KR101168212B1 - 이동전화 통신 네트워크 계획방법 - Google Patents

이동전화 통신 네트워크 계획방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면 적어도 하나의 네트워크 셀(C1, ..., Cn)을 포함하고 상기 네트워크 셀에 위치되어 있는 사용자들(125)에 네트워크 서비스를 제공하도록 되어 있는 이동전화 통신 네트워크(100) 계획방법이 제공되어 있다. 상기 방법은 a) 적어도 하나의 네트워크 셀에 대해 서비스 영역과 각 사용자 장비에 대한 전송전력을 초기화하는 단계(305)와, b) 상기 서비스 영역에 위치해 있는 사용자 장비로부터 적어도 하나의 네트워크 셀에 의해 수신된 총 전력을 추정(310)하고 상기 적어도 하나의 네트워크 서비스를 이용하는 단계와, c) 추정된 총 수신전력을 기초로, 상기 적어도 하나의 네트워크 서비스에 대한 서비스 제약의 목표 품질에 도달하도록 상기 서비스 영역에 위치해 있는 사용자 장비에 필요한 전송전력을 변경하는 단계(315)와, d) 안정조건에 도달할 때까지 상기 단계 b)와 단계 c)를 반복하는 단계(320)로서, 상기 서비스 영역에 위치해 있는 사용자 장비의 적어도 기설정된 일부에 대한 전송전력 변화가 기설정된 임계치보다 작은, 반복 단계와, e) 상기 단계 d)의 종료시 전송전력에 해당하는 총 수신전력을 계산하는 단계30)와, f) 상기 총 수신전력이 최대 수신전력보다 낮은 지를 확인하는 단계(330)와, 낮은 경우 g) 상기 서비스 영역을 제한하는 단계(330)와, h) 상기 제한된 서비스 영역에 대해 b)에서 g)까지의 단계를 반복하는 단계(340,345,350)를 포함한다.
이동전화 통신 네트워크 계획방법, 코드분할 다중접속(CDMA), 광대역 CDMA(WCDMA) 접속

Description

이동전화 통신 네트워크 계획방법{Method For Planning A Cellular Mobile Telecommunications Network}
본 발명은 일반적으로 통신분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모바일 사용자들 간에 통신을 가능하게 하는 모바일 통신 네트워크에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 이동전화 통신 네트워크에 관한 것으로, 특히 UMTS (Universal Telecommunications System (UMTS))를 따르는 3 세대 이동 통신 네트워크와 같은 코드분할 다중접속(CDMA) 또는 광대역 CDMA(WCDMA) 접속방식을 채용하는 네트워크에 관한 것이다.
이동통신 네트워크는 주로 각각의 무선 기지국(Base Radio Station, BRS)에서 방출된 무선 전자신호에 의해 서빙되는 기본영역 (또한 "픽셀"이라고도 함) 세트로서 각각 정의되는 복수의 셀들을 구비하는 셀 구조에 따라 배열되어 있다.
잘 알려진 셀 네트워크들 중에 CDMA 또는 WCDMA 기술을 이용한 네트워크는 동일한 주파수 대역(또는 "채널")이 다양한 셀들에 재사용될 수 있는 특성을 갖는다. 따라서, 한 셀에서 다른 셀로 이동통신 단말기의 통과시 인접한 셀("핸드오버(handover)"라고 하는 이벤트)은 "소프트-핸드오버(soft-handover)"라고 하는 방식에 따라 동일한 주파수를 이용해 관리될 수 있다; 이 방식은 특히 "소프트-핸드오버 영역" 또는 "매크로다이버시티 영역(macrodiversity area)"이라고 하는 특정 지리적 영역에서 이동통신 단말기는 신호를 복호화하고 이에 따라 많은 안테나와 이에 따라 많은 BRS와 정보를 교환할 수 있음을 규정한다.
매크로다이버시티 영역들의 위치와 이들의 크기는 정확한 동작과 네트워크 셀 장치의 치수에 매우 중요한 요인들이다: 매크로다이버시티로 동작하는 이동통신 단말기는 동시에 연결된 모든 BRS의 자원을 이용하고, 이에 따라 매크로다이버시티내 단말기는 통신을 가능하게 하는데 실제로 필요한 자원보다 더 많은 자원을 이용한다.
UMTS 네트워크의 또 다른 특성은 이러한 네트워크가 예컨대 전화, 팩스, 화상전화, 인터넷 접속 및 웹 브라우징, 스트리밍 등과 같이 복수의 다른 네트워크 서비스를 제공하도록 구성된다는 것이다. 이러한 서비스들 중 각 하나는 일반적으로 시험 중인 서비스에 대해 특정한 속-도(초당 비트수)와 -트래픽(양, 대칭 또는 비대칭)면에 특징을 갖는다.
따라서, 셀의 크기는 각 서비스의 특성과 CDMA/WCDMA 접속기술에 의해 제공된 단일 무선 반송파를 통한 서비스의 가능한 연관을 고려해야 한다.
더욱이, 모든 셀 무선 이동식 시스템과 같이, 또한 UMTS 네트워크는 전체 셀영역에 공통 방송제어채널을 갖고 있다. 이러한 채널은 이동통신 단말기의 무선장치(수신기)에 필요한 시스템 정보들을 포함한다.
네트워크 특성으로 인해, UMTS 네트워크를 계획하는 것은 복잡한 작업이고, 이전의 이동전화 통신 네트워크, 특히 GSM(Global System for Mobile Communications) 표준 또는 인터넷 표준(IS95)에 따른 셀 네트워크와 같은 2세대 셀 네트워크에 사용되는 접근과는 상당히 다른 접근을 필요로 한다.
일반적으로, 현재 네트워크 사용 면에서, 상기의 계획은 시험중인 지리적 영역내 BRS의 올바른 위치지정을 결과 또는 출력으로 나타내고 또한 무선 전자식 셀 파라미터(예컨대, 안테나 기울기, 최대 이득 방향의 방위각, 무선출력 등) 세트와 전송망 사업자에 할당된 무선자원 (예를 들면, 무선 반송파들)의 할당을 결정하게 하는 것에 목적을 둔다. 예컨대 계획중인 영역 내에 네트워크 서비스가 담당하는 영역의 최소치와 계획중인 영역내에 제공된 것들 중에 관리되는 트래픽의 최대치와 같은 계획 목적에 따른 계획절차에 의해 이러한 출력들이 결정된다.
UMTS 네트워크용의 다양한 계획기술들이 알려져 있다; 하기의 접근 방식에 따라, 이들 기술들은 2개의 다른 부류, 즉, 통계적 계획기술 및 결정론적 계획기술로 그룹화될 수 있다.
통계적 계획기술은 주로 몬테카를로 타입(Montecarlo type)의 접근을 기초로 한다(예를 들면, 문헌 3GPP TR 25.942 v3.0.0 2001-06 - "RF System Scenarios - Release 1999" 명세서 참조). 몬테카를로 시뮬레이션(Montecarlo simulation)이라는 용어는 주로 통계적으로 무관한 스냅샷(snapshot)들의 세트로 구성된 통계적 시뮬레이션을 나타낸다. 연구되는 시나리오를 고정한 후, 각 스냅샷은 조사되는 영역내 사용자들의 다른 분포에서 시작하여 발생된 확률처리를 실행하게 된다. 모든 스냅샷의 종료시, 네트워크 성능 표시자가 결과로서 제공되며, 절차는 모든 스냅샷에 의해 제공된 다양한 성능 표시자들의 통계적 분석으로 종료된다. 스냅샷들의 개수는 계획한 결과에 대한 통계적 안정성을 보장하기에 충분해야 한다. 이 방법은 오 히려 특이하며 특히 비교적 제한된 지리적 폭의 UMTS 네트워크의 성능을 검사하는데 적합하다; 본래 느리기 때문에 결과의 통계적 수렴으로 인해 이 기술은 예컨대 이탈리아와 같이 온 나라의 영역들과 비교될 수 있는 지리적 영역들을 담당하도록 의도된 UMTS 네트워크의 분석에 적합하지 않다.
통계적 분석 특성을 유지하지만, 결정론적 계획기술은 네트워크가 계획되는 영역의 모든 픽셀들을 체계적으로 고려한다. 통계적 방법과는 달리, 결정론적 방법은 입력 데이터로서 단일 사용자 분포를 이용하고, 결과의 통계적 수집을 필요로 하지 않으며 시뮬레이션이 한번 행해진다. 결정론적 계획기술은 계획결과가 일반적으로 발전하는 현실에 덜 따르더라도 비교적 큰 지리적 영역들을 담당하도록 의도된 UMTS 네트워크를 계획하는데 더 적합하다.
