KR102155478B1 - 광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 장치는 기지국으로부터 케이블을 통해 수신되는 신호의 전력을 심볼 단위로 측정하는 측정부와, 상기 심볼 단위로 측정된 전력의 피크값 대비 전력의 평균값의 비를 통해 셀 부하 값을 산출하는 부하산출부를 포함한다.

Description

광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법{Apparatus for measuring cell loading of optical repeater and method for the same}

본 발명은 광중계기(optical repeater)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광중계기의 셀 부하(cell loading)를 측정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.

통신 시스템은 기지국 대비 투자비 절감 및 설치 공간 제약 해소 등의 장점을 이유로 커버리지의 일부를 광중계기로 서비스 하고 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 광중계기는 기지국의 일부 핵심 기능을 제공하지 못하는 단점을 가지고 있어 운용 품질과 운용 비용 측면에서 경쟁력이 떨어지는 단점도 가지고 있다. 광중계기가 제공하지 못하는 필수 핵심 기능 중 하나가 셀 부하 값(Cell Loading Value)을 제공하는 기능이며, 이 기능의 부재로 인하여 광중계기는 RRU(Remote Radio Unit)가 제공하는 전송 출력 자동 조절 기능 및 운용 전력 자동 절감 기능 제공이 불가하여 다음과 같은 품질 저하를 가져온다.

우선, 광중계기의 전송 출력은 셀 부가하 100%인 시점에 광중계기의 증폭기(AMP: amplifier)의 출력이 최대가 되도록 광중계기 전송 경로 이득(Forward Path Gain) 파라미터가 설정되어야 한다. 그러나 종래 광중계기는 셀 부하에 대한 인지 및 평가 기능이 없어 전송 출력을 자동으로 설정할 수 없다. 이에 따라, 전송 경로 이득 파라미터가 최적값보다 클 경우, 셀 부하가 높아지면 광중계기 출력 포화 현상이 발생하여 신호의 EVM(Error Vector Magnitude)값에 열화 현상이 발생하게 되므로 서비스 품질이 떨어지는 원인이 된다. 반대의 경우, 셀 부하가 100%인 시점에서도 광중계기의 출력이 정격 출력 대비 낮은 상태로 운용되어 광중계기가 제공하는 커버리지가 광중계기 설계시 고려한 커버리지 대비 상당한 수준으로 축소되는 문제가 발생한다.

또한, 운용 비용 절감을 위한 자동 전력 절감 기능 제공 측면에서도 광중계기의 셀 부하 값(Cell Loading Value) 인지 기능은 필수적이다. 4G LTE 시스템은 이전 세대의 이통시스템과 달리 트래픽 용량을 증대하기 위하여 여러 개의 주파수를 사용하여 서비스를 제공한다. 당연히 광중계기도 이러한 다중-대역(Multi-Band) 신호를 처리하는 구조를 채택하고 있다. 그런데 이동통신망의 트래픽량은 하루 중에도 최번시와 최한시의 차이가 크며, 주단위로도 요일별 차이가 상당하다. 예를 들어, 최번시에는 여러 개의 주파수 모두를 사용하여 사용자의 트래픽을 처리해야 하지만 최한시에는 하나의 주파수만으로도 동일 지역에서 발생하는 트래픽의 처리가 가능한 경우다 많다. 이러한 이동통신 트래픽의 시간대별 변화량에 기초하여 기지국에서는 시간대별로 트래픽 발생량에 기초한 운용 주파수 대역 수량을 정하고 불필요한 대역의 장비를 일정 시간 동안 오프(OFF) 함으로써 전기료를 절감하는 기술을 채용해 나가고 있다. 그러나 기지국과 달리 광중계기는 이동통신 신호에 대한 분석을 수행할 수 없기 때문에 이러한 발생 트래픽량 기반의 자동 전력 절감 기능의 개발 및 적용이 불가하다.

한국공개특허 제2000-0055903호 2000년 09월 15일 공개(명칭: 광중계 접속장치를 구비한 섹터기지국)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서 본 발명의 목적은 광중계기의 포워드(Forward) 출력 자동 조절 및 운용 전력 자동 절감 기능을 위한 기초 자료로 셀 로딩을 측정할 수 있는 장치 및 이를 위한 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 장치는 기지국으로부터 케이블을 통해 수신되는 신호의 전력을 심볼 단위로 측정하는 측정부와, 상기 심볼 단위로 측정된 전력의 피크값 대비 전력의 평균값의 비를 통해 셀 부하 값을 산출하는 부하산출부를 포함한다.

