KR100955130B1 - 로컬리티를 이용한 셀 설계 방법 및 장치 - Google Patents

로컬리티를 이용한 셀 설계 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면 셀 설계 방법이 제공된다. 상기 방법은 디지털 지도 상에 적어도 하나의 기지국을 설정하는 단계; 상기 디지털 지도 상에 적어도 하나의 로컬리티를 설정하는 단계; 및 상기 로컬리티에 기초하여 상기 기지국의 사이트 구성값를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
셀 설계, 디지털 지도, 로컬리티, 사이트 구성값

Description

로컬리티를 이용한 셀 설계 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CELL PLANNING USING LOCALITY}
본 발명은 이동통신망의 셀 설계(Cell Planning)에 관한 것으로서, 자세하게는 디지털 지도 상에 설정된 로컬리티(locality)를 이용하여 기지국의 사이트 구성값을 산출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
셀 설계란 이동통신망을 소정의 지역 내에 구축함에 있어서, 해당 지역의 지형, 통신량 등 다양한 인자에 기초하여 해당 지역 내에 설치될 기지국의 개수, 위치 및 사이트 구성값(기지국의 섹터 안테나의 방위, 기울기, 높이 등)을 정하는 방법을 말한다. 이동통신망 구축에 있어서 셀 설계의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 셀 설계가 잘못될 경우, 중요한 통신자원의 낭비로 이어질 뿐만 아니라 이동통신 서비스의 품질이 불필요하게 저하될 가능성이 매우 높기 때문이다.
종래의 셀 설계 방법으로는 노미널 셀 설계(nominal cell planning) 방법 및 트래픽 데이터를 이용한 자동 셀 설계(automatic cell planning) 방법 등이 있다. 노미널 셀 설계 방법의 경우, 셀 설계자는 우선 이동통신사업자의 요구 사항에 따라 기지국들의 개수 및 위치를 결정한다. 그 이후, 셀 설계자는 해당 위치에서의 기지국들의 사이트 구성값을 임의로 설정하고 설정된 사이트 구성값에 따라 시뮬레이션을 수행하는 절차를 반복적으로 수행하여 최적의 사이트 구성값들을 구하게 된다. 그러나, 종래의 노미널 셀 설계 방법은 셀 설계자의 개인적인 경험 및 노하우에 지나치게 의존하게 되며, 셀 설계자가 초보자인 경우 최적의 사이트 구성값들을 구하는데 수많은 반복 작업이 필요할 수 있다.
한편, 트래픽 지도를 이용한 자동 셀 설계 방법은 지역 블록별로 통신 트래픽 량을 나타내는 트래픽 지도를 이용하여 이동통신망의 기지국의 개수, 위치 및 출력 등을 구하는 방법이다. 그러나, 트래픽 지도는 트래픽 데이터의 특성상 일반적으로 매우 큰 지역 블록으로 나누어지기 때문에, 트래픽 지도를 이용하여 기지국의 개수, 위치 및 출력뿐만 아니라 기지국 각각의 최적 사이트 구성값(즉, 기지국의 방위, 기울기, 높이 등)을 구하는 데는 어려움이 많으며, 아직 이러한 방법은 제안되어 있지 않다.
또한, 실제 설 설계시, 기지국의 개수, 위치 등은 기지국의 설치 비용 등 다양한 고려사항으로 인하여 이동통신사업자에 의해 미리 정해지고, 이렇게 정해진 기지국의 위치에서 최적의 사이트 구성값을 구하는 방식으로 셀 설계가 이루어지는 경우가 상당히 많다. 그러나, 전술한 바와 같이 트랙픽 지도를 이용하여 자동으로 기지국 각각의 최적의 사이트 구성값을 구하는 방법은 아직 제안되어 있지 않으며, 이에 따라 트래픽 지도를 이용한 자동 셀 설계 방법의 활용범위는 매우 제한적이다.
