KR101009387B1 - 펨토셀 네트워크 장치 및 이를 이용한 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

펨토셀 사용자 장치는 펨토셀 기지국을 거쳐 펨토셀 서버에 호 접속을 요청하고, 펨토셀 서버는 펨토셀 사용자 장치를 인증한다. 펨토셀 사용자 장치가 유효한 것으로 인증되면, 펨토셀 사용자 장치로부터의 호 접속 관련 패킷은 펨토셀 게이트웨이를 통해 셀룰러 네트워크에 전달된다.

Description

펨토셀 네트워크 장치 및 이를 이용한 통신 방법{FEMTOCELL NETWORK APPARATUS AND COMMUNICATION METHOD USING THE APPARATUS}
본 개시는 펨토셀 네트워크 장치 및 이를 이용한 통신 방법에 관한 것이다.
펨토셀은 가정이나 사무실 등 옥내에서 사용되는 초소형 이동통신용 기지국으로서, 기 설치된 인터넷을 통해 셀룰러 네트워크(Cellular Network)에 접속하는데 사용되는 초소형 기지국이다. 펨토셀을 이용한 통신방식은 옥외에서는 일반 매크로셀(Macro Cell) 기지국을 이용하나, 옥내에서는 펨토셀을 이용하는 것으로 유무선 융합 서비스를 제공하는 통신방식이다. 펨토셀이 가정이나 빌딩 내부와 같이 매크로셀의 전파가 열화되는 지역이나 음영지역에 설치될 수 있기 때문에, 펨토셀을 이용한 통신방식은 셀룰러 통신 서비스의 품질을 보상할 수 있다. 특히, 펨토셀은 셀룰러 네트워크의 제어국과의 통신에 범용의 인터넷 회선을 이용하기 때문에 설치 및 유지 보수 비용이 저렴하고 인터넷 회선이 설치된 지역에서는 어느 곳에나 설치될 수 있다는 장점이 있다.
펨토셀을 이용한 통신방식에서는 펨토셀 사용자 장치의 등록, 인증 등의 절차를 수행하기 위해, 펨토셀이 인터넷을 거쳐 셀룰러 네트워크의 제어국에 접속하 는 구조를 취하고 있기 때문에, 셀룰러 네트워크의 제어국에 걸리는 부하가 증가한다. 또한, 셀룰러 서비스 제공자가 허가 받은 대역의 RF 대역을 사용하기 때문에, 매크로셀과 펨토셀 간에 주파수 간섭이 발생할 가능성이 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 네트워크 장치는, 펨토셀 사용자 장치를 인증하는 펨토셀 서버와, 인증된 펨토셀 사용자 장치로부터의 호 접속 관련 패킷을 셀룰러 네트워크로 전달하도록 구성된 펨토셀 게이트웨이를 포함한다.
상술한 내용은 설명을 위한 것이고 어떤 식으로든 한정하기 위한 것은 아니다. 예시적인 양상, 실시예 및 상술된 특징들에 더하여, 추가적인 양상, 실시예 및 특징들이 후술하는 상세한 설명 및 도면을 참조하여 명확해질 것이다.
아래의 상세한 설명에서, 본 개시의 일부를 구성하는 첨부 도면이 참조된다. 첨부 도면에서, 문맥에서 다르게 파악되지 않는 한, 유사한 부호는 대체적으로 유사한 요소를 나타낸다. 아래의 상세한 설명, 도면, 및 청구항에 설명된 예시적인 실시형태들은 제한적인 의도로 사용된 것이 아니다. 본 개시에 제시된 대상의 사상이나 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들이 구현될 수도 있고, 다른 변경들이 이루어질 수도 있다. 여기에 일반적으로 설명되고 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 본 개시는 다양한 유형의 다른 구성들로 배치되고, 대체되며, 결합되고, 설계될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
본 개시의 일실시예에 따른 펨토셀 네트워크 장치는, 펨토셀 사용자 장치를 인증하는 펨토셀 서버와, 인증된 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국으로부터의 호 접속 관련 패킷을 셀룰러 네트워크로 전달하거나 셀룰러 네트워크로부터의 호 접속 관련 패킷을 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국으로 전달하도 록 구성된 펨토셀 게이트웨이를 포함한다.
일부 실시예에서, 펨토셀 서버는, 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국으로부터 호 접속 요청을 수신하는 호 처리부와, 호 처리부로부터 펨토셀 사용자 장치에 대한 인증 요청을 수신하고, 펨토셀 사용자 장치가 유효한 펨토셀 사용자 장치인지 여부를 판단하는 인증부를 포함한다. 또한, 호 처리부는, 인증부에서 펨토셀 사용자 장치가 유효하다고 판단한 경우, 펨토셀 기지국에 호 접속 관련 정보를 전달하도록 구성되며, 호 접속 관련 정보는, 펨토셀 게이트웨이의 위치 정보를 포함한다. 또한, 펨토셀 기지국은 펨토셀 서버 및 펨토셀 게이트웨이와 인터넷을 통해서 통신한다.
