KR20050071285A - Method for optimizing antenna configuration of base station in mobile network - Google Patents

Method for optimizing antenna configuration of base station in mobile network Download PDF

Info

Publication number
KR20050071285A
KR20050071285A KR1020040000155A KR20040000155A KR20050071285A KR 20050071285 A KR20050071285 A KR 20050071285A KR 1020040000155 A KR1020040000155 A KR 1020040000155A KR 20040000155 A KR20040000155 A KR 20040000155A KR 20050071285 A KR20050071285 A KR 20050071285A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sector
base station
cell
setting
call
Prior art date
Application number
KR1020040000155A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100546481B1 (en
Inventor
강성욱
권범
유재황
진태형
박주열
류재현
전현철
문환표
이정근
Original Assignee
에스케이 텔레콤주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이 텔레콤주식회사 filed Critical 에스케이 텔레콤주식회사
Priority to KR1020040000155A priority Critical patent/KR100546481B1/en
Publication of KR20050071285A publication Critical patent/KR20050071285A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100546481B1 publication Critical patent/KR100546481B1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B33/00Swimming equipment attachable to the head, e.g. swim caps or goggles
    • A63B33/002Swimming goggles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B33/00Swimming equipment attachable to the head, e.g. swim caps or goggles
    • A63B33/002Swimming goggles
    • A63B33/004Swimming goggles comprising two separate lenses joined by a flexible bridge
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법에 관한 것으로써, 이동통신망의 기지국에 의해 커버되는 지역의 전파환경을 최적화하기 위해 그 지역의 전파감쇄 효과와 통화량 분포를 분석하여 해당 기지국의 안테나 최적값인 방위각, 경사각 및 출력을 자동으로 계산하여 설치할 수 있도록 함으로써 인력에 의한 현장에서의 반복작업을 최소화할 뿐만 아니라 여러 기지국 안테나의 최적화를 동시에 수행할 수 있는 이점이 있다. The present invention relates to a method for optimizing a base station antenna of a mobile communication network, and to analyze the radio wave attenuation effect and call volume distribution of an area covered by a base station of a mobile communication network, By automatically calculating and installing the azimuth, tilt angle, and output, it is possible not only to minimize repetitive work in the field by manpower but also to simultaneously perform optimization of several base station antennas.

Description

이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법{METHOD FOR OPTIMIZING ANTENNA CONFIGURATION OF BASE STATION IN MOBILE NETWORK} METHOD FOR OPTIMIZING ANTENNA CONFIGURATION OF BASE STATION IN MOBILE NETWORK}

본 발명은 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 이동통신망의 기지국에 의해 커버되는 지역의 전파환경을 최적화하기 위해 그 지역의 전파감쇄 효과와 통화량 분포를 분석하여 해당 기지국의 안테나 최적값인 방위각, 경사각 및 출력을 자동으로 계산하여 설치할 수 있도록 함으로써 인력에 의한 현장에서의 반복작업을 최소화할 뿐만 아니라 여러 기지국 안테나의 최적화를 동시에 수행할 수 있도록 한 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for optimizing a base station antenna of a mobile communication network, and more particularly, in order to optimize a radio wave environment of an area covered by a base station of a mobile communication network, analyzing a radio wave attenuation effect and a call volume distribution of the corresponding base station. Optimization method of base station antenna of mobile communication network that can automatically calculate and install the optimum azimuth, tilt angle, and output of antenna to minimize the repetitive work in the field by manpower and to simultaneously perform optimization of several base station antennas It is about.

일반적으로 PCS(Personal Communication Service)나 CDMA(Code Division Multiple Access)시스템에 의한 이동통신망을 최적화하기 위해서는 기지국 기본시험, 커버리지 최적화, 시스템 용량 최적화, 교환기가 하드 핸드오프 최적화, 호품질 최적화 및 위치등록 성공률 최적화 등의 단계를 거쳐 최적화시키게 된다. In general, in order to optimize the mobile communication network by PCS (Personal Communication Service) or CDMA (Code Division Multiple Access) system, base station basic test, coverage optimization, system capacity optimization, exchange hard handoff optimization, call quality optimization and location registration success rate The optimization is done through optimization steps.

이때 커버리지 최적화하여 전파환경을 높이기 위해서 기지국의 안테나를 설치할 때 안테나의 방위각, 경사각, 출력 등이 최적화되도록 조절하여 설치함으로써 해당 지역의 전파환경을 높여 커버리지를 최적화하였다. At this time, in order to optimize the coverage and increase the radio wave environment, the antenna was installed to adjust the azimuth, tilt angle, and output of the antenna to optimize the coverage area.

그런데, 이와 같은 값을 최적화하기 위해서는 현장에서 운용자의 경험 및 대략적인 판단에 의해 조절하고 측정하는 과정을 반복하면서 단순히 전파감쇄 지수를 사용하여 파일롯의 출력 세기를 조절하고 또한 기지국 중심의 높이에 따라 안테나의 고저를 조절하였으며, 기지국의 출력으로 커버리지를 조절하지 못한 경우에는 안테나의 경사각을 조절함으로써 커버리지를 조절하였다. However, in order to optimize such values, it is possible to adjust the output strength of the pilot by simply using the radio wave attenuation index while repeating the process of adjusting and measuring by the operator's experience and rough judgment in the field, and also according to the height of the center of the base station. When the coverage was not adjusted by the output of the base station, the coverage was adjusted by adjusting the tilt angle of the antenna.

그리고, 전반적인 커버리지가 커서 주변 기지국간의 핸드오프 영역이 너무 커서 상호간의 간섭이 심할 경우에는 안테나의 방위각을 약 3도에서 5도로 조정하여 간섭을 줄이는 조치를 취하였다. 또한, 단말기의 수신 세기 또는 핸드오프의 성공률을 높이기 위해서는 주요 도로의 단말기가 서비스 되도록 안테나의 메인 방향 자체를 바꾸는 조치를 취함으로써 커버리지를 최적화 하였다. In addition, when the overall coverage is large and the handoff area between neighboring base stations is so large that mutual interference is severe, measures are taken to reduce the interference by adjusting the azimuth angle of the antenna from about 3 degrees to 5 degrees. In addition, in order to increase the reception strength of the terminal or the success rate of handoff, the coverage is optimized by changing the main direction of the antenna itself so that the terminal of the main road is serviced.

이와 같이 기지국 안테나를 최적화하기 위해서는 운영자의 경험 및 대략적인 판단에 의해 현장에서의 반복작업 및 측정에 의해 기지국 안테나를 최적화함에 따라 한번에 최적화 할 수 있는 기지국의 개수가 한정될 뿐만 아니라 최적화하기 위해 막대한 인력 및 시간이 소요되는 문제점이 있다. In order to optimize the base station antennas, the number of base stations that can be optimized at a time is limited as well as the huge manpower to optimize the base station antennas by optimizing the base station antennas according to the operator's experience and approximate judgment. And time-consuming problems.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 이동통신망의 기지국에 의해 커버되는 지역의 전파환경을 최적화하기 위해 그 지역의 전파감쇄 효과와 통화량 분포를 분석하여 해당 기지국의 안테나 최적값인 방위각, 경사각 및 출력을 자동으로 계산하여 설치할 수 있도록 함으로써 인력에 의한 현장에서의 반복작업을 최소화할 뿐만 아니라 여러 기지국 안테나의 최적화를 동시에 수행할 수 있는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법을 제공함에 있다. The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to analyze the radio wave attenuation effect and the call volume distribution of the area to optimize the radio wave environment of the area covered by the base station of the mobile communication network. Optimization method of base station antenna of mobile communication network that can calculate and install azimuth, tilt angle, and output which are optimal antenna antennas automatically, minimizes repetitive work in the field by manpower, and can simultaneously optimize several base station antennas In providing.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 최적화를 위해 분석대상이 되는 지역과 해당 기지국의 정보를 통해 분석영역을 설정하고 분석영역에 대한 전파감쇄를 분석하는 단계와, 기지국을 중심으로 전파감쇄에 의한 의사거리함수를 통해 분석영역들을 근접한 사이트에 할당하여 셀을 분할하는 단계와, 셀을 분할 한 후 인접한 기지국간 통화량 분포에 따른 밸런스지수를 의사거리함수에 반영하여 셀을 재분할하는 단계와, 셀을 재분할한 후 기지국의 각 섹터 영역에 대해 통화량이 고르게 분산되고 이웃하는 섹터 영역들의 경계에서 소프터 핸드오프가 적은 각 섹터의 방위각을 각각 설정하는 단계와, 각 섹터의 방위각을 설정한 후 기지국을 중심으로 거리에 대한 각 섹터내의 통화량 밀도를 구한 후 통화량 밀도의 무게중심으로 주빔이 향하도록 각 섹터의 경사각을 각각 설정하는 단계와, 각 섹터의 경사각을 각각 설정한 후 각 섹터별로 섹터내의 분석영역에서 양호한 파일롯 Ec/Io를 갖는 분석영역이 일정비율 이상이 되도록 각 섹터별 송출전력을 설정하는 단계와, 각 섹터별 송출전력을 설정한 후 실제 트래픽을 의사거리함수에 반영하여 셀을 새롭게 분할 한 후 각 섹터의 방위각, 경사각, 송출전력을 설정하는 단계를 반복하는 최적화 향상 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다. The present invention for realizing the above object is to set an analysis area and analyze the radio wave attenuation of the analysis area based on the information of the region and the base station to be analyzed for optimization, and the radio wave attenuation centering around the base station Dividing the cell by allocating the analysis areas to the adjacent sites through the pseudo distance function, and subdividing the cell by dividing the cell and reflecting the balance index according to the distribution of call volume between adjacent base stations in the pseudo distance function; After subdividing, setting the azimuth angle of each sector with evenly distributed call volume and low softener handoff at the boundary of neighboring sector areas, and setting the azimuth angle of each sector, Find the call density in each sector with respect to the distance, and then move the main beam toward the center of gravity of the call density. Setting the angle of inclination of each sector, and setting the angle of inclination of each sector, and setting the transmission power of each sector so that the analysis area having a good pilot Ec / Io in the sector for each sector is above a certain ratio. And an optimization improvement step of repeating the step of setting the azimuth, tilt angle, and transmission power of each sector after newly dividing the cell by setting the transmission power for each sector and reflecting the actual traffic to the pseudo distance function. It is done.

