KR102215461B1 - 기지국에 대한 송신전력 할당 방법 및 장치 - Google Patents

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KR102215461B1
KR102215461B1 KR1020190174544A KR20190174544A KR102215461B1 KR 102215461 B1 KR102215461 B1 KR 102215461B1 KR 1020190174544 A KR1020190174544 A KR 1020190174544A KR 20190174544 A KR20190174544 A KR 20190174544A KR 102215461 B1 KR102215461 B1 KR 102215461B1
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유민호
지승환
이희준
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Abstract

SON 서버에서 기지국에 대한 송신 전력을 할당하는 방법이 제공된다. 본 방법은, 기지국들의 클러스터를 설정하는 단계, 상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 각각의 커버리지 내의 단말들로부터 MDT 측정보고들을 수신하는 단계 - 상기 MDT 측정보고들의 각각은 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한, 상기 기지국들 중 어느 한 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함함 -, 상기 MDT 측정보고들을 이용하여 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하는 단계, 상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 이용하여 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율(Spectrum Efficiency)을 나타내는 방정식을 구성하는 단계 - 여기서 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식은 상기 해당 기지국에 할당될 송신 전력을 변수로 하는 방정식임 -, 및 상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

기지국에 대한 송신전력 할당 방법 및 장치{Method and Apparatus for Allocating Transmission Power for a Base Station}
본 발명은 이동 통신망에서의 기지국들에 대해 송신전력을 할당하는 기술에 관한 것으로, 더 구체적으로는 이동 통신망에서의 기지국들에 대해 SON(Self Organization Network) 기반으로 송신전력을 할당하는 기술에 관한 것이다.
최근 마이크로 셀(micro cell), 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell) 등의 크기가 작은 소형 기지국을 포함한 무선 통신망에서의 기지국들에는 자가조직네트워크(SON: Self Organization Network) 기능이 도입되었는데, 이 SON 기능에는 송신전력제어(TPM: Transmit Power Management) 기능이 포함되어 있다. 기지국들로부터 송출되는 셀 신호들은 서로 동일 주파수를 가지므로 한 기지국으로부터 송출되는 셀 신호는 주변 기지국들에 간섭을 줄 수 밖에 없다. 이 때문에 각 기지국에서는 주변 기지국들에 주는 간섭을 최소화하면서 해당 기지국의 커버리지를 확보하고 해당 기지국에 속한 단말들의 용량(throughput)을 최대화할 수 있는 셀 송신전력을 설정하는 것이 매우 중요하다. 기지국에 할당되는 송신전력 값을 최적화하기 위해 송신전력제어 기능이 필요하며, 기지국의 파일럿신호(Pilot Signal) 또는 기준신호(Reference Signal)의 송신전력을 제어함으로써 기지국의 최대 송신전력을 제어하게 된다. 송신전력제어 기술은 셀 용량 확보 및 간섭 제어에 매우 중요한 영향을 미친다.
일반적으로 SON 기술은 CSON(Centralized SON), DSON(Distributed SON), HSON(Hybrid SON)으로 분류된다. CSON은 여러 기지국들의 보고(report) 정보를 토대로 중앙의 SON 서버에서 기지국 운용 파라미터를 결정하는 구조이며, DSON은 LTE(Long Term Evolution) 및 5G(5th Generation)에서와 같이 기지국 간의 인터페이스 프로토콜이 존재하는 경우에 기지국 간에 공유한 정보를 토대로 각 기지국이 기지국 운용 파라미터를 SON 서버의 도움 없이 결정하는 구조이다. HSON은 CSON과 DSON의 혼합 형태로 운용되는 구조이다.
종래에 기지국들은 해당 기지국들 내의 RF 증폭기들이 허용하는 최대 전력으로 셀 신호들을 송출하는 경우가 대부분이다. 퀄컴의 USON(Ultra SON)과 같은 경우는, 기지국에서 주변 기지국들의 기준신호수신세기(Reference Signal Received Power)를 측정하고 이를 토대로 해당 기지국의 목표 커버리지를 확보할 수 있는 신호전력을 추정하여 송신전력을 설정하도록 되어 있으나, 이는 주변 기지국들의 신호전력을 측정하지 못할 경우 정확한 송신전력을 설정하는데 한계가 있으며 셀 용량이나 간섭 측면에서 최적의 솔루션을 보장할 수 없는 단점이 있다.
이동통신규격이 점차 발전하면서 4G LTE 이후에는 CSON 구조가 점차로 도입되고 있으며, 기지국 및 단말에 운전시험최소화(MDT: Minimization of Drive Tests) 기능을 지원하는 추세이다. MDT는 기지국 운용에 있어서 자동화 기능을 제공하기 위한 것으로, 통화대기 상태(idle mode)에 있거나 통화 상태(connected mode)에 있는 단말이 해당 단말의 GPS(Global Positioning System) 위치, 시간 및 서빙 기지국 및 주변 기지국들의 기준신호수신세기(RSRP) 등을 주기적 또는 트리거 기반으로 MDT 서버에 제공하는 기능이다. 단말 및 기지국에서 모두 MDT 기능을 지원하고 MDT 서버에서 이를 처리할 수 있어야 시스템 전체적으로 MDT 기능을 제공할 수 있다.
SON과 MDT는 이동통신 시스템에서 운용 직원들의 수동적인 개입 없이 시스템을 자동화하여 운영할 수 있도록 지원하기 위에 3GPP에서 Rel-8, Rel-10 이후에 지속적으로 규격화한 기능으로서, 4G 시스템 이후에는 본격적으로 기지국 및 단말에서 지원되고 있다.
본 발명의 과제는 MDT 지원 무선 이동통신 시스템에서 대역폭 효율 및 기지국 셀 용량을 최대화하고 아울러 주변 간섭을 최소화할 수 있는 기지국 송신전력 할당 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 측면에서, SON(Self Organization Network) 서버에서 기지국으로부터 단말들까지의 경로손실을 모델링하는 경로손실 모델(Pathloss Model)에서의 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 방법이 제공된다. 본 방법은, 기지국의 커버리지 내의 단말들로부터 N개의 MDT(Minimization of Drive Tests) 측정보고들을 수신하는 단계 - 상기 N은 자연수이고, 상기 MDT 측정보고들의 각각은 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 상기 기지국으로부터의 RS(Reference Signal) 신호의 수신세기에 관한 정보 및 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함함 -, 상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하는 단계, 및 상기 관측 데이터로부터 상기 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단말들은 MDT 기능이 지원되는 단말들이다.
일 실시예에서, 상기 단말들은 통화대기 상태(idle mode) 또는 통화 상태(connected mode)에서 상기 MDT 측정보고들을 전송한 단말들이다.
일 실시예에서, 상기 기지국의 커버리지 내의 단말들로부터 N개의 MDT 측정보고들을 수신하는 단계는, 상기 기지국의 커버리지 내의 상기 단말들로부터의 N개의 MDT 측정보고들을 MDT 서버를 통해 수신하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하는 단계는, 상기 RS 신호의 송신전력 및 상기 N개의 수신세기로부터 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 RS 신호의 송신전력 및 상기 N개의 수신세기로부터 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하는 단계는, 아래의 식
Figure 112019133813148-pat00001
- 여기서 i는 기지국 인덱스이고, j는 MDT 측정보고들에 대한 인덱스로서 1에서 N까지의 자연수이고, log(h i,j )는 j번째 MDT 측정보고로부터 산출되는 i번째 기지국에 대한 측정 기반의 경로손실의 로그 값이고, P i,RS 는 i번째 기지국의 RS 신호의 송신전력이고, RSRP i,j 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 i번째 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기임 - 에 따라 상기 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하는 단계는, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 기지국의 위치와 상기 N개의 단말 위치 간의 N개의 거리를 산출하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 기지국의 위치와 상기 N개의 단말 위치 간의 N개의 거리를 산출하는 단계는, 아래의 식들
Figure 112019133813148-pat00002
,
Figure 112019133813148-pat00003
- 여기서 x i BS , y i BS , z i BS 는 i번째 기지국의 위치를 나타내는 좌표이고, x j UE , y j UE , z j UE 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치를 나타내는 좌표이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타냄 - 중 어느 하나에 따라 상기 N개의 거리를 산출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하는 단계는, 상기 N개의 측정 기반의 경로손실 및 상기 N개의 거리를 이용하여 아래의 식들에 따른 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
Figure 112019133813148-pat00004
를 구성하는 단계를 더 포함한다.
Figure 112019133813148-pat00005
일 실시예에서, 상기 관측 데이터로부터 상기 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계는, 최소제곱 알고리즘(Least Square Algorithm)에 따라 상기 관측 데이터로부터 상기 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 최소제곱 알고리즘(Least Square Algorithm)에 따라 상기 관측 데이터로부터 상기 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계는, 아래 식들 - 여기서 E[·]는 앙상블 평균을 나타내는 연산자이고, X T 는 관측 데이터 행렬 X의 전치행렬임 - 에 따라 자기상관행렬(auto-correlation matrix) R XX 및 상호상관벡터(cross-correlation vector)
Figure 112019133813148-pat00006
를 산출하는 단계를 포함한다.
Figure 112019133813148-pat00007
일 실시예에서, 상기 최소제곱 알고리즘(Least Square Algorithm)에 따라 상기 관측 데이터로부터 상기 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계는, 아래의 식 - 여기서
Figure 112019133813148-pat00008
,
Figure 112019133813148-pat00009
,
Figure 112019133813148-pat00010
는 i번째 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들임 - 에 따라 상기 경로손실 모델링 계수들(
Figure 112019133813148-pat00011
,
Figure 112019133813148-pat00012
,
Figure 112019133813148-pat00013
)을 추정하는 단계를 더 포함한다.
Figure 112019133813148-pat00014