본 개시의 다른 일 실시예에 따른 펨토셀 서버는 제1 펨토셀 사용자 장치와 관련된 제1 펨토셀 기지국으로부터 호 접속 요청을 수신하여 인증부로 전달하는 호 처리부와, 호 접속 요청에 응답하여 제1 펨토셀 사용자 장치가 유효한지 여부를 판정하는 인증부와, 제1 펨토셀 사용자 장치가 접속하기를 원하는 제2 펨토셀 사용자 장치와 관련되는 제2 펨토셀 기지국과 제1 펨토셀 기지국 사이에서 호를 중계하도록 구성된 호 중계부를 포함한다.
일부 실시예에서, 호 처리부는 인증부로부터 유효 응답을 수신하는 경우 제1 펨토셀 기지국에 호 접속 관련 정보를 전달하도록 구성되며, 호 접속 관련 정보는, 제2 펨토셀 기지국의 위치 정보와 호 중계부의 위치 정보를 포함한다. 또한, 펨토셀 서버는 제1 펨토셀 기지국 및 제2 펨토셀 기지국과 인터넷을 통해서 통신한다.
본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 펨토셀 기지국은, 펨토셀 사용자 장치 로부터 인터넷 접속 요청을 수신하는 RF 인터페이스부와, 인터넷 접속 요청을 펨토셀 사용자 장치의 인증을 위해 펨토셀 서버에 전달하는 IP 인터페이스부와, 펨토셀 서버로부터 펨토셀 사용자 장치가 유효하다는 인증을 받은 경우 펨토셀 사용자 장치와 무선 LAN간의 접속을 인에이블하여 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 데이터 패킷을 송수신하도록 하는 제어기를 포함한다.
본 개시의 또 다른 일실시예에 따른 펨토셀 사용자 장치로부터 셀룰러 네트워크로의 발신 호를 처리하는 방법은, 펨토셀 사용자 장치를 인증하고, 인증된 펨토셀 사용자 장치로부터의 호 접속 관련 패킷을 상기 셀룰러 네트워크로 전달하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 펨토셀 사용자 장치의 인증은 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국과 통신하는 펨토셀 서버에서 수행된다. 또한, 호 접속 관련 패킷을 상기 셀룰러 네트워크로 전달하는 것은, 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국과 통신하는 펨토셀 게이트웨이에서 수행된다. 또한, 펨토셀 서버에서의 펨토셀 사용자 장치의 인증은, 펨토셀 기지국으로부터 호 접속 요청을 수신하고, 호 접속 요청에 응답하여 펨토셀 사용자 장치가 유효한 펨토셀 사용자 장치인지 여부를 판단하고, 펨토셀 사용자 장치가 유효하다고 판단한 경우, 펨토셀 기지국에 호 접속 관련 정보를 전달하는 것을 포함하며, 호 접속 관련 정보는, 펨토셀 게이트웨이의 위치 정보를 포함한다. 또한, 펨토셀 기지국은 펨토셀 서버 및 펨토셀 게이트웨이와 인터넷을 통해서 통신한다.
본 개시의 또 다른 일 실시예에 따라 셀룰러 네트워크로부터 펨토셀 사용자 장치로의 착신 호를 처리하는 방법은, 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국과 통신하는 펨토셀 서버에서 펨토셀 게이트웨이를 통해 셀룰러 네트워크로부터의 호 접속 요청을 수신하고, 호 접속 요청에 응답하여 펨토셀 서버가 펨토셀 게이트웨이에 호 접속 관련 정보를 전달하고, 이 호 접속 관련 정보에 기초하여 셀룰러 네트워크로부터의 호 접속 관련 패킷을 펨토셀 게이트웨이를 통해 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국에 전달하는 것을 포함하며, 호 접속 관련 정보는, 펨토셀 기지국의 위치 정보를 포함한다. 펨토셀 게이트웨이는 상기 펨토셀 서버 및 상기 펨토셀 기지국과 인터넷을 통해서 통신한다.
본 개시의 또 다른 일실시예에 따라 펨토셀 사용자 장치가 무선 LAN을 통해 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 데이터 패킷을 송수신하는 방법은, 펨토셀 사용자 장치로부터 인터넷 접속 요청에 응답하여 펨토셀 사용자 장치를 인증하고, 무선 LAN을 인에이블하여 인증된 펨토셀 사용자와 접속하도록 하는 것을 포함한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 시스템과 이와 통신하는 셀룰러 시스템을 개략적으로 도시한 개략도이다. 본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 시스템(100)은 펨토셀 기지국 (1021,...,102n), 각 펨토셀 기지국(1021,...,102n)과 통신하는 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n), 펨토셀 서버(103), 및 펨토셀 게이트웨이(104)를 포함한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 셀룰러 시스템(110)은 셀룰러 네트워크(111), 이동전화교환국(Mobile Switching Office: MSO, 112)과 셀룰러 사용자 장치(1131,...,113n)를 포함한다. 먼저 본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 시 스템(100)에 대해 살펴본 후, 펨토셀 시스템(100)과 통신하는 셀룰러 시스템(110)에 대해서 살펴보기로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 시스템(100)에서, 펨토셀 기지국(1021,...,102n)은 RF 인터페이스부(1021-2,...,102n-2)를 통해 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)와 통신한다. 또한, 펨토셀 기지국(1021,...,102n)은 펨토셀 서버(103) 및 펨토셀 게이트웨이(104)와 인터넷을 통해 연결된다.
펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)는 이동통신분야에서 일반적으로 사용되는 이동통신장치로서, 예를 들어, CDMA 단말기, WCDMA 단말기, WiFi 단말기, Wibro 단말기 등이 있다. 이러한 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)는 셀룰러 사용자 장치(1131,...,113n)와 구분되어 구성될 수 있으며, 전파 신호의 상태를 감지하여 사용자 통화에 대한 착발신을 조정할 수 있다. 또한, 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)는 독립적으로 사용될 수도 있고, 셀룰러 사용자 장치(1131,...,113n)의 기능까지 포함하는 복합 기능 단말기로 사용될 수도 있다. 또한, 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)는 유효 사용자 인증을 거쳐 인터넷 서비스 공급자(Internet Service Provide; ISP)망으로의 접속을 지원할 수도 있는 바, 이에 대해서는 이후에서 보다 자세히 설명할 것이다.
펨토셀 기지국(1021,...,102n)은 초소형 기지국으로서, RF 인터페이스 부(1021-2,...,102n-2)를 통해서 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)와 이동통신데이터를 송수신하도록 구성된다. 일실시예로, 특정 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)는 특정 펨토셀 기지국(1021,...,102n)에만 한정되어 접속되도록 할 수 있으며, 이는 펨토셀 기지국의 통신 가능 범위에 진입한 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)의 목록, 예컨대 펨토셀 기지국(1021,...,102n) 내의 VLR(Visiting Location Register; 도시되지 않음)의 기능을 펨토셀 서버(103)에서 통제하여 특정 펨토셀 사용자 장치에 대해서만 위치의 등록이나 호의 착발신을 허용함으로써 구성될 수 있다. 다른 실시예로, 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)가 통신 가능 범위에 있는 임의의 펨토셀 기지국(1021,...,102n)과 접속하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 펨토셀 기지국이 집, 사무실, 공중전화 부스 등에 설치되어 각각 홈 셀(Home cell), 오피스 셀(Office cell), 공유 셀(Shared cell)을 형성하는 경우, 펨토셀 사용자 장치는 현재의 위치에서 통신 가능한 펨토셀 범위 내에 있는 펨토셀 기지국과 통신할 수 있다. 즉, 펨토셀 기지국들이 형성한 복수의 셀들을 이용한 펨토셀 로밍(roaming) 환경이 구축될 수 있다. 이 경우, 펨토셀 사용자 장치의 위치, 상태 정보는 후술할 펨토셀 서버(103) 내의 HLR(Home Location Register)의 기능을 통해 관리될 수 있다.
다음으로 펨토셀 서버(103)는 호 처리부(103-1), 인증부(103-2)와 호 중계부(103-3)를 포함한다. 먼저, 호 처리부(103-1)는 펨토셀 기지국(1021,...,102n), 또는 펨토셀 게이트웨이(104)와 통신하며 이들로부터의 신호 처리, 및 펨토셀 사용자 장치의 위치, 상태 정보를 관리하는 HLR(Home Location Register)의 기능을 수행할 수 있다. 본 개시에서는 HLR의 기능이 호 처리부에 통합되어 있는 것으로 설명되고 있으나, 호 처리부에 통합되지 않고 별개로 구성될 수도 있다. 또한, 호 처리부(103-1)는 펨토셀 기지국(1021,...,102n)으로부터 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)의 인증 요청이 있을 경우 이를 인증부(103-2)에 전달한다.
인증부(103-2)는 호 처리부(103-1)로부터 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)에 관한 인증 요청이 있을 경우, 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)가 유효한 사용자 장치인지 여부를 판단한다. 이러한 판단은, 예컨대, 사용자가 펨토셀 서버(103)에 등록된 사용자인지 여부, 펨토셀 시스템(100)에서 제공하는 통신 서비스 이용에 대한 비용을 지불하였는지 여부 등에 기초하여 이루어질 수 있으나, 상기 유효한 사용자 장치인지의 여부 판단은 이러한 예로서 한정되는 것은 아니다.
호 중계부(103-3)는 펨토셀 기지국들(1021,...,102n) 간에 방화벽(firewall)이 설정되어 있는 경우, 예컨대, 펨토셀 기지국들(1021,...,102n)이 사설 IP 또는 유동 IP를 사용하고 있는 경우에는 펨토셀 기지국들(1021,...,102n)이 목적지 IP에 접속할 수 있도록 펨토셀 기지국들(1021,...,102n) 간에 호를 중계해 주는 역할을 수행하는 것이다. 예를 들어, 호 중계부(103-3)로서 리플렉션 서버(reflection server)가 있으나, 이로서 한정되는 것은 것이다.
