WO2014204266A1 - 무선 통신 시스템에서 안테나 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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base station
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terminals
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박병태
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삼성전자 주식회사
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present disclosure relates to a method and apparatus for controlling an antenna of a communication system. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for controlling an antenna of a base station in a wireless communication system.
  • a wireless communication system such as a cellular mobile communication system
  • wireless communication with terminals in a corresponding cell area is performed through a base station.
  • spectrum efficiency may be improved by radiating a beam of an antenna in a specific direction by using an antenna such as an array antenna.
  • Beamforming techniques are used that adjust the direction of the transmission beam.
  • the direction of antenna parameters (Azimuth and Vertical Pattern) of base stations during single cell, cell cluster, and city area radio optimization and operation If there is a need to correct the angle, apply for a building permit beforehand and if the permit is dropped, the angle and direction of the antenna are manually adjusted by all the personnel visiting the building. This is not efficient because it is time consuming and expensive.
  • a transmit / receive end channel of a base station radio path stage that corrects a difference between radio channel information such as RSRP (Signal Signal Received Power) and Signal Interference Noise Ratio (SINR) and a radio transmission / reception path of a base station.
  • RSRP Synchrom Radio Received Power
  • SINR Signal Interference Noise Ratio
  • the present disclosure provides a method and apparatus for determining an antenna pattern of a base station using location information of a mobile terminal.
  • the present disclosure provides a method and apparatus for forming a beamforming pattern of a MIMO antenna of a base station using location information of a mobile terminal.
  • the present disclosure provides a method and apparatus for determining a movement pattern and a distribution pattern of mobile terminals in a corresponding base station using location information of the mobile terminal.
  • the present disclosure provides a method and apparatus for determining a movement pattern and a distribution pattern of all mobile terminals in all base stations using location information of the mobile terminal.
  • a method of controlling a base station antenna includes: receiving location information including at least one of longitude information, latitude information, and altitude information from terminals located in a base station cell region; And determining the antenna pattern of the base station by reflecting the position information of the base station, and controlling the azimuth and elevation angles of the base station antenna according to the determined antenna pattern.
  • a method of controlling a base station antenna includes at least one of location information of terminals located in areas of each of a plurality of base stations and distribution pattern information of terminals located in areas of each of the base stations. Receiving base station, determining a distribution pattern of all terminals using at least one of location information of the terminals and distribution pattern information of the terminals, and reflecting the determined distribution pattern of all terminals. Determining an antenna pattern of the antenna and transmitting the determined antenna pattern information to corresponding base stations.
  • An apparatus for controlling a base station antenna in a wireless communication system includes a location information processing unit for receiving location information including at least one of longitude information, latitude information, and altitude information from terminals located in a base station cell region; And an antenna controller for determining an antenna pattern of the base station by reflecting location information of each terminal and controlling azimuth and elevation angles of the base station antenna according to the determined antenna pattern.
  • An apparatus for controlling a base station antenna in a wireless communication system provided by the present disclosure
  • a central antenna management server receives at least one of location information of terminals located in areas of each of a plurality of base stations and distribution pattern information of terminals located in areas of each of the base stations. Determine distribution patterns of all terminals by using at least one of location information of the terminals and distribution pattern information of the terminals, and determine antenna patterns of each of the base stations by reflecting the determined distribution patterns of all terminals. And transmitting the determined antenna pattern information to corresponding base stations.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a system for controlling a base station antenna using location information of a terminal in a wireless communication system according to embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process of determining an antenna pattern and a beam pattern using location information of a terminal 103 in a wireless communication system according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of determining an antenna pattern and a beam pattern using location information of terminals in a wireless communication system according to a second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a process of determining antenna patterns and beam patterns of all base station antennas using location information of terminals in a wireless communication system according to a third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an apparatus of a base station 105 according to embodiments of the present disclosure
  • FIG. 6 is a view for explaining the operation of the base station 105 according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 7 is a view for explaining the operation of the base station 105 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a view for explaining the operation of the base station 105 according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a simplified diagram of a structure of an antenna in the apparatus of the base station 105 of FIG. 6;
  • 10 is a view for explaining how the antenna controller adjusts the angle in the horizontal and vertical direction to the determined antenna pattern
  • FIG. 11 illustrates an X-Polarization antenna as an example of a MIMO antenna
  • FIG. 12 illustrates an array antenna as an example of a MIMO antenna
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of transmitting a beam to terminals according to beamforming using a MIMO antenna.
  • Expressions such as “first,” “second,” “first,” or “second,” etc. in the present disclosure may modify various elements of the present disclosure, but do not limit the corresponding elements.
  • the above expressions do not limit the order and / or importance of the corresponding elements.
  • the above expressions may be used to distinguish one component from another.
  • both a first user device and a second user device are user devices and represent different user devices.
  • the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • the entity according to the present disclosure may be a device including a communication function, but is not limited thereto.
  • an entity may be a smartphone, a tablet personal computer, a mobile phone, a videophone, an e-book reader, a desktop personal computer, a laptop PC. (laptop personal computer), netbook computer, personal digital assistant (PDA), portable multimedia player (PMP), MP3 player, mobile medical device, camera, or wearable device (e.g., electronic It may include at least one of a head-mounted-device (HMD) such as glasses, an electronic garment, an electronic bracelet, an electronic necklace, an electronic accessory, an electronic tattoo, or a smartwatch.
  • HMD head-mounted-device
  • the entity may be a smart home appliance having a communication function.
  • Smart home appliances include, for example, televisions, digital video disk (DVD) players, audio, refrigerators, air conditioners, cleaners, ovens, microwaves, washing machines, air purifiers, set-top boxes, TV boxes. , Game consoles, electronic dictionaries, electronic keys, camcorders, or electronic picture frames.
  • the entity may be a variety of medical devices (eg, magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), computed tomography (CT), imaging equipment, ultrasound, etc.), navigation devices, GPS receivers (global) positioning system receivers, event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment devices, marine electronics (e.g. marine navigation systems and gyro compasses), avionics, security devices , A vehicle head unit, an industrial or home robot, an automatic teller's machine (ATM) of a financial institution, or a point of sales (POS) of a store.
  • MRA magnetic resonance angiography
  • MRI magnetic resonance imaging
  • CT computed tomography
  • ultrasound ultrasound
  • navigation devices e.g., a wide area network
  • GPS receivers global positioning system receivers
  • EDRs event data recorders
  • FDRs flight data recorders
  • automotive infotainment devices e.g. marine navigation systems and gyro comp
  • an entity may be a part of a furniture or building / structure that includes a communication function, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various measuring instruments. (Eg, water, electricity, gas, or a radio wave measuring instrument, etc.).
  • An entity according to the present disclosure may be one or more combinations of the various devices described above.
  • the entity according to the present disclosure may be a flexible device.
  • the entity according to the present disclosure is not limited to the aforementioned devices.
  • An apparatus and method proposed in an embodiment of the present disclosure include a Long-Term Evolution (LTE) mobile communication system, a Long-Term Evolution-Advanced (LTE-A) mobile communication system, A high speed downlink packet access (HSDPA) mobile communication system, a high speed uplink packet access (HSUPA) mobile communication system, and a third generation project partnership 2 : 3GPP2) high rate packet data (HRPD) mobile communication system, 3GPP2 wideband code division multiple access (WCDMA) mobile communication system, and 3GPP2 code division multiple access (Code) Division Multiple Access (CDMA) mobile communication system, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16m communication system, and advanced packet system It can be applied to various communication systems, such as: (Mobile IP Mobile Internet Protocol) systems: (Evolved Packet System EPS) and mobile internet protocol.
  • LTE Long-Term Evolution
  • HSDPA high speed downlink packet access
  • HSUPA high speed uplink packet access
  • a basic concept of the present disclosure is to determine an antenna pattern and a beam pattern of a base station using location information of terminals.
  • the location information of the terminal includes at least one of the longitude, latitude, and altitude information of the terminal. That is, if the position of the terminals is accurately determined by using the longitude, latitude, and altitude information of the terminals in the cell, the distribution (density and dispersion) of the terminals in the cell can be known at the corresponding time, thereby reflecting the distribution of the terminals.
  • the pattern of the antenna angle of the base station is adjusted so that the optimal antenna direction can be obtained.
  • the antenna system supports MIMO beamforming like an array antenna, the beamforming may be performed according to accurate position information of individual terminals to increase spectral efficiency. For example, a beam pattern may be formed such that a main beam is radiated in an area where the terminals are most dense at that point, and a null beam is radiated in an area where a subscriber is not present.
  • the present disclosure statistically analyzes the location information of the terminals as well as the location information of the terminals at a certain time point in a predetermined time unit such as hour, day, week, and year to determine the movement pattern and distribution pattern of the terminals for each time unit.
  • the antenna pattern and the beam pattern may be determined by reflecting the movement pattern and the distribution pattern. For example, if the movement and distribution of the terminals at 06, 12, 18, and 24 hours show different patterns, the antenna pattern and the beam pattern may be controlled for each corresponding time unit by reflecting these patterns. . As another example, if the distributions of terminals show different patterns at 12 o'clock Monday and 12 o'clock Sunday, the antenna pattern and the beam pattern may be controlled by reflecting the distribution. Furthermore, movement and distribution patterns can be analyzed and used on a yearly basis.
  • the antenna pattern and the beam pattern of all the base stations may be determined by reflecting not only the movement pattern and the distribution pattern of the terminals in one base station but also the movement and distribution baton of all the terminals belonging to the entire base station area. .
  • the movement and distribution patterns of the terminals may be displayed by describing the terminals as dots on a map.
  • the movement and distribution patterns of the entire terminals may be used not only in initial cell planning, but also in cell relocation even after the base stations are installed.
  • the pairing and distribution pattern pairing of terminals will be abbreviated as pairing distribution pattern pair for convenience, but the definition of pairing pattern pairing is also included.
  • the first embodiment is an example of determining an antenna pattern and a beam pattern using location information of terminals at a base station.
  • the second embodiment transmits the location information of the terminals to the location information server, and when the location information server stores the location information of the terminals or determines the distribution pattern of the terminals from the location information, the base station determines the location information and / or An example of determining an antenna pattern and a beam pattern using distribution pattern information.
  • the third embodiment is an example in which the central antenna management server determines a pattern of antennas for all base stations by using location information of terminals for all base stations and / or distribution pattern information for terminals for all base stations.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a system for controlling a base station antenna using location information of a terminal in a wireless communication system according to embodiments of the present disclosure.
  • the system of the present disclosure includes a base station 105, a terminal 103 for performing wireless communication with the base station 105, and a GPS 101 for measuring the position of the terminal 103.
  • the location information server 107 and the central antenna management server 109 located on the core network are connected to the base station 107 through an IP backhaul.
  • the GPS 101 measures location information of the terminal 103 and transmits the location information to the terminal 103.
  • the location information includes at least one of longitude information, latitude information, and height information of a point where the terminal 103 is currently located.
  • the GPS 101 measures location information of all terminals under its control and provides the same to each terminal at predetermined intervals.
  • the GPS 101 is an example of a device capable of measuring the position of the terminal 103 and other means capable of measuring the position of the terminal 103 is possible.
  • the Glonas satellite may also be a means for measuring the position of the terminal 103 together with or independently of the GPS 101.
  • the terminal 103 transmits its location information received from the GPS 101 to the base station 105 through the base station antenna 105. In addition, the terminal 103 transmits a reference signal.
  • the base station 105 determines the antenna pattern and the beam pattern of the base station 105 in real time at the corresponding time point by reflecting the location information of the terminals received from the terminals located in the cell area, and corresponding base station antenna
  • the controller 103 transmits the antenna pattern information and the beam pattern information back to the terminal 103 so that the terminal 103 can transmit and receive data by reflecting the antenna pattern information and the beam pattern information.
  • the base station 105 delivers the location information received from the terminals to the location information server 107 at predetermined intervals.
  • the location information server 107 periodically receives location information of terminals belonging to each base station from a plurality of base stations and stores it. Since the location information server 107 periodically receives and stores location information from the base station 105, the location information server 107 may store data about location information for a relatively long time. Thereafter, when the base station 105 requests location information of the base station 105 from the location information server 107, the base station 105 transmits the location information to the base station 105 so that the base station 105 uses the location information. It is possible to determine the antenna pattern and the beam pattern.
  • the location information server 107 may be implemented to determine a distribution pattern of terminals in the base station 105 by using the location information received from the base station 105. That is, after receiving the location information of all the terminals in the cell area of a specific base station periodically for a predetermined period, the location information server 107 statistically analyzes the location information to analyze the distribution pattern of the terminals, and the distribution pattern It may also forward to base station 105. In this case, even when the base station 105 does not receive the location information from the terminals, the base station 105 may adjust the antenna pattern and the beam pattern by using the statistically analyzed distribution pattern.
  • the location information server 107 receives the location information from the base station 105 in a six-hour period for one month and analyzes it by day of the week and time to determine the distribution pattern of terminals by time of day by using the distribution pattern of the location information of the terminals. Can be utilized as
  • the central antenna management server 109 may control the entire base station antenna using location information from all base stations.
  • the location information server 107 receives and stores each location information from a plurality of base stations, and transfers the location information by a request of the central antenna management server 109.
  • the central antenna management server 109 may determine the antenna pattern of each of the base stations in consideration of the distribution of all the terminals located in the base stations by using the location information of the base stations, and transmit the same to the base stations.
  • the central antenna management server 109 controls the antennas of the base stations in consideration of the state of the entire base stations, it is possible to control the antennas very efficiently in terms of cost or time.
  • the antennas used for the base stations in the embodiments automatically generate antenna angles and beams according to the antenna pattern and beam pattern by electronic or mechanical control according to the antenna pattern and beam pattern determined in the embodiments. It is an antenna that can do it. Conventionally, a person directly adjusts an angle of an antenna to adjust an antenna angle, but in the present disclosure, an antenna capable of automatic control is introduced to solve such an inefficiency. Examples of antennas according to the present disclosure are shown in FIGS. 9 to 11.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process of determining an antenna pattern and a beam pattern using location information of a terminal 103 in a wireless communication system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • each process of FIG. 2 has been described in a step-by-step manner for convenience, each operation is not necessarily operated in order unless they contradict or conflict with each other. In addition, operations of each step may be omitted in some cases.
  • the GPS 101 periodically transmits location information including longitude information, latitude information, and altitude information to the terminal 103.
  • the terminal 103 transmits the received location information to the base station 105.
  • the terminal 103 may transmit the location information in a fixed period, in a variable period or aperiodic.
  • the transmission period of the location information may be varied according to the change rate of the location information of the terminal 103. That is, if the location of the terminal 103 changes rapidly, the transmission period of the location information may be shortened accordingly, and if the location of the terminal 103 changes slowly, the transmission period of the location information may be lengthened.
  • the location information is transmitted to the base station 105 only when a predetermined event occurs, such as when the location of the terminal 103 changes to a predetermined reference value or more, or when a request for location information is received from the base station 105.
  • a predetermined event such as when the location of the terminal 103 changes to a predetermined reference value or more, or when a request for location information is received from the base station 105.
  • Aperiodic transmission is also possible.
  • the base station 105 has received location information from all the terminals located in the cell area of the base station 105 in addition to the above. Accordingly, in step 205, the base station 105 determines the antenna pattern and the beam pattern of the base station 105 using the location information received from the plurality of terminals. At this time, when determining the antenna pattern, the antenna pattern and the beam pattern may be determined so that a large number of beams may be radiated to the areas where the terminals are dense. In operation 207, the determined antenna pattern information and beam pattern information are transmitted to the respective terminals. In step 209, the terminal 103 receives and reflects the antenna pattern information and the beam pattern information to perform communication.
  • the first embodiment is an example in which the base station 105 directly determines the antenna pattern and the beam pattern using the location information of the terminals, and thus is suitable for the case of using the location information for a relatively short time.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of determining an antenna pattern and a beam pattern using location information of terminals in a wireless communication system according to a second embodiment of the present disclosure.
  • each process of FIG. 3 has been described in a step-by-step manner for convenience, each operation is not necessarily in order unless they contradict or conflict with each other. In addition, operations of each step may be omitted in some cases.
  • the location information of the terminal 103 is transmitted to the base station 105 through steps 301 to 303 as shown in FIG. 2.
  • the base station 105 transmits the location information of the terminals received by the base station 105 to the location information server 107 to the location information server 107.
  • the location information transmission of the terminal or the location information transmission of the base station may be a fixed period or a variable period or aperiodic transmission, the description thereof is as described in Figure 2 will be omitted.
  • the location information server 107 stores the location information and statistically analyzes the location information to determine a distribution pattern of terminals.
  • the pattern determined by using the accumulated position information received periodically or aperiodically from the base station in conjunction with a map application such as Google Map (MAP) to the corresponding time point may be used as distribution pattern information of the terminals.
  • MAP Google Map
  • the distribution patterns may be modeled and databased in advance, and the distribution pattern information may be determined as the distribution pattern information that is most similar to the distribution pattern analyzed using the location information received at the corresponding time point.
  • the base station 105 requests location information or distribution pattern information of terminals from the location information server 107.
  • the location information server 107 transmits the stored location information or distribution pattern information of the terminals to the base station 105.
  • the location information server 107 may transmit the location information or distribution pattern information to the base station 105 without the request of the base station 105 in step 308.
  • the location information represents information on the location of the terminals for a short time
  • the distribution pattern information of the terminals is collected through the statistical analysis after collecting the location information for a relatively long time. Represents a pattern. Accordingly, if the location information server 107 stores both the location information and the distribution pattern information of the terminals, the location information server 107 may use the location information or the distribution pattern information of the terminals as needed by the base station 105.
  • the base station 105 determines the antenna pattern and the beam pattern by using the location information and / or distribution pattern information of the terminals.
  • the base station 105 transmits the antenna pattern and the beam pattern to the terminal. Communication is performed using the pattern and the beam pattern.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a process of determining antenna patterns and beam patterns of all base station antennas using location information of terminals in a wireless communication system according to a third embodiment of the present disclosure.
  • each process of FIG. 4 has been described in a step-by-step manner for convenience, each operation is not necessarily in order unless they contradict or conflict with each other. In addition, operations of each step may be omitted in some cases.
  • the location information of the terminal 103 is transmitted to the location information server 107 through steps 401 to 405, and the location information server 107 stores the location information or determines a distribution pattern of the terminals using the location information. It is the same as step 301 to step 307 of FIG.
  • the central antenna management server 109 requests the location information server 107 for location information of all terminals located in all base station areas and / or distribution pattern information of terminals in all base station areas. Although not shown, in some cases, location information may be requested directly from each base station.
  • the location information server 107 or each base station transmits location information and / or distribution pattern information of the terminals to the central antenna management server 109.
  • the central antenna management server 109 may determine distribution patterns of all terminals or determine antenna patterns of all base stations 105 by statistical analysis using the location information or distribution pattern information. That is, the distribution pattern of all the terminals is determined through statistical analysis using the location information of all the terminals, or the distribution pattern of the terminals of each base station is received from the location information server 107 and the distribution pattern of all the terminals is used using the same. You can decide.
  • the distribution pattern of the entire terminals may be determined by using the location information of the entire terminals and the distribution pattern information of the terminals for each base station, and the antenna pattern of the entire base stations may be determined.
  • the distribution pattern analyzed by using the location information accumulated in association with a map application such as Google Map (MAP) up to a corresponding time point may be distribution pattern information of all terminals.
  • the distribution patterns of all terminals are previously modeled and databased, and the distribution pattern information determined from the distribution pattern analyzed using the location information received at the corresponding time point and the most similar pattern among the databased patterns is determined as distribution pattern information. It may be.
  • the central antenna management server 109 uses the database to display the location of the terminal in the cell that changes on the time axis in a 3D map and includes location information including longitude, latitude, and altitude information. And the position of the terminal estimated by the RSRP value of the terminal is compared, and when the difference is more than a predetermined threshold, the terminal is displayed in a different color in the 3D map according to the range of the difference value. Based on this, the position of the terminal that generates excessive path loss can be determined and the antenna pattern can be determined to minimize the path loss in this area.
  • the central antenna management server 109 analyzes the intra-cell inter-cell movement information and the inter-cell movement information according to the position information of the terminal accumulated per predetermined time interval, and when the movement pattern of the terminal changes.
  • the antenna pattern of each base station is determined according to the changed movement pattern to perform optimal antenna scheduling.
  • the central antenna management server 109 transmits antenna pattern information determined for each base station 105 to the corresponding base station 105.
  • the base station 105 may determine the antenna pattern by reflecting the determined antenna pattern information, and may determine the beam pattern using the location information of the terminals in the corresponding base station 105.
  • the antenna pattern determined by the base station 105 may be determined in the same manner as the antenna pattern information received in step 413, but the received antenna pattern information is reconsidered in consideration of the positions of the terminals in the base station 105 at that time. It may be decided by modification.
  • the modification may be fed back to the central antenna management server 109.
  • the central antenna management server 109 may reflect the modifications of the base station 105 again to determine the antenna patterns of the entire base stations 105.
  • the determined antenna pattern and beam pattern information is transmitted to the terminal 103 so that the terminal 103 may reflect the antenna pattern and the beam pattern to communicate.
  • the central antenna management server 109 transmits the location information of the terminals of all the base stations and the distribution baton information of the terminals of all the base stations to each base station or the location information server ( 107). Therefore, since the state of the entire terminals is considered than the first and second embodiments, antenna patterns of all base stations can be determined to improve communication efficiency. In addition, when a distribution pattern of terminals in one base station is changed, this may be reflected in control of another base station antenna pattern in order to increase overall communication efficiency.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an apparatus of a base station 105 according to embodiments of the present disclosure.
  • the base station 105 device of the present disclosure includes an antenna 501, a transceiver 503, a location information processor 505, and an antenna controller 507.
  • the base station 105 receives location information from the terminals through the antenna 501 and the transceiver 503, and the location information processing unit 505 receives the location information and stores the location information of the terminals.
  • the antenna controller 507 determines the antenna pattern and the beam pattern by using the position information, controls the azimuth and elevation angle of the antenna according to the determined antenna pattern, and generates a beam according to the determined beam pattern. In this case, when determining the antenna pattern, the antenna pattern and the beam pattern may be determined so that a large number of beams may be formed in a densely populated area of the terminals.
  • the determined antenna pattern information and beam pattern information are transmitted to the terminal 103 through the transceiver 503 and the antenna 501 so that the terminal 103 performs communication by reflecting the antenna pattern information and the beam pattern information. Do it.
  • the base station 105 receives location information from the plurality of terminals 103 through the antenna and the transceiver 503, and the location information processing unit 507 receives the location information to locate the terminals.
  • the location information is transmitted to the location information server 107.
  • the location information server 107 requests location information of the terminals and / or distribution pattern information of the terminals, and receives the location information and / or distribution pattern information of the terminals correspondingly.
  • the location information or distribution pattern information may be received from the location information server 107 without the request of the base station 105.
  • the antenna controller 507 determines the antenna pattern and the beam pattern of the base station 105 by using the received position information and / or distribution pattern information of the terminals, controls the antenna accordingly, and transmits and receives the antenna through the transceiver 503. Antenna pattern information and beam pattern information are transmitted to each terminal.
  • the base station 105 receives location information from a plurality of terminals through the antenna 501 and the transceiver 503, and the location information processing unit 505 receives the location information to locate the terminals.
  • the information is stored and transmitted to the location information server 107 and / or the central antenna management server 109.
  • the antenna pattern information of the base station 105 is received from the central antenna management server 109, and the antenna controller 507 determines the antenna pattern and the beam pattern using the position information and the antenna pattern information. , Control the antenna accordingly.
  • the determined antenna pattern information and beam pattern information is transmitted to each terminal through the transceiver 503.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the base station 105 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • each process of FIG. 6 has been described in a step-by-step manner for convenience, each operation is not necessarily in order unless they contradict or conflict with each other. In addition, operations of each step may be omitted in some cases.
  • the base station 105 receives location information from a plurality of terminals.
  • the antenna pattern and the beam pattern of the base station 105 are determined using the location information, and the antenna is controlled accordingly. In this case, when determining the antenna pattern, the antenna pattern and the beam pattern may be determined so that a large number of beams may be formed in a densely populated area of the terminals.
  • the determined antenna pattern information and beam pattern information are transmitted to each of the terminals.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the base station 105 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • each process of FIG. 7 has been described in a step-by-step manner for convenience, each operation is not necessarily in order unless they contradict or conflict with each other. In addition, operations of each step may be omitted in some cases.
  • the base station 105 receives location information from a plurality of terminals, and transmits the location information to the location information server 107 in step 703.
  • the base station 105 requests location information and / or distribution pattern information of the terminals from the location information server 107, and receives location information of the terminals and / or distribution pattern information of the terminals in step 705.
  • the location information and / or distribution pattern information may be received from the location information server 107 without the request of the base station 105 in step 704.
  • the antenna pattern and the beam pattern of the base station 105 are determined using the received position information and / or distribution pattern information, and the antenna is controlled accordingly.
  • the antenna pattern information and the beam pattern information are determined. Send to the terminals.
  • FIG 8 is a view for explaining the operation of the base station 105 according to the third embodiment of the present disclosure.
  • each process of FIG. 8 has been described in a step-by-step manner for convenience, each operation is not necessarily in order unless they contradict or conflict with each other. In addition, operations of each step may be omitted in some cases.
  • the base station 105 receives location information from a plurality of terminals, and transmits the location information to the location information server 107 and / or the central antenna management server 109 in step 803.
  • the base station 105 receives antenna pattern information of the base station 105 from the central antenna management server 109.
  • the antenna pattern and the beam pattern are determined using the location information and the antenna pattern information, and the antenna is controlled accordingly.
  • the antenna pattern information and the beam pattern information are transmitted to the terminals.
  • FIG. 9 is a simplified diagram of a structure of an antenna in the apparatus of the base station 105 of FIG. 6.
  • the antenna of the present disclosure includes an antenna pole 901, a pole head 903, and a MIMO antenna 905, and the antenna pole 901 and the pole head 903 automatically rotate the antenna angle according to antenna pattern information. Controlled.
  • FIG. 10A illustrates that the antenna controller adjusts an azimuth pattern of the antenna pole 901 according to the determined antenna pattern, and the pole head 903 rotates in the horizontal direction accordingly.
  • Figure 10 (b) shows the pole head is automatically tilted (tilting) according to the antenna vertical pattern.
  • FIG. 11 and 12 illustrate an example of the MIMO antenna of FIG. 9.
  • FIG. 11 shows an X-Polarization antenna as an example of a MIMO antenna
  • FIG. 12 shows an array antenna as an example of a MIMO antenna.
  • the beam width for each terminal is determined based on the beam pattern information determined by reflecting the antenna pattern information determined for the X-Polarization antenna and the array antenna of FIG. By pointing the beams at different frequencies, interference between the same frequencies can be reduced.
  • FIG. 13 illustrates an example of transmitting a beam to terminals according to beamforming using a MIMO antenna.
  • the antenna pattern and the beam pattern are determined by accurately reflecting the position of the terminal according to the embodiment of the present disclosure, the antenna angle and the beam forming are performed accordingly, so that a precise beam can be transmitted to each terminal. The efficiency can be improved.
  • a computer readable recording medium is any data storage device capable of storing data that can be read by a computer system. Examples of the computer readable recording medium include read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), CD-ROMs, magnetic tapes, Floppy disks, optical data storage devices, and carrier waves (such as data transmission over the Internet).
  • the computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
  • functional programs, code, and code segments for achieving the present disclosure may be readily interpreted by those skilled in the art to which the present disclosure applies.
  • any such software may be, for example, volatile or nonvolatile storage, such as a storage device such as a ROM, whether or not removable or rewritable, or a memory such as, for example, a RAM, a memory chip, a device or an integrated circuit. Or, for example, CD or DVD, magnetic disk or magnetic tape and the like can be stored in a storage medium that is optically or magnetically recordable and simultaneously readable by a machine (eg computer).
  • a machine eg computer
  • the method according to an embodiment of the present disclosure may be implemented by a computer or a portable terminal including a control unit and a memory, the memory suitable for storing a program or programs including instructions for implementing the embodiments of the present disclosure. It will be appreciated that this is an example of a machine-readable storage medium.
  • the present disclosure includes a program comprising code for implementing the apparatus or method described in any claim herein and a machine-readable storage medium storing such a program.
  • a program may be transferred electronically through any medium, such as a communication signal transmitted over a wired or wireless connection, and the present disclosure suitably includes equivalents thereof.
  • the apparatus may receive and store the program from a program providing apparatus connected by wire or wirelessly.
  • the program providing apparatus includes a memory for storing a program including instructions for causing the program processing apparatus to perform a preset content protection method, information necessary for the content protection method, and wired or wireless communication with the graphic processing apparatus.
  • a communication unit for performing and a control unit for automatically transmitting the program or the corresponding program to the request or the graphics processing unit.

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Abstract

본 개시가 제공하는 무선 통신 시스템에서 기지국 안테나를 제어하는 방법은, 기지국 셀 영역에 위치한 단말들로부터 경도 정보, 위도 정보, 고도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 위치 정보를 수신하는 과정과, 상기 각 단말들의 위치 정보를 반영하여 상기 기지국의 안테나 패턴을 결정하는 과정과, 상기 결정된 안테나 패턴에 따라 상기 기지국 안테나의 방위각과 앙각을 제어하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 안테나 제어 방법 및 장치
본 개시는 통신 시스템의 안테나를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는 무선 통신 시스템에서 기지국의 안테나를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
셀 룰러(Cellular) 이동 통신 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서는 기지국을 통하여 해당 셀 영역의 단말들과 무선 통신을 수행한다. 셀 룰러 통신 시스템의 스펙트럼 효율성을 높이기 위해서는 셀 내의 가입자의 분포와 각 분포 유형 별 가입자 수에 따라서 셀의 안테나 파라메타를 조절하는 것이 중요하다. 이를 위하여 기지국들을 적절히 배치하고 기지국 안테나를 적절히 조절한다.
한편, MIMO(Multi Input Multi Output)를 지원하는 통신 시스템에서는 어레이(Array) 안테나와 같은 안테나를 사용하여 안테나의 빔을 특정 방향으로 송신 빔(beam)을 방사하여 스펙트럼 효율을 높일 수 있다. 송신 빔(beam)의 방향을 조정하는 빔 포밍(forming) 기술이 사용되고 있다.
그런데 최초 기지국들이 설치된 이후 단일 셀(Single Cell), 셀 클러스터(Cell Cluster), 도시 지역(City Area) 무선 최적화 및 운용 중 기지국의 안테나 파라메타(방위각(Azimuth)과 수직 패턴(Vertical Pattern)의 방향과 각도)를 수정할 필요가 있을 경우 사전 건물 출입허가를 신청하고 출입허가서가 떨어지면 건물을 방문한 인력에 의한 모두 수작업으로 안테나의 각도와 방향을 조정하고 있다. 이는 많은 시간과 비용이 소모되므로 효율적이지 않다. 한편, 빔 포밍시에는 RSRP(Reference Signal Received Power), SINR(Signal Interference Noise Ratio) 등과 같은 무선(air) 채널 정보와 기지국의 무선 송수신 경로의 차이를 보정하는 기지국 무선 경로단의 송/수신 단 채널 정보를 바탕으로 빔 포밍을 하는데 상기 채널 정보를 측정하여 추정한 빔 포밍과 단말의 실제 위치에 오차가 큰 경우가 많기 때문에 빔 포밍에 의한 스펙트럼 효율성이 떨어질 수 있다.
본 개시는 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 기지국의 안테나 패턴을 결정하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 기지국의 MIMO 안테나의 빔 포밍 패턴을 형성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 해당 기지국 내의 이동 단말들의 이동 패턴 및 분포 패턴을 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 전체 기지국들 내의 전체 이동 단말들의 이동 패턴 및 분포 패턴을 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시가 제공하는 무선 통신 시스템에서 기지국 안테나를 제어하는 방법은, 기지국 셀 영역에 위치한 단말들로부터 경도 정보, 위도 정보, 고도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 위치 정보를 수신하는 과정과, 상기 각 단말들의 위치 정보를 반영하여 상기 기지국의 안테나 패턴을 결정하는 과정과, 상기 결정된 안테나 패턴에 따라 상기 기지국 안테나의 방위각과 앙각을 제어하는 과정을 포함한다.
본 개시가 제공하는 무선 통신 시스템에서 기지국 안테나를 제어하는 방법은, 복수의 기지국들 각각의 영역에 위치하는 단말들의 위치 정보와, 상기 기지국들 각각의 영역에 위치하는 단말들의 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 수신하는 과정과, 상기 단말들의 위치 정보와, 상기 단말들의 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 이용하여 전체 단말들의 분포 패턴을 결정하는 과정과, 상기 결정된 전체 단말들의 분포 패턴을 반영하여 상기 기지국들 각각의 안테나 패턴을 결정하는 과정과, 상기 결정된 각각의 안테나 패턴 정보를 해당 기지국들로 전송하는 과정을 포함한다.
본 개시가 제공하는 무선 통신 시스템에서 기지국 안테나를 제어하는 장치는, 기지국 셀 영역에 위치한 단말들로부터 경도 정보, 위도 정보, 고도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 위치 정보를 수신하는 위치 정보 처리부와, 상기 각 단말들의 위치 정보를 반영하여 상기 기지국의 안테나 패턴을 결정하고, 상기 결정된 안테나 패턴에 따라 상기 기지국 안테나의 방위각과 앙각을 제어하는 안테나 제어부를 포함한다.
본 개시가 제공하는 무선 통신 시스템에서 기지국 안테나를 제어하는 장치는,
중앙 안테나 관리 서버를 포함하며, 상기 중앙 안테나 관리 서버는, 복수의 기지국들 각각의 영역에 위치하는 단말들의 위치 정보와, 상기 기지국들 각각의 영역에 위치하는 단말들의 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 수신하고, 상기 단말들의 위치 정보와, 상기 단말들의 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 이용하여 전체 단말들의 분포 패턴을 결정하고, 상기 결정된 전체 단말들의 분포 패턴을 반영하여 상기 기지국들 각각의 안테나 패턴을 결정하고, 상기 결정된 각각의 안테나 패턴 정보를 해당 기지국들로 전송하는 특징으로 한다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따라 무선 통신 시스템에서 단말의 위치 정보를 이용하여 기지국 안테나를 제어하기 위한 시스템을 설명하는 도면,
도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따라 무선 통신 시스템에서 단말(103)의 위치 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하는 과정을 설명하는 도면,
도 3은 본 개시의 제2 실시예에 따라 무선 통신 시스템에서 단말들의 위치 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하는 과정을 설명하는 도면,
도 4는 본 개시의 제3 실시예에 따라 무선 통신 시스템에서 단말들의 위치 정보를 이용하여 전체 기지국 안테나의 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하는 과정을 설명하는 도면,
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 기지국(105) 장치를 설명하는 도면,
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 따른 기지국(105)의 동작을 설명하는 도면,
도 7은 본 개시의 제2 실시예에 따른 기지국(105)의 동작을 설명하는 도면,
도 8은 본 개시의 제3 실시예에 따른 기지국(105)의 동작을 설명하는 도면,
도 9는 도 6의 기지국(105) 장치에서 안테나의 구조를 간략화한 도면,
도 10은 안테나 제어부가 결정된 안테나 패턴에 수평 및 수직 방향의 각도를 조정하는 모습을 설명하는 도면,
도 11은 MIMO 안테나의 예로서 X극(X-Polarization) 안테나를 도시한 도면,
도 12는 MIMO 안테나의 예로서 어레이 안테나를 도시한 도면,
도 13은 MIMO 안테나를 이용한 빔 포밍에 따라 단말들에게 빔을 송신하는 모습을 도시한 예를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시(present disclosure)를 설명한다. 본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
본 개시 가운데 사용될 수 있는“포함한다” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시에서, "포함하다" 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.
본 개시에서 “또는” 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, “A 또는 B”는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.
본 개시 가운데 “제 1,”“제2,”“첫째,”또는“둘째,”등의 표현들이 본 개시의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서 설명되는 본 개시들은 설명의 편의를 위하여 분리된 것이지만, 상호 충돌되지 않는 범위 내에서 적어도 둘 이상의 실시예는 결합되어 수행될 수 있다.
본 개시에 따른 엔터티는, 통신 기능이 포함된 장치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 엔터티는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예컨대, 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 와치(smartwatch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에 따르면, 엔터티는 통신 기능을 갖춘 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들자면, 엔터티는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), TV 박스, 게임 콘솔(game consoles), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에 따르면, 엔터티는 각종 의료기기(예컨대, MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예컨대, 선박용 항법 장치 및 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛, 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller’s machine) 또는 상점의 POS(point of sales) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에 따르면, 엔터티는 통신 기능을 포함한 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 입력장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예컨대, 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 엔터티는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 엔터티는 플렉서블 장치일 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 엔터티는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.
본 개시의 일 실시예에서 제안하는 장치 및 방법은 롱 텀 에볼루션(Long-Term Evolution: LTE) 이동 통신 시스템과, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드(Long-Term Evolution-Advanced: LTE-A) 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation project partnership 2: 3GPP2)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(Wideband Code Division Multiple Access: WCDMA) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE) 802.16m 통신 시스템과, 진화된 패킷 시스템(Evolved Packet System: EPS)과, 모바일 인터넷 프로토콜(Mobile Internet Protocol: Mobile IP) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능하다.
본 개시의 상세한 설명에 앞서 본 개시의 기본 개념을 간략히 설명한다.
본 개시의 기본적인 개념은 단말들의 위치 정보를 이용하여 기지국의 안테나 패턴과 빔(beam) 패턴을 결정하는 것이다. 여기서 단말의 위치 정보란 단말의 경도, 위도, 고도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것이다. 즉, 셀 내에 있는 단말들의 경도, 위도, 고도 정보를 이용하여 단말들의 위치를 정확히 파악하면 해당 시점에서 셀 내에 단말들의 분포도(밀집도와 분산도)를 알 수 있기 때문에, 상기 단말들의 분포도를 반영하여 최적의 안테나 방향이 될 수 있도록 기지국의 안테나 각도의 패턴을 조정하는 것이다. 또한, 만일 안테나 시스템이 어레이(Array) 안테나와 같이 MIMO 빔 포밍을 지원한다면 개별 단말들의 정확한 위치 정보에 따라 빔 포밍을 수행하여 스펙트럼 효율을 높일 수 있다. 예를 들어, 해당 시점에서 단말들이 가장 많이 밀집한 지역에 메인(main) 빔이 방사되고 가입자가 없는 지역에는 널(Null) 빔이 방사되도록 빔 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 개시에서는 일정한 시점의 단말들의 위치 정보뿐 아니라, 단말들의 위치 정보를 시, 일, 주, 연과 같은 일정한 시간 단위로 통계적으로 분석하여 시간 단위 별 단말들의 이동 패턴 및 분포 패턴을 결정하고, 상기 이동 패턴 및 분포 패턴을 반영하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정할 수 있다. 예를 들어, 하루 중 06시, 12시, 18시, 24시의 단말들의 이동 및 분포가 서로 다른 패턴을 보인다면, 이러한 패턴들을 반영하여 해당 시간 단위별로 안테나 패턴과 빔 패턴을 제어할 수 있다. 또 다른 예로 월요일 12시와 일요일 12시에 단말들의 분포가 서로 다른 패턴을 보인다면, 이러한 분포를 반영하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 제어할 수 있다. 더 나아가 연(year) 단위로 이동 및 분포 패턴을 분석하여 이를 이용할 수도 있다.
한편, 본 개시에서는 하나의 기지국 내의 단말들의 이동 패턴 및 분포 패턴만을 반영하는 것이 아니라, 전체 기지국들 영역에 속하는 전체 단말들의 이동 및 분포 배턴을 반영하여 전체 기지국들의 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정할 수 있다. 상기 단말들의 이동 및 분포 패턴은 맵(Map)에 단말들을 점으로 기재하여 표시할 수 있다. 상기 전체 단말들의 이동 및 분포 패턴은 최초 기지국 계획(Cell planning) 시에 사용될 뿐 아니라, 기지국들이 설치된 이후라도 셀 재배치 시에 사용될 수도 있다. 한편, 이하의 설명에서는 단말들의 쌍따이동 및 분포 패턴쌍따를 편의상 쌍따분포 패턴쌍따로 약칭할 것이지만, 쌍따이동 패턴쌍따의 의미도 포함된 것으로 정의한다.
이하에서 본 개시의 실시예들을 설명한다.
제1 실시예는 기지국에서 단말들의 위치 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하는 예이다. 제2 실시예는 단말들의 위치 정보를 위치 정보 서버로 전달하고, 위치 정보 서버가 단말들의 위치 정보를 저장하거나 상기 위치 정보로부터 단말들의 분포 패턴을 결정하면, 기지국이 상기 위치 정보 및/또는 단말들의 분포 패턴 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하는 예이다. 제3 실시예는 중앙 안테나 관리 서버가 전체 기지국 별 단말들의 위치 정보 및/또는 전체 기지국 별 단말들의 분포 패턴 정보를 이용하여 전체 기지국 별로 안테나들의 패턴을 결정하는 예이다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따라 무선 통신 시스템에서 단말의 위치 정보를 이용하여 기지국 안테나를 제어하기 위한 시스템을 설명하는 도면이다.
본 개시의 시스템은 기지국(105), 상기 기지국(105)과 무선 통신을 수행하는 단말(103), 상기 단말(103)의 위치를 측정하는 GPS (101)를 포함한다. 또한, 코어 네트워크 상에 위치한 위치 정보 서버(107)와 중앙 안테나 관리 서버(109)는 IP 백홀(backhaul)을 통하여 상기 기지국(107)과 연결되어 있다.
상기 GPS(101)는 단말(103)의 위치 정보를 측정하고 이를 상기 단말(103)에게 전달한다. 상기 위치 정보는 단말(103)이 현재 위치한 지점의 경도(longitude) 정보, 위도(latitude) 정보와 고도(height) 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 GPS(101)는 자신이 관할하는 모든 단말들의 위치 정보를 측정하여 이를 각각의 단말들에게 소정 주기로 제공한다. 한편, 상기 GPS(101)는 단말(103)의 위치를 측정할 수 있는 장치의 일 예이며 단말(103)의 위치를 측정할 수 있는 다른 수단도 가능하다. 다른 예로는 글로나스(Glonass) 위성도 상기 GPS(101)와 함께 또는 독립적으로 단말(103)의 위치를 측정하는 수단이 될 수 있다. 단말(103)은 GPS(101)로부터 전달받은 자신의 위치 정보를 기지국 안테나(105)를 통하여 기지국(105)에게 전달한다. 또한, 단말(103)은 참조 신호(reference signal)를 전송한다.
제1 실시예에서, 상기 기지국(105)은 해당 셀 영역 내에 위치한 단말들로부터 수신한 단말들의 위치 정보를 반영하여 해당 시점에서 실시간으로 기지국(105)의 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하여 해당 기지국 안테나를 제어하고, 상기 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 다시 단말(103)에게 전달하여 상기 단말(103)이 상기 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 반영하여 데이터를 송수신할 수 있도록 한다.
제2 실시예에서, 기지국(105)은 단말들로부터 수신한 위치 정보를 소정 주기로 위치 정보 서버(107)로 전달한다. 상기 위치 정보 서버(107)는 복수의 기지국들로부터 각각의 기지국에 속하는 단말들의 위치 정보를 주기적으로 전달받아 이를 저장한다. 위치 정보 서버(107)는 기지국(105)으로부터 주기적으로 위치 정보를 전달받아 저장하기 때문에 비교적 오랜 시간 동안의 위치 정보에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 이후, 기지국(105)이 상기 위치 정보 서버(107)에 해당 기지국(105)의 위치 정보를 요청할 경우, 상기 기지국(105)에게 위치 정보를 전달하여 상기 기지국(105)이 상기 위치 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정할 수 있도록 할 수 있다. 다른 방식으로 상기 위치 정보 서버(107)가 해당 기지국(105)으로부터 수신한 위치 정보를 이용하여 해당 기지국(105) 내 단말들의 분포 패턴을 결정하도록 구현할 수도 있다. 즉, 특정 기지국의 셀 영역 내의 모든 단말들의 위치 정보를 소정 기간 동안 주기적으로 전달받은 이후 위치 정보 서버(107)가 상기 위치 정보를 통계적으로 분석하여 단말들의 분포 패턴을 분석하고, 상기 분포 패턴을 상기 기지국(105)으로 전달할 수도 있다. 이렇게 하면 기지국(105)이 단말들로부터 위치정보를 수신하지 못하는 경우에도 통계적으로 분석된 분포 패턴을 이용하여 기지국(105)이 안테나 패턴과 빔 패턴을 조정할 수 있다. 일 예로, 위치 정보 서버(107)가 한 달 동안 6시간 주기로 기지국(105)으로부터 위치 정보를 전달받아 이를 요일별, 시간별로 분석하여 시간별 요일별 단말들의 분포 패턴을 결정하여 상기 분포 패턴을 단말들의 위치 정보로 활용할 수 있다.
제3 실시예에서는 중앙 안테나 관리 서버(109)가 전체 기지국들로부터의 위치 정보를 이용하여 전체 기지국 안테나를 제어할 수 있다. 상기 위치 정보 서버(107)는 복수의 기지국들로부터 각각의 위치 정보를 수신하여 저장하고 있으며, 이를 중앙 안테나 관리 서버(109)의 요청에 의하여 전달한다. 상기 중앙 안테나 관리 서버(109)는 상기 전체 기지국들의 위치 정보를 이용하여 전체 기지국들에 위치한 전체 단말들의 분포를 고려하여 전체 기지국들 각각의 안테나 패턴을 결정하고, 이를 각 기지국들에게 전달할 수 있다. 이렇게 중앙 안테나 관리 서버(109)가 전체 기지국들의 상태를 고려하여 기지국들의 안테나를 제어하면 비용이나 시간의 측면에서 매우 효율적으로 안테나들을 제어할 수 있다.
한편, 상기 실시예들에서 기지국들에 사용되는 안테나는 상기 실시예들에서 결정된 안테나 패턴과 빔 패턴에 따라 전자적, 또는 기계적 제어에 의하여 자동으로 상기 안테나 패턴과 빔 패턴에 따라 안테나 각도와 빔을 생성할 수 있는 안테나이다. 기존에는 안테나 각도를 조정하기 위해서 사람이 직접 안테나의 각도를 조절하였으나 본 개시에서는 이러한 비효율을 해소하기 위하여 자동 제어가 가능한 안테나를 도입한다. 본 개시에 따른 안테나의 예를 도 9 내지 도 11에서 도시하였다.
이하에서 본 개시의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따라 무선 통신 시스템에서 단말(103)의 위치 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 2의 각 과정들은 편의상 단계별로 구분하여 설명하였지만, 각 동작들이 서로 모순되거나 충돌되지 않는 이상 반드시 순서대로 동작해야 하는 것은 아니다. 또한, 각 단계의 동작들이 경우에 따라 생략될 수도 있다.
201단계에서 GPS(101)는 단말(103)에게 경도정보, 위도 정보, 고도 정보를 포함하는 위치 정보를 주기적으로 전송한다. 203단계에서 단말(103)은 상기 수신한 위치 정보를 기지국(105)으로 전송한다. 이때 단말(103)은 위치 정보를 고정된 주기로 전송하거나 또는 가변 주기로 전송하거나 또는 비주기적으로 전송할 수 있다. 가변 주기의 예로, 단말(103)의 위치 정보의 변화 속도에 따라 위치 정보의 전송 주기가 가변되도록 할 수 있다. 즉, 단말(103)의 위치가 빠르게 변화한다면 위치 정보의 전송 주기도 그에 따라 짧게 하고, 단말(103)의 위치가 느리게 변화한다면 위치 정보의 전송 주기를 길게 할 수 있다. 비주기적 전송의 일 예로, 단말(103)의 위치가 소정 기준 값 이상으로 변화하는 경우나 기지국(105)으로부터 위치 정보의 요청을 받은 경우 등과 같이 소정 이벤트가 발생한 경우에만 위치 정보를 기지국(105)으로 전송하는 비주기적 전송도 가능하다.
기지국(105)은 상기 이외에 기지국(105)의 셀 영역에 위치한 모든 단말들로부터 각각 위치 정보를 수신한 상태이다. 따라서 205단계에서 기지국(105)은 복수의 단말들로부터 수신한 상기 위치 정보들을 이용하여 기지국(105) 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정한다. 이때 안테나 패턴을 결정할 때 단말들이 밀집한 영역으로 많은 빔이 방사될 수 있도록 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정할 수 있다. 207단계에서 상기 결정된 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 각 단말들에게 전달한다. 209단계에서 단말(103)은 상기 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 수신하고 이를 반영하여 통신을 수행한다. 상기 제1 실시예는 기지국(105)이 단말들의 위치 정보를 이용하여 바로 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하는 예이기 때문에 상대적으로 짧은 시간 동안의 위치 정보를 이용하는 경우에 적합하다.
도 3은 본 개시의 제2 실시예에 따라 무선 통신 시스템에서 단말들의 위치 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 3의 각 과정들은 편의상 단계별로 구분하여 설명하였지만, 각 동작들이 서로 모순되거나 충돌되지 않는 이상 반드시 순서대로 동작해야 하는 것은 아니다. 또한, 각 단계의 동작들이 경우에 따라 생략될 수도 있다.
301단계 내지 303단계를 통하여 단말(103)의 위치 정보가 기지국(105)으로 전달됨은 도 2와 같다. 305단계에서 기지국(105)은 위치 정보 서버(107)로 상기 기지국(105)이 수신한 단말들의 위치 정보를 위치 정보 서버(107)로 전달한다. 여기서 단말의 위치 정보 전송 또는 기지국의 위치 정보 전송은 고정 주기 또는 가변 주기 또는 비주기적 전송이 될 수 있으며, 그에 대한 설명은 도 2에서 설명된 바와 같으므로 생략한다.
한편, 307단계에서 위치 정보 서버(107)는 상기 위치 정보를 저장하고, 상기 위치 정보를 통계적으로 분석하여 단말들의 분포 패턴을 결정한다. 상기 분포 패턴을 결정하는 방식은 해당 시점까지 구글 맵(MAP)과 같은 지도 어플리케이션과 연동하여 기지국으로부터 주기적 또는 비주기적으로 수신하여 누적된 위치 정보를 이용하여 결정된 패턴을 단말들의 분포 패턴 정보로 할 수 있다. 다른 방식으로는 사전에 분포 패턴들을 모델링하여 데이터 베이스화하고, 해당 시점에서 수신된 위치 정보들을 이용하여 분석된 분포 패턴과 상기 데이터 베이스화된 패턴들 중에서 가장 유사한 패턴을 분포 패턴 정보로 결정할 수도 있다.
308단계에서 기지국(105)은 상기 위치 정보 서버(107)에게 위치 정보 또는 단말들의 분포 패턴 정보를 요청한다. 309단계에서 위치 정보 서버(107)는 상기 저장된 위치 정보 또는 단말들의 분포 패턴 정보를 상기 기지국(105)으로 전달한다. 다만, 상기 308단계의 기지국(105)의 요청이 없이 위치 정보 서버(107)가 상기 위치 정보 또는 분포 패턴 정보를 상기 기지국(105)에게 전달할 수도 있다.
참고로 상기 307단계 내지 309단계에서 위치 정보는 짧은 시간 동안의 단말들의 위치에 대한 정보를 나타내고, 상기 단말들의 분포 패턴 정보는 상기 위치 정보를 비교적 오랜 시간 동안 수집한 이후 통계적 분석을 통하여 단말들의 분포 패턴을 나타낸다. 따라서 위치 정보 서버(107)가 위치 정보와 단말들의 분포 패턴 정보 모두를 저장하고 있다면 기지국(105)의 필요에 따라 위치 정보를 이용하거나 단말들의 분포 패턴 정보를 이용할 수도 있을 것이다. 311단계에서 기지국(105)은 상기 위치 정보 및/또는 단말들의 분포 패턴 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하고, 313단계에서 이를 단말로 전송하면, 315단계에서 단말(103)은 상기 안테나 패턴과 빔 패턴을 이용하여 통신을 수행한다.
도 4는 본 개시의 제3 실시예에 따라 무선 통신 시스템에서 단말들의 위치 정보를 이용하여 전체 기지국 안테나의 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4의 각 과정들은 편의상 단계별로 구분하여 설명하였지만, 각 동작들이 서로 모순되거나 충돌되지 않는 이상 반드시 순서대로 동작해야 하는 것은 아니다. 또한, 각 단계의 동작들이 경우에 따라 생략될 수도 있다.
401단계 내지 405단계를 통하여 단말(103)의 위치 정보가 위치 정보 서버(107)로 전달되고, 위치 정보 서버(107)가 위치 정보를 저장하거나, 상기 위치 정보를 이용하여 단말들의 분포 패턴을 결정하는 것은 도 3의 301단계 내지 307단계와 같다. 408단계에서 중앙 안테나 관리 서버(109)는 위치 정보 서버(107)에게 전체 기지국들 영역에 위치한 전체 단말들의 위치 정보 및/또는 전체 기지국 영역 내의 단말들의 분포 패턴 정보를 요청한다. 도시되지는 않았으나 경우에 따라서 위치 정보를 각각의 기지국들에게 직접 요청할 수도 있다. 409단계에서 위치 정보 서버(107) 또는 각 기지국들은 위치 정보 및/또는 단말들의 분포 패턴 정보를 중앙 안테나 관리 서버(109)로 전달한다.
411단계에서 중앙 안테나 관리 서버(109)는 상기 위치 정보 또는 분포 패턴 정보를 이용하여 통계적 분석에 의하여 전체 단말들의 분포 패턴을 결정하거나 전체 기지국(105)들의 안테나 패턴을 결정할 수 있다. 즉, 전체 단말들의 위치 정보를 이용하여 통계적 분석을 통하여 전체 단말들의 분포 패턴을 결정하거나, 상기 위치 정보 서버(107)로부터 각 기지국 별 단말들의 분포 패턴을 수신하고 이를 이용하여 전체 단말들의 분포 패턴을 결정할 수 있다. 또한, 상기 전체 단말들의 위치 정보와 각 기지국 별 단말들의 분포 패턴 정보를 함께 이용하여 전체 단말들의 분포 패턴을 결정하고 전체 기지국들의 안테나 패턴을 결정할 수도 있다. 상기 분포 패턴을 결정하는 방식은 해당 시점까지 구글 맵(MAP)과 같은 지도 어플리케이션과 연동하여 축적된 위치 정보를 이용하여 분석된 분포 패턴을 전체 단말들의 분포 패턴 정보로 할 수 있다. 다른 방식으로는 사전에 전체 단말에 대한 분포 패턴들을 모델링하여 데이터 베이스화하고, 해당 시점에서 수신된 위치 정보들을 이용하여 분석된 분포 패턴과 상기 데이터 베이스화된 패턴들 중에서 가장 유사한 패턴을 분포 패턴 정보로 결정할 수도 있다.
상기 데이터 베이스를 활용하는 다른 방식으로서, 중앙 안테나 관리 서버(109)는 상기 데이터 베이스를 이용하여 시간 축 상에서 변하는 셀 내의 단말의 위치를 3D 맵에 표시하고 경도, 위도, 고도 정보를 포함하는 위치 정보와 단말의 참조 신호 전력(RSRP) 값에 의하여 추정되는 단말의 위치를 비교하고 양자가 소정 임계값 이상으로 차이가 날 경우, 상기 차이값의 범위에 따라 상기 3D 맵에서 상기 단말을 다른 색으로 표시하고, 이를 바탕으로 과도한 경로 손실이 발생하는 단말의 위치를 파악하고 이러한 영역에서 경로 손실이 최소화되도록 안테나 패턴을 결정할 수 있다. 또한, 중앙 안테나 관리 서버(109)는 소정 시간 구간 당 누적된 단말의 위치 정보에 따라 인트라(intra) 셀 간 이동 정보와 인터(inter) 셀 간 이동 정보를 분석하고 단말의 이동 패턴이 변하는 경우 상기 변화된 이동 패턴에 따라 각 기지국의 안테나 패턴을 결정하여 최적의 안테나 스케줄링을 수행하도록 한다.
다시 도4의 설명으로 돌아오면, 413단계에서 중앙 안테나 관리 서버(109)는 기지국(105) 별로 결정된 안테나 패턴 정보를 해당 기지국(105)으로 전송한다. 415단계에서 기지국(105)은 상기 결정된 안테나 패턴 정보를 반영하여 안테나 패턴을 결정하고, 해당 기지국(105) 내의 단말들의 위치 정보를 이용하여 빔 패턴을 결정할 수 있다. 여기서 상기 기지국(105)이 결정하는 안테나 패턴은 상기 413단계에서 수신한 안테나 패턴 정보와 동일하게 결정되는 일반적이겠지만 해당 시점의 기지국(105) 내의 단말들의 위치를 다시 고려하여 상기 수신된 안테나 패턴 정보를 수정하여 결정할 수도 있을 것이다. 만일 기지국(105)이 중앙 안테나 관리 서버(109)로부터 수신된 안테나 패턴 정보와 다르게 해당 기지국(105)의 안테나 패턴을 결정하였다면, 이러한 수정 사항은 다시 중앙 안테나 관리 서버(109)로 피드백될 수 있고, 상기 중앙 안테나 관리 서버(109)는 상기 기지국(105)의 수정 사항을 다시 전체 기지국(105)들의 안테나 패턴을 결정하는 데 반영할 수 있다. 417단계에서는 상기 결정된 안테나 패턴과 빔 패턴 정보를 단말(103)로 전달하여 상기 단말(103)이 안테나 패턴과 빔 패턴을 반영하여 통신할 수 있도록 한다.
이렇게 제3 실시예에서 중앙 안테나 관리 서버(109)를 도입하면, 중앙 안테나 관리 서버(109)가 전체 기지국 별 단말들의 위치 정보와, 전체 기지국 별 단말들의 분포 배턴 정보를 각 기지국 또는 위치 정보 서버(107)로부터 획득할 수 있다. 따라서 제1 실시예와 제2 실시예보다 전체 단말들의 상태를 고려하기 때문에 통신 효율성이 좋아지도록 전체 기지국들의 안테나 패턴을 결정할 수 있는 장점이 있다. 또한, 하나의 기지국 내의 단말들의 분포 패턴이 변경된 경우 이를 전체적인 통신 효율성을 높이기 위하여 다른 기지국 안테나 패턴의 제어에 반영할 수 있다.
상술한 실시예들 각각은 분리되어 실시되거나 병합되어 실시될 수 있다. 즉, 제1 실시예와 제2 실시예가 함께 실시되거나, 제1 실시예와 제3 실시예가 함께 실시되거나, 제2 실시예와 제3 실시예가 함께 실시되거나, 제1 내지 제3 실시예가 모두 함께 실시될 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 기지국(105) 장치를 설명하는 도면이다.
본 개시의 기지국(105) 장치는 안테나(501), 송수신부(503), 위치 정보 처리부(505)와 안테나 제어부(507)를 포함한다.
제1 실시예에서 기지국(105)은 안테나(501)와 송수신부(503)를 통하여 단말들로부터 위치 정보를 수신하고, 위치 정보 처리부(505)는 상기 위치 정보를 수신하여 단말들의 위치 정보를 저장한다. 안테나 제어부(507)는 상기 위치 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하고, 상기 결정된 안테나 패턴에 따라 안테나의 방위각과 앙각을 제어하고, 상기 결정된 빔 패턴에 따라 빔을 생성한다. 이때 안테나 패턴을 결정할 때 단말들이 밀집한 영역으로 많은 빔이 형성될 수 있도록 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정할 수 있다. 또한, 상기 결정된 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 송수신부(503)와 안테나(501)를 통하여 단말(103)에게 전달하여 단말(103)이 상기 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 반영하여 통신을 수행하도록 한다.
제2 실시예에서, 기지국(105)은 안테나와 송수신부(503)를 통하여 복수의 단말(103)들로부터 위치 정보를 수신하고, 위치 정보 처리부(507)는 상기 위치 정보를 수신하여 단말들의 위치 정보를 저장함과 함께 상기 위치 정보를 위치 정보 서버(107)로 전달한다. 이후, 위치 정보 서버(107)에게 단말들의 위치 정보 및/또는 단말들의 분포 패턴 정보를 요청하고, 그에 대응하여 위치 정보 및/또는 단말들의 분포 패턴 정보를 수신한다. 다만, 상기 기지국(105)의 요청 없이 위치 정보 서버(107)로부터 상기 위치 정보 또는 분포 패턴 정보를 수신할 수도 있다. 안테나 제어부(507)는 상기 수신한 위치 정보 및/또는 단말들의 분포 패턴 정보를 이용하여 기지국(105)의 안테나 패턴 및 빔 패턴을 결정하고 그에 따라 안테나를 제어하고, 송수신부(503)를 통하여 상기 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 각 단말들에게 전송한다.
제3 실시예에서, 기지국(105)은 안테나(501)와 송수신부(503)를 통하여 복수의 단말들로부터 위치 정보를 수신하고, 위치 정보 처리부(505)는 상기 위치 정보를 수신하여 단말들의 위치 정보를 저장함과 함께 위치 정보 서버(107) 및/또는 중앙 안테나 관리 서버(109)로 전달한다. 이후, 상기 중앙 안테나 관리 서버(109)로부터 상기 기지국(105)의 안테나 패턴 정보를 수신하고, 상기 안테나 제어부(507)는 상기 위치 정보와 상기 안테나 패턴 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하여, 그에 따라 안테나를 제어한다. 또한, 상기 결정된 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 송수신부(503)를 통하여 각 단말들에게 전달한다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 따른 기지국(105)의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6의 각 과정들은 편의상 단계별로 구분하여 설명하였지만, 각 동작들이 서로 모순되거나 충돌되지 않는 이상 반드시 순서대로 동작해야 하는 것은 아니다. 또한, 각 단계의 동작들이 경우에 따라 생략될 수도 있다.
601단계에서 기지국(105)은 복수의 단말들로부터 위치 정보를 수신한다. 603단계에서는 상기 위치 정보들을 이용하여 기지국(105) 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하고 그에 따라 안테나를 제어한다. 이때 안테나 패턴을 결정할 때 단말들이 밀집한 영역으로 많은 빔이 형성될 수 있도록 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정할 수 있다. 605단계에서는 상기 결정된 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 각 단말들에게 전달한다.
도 7은 본 개시의 제2 실시예에 따른 기지국(105)의 동작을 설명하는 도면이다.
도 7의 각 과정들은 편의상 단계별로 구분하여 설명하였지만, 각 동작들이 서로 모순되거나 충돌되지 않는 이상 반드시 순서대로 동작해야 하는 것은 아니다. 또한, 각 단계의 동작들이 경우에 따라 생략될 수도 있다.
701단계에서 기지국(105)은 복수의 단말들로부터 위치 정보를 수신하고, 703단계에서 상기 위치 정보를 위치 정보 서버(107)로 전달한다. 704단계에서 기지국(105)은 상기 위치 정보 서버(107)에게 위치 정보 및/또는 단말들의 분포 패턴 정보를 요청하고, 705단계에서 단말들의 위치 정보 및/또는 단말들의 분포 패턴 정보를 수신한다. 다만, 상기 704단계의 기지국(105)의 요청 없이 위치 정보 서버(107)로부터 상기 위치 정보 및/또는 분포 패턴 정보를 수신할 수도 있다. 707단계에서는 상기 수신한 위치 정보 및/또는 분포 패턴 정보를 이용하여 기지국(105)의 안테나 패턴 및 빔 패턴을 결정하고 그에 따라 안테나를 제어하고, 709단계에서 상기 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 각 단말들에게 전송한다.
도 8은 본 개시의 제3 실시예에 따른 기지국(105)의 동작을 설명하는 도면이다.
도 8의 각 과정들은 편의상 단계별로 구분하여 설명하였지만, 각 동작들이 서로 모순되거나 충돌되지 않는 이상 반드시 순서대로 동작해야 하는 것은 아니다. 또한, 각 단계의 동작들이 경우에 따라 생략될 수도 있다.
801단계에서 기지국(105)은 복수의 단말들로부터 위치 정보를 수신하고, 803단계에서 상기 위치 정보를 위치 정보 서버(107) 및/또는 중앙 안테나 관리 서버(109)로 전달한다. 805단계에서 기지국(105)은 상기 중앙 안테나 관리 서버(109)로부터 상기 기지국(105)의 안테나 패턴 정보를 수신한다. 807단계에서 위치 정보와 안테나 패턴 정보를 이용하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하고, 그에 따라 안테나를 제어하고, 809단계에서 상기 안테나 패턴 정보와 빔 패턴 정보를 각 단말들에게 전달한다.
도 9는 도 6의 기지국(105) 장치에서 안테나의 구조를 간략화한 도면이다.
본 개시의 안테나는 안테나 폴(901)과 폴 헤드(903)과 MIMO 안테나(905)로 구성되며, 안테나 폴(901)과 폴 헤드(903)는 안테나 패턴 정보에 따라 안테나 각도가 좌우 상하로 자동 제어된다. 도 10(a)는 안테나 제어부가 결정된 안테나 패턴에 따라 안테나 폴(901)의 방위각(Azimuth) 패턴을 조정하고 그에 따라 폴 헤드(903)이 수평 방향으로 각도가 회전되는 것을 도시한 것이다. 도 10(b)는 안테나 수직 패턴에 따라 폴 헤드가 자동으로 틸팅(tilting)되는 모습을 도시한 것이다.
도 11과 도 12는 도 9의 MIMO 안테나의 예를 도시한 것이다. 도 11은 MIMO 안테나의 예로서 X극(X-Polarization) 안테나를 나타내며, 도 12는 MIMO 안테나의 예로서 어레이 안테나를 나타낸다.
도 11의 X극(X-Polarization) 안테나 및 도 12의 어레이 안테나에 대하여 결정된 안테나 패턴 정보와 단말의 위치 정보를 반영하여 결정된 빔 패턴 정보에 따라 각 단말들에 대한 빔 폭이 결정되어 서로 인접하지 않은 주파수로 빔 포인팅을 하도록 하여 동일한 주파수 간 간섭을 줄일 수 있게 된다.
도 13은 MIMO 안테나를 이용한 빔 포밍에 따라 단말들에게 빔을 송신하는 모습을 도시한 예를 나타낸 것이다. 상술한 바와 같이 본 개시의 실시예에 따라 단말의 위치를 정확히 반영하여 안테나 패턴과 빔 패턴을 결정하고, 그에 따라 안테나의 각도와 빔 포밍을 수행하기 때문에 각 단말에게 정밀한 빔을 송신할 수 있어 스펙트럼 효율을 높일 수 있다.
본 개시의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(Random-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 개시를 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 개시가 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한 본 개시의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 개시의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 개시는 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 개시는 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다
또한 본 개시의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국 안테나를 제어하는 방법에 있어서,기지국 셀 영역에 위치한 단말들로부터 경도 정보, 위도 정보, 고도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 위치 정보를 수신하는 과정과,상기 각 단말들의 위치 정보를 반영하여 상기 기지국의 안테나 패턴을 결정하는 과정과,상기 결정된 안테나 패턴에 따라 상기 기지국 안테나의 방위각과 앙각을 제어하는 과정을 포함하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기지국 안테나가 MIMO 빔 포밍을 지원하는 경우,상기 위치 정보를 반영하여 상기 기지국 안테나의 빔 패턴을 결정하는 과정과,상기 결정된 빔 패턴에 따라 안테나 빔을 생성하는 과정을 더 포함하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 빔 패턴을 결정하는 과정은,상기 단말들이 밀집한 지역에 메인(main) 빔이 방사되고, 상기 단말들이 없는 지역에 널(Null) 빔이 방사되도록 빔 패턴을 결정함을 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,상기 위치 정보를 위치 정보 서버로 전달하는 과정과,상기 위치 정보 서버로부터 위치 정보와 상기 단말들의 위치 분포 패턴 정보를 수신하는 과정을 포함하고,상기 기지국의 안테나 패턴을 결정하는 과정은,상기 수신한 위치 정보와 상기 단말들의 위치 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 반영하여 결정함을 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 위치 분포 패턴 정보는,소정 기간 동안 상기 위치 정보 서버로 전송된 상기 위치 정보를 이용하여 상기 위치 정보 서버에서 통계적 방식으로 결정됨을 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 위치 정보와 상기 단말들의 위치 분포 패턴 정보 중 적어도 하나가 중앙 안테나 관리 서버로 전달되는 과정과,상기 중앙 안테나 관리 서버로부터 상기 기지국의 안테나 패턴 정보를 수신하는 과정을 더 포함하며,상기 수신한 기지국의 안테나 패턴 정보는, 상기 중앙 안테나 관리 서버에서 관리하는 전체 기지국들 내의 전체 단말들의 위치 정보와 상기 전체 기지국들 내의 단말들의 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 반영하여 결정된 것임을 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기지국의 안테나 패턴을 결정하는 과정은,상기 중앙 안테나 관리 서버로부터 수신한 안테나 패턴 정보를 반영하여 결정함을 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 위치 정보를 수신하는 과정은,상기 위치 정보를 소정의 고정 주기로 수신하거나, 상기 단말의 위치 변화 속도를 반영하여 가변 주기로 수신함을 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 기지국 안테나를 제어하는 방법에 있어서,복수의 기지국들 각각의 영역에 위치하는 단말들의 위치 정보와, 상기 기지국들 각각의 영역에 위치하는 단말들의 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 수신하는 과정과,상기 단말들의 위치 정보와, 상기 단말들의 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 이용하여 전체 단말들의 분포 패턴을 결정하는 과정과, 상기 결정된 전체 단말들의 분포 패턴을 반영하여 상기 기지국들 각각의 안테나 패턴을 결정하는 과정과,상기 결정된 각각의 안테나 패턴 정보를 해당 기지국들로 전송하는 과정을 포함하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단말들의 위치 정보는 상기 기지국 또는 위치 정보 서버로부터 수신되고,상기 분포 패턴 정보는 상기 위치 정보 서버로부터 수신됨을 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 기지국 안테나를 제어하는 장치에 있어서,기지국 셀 영역에 위치한 단말들로부터 경도 정보, 위도 정보, 고도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 위치 정보를 수신하는 위치 정보 처리부와,상기 각 단말들의 위치 정보를 반영하여 상기 기지국의 안테나 패턴을 결정하고, 상기 결정된 안테나 패턴에 따라 상기 기지국 안테나의 방위각과 앙각을 제어하는 안테나 제어부를 포함하는 기지국 안테나를 제어하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,장치는 제2항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따라 동작하도록 적용됨을 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 장치.
  13. 무선 통신 시스템에서 기지국 안테나를 제어하는 장치에 있어서,중앙 안테나 관리 서버를 포함하며, 상기 중앙 안테나 관리 서버는,복수의 기지국들 각각의 영역에 위치하는 단말들의 위치 정보와, 상기 기지국들 각각의 영역에 위치하는 단말들의 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 수신하고, 상기 단말들의 위치 정보와, 상기 단말들의 분포 패턴 정보 중 적어도 하나를 이용하여 전체 단말들의 분포 패턴을 결정하고, 상기 결정된 전체 단말들의 분포 패턴을 반영하여 상기 기지국들 각각의 안테나 패턴을 결정하고, 상기 결정된 각각의 안테나 패턴 정보를 해당 기지국들로 전송하는 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 중앙 안테나 관리 서버는,상기 단말들의 위치 정보를 상기 기지국 또는 위치 정보 서버로부터 수신하고,상기 분포 패턴 정보를 상기 위치 정보 서버로부터 수신함을 특징으로 하는 기지국 안테나를 제어하는 장치.
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