KR20010017859A - 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법 - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 화면 디스플레이용 참조 래스터 데이터를 만들어 원본 래스터 데이터와 병행 사용함으로써, 무선망 설계 시스템의 처리 속도를 증가시킬 수 있는 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 무선망 설계 대상 지역에 대한 원본 래스터 데이터를 저장하고, 원본 래스터 데이터로부터 참조 래스터 데이터를 생성하여 저장하는 제 1 단계; 및
무선망 설계 작업중 상기 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생하면 상기 래스터 데이터가 어느 용도로 필요한지를 판단하여, 상기 원본 래스터 데이터 또는 상기 참조 래스터 데이터를 사용하여 무선망 설계를 수행하는 제 2 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선망 설계에 이용됨.

Description

래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법 {A method of wirelesscell planning using raster data}
본 발명은 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법에 관한 것으로서, 특히 화면 디스플레이용 참조 래스터 데이터를 만들어 원본 래스터 데이터와 병행 사용함으로써 무선망 설계 시스템의 처리 속도를 증가시킬 수 있는 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
래스터형의 지도들은 해상도가 높을수록 전파의 전송손실과 기지국의 셀 커버리지를 보다 정확하게 예측할 수 있다. 즉 픽셀이 1m x 1m의 래스터형 데이터가 픽셀이 10m x 10m인 래스터형 데이터보다 해상도가 높으며 전송손실과 셀 커버리지 분석도 보다 세밀하게 할 수가 있다.
그러나, 해상도가 높을수록 더 많은 정보가 들어가야 하기 때문에, 데이터의 크기도 매우 커지게 된다. 예를 들어, 픽셀이 1m x 1m의 래스터형 데이터는 픽셀이 10m x 10m인 래스터형 데이터와 비교해서 대략 100배의 데이터 량을 갖게 된다.
종래의 무선망 설계 시스템에서는 이러한 대량의 래스터형 데이터를 컴퓨터 화면에 도시하기 위해서는 모든 데이터를 메모리에 올려놓게 된다. 예를 들어, 하나의 컴퓨터 화면에 서울 전체 래스터 지도를 도시하기 위해서는 수십 도엽의 래스터 지도를 한꺼번에 메모리에서 다루어야 한다.
따라서, 데이터의 크기가 매우 클 때는 무선망 설계 시스템의 속도가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 참조 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은, 원본 래스터 데이터로부터 화면 디스플레이용 참조 래스터 데이터를 만들고, 래스터 데이터의 용도를 화면 도시용과 전파 해석용으로 분류하여 그 용도에
따라 래스터 데이터를 사용함으로써, 래스터 데이터의 처리에 필요한 메모리 용량의 감소로 인한 무선망 설계 시스템의 처리 속도를 증가시킬 수 있는 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명에 적용되는 셀 커버리지 개념에 관한 설명도.
도 2 는 본 발명에 적용되는 무선망 설계와 셀 커버리지에 관한 설명도.
도 3 은 본 발명에 적용되는 래스터형 데이터의 구조에 관한 설명도.
도 4 는 본 발명이 적용되는 무선망 설계 시스템에 관한 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 래스터 테이터를 이용한 무선망 설계 방법에 관한 일실시예 흐름도.
도 6a 및 도 6b 는 본 발명에 따른 참조 래스터 데이터 생성에 관한 일실시예 설명도.
도 7 은 원본 래스터 데이터와 참조 래스터 데이터를 이용한 화면 출력에 관한 설명도.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선망 설계 시스템에 적용되는 무선망 설계 방법에 있어서, 무선망 설계 대상 지역에 대한 원본 래스터 데이터를 저장하고, 원본 래스터 데이터로부터 참조 래스터 데이터를 생성하여 저장하는 제 1 단계; 및 무선망 설계 작업중 상기 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생하면 상기 래스터 데이터가 어느 용도로 필요한지를 판단하여, 상기 원본 래스터 데이터 또는 상기 참조 래스터 데이터를 사용하여 무선망 설계를 수행하는 제 2 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 무선망 설계 시스템에, 무선망 설계 대상 지역에 대한 원본 래스터 데이터를 저장하고, 원본 래스터 데이터로부터 참조 래스터 데이터를 생성하여 저장하는 제 1 기능; 및 무선망 설계 작업중 상기 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생하면 상기 래스터 데이터가 어느 용도로 필요한지를 판단하여, 상기 원본 래스터 데이터 또는 상기 참조 래스터 데이터를 사용하여 무선망 설계를 수행하는 제 2 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 적용되는 셀 커버리지 개념에 관한 설명도로서, "11"은 무선 기지국의 커버리지, "12"는 무선 기지국, 및 "13"은 무선 기지국의 셀 커버리지의 반지름을 나타낸다.
