KR100285964B1

KR100285964B1 - Antenna tilting optimization

Info

Publication number: KR100285964B1
Application number: KR1019970079029A
Authority: KR
Inventors: 심영대
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 2001-04-16
Anticipated expiration: 2017-12-30
Also published as: KR19990058855A

Abstract

본 발명은 CDMA 망 구성시에 섹터 안테나 설치시 전체 망을 기준으로 하는 최적화 작업에 필요한 안테나 기울기 최적화 방법에 관한 것으로서, 특히, CDMA 섹터 안테나 설치 후 두 개의 기지국을 대상으로 하는 셀 경계지역에서의 경로 손실을 고려한 안테나 기울기 최적화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for optimizing the antenna slope required for the optimization operation based on the entire network when the sector antenna is installed in the CDMA network configuration. In particular, the path in the cell boundary area for two base stations after the CDMA sector antenna is installed The present invention relates to an antenna tilt optimization method considering loss.

본 발명의 바람직한 일 실시예는, 안테나 기울기의 최적화 방법에 있어서, 최적화할 두 개의 기지국을 선정하는 단계, 상기 두 개의 기지국의 셀 경계지점을 선정하는 단계, 상기 두 기지국의 전체 전력을 결정하는 단계, 현재의 적절한 안테나 기울기의 각을 추정하고 점검하는 단계, 상기 두 개의 기지국의 TX 전력을 증가시키지 않고 상기 안테나의 방향을 결정하는 단계를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the method of optimizing the antenna slope, selecting two base stations to be optimized, selecting cell boundary points of the two base stations, and determining total power of the two base stations Estimating and checking the current appropriate angle of antenna inclination, and determining the direction of the antenna without increasing the TX power of the two base stations.

Description

How to optimize antenna tilt {ANTENNA TILTING OPTIMIZATION}

본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 망 구성시에 섹터 안테나 설치시 전체 망을 기준으로 하는 최적화 작업에 필요한 안테나 기울기 최적화(ANTENNA TILTING OPTIMIZATION) 방법에 관한 것으로서, 특히, CDMA 섹터 안테나 설치 후 두 개의 기지국을 대상으로 하는 셀 경계지역에서의 경로 손실(PATHLOSS)을 고려한 안테나 기울기 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna tilt optimization method for an optimization operation based on the entire network when a sector antenna is installed in a code division multiple access (CDMA) network. In particular, two antennas after a CDMA sector antenna are installed The present invention relates to an antenna tilt method considering a path loss (PATHLOSS) at a cell boundary area for a base station.

종래의 기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 도 1 은 종래의 기술에 따른 기지국의 위치와 섹터 방향과 셀 중심점을 나타내고, 도 2 는 종래의 기술에 따른 셀 에지에서의 안테나 기울기 조절에 관한 것으로서, 상기 도 1 에 도시된 바와 같이 도로상에 한 기지국의 위치와 섹터 방향을 표시하고 셀 중심점을 표시한다. 상기 셀의 중심점에서 셀의 적절한 커버리지를 유지하도록 하여 상기 커버리지 에지에서 일정 지점을 선택한다.Looking at the prior art as follows. 1 is a diagram illustrating a position, a sector direction, and a cell center point of a base station according to the prior art, and FIG. 2 relates to an antenna tilt adjustment at a cell edge according to the prior art. As shown in FIG. The position and sector direction of one base station are indicated and the cell center point is indicated. Select a point at the coverage edge to maintain proper coverage of the cell at the center point of the cell.

상기 지점이 결정되면 사전에 알 수 있는 지도상의 기지국으로부터의 거리와 건물 높이 등의 정보를 토대로 사전 각 기지국 섹터별로 어느 정도 안테나 기울기의 기준을 정립한다.When the point is determined, the antenna slope is set to some extent for each base station sector in advance based on previously known information such as distance from the base station on the map and building height.

상기 A의 기지국 단일 셀 커버리지를 만족하는 이상적인 안테나 기울기는 셀 에지에서 actan(D/M)이 된다. 상기와 같이 세팅된 안테나 기울기를 이론상으로 보면 가장 이득(Gain)이 높은 안테나 방향이 상기 기지국으로부터 가장 먼 곳을 향하고 있기 때문에 측정 지점에서 수신 전력(Power) 조건으로 볼 때 가장 최대값이 될 수 있다.The ideal antenna slope that satisfies the base station single cell coverage of A is actan (D / M) at the cell edge. The theoretical tilt of the antenna set as described above may be the maximum value in terms of the received power condition at the measurement point because the antenna with the highest gain is directed farthest from the base station. .

