KR101624328B1 - Method for predicting wave environment using measured data and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
실측 데이터를 이용한 전파 환경 예측 방법 및 그 장치가 개시된다.A propagation environment predicting method using actual data and an apparatus therefor are disclosed.
전파 환경 예측 지역은 일정 크기의 격자로 분할되고, 분할된 격자 내에서 측정된 실측 데이터들의 대푯값이 산출된다. 외부의 기지국 또는 중계기로부터 전파 환경 예측 지역까지의 전파 경로가 구해지고, 전파 경로가 처음 만나는 격자의 대푯값과 해당 격자의 전파 예측값과의 차이인 보정 계수가 산출된다. 보정 계수가 전파 경로에 대해 경로 손실 보정값을 적용되어 전파 환경 예측 지역에서의 전파 환경 예측이 수행된다. The propagation environment prediction region is divided into a grid of a predetermined size, and a representative value of measured data measured in the divided grid is calculated. A propagation path from the external base station or repeater to the propagation environment prediction area is obtained and a correction coefficient that is the difference between the representative value of the lattice where the propagation path first comes and the propagation prediction value of the lattice is calculated. The propagation environment prediction in the propagation environment prediction region is performed by applying the path loss correction value to the propagation path by the correction coefficient.
전파 환경 예측, 경로 손실, 손실 보정, 절사 평균, 레이튜브 Propagation environment prediction, path loss, loss correction, truncation average, ray tube
Description
본 발명은 전파 환경 예측 방법에 관한 것으로, 특히 건물 주변에서 실측된 데이터를 이용하여 건물 외부의 기지국 또는 중계기에 의해 형성되는 건물 내부 또는 건물 외부의 전파 환경을 예측하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a propagation environment predicting method, and more particularly, to a method and apparatus for predicting a propagation environment inside or outside a building formed by a base station or a repeater outside the building using data measured in the vicinity of the building.
현대 문명이 고도화되고, 이동통신이 급속도로 발전함에 따라 휴대 전화이동통신 서비스를 사용하는 이용자들의 수는 기하급수적으로 증가하고 있고, 이용자들은 언제 어디서나 이유여하를 불문하고 원하는 서비스를 실시간으로 받기를 원한다. As the modern civilization has advanced and mobile communication has developed rapidly, the number of users who use mobile phone mobile communication service is increasing exponentially, and users want to receive desired service in real time anytime and anywhere regardless of reason .
이에 이동통신 사업자들은 이런 고객들의 요구를 만족시키기 위해 보다 효율적으로 무선망 셀 설계 및 투자를 진행하려고 한다. 이것은 정확한 전파 예측과 이에 기반한 효율적인 셀설계가 이뤄졌을때 수반되는 결과이다. Therefore, mobile service providers are planning to design and invest more efficiently in wireless networks to meet the needs of these customers. This is a consequence of accurate propagation prediction and efficient cell design based on this.
특히, 이동통신이 급속도로 발전함에 따라 사람들은 대부분 그들이 속한 조직(회사), 가정 등에서 대부분의 시간을 보내게 되고, 이에 따른 이동통신 발생 트래픽도 건물 내부 또는 가정 내에서의 비중이 점점 올라가고 있다. Particularly, as the mobile communication rapidly develops, most people spend most of their time in the organizations (companies) and households to which they belong, and the proportion of mobile communication traffic in the building or in the home is gradually increasing.
최근 한 통계에 따르면, 이동통신에서 발생하는 트래픽의 약 70%는 빌딩 또는 아파트 등의 건물 내부에서 발생되며, 데이터 어플리케이션의 경우에는 90% 정도가 건물 내부에서 이루어진다고 한다. According to a recent statistic, about 70% of traffic from mobile communication occurs inside a building such as a building or apartment, and about 90% for data applications.
이와 같이 이동통신에서 많은 부분을 차지하는 건물 내부에서의 이동통신 서비스를 원활하게 제공하는 것에 대한 여부는 가입자의 이동통신 서비스 평가에 직접 영향을 미치기 때문에 이동통신 사업자의 매출에 큰 영향을 끼치고 있다. In this way, whether or not to provide mobile communication services in a building, which occupies a large portion in mobile communication, has a direct effect on the evaluation of the mobile communication service of a subscriber, which has a great influence on the sales of the mobile communication service provider.
따라서, 건물 내부에 형성되는 전파 환경을 정확하게 분석하고 예측하여, 건물 내부에서의 이동통신 서비스가 원활하게 제공되도록 외부의 기지국 또는 중계기를 최적으로 위치시킬 수 있는 셀 설계가 이루어져야 한다.Therefore, it is necessary to design a cell capable of optimally positioning an external base station or repeater so that the mobile communication service in the building can be smoothly provided by accurately analyzing and predicting the propagation environment formed inside the building.
그러나, 이동통신 환경에서 외부의 기지국 또는 중계기에 의해 건물 외부 나아가 건물 내부에 형성되는 전파 환경을 예측하기가 매우 어렵다는 것은 이미 기정사실화 되어 있다. 특히, 고층 건물 이나 아파트 단지와 같이 건물들이 밀집되어 있는 지역에서 전파 환경을 예측하는 장치에 전파 환경 예측 지역에 위치하는 각종의 건물이나 아파트 단지에 대한 정보를 모두 입력하여 예측하는 것이 매우 어렵다.However, it is already known that it is very difficult to predict the radio wave environment formed outside the building and inside the building by an external base station or repeater in a mobile communication environment. In particular, it is very difficult to predict and input information about various buildings and apartment complexes located in the radio propagation environment prediction area in a device for predicting the propagation environment in an area where buildings are concentrated such as a high-rise building or an apartment complex.
