KR101074667B1 - 유무선 통합서비스 시스템 및 유무선 통합 이동통신 단말기, 및 그 통합서비스 방법 - Google Patents

유무선 통합서비스 시스템 및 유무선 통합 이동통신 단말기, 및 그 통합서비스 방법 Download PDF

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유무선 통합서비스 시스템 및 유무선 통합 이동통신 단말기, 및 그 유무선 통합서비스 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 유무선 통합서비스 시스템은 UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에 유무선 통합 서비스를 제공하는 유무선 통합서비스 시스템에 있어서, 코어 망에 접속된 UMA 망을 검색하며, 검색된 상기 UMA 망의 AP에 이동통신 단말기가 무선으로 접속되면 상기 AP로부터 접속신호를 수신하여 상기 AP를 등록하는 UMA망 등록부; 상기 UMA 망에 접속된 상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망 사이의 연결상태를 판단하는 연결상태 판단부; 및 상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태인 경우, 상기 이동통신 단말기와 상기 UMA 망의 접속을 차단시키는 망 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유무선 통합서비스, UMA, FMC, 코어 망, 이동통신 단말기

Description

유무선 통합서비스 시스템 및 유무선 통합 이동통신 단말기, 및 그 통합서비스 방법{FMC service system and mobile, and method thereof}
본 발명은 유무선 통합서비스 시스템 및 유무선 통합 이동통신 단말기, 및 그 통합서비스 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유무선 통합서비스 환경에서 이동통신 단말기의 전력소모를 최소화할 수 있는 유무선 통합서비스 시스템 및 유무선 통합 이동통신 단말기, 및 그 통합서비스 방법에 관한 것이다.
최근, 사용자에게 통신망의 종류에 상관없이 일관되고 끊임이 없는 서비스를 제공하고자 하는 연구가 계속되고 있는데, 이와 같이 유무선 데이터망과 이동통신 망을 통합하는 것을 FMC(Fixed Mobile Convergence; 유무선 통합)이라고 한다.
현재, 3G 이동통신과 멀티미디어 통신의 보편화로 사용자는 물론 통신망 입장에서도 음성과 데이터의 구분이 사라지고 있는데, FMC는 이동통신 망 및 유선 전화망과 블루투스(Bluetooth), 무선랜(WLAN: Wireless Local Area Network), UWB(Ultra Wide Band)와 같은 UMA(Unlicensed Mobile Access) 망에 대한 제반 서비스를 IP(Internet Protocol)기반으로 통합하는 것이다.
초기 FMC에 대한 관심은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준화 기구에서 차세대 멀티미디어 서비스기반 표준인 IMS(IP Multimedia Subsystem) 표준의 일부로써, IMS를 통한 기존 유무선 데이터망과의 연동 방식인 UMA(Unlicensed Mobile Access) 표준에서 출발했다.
3GPP에서 추구하는 FMC의 궁극적인 방향은 모든 이기종 망을 IP코어 망(CN: Core Network)으로 연동하고 IMS를 통해 통합된 서비스를 제공하는 것이며, 이를 위한 이동통신 망과 WLAN과 같은 UMA망간의 끊김 없는 서비스 제공 표준으로 IMS VCC(Voice Call Continuity)를 따르도록 하는 것이다. 한편, 통합된 IMS로 진화하는 중간단계로써 UMA 기반의 끊김 없는 서비스 제공방식을 표준화하고 있는데 이를 GAN(Generic Access Network)으로 부른다.
FMC 관련 표준은 크게 두 가지이다. 즉, 3GPP의 IMS VCC와 UMA/GAN이다. UMA/GAN은 3GPP 및 3GPP2에서 표준을 제정하고 UMA 포럼(Forum)에서 상용화 기술을 개발하여 이미 블루투스와 GSM(Global System for Mobile communication)/ GPRS(General Packet Radio Service) 간에 적용되었으며 WLAN과 GSM/GPRS/WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)간의 상호 연동 시험도 완료된 상태이다.
IMS VCC는 IMS 기반으로 통합된 다양한 이기종 IP망간의 로밍을 지원하기 위한 3GPP 표준이다. IMS VCC를 통한 FMC 달성은 코어 망에 IMS 시스템 도입을 전제로 하기 때문에 이에 대한 상용화에 다소 시간이 필요할 것으로 예상된다. 그래서, FMC를 통해 가입자 기반을 보호하고 확장해야 할 목적을 가진 기존 유선전화 사업자들을 중심으로 IMS 도입과 무관하게 이기종 망간의 FMC를 지원할 수 있는 UMA/GAN 도입이 먼저 이루어지고 있는 추세이다.
UMA 표준은 GERAN[GSM/EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) Radio Access Network]과 WLAN 망을 연동시키기 위한 요구사항 및 구조 설계에 관한 내용을 다루고 있다. UMA 기술은 GERAN/UTRAN[UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network] 모바일 서비스에 블루투스 및 802.11을 포함한 Unlicensed 스펙트럼 기술에 대한 액세스를 제공해주며, UMA 사양을 기반으로 하는 솔루션은 네트워크 간의 능동 모바일 음성 전화 및 데이터 세션의 셀 간의 접속을 어떤 서비스의 간섭도 허용하지 않으면서 지원해 줄 수 있다. 이로 인해 가입자들은 UMA 기술을 이용함으로써, 액세스 네트워크 간의 전환이 이루어질 때, 연속적인 모바일 음성 및 데이터 서비스를 받을 수 있게 된다.
