기 경로 손실은 단말기의 RSCP(Received signal Code Power) 값에서 기지국의 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel)의 송신 전력 값을 차감하여 산출하되,
    상기 기지국의 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel)의 송신 전력 값은 상기 단말기가 아이들 상태에서는 기지국으로부터 시스템 정보 블록(SIB)을 이용하여 수신하고, 상기 단말기가 트래픽 상태에서는 측정 제어 메시지(Measurement Control Message)를 통하여 수신하는 것을 특징으로 하는 링크 균형 감지 방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 링크 균형 지수를 분석하여 상기 순방향 및 역방향 링크의 균형 상태 정보를 시스템 운용 서버로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 균형 감지 방법.
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