KR20050115097A - 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템에 관한 것으로, 주요망 관리 포인트에 설치된 단말의 호시험 기능을 이용하여 서비스 지역의 고객체감품질과 연관된 전파 품질을 자동으로 감시하고 분석하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 이동통신망의 주요지점에 중계기와 함께 설치되는 단말기로 단문메시지 시스템을 통해 호시험 요청메시지를 전송하여 호시험 결과데이터를 수집하는 호시험 요청/수집모듈과, 상기 호시험 요청/수집모듈로부터 요청된 호시험 결과데이터를 수집하여 상기 호시험 요청/수집모듈로 전송하는 이동통신 단말기와, 상기 호시험 요청/수집모듈에 의해 수집된 호시험 결과데이터를 저장하는 호시험 데이터베이스와, 상기 호시험 데이터베이스로부터 전파품질장애 데이터를 생성하여 장애 항목별 값이 정상범위를 벗어난 경우 알람신호를 생성하는 전파품질 장애생성모듈과, 상기 전파품질 장애생성모듈로부터 생성된 알람신호를 전송받아 디스플레이하는 관리서버와, 상기 호시험 데이터베이스에 저장된 호시험 결과데이터에 의해 전파품질지수를 분석하고 관리하는 전파품질지수 분석/관리모듈로 구성된다.

Description

이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템{Radio frequency quality monitoring system using mobile phone}

본 발명은 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주요망 관리 포인트(point)에 설치된 PCS단말의 주요기능(SMSC, 호시험 기능)을 이용하여 서비스 지역의 고객체감품질과 연관된 전파(RF) 품질을 자동으로 감시하고 분석하는 전파품질 감시시스템에 관한 것이다.

종래에는 이동통신 단말기 가입자들이 체감하는 통화품질을 감시하기 위해서는 운용요원이 현장에서 직접 호 지연연결, 음 빠짐, 묵음, Oneway Call 등의 통화품질을 측정해야 하거나, 고객의 민원이 제기된 후 일정시간이 경과된 후 일시적인 파악만 가능함에 따라 고객에게 양질의 통화품질을 제공하는데에는 한계가 있다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 망 관리 포인트(point)에 설치된 PCS단말의 주요기능(SMSC, 호시험 기능)을 이용하여 서비스 지역 및 상위 지역의 고객체감 RF 품질을 자동으로 감시하고 분석하는 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템은 이동통신망의 주요지점에 중계기와 함께 설치되는 단말기로 단문메시지 시스템을 통해 호시험 요청메시지를 전송하여 호시험 결과데이터를 수집하는 호시험 요청/수집모듈과, 상기 호시험 요청/수집모듈로부터 요청된 호시험 결과데이터를 수집하여 상기 호시험 요청/수집모듈로 전송하는 이동통신 단말기와, 상기 호시험 요청/수집모듈에 의해 수집된 호시험 결과데이터를 저장하는 호시험 데이터베이스와, 상기 호시험 데이터베이스로부터 전파품질장애 데이터를 생성하여 장애 항목별 값이 정상범위를 벗어난 경우 알람신호를 생성하는 전파품질 장애생성모듈과, 상기 전파품질 장애생성모듈로부터 생성된 알람신호를 전송받아 디스플레이하는 관리서버와, 상기 호시험 데이터베이스에 저장된 호시험 결과데이터에 의해 전파품질지수를 분석하고 관리하는 전파품질지수 분석/관리모듈로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 단문메세지 시스템를 이용한 호시험 시스템의 블록 구성도이다.