한편, 이동통신 사업자들은 전파 환경을 최적화하기 위한 방안으로써 고층 건물이나 아파트 단지와 같이 건물들이 밀집되어 있는 지역에서 전파 환경을 측정한다. 이 때, 측정되는 전파 환경 데이터로는 측정 지역에서의 전파의 세기, 해당 기지국 정보, 신호대잡음비 등이 있고, 측정 방법으로는 측정 장치가 탑재된 차량을 이용하거나 지하 또는 건물 등에서는 측정 단말기를 이용한다. On the other hand, mobile communication providers measure the propagation environment in areas where buildings are concentrated, such as high-rise buildings or apartment complexes, as a way to optimize the propagation environment. At this time, the propagation environment data measured includes the intensity of the radio wave in the measurement area, the information of the base station, and the signal-to-noise ratio. The measurement method includes using a vehicle equipped with a measurement device or a measurement terminal .
이와 같이 건물이나 아파트 단지 등에서 실제로 측정되는 전파 환경 데이터는 외부의 기지국 또는 중계기에서부터 측정 지역까지의 건물/지형/고도의 영향이 다 포함된 값이므로, 건물이나 아파트 단지 등에서 건물의 외부 또는 내부에서의 전파 환경 예측에 상기와 같이 실제 측정되는 전파 환경 데이터를 활용하는 방법이 요구된다.Thus, the propagation environment data actually measured in a building or an apartment complex includes the influence of the building / terrain / altitude from the external base station or repeater to the measurement area. Therefore, A method of utilizing propagation environment data actually measured as described above is required for propagation environment prediction.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 외부의 기지국 또는 중계기로부터 전파 환경 예측 지역까지의 전파 경로 상에서 예측되는 예측 데이터와 실측 데이터간의 차이를 보정 계수로써 적용함으로써 정확한 전파 환경 예측을 수행할 수 있는 전파 환경 예측 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a radio wave propagation environment capable of performing accurate propagation environment prediction by applying a difference between predicted data and actual data, which are predicted on a propagation path from an external base station or repeater, Prediction method and apparatus therefor.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 전파 환경 예측 방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a propagation environment predicting method,
외부 전파원으로부터 상기 전파 환경 예측 대상 지역 내의 한 지점까지의 전파 경로를 설정하는 단계; 상기 전파 환경 예측 대상 지역을 일정 크기의 격자로 분할하는 단계; 분할된 상기 격자 내에 위치한 지역들의 실측 데이터들에 대한 대푯값을 산출하는 단계; 분할된 상기 격자들 중에서 상기 전파 경로가 처음 만나는 격자의 대푯값과 상기 처음 만나는 격자에 위치한 지역의 전파 환경 예측값의 차이인 보정 계수를 산출하는 단계; 및 상기 보정 계수를 상기 전파 경로 상의 경로 손 실값으로 적용하여 상기 한 지점에서의 전파 환경 예측을 수행하는 단계를 포함한다.Setting a propagation path from an external propagation source to a point within the propagation environment prediction target area; Dividing the propagation environment prediction target area into a grid of a predetermined size; Calculating a representative value of actual data of regions located in the divided grid; Calculating a correction coefficient that is a difference between a representative value of a lattice where the propagation path first meets the divided lattices and a propagation environment predicted value of an area located in the lattice first encountered; And performing the propagation environment prediction at the one point by applying the correction coefficient to the path loss value on the propagation path.
본 발명의 다른 특징에 따른 전파 환경 예측 방법은,According to another aspect of the present invention,
건물 내부의 전파 환경을 예측하는 방법으로서, 전파 환경 예측 지역에 대한 2차원 설계 도면을 로딩하는 단계; 상기 2차원 설계 도면상에 위치한 각 건물을 3차원 형태의 건물로 변환하는 단계; 상기 3차원 형태의 건물에 대한 설계 인자를 설정하는 단계; 외부의 전파원에 대한 정보를 설정하는 단계; 상기 외부의 전파원에 의해 상기 3차원 형태의 건물면까지 형성되는 전파 경로를 형성하고, 상기 전파 경로가 처음 만나는 격자-여기서 격자는 상기 2차원 설계 도면을 일정 크기로 분할하는 기준이 되는 모양-의 전파 환경 예측값과 실측 데이터의 차이에 해당하는 보정 계수를 상기 전파 경로 상의 경로 손실값으로 적용하여 상기 3차원 형태의 건물면에서의 전파 환경 예측을 수행하는 단계; 및 상기 건물면까지 형성되는 전파 환경 예측 결과를 이용하여 상기 건물 내부에서의 전파 환경을 예측하는 단계를 포함한다.A method for predicting propagation environment inside a building, comprising: loading a two-dimensional design drawing for a propagation environment prediction area; Converting each building located on the two-dimensional design drawing into a three-dimensional building; Setting a design factor for the three-dimensional building; Setting information on an external propagation source; Dimensional design drawing is divided into a shape of a reference plane for dividing the two-dimensional design drawing into a predetermined size and a shape of a reference plane for dividing the two- Performing a propagation environment prediction on the three-dimensional building surface by applying a correction coefficient corresponding to the difference between the propagation environment predicted value and the measured data of the propagation environment on the propagation path as the path loss value on the propagation path; And predicting a propagation environment inside the building using a propagation environment prediction result formed up to the building surface.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 전파 환경 예측 장치는,According to another aspect of the present invention,
전파 환경 예측 지역을 일정 크기의 격자로 분할하고, 분할된 격자에 대한 전파 환경 예측값과 실측 데이터의 차이에 해당하는 보정 계수를 산출하는 경로 손실 보정부; 및 외부의 전파원에 의해 전파 환경 예측 대상 지역의 한 지점에 형성되는 전파 환경을 예측하되, 상기 외부의 전파원에 의해 상기 한 지점까지 형성되는 전파 경로가 처음 만나는 격자의 보정 계수를 상기 경로 손실 보정부에 의해 산 출하여 상기 전파 경로 상의 경로 손실값으로 적용하여 상기 한 지점에서의 전파 환경 예측을 수행하는 전파 환경 예측부를 포함한다.A path loss correcting unit for dividing the propagation environment prediction region into a grid of a predetermined size and calculating a correction coefficient corresponding to the difference between the propagation environment prediction value and the actual data for the divided grid; And estimating a propagation environment formed at a point in the propagation environment prediction target area by an external propagation source, wherein a correction coefficient of a lattice where a propagation path formed up to the point by the external propagation source first meets the path loss And a propagation environment predicting unit for estimating a propagation environment at the one point by applying the propagation path value as a path loss value on the propagation path.
