KR101696387B1 - 기지국 위치 추정 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR101696387B1
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Abstract

본 발명은 기지국 위치 추정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 기지국으로부터 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하는 무선망 품질 측정 장치, 상기 무선망 품질 측정 장치로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 각 측정포인트에서의 최적 PSC(best Primary Scrambling Code)를 선택하고, 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑한 후, 각 그룹별로 경로 손실(path loss) 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 기지국 위치 추정 장치를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 기지국의 위치를 모르는 경우에도 기지국으로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 기지국의 위치를 추정할 수 있다.

Description

기지국 위치 추정 시스템 및 방법{System and Method for estimating Base Station position}
본 발명은 기지국 위치 추정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선망 품질 측정 장치로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 각 측정포인트에서의 최적 PSC(best Primary Scrambling Code)를 선택하고, 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑한 후, 각 그룹별로 경로 손실(path loss) 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하고, 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하는 기지국 위치 추정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 이동통신망에서는 무선망 운용의 최적화를 위하여 이동통신 장비나 시설 등을 계획하기 전에 사전 예측을 통해 최적의 기지국 위치를 선정하고 시설 후의 커버리지 영역을 예측하는 특정 무선망 분석 툴을 통한 셀 플래닝(Cell Planning)이 수행되고 있다.
또한, 이동통신분야의 발달로 인해서 많은 사람들이 개인용 이동통신기기를 사용하고 있으며, 이에 발맞추어 다양한 주파수 영역의 서비스가 제공되고 있다. 이러한 이동통신기기를 운용함에 있어서 각각의 위치에 설치된 기지국은 서로 긴밀하고, 안전하게 동기화를 실현할 수 있어야 한다.
또한, 이동통신의 통화 품질(Quality of Service: QoS)은 처리 능력, 전송 지연, 정확성 및 신뢰성 등에 의하여 결정되며, 기지국 또는 기지국 안테나의 성능, 수 및 위치의 최적 여부는 이러한 통화 품질과 직결된다. 그 중 기지국 안테나 위치의 최적 여부는 기지국을 처음 설치할 경우에도 반드시 고려되어야 할 사항이지만 전파는 주위 환경에 따라 영향을 받는다는 점을 감안하면 설치 후에도 항상 고려되어야 할 사항이다.
즉, 기지국 또는 기지국 안테나의 설치 후 건물의 신축이나 가입자 분포의 변화 등으로 인하여 새로이 수신 음영지역이 발생하거나 호 손실(Lost call), 접속 실패(Attempt Failure) 또는 블록킹(Radio Blocking) 등이 발생할 수 있다.
따라서 각 기지국의 위치선정은 매우 중요한 사항이고, 특히 기지국을 건립하는데 매우 많은 비용이 소요되므로 기지국의 선정에 필요한 수신감도 측정에 의한 최적화 기법이 많이 연구되고 있다.
상기와 같이 이동통신의 품질 경쟁을 위해서는 타 이동통신 사업자에 의한 기지국 위치를 추정할 필요가 있는데, 종래에는 타 이동통신 사업자에 의한 기지국 위치를 추정할 방법이 없었다. 즉, 타 이동통신사의 기지국 위치를 추정하게 되면 그 위치 정보를 기반으로 타 이동통신사의 통신 품질에 대한 근거를 확보할 수 있고 이를 바탕으로 자사의 기지국 투자 물량 산출 및 기지국 위치 선정을 통해 통화 품질의 우위를 확보할 수 있는데, 종래에는 타 이동통신 사업자에 의한 기지국 위치를 추정할 방법에 없었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 기지국의 위치를 모르는 경우에도 기지국으로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 기지국의 위치를 추정할 수 있는 기지국 위치 추정 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기지국과 중계기의 위치를 분리하여 알 수 있는 기지국 위치 추정 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 기지국으로부터 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하는 무선망 품질 측정 장치, 상기 무선망 품질 측정 장치로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 각 측정포인트에서의 최적 PSC(best Primary Scrambling Code)를 선택하고, 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑한 후, 각 그룹별로 경로 손실(path loss) 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 기지국 위치 추정 장치를 포함하는 기지국 위치 추정 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선망 품질 측정 장치로부터 품질 측정 데이터를 수신하는 품질 측정 데이터 수신부, 상기 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택하는 최적 PSC 선택부, 상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하는 그룹핑부, 상기 그룹핑된 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 기지국 후보 위치 추정부, 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하는 기지국 위치 추정부를 포함하는 기지국 위치 추정 장치가 제공된다.
