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KR20090080723A - 무선망 설계 장치 및 방법 - Google Patents

무선망 설계 장치 및 방법 Download PDF

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Publication number
KR20090080723A
KR20090080723A KR1020080006646A KR20080006646A KR20090080723A KR 20090080723 A KR20090080723 A KR 20090080723A KR 1020080006646 A KR1020080006646 A KR 1020080006646A KR 20080006646 A KR20080006646 A KR 20080006646A KR 20090080723 A KR20090080723 A KR 20090080723A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cinr
mobile station
mcs level
maximum
data rate
Prior art date
Application number
KR1020080006646A
Other languages
English (en)
Inventor
성기원
차진경
오수열
위평환
Original Assignee
삼성전자주식회사
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.)
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Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Priority to US12/321,405 priority patent/US20090185502A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18—Network planning tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 무선망 설계 장치에 관한 것으로서, 적어도 하나 이상의 파라미터와 관련된 정보를 입력받고 출력하는 파라미터 입력기와, 상기 파라미터 입력기로부터 수신한 파라미터 정보를 이용하여 알오티(RoT: Rise over Thermal)를 연산하여 출력하는 RoT 연산기와, 상기 RoT 연산 결과를 입력하여 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정하고, 결정된 MCS 레벨 정보를 출력하는 제1 상향링크 성능 예측 지표 결정기와, 상기 결정된 MCS 레벨 정보를 입력하여 상기 MCS 레벨에서 달성 가능한 최대 캐리어대간섭잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio)를 연산하고, 연산된 결과를 출력하는 최대 달성 가능 CINR 연산기와, 상기 결정된 MCS 레벨 정보를 입력하여 이동국 송신 전력, 데이터 레이트 및 상향링크 CINR 중 적어도 하나 이상을 결정하는 제2 상향링크 성능 예측 지표 결정기를 포함한다.
RoT, MCS 레벨, 이동국 송신 전력, 데이터 레이트, 캐리어대간섭잡음비

Description

무선망 설계 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PLANNIG WIRELESS NETWORK}
본 발명은 무선망(wireless network) 설계 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 무선 통신 시스템은 무선 망의 성능을 예측하고, 상기 예측된 무선 망의 성능을 고려하여 시스템을 최적화하기 위한 방안이 마련되어야 한다. 이를 위해 상기 무선 통신 시스템은 무선 망에서의 상향링크에 대한 성능 예측과 하향링크에 대한 성능 예측이 가능하여야 할 것이다.
상기 상향링크에 대한 성능을 예측하기 위해서는 상기 상향링크에서의 캐리어대간섭잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭함)를 계산할 수 있어야 한다. 또한 상기 하향링크에 대한 성능을 예측하기 위해서는 상기 하향링크에서의 CINR을 계산할 수 있어야 한다.
상기 하향링크에서의 CINR은 기지국이 서브캐리어(subcarrier)당 할당하는 송신 전력(Tx power)이 동일함으로 인해, 변조 및 코딩 방식 수준(Modulation and Coding Scheme level, 이하 'MCS 레벨'이라 칭함) 및 데이터 레이트(data rate)에 따라 변화하지 않는다. 따라서 상기 하향링크에서의 CINR은 기지국과 이동국간의 경로 손실(path loss)을 계산함으로 인해 손쉽게 구할 수 있다.
하지만 상기 상향링크에서의 CINR은 동일한 지역이라 할지라도 다양한 값으로 변화할 수 있다. 왜냐하면, 상향링크의 경우, 기지국의 스케줄링(scheduling) 상황에 따라 이동국의 송신 전력 뿐만 아니라 MCS 레벨 및 데이터 레이트가 변화됨으로 인해, 상향링크에서 서브캐리어별로 할당되는 송신 전력이 가변하기 때문이다.
따라서 상기와 같은 상향링크의 특성으로 인해 무선 망에서 상향링크의 성능을 정확하게 예측하기는 어려운 문제이다.