하기의 접근에 무관하게, 본 명세서에 고려된 타입의 이동전화 통신 네트워크를 계획하는 방법의 단계들 중 하나는 "업링크 상에서의 전력제어"라고도 하는 업링크 커버리지 (coverage) 계획/추정, 즉, 계획 중인 영역의 픽셀에 위치해 있는 UE로부터 BRS들까지의 링크에서의 커버리지에 대한 계획/추정이다. 이 단계에서, 계획 중인 영역의 픽셀에 위치해 있는 UE의 트래픽 채널당 필요로 하는 전송전력이 계산된다. 계획중인 영역에 속하는 각 픽셀에 대해, 그리고 네트워크 서비스에 대해, 픽셀에 위치해 있고 상기 네트워크 서비스를 이용하는 가상의 UE에, 최저 전송전력을 필요로 하는 셀이 결정된다: 따라서, 결정된 셀은 네트워크 서비스가 고려되는 한 상기 픽셀의 서빙 셀(serving cell)을 나타낸다. 이 단계에서 계산된 UE에 필요로 하는 최저 전송전력이 일반 UE(기설정되고 계획과정에 대한 입력들 중 하나를 형성하는 파라미터)에 의해 전달될 수 있는 최대 전력을 초과하는 경우, 고려중인 픽셀은 업링크에서의 불충분한 전력으로 인해서 정지상태에 두어진다: 다르게 말하면, 현재 네트워크 구성을 가정하면, 상기 픽셀에 위치해 있는 일반 UE는 네트워크 서비스를 이용하는데 필요한 전송전력이 너무 높기 때문에 상기 네트워크 서비스를 이용하는 상태에 있지 않게 된다. 일반 셀이 일반 네트워크 서비스의 관점에서는 서빙 셀인 픽셀들의 세트가 업링크에서 상기 서비스에 대해 상기 셀의 "셀 업링크 서비스 영역"을 형성한다. 계획중인 영역의 다양한 셀들과 다양한 네트워크 서비스들에 대한 셀 업링크 서비스 영역의 세트는 "네트워크 업링크 서비스 영역"을 형성한다. 업링크에서의 불충분한 전력으로 인해서 정지상태에 있는 픽셀의 세트는 일반 네트워크 서비스에 대해 업링크에서 "서비스 정지영역"을 형성한다.
기본적으로, 업링크 전력 제어단계에서, 각 네트워크 서비스에 대한 맵들의 한 세트로 맵들의 복수의 세트가 결정된다; 맵들의 일반 세트는 계획중인 영역의 셀의 개수와 같은 맵의 개수를 포함한다: 각 맵은 각각의 셀(서빙 셀)이 업링크에서 최저 전력을 필요로 하는 픽셀들, 업링크에서의 전송전력이 일반 UE의 기설정된 최대 전송전력을 초과하는 그런 픽셀 및 제거되는 일반 네트워크 서비스에 의해 형성된다.
"다운링크 상에서의 전력제어"라고 하는 계획과정의 다음 단계에서, BSR들로부터 계획중인 영역의 픽셀에 위치된 UE로의 링크에서 커버리지의 계획/추정은 다운링크가 제한요인인지를 확인하기 위해 수행된다. 계획중인 영역의 각 셀에 대해, 일반 셀이 전달되어야 하는 트래픽 채널당 전송전력이 상기 셀의 셀 업링크 서비스 영역에 속하는 각 픽셀 및 각 네트워크 서비스(즉, 예컨대, 전화, 팩시밀리, 화상전화, 인터넷 접속, 예를 들면, 웹 브라우징, 서비스를 위한 각 네트워크 서비스)에 대해 계산된다. 일반 픽셀에 대해 계산된 전력이 서빙 셀이 상기 고려된 네트워크 서비스에 대해 트래픽 채널용으로 전달할 수 있는 최대 전력을 초과하면, 그 픽셀은 다운링크에서 불충분한 전력으로 인해서 "중단(out-of-service)"("정지(outage)") 되어진다. 다르게 말하면, 픽셀에 위치해 있는 일반 UE가 BRS와 통신하는데 필요한 전송전력을 전달할 수 있다 하더라도, BRS는 그 서비스를 제공하기 위한 필요한 전송전력을 유지하기 위한 상태에 있지 않다. 정지상태에 있지 않은 일반 네트워크 서비스의 관점에서 일반 셀의 서비스 영역에 속하는 픽셀 세트들이 상기 네트워크 서비스의 관점에서의 셀의 전체 서비스 영역을 형성한다. 모든 네트워크 서비스와 계획중인 영역의 모든 셀들에 대한 전체 서비스 영역 모두의 연합을 (계획중인 영역 내) 네트워크의 전체 서비스 영역이라 한다.
다운링크 전력제어 단계는 또한 다운링크에서의 셀 "용량 검사"를 포함한다: 상술한 계산에 따라 일반 셀에 필요로 하는 것으로 추정된 전체 전력은 셀(BRS의 전력 증폭기)이 전달할 수 있는 최대 전력과 비교된다: 계산된 전체 필요한 전력이 셀이 전달할 수 있는 최대 전력을 초과하는 경우, 셀은 용량 검사를 통과하지 못하고, 계획중인 영역 내 셀들의 위치 및/또는 트래픽 분포를 변경해야할 필요가 있을 수 있다.
UMTS 네트워크 계획 방법이 유럽연합에 의해 유발된 STORMS(Software Tools for the Optimization of Resources in Mobile Systems) 프로젝트 하에 개발된 "STOMRS 프로젝트 최종 리포트"라는 문헌 AC016/CSE/MRM/DR/P/091에 기술되어 있다. 상기 문헌에 기술된 계획방법은 간섭/잡음 제한을 기초로 셀(BRS)의 업링크 능력 분석을 제공한다. 셀 및 서비스 타입(CA, CB, ..., CN) 당 작동 호출의 최대 개수 면에서 업링크에서의 최대 셀 용량은 다음 선형계의 해를 구함으로써 결정된다:
Figure 112008029880953-pct00001
여기서 η는 셀의 공칭 로드(nominal load)로서 가정된 (완전한 로드 조건에 대해) 멀티 서비스 부분의 적재 인수(load factor)를 갖고, fextra는 (환경적인 특징인) 정규화된 셀간 (inter-cell)의 간섭 인수이며, SAFi UL은 일반 네트워크 서비스용의 업링크에서의 서비스 활성 인수이고, SINRi는 표적신호 신호 대 간섭에 잡음비를 더한 것이다.
인수 ki는 각 서비스 당 최대 활성 호출과 기준 호출 간의 비율 면에서 요청된 트래픽 믹스(traffic mix)를 기술한다. 이들 파라미터는 연구중인 픽셀에 대해 제공된 트래픽 믹스(Erl)를 기술하는 해당 트래픽 믹스 형태와 일치해야 한다. 이들 파라미터를 도출하기 위해, 반복 절차가 채택된다. 실제로, 인수(ki)는 셀 영역 상에서의 다른 서비스들 중에 활성 호출의 분할을 의미한다. 즉, 셀 영역에 제공된 트래픽 로드를 실행하는데 필요한 회로의 최대 개수에 해당한다.
따라서, 이들을 추정하기 위해, 셀의 트래픽 로드가 알려져야 한다. 이용가능한 입력 데이터인 픽셀당 트래픽 로드로부터 도출하기 위해, 셀 크기가 알려져야 한다. 그러나 이는 실제로 추정 과정의 최종 목표이다. 이러한 난제를 해결하기 위해, 반복 과정이 제안된다. 먼저 셀 영역의 대략적인 추정(즉, 픽셀의 개수)이 산출되고, 셀의 추정된 픽셀 개수를 픽셀당 서비스당 트래픽 값에 곱함으로써 서비스당 해당 트래픽 로드가 추정된다. 그런 후, 트래픽 로드는 Erlang-B 공식에 의해 활성 호출의 등가 최대 개수로 변환된다:
Figure 112008029880953-pct00002
가정된 손실확률은 0.01이다. 셀 트래픽 로드에 대한 이러한 추정을 기초로, 인수 ki가 추정되고 η의 이전 식에서 대체된다. 셀 용량에 대한 새로운 값이 상기 식의 해를 구함으로써 얻어진다. 수렴에 도달할 때까지 (ki의 추정을 위한 새로운 시작점으로서 방정식 해를 이용해) 상기 과정은 재반복된다. 마지막으로, (소정의 손실 가능성을 부여함으로써) 이전 단계의 최종결과에 Erlang-B 공식을 적용하여 해당 최대 셀 용량(Erl)이 구해진다.