다른 측면에서, SON 서버에서 기지국에 대한 송신 전력을 할당하는 방법이 제공된다. 본 방법은, 기지국들의 클러스터를 설정하는 단계, 상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 각각의 커버리지 내의 단말들로부터 MDT 측정보고들을 수신하는 단계 - 상기 MDT 측정보고들의 각각은 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한, 상기 기지국들 중 어느 한 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함함 -, 상기 MDT 측정보고들을 이용하여 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하는 단계, 상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 이용하여 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율(Spectrum Efficiency)을 나타내는 방정식을 구성하는 단계 - 여기서 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식은 상기 해당 기지국에 할당될 송신 전력을 변수로 하는 방정식임 -, 및 상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 MDT 측정보고들을 이용하여 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하는 단계는, 아래 식
Figure 112019133813148-pat00015
- 여기서 i는 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 인덱스이고, j는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스이고,
Figure 112019133813148-pat00016
는 i번째 기지국에 대해 추정된 경로손실 모델링 계수들이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타내고, log(h i,j )는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값의 로그 값임 - 에 따라 상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 이용하여 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율(Spectrum Efficiency)을 나타내는 방정식을 구성하는 단계는, 아래 식 - 여기서 J는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스 집합이고, N 0 는 열잡음 상수이고, W는 시스템 대역폭으로서 상수 값이고, IM은 상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 인덱스 집합이고, k는 스펙트럼 효율을 방정식으로 나타내는 대상의 기지국의 인덱스를 제외한 IM에 속하는 인덱스이고,
Figure 112019133813148-pat00017
는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값을 나타내고, P i 는 i번째 기지국에 할당될 송신 전력을 나타냄 - 에 따라 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식을 구성하는 단계를 포함한다.
Figure 112019133813148-pat00018
일 실시예에서, 상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하는 단계는, 상기 기지국들의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 이상이고 Pmax i 이하인 값으로 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하는 단계는, 이하의 식의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하는 단계를 더 포함한다.
Figure 112019133813148-pat00019
일 실시예에서, 상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하는 단계는, 상기 기지국들의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 으로부터 Pmax i 까지 사전 설정된 스텝(Pstep) 만큼씩 올려가면서 상기 SE의 값이 최대값을 갖게 되는 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 측면에서, 기지국으로부터 단말들까지의 경로손실을 모델링하는 경로손실 모델에서의 경로손실 모델링 계수들을 추정하기 위한 SON 서버에서의 장치가 제공된다. 본 장치는, 기지국의 커버리지 내의 단말들로부터 N개의 MDT 측정보고들을 수신하도록 구성된 MDT 측정보고 수신부 - 상기 N은 자연수이고, 상기 MDT 측정보고들의 각각은 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 상기 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함함 -, 상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하도록 구성된 관측 데이터 구성부, 및 상기 관측 데이터로부터 상기 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들을 추정하도록 구성된 경로손실 모델링 계수 추정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단말들은 MDT 기능이 지원되는 단말들이다.
일 실시예에서, 상기 단말들은 통화대기 상태 또는 통화 상태에서 상기 MDT 측정보고들을 전송한 단말들이다.
일 실시예에서, 상기 MDT 측정보고 수신부는, 상기 기지국의 커버리지 내의 상기 단말들로부터의 N개의 MDT 측정보고들을 MDT 서버를 통해 수신하도록 더 구성된다.
일 실시예에서, 상기 관측 데이터 구성부는, 상기 RS 신호의 송신전력 및 상기 N개의 수신세기로부터 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하도록 더 구성된다.
일 실시예에서, 상기 관측 데이터 구성부는, 아래의 식
Figure 112019133813148-pat00020
- 여기서 i는 기지국 인덱스이고, j는 MDT 측정보고들에 대한 인덱스로서 1에서 N까지의 자연수이고, log(h i,j )는 j번째 MDT 측정보고로부터 산출되는 i번째 기지국에 대한 측정 기반의 경로손실의 로그 값이고, P i,RS 는 i번째 기지국의 RS 신호의 송신전력이고, RSRP i,j 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 i번째 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기임 - 에 따라 상기 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하도록 더 구성된다.
일 실시예에서, 상기 관측 데이터 구성부는, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 기지국의 위치와 상기 N개의 단말 위치 간의 N개의 거리를 산출하도록 더 구성된다.
일 실시예에서, 상기 관측 데이터 구성부는, 아래의 식들
Figure 112019133813148-pat00021
,
Figure 112019133813148-pat00022
- 여기서 x i BS , y i BS , z i BS 는 i번째 기지국의 위치를 나타내는 좌표이고, x j UE , y j UE , z j UE 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치를 나타내는 좌표이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타냄 - 중 어느 하나에 따라 상기 N개의 거리를 산출하도록 더 구성된다.
일 실시예에서, 상기 관측 데이터 구성부는, 상기 N개의 측정 기반의 경로손실 및 상기 N개의 거리를 이용하여 아래의 식들에 따른 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
Figure 112019133813148-pat00023
를 구성하도록 더 구성된다.
Figure 112019133813148-pat00024
일 실시예에서, 상기 경로손실 모델링 계수 추정부는, 최소제곱 알고리즘에 따라 상기 관측 데이터로부터 상기 경로손실 모델링 계수들을 추정하도록 더 구성된다.
일 실시예에서, 상기 경로손실 모델링 계수 추정부는, 아래 식들 - 여기서 E[·]는 앙상블 평균을 나타내는 연산자이고, X T 는 관측 데이터 행렬 X의 전치행렬임 - 에 따라 자기상관행렬 R XX 및 상호상관벡터
Figure 112019133813148-pat00025
를 산출하도록 더 구성된다.
Figure 112019133813148-pat00026
일 실시예에서, 상기 경로손실 모델링 계수 추정부는, 아래의 식 - 여기서
Figure 112019133813148-pat00027
,
Figure 112019133813148-pat00028
,
Figure 112019133813148-pat00029
는 i번째 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들임 - 에 따라 상기 경로손실 모델링 계수들(
Figure 112019133813148-pat00030
,
Figure 112019133813148-pat00031
,
Figure 112019133813148-pat00032
)을 추정하도록 더 구성된다.
Figure 112019133813148-pat00033
또 다른 측면에서, 기지국에 대한 송신 전력을 할당하기 위한 SON 서버에서의 장치가 제공된다. 본 장치는, 기지국들의 클러스터를 설정하도록 구성된 클러스터 설정부, 상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 각각의 커버리지 내의 단말들로부터 MDT 측정보고들을 수신하도록 구성된 MDT 측정보고 수신부 - 상기 MDT 측정보고들의 각각은 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한, 상기 기지국들 중 어느 한 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함함 -, 상기 MDT 측정보고들을 이용하여 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하도록 구성된 모델 기반의 경로손실 추정값 산출부, 상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 이용하여 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식을 구성하도록 구성된 스펙트럼 효율 방정식 구성부 - 여기서 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식은 상기 해당 기지국에 할당될 송신 전력을 변수로 하는 방정식임 -, 및 상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하도록 구성된 송신전력 결정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모델 기반의 경로손실 추정값 산출부는, 아래 식
Figure 112019133813148-pat00034
- 여기서 i는 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 인덱스이고, j는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스이고,
Figure 112019133813148-pat00035
는 i번째 기지국에 대해 추정된 경로손실 모델링 계수들이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타내고, log(h i,j )는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값의 로그 값임 - 에 따라 상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하도록 더 구성된다.
일 실시예에서, 상기 스펙트럼 효율 방정식 구성부는, 아래 식 - 여기서 J는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스 집합이고, N 0 는 열잡음 상수이고, W는 시스템 대역폭으로서 상수 값이고, IM은 상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 인덱스 집합이고, k는 스펙트럼 효율을 방정식으로 나타내는 대상의 기지국의 인덱스를 제외한 IM에 속하는 인덱스이고,
Figure 112019133813148-pat00036
는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값을 나타내고, P i 는 i번째 기지국에 할당될 송신 전력을 나타냄 - 에 따라 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식을 구성하도록 더 구성된다.
Figure 112019133813148-pat00037
일 실시예에서, 상기 송신 전력 결정부는, 상기 기지국들의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 이상이고 Pmax i 이하인 값으로 결정하도록 더 구성된다.
일 실시예에서, 상기 송신 전력 결정부는, 이하의 식의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하도록 더 구성된다.
Figure 112019133813148-pat00038