본 발명은 상향링크의 성능을 정확하게 예측하기 위한 무선망 설계 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 방법은; 파라미터 정보를 수신하는 과정과, 수신한 파라미터 정보를 이용하여 알오티(RoT: Rise over Thermal)를 연산하는 과정과, 상기 RoT 연산 결과를 고려하여 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정하는 과정과, 결정된 MCS 레벨에서 달성 가능한 최대 캐리어대간섭잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio)를 연산하는 과정과, 결정된 MCS 레벨 및 상기 달성 가능한 최대 CINR을 고려하여 이동국 송신 전력, 데이터 레이트 및 상향링크 CINR 중 적어도 하나 이상을 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 제2 방법은; 무선망 내의 임의의 예측 포인트에 대한 상향링크의 성능을 예측하여 무선망을 설계하는 방법에 있어서, 성능 예측 파라미터 정보를 입력하는 과정과, 상기 임의의 예측 포인트에서 지원 가능한 변조 및 코딩 방식(MCS) 레벨들을 엠피알(MPR: Modulation order product coding rate)이 높은 순서에 의해 순차적으로 선택하는 과정과, 상기 입력된 성능 예측 파라미터 정보를 고려하여 상기 선택된 MCS 레벨에서 얻을 수 있는 최대 캐리어대간섭잡음비(CINR)를 계산하는 과정과, 상기 계산된 최대 CINR이 상기 선택된 MCS 레벨에서 요구하는 CINR보다 크 거나 같을 경우, 상기 임의의 예측 포인트에 대응한 CINR을 상기 최대 CINR 또는 상기 선택된 MCS 레벨에서 요구하는 CINR로 확정하는 과정과, 상기 확정된 CINR을 고려하여 상기 임의의 예측 포인트에서의 송신 전력, 데이터 레이트를 예측하는 과정을 포함한다
본 발명의 장치는; 적어도 하나 이상의 파라미터와 관련된 정보를 입력받고 출력하는 파라미터 입력기와, 상기 파라미터 입력기로부터 수신한 파라미터 정보를 이용하여 알오티(RoT: Rise over Thermal)를 연산하여 출력하는 RoT 연산기와, 상기 RoT 연산 결과를 입력하여 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정하고, 결정된 MCS 레벨 정보를 출력하는 제1 상향링크 성능 예측 지표 결정기와, 상기 결정된 MCS 레벨 정보를 입력하여 상기 MCS 레벨에서 달성 가능한 최대 캐리어대간섭잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio)를 연산하고, 연산된 결과를 출력하는 최대 달성 가능 CINR 연산기와, 상기 결정된 MCS 레벨 정보를 입력하여 이동국 송신 전력, 데이터 레이트 및 상향링크 CINR 중 적어도 하나 이상을 결정하는 제2 상향링크 성능 예측 지표 결정기를 포함한다.
본 발명은 무선 망 내에서 임의로 설정한 예측 포인트에 대해 할당 가능한 최적의 MCS 레벨을 예측한다. 그리고 상기 예측된 MCS 레벨에 의해 상향링크에서의 CINR, 이동국의 송신 전력 및 데이터 레이트를 결정하도록 함으로써, 상향링크에 대한 성능을 보다 정확하게 예측할 수 있도록 하는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 상향링크(uplink) 성능을 보다 정확하게 예측하여 무선망을 설계하기 위한 무선망 설계 장치 및 방법을 제안한다.
한편, 본 발명에 따른 무선망 설계 장치 및 방법은 상향링크 및 하향링크 성능을 예측하여 시스템에서 사용되는 파라미터(parameter)를 설정하는 자가 구성(self configuration) 통신 시스템에도 적용 가능하다. 상기 상향링크 및 하향링크 성능을 나타내는 지표로는 수신 신호 세기, 하향링크에 대한 CINR 및 상향링크에 대한 CINR이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자가 구성 장치 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 자가 구성 장치는 경로 손실(path loss) 예측기(102)와, 하향링크 성능 예측기(104)와, 상향링크 성능 예측기(106)와, 파라미터 결정기(108)를 포함한다.
상기 경로 손실 예측기(102)는 기지국과 이동국간의 경로 손실을 예측하고, 예측된 경로 손실값을 하향링크 성능 예측기(104) 및 상향링크 성능 예측기(106)로 출력한다.
상기 하향링크 성능 예측기(104) 및 상향링크 성능 예측기(106) 각각은 상기 경론 손실 예측기(102)로부터 입력받은 경로 손실값을 이용하여 각각 하향링크 및 상향링크 성능을 예측하고, 예측된 하향링크 및 상향링크 성능값을 파라미터 결정기(108)로 출력한다.
상기 파라미터 결정기(108)는 입력받은 하향링크 및 상향링크 성능 예측값을 고려하여 기지국에서 사용하고자 하는 파라미터들을 설정하고, 설정된 파라미터들의 값을 결정한다. 상기 파라미터 결정기(108)에서 결정된 결과는 다시 상기 하향링크 성능 예측기(104) 및 상향링크 성능 예측기(106)로 출력된다.
상술한 바와 같은 상기 하향링크 성능 예측기(104) 및 상향링크 성능 예측기(106)와 상기 파라미터 결정기(108)간의 입출력 동작은 미리 설정된 조건을 만족할 때까지 반복된다.