상기 품질 측정 데이터는 측정위치, PSC번호 및 수신신호세기를 포함한다.
상기 최적 PSC 선택부는 각 측정 포인트마다 PSC의 수신신호세기가 높은 순으로 정렬하여 최상의 수신신호세기를 갖는 PSC를 최적 PSC로 선택한다.
상기 기지국 후보 위치 추정부는 각 그룹 내에 있는 측정 포인트들에 경로 손실 모델을 적용하여 원형으로 방사된 전파 패턴을 구하고, 그 원형 전파 패턴들이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정한다.
또한, 상기 기지국 위치 추정부는 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 무선망 품질 측정 장치가 기지국으로부터 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하여 기지국 위치 추정 장치로 전송하는 단계, 상기 기지국 위치 추정 장치가 상기 무선망 품질 측정 장치로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 각 측정포인트에서의 최적 PSC를 선택하는 단계, 상기 기지국 위치 추정 장치가 상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하는 단계, 상기 기지국 위치 추정 장치가 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 단계, 상기 기지국 위치 추정 장치가 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하고, 겹치지 않은 지점을 중계기 위치로 추정하는 단계를 포함하는 기지국 위치 추정 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기지국 위치 추정 장치가 기지국 위치를 추정하는 방법에 있어서, (a) 무선망 품질 측정 장치로부터 수신된 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택하는 단계, (b) 상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하는 단계, (c) 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 단계, (d) 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하는 단계를 포함하는 기지국 위치 추정 방법이 제공된다.
상기 기지국 위치 추정 방법은 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (a)단계는 상기 품질 측정 데이터중에서 측정 위치를 이용하여 측정 포인트를 정하는 단계, 상기 정해진 각 측정 포인트마다 PSC의 수신신호세기가 높은 순으로 정렬하여 최상의 수신신호세기를 갖는 PSC를 최적 PSC로 선택하는 단계를 포함한다.
상기 품질 측정 데이터는 측정위치, PSC번호 및 수신신호세기를 포함한다.
상기 (c)단계는, 각 그룹 내에 있는 측정 포인트들에 경로 손실 모델을 적용하여 원형으로 방사된 전파 패턴을 구하는 단계, 상기 구해진 원형 전파 패턴들이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하는 품질 측정 데이터 수집부, 상기 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택하는 최적 PSC 선택부, 상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하는 그룹핑부, 상기 그룹핑된 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 기지국 후보 위치 추정부, 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하는 기지국 위치 추정부를 포함하는 사용자 단말이 제공된다.
상기 품질 측정 데이터 수집부는 기지국으로부터 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하거나 무선망 품질 측정 장치로부터 품질 측정 데이터를 수신한다.
상기 기지국 위치 추정부는 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 사용자 단말이 기지국 위치를 추정하는 방법에 있어서, 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하는 단계, 상기 수집된 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택하는 단계, 상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하는 단계, 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 단계, 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하는 단계를 포함하는 기지국 위치 추정 방법이 제공된다.
상기 기지국 위치 추정 방법은 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 품질 측정 데이터는 기지국으로부터 수신하거나 무선망 품질 측정 장치로부터 수신하여 수집된 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기지국의 위치를 모르는 경우에도 기지국으로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 기지국의 위치를 추정할 수 있다.
또한, 기지국과 중계기의 위치를 분리하여 알 수 있다.
또한, 사업자 측면에서 타 이동통신사의 기지국 위치를 추정하게 되면 그 위치 정보를 기반으로 타 이동통신사의 통신 품질에 대한 근거를 확보할 수 있고 이를 바탕으로 자사의 기지국 투자 물량 산출 및 기지국 위치 선정을 통해 통화 품질의 우위를 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정 장치가 기지국의 위치를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 기지국 후보 위치를 추정하기 위한 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정이 가능한 사용자 단말의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말이 기지국의 위치를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 기지국 위치 추정 시스템은 기지국으로부터 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하는 무선망 품질 측정 장치(100), 상기 무선망 품질 측정 장치(100)로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 기지국 위치를 추정하는 기지국 위치 추정 장치(200)를 포함한다.