일 실시예에서, 상기 송신 전력 결정부는, 상기 기지국들의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 으로부터 Pmax i 까지 사전 설정된 스텝(Pstep) 만큼씩 올려가면서 상기 SE의 값이 최대값을 갖게 되는 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하도록 더 구성된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, MDT 지원 무선 이동통신 시스템에서 대역폭 효율 및 기지국 셀 용량을 최대화하고 아울러 주변 간섭을 최소화할 수 있도록 기지국 송신전력을 할당할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 복수의 단말이 복수의 기지국과 통신하는 이동통신 시스템의 구성도의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 기지국으로부터 단말들까지의 경로손실을 모델링하는 경로손실 모델에서의 경로손실 모델링 계수들을 추정하기 위한 SON 서버에서의 장치의 블록도의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 3은 기지국에 대한 송신 전력을 할당하기 위한 SON 서버에서의 장치의 블록도의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 4는 SON 서버에서 기지국으로부터 단말들까지의 경로손실을 모델링하는 경로손실 모델에서의 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 SON 서버에서 기지국에 대한 송신 전력을 할당하는 방법을 설명하기 위한 흐름도의 일 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점들과 특징들 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 발명을 한정하려는 의도에서 사용된 것이 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐이고, 이러한 용어의 사용에 의해 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성이 배제되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 기능적 부분을 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 '부'는, 소프트웨어 또는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers) 및 마이크로 프로세서(microprocessors) 등과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, '부'는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 '부' 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 '부'로 결합되거나 추가적인 구성요소와 '부'로 분리될 수 있다.
덧붙여, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 복수의 단말이 복수의 기지국과 통신하는 이동통신 시스템의 구성도의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신 시스템(100)에서는 복수의 단말(170)이 통신을 위하여 복수의 기지국들(140)에 접속되어 있고, 기지국들(140)은 SON(Self Organization Network) 서버(120) 및 MDT(Minimization of Drive Tests) 서버(130)에 접속되어 있고, SON 서버(120)와 MDT 서버(130)는 다시 OAM(Operation Administration and Maintenance) 서버(110)에 접속되어 있다. 도시된 실시예에 따른 이동통신 시스템(100)은 SON 서버(120)를 통해 기지국들(140)의 송신전력을 제어할 수 있는 CSON(Centralized SON) 구조의 이동통신 시스템이다. SON 서버(120)는 기지국들(140) 및 단말들(170)로부터의 측정 데이터 및 KPI(Key Performance Indication) 데이터 등을 수집하여 기지국 운용 파라미터를 자동 설정하고 최적화하는 기능을 수행할 수 있다. 기지국들(140)은 2010년 이후 3GPP Rel-10에서 규격화된 MDT 기능이 지원되는 기지국일 수 있다. MDT 기능은 기지국 운용에 대해 자동화 기능을 제공하기 위해 통화대기 상태 및 통화 상태인 단말이 주기적 또는 트리거 기반으로 해당 단말의 GPS 위치, 시간 및 서빙 기지국 및 인접 기지국들의 신호 세기(RSRP) 등을 MDT 서버(120)에 제공하는 기능이다. 기지국들(140)은 서로 동일한 하향 주파수 및 상향 주파수를 사용한다.
단말(170)은 MDT 기능이 지원되는 단말로서, 통화대기 상태(idle mode) 또는 통화 상태(connected mode)에서 해당 단말이 접속되어 있는 서빙 기지국으로 MDT 측정보고를 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 단말들(170)의 적어도 일부는 해당 단말들이 접속되어 있는 서빙 기지국들로 MDT 측정보고를 각각 복수 회 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 단말(170)이 전송하는 MDT 측정보고는, 측정한 기지국(서빙 기지국 및 인접 기지국들)의 PCI(Physical Cell ID), 측정한 기지국으로부터의 RS(Reference Signal) 신호의 수신세기(Reference Signal Received Power)에 관한 정보, 측정보고의 보고 시점에서의 시간을 나타내는 시간 정보(Time Stamp) 및 MDT 측정보고를 보내는 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다. 단말 위치에 관한 정보는 해당 단말의 위도 및 경도에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 단말 위치에 관한 정보는 해당 단말의 고도에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 단말(170)은 LTE/LTE-A및/또는 5G를 지원하는 태블릿 PC, 노트북, 노트 패드 등의 휴대용 단말기, 스마트폰 등과 같은 다양한 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선통신 장치 등을 포함할 수 있으나, 단말(170)의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다.
MDT 서버(130)는 기지국들(140)로부터 MDT 측정보고들을 수신할 수 있다. 일 실시예에서, SON 서버(120)는 기지국들(140)로부터 MDT 측정보고들을 전달받을 수 있다. 일 실시예에서, SON 서버(120)는 MDT 서버(130)를 통하여 기지국들(140)로부터의 MDT 측정보고들을 전달받을 수 있다. MDT 서버(130)와 SON 서버(120)는 서로 직접 인터페이스하도록 구현될 수 있고, 운용 서버인 OAM(Operation Administration and Maintenance) 서버(110)를 통하여 인터페이스하도록 구현될 수도 있다. 도시된 실시예에서는 SON 서버(120)와 MDT 서버(130)를 별도의 모듈로서 도시하였으나, 두 모듈을 하나의 통합된 모듈로 구현하는 것도 가능하다.
도 2는 기지국으로부터 단말들까지의 경로손실을 모델링하는 경로손실 모델에서의 경로손실 모델링 계수들을 추정하기 위한 SON 서버에서의 장치의 블록도의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 경로손실 모델링 계수 추정 장치(200)는 MDT 측정보고 수신부(210), 관측 데이터 구성부(220) 및 경로손실 모델링 계수 추정부(230)를 포함할 수 있다. MDT 측정보고 수신부(210)는 기지국(170)의 커버리지 내의 단말들(170)로부터 N개의 MDT 측정보고들을 수신하도록 구성될 수 있다(여기서 N은 자연수임). MDT 측정보고들의 각각은 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말(170)이 수신한, 기지국(140)으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말(170)의 단말 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다. 단말들(170)은 MDT 기능이 지원되는 단말들일 수 있다. 단말들(170)은 통화대기 상태 또는 통화 상태에서 MDT 측정보고들을 전송할 수 있다. MDT 측정보고 수신부(210)는, 기지국(140)의 커버리지 내의 단말들(170)로부터의 N개의 MDT 측정보고들을 MDT 서버(130)를 통해 수신하도록 더 구성될 수 있다.
관측 데이터 구성부(220)는 RS 신호의 송신전력, N개의 수신세기, 기지국(140)의 위치에 관한 정보 및 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하도록 구성될 수 있다. 관측 데이터 구성부(220)는, RS 신호의 송신전력 및 N개의 수신세기로부터 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하도록 더 구성될 수 있다. 관측 데이터 구성부(220)는, 아래의 식
Figure 112019133813148-pat00039
- 여기서 i는 기지국 인덱스이고, j는 MDT 측정보고들에 대한 인덱스로서 1에서 N까지의 자연수이고, log(h i,j )는 j번째 MDT 측정보고로부터 산출되는 i번째 기지국에 대한 측정 기반의 경로손실의 로그 값이고, P i,RS 는 i번째 기지국의 RS 신호의 송신전력이고, RSRP i,j 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 i번째 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기임 - 에 따라 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하도록 더 구성될 수 있다. 관측 데이터 구성부(220)는, 기지국(140)의 위치에 관한 정보 및 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 기지국(140)의 위치와 N개의 단말 위치 간의 N개의 거리를 산출하도록 더 구성될 수 있다. 관측 데이터 구성부(220)는, 아래의 식들
Figure 112019133813148-pat00040
,
Figure 112019133813148-pat00041
- 여기서 x i BS , y i BS , z i BS 는 i번째 기지국의 위치를 나타내는 위도, 경도 및 고도 좌표이고, x j UE , y j UE , z j UE 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치를 나타내는 위도, 경도 및 고도 좌표이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타냄 - 중 어느 하나에 따라 N개의 거리를 산출하도록 더 구성될 수 있다. 관측 데이터 구성부(220)는, N개의 측정 기반의 경로손실 및 N개의 거리를 이용하여 아래의 식들에 따른 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
Figure 112019133813148-pat00042
를 구성하도록 더 구성될 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00043
경로손실 모델링 계수 추정부(230)는 관측 데이터로부터 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들을 추정하도록 구성될 수 있다. 경로손실 모델링 계수 추정부(230)는, 최소제곱 알고리즘(Least Square Algorithm)에 따라 관측 데이터로부터 경로손실 모델링 계수들을 추정하도록 더 구성될 수 있다. 경로손실 모델링 계수 추정부(230)는, 아래 식들에 따라 자기상관행렬 R XX 및 상호상관벡터
Figure 112019133813148-pat00044
를 산출하도록 더 구성될 수 있다. 아래의 식들에서 E[·]는 앙상블 평균을 나타내는 연산자이고, X T 는 관측 데이터 행렬 X의 전치행렬이다.
Figure 112019133813148-pat00045
경로손실 모델링 계수 추정부(230)는, 아래의 식에 따라 경로손실 모델링 계수들(
Figure 112019133813148-pat00046
,
Figure 112019133813148-pat00047
,
Figure 112019133813148-pat00048
)을 추정하도록 더 구성될 수 있다. 여기서
Figure 112019133813148-pat00049
,
Figure 112019133813148-pat00050
,
Figure 112019133813148-pat00051
는 기지국 i에 대한 경로손실 모델링 계수들이다.
Figure 112019133813148-pat00052
도 3은 기지국에 대한 송신 전력을 할당하기 위한 SON 서버에서의 장치의 블록도의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기지국 송신 전력 할당 장치(300)는 클러스터 설정부(310)를 포함할 수 있다. 클러스터 설정부(310)는 기지국들(140)의 클러스터를 설정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 4개의 기지국 단위, 6개의 기지국 단위 등으로 클러스터를 설정할 수 있다.