본 발명에 따르면, 외부의 기지국 또는 중계기로부터 건물면까지의 전파 경로 상에서 실측 데이터와 예측 데이터간의 차이에 해당하는 보정 계수를 적용하여 전파 환경을 예측함으로써 보다 정확한 전파 환경 예측을 수행할 수 있다.According to the present invention, more accurate propagation environment prediction can be performed by predicting the propagation environment by applying a correction coefficient corresponding to a difference between actual data and predicted data on a propagation path from an external base station or repeater to a building surface.
이로 인해, 보다 효율적인 셀설계 및 투자비 절감이 가능해진다. This makes it possible to design a more efficient cell and reduce the investment cost.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있 고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In this specification, a base station (BS) is an access point (AP), a radio access station (RAS), a node B, a base transceiver station (BTS) Mobile Multihop Relay) -BS, and may include all or some of the functions of the access point, the radio access station, the Node B, the base transceiver station, and the MMR-BS.
이제 본 발명의 실시예에 따른 실측 데이터를 이용한 전파 환경 예측 방법에 대해 상세하게 설명한다.Now, a propagation environment predicting method using measured data according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 실시예는 고층 건물들이 밀집해 있는 지역 또는 아파트들이 밀집해 있는 아파트 단지 등의 지역을 대상으로 하여, 해당 지역에 위치하는 고층 건물이나 아파트의 외부 또는 내부에서의 전파 환경을 예측하는 경우에 해당된다. 따라서, 본 발명의 실시예를 보다 쉽게 설명하기 위해, 이하에서는 건물이 아파트를 의미하고, 건물이 있는 지역을 아파트 단지로 설정하여 설명한다. 그러나, 아파트 단지를 대상으로 하여 설명하는 이하의 내용이 고층 건물들이 밀집해 있는 지역들에도 적용될 수 있다는 것은 당업자라면 쉽게 이해할 것이다.The embodiment of the present invention can be applied to a case of predicting a propagation environment in a high-rise building or an apartment inside or outside an apartment, where a high-rise building is concentrated or an apartment complex where apartments are concentrated . Therefore, in order to explain the embodiment of the present invention more easily, hereinafter, the building means an apartment, and an area where the building is located is set as an apartment complex. However, it will be understood by those skilled in the art that the following description of an apartment complex can also be applied to areas where high-rise buildings are concentrated.
또한, 본 발명의 실시예에서는 건물 외부 또는 내부의 전파 환경을 예측하기 위해 건물면까지의 전파 경로를 추적하는 방식으로 레이 튜브(ray tube)를 형성하는 방식이 사용된다. Further, in the embodiment of the present invention, a method of forming a ray tube by a method of tracing a propagation path to a building surface in order to predict a propagation environment outside or inside the building is used.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 전파 환경 예측 방법에서는 외부의 기지국 또는 중계기(이하 '외부 전파원'이라 함)로부터 건물 외부까지의 경로에 대해 실측 데이터를 이용하여 경로 손실을 보정하는 것을 특징으로 한다. First, in the propagation environment predicting method according to an embodiment of the present invention, path loss is corrected using actual measurement data for a path from an external base station or a repeater (hereinafter, referred to as an "external propagation source" do.
본 발명의 실시예에서는, 이러한 경로 손실의 보정을 위해, 전파 환경 예측 지역 내에 위치한 한 지점에서 전파 환경 예측 장치에 의해 예측된 전파 세기 예측데이터와 해당 지점에서 실제 측정된 실측 데이터의 차를 해당 지점에서의 보정 계 수로 설정한다. 여기서, 전파 세기 예측 데이터로는 예를 들어 RSSI(Received Singnal Strength Indication), RSCP(Received Signal Code Power), 송신 전력 세기(TX_POWER) 등이 있다. 즉, 한 지점에서의 실측 데이터를 α라고 하고, 해당 지점에서의 전파 세기 예측 데이터를 β라고 할 때, 해당 지점에서의 보정 계수(γ)는 β-α로 설정된다.In the embodiment of the present invention, in order to correct such a path loss, the difference between the propagation environment prediction data predicted by the propagation environment prediction apparatus at a point located within the propagation environment prediction region and the actual measurement data actually measured at the corresponding point, As shown in FIG. Here, the propagation intensity prediction data includes Received Signal Strength Indication (RSSI), Received Signal Code Power (RSCP), and Transmit Power Intensity (TX_POWER), for example. That is, when the actual data at one point is? And the propagation intensity prediction data at the corresponding point is?, The correction coefficient? At that point is set to? - ?.