도시된 바와 같이, 현장에는 단문메시지를 송수신하고 호 시험이 가능한 PCS단말기(10)와, PCS단말기(10)에 연결되는 중계기(20)가 위치하며, 무선망을 통해 PCS단말기(10)를 제어하고 통화채널을 연결하는 기지국(30)과, 상기 기지국(30)과 연결되어 이동통신 가입자간 회선교환이나 입출중계처리, 핸드오프, 로밍등의 기능을 수행하는 교환기(40)와, 상기 교환기(40)에 연결되어 단문메시지의 송수신을 담당하는 단문메시지 시스템(50)과, 상기 단문메시지 시스템(50)을 통해 송수신되는 호시험 관련메시지를 관리하는 관리서버(60)와, 상기 관리서버(60)에 연결되어 네트워크 관리자로 하여금 노드의 상태를 한 눈에 알아볼 수 있도록 하고 문제 발생시 필요한 조치를 신속하게 취할 수 있도록 하는 통합네트워크 관리시스템(Integrated Network Management System: INMS,70)로 구성된다. 이러한 구성에서, 상기 관리서버(60)는 고객이 체감하는 통화품질을 파악하기 위해서 고객이 위치한 곳의 RF 관련 데이터를 획득해야 하므로, 현장에 설치된 상기 PCS단말기(10)와의 단문메시지 송/수신과 호시험을 통해 통화품질을 파악하게 된다. 구체적으로, PCS단말기(10)는 상기 관리서버(60)로 단문메시지를 전송 후 20초 이내에 단문메시지 시스템(50)으로부터 응답메시지를 수신하지 못하게 되면 20초 간격으로 5회 재전송한다. 그리고, RF 통화품질을 감시하기 위하여 PCS단말기(10)는 관리서버(60)로부터 호시험 명령 단문메시지(SMS)를 수신하여 호시험을 실시한다. 즉, 호시험은 시험용호인 Markov호 또는 정해진 PCS단말번호(MIN)로 일반 음성호를 설정후 10초간 유지하여 이때 산출되는 각종전파 품질지수를 관리서버(60)로 전송한다. 여기서, 호시험의 호접속 시도는 60초간 실시하며 실패시 10초 후 재시도(2회)한다.

특히, 상기 PCS단말기(10)를 이용하여 추출되는 전파품질 데이터의 항목으로는 단말이 송신하는 전파의 세기(TX)와, 단말이 수신하는 전파의 세기(RX)와, 단말이 역신호(reverse signal)세기를 조정하는 값(TX_Adjust)과, 데이터 전송중 발생하는 프레임(Frame)의 손실률을 가리키는 수치(FER: Frame Error Rate)와, 단말이 호접속하는데 걸린 시간(Acctime)과, Pseudo Noise Offset 값으로서 셀(Cell)이나 섹터(Sector)를 구분할 수 있는 유일한 식별자인 PN_OFFSET과, 신호전력(Ec)대 잡음전력(lo)의 비를 나타내는 수치인 Ec/lo와, 해당 RF 중계기의 실제출력으로 구성된다. 여기서, 단말이 송신하는 전파의 세기(TX)는 -40 ~ 5dbm이 품질이 양호한 범위이고, 단말이 수신하는 전파의 세기(RX)는 -50 ~ -90dbm이 품질이 양호한 범위가 된다. 그리고, 단말이 역신호세기를 조정하는 값(TX_Adjust)의 품질 양호 범위는 -20 ~ 0dbm 이며 역(Reverse) 불량은 노이즈(Noise)와 연관된다. 그리고, 데이터 전송중 발생하는 프레임(Frame)의 손실률을 가리키는 수치(FER: Frame Error Rate)는 예를 들어, 단말기에서 12개의 연속되는 불량 프레임(Bad Frame) 수신시 2개의 양호 프레임(Good Frame)이 수신될 때까지 송신을 멈추게 되며 역방향 링크(Link) 묵음 현상(One way Call)이 발생된다. 그리고, 단말이 호접속하는데 걸린 시간(Acctime)의 품질양호시간은 1 ~ 3초이다. 그리고, 셀(Cell)이나 섹터(Sector)를 구분할 수 있는 유일한 식별자인 단말기의 PN값이 변경될 경우 타기지국의 커버리지(Coverage)로 변경됐음을 의미한다. 그리고, 신호전력(Ec)대 잡음전력(lo)의 비를 나타내는 수치의 품질 양호한 수치범위는 0 ~ -7dbm이며, 해당 RF 중계기의 실제출력범위는 장비 유형별로 상이하게 된다. 이와 같이, PCS단말기(10)는 시험용호인 Markov호 또는 정해진 단말번호(MIN)로 일반 음성호를 설정후 10초간 유지하여 전파품질지수 항목별로 평균값을 추출하게 되며, 특히 Pilot PN 값(Offset, Ec/lo 쌍)은 호접속 후 액티브 세트(Active set)에 포함된 모든 PN의 신호대 잡음전력(Ec/lo)값을 호 종료시까지 평균값으로 관리서버(60)에 전송한다.