기지국 송신 전력 할당 장치(300)는 MDT 측정보고 수신부(320)를 더 포함할 수 있다. MDT 측정보고 수신부(320)는 클러스터에 포함되는 기지국들(140)의 각각의 커버리지 내의 단말들(170)로부터 MDT 측정보고들을 수신하도록 구성될 수 있다. MDT 측정보고들의 각각은 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말(170)이 수신한, 기지국들(140) 중 어느 한 기지국(140)으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말(170)의 단말 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다.
기지국 송신 전력 할당 장치(300)는 모델 기반의 경로손실 추정값 산출부(330)를 더 포함할 수 있다. 모델 기반의 경로손실 추정값 산출부(330)는, MDT 측정보고들을 이용하여 클러스터에 포함되는 기지국들(140)에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하도록 구성될 수 있다. 모델 기반의 경로손실 추정값 산출부(330)는, 아래 식
Figure 112019133813148-pat00053
에 따라 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하도록 더 구성될 수 있다. 여기서 i는 클러스터에 포함되는 기지국들(140)에 대한 인덱스이고, j는 통화 상태에 있는 단말들(170)이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스이고,
Figure 112019133813148-pat00054
는 기지국 i에 대해 추정된 경로손실 모델링 계수들이고, d i,j 는 기지국 i의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타내고, log(h i,j )는 기지국 i에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값의 로그 값이다.
기지국 송신 전력 할당 장치(300)는 스펙트럼 효율 방정식 구성부(340)를 더 포함할 수 있다. 스펙트럼 효율 방정식 구성부(340)는 모델 기반의 경로손실 추정값들을 이용하여 기지국들(140)의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식을 구성하도록 구성될 수 있다. 기지국들(140)의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식은 해당 기지국에 할당될 송신 전력을 변수로 하는 방정식일 수 있다. 스펙트럼 효율 방정식 구성부(340)는, 아래 식에 따라 기지국들(140)의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식을 구성하도록 더 구성될 수 있다. 아래 식에서 J는 통화 상태에 있는 단말들(170)이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스 집합이고, N 0 는 열잡음 상수이고, W는 시스템 대역폭으로서 상수 값이고, IM은 클러스터에 포함되는 기지국들(140)의 인덱스 집합이고, k는 스펙트럼 효율을 방정식으로 나타내는 대상의 기지국의 인덱스를 제외한 IM에 속하는 인덱스이고,
Figure 112019133813148-pat00055
는 기지국 i에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값을 나타내고, P i 는 기지국 i에 할당될 송신 전력을 나타낸다.
Figure 112019133813148-pat00056
기지국 송신 전력 할당 장치(300)는 송신전력 결정부(350)를 더 포함할 수 있다. 송신전력 결정부(350)는 기지국들(140)의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 기지국들(140)에 할당될 송신 전력들을 결정하도록 구성될 수 있다. 송신 전력 결정부(350)는 기지국들(140)의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 이상이고 Pmax i 이하인 값으로 결정하도록 더 구성될 수 있다. 송신 전력 결정부(350)는, 이하의 식으로 표현되는, 클러스터 내의 전체 스펙트럼 효율의 값이 최대값을 갖도록 기지국들(140)에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하도록 더 구성될 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00057
송신 전력 결정부(350)는, 기지국들(140)의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 으로부터 Pmax i 까지 사전 설정된 스텝(Pstep) 만큼씩 올려가면서 위 SE의 값이 최대값을 갖게 되는, 기지국들(140)에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하도록 더 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 스텝(Pstep)은 1dB와 같은 수 dB의 값일 수 있다.
도 4는 SON 서버에서 기지국으로부터 단말들까지의 경로손실을 모델링하는 경로손실 모델에서의 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 방법은 기지국의 커버리지 내의 단말들(170)로부터 N개의 MDT(Minimization of Drive Tests) 측정보고들을 수신하는 단계(S405)로부터 시작된다.
기지국으로부터 단말까지의 하향 채널에서의 경로손실(Pathloss)을 수식으로 모델링하여 나타내는 것이 가능하다. 이렇게 모델링하여 나타낸 경로손실을 '경로손실 모델'(Pathloss Model) 또는 '모델 기반의 경로손실'이라 부른다. 모델 기반의 경로손실에 대한 수식에는 계수들이 포함되는데, 이러한 계수들을 '경로손실 모델링 계수들'이라 부른다. 모델 기반의 경로손실을 추정하기 위해서는 먼저 경로손실 모델링 계수들을 추정할 필요가 있는데, 이를 위해 단말들(170)로부터 N개의 MDT(Minimization of Drive Tests) 측정보고들을 수신하는 단계(S405)가 수행된다.
이동통신 시스템 내에서의 기지국들(140)의 인덱스를 i라 하고, 전체 시스템 내의 가능한 기지국 인덱스 집합을 I라 하면 i∈I가 된다. 기지국 i의 커버리지 내에 연결되어 있는 단말 인덱스를 j라 하고, 하향 채널에서의 송신 기지국 i와 수신 단말 j 사이의 모델 기반의 경로손실(Pathloss)을 h i,j 라 하면 이는 아래 수학식 1과 같이 기지국과 단말 간의 거리의 함수로 모델링이 가능하다.
Figure 112019133813148-pat00058
여기서
Figure 112019133813148-pat00059
는 경로손실 모델을 결정하는 경로손실 모델링 계수들로서, 기지국 별로 지형/위치 등이 서로 상이하여 서로 다른 경로손실 모델로 모델링이 가능하기 때문에 기지국 인덱스 i를 통해 구분하여 모델링한다. 모델 기반의 경로손실 h i,j 에는 페이딩에 의한 채널 특성은 반영하지 않는다. 수학식 1을 로그 단위로 표현하면 수학식 2와 같은 선형 모델이 되고, 2차식까지 모델링한 경로손실을 로그 단위로 표현하면 수학식 3과 같은 선형 모델이 된다.
Figure 112019133813148-pat00060
Figure 112019133813148-pat00061
수학식 2 및 수학식 3은 보다 복잡한 비선형 모델로 일반화될 수 있다. 3차식 이상의 고차식으로 모델링한 경로손실을 로그 단위로 표현하면 아래의 수학식 4와 같은 비선형 경로손실 모델이 된다.
Figure 112019133813148-pat00062
위의 경로손실 모델에서 경로손실 모델링 계수들
Figure 112019133813148-pat00063
를 추정하기 위해서는 h i,j 및 d i,j 의 값들을 알아야 할 필요가 있는데, 이들 값에 대한 데이터는 단말들(170)에서 MDT 서버(130)로 보고되는 MDT 측정보고들로부터 수집될 수 있다. MDT 측정보고들로부터 수집된 데이터에 의거하여 산출된 경로손실 h i,j 를 '측정 기반의 경로손실'이라 칭하기로 한다.
일 실시예에서, MDT 측정보고들의 각각은 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말(170)이 수신한, 기지국(140)으로부터의 RS(Reference Signal) 신호의 수신세기(RSRP)에 관한 정보 및 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말(170)의 단말 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 단말 위치에 관한 정보는 해당 단말(170)의 위도 및 경도에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 단말 위치에 관한 정보는 해당 단말(170)의 고도에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 단말들(170)은 통화대기 상태(idle mode) 또는 통화 상태(connected mode)에서 MDT 측정보고들을 전송할 수 있다. 일 실시예에서, SON 서버(120)는 기지국(140)의 커버리지 내의 단말들(170)로부터의 N개의 MDT 측정보고들을 MDT 서버(130)를 통해 수신할 수 있다.
단계(S410)에서는 기지국(140)에서의 RS 신호의 송신전력, N개의 MDT 측정보고에 의해 식별되는 N개의 수신세기, 기지국(140)의 위치에 관한 정보 및 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성한다. SON 서버(120)는 기지국(140)에서의 RS 신호의 송신전력에 대한 데이터를 저장하고 있을 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(140)의 위치에 관한 정보는 기지국(140)의 위도 및 경도에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(140)의 위치에 관한 정보는 기지국(140)의 고도에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.
단계(S410)에서는, 기지국(140)의 RS 신호의 송신전력 및 N개의 수신세기로부터 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출할 수 있다. 일 실시예에서, N개의 측정 기반의 경로손실은 아래의 수학식 5에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00064
여기서 i는 기지국 인덱스이고, j는 MDT 측정보고들에 대한 인덱스로서 1에서 N까지의 자연수이고, log(h i,j )는 j번째 MDT 측정보고로부터 산출되는 기지국 i에 대한 측정 기반의 경로손실의 로그 값이고, P i,RS 는 i번째 기지국의 RS 신호의 dBm 단위의 송신전력이고, RSRP i,j 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 기지국 i로부터의 dBm 단위의 RS 신호의 수신세기이다.
단계(S410)에서는 또한 기지국(140)의 위치에 관한 정보 및 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 기지국(140)의 위치와 N개의 단말 위치 간의 N개의 거리를 산출할 수 있다. N개의 거리는 아래의 수학식 6 또는 수학식 7에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00065
Figure 112019133813148-pat00066
여기서 x i BS , y i BS , z i BS 는 i번째 기지국의 위치(위도, 경도, 고도)를 나타내는 좌표이고, x j UE , y j UE , z j UE 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치(위도, 경도, 고도)를 나타내는 좌표이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타내다. 일 실시예에서, 단말(170)이 MDT 측정보고에 단말의 고도에 관한 정보를 포함시키지 않는 경우는, 수학식 7을 이용하여 거리를 계산하는 것이 가능하다.
단계(S410)에서는 또한 N개의 측정 기반의 경로손실 및 N개의 거리를 이용하여 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
Figure 112019133813148-pat00067
를 구성한다. 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
Figure 112019133813148-pat00068
를 구성함에 있어, 예컨대 2차식까지의 특징만을 고려한 수학식 3에 따른 비형선 경로손실 모델을 사용하는 것으로 가정한다. 그러나 3차식 이상의 고차식 특징을 고려한 수학식 4에 따른 비형선 경로손실 모델을 사용하여 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
Figure 112019133813148-pat00069
를 구성하는 것도 가능함을 인식하여야 할 것이다. 이러한 가정하에 아래의 수학식 8을 사용하여 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