본 발명은 디지털 지도 상에 설정된 로컬리티를 이용하여 기지국의 사이트 구성값을 산출하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 셀 설계 방법이 제공된다. 상기 방법은 디지털 지도 상에 적어도 하나의 기지국을 설정하는 단계; 상기 디지털 지도 상에 적어도 하나의 로컬리티를 설정하는 단계; 및 상기 로컬리티에 기초하여 상기 기지국의 사이트 구성값를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 기지국 구성값은 상기 기지국의 섹터 안테나의 방위, 기울기 및 높이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 기지국의 사이트 구성값을 산출하는 단계는 상기 로컬리티의 방위에 기초하여 상기 기지국의 제1 섹터 안테나의 방위를 산출하는 단계, 상기 제1 섹터 안테나의 방위에 기초하여 상기 기지국의 제2 섹터 안테나의 방위를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 기지국의 사이트 구성값을 산출하는 단계는 상기 기지국의 섹터 안테나와 상기 로컬리티 간의 거리를 구하는 단계; 및 상기 거리에 기초하여 상기 섹터 안테나의 기울기를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 기지국의 사이트 구성값을 산출하는 단계는 상기 적어도 하나의 기지국의 섹터 안테나들 중 상기 로컬리티로의 경로손실이 가장 적은 섹터 안테나를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 로컬리티에 대한 경로손실 목표값에 따라 상기 선택된 섹터 안테나의 높이를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 기지국을 선택하는 단계는 제1 전파 손실 모델에 따라 상기 적어도 하나의 기지국 섹터 안테나들의 경로손실을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 섹터 안테나의 높이를 산출하는 단계는 제2 전파 손실 모델에 따라 상기 선택된 섹터 안테나의 높이를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 섹터 안테나들의 높이를 이용하여 상기 적어도 하나의 기지국 각각의 높이를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 셀 설계 장치가 제공된다. 상기 셀 설계 장치는 디지털 지도를 저장하는 저장부; 및 상기 로컬리티에 기초하여 상기 기지국의 사이트 구성값를 산출하는 제어부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 디지털 지도는 적어도 하나의 기지국 및 적어도 하나의 로컬리티를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예들에 따르면, 디지털 지도 상에 설정된 로컬리티를 이용하여 기지국의 사이트 구성값을 산출하는 방법 및 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들이 자세히 설명된다. 그러나, 이들 실시예들이 이들 자세한 사항들의 일부 또는 전부가 없이도 실시될 수 있음이 자명할 것이다. 다른 경우에 있어서, 본 발명의 설명을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 공지된 과정들 또는 구성들에 대해 상세히 설명 하지 않았다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 설계 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 설계 장치(100)는 문자키, 숫자키와 각종 기능키를 구비하며, 사용자가 입력하는 키에 대응하는 키입력 신호를 생성하는 입력부(110), 액정 표시 장치(LCD) 등과 같은 표시 장치로서 각종 영상이나 문자 데이터를 표시하는 표시부(120), 이동통신망 설계 프로그램 및 이와 관련된 데이터를 저장하는 저장부(130) 및 셀 설계 장치(100)의 전반적인 동작을 제어함과 동시에, 상기 이동통신망 설계 프로그램을 실행하는 제어부(140)를 포함한다.
저장부(130)는 상기 이동통신망 설계 프로그램 관련 데이터로서 디지털 지도 및 로컬리티를 저장한다. 여기서, 디지털 지도는 복수의 좌표 정보를 포함하며, 로컬리티는 디지털 지도의 좌표 정보(포인트 로컬리티) 및/또는 좌표 정보들의 군집(cluster)(영역 로컬리티)일 수 있다. 도 2a 및 2b에는 각각 포인트 로컬리티 및 영역 로컬리티의 일 예가 도시되어 있다. 한편, 도 3a 및 3b에는 포인트 및 영역 로컬리티를 모두 포함하는 디지털 지도의 일 예가 도시되어 있다.