이어서, 상술한 전파품질 데이터를 이용한 장애 판단/분석 시스템에 대해 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템의 블록 구성도이다. 참고로, 도 1의 구성과 동일한 구성요소는 동일한 참조번호를 사용하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 PCS 단말기(10)와, PCS단말기(10)를 제어하고 통화채널을 연결하는 기지국(30)과, PCS 네트워크망(80)과, PCS 네트워크망(80)에 연결되어 단문메시지를 송수신하기 위한 단문메시지 시스템(50)과, 단문메시지 시스템(50)과 연결되어 호시험 요청에 의한 호시험 결과데이터를 수집하는 호시험 요청/수집모듈(90)과, 호시험 요청/수집모듈(90)에 연결되어 호시험 결과데이터를 저장하는 호시험 데이터베이스(100)와, 호시험 데이터베이스(100)로부터 전파품질장애 데이터를 생성하는 전파품질 장애생성모듈(110)과, 전파품질 장애생성모듈(110)로부터 생성된 전파품질장애 데이터를 저장하는 전파품질장애 데이터베이스(120)와, 전파품질 장애생성모듈(110)로부터 전파품질장애 데이터를 전송받아 품질장애 데이터 형식(format)으로 변환하는 장애연동모듈(130)과, 장애연동모듈(130)로부터 변환되어 전송되는 전파품질장애 데이터에 의해 알람신호를 사용자 화면상에 디스플레이하는 관리서버(60)와, 호시험 데이터베이스(100)에 저장된 호시험 결과데이터에 의해 전파품질지수를 분석하고 관리하는 전파품질지수 분석/관리모듈(140)과, 전파품질지수 분석/관리모듈(140)에 의해 분석된 전파품질지수 데이터를 저장하는 전파품질지수 데이터베이스(150)로 구성된다.

상기 호시험 요청/수집모듈(90)은 호시험 대상 단말기 번호(이하, PCSMIN)를 호시험 데이터베이스(100)로부터 조회하여 특정 기지국 또는 특정 CCP(Call Control Processor)의 부하 분산을 위해 PCSMIN 뒷자리 3자리를 이용하여 랜덤 정렬(Random sorting)하여 단문메시지 시스템(50)으로 전달한다. 특히, 1시간 간격으로 호 시험 대상을 전송하며, 단문메시지 시스템(50)은 호시험 대상 단말번호를 전송후 전송완료 메시지를 호시험 요청/수집모듈(90)로 전송하고, PCS 단말기(10)로부터 전송되는 호시험 결과데이터를 호시험 요청/수집모듈(90)로 전송한다. 이에 따라, 호시험 요청/수집모듈(90)은 단문메시지 시스템(50)으로부터 수신된 호시험 결과데이터를 임시파일로 에스큐엘 로더(Sql Loader)를 이용해 호시험 데이터베이스(100)에 저장한다.

전파품질 장애생성모듈(110)은 호시험 데이터베이스(100)로부터 수집된 호시험 결과데이터를 조회하여 과거 2주전, 1주전, 과거 1일전 각각 2시간 동안의 과거 히스토리 데이터를 지식데이터로 사용한다. 그리고, 이러한 지식데이터를 단말기 번호(PCSMIN)별로 정렬(Sorting)하고 평균화하여 지식데이터화한 후 전파품질장애 데이터를 생성한다. 특히, 전파품질 장애생성모듈(110)은 전파품질장애 데이터를 생성하여 장애 항목별 값이 정상범위를 벗어난 경우 알람신호를 생성한다. 이러한 알람신호생성에 대해 상세히 설명한다.