Figure 112019133813148-pat00070
를 구성할 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00071
일 실시예에서, M차항까지의 특징들을 고려한 수학식 4에 따른 비선형 경로손실 모델을 선택하여 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
Figure 112019133813148-pat00072
를 구성하는 것도 가능하다.
관측 데이터 행렬 X의 j번째 행을 구성하는 특징벡터
Figure 112019133813148-pat00073
는 j번째 MDT 측정보고에 포함된 단말 위치에 대한 정보를 근거로 산출된 거리 값으로 구성된 벡터이다. 관측 데이터 행렬 X의 행 개수는 MDT 측정보고들의 개수 N이며, 열 개수는 특징수 더하기 1이다. 2차식까지의 특징만을 고려한 수학식 3에 따른 비형선 경로손실 모델을 사용하는 위 실시예의 경우, 특징수가 2이므로 관측 데이터 행렬 X의 열 수는 3이다.
단계(S415)에서는 관측 데이터로부터 기지국(140)에 대한 경로손실 모델링 계수들을 추정한다. 단계(S415)에서는 최소제곱 알고리즘(Least Square Algorithm)에 따라 관측 데이터로부터 경로손실 모델링 계수들을 추정할 수 있다.
수학식 3을 N개의 샘플(여기서, 샘플은 MDT 측정보고에 대응함)에 대해 확장한 수식은 수학식 8을 통해 아래의 수학식 9의 행렬 형태로 단순화할 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00074
최소 제곱 알고리즘으로 경로손실 모델링 계수들의 벡터인 경로손실 모델 파라미터
Figure 112019133813148-pat00075
를 추정하기 위해서는 관측 데이터 행렬 X에 대한 자기상관행렬(auto-correlation matrix) R XX 와 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
Figure 112019133813148-pat00076
간의 상호상관벡터(cross correlation vector)
Figure 112019133813148-pat00077
를 산출하여야 하는데, 이는 아래의 수학식 10으로 나타낼 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00078
여기서 E[·]는 앙상블 평균을 나타내는 연산자이고, X T 는 관측 데이터 행렬 X의 전치행렬이다.
샘플 수(MDT 측정보고들의 개수)인 N이 많을수록 자기상관행렬 RXX 및 상호상관벡터
Figure 112019133813148-pat00079
의 산출에 이용되는 평균이 정확해지므로 더 정확한 추정이 가능하다. 위의 실시예에서와 같이 2차식까지 고려한 자기상관행렬 R XX 은 (2+1) x (2+1) 즉 3 x 3 행렬이 된다. 그렇다면 최소 제곱 알고리듬에 의한 기지국 i의 커버리지의 경로손실 모델링 계수들의 추정값들(
Figure 112019133813148-pat00080
,
Figure 112019133813148-pat00081
,
Figure 112019133813148-pat00082
)은 아래 수학식 11로 나타낼 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00083
여기서
Figure 112019133813148-pat00084
,
Figure 112019133813148-pat00085
,
Figure 112019133813148-pat00086
는 기지국 i에 대한 경로손실 모델링 계수들의 추정값들이다. 수학식 11에 따라 기지국 별로 경로손실 모델링 계수들을 예측할 수 있으며 예측된 경로손실 모델링 계수들은 기지국 별로 다른 값이 될 수 있다.
도 5는 SON 서버에서 기지국에 대한 송신 전력을 할당하는 방법을 설명하기 위한 흐름도의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 방법은 기지국들(140)의 클러스터를 설정하는 단계(S505)로부터 시작된다. 일 실시예에서, 기지국들(140)의 클러스터는 간섭 영향을 미칠 수 있는 주변 기지국들의 집합으로 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 4개의 기지국 단위, 6개의 기지국 단위 등으로 클러스터를 설정할 수 있다. 본 단계는 소 단위의 기지국들(140)로 구성된 클러스터별로 연산을 함으로써 연산의 효율성을 기하기 위함이다.
단계(S510)에서는 클러스터에 포함되는 기지국들(140)의 각각의 커버리지 내의 단말들(170)로부터 MDT 측정보고들을 수신한다. MDT 측정보고들의 각각은 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말(170)이 수신한, 클러스터에 포함되는 기지국들(170) 중 어느 한 기지국(170)으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말(170)의 단말 위치에 관한 정보를 포함한다.
단계(S515)에서는 MDT 측정보고들을 이용하여 클러스터에 포함되는 기지국들(140)에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출한다. 단계(S515)에서는 MDT 측정보고들을 이용하여 수학식 11에 따라 경로손실 모델링 계수들을 추정하고 이를 이용하여 클러스터에 포함되는 기지국들(140)에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을, 예컨대 수학식 3에 따라 산출한다. 일 실시예에서, 클러스터에 포함되는 기지국들(140)에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 수학식 2 또는 수학식 4에 따라 산출할 수 있다. 클러스터에 포함되는 기지국들(140)에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하기 위해 수학식 3을 적용함에 있어, i는 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 인덱스이고, j는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스이고,
Figure 112019133813148-pat00087
는 i번째 기지국에 대해 추정된 경로손실 모델링 계수들이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타내고, log(h i,j )는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값의 로그 값이다.
단계(S520)에서는 모델 기반의 경로손실 추정값들을 이용하여 기지국들(140)의 각각의 스펙트럼 효율(Spectrum Efficiency)을 나타내는 방정식을 구성한다. 기지국의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식은 아래 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00088
여기서, J는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스 집합이고, N 0 는 열잡음 관련 상수이고, W는 시스템 대역폭으로서 최적화하기 위한 이동통신 시스템이 결정되면 이에 따라 결정되는 상수 값이고,
Figure 112019133813148-pat00089
는 전체 기지국들 중 기지국 i를 제외한 나머지 기지국들의 인덱스 집합이고,
Figure 112019133813148-pat00090
는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값으로서, 수학식 11에 의해 추정한 경로손실 모델링 계수들을 수학식 9에 적용하여 산출될 수 있는 값이고, P i 는 기지국 i에 할당될 송신 전력을 나타낸다.
개별 기지국에서 설정 가능한 송신전력의 설정 범위는 Pmin i 에서 Pmax i로 한정할 수 있다. Pmin i와 Pmax i는 OAM 서버(110)에서 설정할 수 있는 기지국 설정 파라미터로 설계할 수 있다. Pmin i는 개별 기지국이 최소한 만족해야 하는 커버리지를 기준으로 설정하고, Pmax i는 해당 기지국의 RF 증폭기에 의해 물리적으로 설정할 수 있는 최대값으로 설계할 수 있다. 따라서 기지국 i에 할당될 송신전력을 Pi라 할 때, Pi는 Pmin i ≤ Pi ≤ Pmax i 범위에 있다.
수학식 12의 log 내부의 분자항은 서빙 기지국에 의한 수신신호전력이고 분모항은 열잡음과 인접 기지국들에 의한 간섭전력으로 볼 수 있으며, 이와 같은 신호대잡음비(SINR)에 의해 기지국 i의 스펙트럼 효율이 결정된다.
단계(S525)에서는 기지국들(140)의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 기지국들(140)에 할당될 송신 전력들을 결정한다. 여기서 기지국의 스펙트럼 효율을 최대화한다는 의미는 해당 기지국의 용량을 최대화할 뿐 아니라 인접 기지국으로부터의 간섭을 최소화한다는 의미를 동시에 내포하게 된다. 실제 시스템 내의 전체 기지국들에 대해 수학식 12에 따라 연산을 하게 되면 연산량이 증가하므로, 아래 수학식 13과 같이 기지국 i의 주변의 클러스터를 대상으로 스펙트럼 효율을 산출하는 방식으로 간략화가 가능하다.
Figure 112019133813148-pat00091
여기서 IM은 상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 인덱스 집합이고, k는 스펙트럼 효율을 방정식으로 나타내는 대상의 기지국의 인덱스 i를 제외한 IM에 속하는 인덱스이다.
기지국 i로부터 멀리 떨어진 기지국 k에 대해서는
Figure 112019133813148-pat00092
값이 매우 작을 것이므로 스펙트럼 효율 계산에 거의 영향을 주지 않기 때문에 수학식 13과 같이 스펙트럼 효율 방정식의 간략화가 가능하다. 클러스터에 포함되는 기지국들의 집합은 기지국 i 주변의 가장 가까운 M개의 기지국으로 정의하여, 분모항인 간섭 항을 산출할 때는 클러스터에 포함되는 기지국들에 대해서만 적용한다.
따라서 최적화 대상 수식은 아래의 수학식 14와 같으며, 기지국 클러스터 내에서 SE i 의 총합을 최대화하는 Pi를 산출함으로써 최적의 기지국 송신전력 자동설정이 가능하다.
Figure 112019133813148-pat00093
기지국들(140)의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합을 아래 수학식 15로 나타낼 수 있다.
Figure 112019133813148-pat00094
결국 위 수학식 15에 따른 SE의 값이 최대값을 갖도록 기지국들(140)에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국들(140)의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 으로부터 Pmax i 까지 사전 설정된 스텝(Pstep), 예컨대 1dB 만큼씩 올려가면서 수학식 15에 따른 SE의 값이 최대값을 갖게 되는, 기지국들(140)에 할당될 송신 전력들의 최적 조합을 결정할 수 있다.
수학식 15에 따른, 기지국들(140)에 할당될 송신 전력들의 최적 조합은 아래와 같은 탐색 절차에 의해 구현될 수 있다. 여기서 클러스터에 포함되는 기지국들의 인덱스들을 1에서 IM까지로 한다.
(i) 클러스터 내의 기지국들{1, ??, IM}에 할당될 송신전력들을 모두 {Pmin i, Pmin i, ??, Pmin i}로 초기화하고, SEmax를 0으로 초기화하고, 기지국 인덱스를 i = 0으로 초기화한다.
(ii) 다음 절차를 송신전력 Pi들의 조합에 대해 반복한다(P i 가 {Pmin i, Pmin i + Pstep, ..., Pmax i - Pstep, Pmax i}가 될 때까지 반복)
(ii-1) 수학식 15에 따른 SE 합을 산출
(ii-2)
Figure 112019133813148-pat00095
(iii) SEmax를 달성한 송신전력 Pi들의 조합 반환
위의 탐색 절차에 따르면, IM = 6, Pmin i = 11dBm, Pmax i = 17dBm, Pstep = 2dB라고 할 경우, 클러스터 당 46회의 루프를 검사해야 한다.
본원에 개시된 실시예들에 있어서, 도시된 구성 요소들의 배치는 발명이 구현되는 환경 또는 요구 사항에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 일부 구성 요소가 생략되거나 몇몇 구성 요소들이 통합되어 하나로 실시될 수 있다. 또한 일부 구성 요소들의 배치 순서 및 연결이 변경될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 상술한 실시예들은 첨부하는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이고, 이러한 변형 실시예들이 본 발명의 기술적 사상이나 범위와 별개로 이해되어져서는 아니 될 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100: 이동통신 시스템
110: OAM 서버
120: SON 서버
130: MDT 서버
140: 기지국
170: 단말
200: 경로손실 모델링 계수 측정 장치
210: MDT 측정보고 수신부
220: 관측 데이터 구성부
230: 경로손실 모델링 계수 추정부
300: 기지국 송신 전력 할당 장치
310: 클러스터 설정부
320: MDT 측정보고 수신부
330: 모델 기반의 경로손실 추정값 산출부
340: 스펙트럼 효율 방정식 구성부
350: 송신전력 결정부