UMA 서비스에서, UNC(UMA Network Controller)를 경유하여 광대역(broadband) IP 네트워크에 연결된 이동통신 단말기는 Unlicensed 무선 네트워크를 경유하여 GERAN 음성 및 UTRAN 데이터를 액세스하도록 인증/허가된다. 셀룰러 네트워크(cellular radio access network) 및 UMAN(Unlicensed Mobile Access Network)에서 코어 망에 저장된 가입자의 현재 위치정보는 동일하게 변경(update)되어 모바일 음성 및 데이터 통신이 전달된다.
UMA 기능을 구비하는 이동통신 단말기가 Unlicensed 무선 네트워크 범위 밖 으로 이동할 때, UNC와 상기 이동통신 단말기는 랜(LAN)으로 로밍(roaming)을 수행하며, 이 로밍(roaming) 과정은 두 네트워크에서 끊임없이 동일하게 일어난다.
이동통신 단말기의 사용자가 GERAN 망에서 음성 통화 중이거나 UTRAN 데이터 세션을 만든 상태에서 Unlicensed 무선 네트워크의 범위로 이동할 때, 음성 전화 및 데이터 세션은 자동으로 두 네트워크 사이에 핸드오버(handover)가 일어나게 된다.
즉, UMA는 듀얼 모드(Dual Mode: GERAN Mode/UTRAN Mode)로 이루어져 있어, Unlicensed 무선 네트워크 범위와 GERAN/UTRAN 망 사이에서 자동으로 핸드오버(handvoer)가 일어난다.
이와 같은 UMA(Unlicensed Mobile Access) 기술은 Unlicensed 네트워크(Bluetooth, IEEE 802.11)를 통해 GERAN/UTRAN 서비스를 제공하기 위해 제안되었다. 더불어 UMA 기술은 두 네트워크 (Unlicensed 네트워크, GERAN/UTRAN) 사이의 핸드오버(handover)를 제공하여 끊김 없는 통화 서비스와 데이터 전송을 제공한다.
한편, 일반적인 UMA 기술에서는 이동통신 단말기가 WLAN 지역에 있을 경우, 코어 망(CN: Core Network)과 이동통신 단말기는 WiFi AP(Access Point)와 같은 WLAN AP를 통하여 페이징 요청신호 및 그에 대한 응답신호를 송수신한다. 즉, 코어 망으로부터 페이징 요청신호(paging request)가 오면, 이동통신 단말기가 UNC로부터 그 페이징 요청신호를 전달받고 그에 대응하는 페이징 응답신호(paging response)를 보냄으로써 호 착신을 시도하게 된다.
여기서, 페이징이란 이동통신 가입자를 호출하는 착신호가 발생하는 경우, 홈 위치 등록기(HLR: Home Location Register) 또는 방문자 위치 등록기(VLR: Visitor Location Register)에 등록된 정보에 따라 이동통신 가입자의 단말기를 호출하는 기능을 말한다.
그런데, 상기와 같은 일반적인 UMA 방식의 경우, 이동통신 단말기가 접속 가능한 WLAN 지역에 있을 때에는 항상 WLAN AP와 연결 설정을 유지하고 있어야 하기 때문에, 이동통신 단말기의 과도한 전력 소모를 초래하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에서 이동통신 단말기의 전력 소모를 최소화할 수 있는 유무선 통합서비스 시스템 및 유무선 통합 이동통신 단말기, 및 그 통합서비스 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유무선 통합서비스 시스템은, UMA(Unlicensed Mobile Access) 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에 유무선 통합 서비스를 제공하는 유무선 통합서비스 시스템에 있어서, 코어 망(Core Network)에 접속된 UMA 망을 검색하며, 검색된 상기 UMA 망의 AP(Access Point)에 이동통신 단말기가 무선으로 접속되면 상기 AP로부터 접속신호를 수신하여 상기 AP를 등록하는 UMA망 등록부; 상기 UMA 망에 접속된 상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망 사이의 연결상태를 판단하는 연결상태 판단부; 및 상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태(Idle State)인 경우, 상기 이동통신 단말기와 상기 UMA 망의 접속을 차단시키는 망 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유무선 통합 이동통신 단말기는, UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에서 사용 가능한 이동통신 단말기에 있어서, 코어 망에 접속된 UMA 망을 검색하며, 검색된 상기 UMA 망의 AP에 무선 으로 접속하는 UMA망 접속부; 이동통신 망과의 연결상태를 판단하는 연결상태 판단부; 및 상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태인 경우, 상기 UMA 망의 접속을 차단하는 접속 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기의 유무선 통합서비스 시스템은, UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에 유무선 통합 서비스를 제공하는 유무선 통합서비스 시스템에 의해 실행되는 유무선 통합서비스 방법에 있어서, 코어 망에 접속된 UMA 망을 검색하며, 검색된 상기 UMA 망의 AP에 이동통신 단말기가 무선으로 접속되면 상기 AP로부터 접속신호를 수신하고 상기 AP를 등록하는 단계; 상기 UMA 망에 접속된 상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망 사이의 연결상태를 판단하는 단계; 상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태인 경우, 상기 이동통신 단말기와 상기 UMA 망의 접속을 차단시키는 단계; 및 상기 이동통신 단말기를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신되면, 등록된 상기 AP를 통해 상기 이동통신 단말기와의 호를 연결시키는 단계를 포함하는 유무선 통합서비스 방법을 제공한다.