상기 무선망 품질 측정 장치(100)는 전파에 실려 송수신되는 데이터 및 전파의 품질을 측정하여 사용자가 식별 및 분석할 수 있도록 출력하는 전파 분석 소프트웨어를 구비하고 있다.
또한, 상기 무선망 품질 측정 장치(100)는 전파의 측정 및 분석을 통해 전파의 세기가 미약하게 도달하거나 다수의 기지국으로부터 많은 전파가 도달하여 전파가 혼재하거나 전파가 도달하지 않는 지역 즉, 전파 불량 및 음영 지역들을 추출한다.
또한, 상기 무선망 품질 측정 장치(100)를 사용하는 사용자로 하여금 이동통신망의 파라미터(예를 들면, 기지국 출력 전력, 안테나 틸딩 및 방향 조정, 각종 무선 접속 파라미터 등)를 조정하여 전파 불량 및 음영 지역을 통화가 원활한 양호한 지역으로 변경하는 최적화 작업을 수행하고, 기지국의 추가 증설 또는 이설 등의 작업을 하도록 전파환경을 수집, 분석하는 장비이다.
또한, 상기 무선망 품질 측정 장치(100)는 차량에 탑재되어 이동하면서 전파환경의 수집, 분석을 위한 데이터를 수집한다. 따라서, 통상적으로 무선망 품질 측정 장치(100)는 실시간 측정을 위한 툴(Tool)로 활용되며 측정과 동시에 전파환경 및 시스템 성능을 확인할 수 있다.
또한, 상기 무선망 품질 측정 장치(100)는 차량에 탑재되어 이동하면서 기지국에서 방사된 전파를 측정 및 수집하고, 상기 수집된 품질 측정 데이터를 상기 기지국 위치 추정 장치(200)로 전송한다. 상기 품질 측정 데이터는 측정위치, PSC 번호, 수신신호세기(RSSI, Received Signal Strenght Indicator), 신호대 잡음비 등을 포함한다. 여기서, 상기 PSC 번호는 기지국의 섹터 별로 다르게 부여되고, 한 섹터를 모국(donor)으로 삼는 중계기에는 모국 섹터와 동일한 PSC가 부여된 것이다.
예를 들어, 기지국1이 120도씩 커버하는 섹터1, 섹터2, 섹터3의 3개 섹터로 이루어진 경우, 섹터1에는 PSC1, 섹터2에는 PSC2, 섹터3에는 PSC3이 부여된다. 그리고, 섹터1을 모국으로 삼는 중계기1, 중계기2, 중계기3은 섹터1과 같은 PSC1이 부여되고, 섹터2을 모국으로 삼는 중계기4, 중계기5, 중계기6은 섹터2과 같은 PSC2가 부여된다.
상기 측정 위치는 상기 무선망 품질 측정 장치(100)에 구비된 GPS 모듈 등을 이용하여 측정된 위치일 수 있다.
따라서, 상기 무선망 품질 측정 장치(100)는 GPS 모듈을 이용하여 품질 측정 데이터를 수집한 위치를 확인하고, 그 위치에서 신호를 송신한 섹터의 PSC 번호와 함께 품질 측정 데이터를 수집하게 된다.
상기 기지국 위치 추정 장치(200)는 상기 무선망 품질 측정 장치(100)로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 이동 경로내 각 측정포인트에서의 최적 PSC(best Primary Scrambling Code)를 선택하고, 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑한 후, 각 그룹별로 경로 손실(path loss) 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정한다.
이때, 상기 기지국 위치 추정 장치(200)는 각 그룹 내에 있는 측정 포인트들 각각에 경로손실(path loss) 모델을 적용하여 원형으로 방사된 전파 패턴을 구하고, 상기 구해진 원형 전파 패턴들이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정하게 된다.
또한, 상기 기지국 위치 추정 장치(200)는 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하고, 겹치지 않은 지점을 중계기 위치로 추정한다. 여기서, 기지국 후보 위치가 겹치지 않는 지점을 중계기로 추정할 수 있는 근거는 서로 다른 최적 PSC가 겹치는 지점은 동일 섹터가 한 곳에 위치한, 즉 기지국이기 때문이다.
상기와 같은 역할을 수행하는 기지국 위치 추정 장치(200)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하기로 한다.