본 발명의 실시예에서는 전파 환경 예측시 상기와 같이 경로 손실에 대한 보정 계수를 단순히 사용하는 것이 아니라 전파 경로를 추적하는 방식으로 사용되는 레이 튜브 방식의 특징에 따라서 경로 손실을 나타내는 보정 계수를 활용한다. In the embodiment of the present invention, the correction coefficient for the path loss is not simply used as described above in the propagation environment prediction, but the correction coefficient indicating the path loss is utilized according to the characteristic of the ray tube method used in the method of tracking the propagation path .
이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 전파 환경 예측 지역의 설계 도면, 즉 전파 환경 예측 지역의 2차원의 평면도를 일정한 크기의 격자로 분할한다. 여기서, 격자의 크기는 전파 환경 예측 지역의 밀집도 등의 특성에 따라 가변된다. For this, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the plan view of the propagation environment prediction area, that is, the two-dimensional plan view of the propagation environment prediction area is divided into a grid of a certain size. Here, the size of the lattice varies depending on the characteristics such as density of the propagation environment prediction region and the like.
그 후, 분할된 격자 내에 있는 지역들의 실측 데이터들에 대해 대푯값을 결정한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 분할된 격자 내에 있는 지역들에 대한 실측 데이터들의 절사 평균값을 해당 격자의 대푯값으로 결정한다. 여기서, 절사 평균이란 실측 데이터들 중 최대값과 최소값을 제외한 나머지 실측 데이터들의 평균을 말한다.Then, a representative value is determined for the actual data of the regions in the divided grid. For example, in the embodiment of the present invention, a truncation average value of actual data for regions within a divided grid is determined as a representative value of the corresponding grid. Here, the truncation means is the average of the measured data excluding the maximum value and the minimum value of the measured data.
따라서, 전파 환경 예측 지역을 분할한 각 격자들은 하나의 실측 데이터 대푯값을 갖거나 또는 실측 데이터가 없는 경우에는 대푯값을 안 가질 수 있다.Therefore, each lattice that divides the propagation environment prediction region can have one measured data representative value or no representative value when there is no measured data.
또한, 격자에 대한 대푯값은 PSC(Primary Scrambling Code)나 RTD(Round Trip Delay)별로 구분이 가능해야 한다. Also, the representative value of the grid should be distinguishable by PSC (Primary Scrambling Code) or RTD (Round Trip Delay).
본 발명의 실시예에서는 위와 같이, 격자별로 설정되는 실측 데이터의 대푯값을 해당 격자 내에 있는 지역의 실측 데이터로 사용하여 보정 계수를 산출한다. 즉, 특정 격자 내에 있는 지역에서의 전파 예측 데이터와 해당 격자의 대푯값인 실측 데이터를 해당 지역의 실측 데이터로 사용하여 그 차이를 보정 계수로써 산출한다.In the embodiment of the present invention, as described above, the representative coefficient of the actual data set for each lattice is used as the actual data of the area in the lattice to calculate the correction coefficient. That is, the propagation prediction data in the region within the specific lattice and the actual data, which is a representative value of the corresponding lattice, are used as the actual data of the corresponding region, and the difference is calculated as the correction coefficient.
따라서, 해당 지역에서 경로 손실 보정이 적용된 후의 최종 전파 환경 예측값은 외부 전파원으로부터의 전송 전력에서 해당 지역까지의 자유 공간 손실(Free Space Loss)과 해당 지역의 보정 계수를 뺀 값으로 산출된다.Therefore, the final propagation environment prediction value after the path loss correction is applied in the area is calculated by subtracting the free space loss from the transmission power from the external propagation source to the corresponding region and the correction coefficient of the corresponding region.
한편, 전파 환경 예측시 예측 대상의 지역이 전파 환경 예측 지역의 외곽이 아니라 중심부에 위치할 때에는 첨부한 도 2에서와 같이, 외부 전파원으로부터 전파 환경 예측 대상의 지역까지의 진행 경로가 적어도 둘 이상의 격자를 통과하는 경우가 대부분이다. 이 경우, 해당 진행 경로에 대한 경로 손실 보정에는 진행 경로가 만나는 첫 번째 격자에서의 보정 계수만을 추출하여 사용한다. 즉, 외부 전파원으로부터 전파 환경 예측 대상의 지역까지 그 진행 경로가 여러 개의 격자를 통과하더라도 그 진행 경로가 첫 번째 격자에 도달했을 때에만 해당 격자에서 추출된 보정 계수만을 적용하고, 그 후에 통과하는 격자들에 대해서는 자유 공간 손실(Free Space Loss)만을 적용한다.On the other hand, when the region to be predicted is located at the center rather than the outer periphery of the propagation environment prediction region in the propagation environment prediction, as shown in Fig. 2, the propagation path from the external propagation source to the propagation environment prediction target region has at least two It is most likely to pass through a grid. In this case, only the correction coefficient in the first lattice where the path is encountered is used for the path loss correction for the corresponding path. That is, even if the propagation path passes through several lattices from the external propagation source to the propagation environment prediction target area, only the correction coefficients extracted from the lattice are applied only when the propagation path reaches the first lattice, For grids, only Free Space Loss is applied.