본 출원인은 UMTS 네트워크를 계획하기 위한, 특히 업링크 전력제어단계에 대한 해당기술분야에 알려진 방법은 전체 계획방법의 효율에 영향을 끼치는 제한을 받고 있고 이러한 방법에 따라 형성된 네트워크는 결과적으로 최적화되지 못한다는 것을 알게 되었다.
특히, 상기 언급한 참조문헌에 기술된 방법을 인용하면, 재반복은 디자인 타겟으로서 사전에 선택된 최대 적재 인수에 도달하게 한다; 이 방법은 계산이 다음의 업링크 전력제어 단계에서 수행되어야 하는 영역(즉, 픽셀 세트)을 정의하는 것을 목적으로 하는 서비스 영역의 간단한 산출에서의 예비단계(이하 "진입 제어" 단계라고 함)에 해당한다.
본 출원인은 인용 참조문헌에 기술된 바와 같이 공지된 계획방법의 현저한 한계는 사전 진입제어단계에서 행해진 가정들에 대한 업링크 전력제어단계에 의해 만들어진 결과에 따르는 것을 알았다. 특히, 본 출원인은 계산영역이 계획중인 영역의 셀들이 겪고 셀들에 의해 야기된 간섭에 대한 가정을 간략하게 한 것을 기초로, 특히 최대 허용가능한 간섭값에 대한 필요조건을 나타내면서 일반 셀에 대한 최대 허용가능한 간섭값을 설정하고 서비스가 보장될 수 있는 영역을 계산함으로써, 결정되는 것을 알게 되었다. 일반 셀에 대한 최대 허용가능한 간섭값은 업링크에서 셀 로드에 상한(적재 인수 η)을 설정함으로써 정해진다. 셀 내 간섭에 대한 가정은, 셀에 의해 전력에 있어서 직접 제어되지 않는 링크로부터의 일반 셀에 의해 수신된 전체 전력 (셀 간 (inter-cell) 간섭) 대 상기 셀에 의해 전력에 있어서 직접 제어되는 사용자들로부터의 셀에 의해 수신된, 그래서 고려된 서비스들을 위한 셀 업링크 서비스 영역에 속하는 전체 전력 (셀 내 (intra-cell) 간섭) 의 비율에 의해 정의된, 셀 간 간접 요소의 선험적인 값을 설정함으로써 이루어진다.
간섭 인수의 값은 업링크에서의 사용자의 전송전력에 밀접한 관계가 있다. 이 정보는 선험적으로 알려진 값이 아니며. 이어지는 업링크 전력 제어 단계에 의해 결정된다. 따라서, 업링크 전력 제어단계 전에 허용 제어단계를 수행하기 위해, 계획중인 영역내에 있는 실제 간섭을 충분히 정확하게 고려할 수 없는 간섭 인수의 값을 가정하는 것이 필요하다. 그 결과, 이어지는 업링크 전력제어단계가 기초로 하는 이처럼 결정된 계산영역은 상기 업링크 전력제어단계 이후까지 알려져 있지 않은 실제 간섭조건에 충분히 가깝지 않을 수 있을 것이며, 산출된 전체 서비스 영역은 비현실적일 수 있으며 그리고 네트워크 장애를 유발할 수 있을 것이다.
그럼에도 불구하고, 업링크 전력제어 단계에서, 일반 네트워크 서비스용으로 계산된 서비스 영역들이 너무 광대해져 간섭 관점에서 셀을 과부하시키는 위험을 가지는 것을 방지하게 위해, 허용 제어단계는 업링크 전력제어 단계 전에 수행되어야 할 필요가 있다. 사실, UMTS 네트워크 계획의 목표들 중 하나는 업링크에서 셀 로드를 제한하는 것인데, 이는 너무 높은 평균 셀 로드는 실제로 사용자가 겪는 서비스 품질을 저하시키는 불안정한 상태를 유발할 수 있기 때문이다.
해당기술분야와 관련된 문제, 결함, 및 제한의 요약된 상태를 고려해, 본 출원인은 이동전화 통신 네트워크의 알려진 계획방법을 실행하는 일반적인 문제들에 착수하였다.
특히, 본 출원인은 CDMA 네트워크의 계획과정에서 업링크 분석을 위한 단계들을 적절히 실행하는 방법의 문제에 착수하였다.
본 출원인은 상기 문제들이 개시 서비스 영역과 개시 장비의 전송전력에서 시작하여, 셀에 의해 수신된 총 전력을 추정하는 단계와, 이러한 총 수신된 전력을 기초로, 장비의 전송전력 변화가 임계치보다 낮은 안정상태에 도달될 때까지 서비스 제한의 목표 품질에 도달하도록 장비의 전송전력을 변경하는 단계를 포함하는 반복 절차를 수행함으로써 해결될 수 있음을 알았다; 이 상태에서 셀에 의해 수신된 총 전력이 최대 수신전력보다 큰 경우, 서비스 영역은 제한되고 제한영역을 택함으로서 상기 싸이클은 반복된다.
따라서, 본 발명의 제 1 태양에 따르면, 본 발명은 적어도 하나의 네트워크 셀을 포함하고 상기 네트워크 셀에 위치해 있는 사용자 장비에 적어도 하나의 서비스를 제공하도록 되어 있는 이동전화 통신 네트워크 계획방법으로서, a) 적어도 하나의 네트워크 셀에 대해 서비스 영역과 각 사용자 장비에 대한 전송전력을 초기화하는 단계와, b) 상기 서비스 영역에 위치해 있는 사용자 장비로부터 적어도 하나의 네트워크 셀에 의해 수신된 총 전력을 추정하고 상기 적어도 하나의 네트워크 서비스를 이용하는 단계와, c) 추정된 총 수신전력을 기초로, 상기 적어도 하나의 네트워크 서비스에 대한 서비스 제한의 목표 품질에 도달하도록 상기 서비스 영역에 위치해 있는 사용자 장비에 필요한 전송전력을 변경하는 단계와, d) 안정조건에 도달할 때까지 상기 단계 b)와 단계 c)를 반복하는 단계(320)로서, 상기 서비스 영역에 위치해 있는 사용자 장비의 적어도 기설정된 일부에 대한 전송전력 변화가 기설정된 임계치보다 작은, 반복 단계와, e) 상기 단계 d)의 종료시 전송전력에 해당하는 총 수신전력을 계산하는 단계와, f) 상기 총 수신전력이 최대 수신전력보다 낮은 지를 확인하는 단계와, 낮은 경우 g) 상기 서비스 영역을 제한하는 단계와, h) 상기 제한된 서비스 영역에 대해 b)에서 g)까지의 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 이동전화 통신 네트워크 계획방법에 관한 것이다.
바람직하기로 상기 서비스 영역은 계산된 업링크 적재 인수와 최대 업링크 적재 인수 간의 차이를 기초로 제한된다. 더 바람직하기로, 상기 서비스 영역은 상기 차이에 비례하여 제한된다.
바람직하기로, 상기 서비스 영역은 복수의 기본영역 요소들을 구비하고, 상기 제한하는 단계는, 총 수신전력에 대한 상기 기본영역 요소들의 각각의 기여를 나타내는 파라미터 값을 기초로 상기 기본영역 소자들의 순서 리스트를 확립하는 단계와, 상기 리스트의 한 종료시 상기 기본영역 요소들 중 적어도 하나를 폐기하는 단계를 포함한다.
상기 파라미터는 업링크 링크손실을 포함할 수 있다. 이외에 또는 대안으로, 상기 파라미터는 픽셀에 의해 제공된 총 트래팩을 구비할 수 있다. 이외에 또는 대안으로, 상기 파라미터는 픽셀에 의해 제공된 트래픽의 타입을 구비할 수 있다.
상기 서비스 영역을 초기화하는 단계는 기설정된 통신채널용으로 계산된 셀의 베스트 서버영역을 초기 서비스 영역으로 취하는 단계를 포함할 수 있다.
기설정된 통신 채널은 공통 파일럿 채널(CPICH)일 수 있다.
상기 적어도 하나의 네트워크 셀에 대해, 상기 각 사용자 장비에 대한 전송전력을 초기화하는 단계는 서비스 영역이 초기화되는 값에 따라, 특히, 비례하는 값으로 상기 전송전력을 초기화하는 단계를 포함할 수 있다.