다음으로, 펨토셀 게이트웨이(104)는 펨토셀 시스템(100)과 셀룰러 시스템(110) 간의 통로 역할을 수행하는 것으로서, 펨토셀 시스템(100)으로부터의 패킷을 목적지 셀룰러 사용자 장치(1131,...,113n)가 속한 셀룰러 네트워크(111)로 전달하거나, 셀룰러 네트워크(111)로부터의 패킷을 목적지 펨토셀 기지국(1021,...,102n)으로 전달한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 셀룰러 네트워크(111)는 셀룰러 방식을 이용하는 임의의 통신망을 의미하며, 예컨대, CDMA, GSM과 같은 2세대 통신망, CDMA2000, WCDMA와 같은 3세대 통신망, LTE와 같은 4세대 통신망을 포함하나, 이로 한정되는 것은 아니다.
MSO(112)는 셀룰러 네트워크(111)에서 발·착신되는 신호를 처리하고, 셀룰러 네트워크가 효율적으로 운용될 수 있도록 조정하며, 셀룰러 사용자 장치가 셀룰러 네트워크 또는 다른 통신망과 접속하는 역할을 수행한다. 본 개시의 일 실시예에 있어서 MSO(112)는, 펨토셀 게이트웨이(104)를 거쳐 셀룰러 네트워크(111)로 수신되거나 펨토셀 게이트웨이(104)를 통해 셀룰러 사용자 장치(1131,...,113n)로부터 펨토셀 시스템(100)에 송신되는 펨토셀 시스템과의 착발신 신호에 응답하여, 셀룰러 사용자 장치(1131,...,113n)를 펨토셀 시스템과 접속시키기 위한 역할을 수행한다. 셀룰러 사용자 장치(1131,...,113n)는 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)와 유 사하거나 동일한 이동통신장치로서, 예를 들어 CDMA 단말기, CDMA2000 단말기, WCDMA 단말기 등이 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 시스템(100)에서는 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n), 펨토셀 기지국(1021,...,102n), 펨토셀 게이트웨이(104)에 더해서 자체적으로 호 처리를 행하는 펨토셀 서버(103)를 구비하고 있다. 이하에서 상세히 설명하듯이, 본 개시에 따른 일 실시예에서는 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)로부터의 접속 요청이나 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n)의 인증을 펨토셀 서버(103)에서 처리하기 때문에, 펨토셀 시스템(100)이 셀룰러 시스템(110)의 셀룰러 네트워크(111)의 제어국(도시되지 않음)이 아닌 MSO(112)에 접속하게 된다. 따라서, 펨토셀 기지국(1021,...,102n)에서는 셀룰러 네트워크(111)에서 사용되는 허가 받은 대역은 물론, 셀룰러 네트워크(111)에서 사용되지 않는 비면허 대역도 사용할 수 있다. 펨토셀 기지국(1021,...,102n)에서 비면허 대역을 사용할 경우, 허가 받은 대역을 사용하는 매크로셀과 사용하는 주파수 대역이 다르게 되므로, 매크로셀과 펨토셀 간에 발생할 수 있는 간섭 문제를 해결할 수 있게 된다. 본 개시의 일 실시예에서 비면허 대역은, 예컨대, 900MHz, 2.4GHz, 5.7GHz의 ISM 대역, 지그비(ZigBee)의 2.4GHz, 블루투스(Bluetooth)의 2,400~2,483.5MHz 일 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 시스템(100)에서는, 펨토셀 사용 자 장치의 등록, 인증 등의 기능이 펨토셀 서버(103)에서 이루어지고 펨토셀 게이트웨이(104)를 통해서 펨토셀 시스템(100)이 셀룰러 시스템(110)에서의 셀룰러 네트워크(111)의 제어국이 아닌 MSO(112)로 접속되기 때문에, 셀룰러 네트워크(111)의 제어국의 부하를 증가시키 않은 상태에서 펨토셀을 운용할 수 있게 된다.