도 2의 예를 참조하면, 전파 환경 예측 지역이 F 영역에 위치하는 경우, 기지국1(10)로부터의 진행 경로가 격자 A와 격자 F를 지나지만, 상기 설명에 따라, 해당 진행 경로에 대해서는 격자 A에 의한 보정 계수만을 추출하여 적용하게 된다.2, when the propagation environment prediction region is located in the F region, the propagation path from the
한편, 진행 경로상 만나는 격자들이 보정 계수를 가지지 않는 경우에는 당연히 자유 공간 손실만이 적용된다.On the other hand, when the gratings on the path do not have correction coefficients, only free space loss is naturally applied.
또한, 진행 경로상 만나는 첫 번째 격자가 보정 계수를 가지지 않고, 두 번째 만나는 격자가 보정 계수를 가지는 경우에는 두 번째 만나는 격자의 보정 계수를 적용하여 해당 지역에서의 전파 환경을 예측한다.Also, if the first lattice on the path does not have a correction factor and the second lattice has a correction factor, then the second lattice correction factor is applied to predict the propagation environment in that region.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 외부 전파원으로부터 전파 환경 예측 지역까지의 진행 경로에 대해 예측 데이터와 실측 데이터 사이의 차를 보정 계수로써 적용하되, 진행 경로 상에서 만나는 모든 지역에 대한 보정 계수를 적용하는 것이 아니라, 전파 환경 예측 지역을 격자로 분할했을 때 진행 경로가 처음 만나는 격자에 대한 보정 계수만을 적용한다.As described above, in the embodiment of the present invention, the difference between the predicted data and the measured data is applied as a correction coefficient to the propagation path from the external propagation source to the propagation environment prediction region, and correction Instead of applying the coefficient, only the correction factor for the lattice where the propagation path first arrives when the propagation environment prediction region is divided into lattices is applied.
이상 설명한 경로 손실 보정 내용을 적용하여 건물 내부의 전파 환경을 예측하는 예에 대해 구체적으로 설명한다.An example of predicting the propagation environment inside the building by applying the above-described path loss correction contents will be described in detail.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전파 환경 예측 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a radio wave environment predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전파 환경 예측 장치는 입력부(100), 저장부(200), 3차원 건물 자료 처리부(300), 건물 인자 설정부(400), 외부 전파원 설정부(500), 경로 손실 보정부(600), 전파 환경 예측부(700), 표시부(800) 및 제어부(900)를 포함한다.3, a propagation environment prediction apparatus according to an embodiment of the present invention includes an
입력부(100)는 사용자(또는 관리자)로부터 명령 또는 기타 자료 정보를 입력받기 위해 키보드, 마우스 등의 입력 수단으로 구성된다.The
저장부(200)는 건물이나 아파트 단지(이하 '전파 환경 예측 지역'이라고 함)의 평면도를 저장하고, 기타 전파 환경 예측에 필요한 각종의 정보들을 저장한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 저장부(200)는 전파 환경 예측 지역 내에서 각 위치별로 실제 측정된 전파 세기 예측 데이터인 실측 데이터를 저장한다.The
3차원 건물 자료 처리부(300)는 제어부(900)의 제어에 의해, 저장부(200)에 저장되어 있는 전파 환경 예측 지역의 평면도를 기반으로 2차원 형태의 건물들에 대해 3차원 형태의 건물로 변환하여 대응되는 정보를 저장부(200)에 저장한다. The three-dimensional building
건물 인자 설정부(400)는 제어부(900)의 제어에 의해, 전파 환경 예측 대상인 건물 내부의 구조물의 종류와 속성을 설정한다. 여기서, 건물 내부 구조물의 종류는 건물의 앞면, 옆면, 뒷면, 윗면으로 나뉘어 지게 되고, 건물 내부의 전파 환경 분석을 위해 각 면의 매질의 종류가 설정되어야 한다. 여기서, 매질의 종류로는 유리, 특수유리, 경량 칸막지, 나무, 조적, 철문, 콘크리트 등일 수 있다. 또한, 각 구조물의 속성은 구조물의 두께, 높이, 전파 손실 값, 유전 상수, 전도도, 반사 계수 등일 수 있다.The building
