KR101403812B1 - 서비스 제공 방법, 가입자 관리 방법 및 옥내용 기지국 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 옥내용 기지국이 존재하는 이동통신 시스템에서 가입자 단말이 자신이 속한 기지국 제어 영역에서 벗어날 경우 가입자를 관리할 수 있는 옥내용 기지국, 가입자 관리 방법 및 서비스 제공 방법에 관한 것이다. 이 옥내용 기지국은, 상기 옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하는 가입자의 정보, 상기 가입자의 홈 또는 방문 가입자 여부, 홈 가입자의 위치정보 및 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 저장하도록 동작하는 그룹 가입자 정보 저장부; 상기 정보들을 바탕으로 상기 홈 또는 방문 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송신하고, 이에 대한 응답메시지를 수신받고, 상기 방문 가입자의 등록 요청 메시지를 수신받도록 동작하는 페이징 메시지 송수신부; 및 상기 홈 가입자의 위치정보를 유지 또는 변경하고, 상기 등록 요청 메시지에 근거하여 상기 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 획득하도록 동작하는 네트워크 관리부를 포함한다.

옥내용 기지국, 가입자 관리, 단말 등록

Description

서비스 제공 방법, 가입자 관리 방법 및 옥내용 기지국{FEMTO CELL AND METHOD FOR MANAGING SUBSCRIBER AND OFFERING SERVICE}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 다수의 옥내용 기지국이 존재하는 이동통신 시스템에서 가입자 단말이 자신이 속한 기지국 제어 영역에서 벗어날 경우 가입자를 관리할 수 있는 옥내용 기지국, 가입자 관리 방법 및 서비스 제공 방법에 관한 것이다.

최근에 통신 및 컴퓨터 네트워크, 반도체 기술의 비약적인 발전으로 인해 무선통신망을 이용한 다양한 서비스가 제공되고 있을 뿐만 아니라 수요자들의 요구 사항은 날이 갈수록 수준이 높아지고 있으며, 전세계 무선 인터넷 서비스 시장은 폭발적으로 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만 아니라, 다양한 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.

현재 CDMA(Code Division Multiple Access) 2000, EV-DO, WCDMA, WLAN의 무선 데이터 서비스가 상용화되어, 최근 가정 내에서 휴대전화 이용과 모바일 데이터의 수요가 지속적으로 증가하고 있는데, 이러한 추세에 따라 옥내 브로드밴드 망을 통해 이동통신 핵심망에 접속하도록 소형 이동통신 기지국을 댁내에 설치하여 이동통신 서비스를 제공하는 방법이 제안되고 있다. 이러한 소형 이동통신 기지국을 펨토셀(Femto Cell)이라고 부른다. 펨토(Femto)는 10^-15를 나타내는 단위로 펨토셀의 반경은 수십 m로 셀 반경이 100m 이내인 피코셀(Pico Cell)보다 더 작은 반경을 갖는다. 펨토셀의 주요 특징이자 장점으로는 듀얼모드 단말이 필요한 UMA(Unlicensed Mobile Access) 기반의 유무선 통합(FMC : Fixed Mobile Convergence) 서비스와는 달리 현재 이용하고 있는 일반 휴대전화를 그대로 펨토존에서 이용할 수 있다는 것이다. 따라서, 펨토셀은 요금인하와 이동통신망의 커버리지(coverage) 확대, 네트워크 운영비용절감 등의 효과는 물론 가정내 홈네트워크 서비스의 게이트웨이 역할을 할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

펨토셀은 매크로셀[즉, 옥외용 기지국(NodeB; 3G 광대역 기지국, eNodeB(evolved NodeB); 4G EPS(Enhanced Packet System) 시스템에서의 광대역 기지국)]에 비해 모든 기능이 최소화된 기지국으로서, 동시에 10명 이내의 가입자들을 수용할 수 있고, 망 운영자 또는 가입자가 직접 설치가 가능하다. 그리고, 이동통신 핵심망(공용 IP망)과의 연결은 펨토셀을 연결하는 별도의 통신망을 이용하거나, 또는 고속 인터넷 서비스를 이용하는 일반 가정에서는 인터넷을 통해서도 연결될 수 있다.

펨토셀은 유선 IP망에 연결되어 있는데, 이 유선 IP망을 거쳐 이동통신망에 접속하게 된다. 이동통신망에 접속하는 방법은 2가지가 있는데, 하나는 이동통신 회선망과 연결되는 것이고, 다른 하나는 이동통신 IP망과 연결되는 것이다.