위에서 셀을 재분할하기 위한 의사함수는 인 것을 특징으로 한다.The pseudo function to repartition the cell above It is characterized by that.

단, - 는 전파감쇄에 의한 의사거리 함수,only, - Is the pseudorange function due to radio attenuation,

- 는 통화량 밸런스를 위한 파라미터- Is a parameter for call balance

이때 는 인접한 기지국간 통화량 밸런스를 위해 다음 식에 의해서 구해지는 것을 특징으로 한다.At this time Is calculated by the following equation to balance the call volume between adjacent base stations.

단, - T(S) : 분석영역내 통화량, However,-T (S): call volume in the analysis area,

- : 인접한 기지국들의 통화량 평균- : Average call volume of adjacent base stations

- K : 통화량 밸런스 지수 (>0)-K: Currency Balance Index (> 0)

- F : 보정인자 (>0)-F: correction factor (> 0)

또한, 셀을 재분할 하는 단계 이후 각 사이트에 대해 최소 커버리지 반경 및 최대 커버리지 반경을 설정하여 최소 커버리지 반경 이내의 분석영역은 항상 해당 사이트의 셀에 할당하고 최대 커버리지 반경 밖의 분석영역은 해당 사이트의 셀에서 제외시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, after the step of subdividing the cell, the minimum coverage radius and the maximum coverage radius are set for each site, so that the analysis area within the minimum coverage radius is always assigned to the cell of the corresponding site, and the analysis area outside the maximum coverage radius is stored in the cell of the site. Characterized in that it further comprises the step of excluding.

각 섹터의 방위각을 설정하는 단계에서 방위각을 설정하기 위해 다음 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 한다. In the step of setting the azimuth angle of each sector, it is characterized by being obtained by the following equation to set the azimuth angle.

단, - : 각 섹터only, - : Each sector

- : 섹터별 통화량 편차- : Currency variation by sector

- : 섹터간 소프터 핸드오프 영역에 속해 있는 총통화량- : Total call volume in the sector-to-sector softener handoff zone.

- : 각 섹터의 통화량- : Currency volume in each sector

각 섹터의 방위각을 설정하는 단계에서 각 섹터의 방위각을 순차적으로 가변하면서 최소값이 되도록 반복하여 설정하는 것을 특징으로 한다. In the step of setting the azimuth angle of each sector, the azimuth angle of each sector is sequentially set so as to be repeatedly set to a minimum value.

위에서 경사각을 설정하기 위한 통화량 밀도는 다음 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 한다. The call volume density for setting the inclination angle from the above is characterized by the following equation.

단. - : 섹터의 방위각 범위only. - Is the azimuth range of the sector

- r : 기지국으로부터의 거리r: distance from the base station

- T : 통화량-T: call volume

또한, 통화량 분포의 무게중심을 다음 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 한다. In addition, the center of gravity of the currency distribution is characterized by the following equation.

각 섹터별 송출전력을 설정하는 단계에서 각 섹터별로 송출전력을 설정한 후 섹터별 간섭에 의한 파일롯 Ec/Io의 변화가 없을 때까지 반복하여 각 섹터별 송출전력을 설정하는 것을 특징으로 한다. In the step of setting the transmission power for each sector, after setting the transmission power for each sector, the transmission power for each sector is repeatedly set until there is no change of the pilot Ec / Io due to the interference for each sector.

이때 각 섹터별 송출전력은 다음 식에 의해 반복적으로 구해지는 것을 특징으로 한다. At this time, the transmission power for each sector is characterized in that it is repeatedly obtained by the following equation.

- (Ec/Io)tgt ≤(Ec/Io)μ일 때 -When (Ec / Io) tgt ≤ (Ec / Io) μ

new Power = old Power + (Ec/Io)tgt -(Ec/Io)μ new Power = old Power + (Ec / Io) tgt- (Ec / Io) μ

- (Ec/Io)tgt >(Ec/Io)μ 일 때 -When (Ec / Io) tgt > (Ec / Io) μ

new Power = old Power + α((Ec/Io)tgt -(Ec/Io)μ)new Power = old Power + α ((Ec / Io) tgt- (Ec / Io) μ )

단, - (Ec/Io)μ = 100- (양호한 파일롯 Ec/Io 비율 ; (Ec/Io)tgt)-(Ec / Io) μ = 100- (good pilot Ec / Io ratio; (Ec / Io) tgt )

- α : 1 이하의 상수-a constant less than or equal to 1

위에서 최적화 향상 단계에서 실제 트래픽은 양호한 파일롯 Ec/Io를 갖는 분석영역의 통화량 합인 것을 특징으로 한다. In the optimization improvement step above, the actual traffic is characterized by the sum of the call volumes of the analysis region having a good pilot Ec / Io.

이때 셀을 새롭게 분할하기 위한 의사거리함수는 아래 식에 의한 것을 특징으로 한다. At this time, the pseudo distance function for newly dividing the cell is characterized by the following equation.

단. - only. -

- : 인접한 기지국간의 양호한 파일롯 Ec/Io에 의한 평균 통화량- : Average call volume by good pilot Ec / Io between adjacent base stations

- KG : 셀 분할의 변화효과를 조절하기 위한 상수-K G : Constant for controlling the effect of cell division

셀을 새롭게 분할 한 후 반복하는 단계에서 방위각, 경사각, 송출전력의 변화가 없을 때까지 반복하는 것을 특징으로 한다. In the step of newly dividing the cell and repeating, the cell is repeated until there is no change in azimuth, inclination, and transmission power.

위에서 기지국은 3섹터 기지국인 것을 특징으로 한다. The base station is characterized in that the three sector base station.

한편, 기지국이 1섹터나 2섹터인 경우 전파감쇄에 의한 의사거리함수에 안테나의 수평게인과 수직게인을 부가하여 산출하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, when the base station is 1 sector or 2 sectors, it is calculated by adding the horizontal gain and the vertical gain of the antenna to the pseudo distance function due to the attenuation.

위에서 기지국이 1섹터나 2섹터인 경우 의사거리함수는 다음 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 한다. In the case where the base station is 1 sector or 2 sectors, the pseudo distance function is obtained by the following equation.

단, - Kh, Kv : 셀 분할을 위한 상수However,-K h , K v : constant for cell division

- θ, φ : 섹터 t의 안테나 주빔과 반직선 tb가 이루는 수평 및 수직각 -θ, φ: horizontal and vertical angle formed by the antenna main beam and sector tb in sector t

- , : 섹터 t의 안테나의 수평 및 수직 게인- ,: Horizontal and vertical gain of the antenna of sector t

또한, 기지국이 1섹터나 2섹터로 구성된 경우 경사각이나 송출전력 만을 최적화하는 것을 특징으로 한다. In addition, when the base station is composed of 1 sector or 2 sectors, it is characterized by optimizing only the inclination angle or the transmission power.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only.

도 1은 본 발명에 의한 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 1 is a flowchart sequentially illustrating a method for optimizing a base station antenna of a mobile communication network according to the present invention.