다음으로 도 1 내지 도 3를 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 시스템을 이용한 통신방법을 설명한다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 사용자 장치로부터 셀룰러 네트워크로 발신되는 호를 처리하는 과정을 나타낸다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 셀룰러 네트워크로부터 펨토셀 사용자 장치로 착신되는 호를 처리하는 과정을 나타낸다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 사용자 장치로부터 셀룰러 네트워크로 발신되는 호를 처리하는 통신방법에 대해서 설명한다. 도 2에 도시하듯이 펨토셀 사용자 장치(101)가 셀룰러 사용자 장치(113)로의 호 접속을 요청하면, 이는 펨토셀 기지국(102)을 거쳐 펨토셀 서버(103)의 호 처리부(103-1)에 전달된다(210). 호 처리부(103-1)는 펨토셀 기지국(102)으로부터의 호 접속 요청에 응답하여 인증부(103-2)에 펨토셀 사용자 장치(101)의 인증을 요청한다(220). 인증부(103-2)에서는 펨토셀 사용자 장치(101)가 유효한 펨토셀 사용자 장치인지 여부를 판단하고, 펨토셀 사용자 장치(101)가 유효하다고 판단한 경우 유효 응답을 호 처리부(103-1)에 전달한다(230). 이러한 인증부(103-2)의 판단 방식은 펨토셀 시스템(100) 사용에 대한 과금에 기초할 수 있다. 예컨대, 선불 과금인 경우, 미리 구매한 선불 결제카드에 기재된 ID를 사용하여 펨토셀 사용자 장 치(101)가 펨토셀 시스템(100)에 접속을 요청할 수 있으며, 인증부(103-2)는 펨토셀 사용자 장치(101)로부터 수신한 ID가 기 판매된 선불 결제카드의 ID 목록에 포함되어 있는 것인지 여부에 따라 펨토셀 사용자 장치(101)를 인증할 것이다. 후불 과금의 경우, 인증부(103-2)는, 접속요청을 한 펨토셀 사용자 장치(101)가 펨토셀 시스템(100)이 제공하는 임의의 서비스에 등록되어 있는지의 여부를 판단하는 방식으로 펨토셀 사용자 장치(101)를 인증할 것이고, 이러한 판단은 펨토셀 사용자 장치(101)가 펨토셀 서버(103) 내에 포함된 펨토셀 사용자 장치(100)의 등록에 관한 정보를 저장한 데이터베이스(도시되지 않음)에 포함되어 있는 등록자에 해당하는지 여부에 따라 이루어질 수 있을 것이다.
다음으로, 호 처리부(103-1)는 인증부(103-2)로부터 유효 응답을 수신한 경우 펨토셀 기지국(102)으로 셀룰러 네트워크(111)와 접속하는 데 사용하게 될 펨토셀 게이트웨이(104)의 위치 정보를 포함하는 호 접속 관련 정보를 전달한다(240). 이러한 호 접속 관련 정보에 기초하여 펨토셀 사용자 장치(101)로부터의 호 접속 관련 패킷은 해당 펨토셀 게이트웨이(104)를 통해 셀룰러 네트워크(111)에 전달되며(250), 이 후에는 인터넷(도시되지 않음)과 셀룰러 네트워크(111) 간의 통상의 호 처리 과정을 거치게 되고, MSO(112)는 자체 프로토콜에 따라 목적지 셀룰러 사용자 장치를 호출하게 된다. 여기에서, 펨토셀 사용자 장치(101)로부터의 호 접속 관련 패킷이란 셀룰러 네트워크(111)에 호 접속을 요청하는데 필요한 신호를 의미하는 것으로, 통신 분야에서 일반적인 지식을 지닌 자라면 호 접속 관련 패킷이 의미하는 바를 쉽게 알 수 있을 것이다. 호 접속 관련 패킷의 일 예로서는, WCDMA 네트워크의 경우 RRC 접속 요청 메시지가 있을 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따라 셀룰러 네트워크로부터 펨토셀 사용자 장치로 착신되는 호를 처리하는 통신방법을 설명한다. 도 3에 도시하듯이 셀룰러 네트워크(111)로부터의 호 접속 요청은 펨토셀 게이트웨이(104)를 통해 펨토셀 서버(103)의 호 처리부(103-1)에 전달된다(310). 호 처리부(103-1)는 목적지 펨토셀 사용자 장치(101)와 관련된 펨토셀 기지국(102)의 위치 정보를 포함하는 호 접속 관련 정보를 펨토셀 게이트웨이(104)에 알려주게 되며(320), 펨토셀 게이트웨이(104)는 해당 펨토셀 기지국(102)에 셀룰러 네트워크(111)로부터의 호 접속 관련 패킷을 전달하게 된다(330). 여기에서, 셀룰러 네트워크(111)로부터의 호 접속 관련 패킷이란, 펨토셀 기지국(102)에 호 접속을 요청하는데 필요한 신호를 의미하는 것으로서, 통신 분야에서 일반적인 지식을 지닌 자라면 호 접속 관련 패킷에 대해 쉽게 이해할 것이다. 셀룰러 사용자 장치(101)에 대한 인증은 셀룰러 네트워크(111)에서의 통상의 절차에 따라 이미 이루어진 상태이므로, 펨토셀 서버(103)에서는 셀룰러 사용자 장치에 대해서는 별도의 인증 과정을 거치지 않는다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 펨토셀 사용자 장치들 간에 착발신되는 호를 처리하도록 구성된 펨토셀 서버가 제공된다. 도 1 및 도 4를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따라 펨토셀 사용자 장치들 간에 착발신되는 호를 처리하는 펨토셀 서버를 설명한다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 펨토셀 사용자 장치들 간에 착발신되는 호를 처리하는 과정으로서, 제1 펨토셀 사용자 장치로부터 제2 펨토셀 사용자 장치로의 호 처리 과정을 나타낸다.