또한, 상기의 유무선 통합 이동통신 단말기는, UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에서 사용 가능한 이동통신 단말기에 의해 실행되는 유무선 통합서비스 방법에 있어서, 코어 망에 접속된 UMA 망을 검색하며, 검색된 상기 UMA 망의 AP에 무선으로 접속하는 단계; 이동통신 망과의 연결상태를 판단하는 단계; 상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태인 경우, 상기 UMA 망의 접속을 차단하는 단계; 및 페이징 메시지의 수신 여부를 확인하며, 상기 페이징 메시지가 확인되면 상기 UMA 망과 재 접속하는 단계를 포함하는 유무선 통합서비스 방법을 제공한다.
이로써, UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에서 이동통신 단말기와 이동통신 망 사이의 연결상태가 휴지상태인 경우에 이동통신 단말기의 전력이 불필요하게 소모되는 것을 방지할 수 있게 되므로, UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에서 이동통신 단말기의 전력 소모를 최소화할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나 이하에 기재된 본 발명의 실시 형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명의 실시 범위가 기재된 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 유무선 통합서비스 시스템의 제1 실시 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 이동통신 단말기(12)는 UMA 망 접속 기능을 구비하며, 무선 AP(Accpoint)(14)를 통하여 UMA(Unlicensed Mobile Access)망(10)에 접속할 수 있다. 또한, UMA 망(10)은 ISP(Internet Service Provider) 망(20)을 통하여 코어 망(CN: Core Network)(30)에 연결된다. 이때, 코어 망(30)은 UNC(Unlicensed Network Controller)와 같은 제어부(31)를 구비하며, 제어부(31)를 통하여 ISP 망(20)에 연결된 UMA 망(10)을 제어한다.
또한, 이동통신 단말기(12)는 Node B(42)를 통하여 이동통신 망(40)에 접속 할 수 있다. 이때, 이동통신 망(40)은 RNC(Radio Network Controller; 무선망 제어기)(44)를 구비하며, 그 RNC(44)를 통하여 코어 망(30)의 MSC(38)에 접속되는 것이 바람직하다.
이동통신 단말기(12)에는 USIM(UMTS Subscriber Identity Module) 카드가 포함될 수 있다. USIM 카드는 UE(User Equipment; 여기서는, 이동통신 단말기)와 분리될 수 있기 때문에, 이 둘 사이에는 Cu라는 표준 인터페이스가 정의된다.
코어 망(30)은 가입자의 호 처리(Call Control), 세션 관리(Session Management), 이동성 제어(Mobility Management), 및 망 내의 스위칭 등과 관련된 모든 망 구성 요소들을 포함한다.
코어 망(30)의 구성 요소는 회선 교환(CS) 영역, 패킷 교환(PS) 영역, 레지스터 영역에 속하는 노드들로 구분될 수 있다.
회선 교환 영역은 MSC, HLR, VLR, GMSC 등으로 이루어지며, 이들은 물리적으로 같은 장비에 위치될 수도 있다. MSC, HLR, VLR은 회선 교환 접속을 관리하며, 위치 정보 갱신(Location Update), 위치 정보 등록(Location Registration), 호출(Paging) 등의 이동성 관리와 더불어 데이터의 보안(Security)과 관련된 기능을 담당한다. 또한, GMSC는 회선 교환 영역이 외부 망과 연결되는 통로 역할을 수행한다.
패킷 교환 영역은 SGSN(34)과 GGSN(36)을 통해 제공된다. SGSN(34)은 이동통신 망(40)으로 향하는 패킷 교환 서비스를 관리하고 지원하며, 패킷 교환 서비스를 제공받는 이동통신 단말기(12)의 이동성 관리를 위해 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update), 위치정보 등록, 호출 등의 기능을 포함한다. GGSN(36)은 패킷 교환 영역을 인터넷 망과 같은 다른 패킷 교환 망으로 연결시키는 통로 역할을 수행한다.
이동통신 망(40)은 코어 망(30)의 회선 교환을 위한 CS(Circuit Switched) 도메인, 패킷 교환을 위한 PS(Packet Switched) 도메인, 및 방송 서비스를 위한 BC(Broadcasting) 도메인과 각각 연결되는 세 개의 망으로 구분된 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network; UMTS 무선 접속 망)으로 구현되거나, GSM 지원 망으로 구현될 수 있다.
이동통신 망(40)의 Node B(기지국)(42)은 물리 계층의 역할을 수행하며, 무선 인터페이스를 통한 데이터의 송수신을 담당한다. 또한, Node B(42)는 RNC(44)에서 전달된 제어 정보에 따라 이동통신 단말기(12)와의 데이터 교환에 필요한 무선 물리 채널들을 설정하고, 상위 프로토콜로부터 전달된 데이터들을 무선 환경에 맞게 변환하여 이동통신 단말기(12)로 전송한다. 그리고 이동통신 단말기(12)로부터 수신된 데이터를 RNC(44)의 상위 계층 프로토콜로 전달한다. 이와 같은 Node B(42)에는 적어도 하나의 셀(cell)이 존재한다.