상기 파라미터 결정기(108)를 제외한 상기 자가 구성 통신 시스템에서 수행되는 동작은 본 발명에 따른 무선망 설계 장치에서 수행되는 동작과 유사하다.
무선망 설계는 주어진 서비스 영역에서 서비스 기준을 만족시키기 위해 기지국 개수, 기지국 위치 및 각종 파라미터를 결정하는 작업이다. 무선망의 성능은 무선망 설계를 얼마나 효율적으로 했는지에 따라 결정되기 때문에 상기 무선망 설계는 상당히 중요한 작업이다.
이하, 본 발명에서는 상향링크 성능 예측을 위해 사용되는 지표들로, 상향링크 CINR, MCS 레벨, 이동국의 송신 전력 및 데이터 레이트(data rate)를 고려한다. 이후부터는 상기 상향링크 성능 예측을 위해 사용되는 지표들을 '상향링크 성능 예측 지표'라 칭하기로 한다. 본 발명에서 제안하고자 하는 무선망 설계 장치는 상기 상향링크 성능 예측 지표를 결정하기 위해 하기와 같은 조건들을 전제한다.
- 무선망 설계 장치는 최소 요구 데이터 레이트(minimum required data rate)를 고려하여 상향링크 성능 예측 지표를 결정한다.
- 무선망 설계 장치는 MCS 레벨을 먼저 선택한 후 CINR, 이동국 송신 전력, 데이터 레이트를 결정한다. 만약, 선택한 MCS 레벨을 이동국에 할당할 수 없는 경우 다른 MCS 레벨을 선택하거나 혹은 서비스 제공 불가를 결정한다.
- 무선망 설계 장치는 MCS 레벨 선택시 할당 가능한 MCS 레벨 중 최고 MCS 레벨을 선택한다.
- 상향링크 성능 예측 지표 결정시 하기와 같은 세가지 경우(case)들 중 한가지 경우를 선택한다.
Case 1: 최대 달성 가능 CINR(Max achievable CINR)
Case 2: 최소 할당 가능 이동국 송신 전력(Min available MS Tx power)
Case 3: 최대 달성 가능 데이터 레이트(Max achievable data rate)
상술한 내용들 중 상향링크 성능 예측 지표를 세가지 경우들로 구분하여 결정하는 이유는 CINR과 이동국 송신 전력과 데이터 레이트간에는 트레이드 오프(trade off) 관계가 있기 때문이다. 예컨대, 상기 데이터 레이트의 최대화를 위해서는 잡음 전력의 증가로 인해CINR 값이 저하된다. 따라서 상기 네가지 상향링크 성능 예측 지표들 중 어떤 상향링크 성능 지표를 기준으로 하는지에 따라 상향링크 성능 예측 지표가 다르게 결정된다.
한편 본 발명에서 제안하고자 하는 무선망 설계 장치 및 방법은 무선 망 내에서 임의로 설정한 예측 포인트에 대해 할당 가능한 최적의 MCS 레벨을 예측한다. 상기 예측 포인트는 무선 망 내에 존재하는 이동국을 가정한다. 그리고 상기 예측된 MCS 레벨에 의해 상향링크 CINR, 이동국의 송신 전력 및 데이터 레이트를 결정하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선망 설계 장치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 무선망 설계 장치는 파라미터 입력기(202)와, RoT(Rise over Thermal) 연산기(204)와, 제1 상향링크 성능 예측 지표 결정기(206)와, 최대 달성 가능 CINR 연산기(208)와, 제2 상향링크 성능 예측 지표 결정기(210)를 포함한다.
상기 파라미터 입력기(202)는 무선망 설계시 사용되는 기본 파라미터 정보를 입력받고, 입력받은 파라미터 정보를 상기 RoT 연산기(204)로 출력한다. 상기 파라미터 정보는 최소 요구 데이터 레이트 정보, 할당 가능한 MCS 레벨 집합 정보, MCS 레벨별 요구 CINR(required CINR) 정보, 최대 이동국 송신 전력 정보, 기지국 좌표 정보, 안테나 정보, 경로 손실값 정보 등을 포함한다.
상기 RoT 연산기(204)는 입력받은 파라미터 정보를 이용하여 RoT를 연산하고, 연산된 결과를 상기 제1 상향링크 성능 예측 지표 결정기(206)로 출력한다.
상기 제1 상향링크 성능 예측 지표 결정기(206)는 상기 RoT 연산 결과를 입력받고, MCS 레벨을 결정하고, 결정된 MCS 레벨 정보를 상기 최대 달성 가능 CINR 연산기(208) 및 상기 제2 상향링크 성능 예측 지표 결정기(210)로 출력한다.