외부 전파원 설정부(500)는 제어부(900)의 제어에 의해, 전파 환경 예측 지역 내에 위치하며 전파를 발생하는 외부의 기지국 또는 중계기의 위치와 기지국 또는 중계기의 종류 및 속성을 설정한다. 여기서, 기지국 또는 중계기의 위치는 지면뿐만 아니라 건물 옥상에도 그 위치를 설정할 수 있다. 외부 전파원의 종류 선택에 의해 외부 전파원의 정격 출력, 최대 전력, FA 수, PSC 등의 파라미터가 자동으로 선택된다. 또한, 외부 전파원의 속성은 안테나의 메인 방향, 안테나 개수, 송신 파라미터 등일 수 있다.Under the control of the
경로 손실 보정부(600)는 저장부(200)에 저장되어 있는 전파 환경 예측 지역의 평면도를 일정 크기의 격자로 분할한 후, 저장부(200)에 저장되어 있는 위치별 실측 데이터를 사용하여 격자별 실측 데이터의 대푯값을 결정한다. 여기서 대푯값은 상기에서 설명한 바와 같이, 격자 내에 속한 위치별 실측 데이터의 절사 평균값으로 결정한다. 그리고, 경로 손실 보정부(600)는 격자 내의 특정 위치에서의 전파 환경 예측 데이터와 격자의 실측 데이터 대푯값의 차이에 해당하는 보정 계수를 산출한다.The path
전파 환경 예측부(700)는 제어부(900)의 제어에 의해, 건물면을 메쉬(mesh)로 분할하여 전파 환경 분석 대상의 메쉬까지의 전파 경로를 레이 튜브(ray tube) 방식을 통해 추적하고, 추적되는 전파 경로 상에서의 경로 손실을 경로 손실 보정부(600)를 통해 보정한 후, 메쉬에 대응하는 건물 내부까지의 전파 환경을 예측한다. 이 때, 전파 환경 예측부(700)는 전파 경로가 경로 손실 보정부(600)에 의해 분할된 격자들 중 첫 번째로 통과하는 격자에 대한 예측 데이터를 경로 손실 보정부(600)로 전달하고, 경로 손실 보정부(600)에 의해 산출되는 보정 계수를 전달받아서 전파 경로 상에서의 전파 환경 예측시 보정 계수를 적용한다.Under the control of the
표시부(800)는 제어부(900)의 제어에 의해, 전파 환경 예측 과정에서 발생하는 각종의 정보를 표시한다. 특히, 표시부(800)는 전파 환경 예측부(700)에 의해 건물 내부의 전파 환경을 예측한 결과를 사용자가 볼 수 있도록 표시한다. 예를 들어, 표시부(800)는 전파 환경 예측부(700)에 의해 건물들에 대한 내부 전파 환경 예측 결과를 비교하여 볼 수 있도록 표시할 수 있다.Under the control of the
도 4는 도 3에 도시된 경로 손실 보정부(600)의 상세 블록도이다.FIG. 4 is a detailed block diagram of the path
도 4에 도시된 바와 같이, 경로 손실 보정부(600)는 격자 분할부(610), 대푯값 산출부(620), 대상 격자 결정부(630) 및 보정 계수 산출부(640)를 포함한다.4, the path
격자 분할부(610)는 저장부(200)에 저장되어 있는 전파 환경 예측 지역의 평면도를 로딩하여 일정 크기의 격자로 분할한 후, 분할 정보를 저장부(200)에 저장한다.The
대푯값 산출부(620)는 격자 분할부(610)에 의해 분할된 격자들별로, 각 격자 내에 위치한 지역별 실측 데이터를 저장부(200)로부터 전달받아서 실측 데이터들의 절사 평균값을 해당 격자의 실측 데이터 대푯값으로 산출한다.The representative
대상 격자 결정부(630)는 전파 환경 예측부(800)에서 결정된 전파 경로를 전달받아서 전파 경로가 거치는 격자들 중에서 대푯값 산출부(620)에 의해 대푯값이 산출되어 있는 격자들 중 전파 경로가 가장 먼저 만나는 격자를 결정한다.The
보정 계수 산출부(640)는 대상 격자 결정부(630)에 의해 결정된 격자 내의 지역의 전파 세기 예측값을 전파 환경 예측부(700)로 전달받아서 격자의 대푯값과의 차이에 해당하는 보정 계수를 산출하여 전파 환경 예측부(700)로 전파 경로의 경로 손실 보정값으로써 제공한다.The
도 5는 도 3에 도시된 전파 환경 예측부(700)의 상세 블록도이다.FIG. 5 is a detailed block diagram of the propagation
도 5에 도시된 바와 같이, 전파 환경 예측부(700)는 메쉬 분할부(710), 레이 튜브 경로 추적부(720), 외부 전파 세기 산출부(730) 및 내부 전파 환경 예측 부(740)를 포함한다.5, the propagation
메쉬 분할부(710)는 3차원 건물 자료 처리부(300)에 의해 3차원 형태로 변환된 건물 자료에 기초하여 건물과 바닥을 메쉬로 분할한다. 여기서 건물의 앞면, 뒷면 및 바닥면은 기본적으로 사각형 형태의 메쉬로 분할하고, 윗면은 삼각형 2개의 형태의 메쉬로 분할한다. 또한, 옆면의 경우 매질이 앞면과 같으면 사각형의 메쉬로 분할하고, 매질이 콘크리트이면 큰 사각형으로 분할한다. 이러한 메쉬의 형태나 크기는 속도와 정확도를 고려하여, 삼각형, 사각형 또는 다른 형태로 임의로 선택할 수 있다. 메쉬의 분할과 동시에 각 메쉬에 대해 기본 연산에 필요한 정보는 저장부(200)에 저장된다. 예를 들어, 메쉬의 중점, 메쉬의 법선 벡터 등이 이에 해당될 수 있다.The
레이 튜브 경로 추적부(720)는 메쉬 분할부(710)에 의해 분할된 모든 메쉬에 대한 외부 전파원으로부터의 레이 튜브(ray tube)를 설정하고, 설정된 레이 튜브를 순방향 트리(forward tree) 구조로써 저장부(200)에 저장하며, 입력부(100)를 통해 사용자에 의해 지정된 메쉬, 즉 내부의 전파 환경을 분석하고자 하는 아파트 한 호에 해당하는 메쉬를 통과하는 유효 경로를 결정하여 저장부(200)에 저장한다. 여기서, 레이 튜브의 설정에 의해 유효 경로를 결정하는 방식에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.The ray tube