RNC(44)는 이동통신 망(40)의 무선 자원을 동적으로 할당하기 위해 이동통신 망(40) 내의 각각의 구성 요소들을 제어하며, 이동통신 망(40)을 통해 전송되는 데이터들을 적절한 노드로 전달하는 스위칭 기능을 수행한다. 또한, RNC(44)는 코어 망(30)을 통해 제공되는 모든 서비스들에 대한 서비스의 접속점(Access Point)의 기능을 수행한다.
코어 망(30)은 UNC(Unlicensed Network Controller)와 같은 제어부(31), SGSN[Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node](35), GGSN(Gateway GPRS Support Node)(36), 및 MSC(Mobile Switching Center)(37)를 포함한다. 이때, 제어부(31)는 UMA 망 등록부(32), 연결상태 판단부(33), 및 망 제어부(34)를 포함할 수 있다.
여기서, UMA 망 등록부(32)는 코어 망(Core Network)에 접속된 UMA 망(10)을 검색하며, 검색된 UMA 망(10)의 무선 AP(14)에 이동통신 단말기(12)가 무선으로 접속되면 무선 AP(14)로부터 접속신호를 수신하고 그에 따라 무선 AP(14)를 등록한다. 즉, ISP망(20)에 연결된 UMA 망(10)은 독립된 IP(Internet Protocol) 주소를 가지며, UMA 망 등록부(32)는 ISP 망(20)을 통해 연결된 UMA 망(10)을 인식 가능하다. 또한, 이동통신 단말기(12)가 UMA 망(10)의 무선 통신 영역에 접근하면, 이동통신 단말기(12) 및 무선 AP(14)에 각각 탑재된 블루투스 장치 또는 무선 랜 장치 등을 통하여 UMA 망 접속이 이루어지며, 이 경우 무선 AP(14)는 이동통신 단말기(12)와 무선 접속되었음을 알리는 접속신호를 UMA 망 등록부(32)로 전송한다. 이때, UMA 망 등록부(32)는 수신된 접속신호에 대응하여 무선 AP(14)의 식별번호 예를 들면, 무선 AP(14)의 IP 주소를 등록한다.
연결상태 판단부(33)는 UMA 망(10)에 접속된 이동통신 단말기(12)와 이동통 신 망(40) 사이의 연결상태를 판단한다. 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol; RIP)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)으로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선자원 제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 무선자원 제어 계층은 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이에 RRC 메시지를 서로 교환한다.
이동통신 단말기(12)의 무선자원 제어 계층과 이동통신 망(40)의 무선자원 제어 계층이 서로 RRC 메시지를 주고 받을 수 있도록 연결되어 있을 경우에 그 이동통신 단말기(12)는 RRC 연결상태(Connected state)에 있게 되며, 연결되어 있지 않을 경우에 그 이동통신 단말기(12)는 휴지상태(Idle state)에 있게 된다.
연결상태 판단부(33)는 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 상기와 같은 관계에 기초하여 UMA 망(10)에 접속된 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 연결상태를 판단한다.
망 제어부(34)는 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 연결상태가 휴지상태인 것으로 판단된 경우, 이동통신 단말기(12)와 UMA 망(10)의 접속을 차단한다.
이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 연결상태가 휴지상태인 경우, 이동통신 단말기(12)의 전력소모(Power Consumption)를 줄이기 위하여, 이동통신 단말기(12)는 불연속 수신(Discontinuous Reception, DRX) 방식을 이용하여, 불연속 수신주기 길이(DRX Cycle Length) 마다 한번씩 깨어나서 물리채널 PICH(Paging Indicator Channel) 메시지를 수신한다. 그런데, 이동통신 단말기(12)가 이동통신 망(40) 영역 내의 UMA 망(10)에 접근하게 되면, 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 연결상태가 휴지상태라고 하더라도 이동통신 단말기(12)는 UMA 망(40)의 무선 AP(14)와 연결상태를 유지한다. 이 경우, 이동통신 단말기(12)와 UMA 망(40)의 연결을 위한 신호의 주기는 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 불연속 수신신호의 주기보다 짧기 때문에, 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40)의 연결상태가 휴지상태이더라도 이동통신 단말기(12)는 UMA 망(10)과의 접속을 유지하기 위한 전력이 소모하게 된다. 이와 같은 경우의 이동통신 단말기(12)의 전력소모를 방지하기 위하여, 망 제어부(34)는 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 연결상태가 휴지상태인 경우에는 이동통신 단말기(12)와 UMA 망(10) 사이의 접속을 차단하고, 이동통신 단말기(12)를 불연속 수신주기 길이 마다 한번씩 깨우기 위한 물리채널 PICH 메시지를 전송한다.
PICH 채널은 PI(Paging Indicator)를 전송하는데 사용되는 물리채널로서, SF=256의 고정된 데이터 레이트(Rate)를 갖는다. PICH는 PCH(Paging Channel) 전송채널이 매핑되는 SCCPCH(Secondary Common Control Physical Channel)와 항상 연관되어 사용된다.
도 2는 도 1의 유무선 통합서비스 시스템에 이용되는 PICH의 구조를 예시한 도면이다.
10ms 길이의 하나의 PICH 무선 프레임은 300 비트(bits)(b0, b1, ..., b299)로 구성되는데, 이 중 288비트(b0, b1, ..., b287)는 PI를 전송하는데 사용되고, 나머지 12비트는 DTX(Discontinuous Transmission, 불연속 송신)되어 전송되지 않는다.