이동통신 회선망에 연결될 경우 이동통신 핵심망을 경유하기 때문에 RNC(Radio Network Controller)를 그대로 이용할 수 있어, 이동통신망에 특별한 장치를 설치할 필요가 없다는 장점이 있다. 반면, 음성통신망을 이용하는 만큼 데이터 통신이 어렵다는 단점이 있다.

이동통신 IP망과 연결되는 방법은 두 가지가 있는데, UMA(Unlicensed Mobile Access)형과 IMS&SIP형이 그것이다. UMA는 유선 IP망과 접속한 상태로 음성(VoIP)과 데이터 통신 서비스를 이용할 수 있다. 이 경우 별도의 대응 단말이 필요하다는 단점이 있다. UMA형 펨토셀의 경우 유선 IP망을 경유하여 이동통신 IP망에 접속한다. 이 경우 사용자는 기존 단말을 그대로 사용할 수 있지만 이동통신 사업자 측에서는 별도로 UMA 대응 네트워크 컨트롤러(UNC)라는 장치를 설치해야 한다. IMS&SIP형은 이동통신망이 All IP형의 IMS(IP Multimedia System)에 대응하는 것이 전제가 된다.

현재 펨토셀을 통한 단말의 등록(Attach) 방법은 아직 표준화 작업이 진행 중에 있으며, 상세한 절차들이 아직까지는 정의되지 않고 있다. 다만, 매크로셀을 통한 단말의 등록(Attach) 방법만이 정의되어 있을 뿐이다. 이를 살펴보면 다음과 같다.

현재 3G WCDMA 시스템에서 단말은 네트워크 사용을 위해 파워온(Power-on)에 의한 등록 과정을 수행하여 최초 위치등록을 수행하며, 이후에는 위치정보(RA : Routing Area) 업데이트(Update)를 통해서 주기적 또는 타이머에 의해 단말의 위치 정보를 업데이트한다. 이때, 업데이트되는 위치정보(RA)는 네트워크에서 단말의 이동성을 관리하기 위한 정보로서, 해당 단말로 착신되는 서비스 요청에 대해서 페이징(Paging) 정보로 사용되거나, LBS(Location Based Service)와 같은 부가서비스 제공을 위해서 사용된다.

도 1을 참조하여, 3G WCDMA 시스템에서 옥외용 기지국(NodeB)을 통한 단말의 등록(Attach) 과정을 간략하게 살펴보기로 한다.

단말(UE)이 전원을 온(Power-on)하면(101), 옥외용 기지국(NodeB)과 무선링크(Signalling Radio Bearer-SRB)를 연결하고 SGSN(Serving GPRS Support Node)과 통신을 위한 Iu 인터페이스 연결을 맺는다(102,103).

단말(UE)은 등록 요청(Attach Request) 메시지를 SGSN으로 송신한다(104). 그러면, SGSN에서는 등록(Attach)하려는 가입자의 정보가 존재하지 않는 경우에 홈위치등록기(HLR)로 가입자 정보 요청(MAP-Update GPRS Location) 메시지를 송신하고(105), HLR은 해당 가입자의 정보를 "MAP-Insert Subscriber Data" 메시지를 통해 SGSN으로 송신한다(106). 이에 대한 응답으로, SGSN은 "MAP-Insert Subscriber Data Ack" 메시지를 HLR로 송신한다(107). 여기서, HLR은 SGSN으로부터의 상기 가입자 정보 요청 메시지에 대한 응답(MAP-Update GPRS Location Ack) 메시지를 SGSN으로 송신한다(108).

SGSN은 등록 승낙(Attach Accept) 메시지를 단말(UE)로 송신한다(109).

단말(UE)은 Attach Accept 메시지를 통해 P-TMSI(Packet Temporary Mobile Station Identity) 정보를 수신한 경우에 이 정보를 정상적으로 저장하고, P-TMSI 를 잘 받았다는 확인 메시지를 Attach Complete 메시지를 통해서 SGSN으로 송신한다(110).

단말(UE)은 상기에서 연결했던 무선링크와 Iu 인터페이스를 해제한다(111,112). 이제, 단말(UE)은 SGSN을 통한 서비스가 가능한 상태로 관리된다.

Home (e)NodeB에서의 가입자 관리 방법은 크게 Open Subscriber Group(OSG) 방식 Closed Subscriber Group(CSG) 방식에 의한 관리 방법이 제시되고 있으며, 현재 어느 방식이 더 효율적인가에 대해서는 표준화가 진행 중에 있다.