그러나 상기와 같은 최적화 방법은 종래의 AMPS나 다른 주파수 분할 시스템에서 사용되던 것으로 CDMA 시스템의 최적화 작업시에 부적절하다. 상기 CDMA는 각각의 셀이 동일 주파수를 사용하므로 한 셀에 대해서만 커버리지를 고려하여 안테나의 기울기를 조정하는 것은 경계 지역의 근방 셀에게 방해(Interference)로 영향을 줄 수 있으므로 용량(Capacity) 측면과 커버리지(Coverage) 측면에서 감소뿐만 아니라 음성 품질 저하의 역할을 할 수도 있다.However, such an optimization method has been used in conventional AMPS or other frequency division systems, and is inappropriate for optimization of CDMA systems. In the CDMA, since each cell uses the same frequency, adjusting the inclination of the antenna in consideration of the coverage for only one cell may affect the cells near the boundary area as interference, so the capacity and the coverage In terms of coverage, it may also play a role of degrading voice quality.

상기 CDMA 상용화 이후 안테나 최적화 수행에 있어서 많은 절차가 수반되어 적절한 항목에 대해서 조처를 취하지만 대부분이 시스템 적이고 하드웨어적이어서 실제의 전파 환경 즉, 경로 손실을 고려하는 안테나 기울기 최적화 작업을 수행하는데 어려움이 따른다.After the commercialization of CDMA, many procedures are involved in performing antenna optimization, and the appropriate items are taken, but most of them are systemic and hardware, and thus, it is difficult to perform antenna tilt optimization that considers actual propagation environment, that is, path loss. .

특히, 안테나 관련 최적화는 어떤 기준이 명확치 않고 대충의 데이터를 기준으로 최적화를 수행하고 있다. 상기와 같은 최적화의 방법으로 안테나의 기울기를 최적화하는 것은 다수-셀(Multi-Cell)등의 현실적인 망을 고려할 때 문제점이 된다.In particular, the antenna-related optimization is not clear any criteria and is based on rough data. Optimizing the tilt of the antenna by the optimization method as described above becomes a problem when considering a realistic network such as a multi-cell.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 두 기준되는 기지국 섹터의 커버리지와 방해를 적절히 유지하면서 다른 셀에 대한 방해를 줄여 궁극적으로 망의 안정화를 가져오게 하기위한 것과 간단하면서도 현장에서 효과적으로 안테나 기울기를 최적화할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above problems of the prior art, and is simple and simple to reduce the interference to other cells while ultimately maintaining the coverage and interference of the two reference base station sectors, resulting in stabilization of the network. It aims to provide a way to effectively optimize antenna tilt in the field.

도 1 은 종래의 기술에 따른 안테나 기울기 조절을 위한 기지국의 위치와 셀 경계지점 간의 관계를 나타내는 도면.1 is a diagram showing a relationship between a cell boundary point and a position of a base station for antenna tilt adjustment according to the related art.

도 2 는 종래의 기술에 따른 안테나 기울기 조절을 위한 셀 에지에서의 간섭 영향을 나타내는 도면.2 is a diagram showing the influence of interference at the cell edge for antenna tilt adjustment according to the prior art.

도 3 은 본 발명에 따른 두 개 기지국의 위치와 섹터 방향과 셀 중심점 간의 관계를 나타내는 도면.3 is a diagram showing a position between two base stations, a sector direction, and a cell center point according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 안테나 기울기 최적화 응용 전의 간섭 신호가 존재한 경우.4 is an interference signal before the antenna tilt optimization application according to the present invention.

도 5 는 본 발명에 따른 안테나 기울기 최적화 응용 후의 간섭 신호가 존재한 경우.5 is an interference signal after the antenna tilt optimization application according to the present invention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 안테나 기울기의 최적화 방법의 바람직한 일 실시예는,In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, a preferred method of optimizing the antenna tilt is

최적화할 두 개의 기지국을 선정하는 제 1 단계;A first step of selecting two base stations to optimize;

상기 두 개의 기지국의 셀 경계지점을 선정하는 제 2 단계;A second step of selecting cell boundary points of the two base stations;

상기 두 기지국의 전체 전력을 결정하는 제 3 단계;Determining a total power of the two base stations;

현재의 적절한 안테나 기울기의 각을 추정하고 점검하는 제 4 단계; 및A fourth step of estimating and checking the current appropriate angle of antenna inclination; And

상기 두 개의 기지국의 TX 전력을 증가시키지 않고 상기 안테나의 방향을 결정하는 제 5 단계를 포함한다.And a fifth step of determining the direction of the antenna without increasing the TX power of the two base stations.