특히, 상기 적어도 하나의 네트워크 셀에 대해, 각 사용자 장비에 대한 전송전력을 초기화하는 단계는 서비스 영역이 초기화되는 값을 기초로 상기 셀에 제공된 트래픽의 양에 따라, 특히, 비례하는 값으로 상기 전송전력을 초기화하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하기로, 서비스 제한 품질은 타겟 서비스 신호 대 잡음비이다.
더욱이, 총 수신된 전력이 최대 수신된 전력보다 낮은 지를 확인하는 단계는 e) 단계에 계산된 총 수신전력에 해당하는 업링크 적재 인수를 계산하는 단계를 포함하고, 상기 계산된 업링크 적재 인수가 최대 업링크 적재 인수 미만인지를 확인하는지 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 상술한 방법의 단계들을 실행하도록 형성된 수단들을 구비하는 데이터 처리 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 태양으로, 본 발명은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 시스템상에 실행될 때 상술한 방법의 모든 단계들을 수행하기 위한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 네트워크 셀을 포함하고 상기 네트워크 셀에 위치된 사용자에 네트워크 서비스를 제공하도록 되어 있는 이동전화 통신 네트워크에 관한 것으로, 상기 네트워크 서비스는 적어도 하나의 네트워크 서비스를 포함하고, 상기 네트워크는 상술한 방법을 적용함으로써 얻어진 적어도 하나의 서비스에 대한 서비스 영역을 갖는다.
본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면을 참조로 수행되는 단지 비제한적인 예로써 설명된 하기의 실시예의 상세한 설명에 의해 명백해진다.
도 1은 복수의 네트워크 셀을 갖는 각각의 지리적 영역을 담당하도록 되어 있는 계획된 UMTS 네트워크의 일부를 그림으로 도시한 것이다.
도 2는 네트워크 계획과정의 주요 단계들의 개략적이고 간략화된 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 계획과정의 업링크 분석방법의 개략적이고 간략화된 흐름도이다.
도 4는 적절하게 프로그램된 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하도록 채택된 데이터 처리장치의 주요 기능의 구성부품들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 실행하는 도 4의 데이터 처리장치에 실행되는 경우 프로그램의 주요 구성 성분들을 개략적으로 도시한 것이다.
도면을 참조로, 도 1은 CDMA 네트워크, 특히 계획중인 UMTS 네트워크의 부분을 개략적으로 도시한 것으로, 상기 네트워크 부분은 소정의 지리적 영역내 이동전화 통신능력을 제공하도록 의도되어 있다.
전체적으로 참조번호 100으로 식별된 고려되고 있는 UMTS 네트워크부는 복수의 셀(C1, C2, C3, C4, ..., Cn)(원으로 개략적으로 도시됨)을 구비하며, 각 셀은 각 영역의 커버리지(원들의 영역)를 갖는다. 셀(C1, C2, C3, C4, ..., Cn)은 복수의 픽셀들로 구성된 셀이다. 즉, 셀은 도면에서 안테나로 도식화된 각 셀의 BRS에 의해 방사된 무선 전자기신호에 의해 커버되고 서빙되는 지리적 지점들이다.
주로, (평균적으로) 3개 내지 6개 셀의 그룹이, 도면에서 노드 B(105a 및 105b)와 같이, "노드 B"라고 하는 네트워크 엔티티에 의해 관리된다(여기서, 단지 예로써, 셀들(C1, C2, C3, C4)은 노드 B(105a)에 의해 관리되고, 셀 Cn은 노드 B(105b)에 의해 관리된다).
노드 B의 그룹은 도면에 도시된 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)(110)와 같이 RNC에 의해 관리된다; RNCs는 코어 UMTS 네트워크(115)에 연결되어 있다.
셀(C1)내에 위치된 것으로 도시되어 있는 UE(125)와 같이 일반 UE는 다른 셀들, 예컨대, C1 및 C2의 송신기에 의해 전송되고 안테나에 의해 방사된 신호를 수신할 수 있고 이들 사이를 구별할 수 있다.
다른 송신기에서 나온 신호의 이러한 식별은 UMTS 표준에서 CDMA/WCDMA 접속기술의 채택에 의해 가능해진다. 당업자가 알고 있고 본 발명의 실시예를 이해하는데 무관한 설명을 너무 상세하게 하지 않고도, 각 송신기(특히, 전체 네트워크 셀의 송신기)는 전송된 신호의 확산과 연이은 스크램블링을 실행한다. 주로 비트율(bit rate)이라고 하는 소정의 심볼레이트(symbol rate)를 갖는 전송될 신호(데이터)는 전체 채널대역에 걸쳐 스펙트럼을 확대하고 출력을 분배(및 이에 따라 감소)하기 위해 확산코드(spreading code)를 이용해 먼저 확산과정을 받게된다. 확산코드는 상기 전송될 신호보다 더 많은 심볼들을 갖고, 따라서 상기 확산신호는 초기 신호의 비트율보다 더 많은 심볼레이트(전문용어로 "칩레이트(chip rate)")를 갖는다. 그런 후 확산신호는 스크램블링 코드 또는 스크램블링 시퀀스를 이용한 스크램블링 과정을 받게 된다. 신호 스크램블링 과정은 칩 레이트를 변경하지 않으므로, "공중을 통해 (over the air)" 전송된 신호는 확산신호의 칩 레이트와 동일한 칩레이트를 갖는다. 상기 스크램블링 과정은 (스크램블링 코드들이 셀들에 적절하게 할당되어 있다면) 다른 셀들의 송신기들에 의해 전송된 신호를 식별하기 위해 사용된다.
도 1에 개략적으로 도시된 지리적 영역은 계획된 UMTS 네트워크의 영역이 되 는 것으로 추정된다.
도 2의 개략적인 흐름도는 네트워크 계획과정(200)의 주요 국면들 또는 단계들을 도시한 것이다. 하기에서 더 상세히 분석되는 계획과정의 다양한 단계들이 도시된 시간 순서에 비해 다른 시간 순서로 수행될 수 있음이 지적되어 있다.
계획중인 지역은 기본 영역들 또는 픽셀들, 예컨대 50m×50m 제곱면적으로 이상적으로 부분할된다.
먼저, 소정의 네트워크 구성(BRS/셀의 개수와 위치, 각 BRS 무선장비 등)을 시작하기 위해 다양한 네트워크 셀들의 전자기 커버리지들이 계산된다(블록 205). 전자기 커버리지를 계산하는 것은 특히 각 "커버리지"의 크기 및 특성들, 즉, 무선 전자신호가 일반적인 셀의 방사 안테나로부터 소정 반경(예컨대, 80Km)내에 수신되는 픽셀의 위치를 판별하는 것을 의미한다.
그런 후, 다양한 셀들의 소위 "베스트 서버 영역(best server areas)"이 계산된다(블록 210), 이 단계의 결과, 계획중인 영역에 속하는 모든 픽셀은 각 네트워크 셀, 즉, 픽셀의 "베스트 서버 셀"이라고 하는 각 BRS에 명확하게 할당된다. 특히, 일반 픽셀의 베스트 서버 셀은 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel, CPIH)이 고려되는 한 그 서버 셀의 BRS가, 계획중인 영역에 속하는 모든 다른 셀들에 의해 방사되는 신호의 전력레벨에 비해 가장 큰 전력레벨(RSCP)을 갖는 신호를 방사하는 셀이다.
그리고 나서, 계획중에 있는 영역들에 걸쳐 다른 네트워크 서비스용으로 네트워크에 제공된 트래픽의 분포가 산출된다(블록 215); 그 결과, 각 네트워크 서비스(예컨대, 전화, 팩스, 와상전화, 인터넷 접속, 스트리밍 등)에 의해 각 픽셀에 제공된 트래픽의 추정이 얻어진다.
네트워크의 업링크 커버리지를 계획/추정하기 위해 업링크 분석단계가 잇따르며(블록 220), 상기 단계에서 간섭/잡음 한계를 기초로 BRS의 업링크 용량이 분석된다. 업링크 분석의 결과로서, 각 네트워크 서비스에 대한 하나의 맵 세트로 복수의 맵 세트가 결정된다; 일반 맵 세트는 계획중인 영역의 셀 개수와 같은 맵 개수를 포함한다: 각 맵은 각각의 셀(서빙 셀)이 업링크에서 최저 전력을 필요로 하는 픽셀들에 의해 형성되며, 이 경우 픽셀에 위치된 가상의 UE에 필요로 하는 업링크에서의 전송 전력이 일반 네트워크 서비스를 위해 기설정된 UE 최대 전송전력을 초과하는 픽셀들은 버린다; 따라서, 일반 셀과 일반 네트워크 서비스를 위해 산출된 픽셀 맵을 그 네트워크 서비스용 "셀 업링크 서비스 영역"이라 한다. 하기에서, 본 발명의 실시예에 따른 업링크 분석을 수행하는 방법이 상세하게 기술되어 진다.