Claims (36)

  1. SON(Self Organization Network) 서버에서 기지국으로부터 단말들까지의 경로손실을 모델링하는 경로손실 모델(Pathloss Model)에서의 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 방법으로서,
    기지국의 커버리지 내의 단말들로부터 N개의 MDT(Minimization of Drive Tests) 측정보고들을 수신하는 단계 - 상기 N은 자연수이고, 상기 MDT 측정보고들의 각각은 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 상기 기지국으로부터의 RS(Reference Signal) 신호의 수신세기에 관한 정보 및 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함함 -,
    상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하는 단계, 및
    상기 관측 데이터로부터 상기 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계를 포함하고,
    상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하는 단계는, 상기 RS 신호의 송신전력 및 상기 N개의 수신세기로부터 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하는 단계를 포함하는, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말들은 MDT 기능이 지원되는 단말들인, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단말들은 통화대기 상태(idle mode) 또는 통화 상태(connected mode)에서 상기 MDT 측정보고들을 전송한 것인, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내의 단말들로부터 N개의 MDT 측정보고들을 수신하는 단계는, 상기 기지국의 커버리지 내의 상기 단말들로부터의 N개의 MDT 측정보고들을 MDT 서버를 통해 수신하는 단계를 포함하는, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 RS 신호의 송신전력 및 상기 N개의 수신세기로부터 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하는 단계는, 아래의 식
    Figure 112020101855444-pat00139