먼저 주어진 영역에서의 이동통신망 구성을 최적화하기 위하여 분석대상이 되는 지역과 해당 기지국의 정보를 이용하여 최적화 시나리오를 구성한다. 이를 위해서는 분석영역(area)을 설정하고 사이트 집합을 그 위에 배치한다. First, in order to optimize the mobile network configuration in a given area, an optimization scenario is constructed using the information of the region to be analyzed and the base station. To do this, set an area of analysis and place a set of sites on it.

이때 분석영역은 고도 정보, 지형의 특성(산, 강 등), 건물 및 도로 정보, 거주적 특성(인구밀집도시, 공원 등) 등의 지리정보와 분석 단위 영역별 통화량 분포 등의 정보를 입력한다. At this time, the analysis area inputs geographic information such as altitude information, terrain characteristics (mountains, rivers, etc.), building and road information, and residential characteristics (population cities, parks, etc.) and information such as distribution of call volume per analysis unit area. .

그런다음, 위에서 설정한 분석영역 위에 기지국에 대한 정보, 기지국 위치, 안테나 타워의 높이, 안테나 정보 등을 입력한 사이트 집합을 배치한다. Then, the site set that inputs the information about the base station, the base station location, the height of the antenna tower, the antenna information, etc. is placed on the analysis area set above.

이때 분석영역의 크기는 정사각형, 삼각형 등의 다각형 형태로 통화량, 전파감쇄정도, 파일롯 Ec/Io 등의 분석 결과를 값으로 가지고 있으며, 분석영역의 해상도는 해상도가 높으면 분석영역의 크기는 작아지지만 분석과 최적화 수행시 시간이 많이 걸리기 때문에 이를 고려하여 크기를 설정한다. At this time, the size of the analysis area is a polygon, such as square or triangle, and has the analysis results such as call volume, radio wave attenuation, and pilot Ec / Io as the value. Since it takes a long time to perform the optimization and optimization, set the size in consideration of this.

그리고, 이후 분석영역 각각을 빈(bin)이라고 부르기로 한다.Then, each analysis region will be referred to as a bin.

이렇게 설정된 빈의 전파감쇄(passloss) 모델을 설정하고 시스템, 망환경 관련 파라미터를 설정한다. 이와 같이 빈에 각종 입력정보와 설정된 사항을 바탕으로 빈들에 대한 전파감쇄 분석을 수행한다(S10).The propagation loss model of the bin is set and the system and network environment related parameters are set. In this way, the propagation attenuation analysis is performed on the bins based on various input information and the set items in the bin (S10).

이와 같이 분석영역인 빈을 설정하고 전파감쇄를 분석한 후 사이트를 중심으로 전파감쇄에 의한 의사거리함수를 통해 빈들을 가장 근접한 사이트에 할당하여 셀을 분할한다(S20). After setting the bin as an analysis area and analyzing the radio wave attenuation, the cells are divided by assigning the bins to the nearest site through the pseudo distance function by the radio wave attenuation around the site (S20).

즉, 의사거리함수를 구성하여 그 거리함수에 따라 주어진 빈들을 셀들로 분할하여 사이트별로 가상 커버리지를 설정한다. That is, a pseudo distance function is constructed and given bins are divided into cells according to the distance function to set virtual coverage for each site.

이때 도 1에 도시된 바와 같이 사이트(s)와 빈(b)사이의 의사거리(pseudo-distance) 함수는 으로써 pathloss(s,b)는 사이트(s)와 빈(b)사이의 전파감쇄 모델에 따른 함수이고 는 사이트별로 다른 값을 갖는 값으로써 사이트 주변의 통화량 분포, 지형(고도, 빌딩의 높이) 분포 등을 고려하여 정해지는데 먼저 는 1로 설정하고 는 0으로 설정하여 주변의 통화량 분포나 지리적 특성을 고려하지 않고 셀을 분할한다.At this time, as shown in Figure 1 pseudo-distance function between the site (s) and the bin (b) is Where pathloss (s, b) is a function of the propagation damping model between site (s) and bin (b) Is a different value for each site, which is determined by considering the distribution of call volume around the site and the distribution of terrain (altitude, height of a building). Is set to 1 Set to 0 to split the cell without considering the distribution of the traffic volume or geographical characteristics.

이때, 대부분의 기지국은 3개의 섹터를 가지지만 1개의 섹터 또는 2개의 섹터를 가진 기지국들도 실제로 배치될 수 있다. At this time, most base stations have three sectors, but base stations having one sector or two sectors may be actually arranged.

따라서, 이렇게 1-섹터 또는 2-섹터 기지국들에 대해서는 S를 1-섹터 또는 2-섹터 기지국이라고 하고 t를 S의 한 섹터라고 할 때 우선 섹터 t와 각각의 빈 b사이의 의사거리함수 ms(b)를 다음과 같이 정의한다.Thus, for such 1-sector or 2-sector base stations, when S is called a 1-sector or 2-sector base station and t is a sector of S, the pseudo-distance function m s between sector t and each empty b first. (b) is defined as follows.

여기서, Kh = 3/4 , Kv = 1 로써 적당한 셀 분할을 위해 선택된 상수들이고 θ와 φ는 섹터 t의 안테나 주빔과 반직선 tb가 이루는 수평 및 수직각의 크기이고 는 섹터 t의 안테나의 수평 및 수직 게인이다. 또한 함수 f는 구간 [0, 360]에서 정의된 도 2와 같은 함수로써 t의 안테나 주빔이 향하는 방향각에서는 '0'으로 정의되고 그 외의 방향각에서는 '1'로 정의되어 의사거리 함수에서 수직게인의 반영여부를 판정하게 되며 안테나의 주빔이 미치지 않는 영역에서는 거리가 멀리 설정되도록 하고 있다.Here, K h = 3/4 and K v = 1 are constants selected for proper cell division, and θ and φ are the magnitudes of the horizontal and vertical angles formed by the antenna main beam of the sector t and the vertical tb. Wow Is the horizontal and vertical gain of the antenna of sector t. In addition, the function f is a function as shown in FIG. 2 defined in the interval [0, 360], and is defined as '0' at the direction angle toward which the antenna main beam of t is directed, and is defined as '1' at the other direction angle. It is determined whether or not the gain is reflected, and the distance is set far in the area where the main beam of the antenna does not reach.

이와 같이 1-섹터나 2-섹터 기지국의 경우에도 사이트 S의 각 섹터와 빈 사이의 거리함수로 설정할 수 있게 된다. Thus, even in the case of a 1-sector or a 2-sector base station, the distance function between each sector and the bin of the site S can be set.

각 빈별로 주위 사이트까지의 거리들을 위의 의사거리함수들을 이용하여 구하고, 구한 거리들 중 가장 작은 값을 가지게 하는 사이트에 빈을 귀속시킨다. 이것은 수학적으로 으로 표현된다.For each bin, the distances to the surrounding sites are calculated using the pseudorange functions above, and the bin is assigned to the site that has the smallest value among the distances obtained. This is mathematically It is expressed as

이렇게 각각의 빈들을 주위의 어느 한 사이트에 속하도록 하여 주어진 분석영역을 사이트가 중심에 있는 셀들로 분할한다. In this way, each bin belongs to a site around it, and the given analysis area is divided into cells centered at the site.

이와 같이 영역을 분할한 것을 일반적으로 보로노이 다이어그램(Voronoi diagram)이라고 부르며 도 3과 같이 구성된다. This division of the region is generally called a Voronoi diagram and is configured as shown in FIG. 3.

이렇게 일차적으로 전파감쇄 만을 통해 셀을 분할 한 후 인접한 사이트간 통화량 밸런스를 고려하여 주변 사이트에 비해 통화량이 많은 사이트는 셀의 크기를 줄여 사이트 용량 면에서 더 효율적이고 합리적으로 셀을 재분할한다(S30).In this way, after splitting a cell through only radio attenuation, a site with a large amount of call compared to a neighboring site in consideration of the call volume balance between adjacent sites reduces the size of the cell, thereby dividing the cell more efficiently and reasonably (S30). .

이를 구체적으로 설명하면 셀을 재분할하기 위한 의사거리 함수 는 주변 사이트의 통화량 분포를 반영하여 결정한다.Specifically, the pseudorange function for subdividing cells Determine by reflecting the distribution of the call volume of the surrounding site.

여기서 는 미리 설정되어 있던 사이트 S의 의사 거리함수이며, 는 통화량 밸런스를 향상시키기 위한 모수(parameter)이다. 즉, 주변기지국에 비해 통화량이 많은 사이트의 의사거리함수는 의 값을 크게 설정하고, 통화량이 적은 사이트에는 의 값을 작게 설정한다.Where is the pseudo distance function of site S, Is a parameter for improving the currency balance. In other words, the pseudo distance function of the site with more call volume If you set a large value for Set the value of to small.