하기의 계획 과정단계에서, 다운링크 분석 또는 다운링크 계획/추정 커버리지가 형성된다: 특히, 이 단계를, "다운링크 전력 제어"라고도 하며(블록 225), 계획중인 네트워크 부분에 의해 다운링크 커버리지의 추정이 수행되므로 업링크 커버리지가 추정된 것을 토대로 소정의 네트워크 구성에 대해, 다운링크가 제한 요인인지 여부를 알아낸다.
계획중인 영역에 속하는 각 셀에 대해, 업링크 분석 단계에서 산출된 셀 업링크 서비스 영역이 고려된다. 셀 업링크 서비스 영역에 속하는 각 픽셀과 모든 네트워크 서비스에 대해, 서비스의 최대 비트율이 보장된다면, 고려되는 셀에 필요로 하는 트래픽 채널당 전력이 산출된다(따라서, 픽셀에 위치된 일반 UE와의 연결을 지원하고 그리고 상기 고려되는 네트워크 서비스를 이용하는데 필요한 전력이 산출된다). 일반적인 픽셀이 네트워크에 의한 "서빙되는" 것으로 고려되도록 하기 위해, 셀에 필요한 트래픽 채널당 전력이 트래픽 채널당 셀에 의해 전달될 수 있는 최대 전력을 초과하지 않아야 한다; 일반 픽셀에 대해, 상기 계산된 전력이 해당 네트워크 서비스에 대한 셀에 의해 트래픽 채널당 배송가능한 최대 전력을 초과하는 경우, 상기 픽셀은 다운링크에서 불충분한 전력으로 인해 정지상태에 있게 된다. 일반 서비스를 위한 일반 셀 업링크 영역에 속하나 다운링크에서의 불충분한 전력에 대해 정지상태에 있지 않은 픽셀들의 세트는 상기 서비스에 대한 셀의 "셀 전체 서비스 영역"을 형성한다. 다양한 네트워크 서비스를 위해 계획중인 영역의 다양한 셀들의 셀 일반 서비스 영역의 집합이 "네트워크 전체 서비스 영역"을 형성한다. 일반 네트워크 서비스에 대해, 다운링크에서의 불충분한 전력으로 인해 정지상태에 있는 픽셀 세트는 상기 서비스의 "다운링크 정지영역"을 형성한다.
다운링크 전력 제어단계는 다운링크에서 전달된 전체 전력에 대해 셀 용량의 검사를 또한 망라한다. 일반 셀에 필요한 전체 전력(모든 트래픽 채널, 모든 네트워크 서비스에 대해 셀에 의해 전달되어야 하는 총 전력 더하기 공통 채널- CPICH, SCH 등에 대해 셀에 의해 전달되는 전력)이 상기 셀에 의해 전달 가능한 최대 전력과 비교된다.
전체적으로 필요로 하는 전력이 최대의 전달 가능한 전달전력을 초과하지 않으면, 일반 셀은 상기 용량검사를 통과한다. 따라서, 일반 네트워크 서비스에 대해 셀 전체 서비스 영역은 다음과 같은 상황에서 모든 이런 픽셀을 포함하게 된다:
a) 업링크에서의 트래픽 채널당 필요로 하는 전력은, 상기 고려되는 네트워크 서비스에 대해, 전체 UE에 의해 전달될 수 있는 최대 전력을 초과하지 않는다.
b) 다운링크에서의 트래픽 채널당 필요로 하는 전력은, 상기 고려되는 네트워크 서비스에 대해, 상기 트래픽 채널당 셀에 의해 전달될 수 있는 최대 전력을 초과하지 않는다.
대신 전체적으로 필요로 하는 전력이 셀의 최대 전달가능한 전력을 초과하지 않으면, 상기 용량검사가 통과되지 않는다: 셀은 용량정체(capacity congestion)상태에 있게 된다. 따라서, 셀의 전체 서비스 영역은 상기 조건 a) 및 b)를 만족하는 픽셀의 서브세트를 포함할 것이고, 이러한 서브세트는 다음의 추가 조건을 만족하는 픽셀에 의해 형성된다:
c) 모든 네트워크 서비스에 대해 셀 전체 서비스 영역의 픽셀상에 위치된 모든 UE에 전달된 총 전력은 상기 셀에 의해 전달될 수 있는 최대전력과 같다.
이러한 픽셀의 서브세트는 예컨대 감쇠 값을 증가시켜 상기 조건 a) 및 b)를 만족하는 모든 픽셀을 분류하고, 최저 감쇠를 갖는 픽셀에서 시작하여 이에 따라 얻은 픽셀들의 분류된 리스트들 가운데 조건 c)가 만족되는 리스트에 있는 첫번째 k 개 픽셀들을 선택함으로써 결정될 수 있다.
또한, 용량정체 상태에 있는 셀들이 발견되는 경우, 계획 과정에 대한 입력을 위해 이루어진 가정, 예컨대, 제공된 트래픽의 분배 및 계획중인 영역에 있는 셀의 위치를 재고하는 것이 필요할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 업링크 분석 수행방법이 도 3의 도식적인 흐름도를 참조로 기술되어 있다.
먼저, 파라미터 리스트가 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예에 따른 업링크 분석방법의 설명을 참조로 하는 해당 정의와 함께 하기에 제공되어 있다.
기호 정의
N셀 계획중인 영역에 포함된 셀의 개수
S 계획중인 영역에 있는 네트워크에 의해 제공되도록 의도된 네트워크 서비스의 세트
Sj 일반 셀 Cj에 의해 지원되는 세트 S에 포함된 네트워크 서비스의 서브세트
(m,n) 계획중인 영역내 일반 픽셀의 좌표
Θs j 일반 서비스(s) 및 일반 셀(Cj)에 대한 업링크 분석 알고리즘을 위해 초기 계산 영역에 속하는 픽셀 세트
Ωs j 일반 네트워크 서비스(s)에 대해 셀(Cj)의 셀 업링크 서비스 영역에 속하는 픽셀 세트
Ψs 일반 네트워크 서비스(s)에 대해 정지상태에 있는 픽셀 세트
SNRs 업링크에서 일반 네트워크 서비스용의 타겟 신호 대 잡음비
pj (m,n),s 일반 셀(Cj)에 의해 픽셀(m,n)상에 있는 UE에 필요로 하며 타겟 업링크 SNR을 보장하기 위한 일반 네트워크 서비스(s)를 이용하는 전용 트래픽 채널(DCH)당 필요한 전력
pDCH (m,n),s 픽셀(m,n)에 있는 UE에 의해 그리고 일반 네트워크 서비스(s)를 이용함으로써 전용 트래픽 채널(DCH)당 전송된 전력
p최대 DCH(S) 일반 UE에 의해 서비스(s)용으로 전용 트래픽 채널(DCH)에 전달될 수 있는 최대 전력
p최소 DCH(S) 일반 UE에 의해 서비스(s)용으로 전용 트래픽 채널(DCH)에 전달될 수 있는 최소 전력
RTWPj 일반 셀(Cj)에 의해 전체 유용한 주파수 대역에 걸쳐 수신된 총 전력
ηj 일반 셀(Cj)용의 업링크에서의 적재 인수
η최대 각 셀에 대한 업링크에서의 최대 허용가능한 적재 인수
RSCPj (m,n) 픽셀(m,n)에 위치된 일반 UE에 의해 일반 셀(Cj)의 공통 파일럿 채널(CPICH)상에 수신된 전력(dBm)
RSCPBEST (m,n) 픽셀(m,n)에 위치된 일반 UE에 의해 픽셀(m,n)에 대한 베스트 서버 셀의 공통 파일럿 채널(CPICH)상에 수신된 전력(dBm)
MD 매크로다이버시티 임계치(dB)
Δ(m,n) 일반 픽셀(m,n)에 위치된 일반 UE의 전력을 제어하기 위한 후보 셀들의 세트
P잡음 열잡음 전력
Loss(m,n) 일반 픽셀(m,n)에서 일반 셀(Cj)로의 링크 감쇠
Figure 112010062865192-pct00003
 서비스(s)면에서 업링크에서의 평균 전송시간 대 총 연결시간의 비를 나타내는 통계적 파라미터인, 업링크에서의 일반 서비스(s)의 서비스 활동 인자(SAF)
T(m,n),s 일반 네트워크 서비스(s) 면에서 일반 픽셀(m,n)에 있는 UE의 개수
먼저(블록 305), UE 전송전력과 서비스 정지영역이 초기화된다. 특히, 계획중인 영역에 속하는 각 픽셀(m,n)과, 일반 픽셀(m,n)에 있는 각 UE에 대해, 각각의 필요로 하는 전송전력(PDCH (m,n),s)이 각 네트워크 서비스 (s)에 대해 0으로 초기화된다:
PDCH (m,n),s = 0
Figure 112008029880953-pct00004
s ∈ S 및
Figure 112008029880953-pct00005
(m,n) ∈ Φs
필요로 하는 전송전력(PDCH (m,n),s)의 0으로의 이러한 초기화의 결과로서, 서비스 정지상태에 있는 픽셀의 세트 Ψs,
Figure 112010062865192-pct00006
s ∈ S는 공집합으로 초기화되고, 각 네트워크 서비스(s)는 제공되도록 의도된 네트워크 서비스의 세트(S)에 속한다. 본 발명의 대안의 실시예에서, 필요로 하는 전송전력(PDCH (m,n),s)은 또한 0과는 다른 값으로, 예를 들면, 본 명세서에서 고려되는 예에서는 예컨대 베스트 서버(CPICH)인 초기 서비스 영역에 비례하는 종속된 값이거나, 예컨대 상기 픽셀(m,n)에 제공된 트래픽에 비례하는 종속된 값으로 초기화될 수 있다.