외부 전파 세기 산출부(730)는 외부 전파원의 안테나를 거쳐 레이 튜브 경로 추적부(620)에 의해 결정되는 유효 경로를 통해 사용자에 의해 지정된 메쉬 면까지 입사, 반사, 투과, 회절을 거친 전파의 세기를 산출한다. 여기서, 외부 전파 세기 산출부(730)는 레이 튜브 경로 추적부(620)에 의해 결정되는 유효 경로를 경로 손실 보정부(600)로 전달하고, 경로 손실 보정부(600)에 의해 산출되는 보정 계수를 전달받아서 유효 경로를 통한 전파의 세기 산출시 보정 계수를 적용하여 메쉬 면까지의 최종 전파의 세기를 산출한다. 한편, 외부 전파원의 안테나에서 출력되는 전파의 세기는 안테나의 3차원 방사 패턴을 예측하여 산출하며, 안테나의 3차원 방사 패턴의 예측을 위해 보간법(Interpolation)이 사용된다. 보간법에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.The external propagation
내부 전파 환경 예측부(740)는 사용자에 의해 지정된 메쉬의 내부로 통과하여 입사될 수 있는 전파 모두가 메쉬로 입사되는 세기의 합에 기초하여 내부의 특정 위치에서의 전파의 세기를 산출함으로써 건물 내부의 전파 환경을 예측한다. 내부의 전파 환경을 예측하는 방법으로는 여러 가지가 있을 수 있으며, 본 발명의 실시예는 건물 내부의 전파 환경을 예측하는 방법에 특징이 있는 것이 아니므로 건물 내부의 전파 환경을 예측하는 방법에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다. 그럼에도 불구하고 하나의 예를 들자면, 건물을 아파트로 가정하는 경우, 아파트 한 호는 대부분 앞면을 베란다면으로 하고 뒷면을 부엌면으로 사용하고 있기 때문에, 메쉬 면은 베란다면과 부엌면이 해당한다. 따라서, 베란다면과 부엌면으로 입사하여 특정 위치를 지나는 모든 전파의 세기를 구한다. 여기서, 아파트 내부의 특정 위치는 아파트 한 호의 내부 구조에 따라 다르게 설정될 수 있으나, 대부분의 사람들이 아파트 내에서 생활하는 것을 기준으로 할 때 거실에서 많은 시간을 보내므로, 거실 등 밑의 위치로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 베란다면에서 4m, 부엌면에서 8m, 바닥면으로부터 높이 1.5m에 위치한 지점을 특정 위치로 설정할 수 있다.The internal propagation
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전파 환경 예측 방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a propagation environment predicting method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
먼저, 3차원 건물 자료 처리부(300)는 제어부(900)의 제어에 의해, 저장부(200)에 저장되어 있는 전파 환경 예측 지역의 2차원 설계 도면을 로딩하여 2차원 형태의 건물을 3차원 형태의 건물로 변환한다(S100). 2차원 형태의 건물을 3차원 형태의 건물로 변환할 때 2차원 설계 도면에 축척을 설정하여 실제 크기로 환산하는 등의 작업에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.The three-dimensional building
다음, 건물 인자 설정부(400)는 3차원 형태로 변환된 건물에 부여할 재질, 특히 건물의 면의 재질을 설정한다(S110). 여기서, 건물의 면에 부여될 재질로는 유리 앞면, 유리 옆면, 유리 뒷면, 콘크리트 옆면, 콘크리트 뒷면의 재질로 구분될 수 있다. 따라서, 건물 인자 설정부(400)는 사용자로 하여금 위와 같은 건물 면에 대한 재질을 선택할 수 있도록 제어한다.Next, the building
다음, 외부 전파원 설정부(500)는 사용자로부터 전파 환경 예측 지역 내에서의 외부 기지국 또는 중계기인 외부 전파원의 위치, 방향 및 설정 정보를 입력받아서 외부 전파원으로 설정한다. 여기서, 외부 전파원의 위치는 3차원 형태로 변경된 설계 도면 상에서 입력받을 수 있고, 2차원이 아닌 3차원 형태의 건물이므로 외부 전파원의 위치는 지면, 건물 등에 위치할 수도 있다. 외부 전파원이 기지국인 경우 기지국 안테나의 타입, 높이, 각도, 방향각 등을 설정할 수 있다. 그리고, 전파 출력단으로부터 안테나까지의 케이블 종류, 길이 등도 입력받아서 설정할 수 있다. 또한, 중계기의 경우에는 중계기의 종류를 설정함에 의해 정격 출력, 전체 전력, FA 수, PSC, 높이 등이 자동으로 설정될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 3차원 형태의 전파 환경 예측이 수행되므로 안테나의 방향 또한 3차원 형태로 설정될 수 있다. 즉, 안테나가 향하는 방향에 있는 3차원 형태의 건물을 이용하여 설정할 수 있다. Next, the external propagation
이와 같이, 2차원 설계 도면을 3차원 형태의 설계 도면으로 변환하고, 외부 전파원 또한 설정되었으므로, 제어부(900)의 제어에 의해 전파 환경 예측부(700)는 외부 전파원에 의한 전파의 영향으로 건물의 내부에서 형성되는 전파 환경의 예측을 수행한다(S130).As described above, since the two-dimensional design drawing is converted into the three-dimensional design drawing and the external propagation source is also set, the propagation
이러한 전파 환경 예측에 대해 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.This propagation environment prediction will be described in more detail with reference to FIG.