도 4에 도시하듯이, 제1 펨토셀 사용자 장치(1011)가 제2 펨토셀 사용자 장치(1012)로의 호 접속을 요청하면 이는 제1 펨토셀 기지국(1021)을 거쳐 펨토셀 서버(103)의 호 처리부(103-1)에 전달된다(410). 호 처리부(103-1)는 제1 펨토셀 기지국(1021)으로부터의 호 접속 요청에 응답하여 인증부(103-2)에 제1 펨토셀 사용자 장치(1011)의 인증을 요청한다(420). 인증부(103-2)에서는 제1 펨토셀 사용자 장치(1011)가 유효한 펨토셀 사용자 장치인지 여부를 판단하고, 제1 펨토셀 사용자 장치(1011)가 유효하다고 판단한 경우 유효 응답을 호 처리부(103-1)에 전달한다(430). 호 처리부(103-1)는 인증부(103-2)로부터 유효 응답을 수신한 경우, 제1 펨토셀 기지국(1021)에게, 제2 펨토셀 사용자 장치(1012)와 관련된 제2 펨토셀 기지국(1022)의 위치 정보와 이 제2 펨토셀 기지국(1022)과 접속하는 데 사용하게 될 호 중계부(103-3)의 위치 정보를 포함하는 호 접속 관련 정보를 전달한다(440). 제1 펨토셀 사용자 장치(1011)로부터의 호 접속 관련 패킷은 해당 호 중계부(103-3)를 통해 제2 펨토셀 기지국(1022)에 전달된다(450).
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 펨토셀 서버를 이용하여 펨토셀 사용자 장치를 무선 LAN을 통해 인터넷 서비스 제공자에 접속시킬 수 있는 펨토셀 기지국이 제공된다. 도 5를 참조하여, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 펨토셀 시스템을 설명한다. 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 무선 LAN을 통해 펨토셀 사용자 장 치를 인터넷 접속하는데 이용되는 펨토셀 기지국 및 펨토셀 서버의 일예를 나타낸다.
도 5에 도시한 펨토셀 사용자 장치(500) 및 펨토셀 서버(520)는 도 1에 도시한 펨토셀 사용자 장치(1011,...,101n) 및 펨토셀 서버(103)와 유사하거나 동일한 구성 또는 기능을 지닌다. 도 5에 도시한 펨토셀 기지국(510)은, 이하에서 상세히 설명할 제어기(513)를 포함하는 것을 제외하고는, 도 1에 도시한 펨토셀 기지국(1021,...,102n)과 유사하거나 동일한 구성 또는 기능을 지닌다.
도 5에 도시한 펨토셀 기지국(510)에서, RF 인터페이스부(512)는 펨토셀 사용자 장치(500)로부터 인터넷 접속 요청을 수신하며, IP 인터페이스부(511)는 이러한 인터넷 접속 요청을 펨토셀 서버(520)로 전달하고, 제어기(513)는 펨토셀 사용자 장치(500)와 무선 LAN(WLAN, 530)간의 접속을 인에이블한다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 펨토셀 기지국(510)에서 펨토셀 사용자 장치(500)를 WLAN(530)을 통해 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 연결하여 펨토셀 사용자 장치와 ISP 간에 고속 데이터 패킷을 송수신하는 방법에 대해서 설명한다. 먼저, 펨토셀 사용자 장치(500)의 인터넷 접속 요청을 펨토셀 기지국(510)의 RF 인터페이스부(512)가 수신하여, 이를 IP 인터페이스부(511)를 통해 펨토셀 서버(520)로 송신한다. 펨토셀 서버(520)는 도 1과 관련하여 설명하였듯이, 펨토셀 서버의 호 처리부가 펨토셀 사용자 장치(500)의 접속 요청을 수신하여, 인증부에서 펨토셀 사용자 장치(500)를 인증하여, 그 인증 결과를 펨토셀 기지국(510)으로 송신한다. 펨토 셀 기지국(510)이 펨토셀 서버(520)로부터 펨토셀 사용자 장치(500)가 유효하다는 응답을 받은 경우에는, 펨토셀 기지국(510)의 제어기(513)가 펨토셀 사용자 장치(500)와 관련하여 WLAN(530)을 인에이블함으로써 펨토셀 사용자 장치(500)가 WLAN(530)을 통해 인터넷에 접속할 수 있도록 한다.