상기 최대 달성 가능 CINR 연산기(208)는 입력받은 MCS 레벨 정보를 고려하여 최대 달성 가능 CINR을 연산하고, 연산 결과를 상기 제1 상향링크 성능 예측 지 표 결정기(206)로 출력한다.
상기 제2 상향링크 성능 예측 지표 결정기(210)는 상향링크 CINR, 이동국의 송신 전력 및 데이터 레이트를 결정한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선망 설계 장치의 상향링크 성능 예측 지표를 결정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 302단계에서 상기 무선망 설계 장치는 파라미터를 입력받고 304단계로 진행한다. 상기 304단계에서 상기 무선망 설계 장치는 RoT를 연산하고 306단계로 진행한다. 상기 RoT는 다른 셀로부터 수신하는 간섭(interference)과 잡음 전력의 합 대비 잡음 전력의 비를 의미한다. 이를 수학식으로 나타내면 하기 수학식 1과 같다.
Figure 112008005287026-PAT00001
상기 수학식 1에서 N은 잡음 전력을 의미하고, I는 간섭을 의미한다.
따라서, RoT가 정해지면 잡음 전력과 다른 셀로부터 수신하는 간섭값 중 어느 한가지 값만 알아도 CINR 연산이 가능하게 된다. 상기 RoT를 정하는 방안으로는 두가지 방안이 있다. 하나는 미리 정해진 값을 사용하는 방안과, 다른 하나는 무선망 설계 대상 영역에 이동국들을 분포시킨 후 몬테 카를로 시뮬레이션(Monte Carlo Simulation)을 수행하는 방안이다. 상기와 같은 두가지 방안 모두는 일반적으로 사용되는 방안이다.
상기 306단계에서 상기 무선망 설계 장치는 RoT 연산 결과에 따라 이동국에 할당 가능한 적어도 하나 이상의 MCS 레벨들이 결정되고, 결정된 MCS 레벨들 중 MPR(Modulation order product coding rate)이 가장 높은 MCS 레벨을 선택하고 308단계로 진행한다. 선택되는 MCS 레벨이 높아질수록 이동국에 할당되는 대역폭(bandwidth)은 최소화 될 수 있다. 이는 한정된 주파수 자원의 활용도를 향상시킬 수 있는 방안이다.
상기 308단계에서 상기 무선망 설계 장치는 상기 306단계에서 선택된 MCS 레벨에서 달성 가능한 최고 CINR을 연산하고 310단계로 진행한다. 상기 달성 가능한 최고 CINR을
Figure 112008005287026-PAT00002
라 하면, 상기
Figure 112008005287026-PAT00003
는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008005287026-PAT00004
상기 수학식 2에서, L은 이동국과 기지국간의 경로 손실값을 의미하고, Tmax는 최대 이동국 송신 전력을 의미하고, NMCS는 해당 MCS 레벨에서 최소 요구 데이터 레이트를 만족시키기 위해 필요한 최소 잡음 전력을 의미한다. 상기 L은 무선망 설계시 연산 가능한 값이고, Tmax는 상기 302단계에서 입력받은 값이다. 상기 NMCS는 최소 요구 데이터 레이트(이하에서 Rmin이라 칭함)를 얻기 위해 필요한 최소 대역폭 과 기지국의 잡음 전력 밀도(density)의 곱하기 연산에 의해 결정된다.
상기 310단계에서 상기 무선망 설계 장치는
Figure 112008005287026-PAT00005
와
Figure 112008005287026-PAT00006
을 비교한다. 여기서, 상기
Figure 112008005287026-PAT00007
는 상기 306단계에서 선택된 MCS 레벨의 요구 CINR을 의미한다. 상기 요구 CINR은 상기 302단계에서 입력받는 값이다. 만약, 상기
Figure 112008005287026-PAT00008
이 상기
Figure 112008005287026-PAT00009
보다 크거나 같은 값을 가지면 312단계로 진행하고, 그렇지 않으면 314단계로 진행한다.
상기 314단계에서 상기 무선망 설계 장치는 현재 선택된 MCS 레벨보다 낮은 MCS 레벨이 MCS 레벨 집합에 존재하는지 판별한다. 판별 결과, 현재 선택된 MCS 레벨보다 낮은 MCS 레벨이 MCS 레벨 집합에 존재하지 않는 경우 316단계로 진행하고, 존재하는 경우 318단계로 진행한다. 상기 316단계에서 상기 무선망 설계 장치는 이동국에 할당 가능한 MCS 레벨이 존재하지 않기 때문에 해당 이동국에 대해 서비스 제공 불가를 결정한다. 반면에, 상기 318단계에서 상기 무선망 설계 장치는 현재 선택된 MCS 레벨을 MCS 레벨 집합에서 삭제하고 306단계부터 다시 수행한다.