그런 후, 루프가 상기 UE들에 요청된 업링크 전력을 제어하도록 진입한다.
특히, 루프의 각 반복시, 전체 유용한 주파수 대역에 걸쳐 일반 셀(Cj)에 의한 업링크에서 수신된 총 전력(RTWPj)이 다음과 같이 산출된다(블록 310):
Figure 112008029880953-pct00007
계산된 총 수신전력(RTWPj)을 기초로, 계획중인 영역의 모든 픽셀(m,n)에 대해 그리고 모든 네트워크 서비스(s)에 대해 UE에 필요로 하는 전송전력의 새로운 값이 계산된다(블록 315). 이 계산은 또한 각 네트워크 서비스에 대한 셀 서비스 영역의 계산을 포함한다. 이들 계산의 목적은 계획중인 영역의 각 픽셀(m,n)과 각 네트워크 서비스(s)에 대해 상기 픽셀에 위치되고 상기 서비스를 이용하는 가상의 UE에 대한 최소 전송전력을 필요로 하는 셀을 결정하고 그리고 이러한 최소 전송전력의 양을 결정하는 것이다. 픽셀(m,n)에 위치된 UE의 전력을 제어할 수 있는 셀들은 해당 RSCPj (m,n) 값이 RSCPBEST (m,n) 값 미만으로 기껏해야 MD dB인 모든 이러한 셀 Cj(j=1, ..., N셀), 즉, 베스트 서버 셀의 CPICH가 수신되는 전력에 비해 범위[RSCPBEST (m,n) - MD; RSCPBEST (m,n)]내에 있는 전력을 가지며 해당 픽셀(m,n)에 각각의 CPICH가 수신된 모든 이와 같은 셀들이다.
따라서, 세트 Δ(m,n)는 다음과 같은 식으로 형성된다:
Δ(m,n) =
Figure 112008029880953-pct00008
Cj : RSCPj (m,n) ≥ RSCPBEST (m,n) - MD
계획중인 영역의 각 픽셀(m,n)에 대해, 세트 Δ(m,n)에 속하는 각 셀(Cj)에 대해, 그리고 각 네트워크 서비스 s∈S에 대해, 타겟 SNR을 보장하기 위해 셀(Cj)에 의해 상기 픽셀에 위치된 가상의 UE에 필요로 하는 전송 전력은 다음과 같이 계산 된다:
Figure 112008029880953-pct00009
계산된 UE 전송전력은 일반 UE에 대해 확립되고 계획 과정에 대한 입력으로서 고려되어야 하는 기설정된 최대/최소 비율 내에 있어야 한다:
Figure 112008029880953-pct00010
그런 후, 세트 Δ(m,n)에 속하는 모든 셀들 중에서 UE에 대한 최소 전송전력을 필요로 하는 셀이 결정된다; 일반 네트워크 서비스가 고려되는 한 이러한 셀은 루프의 일반적인 현행 (current) 반복시 픽셀(m,n)의 서빙 셀(serving cell)이다.
이런 식으로, 세트 Δ(m,n)에 속하는 각 셀 Cj에 대해 그리고 각 네트워크 서비스 s∈S에 대해, 다음과 같이 세트 Ωs j가 계산된다:
Figure 112008029880953-pct00011
따라서, (루프의 일반적인 현행 반복시) 네트워크 서비스 s에 대한 상기 픽셀의 서빙 셀에 의해 픽셀(m,n)에 위치된 일반 UE에 필요로 하는 전송전력은 다음과 같이 계산된다:
Figure 112008029880953-pct00012
루프의 일반적인 현행 반복시, 일반 서비스(s)에 대한 서비스 정지 영역(Ψs)은 세트 Φs에 속하는 픽셀(m,n)의 세트로서 정의되고, 상기 세트 Φs는 계획중인 영역에 속하는 임의의 셀 Cj에 대해 계산된 세트 Ωs j 중 어느 하나에도 속하지 않는다, 즉:
Figure 112008029880953-pct00013
수렴에 이르면, 상기 계산된 UE 전송전력에 관한 한 안정 상태에 도달함으로써 식별된 루프가 빠져나간다(판단블록 320). 특히, 상기 안정 상태는 (예컨대, 0.5dB 에서 1dB로 충분히 작은) 전력 허용오차(Tol_UE_Pw)를 설정하여 결정된다: 상기 루프의 일반적인 (k-1) 반복에서 다음 k 반복으로 지날 때, 즉, 계산된 필요한 전력이 세트 허용오차보다 적은 경우 계획중인 영역의 각 픽셀(m,n)에 대해 그리고 각 서비스(s)에 대해 다음과 같이 되는 경우에 안정 상태에 도달된 것으로 선언된다:
Figure 112008029880953-pct00014
루프를 빠져나간 후, 업링크에서 모든 적재 인수들이 기껏해야 기설정된 최대 적재 인수와 같은지를 확실하게 하기 위해 제어가 수행된다(블록 325). 일반 셀(Cj)에 대한 업링크에서의 적재 인수를 다음과 같이 정의하고:
Figure 112008029880953-pct00015
계획중인 영역의 모든 셀(Cj)에 대해,
Figure 112008029880953-pct00016
이면, 테스트가 통과된다.
테스트가 통과되면, 절차가 종료된다. 대신 적재 인수에 대한 테스트가 통과되지 않으면, 혼잡제어가 수행된다(블록 330), 테스트가 통과되지 않은, 즉,
Figure 112010062865192-pct00032
인, 계획중인 영역의 모든 셀에 의해 형성된 세트(θ)가 수립된다.
삭제
기설정된 최대 적재 인수를 초과하고 비워있지 않은 서비스 영역을 갖는 계산된 적재 인수를 체험하는 모든 셀들에 대해서 세트(θ)가 수립된다.
세트(θ)에 속하는 각 셀(Cj)에 대해, 각각의 업링크 혼잡 표시자(Cong-ULj)가 다음과 같이 계산된다:
Figure 112008029880953-pct00018
여기서 ξ(ηj,η최대)는 0 보다 크고 100까지의 범위 내에 있는 값을 반환하도록 형성된 적재 인수의 함수를 나타낸다. 특히, 그리고 단지 예로써(함수 ξ(ηj,η최대)에 대한 다른 형태들이 가능함), 함수 ξ(ηj,η최대)는 다음과 같은 형식을 취할 수 있다:
Figure 112008029880953-pct00019
다르게 말하면, 업링크 혼잡 표시자(Cong-ULj)는 업링크에서 일반 셀(Cj)가 겪고 셀에 대해 계산된 적재 인수 (ηj)와 최대 적재 인수(η최대)의 차이에 종속된 혼잡의 양을 제공하는 숫자이다.