이때, 각 사이트 s에 대한 는 다음과 같은 방법에 의해 반복하여 적절한 값을 찾데 이 과정을 셀 레벨링(cell leveling)이라고 한다.Where each site s Finds an appropriate value by repeating the following method. This process is called cell leveling.

첫째, 셀 레벨링 최대 반복 회수 N, 보정 인자(Adjustment factor) F (>0)와 통화량 밸런스 지수(Traffic balance index) K (>0)를 설정한다. F가 작을수록 의사거리함수가 미세하게 조정되어 보다 정밀한 레벨링이 가능하며, K가 작을수록 통화량 밸런스 조건이 강하게 적용된다. 물론, 이 값들은 수행시간 및 시스템 용량을 고려하여 설정한다.First, the cell leveling maximum iteration number N, an adjustment factor F (> 0) and a traffic balance index K (> 0) are set. The smaller F, the finer the pseudorange function, the more precise leveling is possible, and the smaller the K, the stronger the call balance condition. Of course, these values are set in consideration of execution time and system capacity.

둘째, 통화량 분포를 고려하지 않고, 전파감쇄에 의해 셀 분할을 수행하여 를 구한다. Second, without considering the distribution of the call volume, the cell division is performed by radio wave attenuation to obtain.

셋째, 각 사이트에 대한 통화량 분포 의 값을 모두 0으로 설정한 뒤, 다음 과정을 N회 반복한다.Third, call volume distribution for each site After all values of are set to 0, the following process is repeated N times.

① 각 사이트 S가 담당하고 있는 영역 내 통화량 T(S)를 구한다.① Find the call volume T (S) in the area that each site S is in charge of.

② 사이트간의 인접성을 나타내는 사이트 인접그래프(Adjacency graph)를 그린다.② Draw Adjacency graph showing the adjacency between the sites.

③ 각 사이트 S에 대해 인접하는 사이트들의 통화량 평균 을 구한다.③ Average call volume of adjacent sites for each site S Obtain

④ 각 사이트 S 에 대해, 새로운 통화량 분포 ④ New call volume distribution for each site S To

로 설정하고, 각 의사 거리함수는 로 둔다.And each pseudo distance function Leave it as.

⑤ ④에서 변경된 값이 있으면, 이를 적용하여 다시 셀 분할을 수행하고, 변경된 값이 없으면, 셀 레벨링을 정지한다.⑤ If there is a value changed in ④, cell division is applied again by applying it, and if there is no changed value, cell leveling is stopped.

이와 같은 셀 레벨링을 거쳐 분할된 셀을 재분할함에 따라 도 4와 같이 각 빈에 통화량이 균등하게 분포하였다. 따라서 각 사이트의 통화량은 셀의 크기에 비례하며, 셀의 크기가 고를수록 통화량 밸런스가 더욱 향상된다. As the cell divided through the cell leveling is divided again, the amount of calls is equally distributed in each bin as shown in FIG. 4. Therefore, the call volume of each site is proportional to the size of the cell, and the larger the cell size, the better the call balance.

이때, 인접 사이트와의 통화량 밸런스를 고려할 때 1-섹터의 경우에는 통화량의 3배값을 2-섹터의 경우에는 3/2배 값을 통화량 기준치로 하여 인접 사이트와 통화량을 비교하여 셀 레벨링을 수행한다. At this time, considering the balance of the call volume with the adjacent site, cell leveling is performed by comparing the call volume with the neighboring site using 3 times the call amount in the 1-sector and 3/2 times the call amount in the 2-sector. .

이와 같이 셀 레벨링을 N=30, F=1, K=0.5로 진행한 결과 도 2와 비교할 때 도 3의 ○ 표시된 부분이 셀 레벨링 효과가 크게 나타난 것을 알 수 있다.As a result of proceeding the cell leveling to N = 30, F = 1, K = 0.5 as shown in Fig. 2 it can be seen that the cell leveling effect is large in the portion indicated by ○.

그렇게 셀 재분할을 수행한 후 각 사이트에 대해서 최소 커버리지 반경 및 최대 커버리지 반경을 설정하여 최소 커버리지 반경 이내의 영역은 항상 그 사이트의 셀 영역에 포함시키고 최대 커버리지 반경 밖의 영역은 조건 없이 그 사이트의 셀 영역에서 제외함으로써 지리적인 특징에 의해 일반적이지 않은 빈은 강제적으로 조절한다. After cell repartitioning, the minimum coverage radius and the maximum coverage radius are set for each site so that the area within the minimum coverage radius is always included in the cell area of the site, and the area outside the maximum coverage radius is unconditional. By excluding it, the non-uniform bins are forcibly controlled by geographic features.

이렇게 셀을 재분할한 후 사이트의 각 섹터 영역에 대해 통화량이 고르게 분산되고 이웃하는 섹터 영역들의 경계에서 소프터 핸드오프가 적은 각 섹터의 방위각을 각각 설정한다(S40).After subdividing the cells in this way, the azimuth angles of the sectors where the call volume is evenly distributed to each sector area of the site and the softer handoff is less at the boundary between neighboring sector areas are set (S40).

즉, 안테나의 방향각을 설정할 때 고려해야 할 것은 통화량 밸런스, 소프터(softer) 핸드오프의 양으로써 통화량이 골고루 분산되어 어느 한 섹터에만 통화량이 몰려있지 않도록 해야 하고, 이웃하는 섹터들의 경계에서 소프터 핸드오프가 많이 일어나지 않도록 해야 한다.In other words, when setting the direction angle of the antenna, it is important to consider the amount of call balance and softer handoff so that the call volume is evenly distributed so that no call volume is concentrated in only one sector. Try to avoid a lot of handoffs.

하나의 사이트는 일반적으로 3개의 섹터를 가지고 있다고 가정하고 방향각을 설정한다. One site generally assumes three sectors and sets the direction angle.

만약, 사이트가 1개나 2개의 섹터로 이루어졌을 경우 방향각은 운영자의 의도에 따라 정해진다고 볼 수 있어 방향각의 최적화는 수행하지 않고 정해진 방향각을 통해 경사각이나 송출전력의 최적화만을 수행하게 된다. If the site is composed of one or two sectors, the direction angle may be determined according to the intention of the operator. Therefore, the direction angle is not optimized, but only the inclination angle or the transmission power optimization is performed through the predetermined direction angle.

따라서, 세 개의 섹터를 각각 라고 쓸 때 섹터별 통화량 편차는 라고 쓰고, 섹터간 소프터 핸드오프 영역에 속해 있는 총통화량을 라고 쓴다. 여기서 는 각 섹터의 통화량을 나타내고, 는 두 섹터 간에 존재하는 소프터 핸드오프의 양을 나타낸다.Thus, three sectors each Currency deviations by sector The total amount of calls in the sector-to-sector softoff area Write here Represents the amount of currency in each sector, Denotes the amount of softener handoff present between the two sectors.

앞에서 언급했듯이 통화량이 골고루 분산되어 어느 한 섹터에만 통화량이 몰려있지 않도록 해야 하고, 이웃하는 섹터들의 경계에서 소프터 핸드오프가 많이 일어나지 않도록 해야 할 경우 가 최소가 되어야 한다.As mentioned earlier, if the volume of calls is distributed evenly so that no volume is concentrated in only one sector, and there is not much soft handoff at the boundary of neighboring sectors. Wow Should be the minimum.

그런데, 이 문제는 다중 목적함수를 가지는 최적화 문제로 볼 수 있어 두 함수를 동시에 최소화하는 안테나 방향 구성(configuration)가 존재하지 않을 수가 있기 때문에 다음과 같은 목적함수로 구성할 수 있다.However, this problem can be seen as an optimization problem with multiple objective functions, which minimizes both functions simultaneously. Since may not exist, it can be composed of the following objective functions.

여기서, M의 윗첨자 w는 0에서 1사이의 값을 가지며, 아래첨자 op는 최적화(optimal)라는 의미로써 이것은 다음에 나오는 부분 최적(suboptimal) 개념과 구별하기 위하여 사용한 것이고, 는 세 안테나의 방향을 가리킨다.Here, the superscript w of M has a value between 0 and 1, and the subscript op means optimal, which is used to distinguish it from the suboptimal concept that follows. Indicates the direction of the three antennas.