본 발명에 있어서, 상기 셀 중심점을 상기 두 섹터의 메인 로브의 교차점으로 하는 것이 바람직하며,In the present invention, it is preferable that the cell center point is the intersection of the main lobes of the two sectors,

상기 셀 중심점은 운용자 측에서 서비스 영역을 요구하면 상기 운용자 측이 요구한 지점을 상기 셀 중심점으로 선정하는 것이 바람직하며,Preferably, the cell center point selects a point requested by the operator as the cell center point when an operator requests a service area.

상기 두 개의 기지국의 셀 경계점을 선정할 때 각각의 기지국의 RX 전력이 동일한 지점을 상기 셀 경계점으로 선정하는 것이 바람직하며,When selecting cell boundary points of the two base stations, it is preferable to select a point where the RX power of each base station is the same as the cell boundary point.

상기 두 기지국의 전체 전력을 결정함에 있어서, 상기 두 개 기지국의 RX 전력으로부터 결정하는 것이 바람직하며,In determining the total power of the two base stations, it is preferable to determine from the RX power of the two base stations,

상기 안테나의 기울기 각의 추정과 점검은 경로 손실로 인한 두 지점의 거리와 기지국 안테나 높이로부터 이루어지는 것이 바람직하며,Estimation and inspection of the tilt angle of the antenna is preferably made from the distance between the two points due to the path loss and the base station antenna height,

상기 안테나의 방향을 결정할 때 상기 안테나의 메인 로브 방향을 지점의 방향으로 향하게 하는 것이 바람직하며,When determining the direction of the antenna, it is preferable to orient the main lobe of the antenna in the direction of the point,

최적화 대상이 되는 두 개의 셀 경계지역에서 동일 수신 전력 레벨을 유지하는 것이 바람직하며,It is desirable to maintain the same received power level at two cell boundary areas to be optimized.

각 대상 기지국의 안테나 기울기로 적절한 커버리지를 유지한체 필요없는 전력을 요구하는 지역으로 방사하지 않는 것이 바람직하며,It is desirable to maintain proper coverage with the slope of the antenna of each target base station and not radiate to areas requiring unnecessary power,

용량증대와 2 웨이 소프트 핸드오프를 위해 근방에 놓여 있는 다른 셀에게는 적은 양의 전력을 보내는 것이 바람직하다.It is desirable to send a small amount of power to other cells in the vicinity for increased capacity and two-way soft handoff.

이하 본 발명의 상세한 동작 원리에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a detailed operation principle of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 3 은 본 발명에 따른 두 개 기지국의 위치와 섹터 방향과 셀 중심점을 나타낸다.3 shows the location, sector direction, and cell center point of two base stations according to the present invention.

상기 도 3 에 도시된 바와 같이 먼저 지도상에 각 기지국의 위치와 섹터 방향을 표시하고, 셀 중심점을 표시한다. 상기 셀 중심이라 함은 간단히 말해 두 셀이 있을 경우 같은 반경의 거리라고 볼 수 있다. 즉, 두 섹터의 메인 로브(Main Lobe)의 교차점이라 볼 수 있다.As shown in FIG. 3, the location and sector direction of each base station are first displayed on a map, and a cell center point is displayed. The cell center is simply a distance of the same radius when there are two cells. That is, it can be regarded as the intersection of the main lobes of the two sectors.

상기 셀 중심점을 선택함에 있어서 운용자 측에서 서비스 영역을 요구하면 상기 운용자 측이 요구한 서비스 영역을 셀 중심점으로 선택할 수 있다.In selecting the cell center point, if an operator requests a service area, the service area requested by the operator may be selected as the cell center point.

상기 셀 중심점이 결정이 되면 지도상에서 기지국으로부터의 거리를 알 수 있고 건물의 높이를 알 수 있다. 상기와 같은 거리와 건물의 높이 정보에 의해 사전 각 기지국 섹터별로 어느 정도 안테나 기울기의 기준을 정립할 수가 있다.When the cell center point is determined, the distance from the base station on the map can be known and the height of the building can be known. Based on the distance and the height information of the building, it is possible to establish a standard of antenna inclination for each base station sector in advance.