로컬리티는 이동통신망을 계획하고 구축할 때 셀 설계자가 중점을 두어야 하는 디지털 지도 상의 지점 또는 영역을 나타낸다. 일 실시예에 있어서, 로컬리티는 디지털 지도 상에서 인구밀도가 높은 지점 또는 영역을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 3b는 집으로 표시된 포인트 로컬리티(311, 312)와 라인으로 구획된 영역 로컬리티(321, 322)를 도시하고 있다. 다른 실시예에서, 로컬리티는 초고층 빌딩들이 위치하는 지점 또는 영역을 나타낼 수 있다. 인구밀도가 높거나 초고층 빌딩들이 위치하는 경우, 이동통신서비스 사용자들의 밀도가 높을 가능성이 매우 높으며, 이에 따라 이동통신망을 설계함에 있어서 무선자원이 보다 집중적으로 할당되는 관심지역으로 분류될 수 있다.
이동통신망을 설계함에 있어서, 하나의 로컬리티와 디지털 지도 상의 다른 엔티티(예를 들어, 다른 로컬리티)와의 거리를 측정해야 할 수 있다. 이때, 포인트 로컬리티(예를 들어, 도 2a의 포인트 로컬리티(210))는 하나의 좌표로 이루어지기 때문에, 해당 좌표를 기준으로 거리를 측정할 수 있다. 그러나, 영역 로컬리티(예를 들어, 도 2b의 영역 로컬리티(220))는 복수의 좌표로 이루어지기 때문에 어느 좌표를 기준으로 거리를 측정해야 할지가 문제된다. 일 실시예에 있어서, 영역 로컬리티는 해당 영역 로컬리티의 무게 중심(center of gravity) 좌표(예를 들어, 도 2b의 무게 중심 좌표(221))를 기준으로 하여 다른 엔티티와의 거리를 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 원 형상의 로컬리티의 경우, 원 형상의 무게 중심인 원의 중심이 거리 측정의 기준 좌표로서 기능한다.
저장부(150)는 디지털 지도 및 로컬리티에 더하여 디지털 지도 상의 적어도 하나의 기지국의 좌표 정보를 포함할 수 있다. 상기 기지국의 좌표 정보는 셀 설계자가 입력부(110)를 통하여 저장부(150)에 저장한 것일 수 있다.
제어부(140)는 상기 저장된 로컬리티 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 기지국에 대한 사이트 구성값을 산출할 수 있다. 여기서, 사이트 구성값은 기지국의 섹터 안테나의 방위, 기울기 및 높이를 포함한다. 로컬리티 정보에 기초하여 기지국의 사이트 구성값을 산출하는 구체적인 방법은 이하에 도 4 내지 도 9를 참 조하여 자세히 설명된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 설계 방법의 절차도이다. 도 4를 참조하면, 셀 설계 장치(100)의 제어부(120)는 사용자로부터의 키입력에 따라 단계 400에서 디지털 지도를 준비하고, 단계 410에서 디지털 지도 상의 복수의 기지국의 좌표를 설정하고, 단계 430에서 디지털 지도상에 복수의 로컬리티를 설정한다. 상기 디지털 지도, 상기 복수의 기지국의 좌표 및 상기 복수의 로컬리티는 셀 설계 장치(100)의 저장부(130)에 저장될 수 있다. 그 이후, 제어부(140)는 상기 설정된 로컬리티 정보를 이용하여 상기 기지국 별로 사이트 구성값(예를 들어, 해당 기지국의 섹터 안테나들의 방위, 기울기 및 높이)을 산출하고(S430), 절차를 종료한다.
이하, 로컬리티 정보를 이용하여 기지국의 섹터 안테나들의 방위, 기울기 및 높이를 구하는 방법을 도 5 내지 9를 참조하여 자세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 섹터의 방위를 계산하는 방법의 절차도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 섹터 안테나 및 로컬리티의 방위를 설명하기 위한 개념도이다. 도 5 및 6을 참조하면, 셀 설계 장치(100)의 제어부(140)는 단계 505에서 기지국의 모든 섹터를 포함하는 섹터 풀을 설정한다. 일 실시예에 있어서, 하나의 기지국의 권역은 알파, 베타 및 감마의 3 섹터로 나누어지며, 이 경우 섹터 풀은 알파, 베타 및 감마 섹터로 구성된다. 일 실시예에 있어서, 섹터 별로 하나의 섹터 안테나(601, 602 및 603)가 배치된다(도 6 참조).