상기 무선망 품질 측정 장치(100)와 상기 기지국 위치 추정 장치(200)는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 무선망 품질 측정 장치(100)는 실시간으로 수집되는 품질 측정 데이터를 유선 또는 무선으로 상기 기지국 위치 추정 장치(200)로 전송할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해 기지국의 위치를 모르는 경우에도 기지국으로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 기지국의 위치를 추정할 수 있을 뿐만 아니라, 기지국과 중계기의 위치를 분리하여 알 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 기지국 위치 추정 장치(200)는 품질 측정 데이터 수신부(210), 최적 PSC 선택부(220), 그룹핑부(230), 기지국 후보 위치 추정부(240), 기지국 위치 추정부(250), 데이터베이스(260)를 포함한다.
상기 품질 측정 데이터 수신부(210)는 무선망 품질 측정 장치로부터 품질 측정 데이터를 수신한다. 상기 품질 측정 데이터는 측정위치, PSC 번호, 수신신호세기(RSSI, Received Signal Strenght Indicator), 신호대 잡음비 등을 포함한다. 여기서, 상기 PSC 번호는 기지국의 섹터 별로 다르게 부여되고, 한 섹터를 모국(donor)으로 삼는 중계기에는 모국 섹터와 동일한 PSC가 부여된다.
예를 들어, 기지국1이 120도씩 커버하는 섹터1, 섹터2, 섹터3의 3개 섹터로 이루어진 경우, 섹터1에는 PSC1, 섹터2에는 PSC2, 섹터3에는 PSC3이 부여된다. 그리고, 섹터1을 모국으로 삼는 중계기1, 중계기2, 중계기3은 섹터1과 같은 PSC1이 부여되고, 섹터2을 모국으로 삼는 중계기4, 중계기5, 중계기6은 섹터2과 같은 PSC2가 부여된다.
상기 최적 PSC 선택부(220)는 상기 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택한다. 즉, 상기 최적 PSC 선택부(220)는 각 측정 포인트마다 PSC의 수신신호세기가 높은 순으로 정렬하여 최상의 수신신호세기를 갖는 PSC를 최적 PSC로 선택한다.
상기 그룹핑부(230)는 상기 최적 PSC 선택부(220)에서 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑한다.
예를 들어, 상기 최적 PSC 선택부(220)에서 각 측정 포인트마다 선택된 최적 PSC 즉, 측정포인트1에서의 최적 PSC는 PSC 0 RSSI -80dBm, 측정포인트2에서의 최적 PSC는 PSC 0 RSSI -90dBm, 측정포인트3에서의 최적 PSC는 PSC 0 RSSI -80dBm, 측정포인트4에서의 최적 PSC는 PSC 1 RSSI -90dBm, 측정포인트5에서의 최적 PSC는 PSC 1 RSSI -80dBm, 측정포인트6에서의 최적 PSC는 PSC 1 RSSI -85dBm인 경우에 그룹핑부(230)가 그룹핑하는 방법을 설명하기로 한다.
상기 그룹핑부는 동일한 PSC 번호를 갖는 측정 포인트들 즉, PSC 0 RSSI -80dBm, PSC 0 RSSI -90dBm, PSC 0 RSSI -80dBm의 측정포인트들을 제0그룹으로 그룹핑하고, PSC 1 RSSI -90dBm, PSC 1 RSSI -80dBm, PSC 1 RSSI -85dBm의 측정포인트들을 제1 그룹으로 그룹핑한다.
상기 기지국 후보 위치 추정부(240)는 상기 그룹핑부(230)에서 그룹핑된 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정한다. 즉, 상기 기지국 후보 위치 추정부(240)는 각 그룹 내에 있는 측정 포인트들 각각에 경로 손실 모델을 적용하여 원형으로 방사된 전파 패턴을 구하고, 상기 구해진 원형 전파 패턴들이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정한다.
다시 말하면, 동일한 최적 PSC를 가지는 각 그룹의 측정 포인트들은 기지국 위치를 중심으로 원형으로 방사된 전파의 측정값을 가질 수 있다. 그러므로 상기 기지국 후보 위치 추정부(240)는 각 그룹에 있는 측정 포인트를 중심으로 원을 그렸을 때 원이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정한다. 이때 원의 반경은 경로 손실 모델에 의해 추정될 수 있다.