개인 휴대 전화(PCS), 셀룰라, CT-2 등과 같은 무선 통신 서비스는 공통적으로 서비스를 제공하기 위한 무선 기지국(Radio Base Station)(12)을 가지는데, 하나의 무선 기지국은 그 주변의 통화중인 이동 단말과 통신 채널을 형성한다. 이와 같이 하나의 기지국이 서비스를 제공할 수 있는 영역을 그 무선 기지국의 셀 커버리지(11)라 한다. 따라서 PCS휴대폰 사용자가 한 무선 기지국의 셀 커버리지 내에서 통화를 시도할 때는 통화가 가능하지만, 무선 기지국의 셀 커버리지 영역을 벗어나게 되면 통화가 단절된다.
도 2 는 본 발명에 적용되는 무선망 설계와 셀 커버리지에 관한 설명도로서, "21"은 서비스 영역, "22, 23" 은 무선 기지국의 셀 커버리지, "24, 25"는 무선 기지국을 나타낸다.
무선망 설계란 각각의 기지국에 대한 셀 커버리지의 분석을 바탕으로 무선통신 서비스(PCS, 셀룰라, CT-2 등)를 제공하려는 지역 전체에 몇 개의 기지국을 적절히 배치하여 서비스 영역내의 어떤 지점도 1개 이상의 기지국으로부터 서비스를 제공받을 수 있게 하는 것이다. 이때 서비스 영역을 커버하기 위해 필요한 기지국의 개수를 최대한 줄일수록 투자비가 절감되기 때문에, 최대한 기지국간 거리를 멀리해야 한다. 반면, 기지국 사이의 거리를 너무 멀리하면 전파의 음영 지역이 발생하여 통화가 불가능하게 된다. 따라서 한 기지국이 담당하는 셀 커버리지의 정확한 분석을 통하여 최적의 기지국의 위치를 결정해야 한다.
일반적으로, 하나의 기지국의 셀 커버리지 분석은 무선망 설계 시스템을 사용하여 행해지는데, 무선망 설계 시스템은 지리 정보 시스템(GIS: Geographical Information System) 데이터를 이용하여 기지국 주변의 각 지점에 대한 전파의 전송손실을 예측한다. 이때 각 지점의 전송손실은 전파모델을 사용함으로써 구해진다.
무선망 설계 시스템에 사용되는 지리 정보 시스템(GIS) 데이터는 다음과 같다.
첫 번째, 지도 및 인공위성 사진은 기지국과 그 기지국의 셀 커버리지를 알기 위해 사용하고, 시스템 내부에서 전파해석을 하기 위해서는 사용하지 않는다.
두 번째, 디지털 고도 모델(DEM: Digital Elevation Model)은 지도의 각 위치에 대한 고도값을 갖고 있는 데이터이다.
세 번째, 지역 특성(Morphology)은 강/호수/바다, 산림지역, 대도시, 중소도시, 교외지역, 논/밭 등 각 지역의 지역 특성 정보를 갖는 데이터이다.
네 번째, 트래픽(Traffic)은 각 위치에서의 이동통신서비스 트래픽 양에 대한 정보를 갖는 데이터이다.
다섯 번째, 빌딩 벡터(Building Vector)는 빌딩, 주택 등의 건조물에 대한 정보를 갖는 데이터이다.
이상의 지리 정보 시스템(GIS) 데이터에서 특히 디지털 고도 정보(DEM), 지역 특성(Morphology), 및 트래픽(Traffic) 데이터는 전파의 전송손실과 셀 커버리지를 분석하는데 필수적이고 모두 래스터형(Raster type) 데이터 형식으로 되어있다.
도 3 은 본 발명에 적용되는 래스터형 데이터의 구조에 관한 설명도로서, "31"은 래스터형 데이터, "32"는 픽셀(Pixel), 및 "33"은 래스터형 데이터의 내용을 나타낸다.
래스터형 지도는 래스터형 데이터로 저장된 지도를 의미하는데, 도면에 도시된 바와 같이 래스터형 데이터(31)란 2차원 표면을 세밀한 픽셀(Pixel)(32)로 표현하는 것으로 분할된 모든 픽셀에는 특정 데이터 값을 갖는다.
예를 들어, 각 픽셀(32)에 고도 정보(DEM), 지역 특성(Morphology), 가입자 트래픽(Traffic) 등의 데이터 값이 들어간다(33).
무선망 설계 시스템에서 래스터 데이터는 2가지 형태로 사용되는데, 첫 번째 래스터 데이터 이용형태는 단순히 화면의 도시 및 참조용이다. 즉, 화면상의 각 지점의 래스터형 데이터의 픽셀 정보값을 도시하기 위함이다.