섹터가 3개가 있다고 가정할 경우 3개의 안테나 방향을 결정해야 할 때 각의 최소단위가 1도라고 하면, 가능한 의 수는 모두 360×360×360 = 46,656,000 가지가 된다. 여기에 주어진 분석 영역 내에 있는 사이트의 수까지 곱하면 더 큰 수가 된다. 따라서 목적함수의 값을 하나 계산할 때마다 섹터내의 통화량을 계산해야 하므로 이 모든 경우에 대하여 위의 목적함수 값을 계산하는 것은 매우 비효율적이다.Assuming there are three sectors, the minimum unit of angle is 1 degree when the three antenna directions need to be determined. The number of is 360 × 360 × 360 = 46,656,000 branches. Multiply by the number of sites in the analysis area given here to obtain a larger number. Therefore, it is very inefficient to calculate the value of the objective function in all of these cases because the amount of currency in the sector must be calculated each time one objective function is calculated.

그래서, 다음과 같이 크게 두 단계로 나누어 부분 최적(sub-optimal)의 안테나의 방향각을 설정한다. Thus, the direction angle of the sub-optimal antenna is set in two steps as follows.

먼저, 일차적으로 안테나 방향을 결정한다. 즉, 섹터화 할 사이트의 영역을 Ω라고 하고, 세 개의 섹터를 각각 이라고 하고, 섹터 Sα의 영역을 Ω안에서 안테나 주 빔(beam) 방향 에서 좌우로 C/2 만큼 펼쳐진 부채꼴 모양이라고 한다. 이때 C는 140∼160도 정도의 값으로 안테나 빔의 폭에 의존하게 된다.First, the antenna direction is determined first. That is, the area of the site to be sectorized is called Ω, and each of the three sectors is The area of the sector S α is the antenna main beam direction in Ω. It is called a fan-shaped shape that stretches by C / 2 from side to side. In this case, C is a value of about 140 to 160 degrees depending on the width of the antenna beam.

마찬가지로 다른 섹터 에 대해서도 마찬가지로 정의한다.Similar to other sectors It is similarly defined for.

그런다음, 각 섹터의 주빔 방향 가 서로 120도를 이루고 있다고 가정하고, 이때의 각 섹터 내의 총통화량을 각각 라고 하고, 각 핸드오프 영역에서의 통화량을 각각 라고 가정한다.Then, the main beam direction of each sector Assuming 120 degrees to each other, and the total amount of calls in each sector Call volume in each handoff area Assume that

이를 도면으로 나타내면 도 5와 같이 나타낼 수 있다. This may be represented as shown in FIG. 5.

그러면, 섹터간 통화량 불균형 V와 핸드오프 영역에서의 총통화량 H를 각각 다음과 같이 정의할 수 있다. Then, the inter-sector call volume imbalance V and the total call amount H in the handoff area can be defined as follows.

그런데 하나의 안테나 주빔 방향만 결정되면 다른 섹터들의 안테나 주빔 방향은 자동으로 결정되므로 위의 V와 H는 섹터 Sα의 안테나 주빔 방향 )에 대한 함수라고 보아도 무방하다.However, if only one antenna main beam direction is determined, the antenna main beam directions of the other sectors are automatically determined. Therefore, V and H are the antenna main beam directions of the sector S α . It can be regarded as a function of).

따라서, 위와 같은 조건 하에서 최적화 목적함수는 라고 표현할 수 있다.Therefore, the optimization objective function is Can be expressed.

여기서 첨자 subop는 sub-optimal의 약자로써 위에서 언급된 의 해 θ를 최소화하지 못할 수도 있기 때문에 부분 최적화의 목적함수의 최소화하는 각을 라고 하면 각 안테나 주빔 방향은 이 된다.Where subscript is the abbreviation for sub-optimal Since we may not be able to minimize θ by Speaking of each antenna main beam direction Becomes

즉, 항상 가 되므로 최소화하기 위한 는 부분 최적화(sub-optimal)한 해가 된다.That is always To minimize Is a sub-optimal solution.

따라서, 원래의 목적함수 를 더 작게 하는 해가 존재할 가능성이 존재하게 된다.Thus, the original objective function There is a possibility that there will be a solution to make.

이렇게 3개의 안테나의 주빔 방향을 120도 간격으로 결정한 후 안테나 주빔 방향을 주어진 범위 내에서 조금씩 변화시켜 앞 단계에서 구한 최소값보다 더 작은 값이 나오도록 반복한다. After determining the main beam directions of the three antennas at 120-degree intervals, the antenna main beam direction is changed little by little within the given range, and the result is repeated so that a smaller value is obtained than the minimum value obtained in the previous step.

안테나의 허용 가능한 방향각의 변화 범위를 -N≤λ≤N 이라고 할 때 다음과 같은 순서에 의해 방향각을 설정한다. When the allowable change in the direction angle of the antenna is -N≤λ≤N, the direction angle is set by the following procedure.

① 첫 번째 섹터의 안테나 방향을 λ= -N,…,-1.0.1.…,N 만큼 차례대로 변화시켜서 기존의 값보다 더 작은 값을 가지게 하는 안테나의 방향각을 찾는다. ① the antenna direction of the first sector is λ = -N,... , -1.0.1.… Find the direction angle of the antenna by changing N in turn, and making the value smaller than the existing value.

A. λ= -N,…,-1.0.1.…,N 에 대하여 이 최소가 되게 하는 를 찾는다.A. λ = -N,... , -1.0.1.… , N Let this be the minimum Find it.

B. 이면 으로 변환하고,B. Back side Convert to,

C. 그렇지 않으면 의 값을 그대로 둔다.C. Otherwise Leave the value of.

② 두 번째 섹터의 안테나 방향을 λ= -N,…,-1.0.1.…,N 만큼 차례대로 변화시켜서 기존의 값보다 더 작은 값을 가지게 하는 안테나 방향각을 찾는다. ② the antenna direction of the second sector is λ = -N,... , -1.0.1.… Find the antenna direction angle that changes by, N in order to have a smaller value than the existing value.

A. λ= -N,…,-1.0.1.…,N 에 대하여 이 최소가 되게 하는 를 찾는다.A. λ = -N,... , -1.0.1.… , N Let this be the minimum Find it.

B. 이면 로 변환하고,B. Back side Convert to,

C. 그렇지 않으면 의 값을 그대로 둔다.C. Otherwise Leave the value of.

③ 세 번째 섹터의 안테나 방향을 λ= -N,…,-1.0.1.…,N 만큼 차례대로 변화시켜서 기존의 값보다 더 작은 값을 가지게 하는 안테나 방향각을 찾는다. ③ the antenna direction of the third sector is λ = -N,... , -1.0.1.… Find the antenna direction angle that changes by, N in order to have a smaller value than the existing value.

A.λ= -N,…,-1.0.1.…,N 에 대하여 이 최소가 되게 하는 를 찾는다.A.λ = -N,... , -1.0.1.… , N Let this be the minimum Find it.

B. 이면 로 변환하고,B. Back side Convert to,

C. 그렇지 않으면 의 값을 그대로 둔다.C. Otherwise Leave the value of.

④ 다시 으로 돌아가 주어진 범위 내에서 각도를 변화시켜 ③단계에서의 함수값 보다 작은지 확인한다. 에 대해서도 같은 과정을 반복한다.④ again Return to and change the angle within the given range to see if it is smaller than the function value in step ③. Repeat the same process for.

⑤ 한 주기를 반복한 후 두 번 연속으로 이전 보다 작아지지 않으면 중단한다.⑤ After repeating one cycle, if it doesn't get smaller than 2 times consecutively, stop.

이와 같이 각 섹터별로 방향각을 반복적으로 변화시키면서 섹터별 통화량 편차량과 섹터간 소프터 핸드오프 영역에서의 총통화량이 최소가 되는 안테나의 방향각을 설정한다. As described above, the direction angle of the antenna is set such that the amount of variation in the amount of call per sector and the total amount of call in the sector-to-sector soft handoff area are minimized while the direction angle is repeatedly changed for each sector.

이렇게 안테나의 방향각을 설정한 후 사이트를 중심으로 거리에 대한 각 섹터내의 통화량 밀도를 구한 후 통화량 밀도의 무게중심으로 주빔이 향하도록 각 섹터의 경사각을 각각 설정한다(S50).After setting the direction angles of the antennas, the call volume density in each sector with respect to the distance from the site is obtained, and then the inclination angles of the sectors are set so that the main beam is directed toward the center of the call density.

섹터 내 통화량 밀도 ()을 으로 정하면 밀도함수는 사이트에서의 거리 r에 대한 일변수 함수가 된다. 여기서 는 앞의 단계에서 결정된 섹터의 범위이다.Monetary Density in Sectors ( )of The density function is a one-variable function of the distance r at the site. here Is the range of sectors determined in the previous step.

따라서 통화량 분포의 무게중심은 도 6에 도시된 바와 같이 정해지며 Therefore, the center of gravity of the call volume distribution is determined as shown in FIG.