상기 경로 손실 모델은 GIS information(Digital Elevation Map, Morphology, Building info, Vector)을 반영하고 있으므로, 측정 포인트로부터 기지국 후보 위치를 추정할 수 있다. 여기서, 경로 손실이란 통신 신호가 발생지점으로부터 거리가 멀어질수록 감쇄하는 것을 의미하는 것으로서, 자유 공간(free space)에서와는 달리 도심의 경로 손실은 건물과 지형지물 등등의 요인에 의해 영향을 받게 된다.
상기 경로 손실 모델은 기지국을 설치하기 전 전파의 특성을 파악하기 위하여 특정한 지역의 GIS 정보, 주파수 등의 정보를 활용하여 구해진 것으로서, 미리 저장되어 있는 정보이다.
상기에서는 기지국 후보 위치 추정부(240)가 원형으로 방사된 전파 패턴을 이용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 것으로 설명하였으나, 건물과 도로 등의 구조물에 따라 원형의 전파 패턴을 가지지 않을 수도 있으므로, 상기 기지국 후보 위치 추정부(240)는 다양한 모양의 전파 패턴을 이용하여 기지국 후보 위치를 추정할 수도 있다.
상기 기지국 위치 추정부(250)는 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하고, 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정한다. 즉, 기본적으로 기지국은 각각 120도씩 커버하는 3개의 섹터로 이루어지며 섹터마다 서로 다른 PSC를 가진다. 그러므로 서로 다른 PSC에 대해 기지국 후보 위치가 겹친다는 것은 그 위치가 바로 기지국임을 의미하는 것이다.
상기 데이터베이스(260)에는 상기 기지국 후보 위치 추정부(240)에서 추정된 동일한 최적 PSC를 갖는 각 그룹의 기지국 후보 위치, 상기 기지국 위치 추정부(250)에서 추정된 기지국 위치 및 중계기 위치가 저장되어 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선망 품질 측정 장치는 기지국으로부터 무선망 품질 측정을 위한 품질 측정 데이터를 수집하여(S300) 기지국 위치 추정 장치로 전송한다(S302). 이때, 상기 무선망 품질 측정 장치는 수집되는 품질 측정 데이터를 유선 또는 무선으로 상기 기지국 위치 추정 장치로 전송한다.
상기 기지국 위치 추정 장치는 상기 무선망 품질 측정 장치로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 이동 경로내 각 측정포인트에서의 최적 PSC를 선택한다(S304).
그런 다음 상기 기지국 위치 추정 장치는 상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정 포인트들을 그룹핑하고(S306), 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정한다(S308).
그런 다음 상기 기지국 위치 추정 장치는 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정한다(S310).
상기와 같은 방법에 의해 기지국의 위치를 모르는 경우에도 기지국으로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 기지국의 위치를 추정할 수 있을 뿐만 아니라, 기지국과 중계기의 위치를 분리하여 알 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정 장치가 기지국의 위치를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도, 도 5는 본 발명에 따른 기지국 후보 위치를 추정하기 위한 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 기지국 위치 추정 장치는 무선망 품질 측정 장치로부터 품질 측정 데이터를 수신하고(S400), 상기 수신된 무선망 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택한다(S402).
즉, 상기 기지국 위치 추정 장치는 상기 품질 측정 데이터중에서 측정 위치를 이용하여 이동경로에서의 측정 포인트를 정한다.
그런 다음 상기 기지국 위치 추정 장치는 상기 정해진 각 측정 포인트마다 PSC의 수신신호세기가 높은 순으로 정렬하여 최상의 수신신호세기를 갖는 PSC를 최적 PSC로 선택한다.
상기 S402의 수행 후, 상기 기지국 위치 추정 장치는 동일한 최적 PSC를 가지는 측정 포인트들을 그룹핑하고(S404), 각 그룹 내에 있는 측정 포인트에 경로 손실 모델을 적용하여 원형으로 방사된 전파 패턴을 구한다(S406).
그런 다음 상기 기지국 위치 추정 장치는 상기 구해진 원형 전파 패턴들이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정한다(S408).
상기 기지국 위치 추정 장치가 기지국 후보 위치를 추정하는 방법에 대해 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 각 측정 포인트마다 선택된 최적 PSC가 PSC 0 RSSI -80dBm, PSC 0 RSSI -90dBm, PSC 0 RSSI -80dBm이고, PSC 0 RSSI -80dBm를 가지는 측정 포인트1(500a)에 의한 원형 전파패턴은 A, PSC 0 RSSI -90dBm를 가지는 측정 포인트 2(500b)에 의한 원형 전파패턴은 B, PSC 0 RSSI -80dBm를 가지는 측정 포인트3(500c)에 의한 원형 전파패턴은 C이다.