본 발명은 다수의 기지국이 존재하는 이동통신 시스템에서 가입자 단말이 자신이 속한 기지국 제어 영역에서 벗어날 경우 가입자를 관리할 수 있는 옥내용 기지국, 가입자 관리 방법 및 서비스 제공 방법을 제공한다.

본 발명의 옥내용 기지국은, 상기 옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하는 가입자의 정보, 상기 가입자의 홈 또는 방문 가입자 여부, 홈 가입자의 위치정보 및 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 저장하도록 동작하는 그룹 가입자 정보 저장부; 상기 정보들을 바탕으로 상기 홈 또는 방문 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송신하고, 이에 대한 응답메시지를 수신받고, 상기 방문 가입자의 등록 요청 메시지를 수신받도록 동작하는 페이징 메시지 송수신부; 및 상기 홈 가입자의 위치정보를 유지 또는 변경하고, 상기 등록 요청 메시지에 근거하여 상기 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 획득하도록 동작하는 네트워크 관리부를 포함한다.

또한, 본 발명의 이동통신 시스템의 가입자 관리 방법은, a) 옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하고자 하는 가입자의 정보, 상기 가입자의 홈 또는 방문 가입자 여부, 홈 가입자의 위치정보 및 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 등록하는 단계; b) 상기 정보들을 바탕으로 상기 홈 또는 방문 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송신하는 단계; c) 상기 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 수신받는 단계; d) 상기 응답메시지 수신 여부에 따라 상기 홈 가입자의 위치정보를 유지 또는 변경하는 단계; e) 상기 방문 가입자의 등록 요청 메시지를 수신받는 단계; 및 f) 상기 등록 요청 메시지에 근거하여 상기 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 획득하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 서비스 제공 방법은, 특정 옥내용 기지국 가입자 단말에 대한 착신 서비스 요청을 수신하는 단계; 상기 가입자 단말의 홈 옥내용 기지국으로 단말 위치 정보 요청(Location Information Request) 메시지를 송신하는 단계; 상기 단말 위치 정보 요청 메시지를 송신 받은 상기 홈 옥내용 기지국이 상기 가입자 단말을 제어하는 타 옥내용 기지국의 정보를 포함하는 단말 위치 정보 확인(Location Information Ack) 메시지를 송신하는 단계; 상기 타 옥내용 기지국으로 페이징 절차를 수행하는 단계; 상기 가입자 단말의 인증 절차를 수행하는 단계; 및 상기 착신 서비스를 제공하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 서비스 제공 방법은, 특정 가입자 단말을 관리하는 타 옥내용 기지국 ID를 포함하는 발신 서비스 요청 메시지를 송신하는 단계; 상기 가입자 단말의 정보를 포함하는 홈 옥내용 기지국으로 단말 위치 정보 요청 메시지를 송신하는 단계; 상기 가입자 단말이 상기 홈 옥내용 기지국에 소속된 단말일 경우 상기 가입자 단말이 상기 홈 옥내용 기지국에 소속된 단말임을 확인하는 단말 위치 정보 응답 메시지를 전송하는 단계; 상기 가입자 단말의 인증절차를 수행하는 단계; 및 상기 발신 서비스를 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 옥내용 기지국[Home (e)NodeB] 가입자가 자신의 옥내용 기지국 영역 이외에 다른 옥내용 기지국 영역에 등록(attach)이 가능하고, 기존 자신의 옥내용 기지국 영역에서 받을 수 있는 각종 서비스를 다른 옥내용 기지국 영역에서 동일하게 제공받을 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서 '옥내용 기지국'은 현재 상용화 서비스 중인 3G W-CDMA 시스템에서의 펨토셀, 즉 "Home NodeB"와, 4G 광대역 이동통신의 대표적인 기술이라 할 수 있는 EPS[예로서, LTE/SAE(Long Term Evolution/System Architecture Evolution)] 시스템에서의 펨토셀, 즉 "Home eNodeB"를 포함하는 개념이다. 이하에서는 3G/4G 가입자에 대한 옥내용 기지국을 통칭하여 "Home (e)NodeB"로 표기하기로 한다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB]은 가정, 기업 등에 설치되는 기지국으로, 기존의 무선랜 AP(Access Point)와 같이 실내에 설치가 용이하도록 크기가 작고 간단하게 설계된다. 옥내용 기지국에는 가정에 개별적으로 설치되어 가정에서 사용되는 가정용 옥내용 기지국과, 기업 등에 그룹으로 설치되어 기업 등에서 사용할 수 있는 기업용 옥내용 기지국 그룹이 있다.