    - 여기서 i는 기지국 인덱스이고, j는 MDT 측정보고들에 대한 인덱스로서 1에서 N까지의 자연수이고, log(hi,j )는 j번째 MDT 측정보고로부터 산출되는 i번째 기지국에 대한 측정 기반의 경로손실의 로그 값이고, Pi,RS 는 i번째 기지국의 RS 신호의 송신전력이고, RSRPi,j 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 i번째 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기임 - 에 따라 상기 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하는 단계를 포함하는, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하는 단계는, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 기지국의 위치와 상기 N개의 단말 위치 간의 N개의 거리를 산출하는 단계를 더 포함하는, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 기지국의 위치와 상기 N개의 단말 위치 간의 N개의 거리를 산출하는 단계는, 아래의 식들
    Figure 112019133813148-pat00097

    Figure 112019133813148-pat00098

    - 여기서 x i BS , y i BS , z i BS 는 i번째 기지국의 위치를 나타내는 좌표이고, x j UE , y j UE , z j UE 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치를 나타내는 좌표이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타냄 - 중 어느 하나에 따라 상기 N개의 거리를 산출하는 단계를 포함하는, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하는 단계는, 상기 N개의 측정 기반의 경로손실 및 상기 N개의 거리를 이용하여 아래의 식들
    Figure 112019133813148-pat00099

    에 따른 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
    Figure 112019133813148-pat00100
    를 구성하는 단계를 더 포함하는, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 관측 데이터로부터 상기 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계는, 최소제곱 알고리즘(Least Square Algorithm)에 따라 상기 관측 데이터로부터 상기 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계를 포함하는, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 최소제곱 알고리즘(Least Square Algorithm)에 따라 상기 관측 데이터로부터 상기 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계는, 아래 식들
    Figure 112019133813148-pat00101

    - 여기서 E[·]는 앙상블 평균을 나타내는 연산자이고, X T 는 관측 데이터 행렬 X의 전치행렬임 - 에 따라 자기상관행렬(auto-correlation matrix) R XX 및 상호상관벡터(cross-correlation vector)
    Figure 112019133813148-pat00102
    를 산출하는 단계를 포함하는, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 최소제곱 알고리즘(Least Square Algorithm)에 따라 상기 관측 데이터로부터 상기 경로손실 모델링 계수들을 추정하는 단계는, 아래의 식
    Figure 112019133813148-pat00103

    - 여기서
    Figure 112019133813148-pat00104
    ,
    Figure 112019133813148-pat00105
    ,
    Figure 112019133813148-pat00106
    는 i번째 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들임 - 에 따라 상기 경로손실 모델링 계수들(
    Figure 112019133813148-pat00107
    ,
    Figure 112019133813148-pat00108
    ,
    Figure 112019133813148-pat00109
    )을 추정하는 단계를 더 포함하는, 경로손실 모델링 계수 추정 방법.
  13. SON 서버에서 기지국에 대한 송신 전력을 할당하는 방법으로서,
    기지국들의 클러스터를 설정하는 단계,
    상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 각각의 커버리지 내의 단말들로부터 MDT 측정보고들을 수신하는 단계 - 상기 MDT 측정보고들의 각각은 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한, 상기 기지국들 중 어느 한 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함함 -,
    상기 MDT 측정보고들을 이용하여 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하는 단계,
    상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 이용하여 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율(Spectrum Efficiency)을 나타내는 방정식을 구성하는 단계 - 여기서 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식은 상기 해당 기지국에 할당될 송신 전력을 변수로 하는 방정식임 -, 및
    상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하는 단계를 포함하는 기지국 송신 전력 할당 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 MDT 측정보고들을 이용하여 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하는 단계는, 아래 식
    Figure 112019133813148-pat00110

    - 여기서 i는 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 인덱스이고, j는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스이고,
    Figure 112019133813148-pat00111
    는 i번째 기지국에 대해 추정된 경로손실 모델링 계수들이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타내고, log(h i,j )는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값의 로그 값임 - 에 따라 상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하는 단계를 포함하는, 기지국 송신 전력 할당 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 이용하여 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율(Spectrum Efficiency)을 나타내는 방정식을 구성하는 단계는, 아래 식
    Figure 112019133813148-pat00112

    - 여기서 J는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스 집합이고, N 0 는 열잡음 상수이고, W는 시스템 대역폭으로서 상수 값이고, IM은 상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 인덱스 집합이고, k는 스펙트럼 효율을 방정식으로 나타내는 대상의 기지국의 인덱스를 제외한 IM에 속하는 인덱스이고,
    Figure 112019133813148-pat00113
    는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값을 나타내고, P i 는 i번째 기지국에 할당될 송신 전력을 나타냄 - 에 따라 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식을 구성하는 단계를 포함하는, 기지국 송신 전력 할당 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하는 단계는, 상기 기지국들의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 이상이고 Pmax i 이하인 값으로 결정하는 단계를 포함하는, 기지국 송신 전력 할당 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하는 단계는, 이하의 식
    Figure 112019133813148-pat00114