이때, 상기 기지국 위치 추정 장치는 각 측정포인트에 의한 원형전파 패턴 A, B, C가 겹치는 지점(510)을 확인한다. 그런 다음 상기 기지국 위치 추정 장치는 상기 원형전파 패턴 A, B, C가 겹치는 지점(510)을 기지국 후보 위치로 추정하게 된다.
상기 S408의 수행 후, 상기 기지국 위치 추정 장치는 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점이 존재하는지의 여부를 판단한다(S410).
상기 S410의 판단결과 겹치는 지점이 존재하는 경우, 상기 기지국 위치 추정 장치는 해당 지점을 기지국 위치로 추정한다(S412).
예를 들어, PSC1에 대한 제1그룹에 의한 제1 기지국 추정 위치, PSC2에 대한 제2 그룹에 의한 제2 기지국 추정 위치, PSC3에 대한 제3그룹에 의한 제3 기지국 추정 위치가 겹치는 경우, 상기 기지국 위치 추정 장치는 해당 지점을 기지국 위치로 추정한다.
만약, 상기 S410의 판단결과 겹치는 지점이 존재하지 않은 경우, 상기 기지국 위치 추정 장치는 겹치지 않은 지점을 중계기 위치로 추정한다(S414).
상기와 같은 방법에 의해, 기지국의 위치를 모르는 경우에도 기지국으로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 기지국의 위치를 추정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 추정이 가능한 사용자 단말의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 기지국 위치 추정이 가능한 사용자 단말(600)은 통신망을 통해 정보를 송수신하기 위한 통신 인터페이스부(602), 사용자 명령을 입력받는 입력부(604), 출력부(606), 저장부(608), 품질 측정 데이터 수집부(610), 최적 PSC 선택부(612), 그룹핑부(614), 기지국 후보 위치 추정부(616), 기지국 위치 추정부(618)를 포함한다.
상기 통신 인터페이스부(602), 입력부(604), 출력부(606), 저장부(608)는 일반적인 구성이므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 품질 측정 데이터 수집부(610)는 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집한다. 즉, 상기 품질 측정 데이터 수집부(610)는 사용자 단말(600)이 차량에 탑재되어 이동할 때 전파환경의 수집, 분석을 위한 데이터를 수집하거나, 무선망 품질 측정 장치로부터 품질 측정 데이터를 수신한다. 상기 품질 측정 데이터 수집부(610)가 직접 품질 측정 데이터를 수집하는 경우, 사용자 단말(600)은 전파에 실려 송수신되는 데이터 및 전파의 품질을 측정하여 사용자가 식별 및 분석할 수 있도록 출력하는 전파 분석 소프트웨어를 구비하고 있다. 상기 품질 측정 데이터는 측정위치, PSC 번호, 수신신호세기(RSSI, Received Signal Strenght Indicator), 신호대 잡음비 등을 포함한다. 여기서, 상기 PSC 번호는 기지국의 섹터 별로 다르게 부여되고, 한 섹터를 모국(donor)으로 삼는 중계기에는 모국 섹터와 동일한 PSC가 부여된다.
상기 최적 PSC 선택부(612)는 상기 품질 측정 데이터 수집부(610)에 의해 수집된 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택한다. 즉, 상기 최적 PSC 선택부(612)는 각 측정 포인트마다 PSC의 수신신호세기가 높은 순으로 정렬하여 최상의 수신신호세기를 갖는 PSC를 최적 PSC로 선택한다.
상기 그룹핑부(614)는 상기 최적 PSC 선택부(612)에서 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑한다.
상기 기지국 후보 위치 추정부(616)는 상기 그룹핑부(614)에서 그룹핑된 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정한다. 즉, 상기 기지국 후보 위치 추정부(616)는 각 그룹 내에 있는 측정 포인트들 각각에 경로 손실 모델을 적용하여 원형으로 방사된 전파 패턴을 구하고, 상기 구해진 원형 전파 패턴들이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정한다.