상기 부하산출부는 하나의 서브프레임 내에서 측정된 복수의 심볼 전력 중 가장 큰 값을 전력의 피크값으로 도출하고, 상기 하나의 서브프레임 내에서 측정된 복수의 심볼 전력의 평균을 전력의 평균값으로 도출한 후, 상기 전력의 피크값 대비 상기 전력의 평균값의 비를 셀 부하 값으로 산출한다.

상기 부하산출부는 수학식 CLV = Input_Avg/Input_Peak에 따라 상기 셀 부하 값을 산출하고, 상기 CLV는 상기 셀 부하 값이고, 상기 Input_Peak는 전력의 피크값이고, 상기 Input_Avg는 전력의 평균값인 것을 특징으로 한다.

상기 광중계기는 주파수 대역폭 별로 셀 부하 값에 대응하는 사용 리소스블록 개수 및 물리리소스블록 사용률이 미리 저장된 부하대비자원테이블을 저장하는 저장부를 더 포함한다.

상기 광중계기는 상기 기지국이 사용하는 주파수 대역폭에 상응하는 부하대비자원테이블을 참조하여 상기 산출된 셀 부하 값에 대응하는 사용 리소스블록 개수 및 물리리소스블록 사용률을 도출하는 자원도출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 방법은 측정부가 기지국으로부터 케이블을 통해 수신된 신호의 전력을 심볼 단위로 측정하는 단계와, 부하산출부가 상기 심볼 단위로 측정된 전력의 피크값 대비 전력의 평균값의 비를 통해 셀 부하 값을 산출하는 단계를 포함한다.

상기 셀 부하 값을 산출하는 단계는 상기 부하산출부가 하나의 서브프레임 내에서 측정된 복수의 심볼 전력 중 가장 큰 값을 전력의 피크값으로 도출하는 단계와, 상기 부하산출부가 상기 하나의 서브프레임 내에서 측정된 복수의 심볼 전력의 평균을 전력의 평균값으로 도출하는 단계와, 상기 부하산출부가 상기 전력의 피크값 대비 상기 전력의 평균값의 비를 셀 부하 값으로 산출하는 단계를 포함한다.

상기 셀 부하 값을 산출하는 단계는 수학식 CLV = Input_Avg/Input_Peak에 따라 셀 부하 값을 산출하고, 상기 CLV는 셀 부하 값이고, 상기 Input_Peak는 전력의 피크값이고, 상기 Input_Avg는 전력의 평균값인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 방법은 자원도출부가 상기 기지국이 사용하는 주파수 대역폭에 상응하는 사용 리소스블록 개수 및 물리리소스블록 사용률이 미리 저장된 부하대비자원테이블을 참조하여 상기 산출된 셀 부하 값에 대응하는 사용 리소스블록 개수 및 물리리소스블록 사용률을 도출하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 광중계기는 그 광중계기가 속한 셀의 셀 부하를 측정할 수 있다. 이를 통해 광중계기는 전송 출력을 최적화할 수 있고, 이러한 전송 출력은 광중계기의 커버리지에 비례하기 때문에 광중계기의 커버리지를 최적화할 수 있다.

또한, 광중계기는 셀 부하를 측정하여 셀 부하가 크지 않은 시간에 필요한 대역의 장치만 운영함으로써, 광중계기 사용 전력량을 절감할 수 있다. 게다가, 사용하지 않은 대역의 장치를 오프하기 때문에 인접 셀에 주는 셀 간 간섭이 감소하여 인접 셀의 품질 및 용량 증대에도 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 광중계기를 포함하는 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국과 광중계기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전송 자원을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광중계기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 또한 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 하나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 이때, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

먼저, 본 발명이 적용될 수 있는 광중계기를 포함하는 통신 시스템에 대해서 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템을 예로 들어 설명할 것이다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 광중계기를 사용하는 모든 종류의 통신 시스템에 적용될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 광중계기를 포함하는 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국과 광중계기를 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전송 자원을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 통신 시스템은 기지국(10), 광중계기(20) 및 무선중계기(30)를 포함한다. 광중계기(20) 및 무선중계기(30)는 NLOS(Non-line-of-sight propagation) 영역의 커버리지 홀(Coverage Hole), 인빌딩(In building), 지하, 지하철 등을 비롯한 음영 지역에 설치된다. 광중계기(20) 및 무선중계기(30)는 기지국(10)이 전송하는 기지국 신호를 수신하여, 이를 증폭하고, 증폭된 기지국 신호를 음영 지역에 위치한 단말(40)로 전송한다. 또한, 광중계기(20) 및 무선중계기(30)는 음영 지역에 위치한 단말(40)이 전송한 신호를 수신하고, 이를 증폭한 후, 증폭된 신호를 기지국(10)으로 전달한다. 다만, 광중계기(20)은 기지국(10)과 유선, 즉, 케이블로 연결되지만, 무선중계기(30)는 기지국(10)과 무선으로 연결된다.

도 2에 본 발명의 실시예에 따른 기지국(10)과 광중계기(20)와의 연결을 보다 상세하게 도시하였다. 도시된 바와 같이, 기지국(10)은 데이터유닛(11) 및 정합장치(12)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 광중계기(20)는 도너(100) 및 리모트(200)를 포함한다.

종래의 기지국은 중심국에 있는 DU(data unit)와 광케이블로 연결된 RU(radio unit) 구조를 갖는다. 전송 경로(Forward Path)를 기준으로 DU는 호 처리 과정에서 주로 베이스밴드(Base Band) 프로세스를 담당한다. 그리고 RU는 DU에서 전달된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환 (Digital to Analog DA convert)하여 중간주파수(IF: Intermediate Frequency) 신호를 생성하고 이를 다시 무선(RF: Radio Frequency) 신호로 상승 변환(Up-convert)한 후, 증폭기를 통해 증폭하여 안테나로 전달한다. 또한 수신 경로(Reverse Path)의 경우, 전술한 전송 경로와 반대의 순서로 RU는 안테나를 통해 신호를 수신하면, 중간주파수(IF)로 하강 변환(Down-convert)한 후, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 DU로 전달한다. 그러면, DU는 베이스밴드(Base Band) 프로세스를 수행한다.

본 발명의 실시예에 따른 데이터유닛(11)은 종래의 DU와 동일한 프로세스를 수행하기 위한 것이다. 즉, 베이스밴드(Base Band) 프로세스를 수행한다. 정합장치(12)는 광중계기(12)에 대한 정합을 수행하는 장치이다. 즉, 정합장치(12)는 데이터유닛(11)과 광중계기(20) 사이에서 인터페이스 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스를 위해, 정합장치(12)는 종래의 RU의 기능의 일부를 수행한다. 즉, 정합장치(12)는 데이터유닛(11)으로부터 전달된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 광중계기(20)로 제공하거나, 광중계기(20)로부터 수신된 신호를 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 데이터유닛(11)에 제공할 수 있다.

광중계기(20)는 기존의 RU에서 RF 처리 기능과 동일한 기능을 수행한다. 광중계기(20)는 기존의 RU와 달리, 도너(100) 및 적어도 하나의 리모트(200)를 포함한다. 이러한 도너(100)와 리모트(200)는 분리된 형태로 형성되며, 도너(100)와 리모트(200)는 광케이블을 통해 연결된다. 특히, 하나의 도너(100)에 서로 다른 출력 용량을 갖는 복수의 리모트(200)가 연결될 수 있다. 이러한 구조는 저렴한 비용으로 기지국의 신호를 여러 위치에 전달하여 원하는 크기의 커버리지를 구축할 수 있는 유연성을 제공할 수 있다.

데이터유닛(11)와 정합장치(12), 정합장치(12)와 도너(100) 그리고 도너(100)와 리모트(200)는 모두 유선, 즉, 케이블로 연결된다. 특히, 데이터유닛(11)와 정합장치(12)는 광케이블로 연결되며, 정합장치(12)와 도너(100)는 IF 케이블로 연결되며, 도너(100)와 리모트(200)는 광케이블로 연결된다.

한편, 전송 자원은 복수의 프레임을 포함하며, 도 3에 기지국(10)이 사용하는 전송 자원 중 어느 하나의 프레임(10ms radio frame)이 도시되었다. 도 2에서 가로축은 시간축이며, 세로축은 주파수축을 나타낸다.

하나의 프레임(10ms radio frame)은 10개의 서브프레임(Subframe #0 ~ #9)으로 구성된다. 또한, 하나의 서브프레임은 14개의 심볼(14 OFDM symbols) 또는 2개의 슬롯(Time slot #0, #1)으로 구성된다.

세로축은 주파수축이며, 12개의 캐리어가 1개의 리소스블록(RB: Resource Block)를 구성한다. 하나의 물리리소스블록(PRB: Physical Resource Blcok)은 하나의 서브프레임이며, 스케줄링 시, 최소 할당되는 전송 자원의 단위를 의미한다. 물리리소스블록(PRB: Physical Resource Blcok)의 주파수축의 RB의 수 혹은 서브캐리어의 수는 해당 통신 시스템이 사용하는 주파수 대역폭에 따라 최대치가 한정되며, 스케줄링 시, 최대치 범위 내에서 할당되는 범위가 달라질 수 있다. 이에 따라, 셀 부하(Cell Loading)의 평가 척도는 해당 셀의 물리리소스블록(PRB: Physical Resource Block) 사용률이 될 수 있다. 일례로, 주파수 대역폭이 20MHz인 셀의 경우 100개의 PRB를 가지고 해당 셀 커버리지에 있는 단말들에게 서비스를 제공할 수 있다. 다른 예로, 시간(Time)축 기준, 어떤 심볼에서 사용되는 PRB의 개수가 50개이면 PRB 사용률은 50%가 된다. 또한 어떤 심볼에서 사용되는 PRB의 개수가 20개이면 PRB 사용률은 20%가 된다.

기지국(10)은 실제 전송에 사용되는 PRB의 개수를 정확하게 파악할 수 있다. 따라서 기지국(10)의 출력이 정격출력대비 몇%여야 하는지 정확하게 계산할 수 있다. 따라서 기지국(10)은 현재의 출력이 PRB 사용률 대비 과도하게 차이가 발생하면, 출력을 보정할 수 있다. 또한 동일 위치에 함께 배치된(Co-Location) 다중대역(Multi-Band) 기지국의 경우 복수의 대역 셀의 PRB 사용률이 낮은 경우, 1개 또는 2개 정도의 대역 만으로 서비스가 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 이러한 경우 기지국(10)은 불필요한 대역의 장비의 전원을 오프(OFF)하여 운용 비용을 절감하고 해당 대역 셀의 셀 간 간섭을 감소시켜 서비스 품질의 개선을 도모할 수 있다. 하지만, 종래의 광중계기는 신호의 증폭 및 감쇄 기능 만을 가지기 때문에 기지국(10)이 가지고 있는 PRB 사용량에 대한 정보를 얻을 수 없어 기지국(10)이 제공하는 서비스 품질과 운용 비용 절감 등을 반영한 운영을 할 수 없다. 반면, 본 발명의 실시예에 따른 광중계기(100)는 기지국(10)으로부터 전송되는 신호를 기초로 셀 부하를 산출하고, 산출된 셀 부하에 따라 광중계기(100)의 출력을 최적화하거나, 전력을 절감하도록 할 수 있다.

도 4에 PRB의 일부가 도시되었다. 전술한 바와 같이, 도 4의 (A) 및 (B)에서 OFDM 심볼은 시간축을 나타내고, 7개의 심볼만 도시되었다. 서브캐리어는 주파수축을 나타낸다. 특히, 도 4의 (B)에서 전력(Power)은 각 심볼에 할당된 전력을 나타낸다.

OFDM 심볼의 첫번째 심볼 라인에는 CRS(Common Reference Signal 혹은 Cell Specific Reference Signal)와 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 신호가 배치된다. CRS 신호는 기지국과 동기를 맞추기 위한 신호이며, PHICH 신호는 재전송에 대한 정보를 제공하기 위한 신호이며, PDCCH 신호는 각 단말에 할당된 전송 자원에 대한 정보를 제공하기 위한 신호이다. 2번 및 3번 심볼 라인은 셀의 부하에 따라 PDCCH 또는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel) 신호가 배치된다. 그리고 4번 내지 7번 심볼 라인은 5번 심볼 라인의 일부 자원이 CRS 신호로 사용되는 것을 제외하면 전부 사용자의 데이터를 전송하는 PDSCH 신호가 배치된다. 즉, LTE 규격 상 1번 심볼 라인에는 셀 부하와 무관하게 CRS, PHICH, PDCCH 신호가 상존하게 되므로 일정한 최대 전력(MAX Power)이 발생된다. 즉, 기지국(10)으로부터 광중계기(100)로 하향링크 경로(DL Path)를 통해 입력되는 신호를 하나의 서브프레임 동안 심볼 단위로 측정하면, 첫번째 심볼의 전력값은 측정된 14개의 심볼의 전력 값 중 최고값을 가진다. 또한, 14개의 심볼의 전략값의 평균은 셀 부하에 비례한다. 본 발명의 실시예에 따른 광중계기(100)는 전술한 바와 같은 규칙을 가지는 전력값을 이용하여 셀 부하를 추정할 수 있다. 그리고 광중계기(100)는 추정된 셀 부하를 이용하여 포워드(Forward) 출력을 자동으로 조절하거나, 사용하지 않는 대역에 대응하는 모듈의 전원 공급을 일시 중단하여 운용 전력을 절감할 수 있다.

그러면, 전술한 바와 같은 셀 부하를 측정하기 위한 광중계기의 세부 구성에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광중계기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 5를 참조하면, 광중계기(20)의 도너(100)는 입력부(110), 샘플링부(120), 레벨측정부(130), 부하산출부(140), 자원산출부(150), 저장부(160) 및 출력부(170)를 포함한다.

입력부(110)는 기지국(10)으로부터 광중계기(100)로 입력되는 신호를 입력 받기 위한 것이다. 입력부(110)는 기지국(10)으로부터 입력되는 신호를 샘플링부(120)로 출력한다.

샘플링부(120)는 입력된 기지국 신호를 심볼 단위로 샘플링하기 위한 것이다. 샘플링부(120)는 기지국 신호를 심볼 단위로 샘플링하여 샘플링된 심볼 단위의 기지국 신호를 측정부(130)에 제공한다.

측정부(130)는 심볼 단위로 샘플링된 기지국 신호의 전력을 측정한다. 그런 다음, 부하산출부(140)는 하나의 서브프레임 동안 심볼 단위로 측정한 기지국 신호에서 전력의 피크값 및 평균값을 도출한다. 그리고 부하산출부(140)는 전력의 피크값 대비 평균값의 비를 기초로 셀 부하를 산출한다.

전력의 피크값은 하나의 서브프레임에 포함된 복수의 심볼(14개의 심볼) 중 전력이 가장 큰 값이다. 전술한 바와 같이, 서브프레임의 1번 심볼 라인에는 셀 부하와 무관하게 CRS, PHICH, PDCCH 신호가 상존하게 되므로 최대 전력이 발생된다. 또한, 전력의 평균값은 하나의 서브프레임에 포함된 복수의 심볼(14개의 심볼)의 전력의 평균값을 의미한다.

피크값은 셀 부하 값과 무관하게 일정한 특징을 가지며, 평균값은 셀 부하에 비례한다. 특히, 기지국(10)과 광중계기(20)의 도너(100) 사이에 연결되는 캐이블 손실(Cable Loss)이 반영되는 값이기 때문에 동일한 셀의 광중계기(20)의 경우에도, 즉, 동일한 기지국(10)에 연결된 서로 다른 광중계기(20)의 경우에도, 케이블 손실에 따라 피크값과 평균값은 상이할 수 있다. 하지만, 서로 다른 케이블 손실을 겪더라도 동일한 기지국(10)에 연결된 서로 다른 광중계기(20)의 피크값 대비 평균값의 비율은 동일할 것이다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 부하산출부(140)는 전력의 피크값 대비 평균값의 비를 기초로 셀 부하를 산출한다. 즉, 부하산출부(140)는 다음의 수학식 1에 따라 케이블 손실에 무관하게 셀 부하 값을 산출할 수 있다.

수학식 1에서, CLV는 셀 부하 값을 나타낸다. 그리고 Input_Peak는 하나의 서브프레임에 포함된 복수의 심볼(14개의 심볼) 중 전력이 가장 큰 값인 전력의 피크값이다. 또한, Input_Avg는 하나의 서브프레임에 포함된 복수의 심볼(14개의 심볼)의 전력의 평균값이다.

저장부(160)는 복수의 주파수 대역폭 별로 셀 부하 값에 비례하여 사용되는 전송 자원을 나타내는 복수의 부하대비자원테이블을 저장한다. 이러한 부하대비자원테이블은 셀 부하 값에 비례하여 사용되고 있는 사용 RB 개수 및 PRB 사용률을 도출하기 위한 자료로 사용된다. 이에 대해 설명하면, 기지국(10)이 전송 자원으로 사용 가능한 RB 개수는 기지국(10)이 사용하는 주파수 대역폭에 따라 상이하다. 예를 들어, 주파수 대역폭이 10MHz인 경우 최대 RB의 개수는 50개이고, 주파수 대역폭이 20MHz인 경우 최대 RB의 개수는 100개이다. 따라서 앞서 산출된 셀 부하 값(CLV)은 비율이기 때문에 기지국(10)이 사용하는 주파수 대역폭에 따라 사용하는 RB의 개수 및 PRB 사용률이 상이하다. 따라서 셀 부하 값(CLV)으로부터 현재 기지국(10)이 할당한 RB의 개수 및 PRB 사용률을 얻기 위해 부하대비자원테이블이 이용된다. 이러한 부하대비자원테이블은 기지국(10)이 사용하는 주파수 대역폭 별로 셀 부하 값에 대응하는 사용 RB 개수 및 PRB 사용률이 미리 저장된 것이다.

다음의 표 1은 부하대비자원테이블의 일 예이며, 주파수 대역폭이 20MHz인 경우의 셀 부하 값에 대응하는 사용 RB의 개수 및 PRB 사용률이 저장된 부하대비자원테이블이다.

셀 부하 값	사용 RB 개수	PRB 사용률(%)
Cell Loading Value_1	10	10
Cell Loading Value_2	20	20
Cell Loading Value_3	30	30
Cell Loading Value_4	40	40
Cell Loading Value_5	50	50
Cell Loading Value_6	60	60
Cell Loading Value_7	70	70
Cell Loading Value_8	80	80
Cell Loading Value_9	90	90
Cell Loading Value_10	100	100

자원도출부(150)는 기지국(10)이 사용하는 자원에 대한 정보를 도출하기 위한 것이다. 자원도출부(150)는 저장부(160)에 저장된 복수의 부하대비자원테이블 중 기지국(10)이 사용하는 시스템 대역폭에 해당하는 부하대비자원테이블을 참조하여, 부하산출부(140)가 산출한 셀 부하 값에 대응하는 전송 자원에 대한 정보를 도출하기 위한 것이다. 여기서, 전송 자원에 대한 정보는 사용 RB 개수 및 PRB 사용률을 포함한다. 예컨대, 기지국(10)이 사용하는 주파수 대역폭이 20MHz라고 가정한다. 또한, 부하산출부(140)가 산출한 셀 부하 값은 "Cell Loading Value_7"이라고 가정한다. 그러면, 자원도출부(150)는 저장부(160)에 저장된 복수의 부하대비자원테이블 중 표 1과 같은 부하대비자원테이블을 참조할 수 있다. 이에 따라, 자원도출부(150)는 "Cell Loading Value_7"에 대응하는 RB의 개수가 70이고, PRB 사용률(%)이 70%이기 때문에 현재 기지국(10)이 사용하는 RB의 개수를 70으로, PRB 사용률(%)을 70%으로 도출할 수 있다.

자원도출부(150)는 전송 자원에 대한 정보를 도출한 후, 이를 출력부(170)에 제공한다. 그러면, 출력부(170)는 이러한 전송 자원에 대한 정보를 출력할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 방법에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 도너(100)의 입력부(110)는 S110 단계에서 기지국(10)과 연결된 케이블을 통해 광중계기(20)의 도너(100)로 입력되는 기지국 신호를 수신하고, 수신된 기지국 신호를 샘플링부(120)로 제공한다. 그러면, 샘플링부(120)는 S120 단계에서 기지국 신호를 심볼 단위로 샘플링하여 샘플링된 심볼 단위의 기지국 신호를 측정부(130)에 제공한다.

이어서, 측정부(130)는 S130 단계에서 심볼 단위로 샘플링된 기지국 신호의 전력을 심볼 단위로 측정하고, 심볼 단위로 측정된 기지국 신호의 전력의 측정값을 부하산출부(140)에 제공한다.

부하산출부(140)는 S140 단계에서 하나의 서브프레임 동안 심볼 단위로 측정한 기지국 신호에서 전력의 피크값 및 평균값을 도출한다. 전력의 피크값은 하나의 서브프레임에 포함된 복수의 심볼(14개의 심볼) 중 전력이 가장 큰 값이다. 또한, 전력의 평균값은 하나의 서브프레임에 포함된 복수의 심볼(14개의 심볼)의 전력의 평균값을 의미한다. 전술한 바와 같이, 서브프레임의 1번 심볼 라인에는 셀 부하와 무관하게 CRS, PHICH, PDCCH 신호가 상존하게 되므로 최대 전력이 발생된다. 따라서 피크값은 셀 부하 값과 무관하게 일정한 특징을 가지며, 평균값의 셀 부하에 비례한다. 특히, 기지국(10)과 광중계기(20)의 도너(100) 사이에 연결되는 캐이블 손실(Cable Loss)이 반영되는 값이기 때문에 동일한 셀의 광중계기(20)의 경우에도, 즉, 동일한 기지국(10)에 연결된 서로 다른 광중계기(20)의 경우에도, 케이블 손실에 따라 피크값과 평균값은 상이할 수 있다. 하지만, 서로 다른 케이블 손실을 겪더라도 동일한 기지국(10)에 연결된 서로 다른 광중계기(20)의 피크값 대비 평균값의 비율은 동일할 것이다.

따라서 부하산출부(140)는 S160 단계에서 앞서(S150) 도출된 전력의 피크값 대비 평균값의 비를 기초로 수학식 1에 따라 셀 부하를 산출한다. 이에 따라, 부하산출부(140)는 케이블 손실에 무관하게 셀 부하 값을 산출할 수 있다.

자원도출부(150)는 S170 단계에서 저장부(160)에 저장된 복수의 부하대비자원테이블 중 기지국(10)이 사용하는 시스템 대역폭에 해당하는 부하대비자원테이블을 참조하여, 부하산출부(140)가 산출한 셀 부하 값에 대응하는 전송 자원에 대한 정보를 도출한다. 여기서, 전송 자원에 대한 정보는 사용 RB 개수 및 PRB 사용률을 포함한다. 예컨대, 기지국(10)이 사용하는 주파수 대역폭이 20MHz이고, 부하산출부(140)가 산출한 셀 부하 값은 "Cell Loading Value_5"이라고 가정한다. 그러면, 자원도출부(150)는 저장부(160)에 저장된 복수의 부하대비자원테이블 중 표 1과 같은 부하대비자원테이블을 참조할 수 있다. 이에 따라, 자원도출부(150)는 "Cell Loading Value_5"에 대응하여 전체 100개의 RB 중 사용 RB 개수가 50이며, PRB 사용률(%)이 50%인 것을 도출할 수 있다. 자원도출부(150)는 사용 RB 개수 및 PRB 사용률을 도출한 후, 이를 출력부(170)에 제공한다. 그러면, 출력부(170)는 S180 단계에서 이러한 사용 RB 개수 및 PRB 사용률을 출력할 수 있다.

출력된 사용 RB 개수 및 PRB 사용률을 통해 광중계기(20)의 전송(Forward) 출력을 최적화할 수 있고, 이러한 전송 출력은 광중계기(20)의 커버리지에 비례하기 때문에 광중계기(20)의 커버리지를 최적화할 수 있다. 또한, 광중계기(20)는 다중대역(Multi-Band, 예컨대, 800MHz/1.8GHz/2.1GHz/2.6GHz) 서비스를 제공하기 위한 구조를 채택할 수 있다. 다중 대역 서비스는 해당 지역에서 발생하는 트래픽량에 대응하기 위한 것이다. 하지만, 발생하는 트래픽은 하루 24시간을 기준으로 최번시 2~3시간을 제외하면 대부분의 셀에서 상당히 낮은 수준에서 유지된다. 예컨대, 지하철 본선구간의 경우, 7~9시 그리고 5~8시에 최대 부하를 가지며, 0~6시에 부하가 0에 가까우며, 기타 시간에는 20~50% 부하를 가진다. 따라서 광중계기가 셀 부하를 산출하는 본 발명을 이용하는 경우, 전체 대역의 셀 부하를 산출하여 그 합을 산출하고, 산출된 합에 해당하는 트래픽 제공에 필요한 대역의 장치만 운영함으로써, 광중계기 사용 전력량을 절감할 수 있다. 게다가, 사용하지 않은 대역의 장치를 오프하기 때문에 인접 셀에 주는 셀 간 간섭이 감소하여 인접 셀의 품질 및 용량 증대에도 기여할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 셀 부하를 측정하기 위한 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다. 특히, 본 발명의 컴퓨터 프로그램은 광중계기(20)에서 동작할 수 있다. 이러한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media) 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 이탈함없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 광중계기는 그 광중계기가 속한 셀의 셀 부하를 측정할 수 있다. 측정된 셀 부하를 통해 광중계기는 전송 출력을 최적화할 수 있고, 이러한 전송 출력은 광중계기의 커버리지에 비례하기 때문에 광중계기(20)의 커버리지를 최적화할 수 있다. 또한, 광중계기는 셀 부하를 측정하여 셀 부하가 크지 않은 시간에 필요한 대역의 장치만 운영함으로써, 광중계기 사용 전력량을 절감할 수 있다. 게다가, 사용하지 않은 대역의 장치를 오프하기 때문에 인접 셀에 주는 셀 간 간섭이 감소하여 인접 셀의 품질 및 용량 증대에도 기여할 수 있다. 이러한 본 발명은 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.

10: 기지국 11: 데이터유닛
12: 정합장치 20: 광중계기
30: 무선중계기 40: 단말
100: 도너 110: 입력부
120: 샘플링부 130: 측정부
140: 부하산출부 150: 자원도출부
160: 저장부 170: 출력부
200: 리모트

Claims (9)

1. 기지국으로부터 케이블을 통해 수신되는 신호의 전력을 심볼 단위로 측정하는 측정부;
   상기 심볼 단위로 측정된 전력의 피크값 대비 전력의 평균값의 비를 통해 셀 부하 값을 산출하는 부하산출부; 및
   주파수 대역폭 별로 셀 부하 값에 대응하는 사용 리소스블록 개수 및 물리리소스블록 사용률이 미리 저장된 부하대비자원테이블을 저장하는 저장부;를 포함하는
   광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 부하산출부는
   하나의 서브프레임 내에서 측정된 복수의 심볼 전력 중 가장 큰 값을 전력의 피크값으로 도출하고,
   상기 하나의 서브프레임 내에서 측정된 복수의 심볼 전력의 평균을 전력의 평균값으로 도출한 후,
   상기 전력의 피크값 대비 상기 전력의 평균값의 비를 셀 부하 값으로 산출하는 것을 특징으로 하는
   광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 부하산출부는
   수학식 CLV = Input_Avg/Input_Peak에 따라 상기 셀 부하 값을 산출하고,
   상기 CLV는 상기 셀 부하 값이고,
   상기 Input_Peak는 전력의 피크값이고,
   상기 Input_Avg는 전력의 평균값인 것을 특징으로 하는
   광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 기지국이 사용하는 주파수 대역폭에 상응하는 부하대비자원테이블을 참조하여
   상기 산출된 셀 부하 값에 대응하는 사용 리소스블록 개수 및 물리리소스블록 사용률을 도출하는 자원도출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 장치.
6. 광중계기가 기지국으로부터 케이블을 통해 수신된 신호의 전력을 심볼 단위로 측정하는 단계;
   상기 광중계기가 상기 심볼 단위로 측정된 전력의 피크값 대비 전력의 평균값의 비를 통해 셀 부하 값을 산출하는 단계; 및
   상기 광중계기가 주파수 대역폭 별로 셀 부하 값에 대응하는 사용 리소스블록 개수 및 물리리소스블록 사용률이 미리 저장된 부하대비자원테이블을 저장하는 단계;를 포함하는
   광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 셀 부하 값을 산출하는 단계는
   상기 광중계기가 하나의 서브프레임 내에서 측정된 복수의 심볼 전력 중 가장 큰 값을 전력의 피크값으로 도출하는 단계;
   상기 광중계기가 상기 하나의 서브프레임 내에서 측정된 복수의 심볼 전력의 평균을 전력의 평균값으로 도출하는 단계;
   상기 광중계기가 상기 전력의 피크값 대비 상기 전력의 평균값의 비를 셀 부하 값으로 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
   광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 셀 부하 값을 산출하는 단계는
   수학식 CLV = Input_Avg/Input_Peak에 따라 셀 부하 값을 산출하고,
   상기 CLV는 셀 부하 값이고,
   상기 Input_Peak는 전력의 피크값이고,
   상기 Input_Avg는 전력의 평균값인 것을 특징으로 하는
   광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 방법.
9. 제6항에 있어서,
   상기 광중계기가 상기 기지국이 사용하는 주파수 대역폭에 상응하는 부하대비자원테이블을 참조하여 상기 산출된 셀 부하 값에 대응하는 사용 리소스블록 개수 및 물리리소스블록 사용률을 도출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   광중계기의 셀 부하를 측정하기 위한 방법.

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