단계 510에서, 제어부(140)는 로컬리티 풀을 설정한다. 일 실시예에 있어 서, 로컬리티 풀은 저장부(130)에 저장된 복수의 로컬리티를 모두 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 로컬리티 풀은 저장부(130)에 저장된 복수의 로컬리티 중 셀 설계자 또는 다른 알고리즘에 의해 선택된, 상기 기지국과 관련도가 높은 로컬리티만을 포함할 수 있다.
그 이후, 제어부(140)는 상기 섹터 풀의 섹터 안테나들(예를 들어, 도 6의 섹터 안테나들(601, 602 및 603) 중 어느 하나(예를 들어, 도 6의 섹터 안테나(601))가 상기 로컬리티 풀의 로컬리티들(예를 들어, 도 6의 로컬리티들(611 및 612)) 중 어느 하나(예를 들어, 도 6의 로컬리티(611))를 향하도록 배치할 수 있다. 하나의 섹터 안테나가 하나의 로컬리티를 향하도록 배치됨에 따라, 해당 로컬리티는 해당 섹터 안테나가 커버하게 된다. 이동 통신망을 구축함에 있어서, 기지국이 모든 지역을 다 커버하도록 설계하는 것은 지나치게 비용이 많이 소요되고 비효율적이다. 본원발명의 일 실시예는 관심 지역인 특정 로컬리티를 특정 섹터 안테나가 커버하도록 구성하여 보다 적은 수의 기지국으로 꼭 필요한 지역을 커버할 수 있도록 해준다. 이를 위한 절차의 일 예가 단계 515 내지 단계 535에 나와 있다.
구체적으로, 단계 515에서 제어부(140)는 로컬리티 풀의 로컬리티들과 상기 기지국 간의 거리를 계산하여, 상기 로컬리티들 중 상기 기지국과의 거리가 가장 가까운 로컬리티를 선택한다. 일 실시예에 있어서, 로컬리티와 기지국 간의 거리는 로컬리티의 무게 중심 좌표와 기지국의 좌표 간의 거리일 수 있다. 예를 들어, 도 6의 경우, 로컬리티들(611 및 612) 중 기지국과의 거리가 가장 가까운 로컬리 티(611)을 선택한다. 기지국과 로컬리티 간의 거리가 작을수록 기지국에서 송신하는 전파의 경로손실 값이 상대적으로 작을 가능성이 높으며, 이에 따라 기지국에서 로컬리티를 효과적으로 커버할 수 있을 가능성이 높다.
단계 520에서 제어부(140)는 상기 선택된 로컬리티의 방위와 상기 섹터 풀의 섹터 안테나들의 방위 간의 방위차들을 산출한다. 여기서, 섹터 안테나 및 로컬리티의 방위는 상기 섹터 안테나가 설치된 기지국을 원점 또는 기준으로 하여 측정된 것이다. 그 이후, 제어부(140)는 상기 섹터 풀의 섹터 안테나들 중 상기 산출된 방위차가 가장 작은 섹터 안테나를 선택하고(S525), 상기 선택된 섹터 안테나의 방위를 상기 선택된 로컬리티의 방위와 일치시킨다(S530).
예를 들어, 도 6의 경우, 섹터 안테나들(601, 602 및 603)을 포함하는 기지국을 원점으로 하는 임의의 좌표를 기준으로 하여, 로컬리티(601)의 방위인 θ_L과, 방위 섹터 안테나 a, b 및 c(601, 602 및 603)의 방위인 θ_a, θ_b 및 θ_c를 구한다. 그리고, 로컬리티(601)와 섹터 안테나들(601, 602 및 603) 간의 방위차인 θ_L-θ_a, θ_L-θ_b 및 θ_L-θ_c를 산출하고, 이들 중 가장 값을 가지는 섹터 안테나인 섹터 안테나 a(601)을 선택한다. 그리고, 섹터 안테나 a(601)의 방위를 θ_a에서 θ_L로 변경한다.