상기에서는 기지국 후보 위치 추정부(616)가 원형으로 방사된 전파 패턴을 이용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 것으로 설명하였으나, 건물과 도로 등의 구조물에 따라 원형의 전파 패턴을 가지지 않을 수도 있으므로, 상기 기지국 후보 위치 추정부(616)는 다양한 모양의 전파 패턴을 이용하여 기지국 후보 위치를 추정할 수도 있다.
상기 그룹핑부(614), 기지국 후보 위치 추정부(616)에 대한 상세한 설명은 도 2에 도시된 그룹핑부, 기지국 후보 위치 추정부를 참조하기로 한다.
상기 기지국 위치 추정부(618)는 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하고, 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정한다. 즉, 기본적으로 기지국은 각각 120도씩 커버하는 3개의 섹터로 이루어지며 섹터마다 서로 다른 PSC를 가진다. 그러므로 서로 다른 PSC에 대해 기지국 후보 위치가 겹친다는 것은 그 위치가 바로 기지국임을 의미하는 것이다.
상기와 같은 역할을 수행하는 사용자 단말(600)은 이동통신 단말, 유선 통신 단말기 등을 말한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말이 기지국의 위치를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 사용자 단말은 기지국 또는 무선망 품질 측정 장치로부터 무선망 품질 측정을 위한 품질 측정 데이터를 수집한다(S700).
그런 다음 상기 사용자 단말은 상기 수집된 품질 측정 데이터를 이용하여 이동 경로내 각 측정포인트에서의 최적 PSC를 선택한다(S702). 즉, 상기 사용자 단말은 상기 품질 측정 데이터중에서 측정 위치를 이용하여 이동경로에서의 측정 포인트를 정한다.
그런 다음 상기 사용자 단말은 상기 정해진 각 측정 포인트마다 PSC의 수신신호세기가 높은 순으로 정렬하여 최상의 수신신호세기를 갖는 PSC를 최적 PSC로 선택한다.
상기 S702의 수행 후, 상기 사용자 단말은 상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정 포인트들을 그룹핑하고(S704), 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정한다(S706). 즉, 상기 사용자 단말은 각 그룹 내에 있는 측정 포인트에 경로 손실 모델을 적용하여 원형으로 방사된 전파 패턴을 구하고, 상기 구해진 원형 전파 패턴들이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정한다.
그런 다음 상기 사용자 단말은 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정한다(S708). 이때, 상기 사용자 단말은 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치지 않은 지점을 중계기 위치로 추정한다.
상기와 같은 방법에 의해 기지국의 위치를 모르는 경우에도 기지국으로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 기지국의 위치를 추정할 수 있을 뿐만 아니라, 기지국과 중계기의 위치를 분리하여 알 수도 있다.
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.
이상과 같이 본 발명의 기지국 위치 추정 시스템 및 방법은 기지국의 위치를 모르는 경우에도 기지국으로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 기지국의 위치를 추정할 수 있으므로, 기지국의 위치를 모르는데 그 위치를 알 필요가 있는 경우에 적합하다.
100 : 무선망 품질 측정 장치 200 : 기지국 위치 추정 장치
210 : 품질 측정 데이터 수신부 220, 612 : 최적 PSC 선택부
230, 614 : 그룹핑부 240, 616 : 기지국 후보 위치 추정부
250, 618 : 기지국 위치 추정부 260 : 데이터베이스
600 : 사용자 단말 602 : 통신 인터페이스부
604 : 입력부 606 : 출력부
608 : 저장부 610 : 품질 측정 데이터 수집부

Claims (17)

  1. 기지국으로부터 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하는 무선망 품질 측정 장치; 및
    상기 무선망 품질 측정 장치로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 각 측정포인트에서의 최적 PSC(best Primary Scrambling Code)를 선택하고, 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하되, 서로 다른 그룹은 상이한 최적 PSC를 갖도록 그룹핑한 후, 각 그룹별로 경로 손실(path loss) 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 기지국 위치 추정 장치;
    를 포함하는 기지국 위치 추정 시스템.