한편, WCDMA 시스템에서의 페이징 채널의 사용실시를 설명하면, 시스템에서는 PI를 포함하는 PICH 물리채널을 주기적으로 이동통신 단말기(12)로 전송하며, 이동통신 단말기(12)는 자기와 관련 있는 PI가 PICH 물리채널에 있는지를 주기적으로 체크한다. 즉, 슬립모드에 있는 이동통신 단말기(12)가 주기적으로 깨어나서 PICH 물리채널을 읽고, 이동통신 단말기(12)에 해당되는 PI 정보가 PICH 물리채널에 전송되는 경우, PCH 전송채널이 매핑되어 전송되는 SCCPCH를 읽어, 이동통신 단말기(12)에서 해당되는 정보를 받을 수 있다. 따라서 WCDMA 시스템에서는 시스템 정보를 전송하는 방송채널(Broadcast Channel, BCH)을 주기적으로 이동통신 단말기(12)에 전송한다. 이와 같은 BCH를 이용하여 각각의 채널 및 프로토콜을 구성(configuration)할 수 있는 정보의 집단인 SIB(System Information Block)을 전송하고, 또한 항상 변화하는 무선 상황을 고려하여 각 시스템 정보를 갱신하기 위한 정보를 BCH를 통해 전송한다.
또한, 이동통신 단말기(12)를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신되면, 망 제 어부(34)는 이동통신 망(40)을 통하여 이동통신 단말기(12)에 페이징 메시지를 전송한다. 이 경우, 망 제어부(34)는 이동통신 단말기(12)와 관련 있는 PI를 PICH 물리채널로 전송하며, 이동통신 단말기(12)가 주기적으로 깨어나서 PICH 물리채널을 읽고 자신이 속한 그룹에 페이징 메시지가 있으면 PCCH(Paging Control Channel)을 확인하여 자신에 해당하는 페이징 메시지를 확인하게 된다. 이 페이징 메시지는 SCCPCH 물리채널을 통해서 내려오게 된다.
이동통신 단말기(12)가 상기와 같은 방법으로 PICH와 SCCPCH를 두 단계로 걸쳐서 확인함으로써, 이동통신 망(40) 내의 UMA 망(10)에서는 페이징 메시지 수신으로 인한 이동통신 단말기(12)의 전력 소모를 최소화할 수 있게 된다. 왜냐하면, PICH는 UMA 망(10)에서 송수신되는 신호의 길이에 비하여 매우 짧은 길이를 갖는 데이터이기 때문에, 이동통신 망(10)에서 이 메시지를 수신하는 데는 매우 작은 전력만 사용되기 때문이다.
이동통신 단말기(12)가 자신에 해당하는 페이징 메시지를 수신한 경우, 이동통신 단말기(12)는 GA-CSR 메시지를 이용하여 UMA 망(10)의 무선 AP(14)와 연결설정을 시도하게 되며, 망 제어부(34)는 이와 같이 연결된 무선 AP(14)를 통하여 이동통신 단말기(12)에 호를 연결시키게 된다.
도 3은 도 1의 유무선 통합서비스 시스템에 의한 유무선 통합서비스 방법을 나타낸 흐름도이다.
도면을 참조하면, UMA 망 등록부(32)는 코어 망(Core Network)에 접속된 UMA 망(10)을 검색한다. 즉, 블루투스 또는 무선 랜 등을 통해 이동통신 단말기(12)와 무선 통신이 가능한 UMA 망(10)이 ISP 망(20)을 통해 IP 주소를 부여 받아 코어 망(30)과 연결되어 있다면, UMA 망 등록부(32)는 이동통신 망의 이동통신 범위 내에 있는 UMA 망(10)을 검색한다(S101).
또한, 이동통신 망(30) 내에 있는 이동통신 단말기(12)가 UMA 망(10)의 무선 AP(14)와 무선으로 접속한 경우, UMA 망 등록부(32)는 그 무선 AP(14)로부터 접속신호를 수신하며, 그에 따라 해당 무선 AP(14)를 등록한다(S103).
연결상태 판단부(33)는 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 연결상태를 판단한다(S105). 이때, 연결상태 판단부(33)에 의해 이동통신 단말기(12)와 이동통신 망(40) 사이의 연결상태가 휴지상태인 것으로 판단되면, 망 제어부(34)는 이동통신 단말기(12)의 전력소모를 줄이기 위하여, 이동통신 단말기(12)와 UMA 망(10)의 무선 AP(14) 사이의 접속을 차단한다(S107, S109). 이로써, 이동통신 단말기(12)는 무선 AP(14)와의 연속적인 신호의 송수신은 중단되며, 이동통신 망(40)과 휴지상태를 유지하면서 망 제어부(34)에 의해 이동통신 망(40)을 통해 불연속 수신주기 길이(DRX Cycle Length) 마다 한번씩 깨어나서 물리채널 PICH 메시지를 수신하게 된다.
이와 같은 상태에서 이동통신 단말기(12)를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신되면, 이동통신 단말기(12)는 망 제어부(34)에 의해 수신되는 PICH에 기초하여 자신에 해당하는 페이징 메시지의 수신여부를 확인하고, 페이징 메시지가 수신된 경우에는 UMA 망(10)의 무선 AP(14)와 재 접속하며, 망 제어부(34)는 이동통신 단 말기(12)와 무선 AP(14)의 연결을 통해 이동통신 단말기(12)를 착신으로 하는 호를 연결시킨다(S111, S113).