단계 535에서, 제어부(140)는 상기 선택된 섹터 안테나 및 상기 선택된 로컬리티를 각각 상기 섹터 풀 및 상기 로컬리티 풀에서 제거하고(S535), 상기 섹터 풀에 남아 있는 섹터(또는 섹터 안테나)가 있는지 여부를 판단한다(S540). 단계 540 판단결과 상기 섹터 풀에 남아 있는 섹터가 없는 경우, 절차를 종료한다.
한편, 단계 540 판단결과 상기 섹터 풀에 남아 있는 섹터가 있는 경우, 제어부(140)는 상기 로컬리티 풀에 남아 있는 로컬리티가 있는지 여부를 판단한다(S545). 단계 545 판단결과 상기 로컬리티 풀에 남아 있는 로컬리티가 있는 경우, 단계 510으로 이동한다. 한편, 단계 545 판단결과 상기 로컬리티 풀에 남아 있는 로컬리티가 없는 경우, 제어부(140)는 상기 섹터 풀에 남아있는 섹터 안테나들의 방위를 상기 방위가 설정된 섹터 안테나들의 방위에 기초하여 설정하고, 절차를 종료한다. 일 실시예에 있어서, 제어부(140)는 상기 섹터 풀에 남아있는 섹터 안테나들을 상기 방위가 설정된 섹터 안테나들 사이에서 균일한 간격으로 배치할 수 있다(S550). 예를 들어, 도 6의 경우 베타 및 감마 섹터의 안테나들을 알파 섹터의 안테나의 방위를 기준으로 균일한 간격으로 배치할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 섹터 안테나의 기울기를 계산하는 방법의 절차도이다. 도 7을 참조하면, 제어부(140)는 하나의 기지국에 대하여 상기 기지국의 적어도 하나의 섹터(또는 섹터 안테나)를 포함하는 섹터 풀을 설정하고(S705), 적어도 하나의 로컬리티를 포함하는 로컬리티 풀을 설정한다(S710). 단계 715에서, 제어부(140)는 상기 로컬리티 풀 중 상기 기지국과의 거리가 가장 가까운 로컬리티를 선택하고, 상기 섹터 풀에서 하나의 섹터 안테나를 선택한다(S720).
단계 725에서, 제어부(140)는 상기 선택된 섹터 안테나와 상기 선택된 로컬리티 간의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리 및 아래 수학식 1을 이용하여 상기 선택된 섹터 안테나의 최적 기울기를 구한다(S730).
Figure 112007090635688-pat00001
Figure 112007090635688-pat00002
여기서, θ는 섹터 안테나의 기울기 각도, h는 섹터 안테나의 지상으로부터의 높이, HPBW는 섹터 안테나의 antenna vertical half-power beam-width, 그리고, d는 섹터 안테나와 로컬리티 간의 거리를 의미한다.
단계 735에서, 제어부(140)는 상기 선택된 섹터 안테나를 상기 섹터 풀에서 제거하고, 상기 섹터 풀에 남아있는 섹터 안테나가 있는지 여부를 판단한다(S740). 단계 740 판단결과 상기 섹터 풀에 남아있는 섹터 안테나가 있는 경우 단계 720으로 이동하고, 남아있는 안테나가 없는 경우 절차를 종료한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국의 높이를 계산하는 방법의 절차도이다. 도 8에 도시된 기지국의 높이를 계산하는 방법은 로컬리티 풀을 설정하고, 상기 로컬리티 풀에 속하는 로컬리티마다 해당 로컬리티와의 경로손실이 가장 작은 기지국 및 섹터 안테나를 선택한 이후에, 상기 선택된 섹터 안테나의 높이를 산출한다. 로컬리티로의 경로손실이 가장 작은 기지국의 섹터 안테나가 선택되는 이유는, 로컬리티로의 경로손실이 가장 작은 섹터 안테나가 해당 로컬리티를 가장 효과적으로 커버할 수 있기 때문이다. 상기 선택된 섹터 안테나의 높이는 해당 로컬리티에 대하여 설정된 미리 정해진 경로손실 목표값에 부합하도록 산출될 수 있 다. 이하, 상술된 방법에 대해 도 8을 참조하여 자세히 설명한다.