한편, 상기 312단계에서 상기 무선망 설계 장치는 상기 이동국에 할당할 MCS 레벨을 현재 선택된 MCS 레벨로 결정하고, CINR, 이동국 송신 전력 및 데이터 레이트를 결정한다. 이 경우 하기와 같이 어느 지표를 우선적으로 고려하는지에 따라 상기 CINR, 이동국 송신 전력 및 데이터 레이트가 다르게 결정된다. 그러면 세가지 경우별로 상향링크 성능 예측 지표를 결정하는 방안에 대해 설명하기로 한다.
Case 1: 최대 달성 가능 CINR
상기 308단계에서 연산된 상기 308단계에서 연산된
Figure 112008005287026-PAT00010
가 현재 MCS 레벨하에서 얻을 수 있는 최대 CINR 값이므로, 상기
Figure 112008005287026-PAT00011
를 이동국의 CINR로 결정한다. 그리고, 이동국 송신 전력은 최대 송신 전력(Tmax)으로 결정하고, 데이터 레이트는 Rmin으로 결정한다. 여기서, 상기 Rmin은 최소 요구 데이터 레이트를 의미한다.
Case 2: 최소 할당 가능 이동국 송신 전력
상기 308단계에서 연산된
Figure 112008005287026-PAT00012
가 선택된 MCS 레벨에서의 요구 CINR보다 크거나 같기 때문에, 이동국 송신 전력을 Tmax보다 작은 값으로 낮출 수 있다. 이동국 송신 전력을 낮춤에 따라 조정되는 CINR이 요구 CINR과 동일하게 될 때의 이동국 송신 전력을 Tadj라 정의하면, 상기
Figure 112008005287026-PAT00013
은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008005287026-PAT00014
상기 수학식 3을 정리하면 Tadj는 하기 수학식 4와 같이 결정된다.
Figure 112008005287026-PAT00015
이 경우, CINR은 요구 CINR인
Figure 112008005287026-PAT00016
로 결정되고, 데이터 레이트는 Rmin으로 결정된다.
Case 3: 최대 달성 가능 데이터 레이트
상기 308단계에서 연산된
Figure 112008005287026-PAT00017
가 선택된 MCS 레벨에서의 요구 CINR보다 크거나 같기 때문에 데이터 레이트를 Rmin보다 큰 값으로 결정할 수 있다. 상기 데이터 레이트를 높이는 것은 상기 잡음 전력이 상기 NMCS보다 큰 값으로 결정됨을 의미한다. 현재 선택된 MCS 레벨하에서 얻을 수 있는 데이터 레이트가 최대 데이터 레이트이고, 상기
Figure 112008005287026-PAT00018
가 요구 CINR보다 큰 경우, 이동국 송신 전력은 Tmax보다 작은 값으로 결정될 수 있다. 잡음 전력의 최대값을 Nmax이라 가정할 때, 상기 무선망 설계 장치는 하기 수학식 5와 같은 조건을 판별한다.
Figure 112008005287026-PAT00019
만약, 상기 수학식 5에서
Figure 112008005287026-PAT00020
가
Figure 112008005287026-PAT00021
보다 작거나 같은 경우, 하기 수학식 6을 만족하는 값으로 이동국의 송신 전력, 즉 Tadj를 결정한다. 데이터 레이트는 하기 수학식 6에서의 MCS 레벨과 Nmax로부터 구할 수 있다.