본 발명에서 '홈(home) 가입자'는 홈 옥내용 기지국의 그룹 가입자 정보 저장부에 등록된 단말의 가입자를 의미하고, '방문(visit) 가입자'는 홈 옥내용 기지국 이외의 타 옥내용 기지국의 그룹 가입자 정보 저장부에 등록된 단말의 가입자를 의미한다. 이때, 단말은 자신의 홈 옥내용 기지국의 영역에서 타 옥내용 기지국의 영역으로 이동(옥내용→옥내용 핸드오버)하거나, 타 옥내용 기지국의 영역에서 자신의 홈 옥내용 기지국의 영역으로 이동(옥내용→옥내용 핸드오버)하거나, 옥내용 기지국의 영역에서 옥외용 기지국의 영역으로 이동(옥내용→옥외용 핸드오버)이 가능하다.

이하에서 옥내용 기지국은 가정용 옥내용 기지국과 기업용 옥내용 기지국 그룹을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 하며, 단말은 자신의 옥내용 기지국/ 다른 옥내용 기지국으로 구성된 이동통신 시스템에서 동작하는 3G/4G 가입자 단말(UE : User Equipment)을 의미한다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB]에서 가입자 관리 방법은 크게 OSG(Open Subscriber Group) 방식과 CSG(Closed Subscriber Group) 방식에 의한 관리 방법이 제시되고 있다. OSG 방식은 일반 NodeB와 마찬가지로 모든 단말들에게 자유로운 접 속이 허용되지만, CSG 방식은 사전에 접속이 허용된 특정 단말들만이 접속할 수 있다. 이에, 본 발명에서는 OSG 기반하의 가입자 관리 방법을 제시하고자 한다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB] 수용을 위한 네트워크 인터페이스 구조로는 여러 방법들이 제시되고 있다. 예를 들면, 일반 가정내 고속 인터넷을 통해 Secure 게이트웨이를 거쳐 이동통신망의 RNC/MME와 접속하는 구조, RNC 기능을 수행하는 Concentrator(다수의 Home (e)NodeB를 수용하는 노드)라는 장치를 통해 이동통신망의 SGSN/MME와 접속하는 구조, SIP 게이트웨이를 통해서 IMS(IP Multimedia System) 네트워크에 접속하는 구조 등 다양한 구조들이 고려 중에 있다. 이 중에서, 도 2는 기존 네트워크(3G 망)의 수정을 최소화하는 형태이며, 고속 인터넷 서비스를 사용하는 일반 가정에서 ISP(Internet Service Provider) 망을 거쳐서 이동통신망에 접속하는 구조를 간략하게 도식화한 것이다.

도 2를 참조하여 옥내용 기지국[Home (e)NodeB]과 이동통신망 노드 사이의 연결을 위한 구조의 일 예를 살펴보면 다음과 같다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB](20)은 DSL 라우터나 케이블 모뎀 등과 같은 정도의 크기로, 옥외용 기지국에 비해 극히 소형인 기지국을 의미한다. 사용하는 주파수는 이동통신 사업자에게 할당된 공인 주파수 밴드(Licensed Frequency Band)이며, 범용 주파수(Unlicensed Frequency Band)에서도 동작할 수 있다. 출력전압은 대개 10~100mW 정도이며, 반경 50~100m 정도의 지역을 커버한다(covering). 또한, 옥내용 기지국(20)은 옥외용 기지국에 비해 소프트웨어(software)와 하드웨어(hardware)의 능력이 최소화된 기지국으로 동시에 10명 이내의 사용자들을 수용 할 수 있고, 망 운영자 또는 사용자가 직접 설치가 가능하다. 또한, 옥내용 기지국(20)은 가입자 정보, 위치 정보 및 인증 정보 등을 저장하고 있으며 상기 정보들을 업데이트하거나 다른 옥내용 기지국에 제공 가능하다. 이동통신 핵심망과의 연결은 옥내용 기지국(20)을 연결하는 별도의 통신망에 접속되거나, 또는 옥내에 설치된 고속 인터넷 망을 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 디지털 가입자 회선(DSL)(30)을 통해 연결될 수 있다.