상기 A 기지국의 안테나 기울기는 actan(M/A), 상기 B 기지국의 안테나 기울기는 actan(N/B)이 된다. 상기와 같이 셋팅된 안테나 기울기는 이론상으로 가장 이득이 높은 안테나 방향이 기지국으로부터 가장 먼 곳을 향하고 있기 때문에 측정 지점에서 동일 수신 전력 조건으로 볼 때 가장 적정값이 될 수 있다.The antenna slope of the base station A is actan (M / A), and the antenna slope of the base station B is actan (N / B). The antenna slope set as described above may be the most appropriate value in view of the same reception power condition at the measurement point since the antenna direction having the highest gain is in the direction farthest from the base station.

상기는 결국 상기 기지국 송신 전력 측면에서 본다면 가장 적은 전력을 요구하고 또한 트래픽에 할당될 전력이 그만큼 여유가 있다는 것이다.This, in turn, requires the least amount of power in terms of the base station transmit power and also affords enough power to be allocated for traffic.

상기 도 4 는 안테나 기울기 최적화 응용 전의 간섭 신호가 존재한 경우이고, 도 5 는 안테나 기울기 최적화 응용 후의 간섭 신호가 존재한 경우를 나타낸다.4 illustrates a case where an interference signal before the antenna tilt optimization application exists, and FIG. 5 illustrates a case where an interference signal after the antenna tilt optimization application exists.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 셀에 섹터 안테나 설치 후 최적화하는 경우에 안테나 기울기의 최적화 기준을 현장에서 어려운 공식이나 여러 개의 다른 요소를 고려하지 않고 바로 단순화 방법으로 사용함으로써 다음과 같은 파급 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, in the case of optimizing after installing the sector antenna in the cell, the optimization criterion of the antenna tilt is immediately used in a simplified method without considering difficult formulas or several other factors in the field. .

1. 시스템 사용자로 하여금 가장 빠르게 안테나 기울기의 최적화를 가능하게 함으로써 최적화 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.1. The system user can achieve the fastest optimization of the antenna tilt, thereby reducing the optimization time.

2. 안테나 기울기의 최적화 대상이 되는 두 개이 셀 경계 지역에서 동일 수신 전력 레벨을 유지함으로써 각 대상 기지국의 커버리지와 경로 손실에 근거한 최소 전력 레벨을 사용하여 전력 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.2. The two targets for optimizing the antenna slope maintain the same received power level at the cell boundary area, thereby making it possible to efficiently perform power using the minimum power level based on the coverage and path loss of each target base station.

3. 각 대상 기지국의 안테나 기울기로 적절한 커버리지를 유지한 채 필요 없는 전력을 요구하는 지역으로 방사하지 않아 용량뿐만 아니라 사이드 로브(Side Lobe)로 인한 음영지역을 방지할 수 있는 효과가 있다.3. The antenna slope of each target base station does not radiate to the area requiring unnecessary power while maintaining proper coverage, thereby preventing shadow area due to side lobe as well as capacity.

4. 근방에 놓여 있는 다른 셀로 적은 양의 전력을 보내므로 상기 도 5에 도시된 바와 같은 C,D 지역에서는 적절한 방해를 유지하여 용량을 증대할 뿐만 아니라 핸드오프 영역에서 적절한 2웨이 소프트핸드를 가능하게 하는 현상을 얻을 수 있는 효과가 있다.4. Since a small amount of power is sent to other cells in the vicinity, in the C and D regions as shown in FIG. 5, it is possible to maintain appropriate interference to increase the capacity as well as to provide an appropriate two-way soft hand in the handoff region. There is an effect that can be obtained.

Claims

A first step of selecting two base stations to optimize;

A second step of selecting cell boundary points of the two base stations;

Determining a total power of the two base stations;

A fourth step of estimating and checking the current appropriate angle of antenna inclination; And

And a fifth step of determining the direction of the antenna without increasing the TX power of the two base stations.

2. The method of claim 1, wherein the selection of cell boundary points of the two base stations comprises the cell center point as the intersection point of the main lobes of the two sectors.

The method of claim 1, wherein the cell center point selects a point requested by the operator as the cell center point when the operator requests a service area.

2. The method of claim 1, wherein selecting cell boundary points of the two base stations selects a point where the RX power of each base station is the same as the cell boundary point.

The method of claim 1, wherein the total power of the two base stations is determined from the RX power of the two base stations.

The method of claim 1, wherein the estimation and checking of the tilt angle of the antenna are performed from a distance between two points due to a path loss and a base station antenna height.

2. The method of claim 1, wherein determining the direction of the antenna points the direction of the main lobe of the antenna in the direction of the point.

2. The method of claim 1, wherein the cell boundary point selection maintains the same received power level at two cell boundary areas to be optimized.

2. The method of claim 1, further comprising sending a small amount of power to another cell in the vicinity for increased capacity and two-way soft handoff.