이와 같은 알람신호는 전파품질장애 데이터가 일정 임계치를 벗어난 경우 생성되는 리미트(limit) 알람신호와, 과거(2주전, 1주전, 하루전)의 일정 트랜드(trend) 변화에 따라 정상 패턴을 벗어난 경우 생성되는 트랜드 알람신호로 구분된다. 먼저, 리미트(limit) 알람신호의 생성에 대해 살펴보면, 전파품질 장애생성모듈(110)은 알람 판단을 위해 최근 4시간동안 수집된 데이터를 대상으로 하여 데이터를 조회한다. 이때, 최초 시작인 경우에는 데이터 없음으로 인식하여 알람 판단을 제외시키게 된다. 그리고, 단말기 번호(PCSMIN)별 데이터를 조회하여 조회 결과수가 2 이상인 경우에 알람 조건을 확인(check)하며 과거에 알람이 있는지, 기존의 리미트 알람(limit alarm)이 있는지, 트랜드(Trend) 알람이 있는지의 여부를 확인한다. 리미트 알람의 임계치는 하기의 표 1을 참조하여 설명한다.

리미트 알람(limit alarm) 임계치

항목	알람발생 임계치	알람해제 임계치	조건
RX	-100dbm 미만	-90dbm 이상	연속3회 발생시
TX	15dbm 이상	10dbm 이하	Rx Level＜ 50, Coupler 미사용시 제외, 연속3회시
TX Adjust	15dbm 이상	10dbm 이하	상동 연속 3회시
FER	2% 초과	2% 이하	연속 3회시
AccTime	5초 초과	3초 이하	연속 3회시
Access Retry	2회 초과	2회 이하	연속 3회시

상기 표 1에서와 같이, 전파품질 장애생성모듈(110)은 전파품질장애 데이터가 리미트 알람(limit alarm)발생 임계치에 해당되는 경우 알람 메시지를 작성하여 전송하며, 알람관리 데이터베이스를 갱신(Update)한다.

이어서, 트랜드(trend) 알람신호의 생성에 대해 살펴보면, 전파품질 장애생성모듈(110)은 과거(2주전, 1주전, 하루전)의 일정 트랜드 변화에 따라 정상패턴을 벗어난 경우 알람을 발생시키게 된다. 예를 들어, 과거 평균 출력보다 5db 이상 출력이 낮게 전송되면 트랜드 알람을 발생시키게 된다. 이와 같은 트랜드 알람은 망환경 변화가 급격하게 발생한 것에 대한 변화를 알람화한 것으로 이 경우 운영자는 중계기 전파환경 그래프를 보고 적절한 조치를 수행하게 된다. 즉, 전파품질 장애생성모듈(110)은 알람 판단을 위해 데이터를 조회(2주전, 1주전, 하루전 각각 3회 데이터)한다. 항목별 트랜드(Trend) 참조치는 하기의 표 2를 참조하여 설명한다.

트랜드(Trend) 참조치

항목	출력	RX	TX	TX Adjust	FER
참조치	5db	10dbm	-20	-20	5

상기 표 2에서와 같이, 전파품질 장애생성모듈(110)은 과거 데이터와 비교해서 그 차이가 상기 트랜드 참조치에 해당되는 경우 알람 메시지를 작성하여 전송하며, 알람관리 데이터베이스를 갱신(Update)한다.

이에 더해, 전파품질 장애생성모듈(110)은 최대 6개의 PN Offset값과 해당 PN별 신호대 잡음전력(Ec/lo)값을 신호 세기별로 정렬하여 PN(Offset, Ec/lo)값을 관리한다. 즉, 6개의 PN에 대해 PN별로 분류한 후 PN 신호대 잡음비(ecio level)가 양호한 순서로 정렬하며, 호시도 횟수가 3 이상이고 가장 양호한 PN이 점유수가 60% 이상이면 정상(Dominant)으로 체크(logging)하고 그렇지 않으면 비정상(Poor Dominant)으로 체크(logging)한다. 또한, 액티브(Active) PN이 4개 이상(Pilot pullution)인지의 여부를 점검한다. 특히, PN 알람은 두가지 경우로서, 첫째는 과거 Primary PN이 현재 사라져 없는 경우와 또 하나는 과거 Primary PN의 신호대 잡음비(ecio level)가 일정 레벨(현재 5dbm) 이상 떨어졌을 경우이다.