도 8을 참조하면, 제어부(140)는 적어도 하나의 로컬리티를 포함하는 로컬리티 풀을 설정하고(S800), 상기 설정된 로컬리티 풀에서 하나의 로컬리티를 선택하고(S805), 상기 선택된 로컬리티에 대한 기지국 풀을 설정한다(S810). 일 실시예에 있어서, 상기 기지국 풀은 디지털 지도 상에 위치하는 모든 기지국일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 기지국 풀은 디지털 지도 상에 위치하는 기지국들중 상기 선택된 로컬리티와 관련된 기지국들로서, 셀 설계자 또는 소정의 알고리즘에 의해 선택된 기지국들일 수 있다.
상기 선택된 로컬리티로의 경로손실이 가장 작은 기지국의 섹터 안테나를 선택하는 절차가 단계 815 내지 845에 자세히 설명되어 있다. 구체적으로, 단계 815에서 제어부(140)는 상기 기지국 풀 중 상기 선택된 로컬리티와의 거리가 가장 가까운 기지국을 선택하고, 상기 선택된 기지국의 섹터 안테나들 중 상기 선택된 로컬리티와의 방위차가 가장 작은 섹터 안테나를 선택한다(S820).
단계 825에서, 제어부(140)는 상기 선택된 안테나와 상기 선택된 섹터 안테나와 상기 선택된 로컬리티 간의 거리를 구한다. 단계 830에서, 제어부(140)는 상기 선택된 섹터 안테나와 상기 선택된 로컬리티 간의 경로손실을 제1 전파손실모델을 사용해 산출한다(S830). 여기서, 제1 전파손실모델은 기지국의 섹터 안테나와 로컬리티 간의 거리에 따라 송신신호의 경로손실(즉, 기지국 섹터 안테나의 송신신호의 송신전력 대 로컬리티에서 상기 송신신호의 수신전력 간의 비율)을 추정하는 모델로서, 예를 들어 상기 섹터 안테나와 상기 로컬리티 간의 거리 및 상기 송신 신호의 주파수만을 이용하여 상기 경로 손실의 추정값을 제공한다.
제1 전파손실모델은 기지국(또는 기지국 섹터 안테나)들의 경로손실 간의 상대적인 대소관계를 가늠할 수 있는 모델이면 족하며, 정확한 경로손실 값을 제공하지 않아도 무방하다. 하기 수학식 2은 제1 전파손실모델에 따른 방정식의 일 예이다.
Figure 112007090635688-pat00003
여기서, L은 경로손실(dB 단위), f는 송신신호의 주파수, d는 섹터 안테나와 로컬리티 간의 거리이다.
단계 835에서, 제어부(140)는 상기 선택된 기지국을 상기 기지국 풀에서 제거하고, 상기 기지국 풀에 남아 있는 기지국이 있는지 여부를 판단한다(S840). 단계 840 판단결과 상기 기지국 풀에 남아 있는 기지국이 있는 경우, 단계 815로 이동한다.
한편, 단계 840 판단결과 상기 기지국 풀에 남아 있는 기지국이 없는 경우 (즉, 단계 805에서 선택된 로컬리티에 대하여, 기지국 풀에 속하는 기지국들의 섹터 안테나에 대한 경로손실값을 모두 구한 경우) , 제어부(140)는 상기 기지국 풀의 기지국의 섹터 안테나들 중 상기 선택된 로컬리티에 대한 경로손실이 가장 작은 섹터 안테나를 선택한다(S845).
단계 850에서, 제어부(140)는 상기 선택된 섹터 안테나의 상기 선택된 로컬 리티에 대한 최적 높이를 제2 전파 손실 모델을 이용하여 산출한다. 여기서, 제2 전파 손실 모델은 기지국의 섹터 안테나와 로컬리티 간의 거리 및 송신신호의 주파수에 더하여, 기지국의 섹터 안테나의 높이를 고려하여 송신신호의 경로 손실을 추정하는 모델로서, 송신신호의 주파수 및 송신신호의 경로 손실의 목표값을 입력으로 하여 역으로 섹터 안테나의 높이를 결정하는데 이용될 수 있다.