Figure 112008005287026-PAT00022
하지만, 상기 수학식 5에서
Figure 112008005287026-PAT00023
가
Figure 112008005287026-PAT00024
를 초과하는 경우, 이동국 송신 전력이 최대일 때 데이터 레이트는 최대가 된다. 이 때의 잡음 전력을 Nadj라 하면, 상기 Nadj는 하기 수학식 7을 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112008005287026-PAT00025
상기 수학식 7에서 CINR과 이동국 송신 전력은 각각
Figure 112008005287026-PAT00026
와 Tmax로 결정되고, 데이터 레이트는 선택되어 있는 MCS 레벨과 Nadj를 이용하여 구할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
한편 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 동작 설명은 무선 망 내에 존재하는 하나의 예측 포인트를 기준으로 설명하였다. 따라서 무선 망 내에서의 상향링크의 성능을 정확하게 예측하기 위해서는 보다 많은 예측 포인트에 대응한 상향링크의 성능에 대한 예측이 이루어지는 것이 바람직할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자가 구성 통신 시스템의 구조를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선망 설계 장치를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선망 설계 장치의 상향링크 성능 예측 지표를 결정하는 과정을 도시한 흐름도

Claims (20)

  1. 무선망 설계 장치에 있어서,
    적어도 하나 이상의 파라미터와 관련된 정보를 입력받고 출력하는 파라미터 입력기와,
    상기 파라미터 입력기로부터 수신한 파라미터 정보를 이용하여 알오티(RoT: Rise over Thermal)를 연산하여 출력하는 RoT 연산기와,
    상기 RoT 연산 결과를 입력하여 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정하고, 결정된 MCS 레벨 정보를 출력하는 제1 상향링크 성능 예측 지표 결정기와,
    상기 결정된 MCS 레벨 정보를 입력하여 상기 MCS 레벨에서 달성 가능한 최대 캐리어대간섭잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio)를 연산하고, 연산된 결과를 출력하는 최대 달성 가능 CINR 연산기와,
    상기 결정된 MCS 레벨 정보를 입력하여 이동국 송신 전력, 데이터 레이트 및 상향링크 CINR 중 적어도 하나 이상을 결정하는 제2 상향링크 성능 예측 지표 결정기를 포함하는 무선망 설계 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파라미터 정보는 최소 요구 데이터 레이트 정보, 할당 가능한 MCS 레벨 집합 정보, MCS 레벨별 요구 CINR(required CINR) 정보, 최대 이동국 송신 전력 정보, 기지국 좌표 정보, 안테나 정보 및 경로 손실값 정보 중 어느 하나 이상의 정보임을 특징으로 하는 무선망 설계 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 RoT 연산기는 다른 셀로부터 수신하는 간섭과 잡음 전력의 합 대비 잡음 전력의 비를 연산함을 특징으로 하는 무선망 설계 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 성능 예측 지표 결정기는 상기 RoT 연산 결과에 따라 이동국에 할당 가능한 적어도 하나 이상의 MCS 레벨 중 엠피알(MPR: Modulation product coding rate) 값이 최대인 MCS 레벨을 결정함을 특징으로 하는 무선망 설계 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 최대 달성 가능 CINR 연산기는 하기 수학식을 이용하여 최대 달성 가능 CINR을 연산함을 특징으로 하는 무선망 설계 장치.
    Figure 112008005287026-PAT00027
    상기 수학식에서 L은 이동국과 기지국간의 경로 손실값을 의미하고, I는 간섭을 의미하고, Tmax는 최대 이동국 송신 전력을 의미하고, NMCS는 해당 MCS 레벨에서 최소 요구 데이터 레이트를 만족시키기 위해 필요한 최소 잡음 전력을 의미함.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상향링크 성능 예측 지표 결정기가 최대 달성 가능 CINR을 우선적으로 만족시키고자 할 경우, 상기 이동국 송신 전력은 최대 송신 전력으로 결정하고, 상기 데이터 레이트는 최소 요구 데이터 레이트로 결정함을 특징으로 하는 무선망 설계 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상향링크 성능 예측 지표 결정기가 최소로 할당 가능한 이동국 송신 전력을 우선적으로 만족시키고자 할 경우, 상기 상향링크 CINR은 상기 결정된 MCS 레벨의 요구 CINR로 결정하고, 상기 데이터 레이트는 최소 요구 데이터 레이트로 결정하고, 상기 이동국 송신 전력은 하기 수학식을 이용하여 결정함을 특징으로 하는 무선망 설계 장치.
    Figure 112008005287026-PAT00028
    상기 수학식에서 Tadj는 이동국 송신 전력을 낮춤에 따라 조정되는 CINR이 요구 CINR과 동일하게 될 때의 이동국 송신 전력을 의미하고,
    Figure 112008005287026-PAT00029
    은 결정된 MCS 레벨의 요구 CINR을 의미하고, I는 간섭을 의미하고, NMCS는 해당 MCS 레벨에서 최소 요구 데이터 레이트를 만족시키기 위해 필요한 최소 잡음 전력을 의미하고, L은 이동국과 기지국간의 경로 손실값을 의미함.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상향링크 성능 예측 지표 결정기가 최대 달성 가능 데이터 레이트를 우선적으로 만족시키고자 할 경우,
    Figure 112008005287026-PAT00030
    이면, 상기 상향링크 CINR은
    Figure 112008005287026-PAT00031
    로 결정하고, 상기 데이터 레이트는 결정된 MCS 레벨과 Nmax를 이용하여 결정하며, 상기 이동국 송신 전력(Tadj)은
    Figure 112008005287026-PAT00032
    로 결정하며,
    Figure 112008005287026-PAT00033
    이면, 상기 상향링크 CINR은
    Figure 112008005287026-PAT00034
    로 결정하고, 상기 데이터 레이트는 결정된 MCS 레벨과 Nadj를 이용하여 결정하며, 상기 이동국 송신 전력은 최대 송신 전력(Tmax)로 결정하며,
    상기 수학식들에서
    Figure 112008005287026-PAT00035
    는 상기 결정된 MCS 레벨에서 요구되는 CINR을 의미하고, Tmax는 최대 송신 전력을 의미하고, I는 간섭을 의미하고, L은 이동국과 서빙 기지국간의 경로 손실값을 의미하고, Nmax는 잡음 전력의 최대값을 의미하고, Nadj는 이동국 송신 전력이 최대일때의 잡음 전력을 의미하고, NMCS는 최소 요구 데이터 레이트를 얻기 위해 필요한 최소 대역폭과 기지국의 잡음 전력 밀도(density)의 곱하기 연산에 의해 결정됨을 특징으로 하는 무선망 설계 장치.