으로 구해진다. Obtained by

섹터 내 통화량 중심을 구했으면, 도 7에 도시된 바와 같이 안테나의 높이(지형을 고려)를 h라고 할 때, 섹터 내 통화량 중심까지의 거리 에 의해 경사각 t0 으로 구해진다.Once the center of call volume in the sector is obtained, the distance from the center of call volume in the sector when h is the height of the antenna (considering the topography) as shown in FIG. Tilt angle t 0 by Obtained by

이와 같이 각 섹터의 경사각을 각각 설정한 후 각 섹터별로 섹터의 전체 커버리지 영역에서 양호한 파일롯 Ec/Io를 갖는 커버지리 영역이 일정비율 이상이 되도록 각 섹터별 송출전력을 설정한다(S60).After setting the inclination angle of each sector as described above, the transmission power of each sector is set so that the coverage area having the good pilot Ec / Io in the entire coverage area of the sector for each sector is equal to or greater than a predetermined ratio (S60).

안테나의 전력은 각 채널이 차지하는 전력의 총합으로 그 중 오버헤드 채널의 전력은 커버리지에 중대한 영향을 미치는 것으로써 전력을 높이면 분명히 안테나가 미치는 영역이 커지지만 인접 섹터와 다른 셀 들에는 간섭으로 작용하므로 무조건 높게 책정할 수 없어 송출전력의 최적화를 수행하게 된다. The power of the antenna is the sum of the power occupied by each channel, and the power of the overhead channel has a significant effect on the coverage.As the power increases, the area of the antenna obviously increases, but it acts as an interference to adjacent sectors and other cells. Since it cannot be set unconditionally high, the power transmission power is optimized.

즉, 도 8과 같이 송출전력 최적화에서는 셀 분할과, 안테나 방위각의 최적화에서 얻은 각 섹터별 가상 커버리지를 해당 섹터가 적절히 커버되도록 설정하게 된다. That is, in the transmission power optimization as shown in FIG. 8, the virtual coverage for each sector obtained by the cell division and the optimization of the antenna azimuth angle is set so that the corresponding sector is appropriately covered.

우선 양호한 파일롯 Ec/Io의 기준치 (Ec/Io)tgt 을 설정한다. 이때 일반적으로 양호한 Ec/Io의 값은 -10∼-11dB 이다. 그리고, 섹터별 가상 커버리지 지역의 통화량 및 전파감쇄 등을 감안하여 기준치 이상의 파일롯 Ec/Io값을 가지는 영역의 목표 비율을 Covtgt (%)로 설정하고 μ=100-Covtgt 로 설정한다.First, the reference value (Ec / Io) tgt of good pilot Ec / Io is set. In this case, generally, a good Ec / Io value is -10 to -11 dB. The target ratio of the area having the pilot Ec / Io value above the reference value is set to Cov tgt (%) in consideration of the call volume and the radio wave reduction of the virtual coverage area for each sector, and is set to μ = 100-Cov tgt .

① 모든 섹터들에 최적화된 방향각과 경사각과 초기의 전력값을 적용하여 섹터내 각 빈마다 Ec/Io를 측정하고 섹터별로 Ec/Io 분포를 구한다. ① Ec / Io is measured for each bin in the sector and Ec / Io distribution is calculated for each sector by applying the optimized direction angle, tilt angle and initial power value to all sectors.

② 섹터별로 그 섹터의 가상 커버리지에서 하위 μ %에 해당하는 Ec/Io, 즉 (Ec/Io)μ 를 찾는다.Find the Ec / Io, ie, (Ec / Io) μ , that corresponds to the lower μ% in the sector's virtual coverage by sector.

③ 섹터별로 다음과 같이 새로운 송출 전력을 구한다.③ Find new transmission power for each sector as follows.

- (Ec/Io)tgt ≤(Ec/Io)μ일 때 -When (Ec / Io) tgt ≤ (Ec / Io) μ

new Power = old Power + (Ec/Io)tgt -(Ec/Io)μ new Power = old Power + (Ec / Io) tgt- (Ec / Io) μ

- (Ec/Io)tgt >(Ec/Io)μ 일 때 -When (Ec / Io) tgt > (Ec / Io) μ

new Power = old Power + α((Ec/Io)tgt -(Ec/Io)μ)new Power = old Power + α ((Ec / Io) tgt- (Ec / Io) μ )

이때 송출전력의 단위는 dBm이고 Ec/Io의 단위는 dB로써 상수 α는 1 이하의 상수로써 과다한 전력의 상승을 억제하기 위해 적절히 선택되며 송출전력을 최적화하기 위해 반복적으로 여러 번 수행될 수 있으며 각 반복 과정에서 α를 다르게 적용할 수 있다. In this case, the unit of power output is dBm and the unit of Ec / Io is dB, and the constant α is a constant less than or equal to 1, and is appropriately selected to suppress excessive power increase, and may be repeatedly performed several times to optimize the power output. You can apply α differently in the iteration process.

이와 같이 각 섹터별 송출전력을 설정한 후 설정된 각 섹터의 방위각, 경사각, 송출전력을 검증하여 이전에 설정된 값과 변화되었는가 판단하여 최적값이 향상되고 있을 경우 실제 트래픽인 양호한 파일롯 Ec/Io를 갖는 분석영역의 통화량 합을 의사거리함수에 반영하여 셀을 새롭게 분할 한 후 각 섹터의 방위각, 경사각, 송출전력을 설정하는 최적화 과정을 반복하여 최적화를 향상시키게 된다(S70)(S80).In this way, after setting the transmission power for each sector, verifying that the azimuth, tilt angle, and transmission power of each sector have been changed from the previously set value, and having an optimal pilot Ec / Io which is actual traffic when the optimum value is improved. After the cell is newly divided by reflecting the sum of call amounts in the analysis area in the pseudo distance function, the optimization process for setting the azimuth, tilt angle, and transmission power of each sector is repeated to improve the optimization (S70) (S80).

그러나, 각 섹터의 방위각, 경사각, 송출전력이 이전에 설정된 값과 변화되지 않을 경우에는 최적화가 완료된 것을 판단하여 종료하게 된다. However, if the azimuth, tilt angle and transmission power of each sector do not change from the previously set values, it is determined that the optimization is completed and ends.

이와 같이 일차적으로 각 섹터의 방위각, 경사각, 송출전력에 대한 최적값을 산출한 후 그 최적화 결과를 검증하여 다음의 최적화에 반영하는 과정을 반복하여 최적화 성능을 향상시키게 된다. As described above, the optimum values for the azimuth, the tilt angle, and the transmission power of each sector are first calculated, and the optimization results are verified and repeated in the next optimization to improve the optimization performance.

따라서, 일차적인 최적화가 끝날 때마다 각 섹터별로 실제 트래픽을 계산한다. 이때 실제 트래픽은 여러 가지 기준에 의해 구할 수 있으나 본 발명에서는 이전의 최적화에서 파일롯 Ec/Io의 값이 커버리지 기준치보다 큰 빈들에서의 통화량을 합한 값으로 설정한다. 이전의 셀 분할과 실제 통화량 분포를 이용하여 셀 분할을 새롭게 하게 된다. Therefore, each time the first optimization ends, the actual traffic is calculated for each sector. In this case, the actual traffic can be obtained by various criteria, but in the present invention, the value of the pilot Ec / Io is set to the sum of calls in bins in which the value of the pilot Ec / Io is larger than the coverage criterion. The cell split is refreshed using the previous cell split and the actual currency distribution.

이를 구체적으로 다시 설명하면 바로 전 과정의 셀 분할에서 사용된 사이트 S에 대한 거리함수를 라고 하고 최초의 의사거리 함수에서 전파감쇄만을 이용한 거리함수를 라고 할 때 의사거리함수는 일 것이다. 이때 사이트 S에서의 트래픽은 해당 섹터들의 트래픽들의 합으로 계산하고 라고 한다. 그리고 이전 셀 분할에서의 인접그래프(Adjacency Graph)를 이용하여 사이트 S에 인접한 사이트들의 통화량의 평균값을 라고 할 때 사이트 S에서의 새로운 거리함수 으로 설정한다.In detail, the distance function for site S used in the previous cell division In the first pseudo distance function, the distance function using only attenuation The pseudo distance function would. At this time, the traffic at Site S is calculated as the sum of the traffics of the corresponding sectors. It is called. Then, using the Adjacency Graph from the previous cell division, the average value of the call volume of the sites adjacent to Site S is obtained. Is the new distance function at site S To Set to.