먼저, 경로 손실 보정부(600)의 격자 분할부(610)는 저장부(200)에 저장되어 있는 전파 환경 예측 지역의 평면도를 로딩하여 일정 크기의 격자로 분할한 후, 분할 정보를 저장부(200)에 저장한다(S131).First, the
대푯값 산출부(620)는 격자 분할부(610)에 분할된 격자들 별로, 각 격자 내에 위치한 지역별 실측 데이터를 저장부(200)로부터 전달받아서 실측 데이터들의 절사 평균값을 해당 격자의 실측 데이터 대푯값으로 산출한다(S132).The representative
다음, 전파 환경 예측부(700)의 메쉬 분할부(710)는 3차원 형태로 변환된 건물 자료에 기초하여 건물과 바닥을 메쉬로 분할한다(S133).Next, the
그 후, 레이 튜브 경로 추적부(720)는 분할된 모든 메쉬에 대한 외부 전파원 으로부터의 레이 튜브를 설정하고, 설정된 레이 튜브를 순방향 트리(forward tree) 구조로써 저장부(200)에 저장한 후(S134), 각 메쉬를 통과하는 유효 경로를 결정하여 또한 저장부(200)에 저장한다(S135).Thereafter, the ray tube
다음, 외부 전파 세기 산출부(730)는 외부 전파원의 안테나를 거쳐 상기 단계(S155)에서 결정된 유효 경로를 경로 손실 보정부(600)로 전달하고, 경로 손실 보정부(600)의 대상 격자 결정부(630)는 유효 경로를 전달받아서 유효 경로가 거치는 격자들 중에서 대푯값 산출부(620)에 의해 대푯값이 산출되어 있는 격자들 중 전파 경로가 가장 먼저 만나는 격자를 결정한다(S136).Next, the external propagation path
그리고, 보정 계수 산출부(640)는 대상 격자 결정부(630)에 의해 결정된 격자 내의 지역의 전파 세기 예측값을 전파 환경 예측부(700)로 전달받아서 격자의 대푯값과의 차이에 해당하는 보정 계수를 산출하여 전파 환경 예측부(700)로 전파 경로의 경로 손실 보정값으로써 제공한다(S137).The correction
따라서, 외부 전파 세기 산출부(730)는 경로 손실 보정부(600)로부터 제공되는 보정 계수를 전달받아서 유효 경로를 통한 전파의 세기 산출시 보정 계수를 적용하여 메쉬 면까지의 최종 전파의 세기를 산출한다(S138).Accordingly, the external propagation
이와 같이, 메쉬면까지 산출된 전파의 세기를 이용하여 내부 전파 환경 예측부(740)는 각 메쉬의 내부에 위치하는 특정 위치에서의 전파의 세기를 산출함으로써 건물 내부의 전파 환경을 예측한다(S139). In this way, the internal propagation
이상과 같이 하여 외부 전파원에 의한 전파의 영향으로 건물의 내부에서 형성되는 전파 환경의 예측이 완료되면, 제어부(900)는 상기 단계(S130)에서 건물의 내부에 대한 전파 환경 예측이 완료된 결과를 표시부(800)를 통해 화면상에 표시한다(S140). When the prediction of the propagation environment formed inside the building is completed due to the influence of the propagation by the external propagation source, the
그 후, 제어부(900)는 전파 환경 예측부(700)에 의해 분석된 결과 정보를 저장부(200)에 저장한다(S150).Thereafter, the
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에서는 외부 전파원으로부터 건물면까지의 전파 세기를 예측할 때 외부 전파원으로부터 건물면까지의 전파 경로 상에서 실측 데이터와 예측 데이터간의 차이에 해당하는 보정 계수를 적용함으로써 보다 정확한 전파 환경 예측을 수행할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, when predicting the propagation intensity from the external propagation source to the building surface, a correction coefficient corresponding to the difference between the measured data and the predicted data is applied on the propagation path from the external propagation source to the building surface A more accurate propagation environment prediction can be performed.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전파 환경 예측 방법에서, 전파 환경 예측 지역을 일정한 크기의 격자로 분할하는 예를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an example of dividing a propagation environment prediction region into a grid of a predetermined size in the propagation environment predicting method according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전파 환경 예측 방법에서, 외부 전파원으로부터 전파 환경 예측 대상의 지역까지의 진행 경로가 적어도 둘 이상의 격자를 통과하는 경우를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a case where a propagation path from an external propagation source to a propagation environment prediction target region passes through at least two or more lattices in the propagation environment predicting method according to the embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전파 환경 예측 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a radio wave environment predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 경로 손실 보정부의 상세 블록도이다.4 is a detailed block diagram of the path loss corrector shown in FIG.
도 5는 도 3에 도시된 전파 환경 예측부의 상세 블록도이다.5 is a detailed block diagram of the propagation environment predicting unit shown in FIG.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전파 환경 예측 방법의 흐름도이다. 6 is a flowchart of a propagation environment predicting method according to an embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에 도시된 전파 환경 예측 과정의 구체적인 흐름도이다.7 is a detailed flowchart of the propagation environment prediction process shown in FIG.
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KR102057290B1 (en) * | 2017-10-31 | 2019-12-18 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Method and apparatus for estimating antenna orientation of base station |
-
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- 2009-11-27 KR KR1020090116141A patent/KR101624328B1/en active Active
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KR102057290B1 (en) * | 2017-10-31 | 2019-12-18 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Method and apparatus for estimating antenna orientation of base station |
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