세트(θ)에 속하는 각 셀(Cj)에 대해 그리고 제공되는 것으로 의도된 서비스의 세트(S)에 속하는 각 네트워크 서비스(s)에 대해, 산개함수(decongestion function)(β)가 사용된다; 산개함수(β)는 업링크에서 혼잡 이유로 인해 서비스 정지상태에 있게 되는 네트워크 서비스(s)에 대해 셀(Cj)의 서비스 영역(Ωs j)의 일부 중에서 픽셀의 개수를 백분율로 표현하는, 바람직하게는 0에서 1의 범위인 값(Cong_Ticks)을 반환하기 위한 일반 셀의 업링크 혼잡 표시자(Cong-ULj)에 적용되는 연산자이다. 산개함수(β)
Figure 112008029880953-pct00020
는 예컨대 업링크 혼잡 표시자(Cong-ULj)의 값이 증가함에 따라 0에서 1까지 증가하는 계단형 형태를 취할 수 있다; 단지 예로써, 산개함수(β)는 다음과 같이 기술될 수 있다:
Figure 112008029880953-pct00021
세트(θ)에 속하는 각 셀(Cj)에 대해, 각 픽셀(m,n)에 대한 분류함수가 다음과 같이 수립된다:
Figure 112008029880953-pct00022
본 명세서에 고려된 분류함수는 링크손실 함수(Loss(m,n),j), 일반 셀(Cj)에 의해 지원되는 세트(S)에 포함된 네트워크 서비스의 서브세트 (Sj), 및 UEs(T(m,n),s)의 개수이다. 네트워크 서비스(s)에 대해 셀(Cj)의 세트(서비스 영역)(Ωs j)에 속하는 픽셀(m,n)은, 2개의 일반 픽셀(m1,n1) 및 픽셀(m2,n2)을 고려하여,
Figure 112008029880953-pct00023
인 경우에만, 픽셀(m1,n1)이 픽셀(m2,n2)에 앞서는 식으로 순서함수(ordering function)를 적용함으로써 소팅된다.
예컨대, 순서함수는 손실함수 Loss(m,n),j 로 간단히 표현될 수 있으며, 이 경우, 일반 픽셀이 상기 다른 픽셀의 손실보다 손실이 적은 경우 그 일반 픽셀은 그 다른 픽셀에 앞선다. 보다 일반적으로, 픽셀은 셀의 업링크 적재 인수에 대한 각 기여를 나타내는 하나 이상의 파라미터를 기초로 소팅될 수 있고, 상기 파라미터는 예컨대 링크손실, 픽셀에 의해 제공된 트래픽, 트래픽 타입(예컨대, 긴급 호출이 통상의 호출에 대해 특권이 주이질 수 있음)을 포함한다.
세트(θ)에 속하는 각 셀(Cj)에 대해, 그리고 서브-세트(Sj)에 속하는 임의의 네트워크 서비스(s)에 대해, 셀(Cj)에 대한 셀 서비스 영역의 크기는, 픽셀들의 관점에서, Card[Ωs j]로 표시된다. 이전에 계산된 서비스 정지영역(Ψs)은, 상기 정의된 순서함수(Rj (m,n))를 세트(Ωs j)에 적용함으로써 이루어진 소팅에 따라 제 1 픽셀로부터 시작하여 네트워크 서비스(s)에 대해 셀(Cj)의 서비스 영역을 형성하는 픽셀 세트(Ωs j)로부터 취한
Figure 112008029880953-pct00024
과 동일한 개수의 픽셀들을 포함함으로써 업데이트 된다. 따라서, 셀 서비스 영역이 제한된다. 보다 일반적으로, 픽셀의 개수 면에서, 셀(Cj)에 대한 셀 서비스 영역의 크기는 계산된 셀 업링크 적재 인수와 상기 최대 적재 인수 간의 차이에 따라, 특히 비례하는 방식으로 제한될 수 있다.
그런 후(블록 335), 계획중인 영역에 속하는 각 픽셀(m,n)에 대해, 그리고 상기 픽셀에 위치된 각각의 가상 UE에 대해, 각 네트워크 서비스에 대한 UE에 필요한 전송전력이 초기화된다:
Figure 112008029880953-pct00025
그런 후, 기본적으로 이전 루프와 유사한 또 다른 루프에 진입하며, 그 경우에 루프의 각 반복시, 전체 유용한 주파수 대역에 걸쳐 일반 셀(Cj)에 의해 업링크에서 수신된 총 전력(RTWPj)이 상술한 식으로 계산되고(블록 340), 그리고 나서 UE에 요구되는 필요한 전송전력의 새로운 값들이 계획중인 영역의 모든 픽셀(m,n) 및 모든 네트워크 서비스(s)에 대해 계산된다(블록345).
계산된 UE 전송전력에 관한 한 안정 상태에 이르면 루프에서 빠져나온다(판단 블록(350)). 특히, 상기 안정 상태는 이전에 사용된 동일한 허용오차(Tol_UE_Pw)일 수 있는 전력 허용오차를 설정하여 결정된다: 상기 루프의 일반적인 (k-1)에서 다음 k 반복으로 지날 때, 계획중인 영역의 각 픽셀(m,n)에 대해 그리고 각 서비스(s)에 대해 다음과 같이 되는 경우에 안정상태데 도달된 것으로 선언된다:
Figure 112008029880953-pct00026
따라서, 본 발명의 기술된 실시예에 따르면, 혼잡제어단계(330)는 업링크에서의 셀 로드를 제어하게 하며, 오버로드가 되는 셀들(즉, 계산된 적재 인수가 최대 허용가능한 적재 인수를 초과하는 그러한 셀들) 중 각 하나에 대한 픽셀의 서브세트를, 업링크 전력 제어단계로부터, 고려 대상에서 배제하게 한다. 이런 식으로, 업링크 전력 제어단계의 사전준비로 허용 제어단계를 수행해야 할 필요가 방지된다. 본 발명의 기술된 실시예에 따라 수행된 업링크 분석의 결과들은, 특히 업링크에서의 간섭에 대해 허용 제어단계가 대신 수행되어야 하는 경우이므로, 다소 현실적인 가정에 의해 영향받지 않는다: 셀 로드는 실제로 업링크 전력 제어단계 내에서 직접적으로 제어된다.
이러한 접근은 종래기술의 계획방법의 한계를 극복하게 하고, 서비스 영역의 크기가 보다 더 정확해지므로, 이에 의해 제공된 트래픽 및 네트워크 성능의 추정이 향상된다.
상술한 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 부분적으로 하드웨어 및 부분적으로 소프트웨어에 실행될 수 있다. 특히 개인용 컴퓨터 또는 워크스테이션과 같은 적절하게 프로그램된 데이터 처리장치 또는 시스템에 의해 실행될 수 있다; 일반용 컴퓨터(400)의 구조가 도 4에 개략적으로 도시되어 있다.
상기 컴퓨터(400)는 시스템 버스(403)에 병렬 연결된 다수의 유니트들로 구성된다. 상세하게, 하나의 (바람직하게는 그 이상의) 프로세서(μP)(406)가 컴퓨터(400)의 동작을 제어한다; RAM(409)은 마이크로프로세서(406)에 의한 워킹 메모리로서 사용되고, ROM(411)은 컴퓨터(400)의 부트스트랩(bootstrap)용 기본 코드를 저장한다. 주변장치들이 (각각의 인터페이스에 의해) 로컬 버스(413)에 연결되어 있다. 특히, 대용량 기억장치는 하드 디스크(415)와 CD-ROM/DVD-ROM (419)을 읽기 위한 CD-ROM/DVD-ROM 드라이버(417)를 구비한다. 더욱이, 컴퓨터(400)는 일반적으로 예컨대, 키보드와 마우스와 같은 입력장치(421)와 디스플레이 장치(모니터) 및 프린터와 같은 출력장치(423)를 포함한다. 네트워크 인터페이스 카드(NIC)(425)는 컴퓨터(400)를 네트워크(427), 예컨대 LAN에 연결시키는데 사용된다. 브릿지 장치(429)는 시스템 버스(403)와 로컬 버스(413)를 결합시킨다. 각각의 마이크로프로세서(406)와 브릿지 장치(406)은 정보를 전송하기 위해 시스템 버스(403)에 접속을 요청하는 마스터 에이전트로서 동작할 수 있다; 아비터(arbiter)(431)는 시스템 버스(403)로의 접속 허여를 관리한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 상술한 업링크 분석 방법을 실행하도록 형성된 메인 컴퓨터 프로그램 구성요소들의 도면이다. 특히, 도 5는 도 4의 컴퓨터의 워킹 메모리(4)의 부분적인 컨텐츠를 개략적으로 도시한 것이다. 정보(프로그램 및 데이터)는 일반적으로 하드 디스크에 저장되고 프로그램이 실행되는 경우 워킹 메모리에 (적어도 부분적으로) 로드된다. 프로그램은 초기에 예컨대, CD-ROM 또는 DVD-ROM으로부터 하드 디스크에 설치될 수 있거나, 예컨대 데이터 통신 네트워크(427)를 통해 분산 서버장치로부터 다운로드될 수 있다.