본 개시에서는 펨토셀 기지국이 그 기지국에 접속하는 펨토셀 사용자 장치와 통신하는 것에 대해서만 기술하였으나, 펨토셀 기지국이 VLR의 기능을 확장하여 공용 펨토셀 기지국을 구성함으로써 특정 지역에서 무선 공중 전화 기능을 수행할 수도 있다. 예컨대, 펨토셀 사용자 장치를 통해 통화 가능 범위를 확장하거나, 다른 펨토셀 사용자 장치의 펨토셀 기지국을 이용하여 비상 통신 기능을 수행할 수도 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 펨토셀 기지국 및 펨토셀 서버를 이용함에 따라서, 멀티미디어 데이터를 송수신하고자 할 경우에는 펨토셀 사용자 장치가 셀룰러 네트워크를 거치지 않고 무선 LAN을 통해 바로 인터넷에 접속되도록 함으로써 고속 데이터 패킷의 송수신을 가능하게 한다.
본 개시에 기술된 내용은 청구항들의 범위 내에 존재하는 한편, 다양한 방식으로 변경될 수 있다. 따라서, 여기에 개시된 모든 실시예들은 본 개시의 예시적인 실시예들로서 간주되어야 하며, 본 개시의 전체 범위를 나타내는 것으로 간주되어서는 안 된다.
여기에 기술된 대상은 때때로 상이한 요소들 내에 포함되거나 결합되는 상이한 요소들을 나타낸다. 이렇게 묘사된 구조는 단지 예시적인 것이며, 실제로는 동 일한 기능을 달성하는 많은 다른 구조가 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 개념적으로, 동일한 기능을 달성하기 위한 요소들의 임의의 배열이 원하는 기능을 달성하기 위해서 효과적으로 "연관된다(associated)". 따라서, 여기에서 특정 기능을 달성하기 위해 조합된 임의의 두 개의 요소들이, 원하는 기능을 달성하기 위해서, 구조들이나 매개하는 요소들과 상관없이, 서로 "연관된다고(associated with)" 볼 수 있다. 유사하게, 이렇게 연관된 임의의 두 개의 요소들은 또한 원하는 기능을 달성하기 위해, 서로 "작동 가능하게 연결되거나(operably connected)" "작동 가능하게 결합(operably coupled)"된 것으로 볼 수 있으며, 이렇게 연관될 수 있는 임의의 두 개의 요소들은 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "작동 가능하게 결합 가능한(operably couplable)" 것으로 볼 수 있다. 작동 가능하게 결합 가능한 것들의 특정 예들은 물리적으로 대응 가능한 요소들 및/또는 물리적으로 상호작용하는 요소들 및/또는 무선으로 상호작용 가능한 요소들 및/또는 무선으로 상호작용하는 요소들 및/또는 논리적으로 상호작용하는 요소들 및/또는 논리적으로 상호작용 가능한 요소들을 포함하되, 이에 한정되지 않는다.
본 개시에서 실질상 임의의 복수 및/또는 단일 용어의 사용에 대해서는, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 문맥 및/또는 응용예에 적절하도록, 복수를 단수로 및/또는 단수를 복수로 해석할 수 있다. 다양한 단수/복수의 변경은 명료화를 위하여 본 개시에서 명시적으로 기술될 수도 있다.
일반적으로 본 개시, 특히 첨부된 청구항들 (예를 들어, 첨부된 청구범위의 본문)에 사용된 용어는 일반적으로 "개방형" 용어로서 의도된 것임을 해당 기술분 야에서 통상의 지식을 지닌 자는 이해할 것이다 (예를 들어, 용어 "포함하는(including)"은 "포함하지만 이로 한정되는 것은 아닌"으로 해석되어야 하며, 용어 "갖는(having)"은 "적어도 가지는"것으로 해석되어야 하며, 용어 "포함한다(includes)"는 "포함하지만 이에 한정되는 것은 아닌" 등으로 해석되어야 함).청구항에 특정 숙자를 기재하고자 했다면, 이러한 의도는 청구항에 명백히 기재될 것이며, 이러한 기재가 없이는 그러한 의도 역시 존재하지 않는 것이다. 그리고, 청구항에 특정 숫자가 기재되어 있지 않은 경우에는 "하나 이상의" 요소를 포함하는 것을 의미한다. 추가로, 청구항에 특정 숫자가 기재되어 있지 않은 경우에는 "하나 이상의" 요소를 포함하는 것을 의미한다. 부가적으로, 청구항에 특정 숫자가 명시적으로 기재되어 있다고 하더라도, 이러한 기재가 일반적으로 적어도 기재된 개수를 의미하는 것으로 해석되어야 한다(예를 들어, 다른 수식어구 없이 "두 개의 ~"라는 기재는 일반적으로 적어도 두 개 또는 둘 이상(two or more)을 의미함).