제2 전파 손실 모델의 일 예로서 하타 모델을 들 수 있으며, 하타 모델에 따른 경로손실 추정 방정식은 하기 수학식 3과 같다.
Figure 112007090635688-pat00004
여기서, L은 경로 손실의 목표값(dB 단위), f는 송신신회의 주파수, h는 섹터 안테나의 지상으로부터의 높이, d는 섹터 안테나와 로컬리티 간의 거리, A, B, C, D 및 E는 상수이다. 일 실시예에 있어서, 상기 경로 손실의 목표값 L은 셀 설계자에 의해 로컬리티 각각에 대해 미리 설정된 값일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 경로손실의 목표값 L은 단계 830에서 제1 전파손실모델을 이용해 구한 경로손실값일 수 있다.
단계 850에서, 제어부(140)는 상기 로컬리티 풀에서 상기 선택된 로컬리티를 삭제하고, 상기 로컬리티 풀에 남아 있는 로컬리티가 있는지 여부를 판단한다(S860). 단계 860 판단결과 상기 로컬리티 풀에 남아 있는 로컬리티가 있는 경우, 단계 805로 이동한다. 한편, 단계 860 판단결과 상기 로컬리티 풀에 남아 있 는 로컬리티가 없는 경우, 절차를 종료한다.
도 8에 도시된 방법은 로컬리티 풀의 로컬리티마다 해당 로컬리티와의 경로손실이 가장 적은 기지국의 섹터 안테나를 선정하고, 선정된 섹터 안테나의 최적 높이를 산출한다. 이 방법에 따르면 하나의 기지국에 있어서, 해당 기지국의 섹터 안테나들의 높이가 서로 다르게 산출될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동일한 기지국에 속하는 섹터 안테나들의 높이는 서로 다르게 설정될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 동일한 기지국에 속하는 섹터 안테나들의 높이는 해당 섹터 안테나들 에 대하여 산출된 값들 중 어느 하나 또는 상기 산출된 값들을 이용해서 산출된 다른 값(예를 들어, 상기 산출된 값들의 평균값)으로 동일하게 설정될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 높이를 구하는 방법의 절차도이다. 도 9를 참조하면, 제어부(140)는 기지국의 섹터 안테나 별로 로컬리티에 대한 섹터 안테나의 최적 높이를 산출한다(S900). 단계 910에서, 제어부(140)는 상기 산출된 섹터 안테나들의 최적 높이들 중 최대값을 상기 기지국의 높이로 설정하고, 절차를 종료한다.
본 발명의 일 실시예를 설명함에 있어서, 로컬리티는 디지털 지도의 좌표 정보 또는 이들의 군집으로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서는 로컬리티는 해당 좌표 정보(들)뿐만 아니라, 해당 좌표 정보들과 연관된 다른 사용자 입력 정보들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 로컬리티는 해당 로컬리티의 중요도를 나타내는 식별자를 포함할 수 있으며, 기지국의 사이트 구성값을 산출함에 있어서, 해당 로컬리티의 거리 또는 경로손실이 각각 다른 로컬리티보다 멀거나 큰 경우에 도 중요도가 높으면 우선적으로 해당 로컬리티가 상기 사이트 구성값을 산출하는 기준으로 선택될 수 있다. 다른 예에 있어서, 로컬리티는 해당 로컬리티와 연관된 트래픽(즉, 해당 로컬리티에서 발생하는 통신 트래픽), 경로손실 가중치(즉, 해당 로컬리티에서의 단위거리당 경로손실) 등을 포함할 수 있으며, 이러한 사용자 입력 정보를 이용하여 기지국의 사이트 구성값을 자동적으로 산출하는데 사용할 수 있다. 이러한 사용자 입력 정보들을 이용하는 방법은 당업자가 본 명세서에 개시된 사항에 기초하여 용이하게 구현할 수 있는바 이하 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 설계 장치의 블록도.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 로컬리티의 예시도.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 지도의 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 설계 방법의 절차도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 섹터의 방위를 계산하는 방법의 절차도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 섹터 안테나 및 로컬리티의 방위를 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 섹터 안테나의 기울기를 계산하는 방법의 절차도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국의 높이를 계산하는 방법의 절차도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 높이를 구하는 방법의 절차도.