프로그램에 대한 입력부(500)는 예컨대 셀의 개수와 그 위치, 제공되도록 되어 있는 네트워크 서비스, 트래픽 및 계획 영역의 픽셀에 걸친 분포, UE 및 셀의 전송전력 비율 등을 포함한다.
필요한 전송전력 초기화 모듈(505)은 트래픽 채널 및 서비스당 UE의 필요로 하는 전송전력 pDCH (m,n),s을 나타내는 변수(510)의 값들을 (예컨대 0으로) 초기화한 다. 마찬가지로, 서비스 정지영역 초기화 모듈(515)은 다양한 네트워크 서비스들의 서비스 정지영역(Ψs)을 나타내는 변수(520)를 (예컨대 공집합으로) 초기화한다.
총 수신된 전력 계산기 모듈(525)은 앞서 나타낸 공식을 적용하여 네트워크 셀에 의해 수신된 총 전력(RTWP)을 계산하고 필요한 전송전력 계산기 모듈(530)은 변수(510)의 값을 업데이트하여 UE의 필요한 전송전력 pDCH (m,n),s의 값을 계산한다. 필요한 전송전력 계산기 모듈(530)의 결과들을 기초로, 서비스 정지영역 계산기 모듈(535)은 서비스 정지영역(Ψs)을 재계산하고 변수(520)의 값을 업데이트한다.
수렴 검출기 모듈(540)은 현재 반복에서 계산된 전송전력이 기설정된 허용오차보다 작게 이전의 반복시 계산된 전송전력과 다른지 여부를 점검함으로써 수렴에 도달했을 때를 검출한다. 혼잡 검출기 모듈(40)은 (스위치(543)로 도시된 바와 것과 같이) 안정 상태에 도달한 경우 반복의 중지를 야기하도록 형성되어 있다.
혼잡 컨트롤러 모듈(545)은 혼잡상황의 제어를 수행한다. 적재 인수 계산기(550)은 다양한 셀들에 대한 적재 인수를 계산하고, 적재 인수 제어모듈(555)은 적재 인수가 기설정된 최대 적재 인수를 초과하여 오버로드된 혼잡 셀들이 있는지 여부를 확인한다. 혼잡 셀에 대해, 셀 산개 모듈(cell de-congestioner module)(560)은 앞서 상세히 기술된 절차에 따라 서비스 정지 영역들로부터 선택된 픽셀들을 제거한다.
인간/기계 인터페이스 모듈(565), 예컨대, 그래픽 사용자 인터페이스는 다운링크 제어 알고리즘의 결과를 디스플레이하게 한다.
본 발명은 몇몇 실시예로써 개시되고 기술되었으나, 상술한 실시예들 뿐만 아니라 본 발명의 다른 실시예들에 대한 여러가지 변형들이 청구의 범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 기술사상 또는 기본적인 특성들로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 당업자에게 자명하다.
본 발명의 상세한 설명에 포함됨.

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 네트워크 셀(C1, ..., Cn)을 포함하고 상기 네트워크 셀에 위치해 있는 사용자 장비(125)에 적어도 하나의 네트워크 서비스를 제공하도록 되어 있는 이동전화 통신 네트워크(100) 계획방법으로서,
    a) 상기 적어도 하나의 네트워크 셀에 대해 서비스 영역과 각 사용자 장비에 대한 전송전력을 초기화하는 단계 (305)와,
    b) 상기 서비스 영역에 위치해 있는 사용자 장비로부터 적어도 하나의 네트워크 셀에 의해 수신된 총 전력을 추정하고 (310) 상기 적어도 하나의 네트워크 서비스를 이용하는 단계와,
    c) 추정된 총 수신전력을 기초로, 상기 적어도 하나의 네트워크 서비스에 대한 서비스 제한의 목표 품질에 도달하도록 상기 서비스 영역에 위치해 있는 사용자 장비에 필요한 전송전력을 변경하는 단계(315)와,
    d) 안정조건에 도달할 때까지 상기 단계 b)와 단계 c)를 반복하는 단계(320)로서, 상기 서비스 영역에 위치해 있는 사용자 장비의 적어도 기설정된 일부에 대한 전송전력 변화가 기설정된 임계치보다 작은, 반복 단계와,
    e) 상기 단계 d)의 종료시 전송전력에 해당하는, 상기 적어도 하나의 네트워크 셀이 수신한 총 수신전력을 계산하는 단계(330)와,
    f) 상기 총 수신전력이 최대 허용가능한 수신전력보다 낮은 지를 확인하는 단계(330)와, 그리고,
    낮은 경우
    g) 상기 서비스 영역을 제한하는 단계(330)와,
    h) 상기 제한된 서비스 영역에 대해 b)에서 g)까지의 단계를 반복하는 단계(340,345,350)를 포함하는,
    이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서비스 영역은 계산된 업링크 적재 인수와 최대 업링크 적재 인수 간의 차이를 기초로 제한되는, 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 서비스 영역은 상기 차이에 비례하여 제한되는, 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 영역은 복수의 기본영역 요소들을 구비하고,
    상기 제한하는 단계는,
    총 수신전력에 대한 상기 기본영역 요소들의 각각의 기여를 나타내는 파라미터 값을 기초로 상기 기본영역 소자들의 순서 리스트를 확립하는 단계와,
    상기 리스트의 한 종료시 상기 기본영역 요소들 중 적어도 하나를 폐기하는 단계를 포함하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 파라미터는 업링크 손실을 포함하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 기본영역 요소에 의해 제공된 총 트래픽을 포함하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 기본영역 요소에 의해 제공된 트래픽 타입을 구비하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 영역을 초기화하는 단계는 기설정된 통신채널에 대해 계산된 셀의 베스트 서버 영역을 초기화 서버 영역으로 간주하는 단계를 포함하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기설정된 통신채널은 공통 파일럿 채널(Commom Pilot CHannel, CPICH)인 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 네트워크 셀에 대해, 각 사용자 장비에 대한 전송전력을 초기화하는 단계는 서비스 영역이 초기화되는 값에 따라 상기 전송전력을 초기화하는 단계를 포함하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 네트워크 셀에 대해, 각 사용자 장비에 대한 전송전력을 초기화하는 단계는 서비스 영역이 초기화되는 값을 기초로 상기 셀에 제공된 트래픽의 양에 따라 상기 전송전력을 초기화하는 단계를 포함하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 제약 품질은 타겟 서비스 신호 대 잡음비인 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    총 수신전력이 최대 수신전력보다 낮은 지를 확인하는 단계는,
    e) 단계에 계산된 총 수신전력에 해당하는 업링크 적재 인수를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 업링크 적재 인수가 최대 업링크 적재 인수 미만인지를 확인하는지 단계를 포함하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 실행하도록 형성된 수단을 구비하는 데이터 처리 시스템.
  15. 컴퓨터 시스템상에 실행될 때 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 모든 단계들을 실행하기 위한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 저장하는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체.
  16. 적어도 하나의 네트워크 셀을 포함하고 상기 네트워크 셀에 위치되어 있는 사용자들에게 네트워크 서비스를 제공하도록 되어 있는 이동전화 통신 네트워크로서,
    상기 네트워크는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 계획되는 이동전화 통신 네트워크.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 네트워크 셀에 대해, 각 사용자 장비에 대한 전송전력을 초기화하는 단계는 서비스 영역이 초기화되는 값에 비례하는 값으로 상기 전송전력을 초기화하는 단계를 포함하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 네트워크 셀에 대해, 각 사용자 장비에 대한 전송전력을 초기화하는 단계는 서비스 영역이 초기화되는 값을 기초로 상기 셀에 제공된 트래픽의 양에 비례하는 값으로 상기 전송전력을 초기화하는 단계를 포함하는 이동전화 통신 네트워크 계획방법.
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Martin et al. Andreas Eisenblätter, Roland Wessäly Atesio GmbH, Rubensstr. 126, D-12157 Berlin, Germany {eisenblaetter, wessaely}@ atesio. de

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