    의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하는 단계를 더 포함하는, 기지국 송신 전력 할당 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하는 단계는, 상기 기지국들의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 으로부터 Pmax i 까지 사전 설정된 스텝(Pstep) 만큼씩 올려가면서 상기 SE의 값이 최대값을 갖게 되는 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하는 단계를 더 포함하는, 기지국 송신 전력 할당 방법.
  19. 기지국으로부터 단말들까지의 경로손실을 모델링하는 경로손실 모델에서의 경로손실 모델링 계수들을 추정하기 위한 SON 서버에서의 장치로서,
    기지국의 커버리지 내의 단말들로부터 N개의 MDT 측정보고들을 수신하도록 구성된 MDT 측정보고 수신부 - 상기 N은 자연수이고, 상기 MDT 측정보고들의 각각은 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 상기 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함함 -,
    상기 RS 신호의 송신전력, 상기 N개의 수신세기, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 관측 데이터를 구성하도록 구성된 관측 데이터 구성부, 및
    상기 관측 데이터로부터 상기 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들을 추정하도록 구성된 경로손실 모델링 계수 추정부를 포함하고,
    상기 관측 데이터 구성부는, 상기 RS 신호의 송신전력 및 상기 N개의 수신세기로부터 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하도록 더 구성되는, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 단말들은 MDT 기능이 지원되는 단말들인, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 단말들은 통화대기 상태 또는 통화 상태에서 상기 MDT 측정보고들을 전송한 것인, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 MDT 측정보고 수신부는, 상기 기지국의 커버리지 내의 상기 단말들로부터의 N개의 MDT 측정보고들을 MDT 서버를 통해 수신하도록 더 구성되는, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  23. 삭제
  24. 제19항에 있어서,
    상기 관측 데이터 구성부는, 아래의 식
    Figure 112020101855444-pat00140

    - 여기서 i는 기지국 인덱스이고, j는 MDT 측정보고들에 대한 인덱스로서 1에서 N까지의 자연수이고, log(hi,j )는 j번째 MDT 측정보고로부터 산출되는 i번째 기지국에 대한 측정 기반의 경로손실의 로그 값이고, Pi,RS 는 i번째 기지국의 RS 신호의 송신전력이고, RSRPi,j 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한 i번째 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기임 - 에 따라 상기 N개의 측정 기반의 경로손실을 산출하도록 더 구성되는, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 관측 데이터 구성부는, 상기 기지국의 위치에 관한 정보 및 상기 N개의 단말 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 기지국의 위치와 상기 N개의 단말 위치 간의 N개의 거리를 산출하도록 더 구성되는, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 관측 데이터 구성부는, 아래의 식들
    Figure 112019133813148-pat00116

    Figure 112019133813148-pat00117

    - 여기서 x i BS , y i BS , z i BS 는 i번째 기지국의 위치를 나타내는 좌표이고, x j UE , y j UE , z j UE 는 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치를 나타내는 좌표이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타냄 - 중 어느 하나에 따라 상기 N개의 거리를 산출하도록 더 구성되는, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 관측 데이터 구성부는, 상기 N개의 측정 기반의 경로손실 및 상기 N개의 거리를 이용하여 아래의 식들
    Figure 112019133813148-pat00118

    에 따른 관측 데이터 행렬 X 및 관측 벡터
    Figure 112019133813148-pat00119
    를 구성하도록 더 구성되는, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 경로손실 모델링 계수 추정부는, 최소제곱 알고리즘에 따라 상기 관측 데이터로부터 상기 경로손실 모델링 계수들을 추정하도록 더 구성되는, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 경로손실 모델링 계수 추정부는, 아래 식들
    Figure 112019133813148-pat00120

    - 여기서 E[·]는 앙상블 평균을 나타내는 연산자이고, X T 는 관측 데이터 행렬 X의 전치행렬임 - 에 따라 자기상관행렬 R XX 및 상호상관벡터
    Figure 112019133813148-pat00121
    를 산출하도록 더 구성되는, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 경로손실 모델링 계수 추정부는, 아래의 식
    Figure 112019133813148-pat00122

    - 여기서
    Figure 112019133813148-pat00123
    ,
    Figure 112019133813148-pat00124
    ,
    Figure 112019133813148-pat00125
    는 i번째 기지국에 대한 경로손실 모델링 계수들임 - 에 따라 상기 경로손실 모델링 계수들(
    Figure 112019133813148-pat00126
    ,
    Figure 112019133813148-pat00127
    ,
    Figure 112019133813148-pat00128
    )을 추정하도록 더 구성되는, 경로손실 모델링 계수 추정 장치.
  31. 기지국에 대한 송신 전력을 할당하기 위한 SON 서버에서의 장치로서,
    기지국들의 클러스터를 설정하도록 구성된 클러스터 설정부,
    상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 각각의 커버리지 내의 단말들로부터 MDT 측정보고들을 수신하도록 구성된 MDT 측정보고 수신부 - 상기 MDT 측정보고들의 각각은 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말이 수신한, 상기 기지국들 중 어느 한 기지국으로부터의 RS 신호의 수신세기에 관한 정보 및 상기 해당 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치에 관한 정보를 포함함 -,
    상기 MDT 측정보고들을 이용하여 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하도록 구성된 모델 기반의 경로손실 추정값 산출부,
    상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 이용하여 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식을 구성하도록 구성된 스펙트럼 효율 방정식 구성부 - 여기서 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식은 상기 해당 기지국에 할당될 송신 전력을 변수로 하는 방정식임 -, 및
    상기 기지국들의 스펙트럼 효율들을 나타내는 방정식들의 합의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들을 결정하도록 구성된 송신전력 결정부를 포함하는 기지국 송신 전력 할당 장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 모델 기반의 경로손실 추정값 산출부는, 아래 식
    Figure 112019133813148-pat00129

    - 여기서 i는 상기 클러스터에 포함되는 기지국들에 대한 인덱스이고, j는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스이고,
    Figure 112019133813148-pat00130
    는 i번째 기지국에 대해 추정된 경로손실 모델링 계수들이고, d i,j 는 i번째 기지국의 위치와 j번째 MDT 측정보고를 전송한 단말의 단말 위치 간의 거리를 나타내고, log(h i,j )는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값의 로그 값임 - 에 따라 상기 모델 기반의 경로손실 추정값들을 산출하도록 더 구성되는, 기지국 송신 전력 할당 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 스펙트럼 효율 방정식 구성부는, 아래 식
    Figure 112019133813148-pat00131

    - 여기서 J는 통화 상태에 있는 단말들이 전송한 MDT 측정보고들에 대한 인덱스 집합이고, N 0 는 열잡음 상수이고, W는 시스템 대역폭으로서 상수 값이고, IM은 상기 클러스터에 포함되는 기지국들의 인덱스 집합이고, k는 스펙트럼 효율을 방정식으로 나타내는 대상의 기지국의 인덱스를 제외한 IM에 속하는 인덱스이고,
    Figure 112019133813148-pat00132
    는 i번째 기지국에 대한 j번째 모델 기반의 경로손실 추정값을 나타내고, P i 는 i번째 기지국에 할당될 송신 전력을 나타냄 - 에 따라 상기 기지국들의 각각의 스펙트럼 효율을 나타내는 방정식을 구성하도록 더 구성되는, 기지국 송신 전력 할당 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 송신 전력 결정부는, 상기 기지국들의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 이상이고 Pmax i 이하인 값으로 결정하도록 더 구성되는, 기지국 송신 전력 할당 장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 송신 전력 결정부는, 이하의 식
    Figure 112019133813148-pat00133

    의 값이 최대값을 갖도록 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하도록 더 구성되는, 기지국 송신 전력 할당 장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 송신 전력 결정부는, 상기 기지국들의 각각에 할당될 송신 전력을 Pmin i 으로부터 Pmax i 까지 사전 설정된 스텝(Pstep) 만큼씩 올려가면서 상기 SE의 값이 최대값을 갖게 되는 상기 기지국들에 할당될 송신 전력들의 조합을 결정하도록 더 구성되는, 기지국 송신 전력 할당 장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20110065996A (ko) * 2009-12-10 2011-06-16 엘지에릭슨 주식회사 기지국 송출전력 제어 장치 및 방법
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