단, 새로운 통화량 로 하되 상수 KG=3 은 셀 분할의 변화효과를 조절하기 위해 적절히 선택된 값이다.However, new call volume Where the constant K G = 3 is a value that is appropriately chosen to control the effect of changes in cell division.

이렇게 사이트별로 설정된 거리함수 를 이용해 새롭게 셀 분할을 하게 된다.Distance function set for each site like this New cell division is performed using.

이와 같이 셀 분할을 새롭게 한 후 이를 이용하여 위에서 설명한 방위각, 경사각, 송출전력의 변화가 없을 때까지 반복하여 최적화 과정을 반복하여 최적화를 향상시키게 된다. As described above, after updating the cell division, the optimization process is repeated until the cell azimuth, tilt angle, and transmission power are not changed, thereby improving the optimization.

상기한 바와 같이 본 발명은 이동통신망의 기지국에 의해 커버되는 지역의 전파환경을 최적화하기 위해 그 지역의 전파감쇄 효과와 통화량 분포를 분석하여 해당 기지국의 안테나 최적값인 방위각, 경사각 및 출력을 자동으로 계산하여 설치할 수 있도록 함으로써 인력에 의한 현장에서의 반복작업을 최소화할 뿐만 아니라 여러 기지국 안테나의 최적화를 동시에 수행할 수 있는 이점이 있다. As described above, the present invention analyzes the radio wave attenuation effect and the call volume distribution in the area covered by the base station of the mobile communication network, and automatically calculates the azimuth, tilt angle, and output which are the antenna optimal values of the base station. By enabling calculation and installation, it is possible not only to minimize repetitive work in the field by manpower, but also to simultaneously perform optimization of several base station antennas.

도 1은 본 발명에 의한 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a base station antenna optimization method of a mobile communication network according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따라 사이트와 빈간의 의사거리를 나타낸 도면이다. Figure 2 is a view showing the pseudo-distance between the site and the bin in accordance with the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 1-섹터 기지국의 방향각을 나타낸 함수 그래프이다.3 is a function graph showing the direction angle of the 1-sector base station according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따라 셀 분할한 보로노이 다이어그램이다. 4 is a Voronoi diagram of cell division according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따라 셀 분할 후 셀 레벨링을 한 보로노이 다이어그램이다. 5 is a Voronoi diagram illustrating cell leveling after cell division according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따라 섹터 영역과 섹터간 핸드오프 영역을 나타낸 도면이다. 6 illustrates a sector area and an intersector handoff area according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따라 섹터의 통화량 중심을 나타낸 도면이다. 7 is a diagram illustrating a currency center of a sector according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따라 안테나의 경사각을 구하기 위해 나타낸 도면이다. 8 is a diagram illustrating an inclination angle of an antenna according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 섹터의 가상 커버리지를 나타낸 도면이다. 9 illustrates virtual coverage of a sector according to the present invention.

Claims (17)

최적화를 위해 분석대상이 되는 지역과 해당 기지국의 정보를 통해 분석영역을 설정하고 분석영역에 대한 전파감쇄를 분석하는 단계와, Setting an analysis area and analyzing radio wave attenuation for the analysis area based on the information of the region to be analyzed and the corresponding base station for optimization; 상기 기지국을 중심으로 전파감쇄에 의한 의사거리함수를 통해 분석영역들을 근접한 사이트에 할당하여 셀을 분할하는 단계와, Dividing a cell by assigning analysis regions to adjacent sites through a pseudo distance function based on radio attenuation around the base station; 상기에서 셀을 분할 한 후 인접한 기지국간 통화량 분포에 따른 밸런스지수를 상기 의사거리함수에 반영하여 셀을 재분할하는 단계와, Dividing the cell and subdividing the cell by reflecting the balance index according to the distribution of call volume between adjacent base stations in the pseudo distance function; 상기에서 셀을 재분할한 후 상기 기지국의 각 섹터 영역에 대해 통화량이 고르게 분산되고 이웃하는 섹터 영역들의 경계에서 소프터 핸드오프가 적은 각 섹터의 방위각을 각각 설정하는 단계와, Setting the azimuth angles of the sectors each having a small amount of soft handoff at the boundary of neighboring sector areas after the cell repartitioning, in which the call volume is evenly distributed to each sector area of the base station; 상기에서 각 섹터의 방위각을 설정한 후 상기 기지국을 중심으로 거리에 대한 상기 각 섹터내의 통화량 밀도를 구한 후 통화량 밀도의 무게중심으로 주빔이 향하도록 상기 각 섹터의 경사각을 각각 설정하는 단계와, Setting the azimuth angle of each sector in the sector, and calculating the call density in each sector with respect to the distance around the base station, and then setting the inclination angle of each sector so that the main beam is directed toward the center of gravity of the call density; 상기에서 각 섹터의 경사각을 각각 설정한 후 상기 각 섹터별로 섹터내의 분석영역에서 양호한 파일롯 Ec/Io를 갖는 분석영역이 일정비율 이상이 되도록 상기 각 섹터별 송출전력을 설정하는 단계와, Setting the inclination angle of each sector in the sector and setting the output power of each sector such that the analysis area having a good pilot Ec / Io in the analysis area in each sector is equal to or greater than a predetermined ratio; 상기에서 각 섹터별 송출전력을 설정한 후 실제 트래픽을 상기 의사거리함수에 반영하여 셀을 새롭게 분할 한 후 상기 각 섹터의 방위각, 경사각, 송출전력을 설정하는 단계를 반복하는 최적화 향상 단계Optimized improvement step of repeating the step of setting the azimuth, inclination angle, transmission power of each sector after newly partitioning the cell by setting the transmission power for each sector, reflecting the actual traffic to the pseudo distance function 로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. A base station antenna optimization method of a mobile communication network, characterized in that consisting of. 제 1항에 있어서, 상기에서 셀을 재분할하기 위한 의사함수는 인 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법.The method of claim 1, wherein the pseudo-function for subdividing the cell is A base station antenna optimization method of a mobile communication network, characterized in that. 단, - 는 전파감쇄에 의한 의사거리 함수,only, - Is the pseudorange function due to radio attenuation, - 는 통화량 밸런스를 위한 파라미터- Is a parameter for call balance 제 2항에 있어서, 상기 는 인접한 기지국간 통화량 밸런스를 위해 다음 식에 의해서 구해지는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The base station antenna optimization method of claim 2, wherein is calculated by the following equation to balance call volume between adjacent base stations. 단, - T(S) : 분석영역내 통화량 However,-T (S): call volume in the analysis area - : 인접한 기지국들의 통화량 평균- : Average call volume of adjacent base stations - K : 통화량 밸런스 지수 (>0)-K: Currency Balance Index (> 0) - F : 보정인자 (>0)-F: correction factor (> 0) 제 1항에 있어서, 상기에서 셀을 재분할하는 단계 이후 상기 각 사이트에 대해 최소 커버리지 반경 및 최대 커버리지 반경을 설정하여 최소 커버리지 반경 이내의 분석영역은 항상 해당 사이트의 셀에 할당하고 최대 커버리지 반경 밖의 분석영역은 해당 사이트의 셀에서 제외시키는 단계The method according to claim 1, wherein after the subdivision of the cell, the minimum coverage radius and the maximum coverage radius are set for each of the sites. Steps to Exclude Zones from Cells at Your Site 를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The base station antenna optimization method of a mobile communication network, characterized in that further comprises. 제 1항에 있어서, 상기에서 각 섹터의 방위각을 설정하는 단계에서 방위각을 설정하기 위해 다음 식에 의해 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The base station antenna optimization method of claim 1, wherein in the step of setting the azimuth angle of each sector, the azimuth angle is set by the following equation. 단, - : 각 섹터only, - : Each sector - : 섹터별 통화량 편차- : Currency variation by sector - : 섹터간 소프터 핸드오프 영역에 속해 있는 총통화량- : Total call volume in the sector-to-sector softener handoff zone. - : 각 섹터의 통화량- : Currency volume in each sector 제 1항에 있어서, 상기에서 각 섹터의 방위각을 설정하는 단계에서 각 섹터의 방위각을 순차적으로 가변하면서 최소값이 되도록 반복하여 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The method of claim 1, wherein in setting the azimuth angle of each sector, the azimuth angle of each sector is sequentially set to be the minimum value while being sequentially changed. 제 1항에 있어서, 상기 경사각을 설정하기 위한 통화량 밀도는 다음 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The method of claim 1, wherein the call density for setting the inclination angle is obtained by the following equation. 단. - : 섹터의 방위각 범위only. - Is the azimuth range of the sector - r : 기지국으로부터의 거리r: distance from the base station - T : 통화량-T: call volume 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 통화량 분포의 무게중심은 다음 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The method of claim 1 or 7, wherein the center of gravity of the call distribution is calculated by the following equation. 제 1항에 있어서, 상기 각 섹터별 송출전력을 설정하는 단계에서 각 섹터별로 송출전력을 설정한 후 섹터별 간섭에 의한 파일롯 Ec/Io의 변화가 없을 때까지 반복하여 각 섹터별 송출전력을 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The method of claim 1, wherein in the setting of the transmission power for each sector, the transmission power is set for each sector, and then the transmission power for each sector is repeatedly set until there is no change in the pilot Ec / Io due to the interference for each sector. A base station antenna optimization method of a mobile communication network, characterized in that. 제 9항에 있어서, 상기 각 섹터별 송출전력은 다음 식에 의해 반복적으로 구하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. 10. The method of claim 9, wherein the transmission power for each sector is repeatedly obtained by the following equation. - (Ec/Io)tgt ≤(Ec/Io)μ일 때 -When (Ec / Io) tgt ≤ (Ec / Io) μ new Power = old Power + (Ec/Io)tgt -(Ec/Io)μ new Power = old Power + (Ec / Io) tgt- (Ec / Io) μ - (Ec/Io)tgt >(Ec/Io)μ 일 때 -When (Ec / Io) tgt > (Ec / Io) μ new Power = old Power + α((Ec/Io)tgt -(Ec/Io)μ)new Power = old Power + α ((Ec / Io) tgt- (Ec / Io) μ ) 단, - (Ec/Io)μ = 100- (양호한 파일롯 Ec/Io 비율 ; (Ec/Io)tgt)-(Ec / Io) μ = 100- (good pilot Ec / Io ratio; (Ec / Io) tgt ) - α : 1 이하의 상수-a constant less than or equal to 1 제 1항에 있어서, 상기 최적화 향상 단계에서 실제 트래픽은 양호한 파일롯 Ec/Io를 갖는 분석영역의 통화량 합인 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The method of claim 1, wherein the actual traffic in the optimization enhancement step is a sum of call volumes of an analysis area having a good pilot Ec / Io. 제 1항에 있어서, 상기에서 셀을 새롭게 분할하기 위한 의사거리함수는 아래 식에 의한 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The base station antenna optimization method of claim 1, wherein the pseudo distance function for newly dividing a cell is represented by the following equation. 단. - only. - - : 인접한 기지국간의 양호한 파일롯 Ec/Io에 의한 평균 통화량- : Average call volume by good pilot Ec / Io between adjacent base stations - KG : 셀 분할의 변화효과를 조절하기 위한 상수-K G : Constant for controlling the effect of cell division 제 1항에 있어서, 상기에서 셀을 새롭게 분할 한 후 반복하는 단계에서 방위각, 경사각, 송출전력의 변화가 없을 때까지 반복하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The base station antenna optimization method of claim 1, wherein the cell is newly divided and repeated until there is no change in azimuth, tilt angle, and transmission power. 제 1항에 있어서, 상기 기지국은 3섹터 기지국인 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The method of claim 1, wherein the base station is a three sector base station. 제 1항에 있어서, 상기 기지국이 1섹터나 2섹터인 경우 전파감쇄에 의한 의사거리 함수에 안테나의 수평게인과 수직게인을 부가하여 산출하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The method of claim 1, wherein when the base station is one sector or two sectors, a horizontal gain and a vertical gain of the antenna are added to a pseudo distance function due to radio wave attenuation. 제 15항에 있어서, 상기 의사거리함수는 다음 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. 16. The method of claim 15, wherein the pseudo distance function is obtained by the following equation. 단, - Kh, Kv : 셀 분할을 위한 상수However,-K h , K v : constant for cell division - θ, φ : 섹터 t의 안테나 주빔과 반직선 tb가 이루는 수평 및 수직각 -θ, φ: horizontal and vertical angle formed by the antenna main beam and sector tb in sector t - , : 섹터 t의 안테나의 수평 및 수직 게인- ,: Horizontal and vertical gain of the antenna of sector t 제 1항에 있어서, 상기 기지국이 1섹터나 2섹터로 구성된 경우 경사각이나 송출전력 만을 최적화하는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 기지국 안테나 최적화 방법. The base station antenna optimization method of claim 1, wherein the base station is optimized for an inclination angle and transmission power only when the base station is composed of 1 sector or 2 sectors.
KR1020040000155A 2004-01-02 2004-01-02 Method for optimizing antenna configuration of base station in mobile network KR100546481B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040000155A KR100546481B1 (en) 2004-01-02 2004-01-02 Method for optimizing antenna configuration of base station in mobile network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040000155A KR100546481B1 (en) 2004-01-02 2004-01-02 Method for optimizing antenna configuration of base station in mobile network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050071285A true KR20050071285A (en) 2005-07-07
KR100546481B1 KR100546481B1 (en) 2006-01-26