Claims (16)

  1. 셀 설계 방법으로서,
    디지털 지도 상에 복수의 기지국 - 상기 복수의 기지국 각각은 복수의 섹터 안테나를 구비함 - 을 설정하는 단계;
    상기 디지털 지도 상에 적어도 하나의 로컬리티를 설정하는 단계; 및
    상기 로컬리티에 기초하여 상기 기지국들 각각의 사이트 구성값을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 기지국들 각각의 사이트 구성값을 산출하는 단계는,
    상기 복수의 기지국 중 상기 로컬리티로의 경로손실이 가장 적은 기지국을 선택하는 단계;
    제1 전파 손실 모델에 따라 상기 선택된 기지국의 섹터 안테나들 각각의 경로 손실 값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 경로 손실 값들에 기초하여 상기 선택된 기지국의 섹터 안테나들 중 경로손실이 가장 적은 섹터 안테나를 선택하는 단계;
    제2 전파 손실 모델에 따라 상기 선택된 섹터 안테나의 높이를 상기 로컬리티에 대한 경로손실 목표 값에 부합하도록 산출하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기지국들 각각의 사이트 구성값을 산출하는 단계는
    상기 로컬리티의 방위에 기초하여 상기 기지국들 각각의 섹터 안테나들 중 제1 섹터 안테나의 방위를 산출하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기지국들 각각의 사이트 구성값을 산출하는 단계는
    상기 기지국들 각각의 섹터 안테나들 중 제1 섹터 안테나의 방위에 기초하여 상기 기지국들 각각의 섹터 안테나들 중 제2 섹터 안테나의 방위를 산출하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기지국들 각각의 사이트 구성값을 산출하는 단계는
    상기 기지국들 각각의 섹터 안테나들과 상기 로컬리티 간의 거리들을 구하는 단계; 및
    상기 거리들에 기초하여 상기 기지국들 각각의 섹터 안테나들의 기울기들을 산출하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 선택된 기지국의 섹터 안테나의 높이를 이용하여 상기 선택된 기지국의 높이를 산출하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  9. 셀 설계 장치로서,
    디지털 지도 - 상기 디지털 지도는 복수의 기지국 및 적어도 하나의 로컬리티를 포함하고, 상기 복수의 기지국 각각은 복수의 섹터 안테나를 구비함 - 를 저장하는 저장부; 및
    상기 로컬리티에 기초하여 상기 기지국들 각각의 사이트 구성값을 산출하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 복수의 기지국 중 상기 로컬리티로의 경로 손실이 가장 적은 기지국을 선택하고, 제1 전파 손실 모델에 따라 상기 선택된 기지국의 섹터 안테나들 각각의 상기 로컬리티로의 경로손실 값을 산출하고, 상기 산출된 경로손실 값들에 기초하여 상기 선택된 기지국의 섹터 안테나들 중 상기 로컬리티로의 경로손실이 가장 적은 섹터 안테나를 선택하고, 제2 전파 손실 모델에 따라 상기 선택된 섹터 안테나의 높이를 상기 로컬리티에 대한 경로손실 목표 값에 부합하도록 산출하는, 장치.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 로컬리티의 방위에 기초하여 상기 기지국들 각각의 제1 섹터 안테나의 방위를 산출하는, 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기지국들 각각의 섹터 안테나들 중 제1 섹터 안테나의 방위에 기초하여 상기 기지국들 각각의 섹터 안테나들 중 제2 섹터 안테나의 방위를 산출하는, 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기지국들 각각의 섹터 안테나들과 상기 로컬리티 간의 거리들을 구하고, 상기 거리들에 기초하여 상기 기지국들 각각의 섹터 안테나들의 기울기들을 산출하는, 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 선택된 기지국의 섹터 안테나의 높이를 이용하여 상기 선택된 기지국의 높이를 산출하는, 장치.
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