이로써, 이동통신 단말기와 이동통신 망 사이의 연결상태가 휴지상태인 경우에는 이동통신 단말기가 UMA 망에 접속하더라도 그 무선 AP와의 접속을 차단시킴으로써 이동통신 단말기의 전력소모를 최소화 시키며, 이동통신 단말기를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신된 경우에는 UMA 망을 통한 호 연결이 신속하게 이루어질 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 유무선 통합서비스 시스템의 제2 실시 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 이동통신 단말기(112)는 UMA 망 접속 기능을 구비하며, 무선 AP(Accpoint)(113)를 통하여 UMA(Unlicensed Mobile Access)망(110)에 접속할 수 있다. 또한, UMA 망(110)은 ISP(Internet Service Provider) 망(120)을 통하여 코어 망(CN: Core Network)(130)에 연결된다.
또한, 이동통신 단말기(112)는 Node B(144)를 통하여 이동통신 망(140)에 접속할 수 있다. 이때, 이동통신 망(140)은 RNC(Radio Network Controller; 무선망 제어기)(142)를 구비하며, 그 RNC(142)를 통하여 코어 망(130)에 접속된다.
여기서, 이동통신 단말기(112)는 UMA 망 접속부(114), 연결상태 판단부(115), 접속 제어부(116), 및 메시지 확인부(117)를 구비한다. 이때, 이동통신 단말기(112)에는 상술한 바와 마찬가지로 USIM(UMTS Subscriber Identity Module) 카드가 포함될 수 있으며, USIM 카드는 UE(User Equipment; 여기서는, 이동통신 단 말기)와 분리될 수 있다. 또한, 코어 망(130)은 UNC(131), SGSN(133), GGSN(135), 및 MSC(137)를 구비한다.
UMA 망 접속부(114)는 UMA 망(110)의 무선 AP(113)와 무선으로 데이터를 송수신하기 위하여 블루투스 또는 무선 랜 등의 무선 통신 장치를 내장하며, 이동통신 단말기(112)가 UMA 망(110)의 무선 통신 범위 내에 접근하는 경우, 통신 가능한 무선 AP(113)를 검색하여 무선으로 접속한다.
연결상태 판단부(115)는 이동통신 망(140)과의 연결상태를 판단한다. 상술한 바와 마찬가지로, 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol; RIP)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)으로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선자원 제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 무선자원 제어 계층은 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이에 RRC 메시지를 서로 교환한다.
이동통신 단말기(112)의 무선자원 제어 계층과 이동통신 망(140)의 무선자원 제어 계층이 서로 RRC 메시지를 주고 받을 수 있도록 연결되어 있을 경우에 그 이동통신 단말기(112)는 RRC 연결상태(Connected state)에 있게 되며, 연결되어 있지 않을 경우에 그 이동통신 단말기(112)는 휴지상태(Idle state)에 있게 된다.
연결상태 판단부(115)는 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이의 상기와 같은 관계에 기초하여 UMA 망(110)에 접속된 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이의 연결상태를 판단한다.
접속 제어부(34)는 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이의 연결상태가 휴지상태인 것으로 판단된 경우, 이동통신 단말기(112)의 전력 소모를 줄이기 위하여 이동통신 단말기(112)와 UMA 망(110)의 접속을 차단한다.
이로써, 이동통신 단말기(112)는 불연속 수신(Discontinuous Reception, DRX) 방식을 이용하여, 불연속 수신주기 길이(DRX Cycle Length) 마다 한번씩 깨어 물리채널 PICH(Paging Indicator Channel) 메시지를 수신하게 된다. PICH 채널은 PI(Paging Indicator)를 전송하는데 사용되는 물리채널로서, 이에 대한 상세한 설명은 상기한 바와 같으므로, 그 설명을 생략한다.
메시지 확인부(117)는 이동통신 망(140)을 통하여 수신된 PICH 메시지에 기초하여 자신이 속한 그룹에 해당하는 페이징 메시지가 존재하는지를 확인한다. 만일, PICH 메지지를 통해 자신이 속한 그룹에 해당하는 페이징 메시지가 있으면, 메시지 확인부(117)는 PCCH 메시지를 확인하여 자신에게 해당하는 페이징 메시지가 있는지를 확인하게 된다. 이러한 메시지는 이동통신 망(140)의 SCCPCH 물리채널을 통해 수신된다.
메시지 확인부(117)에 의해 자신에게 해당하는 페이징 메시지가 확인되면, 접속 제어부(116)는 GA-CSR 메시지를 이용하여 UMA 망(110)의 무선 AP(113)에 재 접속되도록 제어한다.
코어 망(130)은 가입자의 호 처리(Call Control), 세션 관리(Session Management), 이동성 제어(Mobility Management), 및 망 내의 스위칭 등과 관련된 모든 망 구성 요소들을 포함한다.
코어 망(130)의 구성 요소는 회선 교환(CS) 영역, 패킷 교환(PS) 영역, 레지스터 영역에 속하는 노드들로 구분될 수 있다.
회선 교환 영역은 MSC, HLR, VLR, GMSC 등으로 이루어지며, 이들은 물리적으로 같은 장비에 위치될 수도 있다. MSC, HLR, VLR은 회선 교환 접속을 관리하며, 위치 정보 갱신(Location Update), 위치 정보 등록(Location Registration), 호출(Paging) 등의 이동성 관리와 더불어 데이터의 보안(Security)과 관련된 기능을 담당한다. 또한, GMSC는 회선 교환 영역이 외부 망과 연결되는 통로 역할을 수행한다.