Family

ID=37261253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040000155A KR100546481B1 (en) 2004-01-02 2004-01-02 Method for optimizing antenna configuration of base station in mobile network

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100546481B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100955130B1 (en) * 2007-12-17 2010-04-28 엘지노텔 주식회사 Method and apparatus for cell planning using locality
CN113095519A (en) * 2021-04-09 2021-07-09 深圳市中天迅通信技术股份有限公司 Integrated base station antenna
CN113133019A (en) * 2019-12-30 2021-07-16 中国移动通信集团四川有限公司 Method for outputting network optimization scheme

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11606732B1 (en) 2021-09-08 2023-03-14 T-Mobile Usa, Inc. Coverage improvement for 5G new radio wireless communication network, such as for over-shooting cells
US11800382B1 (en) 2021-09-08 2023-10-24 T-Mobile Usa, Inc. Coverage improvement for 5G new radio wireless communication network

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100955130B1 (en) * 2007-12-17 2010-04-28 엘지노텔 주식회사 Method and apparatus for cell planning using locality
CN113133019A (en) * 2019-12-30 2021-07-16 中国移动通信集团四川有限公司 Method for outputting network optimization scheme
CN113133019B (en) * 2019-12-30 2022-10-18 中国移动通信集团四川有限公司 Method for outputting network optimization scheme
CN113095519A (en) * 2021-04-09 2021-07-09 深圳市中天迅通信技术股份有限公司 Integrated base station antenna
CN113095519B (en) * 2021-04-09 2023-11-10 北京东方博泰正通通信工程有限责任公司 Integrated base station antenna

Also Published As

Publication number Publication date
KR100546481B1 (en) 2006-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100278019B1 (en) A method for optimizing forward link coverage in cdma network
EP1098546B1 (en) Methods and apparatus for derivative based optimization of wireless network performance
EP1098545B1 (en) Methods and apparatus for characterization, adjustment and optimization of wireless networks
JP3888954B2 (en) CDMA wireless network planning and evaluation method and system
AU731903B2 (en) Method for calculating the coverage area of a sector base station according to the antenna patterns of each sector
Amaldi et al. UMTS radio planning: Optimizing base station configuration
Hampel et al. The tradeoff between coverage and capacity in dynamic optimization of 3G cellular networks
Laiho-Steffens et al. The impact of the radio network planning and site configuration on the WCDMA network capacity and quality of service
US6748241B2 (en) Dynamic antenna inclination control method for a radiotelecommunication system
JP3042614B2 (en) Cell configuration method in CDMA mobile communication system and CDMA mobile communication system
Zimmermann et al. ENCON: an evolutionary algorithm for the antenna placement problem
KR100546481B1 (en) Method for optimizing antenna configuration of base station in mobile network
JP4718395B2 (en) Base station apparatus and antenna pattern control method
Gerdenitsch et al. A Rule‐Based Algorithm for Common Pilot Channel and Antenna Tilt Optimization in UMTS FDD Networks
US20080218414A1 (en) Antenna Beam Shape Optimization
Wacker et al. Automated and remotely optimization of antenna subsystem based on radio network performance
Niemelä et al. Impact of base station locations and antenna orientations on UMTS radio network capacity and coverage evolution
Chandra et al. Determination of optimal handover boundaries in a cellular network based on traffic distribution analysis of mobile measurement reports
EP1488540B1 (en) Method for configuring the power output of the pilot channels in a cellular radio network
Raisanen A permutation-coded evolutionary strategy for multi-objective GSM network planning
KR100598460B1 (en) A Method for Location Optimization of In-Building Base StationBS or Base Station Antenna based on User Distribution
KR102414691B1 (en) Method for optimizing wireless network and management server using the same
Allen et al. Automated decision technology for network design in cellular communication systems
Šekuljica et al. Mobile networks optimization using open-source GRASS-RaPlaT tool and evolutionary algorithm
Aydin et al. A comparative investigation on heuristic optimization of WCDMA radio networks

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130103

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131223

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141222

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee