A Performance Analysis of an Adaptive Sector Cell System using the Measured Urban Wireless Channel Data

도심 무선채널의 실측데이터를 이용한 적응 섹터 셀 시스템의 성능분석

In this paper we analyze the performance of an adaptive sector cell system, which is adopted to maintain the traffic balance between sectors and to utilize the cell resources effectively, using the data collected from real channel environments. In the data measurements, we transmitted the QPSK modulated signal with carrier frequency of 1.95GHz and received the signals using the 8x4 array antenna equipped on the top of buildings in the urban area. We analyzed the angular distribution and the delay spread of a user signal and analyzed angular distribution of mobile users in a cell using the collected data. Also, we propose the vector channel modeling using the estimated pdf(probability distribution function) of the analyzing results. Through the proposed channel modeling the improvement of the call blocking rate was analyzed when using the adaptive sector cell system, and computer simulations show that the call blocking rate of the adaptive sector cell system was much lower than that of the fixed sector cell system. Additionally, it shows that the call blocking rate increases severely in the fixed sector cell system while the difference of the call blocking rate was smaller in the adaptive sector cell system, as the user density of the spatial distribution increases.

본 논문에서는 섹터의 트래픽 부하를 균일하게 유지시킴으로써 기지국 시스템의 전체 용량을 효과적으로 활용하기 위한 적응섹터 씬 시스템의 성능을 실제 이동통신 채널환경에서 측정한 채널 데이터를 이용하여 분석하였다. 측정은 채널 환경이 다른 여러 지점에서 1.95GHz의 QPSK 신호를 전송하였고, 높은 건물이 많은 대도시 환경의 건물옥상에 $8{\times}4$ 배열 안테나를 설치하여 전송된 신호를 수신하였다. 또한 수신된 데이터를 분석하여 각 사용자 신호의 도달각 분산 및 시간지연 분산과 전체 사용자에 대한 공간 분포 확률을 추정하였으며, 이를 결합하여 실제의 전파 환경과 유사한 벡터 채널 모델링을 제안하였다. 우리는 제안한 공간 분포 모델링을 이용하여 적응 섹터 셀 시스템 사용 시의 호 차단율의 개선정도를 분석하였으며, 컴퓨터 모의실험 결과 적응 섹터 셀 시스템의 호 차단율이 고정 섹터 셀 시스템의 비해 크게 낮음을 알 수 있었다. 그리고 고정 섹터 셀 시스템의 경우에는 사용자 신호의 공간 분포 밀집도가 높을수록 호 차단율이 크게 증가하는데 비해, 적응 섹터 셀 시스템의 경우 호 차단율의 변화는 크지 않음을 알 수 있었다.