이러한 이용형태는 화면에 도시되는 영역의 크기에 따라 그만큼 많은 수의 래스터형 데이터가 메모리에 올라와 있어야하는데, 이는 무선망 설계시스템의 속도가 저하되는 요인이 된다. 그러나 이 경우에는 단순한 참조용 도시이기 때문에 래스터형 데이터의 해상도는 화면해상도 수준이면 충분하다.
그리고, 두 번째 래스터 데이터의 이용형태는 각 기지국 주변에 대한 전파의 전송손실과 커버리지 분석에 사용하기 위함이다. 이 이용형태는 각 기지국에 대한 전파분석시 그 기지국 주변의 몇 개의 래스터형 데이터만이 메모리상에 존재해도 되나, 높은 해상도의 래스터형 데이터를 사용해야 한다.
도 4 는 본 발명이 적용되는 무선망 설계 시스템에 관한 구성도로서, "41"은 하드 디스크, "42"는 메모리, "43"은 중앙처리장치(CPU), "44"는 그래픽 카드, 및 "45"는 모니터를 나타낸다.
무선망 설계 시스템은 원본 래스터 데이터와 참조 래스터 데이터를 저장하는 하드디스크(41), 계산에 사용되는 중앙처리장치(42), 화면에 도시하기 위해 필요한 모니터(45)와 그래픽카드(44), 및 컴퓨터의 모든 연산을 위한 기본 메모리(42)로 구성된다.
도 5 는 본 발명에 따른 래스터 테이터를 이용한 무선망 설계 방법에 관한 일실시예 흐름도이다.
무선망 설계 시스템을 실행시켜 작업을 실행시키면, 예를 들어 서울지역의 무선망 설계 작업을 시작하면, 우선 해당지역의 고해상도 원본 래스터 데이터를 하드 디스크(Hard Disk)에 준비시킨다(501).
그리고, 중앙처리장치가 이미 만들어진 참조 래스터 데이터가 존재하는지를 확인하여(502), 만약 참조 래스터 데이터가 없다면 참조 데이터를 생성하여(503) 하드 디스크에 준비시키고(504), 만약 참조 래스터 데이터가 있으면 하드 디스크에 준비시킨다(504).
래스터 데이터가 준비되면 무선망 설계 작업을 수행하면서(505), 무선망 설계 작업의 완료 여부를 확인하여(506), 만약 무선망 설계가 완료되면 무선망 설계 작업을 종료하고, 만약 무선망 설계 작업이 완료되지 않으면 무선망 설계 작업을 계속 수행하면서 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생했는지 여부를 판단한다(507).
판단 결과, 만약 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생하지 않으면 종전의 무선망 설계 작업을 계속 수행하고(505), 만약 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생하면 래스터 데이터의 사용이 전파 해석을 위한 것인지, 아니면 단지 화면에 도시하기 위한 것인지 여부를 판단한다(508).
무선망 설계 작업 중 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생할 수 있는데, 예를 들어, 래스터 데이터의 화면 도시를 시작하거나, 화면 확대/축소, 및 전파해석 등을 할 상황이 발생하면, 래스터 데이터의 사용이 전파해석을 위한 것인지, 단지 화면에 도시하기 위해서인지를 판단한다(508).
판단 결과, 래스터 데이터의 용도가 전파해석용이면, 해상도가 높은 원본 래스터 데이터를 메모리에 올려 사용하면서(510), 무선망 설계 작업을 계속 수행한다(505).
판단 결과, 래스터 데이터의 용도가 화면도시용이면, 화면의 배율에 따라서 원본 래스터 데이터와 참조 래스터 데이터중 하나를 선택하여(509), 메모리에 올리고 화면에 도시하게 된다(511). 그리고, 이를 이용하여 무선망 설계 작업을 계속 수행한다.
도 6a 및 도 6b 는 본 발명에 따른 참조 래스터 데이터 생성에 관한 일실시예 설명도이다.
참조 래스터 데이터는 해상도가 높은 원본 래스터 데이터로부터 만들어지는데, 참조 래스터 데이터는 매우 넓은 지역을 하나의 화면에 도시하는 것이 목적이기 때문에 해상도가 낮아지게 된다.
예를 들어, 50km x 50km정도의 넓은 지역을 가로가 1000정도의 픽셀(pixel)을 갖는 컴퓨터 화면에 도시하기 위한 참조 래스터 데이터의 해상도는 50000/1000 = 50m 정도이다. 만약, 원본 래스터 데이터의 해상도가 1m라면 데이터의 크기가 1/(50x50) 정도 줄어들게 된다. 또한 참조 래스터 데이터의 픽셀값은 해당하는 원본 래스터 데이터의 픽셀값들의 최대값, 최소값, 평균값, 또는 가운데 픽셀값 등을 취할 수 있다.
도 6a 에 도시된 바와 같이, 원본 래스터 데이터는 해상도가 1m×1m 이고, 픽셀 수가 48×48개 이고, 그리고 9개의 도엽으로 구성되며, 이때 각각의 도엽은 픽셀 해상도가 1m×1m이고, 픽셀 수는 16×16개이다.
도 6b 에 도시된 바와 같이, 원본 래스터 데이터의 도엽의 픽셀을 묶어서, 각각의 도엽을 4개의 픽셀로 만들면 해상도가 8m×8m이고, 픽셀 수가 6×6개인 참조 래스터 데이터를 만들 수 있다.
도 7 은 원본 래스터 데이터와 참조 래스터 데이터를 이용한 화면 출력에 관한 설명도로서, 고해상도의 원본 래스터 지도와 이를 이용해 만들어진 4개의 참조 래스터 지도를 사용하여 화면에 도시하는 방법을 설명한 것이다.
무선망 설계 시스템에서 화면의 래스터 지도를 줌인(Zoom in) 또는 줌아웃(Zoom out)을 할 때마다 화면의 지도는 축척이 커졌다 작아졌다 한다.
만약, 상세한 지점이 보고 싶을 때는 줌인(Zoom in)을 최대로 하는데, 그러면 원본 래스터 지도를 해당 부분만 보여준다. 반대로 사용되는 전체 지역을 보고싶을 때는 줌아웃(Zoom out)을 최대로 한다. 예를 들어, 서울 전체지역을 하나의 화면에 도시하고자 할 경우에는 해상도가 제일 낮은 참조 래스터 데이터 4를 사용한다.
화면의 축척비율과 기준치(Tl, T2, T3, 및 T4)를 비교하여 해당 래스터 데이터를 도시용으로 사용한다. 예를 들어 화면의 축척비율이 ??일 경우에 사용되는 래스터 데이터는 참조 래스터 지도 2가 된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 화면 디스플레이용 참조 래스터 데이터를 만들어 원본 래스터 데이터와 병행 사용함으로써, 래스터 데이터의 취급에 필요한 메모리 용량의 감소로 인하여 무선망 설계 시스템의 속도를 증가시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 무선망 설계 시스템에 적용되는 무선망 설계 방법에 있어서,
    무선망 설계 대상 지역에 대한 원본 래스터 데이터를 저장하고, 원본 래스터 데이터로부터 참조 래스터 데이터를 생성하여 저장하는 제 1 단계; 및
    무선망 설계 작업중 상기 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생하면 상기 래스터 데이터가 어느 용도로 필요한지를 판단하여, 상기 원본 래스터 데이터 또는 상기 참조 래스터 데이터를 사용하여 무선망 설계를 수행하는 제 2 단계
    를 포함하는 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    상기 무선망 설계 대상 지역에 대한 상기 원본 래스터 데이터를 저장하는 제 3 단계;
    상기 원본 래스터 데이터에 대한 상기 참조 래스터 데이터의 존재여부를 확인하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계의 확인 결과, 상기 참조 래스터 데이터가 존재하면 무선망 설계 시스템에 저장하는 제 5 단계; 및
    상기 제 4 단계의 확인 결과, 상기 참조 래스터 데이터가 존재하지 않으면 참조 래스터 데이터를 생성하여 저장하는 제 6 단계;
    를 포함하는 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    무선망 설계가 끝날 때까지 무선망 설계 작업을 수행하면서 상기 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생하는지를 확인하는 제 7 단계;
    상기 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생하면 상기 래스터 데이터가 어느 용도로 필요한지를 판단하는 제 8 단계;
    상기 제 8 단계의 판단 결과, 상기 래스터 데이터의 용도가 화면 도시용이면 원본 래스터 데이터 및 참조 래스터 데이터를 병행 사용하여 화면에 도시하면서 무선망 설계를 수행하고 상기 제 7 단계로 넘어가는 제 9 단계; 및
    상기 제 8 단계의 판단 결과, 상기 래스터 데이터의 용도가 전파 해석용이면 원본 래스터 데이터를 사용하여 무선망 설계를 수행하고 상기 제 7 단계로 되돌아가는 제 10 단계
    를 포함하는 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 참조 래스터 데이터는,
    상기 원본 래스터 데이터의 픽셀을 일정한 개수를 단위로 묶어 새로운 픽셀을 만들어 생성하는 것을 특징으로 하는 래스터 데이터를 이용한 무선망 설계 방법.
  5. 프로세서를 구비한 무선망 설계 시스템에,
    무선망 설계 대상 지역에 대한 원본 래스터 데이터를 저장하고, 원본 래스터 데이터로부터 참조 래스터 데이터를 생성하여 저장하는 제 1 기능; 및
    무선망 설계 작업중 상기 래스터 데이터를 이용할 상황이 발생하면 상기 래스터 데이터가 어느 용도로 필요한지를 판단하여, 상기 원본 래스터 데이터 또는 상기 참조 래스터 데이터를 사용하여 무선망 설계를 수행하는 제 2 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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