패킷 교환 영역은 SGSN(133)과 GGSN(135)을 통해 제공된다. SGSN(133)은 이동통신 망(140)으로 향하는 패킷 교환 서비스를 관리하고 지원하며, 패킷 교환 서비스를 제공받는 이동통신 단말기(112)의 이동성 관리를 위해 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update), 위치정보 등록, 호출 등의 기능을 포함한다. GGSN(135)은 패킷 교환 영역을 인터넷 망과 같은 다른 패킷 교환 망으로 연결시키는 통로 역할을 수행한다.
이동통신 망(140)은 코어 망(130)의 회선 교환을 위한 CS(Circuit Switched) 도메인, 패킷 교환을 위한 PS(Packet Switched) 도메인, 및 방송 서비스를 위한 BC(Broadcasting) 도메인과 각각 연결되는 세 개의 망으로 구분된 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network; UMTS 무선 접속 망)으로 구현되거나, GSM 지원 망으로 구현될 수 있다.
이동통신 망(140)의 Node B(기지국)(144)은 물리 계층의 역할을 수행하며, 무선 인터페이스를 통한 데이터의 송수신을 담당한다. 또한, Node B(144)는 RNC(142)에서 전달된 제어 정보에 따라 이동통신 단말기(112)와의 데이터 교환에 필요한 무선 물리 채널들을 설정하고, 상위 프로토콜로부터 전달된 데이터들을 무선 환경에 맞게 변환하여 이동통신 단말기(112)로 전송한다. 그리고 이동통신 단말기(112)로부터 수신된 데이터를 RNC(142)의 상위 계층 프로토콜로 전달한다. 이와 같은 Node B(144)에는 적어도 하나의 셀(cell)이 존재한다.
RNC(142)는 이동통신 망(140)의 무선 자원을 동적으로 할당하기 위해 이동통신 망(140) 내의 각각의 구성 요소들을 제어하며, 이동통신 망(140)을 통해 전송되는 데이터들을 적절한 노드로 전달하는 스위칭 기능을 수행한다. 또한, RNC(142)는 코어 망(130)을 통해 제공되는 모든 서비스들에 대한 서비스의 접속점(Access Point)의 기능을 수행한다.
도 5는 도 4의 이동통신 단말기에 의한 유무선 통합서비스 방법을 나타낸 흐름도이다.
도면을 참조하면, 이동통신 단말기(112)의 UMA 망 접속부(114)는 이동통신 단말기(112)가 UMA 망(110)의 무선 통신 범위 내에 접근한 경우, 통신 가능한 무선 AP(113)를 검색하여 무선으로 접속한다(S201).
연결상태 판단부(115)는 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이의 연결상태를 판단한다(S203). 이때, 연결상태 판단부(115)에 의해 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이의 연결상태가 휴지상태인 것으로 판단되면, 접속 제어부(116)는 이동통신 단말기(112)의 전력소모를 줄이기 위하여, 이동통신 단말기(112)와 UMA 망(110)의 무선 AP(113) 사이의 접속을 차단한다(S205, S207).
이로써, 이동통신 단말기(112)는 무선 AP(113)와의 연속적인 신호의 송수신은 중단되며, 이동통신 망(140)과 휴지상태를 유지하면서 접속 제어부(116)에 의해 이동통신 망(140)을 통해 불연속 수신주기 길이(DRX Cycle Length) 마다 한번씩 깨어 물리채널 PICH 메시지를 수신하게 된다. 여기서, 연결상태 판단부(115)는 이동통신 단말기(112)와 무선 AP(113)의 무선 접속이 이루어진 이후에 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이의 연결상태를 판단하고 그 결과에 따라 이동통신 단말기(112)와 무선 AP(113) 사이의 접속을 차단하는 것으로 설명하였지만, 이동통신 단말기(112)가 UMA 망(110)의 통신 영역으로 접근하는 경우에 이동통신 단말기(112)와 이동통신 망(140) 사이의 연결상태를 먼저 판단하고, 그 결과에 따라 연결상태가 휴지상태인 경우에는 이동통신 단말기(112)와 무선 AP(113) 사이의 접속이 이루어지지 않도록 구현될 수도 있다.
이와 같은 상태에서 이동통신 단말기(112)를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신되면, 이동통신 단말기(112)의 메시지 확인부(117)는 수신되는 PICH에 기초하여 자신에 해당하는 페이징 메시지의 수신여부를 확인한다(S209).
메시지 확인부(117)에 의해 자신에 해당하는 페이징 메시지가 수신된 것으로 확인되면, 접속 제어부(116)는 UMA 망(110)의 무선 AP(113)와 재 접속하며, UNC(131)는 이동통신 단말기(112)와 무선 AP(113)의 연결을 통해 이동통신 단말기(112)를 착신으로 하는 호를 연결시킨다(S211, S213).
이로써, 이동통신 단말기와 이동통신 망 사이의 연결상태가 휴지상태인 경우에는 이동통신 단말기가 UMA 망에 접속하더라도 그 무선 AP와의 접속이 차단됨으로써 이동통신 단말기의 전력소모가 최소화 되며, 이동통신 단말기를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신된 경우에는 UMA 망을 통한 호 연결이 신속하게 이루어질 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 유무선 통합서비스 시스템의 제1 실시 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 유무선 통합서비스 시스템에 이용되는 PICH의 구조를 예시한 도면이다.