  9. 무선망 설계 방법에 있어서,
    파라미터 정보를 수신하는 과정과,
    수신한 파라미터 정보를 이용하여 알오티(RoT: Rise over Thermal)를 연산하는 과정과,
    상기 RoT 연산 결과를 고려하여 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정하는 과정과,
    결정된 MCS 레벨에서 달성 가능한 최대 캐리어대간섭잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio)를 연산하는 과정과,
    결정된 MCS 레벨 및 상기 달성 가능한 최대 CINR을 고려하여 이동국 송신 전력, 데이터 레이트 및 상향링크 CINR 중 적어도 하나 이상을 결정하는 과정을 포함하는 무선망 설계 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 파라미터 정보는 최소 요구 데이터 레이트 정보, 할당 가능한 MCS 레벨 집합 정보, MCS 레벨별 요구 CINR(required CINR) 정보, 최대 이동국 송신 전력 정보, 기지국 좌표 정보, 안테나 정보 및 경로 손실값 정보 중 어느 하나 이상의 정보임을 특징으로 하는 무선망 설계 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 RoT 연산 결과는 다른 셀로부터 수신하는 간섭과 잡음 전력의 합 대비 잡음 전력의 비를 나타냄을 특징으로 하는 무선망 설계 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 결정된 MCS 레벨은 상기 RoT 연산 결과에 따라 이동국에 할당 가능한 적어도 하나 이상의 MCS 레벨 중 엠피알(MPR: Modulation product coding rate) 값이 최대인 MCS 레벨임을 특징으로 하는 무선망 설계 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 최대 달성 가능 CINR은 하기 수학식을 이용하여 결정됨을 특징으로 하는 무선망 설계 방법.
    Figure 112008005287026-PAT00036
    상기 수학식에서 L은 이동국과 기지국간의 경로 손실값을 의미하고, I는 간섭을 의미하고, Tmax는 최대 이동국 송신 전력을 의미하고, NMCS는 해당 MCS 레벨에서 최소 요구 데이터 레이트를 만족시키기 위해 필요한 최소 잡음 전력을 의미함.
  14. 제9항에 있어서, 상기 결정된 MCS 레벨 및 상기 달성 가능한 최대 CINR을 고려하여 이동국 송신 전력, 데이터 레이트 및 상향링크 CINR 중 적어도 하나 이상을 결정하는 과정은,
    상기 최대 달성 가능 CINR을 우선적으로 만족시키고자 할 경우, 상기 이동국 송신 전력은 최대 송신 전력으로 결정하는 과정과,
    상기 데이터 레이트는 최소 요구 데이터 레이트로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선망 설계 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 결정된 MCS 레벨 및 상기 달성 가능한 최대 CINR을 고려하여 이동국 송신 전력, 데이터 레이트 및 상향링크 CINR 중 적어도 하나 이상을 결정하는 과정은;
    최소로 할당 가능한 이동국 송신 전력을 우선적으로 만족시키고자 할 경우, 상기 상향링크 CINR은 상기 결정된 MCS 레벨의 요구 CINR로 결정하는 과정과,
    상기 데이터 레이트는 최소 요구 데이터 레이트로 결정하는 과정과,
    상기 이동국 송신 전력은 하기 수학식을 이용하여 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선망 설계 방법.
    Figure 112008005287026-PAT00037
    상기 수학식에서 Tadj는 이동국 송신 전력을 낮춤에 따라 조정되는 CINR이 요구 CINR과 동일하게 될 때의 이동국 송신 전력을 의미하고,
    Figure 112008005287026-PAT00038
    은 결정된 MCS 레벨의 요구 CINR을 의미하고, I는 간섭을 의미하고, NMCS는 해당 MCS 레벨에서 최소 요구 데이터 레이트를 만족시키기 위해 필요한 최소 잡음 전력을 의 미하고, L은 이동국과 기지국간의 경로 손실값을 의미함.