  2. 무선망 품질 측정 장치로부터 품질 측정 데이터를 수신하는 품질 측정 데이터 수신부;
    상기 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택하는 최적 PSC 선택부;
    상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하되, 서로 다른 그룹은 상이한 최적 PSC를 갖도록 그룹핑하는 그룹핑부;
    상기 그룹핑된 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 기지국 후보 위치 추정부; 및
    서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하는 기지국 위치 추정부;
    를 포함하는 기지국 위치 추정 장치.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제2항에 있어서,
    상기 품질 측정 데이터는 측정위치, PSC번호 및 수신신호세기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 추정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 최적 PSC 선택부는 각 측정 포인트마다 PSC의 수신신호세기가 높은 순으로 정렬하여 최상의 수신신호세기를 갖는 PSC를 최적 PSC로 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 추정 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기지국 후보 위치 추정부는 각 그룹 내에 있는 측정 포인트들에 경로 손실 모델을 적용하여 원형으로 방사된 전파 패턴을 구하고, 그 원형 전파 패턴들이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 추정 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기지국 위치 추정부는 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 추정 장치.
  7. 무선망 품질 측정 장치가 기지국으로부터 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하여 기지국 위치 추정 장치로 전송하는 단계;
    상기 기지국 위치 추정 장치가 상기 무선망 품질 측정 장치로부터의 품질 측정 데이터를 이용하여 각 측정포인트에서의 최적 PSC를 선택하는 단계;
    상기 기지국 위치 추정 장치가 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하되, 서로 다른 그룹은 상이한 최적 PSC를 갖도록 그룹핑하는 단계;
    상기 기지국 위치 추정 장치가 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 단계; 및
    상기 기지국 위치 추정 장치가 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하고, 겹치지 않은 지점을 중계기 위치로 추정하는 단계;
    를 포함하는 기지국 위치 추정 방법.
  8. 기지국 위치 추정 장치가 기지국 위치를 추정하는 방법에 있어서,
    (a) 무선망 품질 측정 장치로부터 수신된 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택하는 단계;
    (b) 상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하되, 서로 다른 그룹은 상이한 최적 PSC를 갖도록 그룹핑하는 단계
    (c) 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 단계; 및
    (d) 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하는 단계;
    를 포함하는 기지국 위치 추정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정하는 단계를 더 포함하는 기지국 위치 추정 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    상기 품질 측정 데이터중에서 측정 위치를 이용하여 측정 포인트를 정하는 단계; 및
    상기 정해진 각 측정 포인트마다 PSC의 수신신호세기가 높은 순으로 정렬하여 최상의 수신신호세기를 갖는 PSC를 최적 PSC로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 추정 방법.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제8항에 있어서,
    상기 품질 측정 데이터는 측정위치, PSC번호 및 수신신호세기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 추정 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 (c)단계는, 각 그룹 내에 있는 측정 포인트들에 경로 손실 모델을 적용하여 원형으로 방사된 전파 패턴을 구하는 단계; 및
    상기 구해진 원형 전파 패턴들이 겹치는 지점을 기지국 후보 위치로 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 추정 방법.
  13. 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하는 품질 측정 데이터 수집부;
    상기 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택하는 최적 PSC 선택부;
    상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하되, 서로 다른 그룹은 상이한 최적 PSC를 갖도록 그룹핑하는 그룹핑부;
    상기 그룹핑된 각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 기지국 후보 위치 추정부; 및
    서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하는 기지국 위치 추정부;
    를 포함하는 사용자 단말.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제13항에 있어서,
    상기 품질 측정 데이터 수집부는 기지국으로부터 무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하거나 무선망 품질 측정 장치로부터 품질 측정 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제13항에 있어서,
    상기 기지국 위치 추정부는 서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    사용자 단말이 기지국 위치를 추정하는 방법에 있어서,
    무선망 품질에 관련된 품질 측정 데이터를 수집하는 단계;
    상기 수집된 품질 측정 데이터중에서 수신신호세기를 이용하여 각 측정 포인트마다의 최적 PSC를 선택하는 단계;
    상기 선택된 최적 PSC들 중에서 동일한 최적 PSC를 가지는 측정포인트들을 그룹핑하되, 서로 다른 그룹은 상이한 최적 PSC를 갖도록 그룹핑하는 단계;
    각 그룹별로 경로 손실 모델을 적용하여 기지국 후보 위치를 추정하는 단계; 및
    서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치는 지점을 기지국 위치로 추정하는 단계;
    를 포함하는 기지국 위치 추정 방법.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제16항에 있어서,
    서로 다른 그룹에 대해 기지국 후보 위치가 겹치지 않는 지점을 중계기 위치로 추정하는 단계를 더 포함하는 기지국 위치 추정 방법.
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