도 3은 도 1의 유무선 통합서비스 시스템에 의한 유무선 통합서비스 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유무선 통합 서비스 시스템의 제2 실시 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 유무선 통합 이동통신 단말기에 의한 유무선 통합서비스 방법을 나타낸 흐름도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 110: UMA 망 20, 120: ISP 망
30, 130: 코어 망 40, 140: 이동통신 망

Claims (10)

  1. UMA(Unlicensed Mobile Access) 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에 유무선 통합 서비스를 제공하는 유무선 통합서비스 시스템에 있어서,
    코어 망(Core Network)에 접속된 UMA 망을 검색하며, 검색된 상기 UMA 망의 AP(Access Point)에 이동통신 단말기가 무선으로 접속되면 상기 AP로부터 접속신호를 수신하여 상기 AP를 등록하는 UMA망 등록부;
    상기 UMA 망에 접속된 상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망 사이의 연결상태를 판단하는 연결상태 판단부; 및
    상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태(Idle State)인 경우, 상기 이동통신 단말기와 상기 UMA 망의 접속을 차단시키는 망 제어부를 포함하며,
    상기 망 제어부는,
    상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태인 경우, 상기 이동통신 단말기로 소정의 불연속 전송 주기에 따라 PICH(Paging Indicator Channel) 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합서비스 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이동통신 단말기를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신되면, 상기 망 제어부는 상기 이동통신 망을 통하여 상기 이동통신 단말기에 페이징(paging) 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합서비스 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 망 제어부는 상기 이동통신 단말기를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신되면 등록된 상기 AP를 통해 상기 이동통신 단말기와의 호를 연결시키는 것을 특징으로 하는 유무선 통합서비스 시스템.
  4. UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에서 사용 가능한 유무선 통합 이동통신 단말기에 있어서,
    코어 망에 접속된 UMA 망을 검색하며, 검색된 상기 UMA 망의 AP에 무선으로 접속하는 UMA망 접속부;
    이동통신 망과의 연결상태를 판단하는 연결상태 판단부; 및
    상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태인 경우, 상기 UMA 망의 접속을 차단하여 상기 유무선 통합 이동통신 단말기의 전력상태를 제어하는 접속 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 UMA 망의 접속을 차단한 상태에서 상기 이동통신 망을 통하여 PICH(Paging Indication Channel) 메시지가 전송되는 경우, 상기 유무선 통합 이동통신 단말기에 대하여 상기 PICH 메시지를 수신할 수 있는 전력상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 이동통신 단말기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 이동통신 망을 통하여 수신된 PICH(Paging Indication Channel) 메시지에 기초하여 페이징 메시지를 확인하는 메시지 확인부를 더 포함하며,
    상기 메시지 확인부에 의해 페이징 메시지가 확인되면, 상기 접속 제어부는 상기 UMA망 접속부가 상기 UMA 망의 AP에 재 접속되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 이동통신 단말기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 메시지 확인부에 의해 페이징 메시지가 확인되면, SCCPCH(Secondary Common Control Physical Channel)을 통해 상기 페이징 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 이동통신 단말기.
  7. UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에 유무선 통합 서비스를 제공하는 유무선 통합서비스 시스템에 의해 실행되는 유무선 통합서비스 방법에 있어서,
    코어 망에 접속된 UMA 망을 검색하며, 검색된 상기 UMA 망의 AP에 이동통신 단말기가 무선으로 접속되면 상기 AP로부터 접속신호를 수신하고 상기 AP를 등록하는 단계;
    상기 UMA 망에 접속된 상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망 사이의 연결상태를 판단하는 단계;
    상기 이동통신 단말기와 상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태인 경우, 상기 이동통신 단말기와 상기 UMA 망의 접속을 차단시키고, 소정의 불연속 전송 주기에 따라 상기 이동통신 단말기로 PICH(Paging Indicator Channel) 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 이동통신 단말기를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신되면, 등록된 상기 AP를 통해 상기 이동통신 단말기와의 호를 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합서비스 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 이동통신 단말기를 착신으로 하는 호 연결신호가 수신되면, 상기 이동통신 망을 통하여 상기 이동통신 단말기에 페이징(paging) 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합서비스 방법.
  9. UMA 망 및 이동통신 망이 융합된 환경에서 사용 가능한 유무선 통합 이동통신 단말기에 의해 실행되는 유무선 통합서비스 방법에 있어서,
    코어 망에 접속된 UMA 망을 검색하며, 검색된 상기 UMA 망의 AP에 무선으로 접속하는 단계;
    이동통신 망과의 연결상태를 판단하는 단계;
    상기 이동통신 망과의 연결상태가 휴지상태인 경우, 상기 UMA 망의 접속을 차단하고, 소정의 불연속 전송 주기에 따라 상기 이동통신 단말기로 PICH(Paging Indicator Channel) 메시지를 전송하는 단계; 및
    페이징 메시지의 수신 여부를 확인하며, 상기 페이징 메시지가 확인되면 상기 UMA 망과 재 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합서비스 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 이동통신 망을 통하여 수신된 PICH 메시지에 기초하여 페이징 메시지를 확인하고, SCCPCH를 통해 상기 페이징 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합서비스 방법.
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