  16. 제9항에 있어서, 상기 결정된 MCS 레벨 및 상기 달성 가능한 최대 CINR을 고려하여 이동국 송신 전력, 데이터 레이트 및 상향링크 CINR 중 적어도 하나 이상을 결정하는 과정은;
    최대 달성 가능 데이터 레이트를 우선적으로 만족시키고자 할 경우,
    Figure 112008005287026-PAT00039
    이면, 상향링크 CINR은
    Figure 112008005287026-PAT00040
    로 결정하는 과정과,
    상기 데이터 레이트는 상기 결정된 MCS 레벨과 Nmax를 이용하여 결정하는 과정과,
    이동국 송신 전력(Tadj)은
    Figure 112008005287026-PAT00041
    로 결정하는 과정을 포함하며,
    상기 수학식들에서
    Figure 112008005287026-PAT00042
    는 결정된 MCS 레벨에서 요구되는 CINR을 의미하고, Tmax는 최대 송신 전력을 의미하고, I는 간섭을 의미하고, L은 이동국과 서빙 기지국간의 경로 손실값을 의미하고, Nmax는 잡음 전력의 최대값을 의 미하고, NMCS는 최소 요구 데이터 레이트를 얻기 위해 필요한 최소 대역폭과 기지국의 잡음 전력 밀도(density)의 곱하기 연산에 의해 결정됨을 특징으로 하는 무선망 설계 방법.
  17. 제9항에 있어서, 상기 결정된 MCS 레벨 및 상기 달성 가능한 최대 CINR을 고려하여 이동국 송신 전력, 데이터 레이트 및 상향링크 CINR 중 적어도 하나 이상을 결정하는 과정은;
    최대 달성 가능 데이터 레이트를 우선적으로 만족시키고자 할 경우,
    Figure 112008005287026-PAT00043
    이면, 상향링크 CINR은
    Figure 112008005287026-PAT00044
    로 결정하는 과정과,
    상기 데이터 레이트는 상기 결정된 MCS 레벨과 Nadj를 이용하여 결정하는 과정과,
    상기 이동국 송신 전력은 최대 송신 전력(Tmax)로 결정하는 과정을 포함하며,
    상기 수학식들에서
    Figure 112008005287026-PAT00045
    는 상기 결정된 MCS 레벨에서 요구되는 CINR을 의미하고, Tmax는 최대 송신 전력을 의미하고, I는 간섭을 의미하고, L은 이 동국과 서빙 기지국간의 경로 손실값을 의미하고, Nmax는 잡음 전력의 최대값을 의미하고, Nadj는 이동국 송신 전력이 최대일때의 잡음 전력을 의미함을 특징으로 하는 무선망 설계 방법.
  18. 무선망 내의 임의의 예측 포인트에 대한 상향링크의 성능을 예측하여 무선망을 설계하는 방법에 있어서,
    성능 예측 파라미터 정보를 입력하는 과정과;
    상기 임의의 예측 포인트에서 지원 가능한 변조 및 코딩 방식(MCS) 레벨들을 엠피알(MPR: Modulation order product coding rate)이 높은 순서에 의해 순차적으로 선택하는 과정과,
    상기 입력된 성능 예측 파라미터 정보를 고려하여 상기 선택된 MCS 레벨에서 얻을 수 있는 최대 캐리어대간섭잡음비(CINR)를 계산하는 과정과,
    상기 계산된 최대 CINR이 상기 선택된 MCS 레벨에서 요구하는 CINR보다 크거나 같을 경우, 상기 임의의 예측 포인트에 대응한 CINR을 상기 최대 CINR 또는 상기 선택된 MCS 레벨에서 요구하는 CINR로 확정하는 과정과,
    상기 확정된 CINR을 고려하여 상기 임의의 예측 포인트에서의 송신 전력, 데이터 레이트를 예측하는 과정을 포함하는 무선망 설계 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 성능 예측 파라미터 정보는 최소 요구 데이터 레이트 정보, 할당 가능한 MCS 레벨 집합 정보, MCS 레벨별 요구 CINR(required CINR) 정보, 최대 이동국 송신 전력 정보, 기지국 좌표 정보, 안테나 정보 및 경로 손실값 정보 중 어느 하나 이상의 정보임을 특징으로 하는 무선망 설계 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 성능 예측 파라미터 정보를 이용하여 알오티(RoT: Rise over Thermal)를 연산하는 과정과,
    연산된 RoT 결과를 고려하여 적어도 하나 이상의 MCS 레벨을 결정하는 과정을 더 포함하는 무선망 설계 방법.
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