한편, 전파품질지수 분석/관리모듈(140)은 중계기별로 하루동안의 전파품질 지수상황(이하 Health index)를 요약하여 데이터베이스로 관리하며, 전파품질데이터(RX, TX, TXADJ, FER, ACCTIME)에 대하여 하기의 표 3에서와 같이 100점 만점 기준으로 5개 레벨로 점수를 부여해 항목별로 점수관리를 한다.

항목별 점수 참조치

항목	RX	TX	TX Adjust	FER	AccTime
100	＞ -90dbm	＜ 3dbm	＜ -5 dbm	＜ 2%	＜ 3 Sec
80	＞ -95	＜ 10	＜ 5	＜ 4	＜ 5
60	＞ -100	＜ 15	＜ 15	＜ 7	＜ 7
40	＞ -105	＜ 20	＜ 20	＜ 10	＜ 9
20	그외	그외	그외	그외	그외

이와 같은 전파품질지수관리는 1일 1회 새벽시간(06시)에 자동으로 수행되며, 단말번호(Pcsmin)별로 데이터 조회 후 중계기별 전파품질지수 상황(indicator)을 평가한다. 그리고, 조회 데이터의 수가 1개 이상인 경우만 스코어(score)를 평가하여 평가 점수 파일로 저장하며, 저장된 파일 에스큐엘 로더(File Sql Loader)를 이용하여 데이터베이스에 입력한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 망 관리 포인트(point)에 설치된 PCS단말의 주요기능(SMSC, 호시험 기능)을 이용하여 서비스 지역 및 상위 지역의 고객체감 RF 품질을 자동으로 감시하고 분석함으로써, 효율적인 망 운영 지원 및 망 관리 비용과 유지보수비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 단문메세지 시스템를 이용한 호시험 시스템의 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템의 블록 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: PCS단말기 20 :중계기

30 : 기지국 40 : 교환기

50 : 단문메시지 시스템 60 : 관리서버

70 : 통합네트워크 관리시스템 80 : PCS 네트워크망

90 : 호시험 요청/수집모듈 100 : 호시험 데이터베이스

110 : 전파품질 장애생성모듈 120 : 전파품질장애 데이터베이스

130 : 장애연동모듈 140 : 전파품질지수 분석/관리모듈

150 : 전파품질지수 데이터베이스

Claims (6)

1. 이동통신망의 주요지점에 중계기와 함께 설치되는 단말기로 단문메시지 시스템을 통해 호시험 요청메시지를 전송하여 호시험 결과데이터를 수집하는 호시험 요청/수집모듈과,

   상기 호시험 요청/수집모듈로부터 요청된 호시험 결과데이터를 수집하여 상기 호시험 요청/수집모듈로 전송하는 이동통신 단말기와,

   상기 호시험 요청/수집모듈에 의해 수집된 호시험 결과데이터를 저장하는 호시험 데이터베이스와,

   상기 호시험 데이터베이스로부터 전파품질장애 데이터를 생성하여 장애 항목별 값이 정상범위를 벗어난 경우 알람신호를 생성하는 전파품질 장애생성모듈과,

   상기 전파품질 장애생성모듈로부터 생성된 알람신호를 전송받아 디스플레이하는 관리서버와,

   상기 호시험 데이터베이스에 저장된 호시험 결과데이터에 의해 전파품질지수를 분석하고 관리하는 전파품질지수 분석/관리모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전파품질 장애생성모듈은 전파품질장애 데이터가 일정 임계치를 벗어난 경우 리미트 알람신호를 생성하고, 과거의 일정 트랜드 변화에 따라 정상 패턴을 벗어난 경우 트랜드 알람신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전파품질 장애생성모듈은 단말기의 피앤 오프셋(PN offset)값과 신호대 잡음전력(Ec/lo)값을 신호 세기별로 정렬하여 관리하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 전파품질 장애생성모듈은 과거의 첫째 피앤(Primary PN)이 사라져 없는 경우 피앤 알람을 생성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 전파품질 장애생성모듈은 과거의 첫째 피앤(Primary PN)의 신호대 잡음비의 레벨이 떨어진 경우 피앤 알람을 생성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 전파품질지수 분석/관리모듈은 중계기별로 전파품질지수 상황을 데이터베이스로 관리하고 전파품질 데이터를 일정 레벨로 구분하여 항목별로 관리하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 전파품질 감시시스템.