또한, "A, B 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 어구가 사용되는 예들에서, 일반적으로 이러한 구문은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 이러한 어구를 이해하는 방식으로 의도된다(예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 가진 시스템"은 A만을 가지거나, B만을 가지거나, C만을 가지거나, A와 B 모두를 가지거나, A와 C 모두를 가지거나, B와 C 모두를 가지거나, A, B 및 C 모두를 가지는 시스템들을 포함하되, 이에 한정되지는 않는다). "A, B 또는 C 중 적어도 하나"와 유사한 어구가 사용되는 예들에서, 일반적으로 이러한 구성은 이러한 약속이 해당 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 이해하는 방식으로 의도된다 (예를 들어 "A, B 또는 C 중 적어도 하나를 가진 시스템"은 A만 가지거나, B만 가지거나, C만 가지거나, A와 B 모두를 가지거나, A와 C 모두를 가지거나, B와 C 모두를 가지거나 및/또는 A, B, C 모두 등을 갖는 시스템을 포함하되, 이에 한정되지 않음). 또한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자는, 둘 또는 그 이상의 택일적 용어들을 제시하는 사실상 임의의 이접적 접속(disjunctive) 단어 및/또는 어구가, 상세한 설명, 청구항 또는 도면에서, 그러한 용어들 중 하나, 그러한 용어들 중 어느 하나, 또는 그러한 용어 둘 모두를 포함하여 구성될 수 있는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 어구 "A 또는 B"는 "A" 또는 "B" 또는 "A" 및 "B"의 가능성들을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
다양한 양태들과 실시예들이 개시되었지만, 다른 양태들 및 실시예들 또한 해당 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명백할 것이다. 본 개시의 다양한 양태들과 실시예들은 단지 예시하기 위한 것이고 한정을 의도하지는 않으며, 진정한 범위와 사상은 이하의 청구항에 의해 표시된다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 펨토셀 시스템을 도시하는 개략도.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 펨토셀 사용자 장치로부터 셀룰러 네트워크로 발신되는 호를 처리하는 절차도.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 셀룰러 네트워크로부터 펨토셀 사용자 장치로 착신되는 호를 처리하는 절차도.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 펨토셀 사용자 장치들간에 착발신되는 호를 처리하는 절차도.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 펨토셀 사용자 장치가 무선 LAN을 통해 인터넷 접속하는 개략도.

Claims (5)

  1. 펨토셀 네트워크 장치에 있어서,
    펨토셀 사용자 장치를 인증하는 펨토셀 서버와,
    인증된 상기 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국으로부터의 호 접속 관련 패킷을 셀룰러 네트워크로 전달하거나 상기 셀룰러 네트워크로부터의 호 접속 관련 패킷을 상기 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국으로 전달하도록 구성된 펨토셀 게이트웨이를 포함하는 펨토셀 네트워크 장치.
  2. 펨토셀 서버에 있어서,
    제1 펨토셀 사용자 장치와 관련된 제1 펨토셀 기지국으로부터 호 접속 요청을 수신하여 인증부로 전달하는 호 처리부와,
    상기 호 접속 요청에 응답하여 상기 제1 펨토셀 사용자 장치가 유효한지 여부를 판정하는 상기 인증부와,
    상기 제1 펨토셀 사용자 장치가 접속하기를 원하는 제2 펨토셀 사용자 장치와 관련되는 제2 펨토셀 기지국과 상기 제1 펨토셀 기지국 사이에서 호를 중계하도록 구성된 호 중계부
    를 포함하는 펨토셀 서버.
  3. 펨토셀 기지국에 있어서,
    펨토셀 사용자 장치로부터 인터넷 접속 요청을 수신하는 RF 인터페이스부와,
    상기 인터넷 접속 요청을 상기 펨토셀 사용자 장치의 인증을 위해 펨토셀 서버에 전달하는 IP 인터페이스부와,
    상기 펨토셀 서버로부터 상기 펨토셀 사용자 장치가 유효하다는 인증을 받은 경우, 상기 펨토셀 사용자 장치와 무선 LAN 간의 접속을 인에이블하여 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 데이터 패킷을 송수신하도록 하는 제어기를 포함하는 펨토셀 기지국.
  4. 펨토셀 사용자 장치로부터 셀룰러 네트워크로의 발신 호를 처리하는 방법에 있어서,
    상기 펨토셀 사용자 장치를 인증하고,
    인증된 상기 펨토셀 사용자 장치로부터의 호 접속 관련 패킷을 상기 셀룰러 네트워크로 전달하는 것을 포함하는
    펨토셀 사용자 장치로부터 셀룰러 네트워크로의 발신 호 처리 방법.
  5. 셀룰러 네트워크로부터 펨토셀 사용자 장치로의 착신 호를 처리하는 방법에 있어서,
    상기 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국과 통신하는 펨토셀 서버에서 펨토셀 게이트웨이를 통해 상기 셀룰러 네트워크로부터의 호 접속 요청을 수신하고,
    상기 호 접속 요청에 응답하여 상기 펨토셀 서버가 상기 펨토셀 게이트웨이에 호 접속 관련 정보를 전달하고,
    상기 호 접속 관련 정보에 기초하여 상기 셀룰러 네트워크로부터의 호 접속 관련 패킷을 상기 펨토셀 게이트웨이를 통해 상기 펨토셀 사용자 장치와 관련된 펨토셀 기지국에 전달하는 것을 포함하는
    셀룰러 네트워크로부터 펨토셀 사용자 장치로의 착신 호 처리 방법.
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