각 가정의 옥내용 기지국[Home (e)NodeB](20)은 IP 기반의 표준화된 3GPP Iub 인터페이스를 사용하여 인터넷 망(일 예로, ADSL 등)과 이동통신망 간의 Secure 게이트웨이(40)를 거쳐 RNC(기지국제어기)(60)/MME(EPS 시스템에서 SGSN과 GGSN 기능을 수용하는 노드)(50)에 접속되며, Iub 시그널링 메시지는 IP 캡슐화(Encapsulation) 방식을 통해 Secure 게이트웨이(40)까지 터널링된다. 즉, 도 2의 구조는 Iub 프로토콜이 IP에 캡슐화되어(Encapsulating) 접속하는 방식이다. Network Security는 IP Security(IP Sec) 프로토콜에서 다루어지게 된다.

이러한 구조는 RNC(60)가 수많은 옥내용 기지국(20)을 수용해야 한다.

비록 도면에는 도시되지 않았지만, RNC(60)가 수많은 옥내용 기지국(20)을 수용해야 하는 문제를 해결하기 위해, RNC의 기능을 수행하는 Concentrator라는 장치가 다수의 옥내용 기지국(20)과 접속하기 위해 사용되며, 이는 이동통신 핵심망의 SGSN(70) 및 MME(50)와 연결될 수 있다.

이외에도, 도면에는 도시되지 않았지만, 옥내용 기지국(20)이 UMA 클라이언트(client) 역할을 수행하고, RNC 기능은 UNC(UMA Network Controller)가 제공하고 UNC는 핵심망 노드 SGSN(70), MME(50) 등에 연결될 수도 있다. 또한, SIP/IMS 기반으로 하며, 옥내용 기지국(20)에 SIP 프로토콜을 탑재하고 SIP 게이트웨이를 통해 옥내용 기지국(20)을 3GPP IMS 기반의 망에 연결할 수도 있다. 본 발명은 이와 같은 옥내용 기지국[Home (e)NodeB](20)과 이동통신망 노드 사이의 연결을 위한 구조들에 제한을 받지 않음에 유의하여야 한다.

이와 같은 구성을 갖는 옥내용 기지국(20)을 이용하여, OSG(Open Subscriber Group) 관리 방식을 통한 가입자 (그룹) 관리 과정을 살펴보기로 한다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB] 운영자[가입자 그룹 중 하나가 될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있음]는 그룹 가입자 정보를 등록/삭제할 수 있다. 즉, 운영자는 다수의 가입자를 가입자 그룹(예로서, 일반 가정의 경우에 그 가족 구성원)에 임의적으로 등록/삭제할 수 있다. 이때, 각 가입자를 식별할 수 있는 정보(그룹 가입자 정보)로서, IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 정보 및 옥내용 기지국 ID를 사용한다. IMSI는 이동통신 서비스 가입시에 이동 단말기에 할당되는 고유의 6~15자리 범위의(국내의 경우 15자리) 식별번호로 이동 국가, 이동 네트워크, 이동 가입자 식별 번호 및 국가 이동 가입자 식별 번호로 구성되는 정보로서, 모든 이동통신 가입자 개개인에게 할당되는 고유 식별정보이고, 옥내용 기지국 ID는 특정 가입자들이 속해 있는 옥내용 기지국[Home (e)NodeB]마다 할당되는 고유의 식별정보이다. IMSI 정보 및 옥내용 기지국 ID는 특정 옥내용 기지국(20)의 제어 영역으로 진입한 홈 가입자 또는 방문 가입자들에 대한 등록(Attach)을 수행하기 위한 페이징(Paging) 메시지의 정보로 사용된다.

도 3을 참조하여 옥내용 기지국(20)의 세부 구성을 살펴보기로 한다. 옥내용 기지국[Home (e)NodeB](20)은, 옥내용 기지국(20)을 통해 서비스를 이용하는 가입자의 정보, 해당 가입자의 홈 또는 방문 가입자 여부[즉, 단말(10)이 홈 옥내용 기지국[Home (e)NodeB]에 본래 할당되어 있는 가입자인지 타 옥내용 기지국에 할당되어 있는 가입자인지 여부를 나타냄], 홈 가입자의 위치정보 및 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보[즉, 방문 가입자를 관리하는 옥내용 기지국에 대한 위치 정보]를 저장하도록 동작하는 그룹 가입자 정보 저장부(21)와, 상기 정보들을 바탕으로 홈 또는 방문 가입자의 단말(10)로 페이징 메시지를 송신하고, 이에 대한 응답메시지를 수신받고, 방문 가입자가 해당 옥내용 기지국(20)의 제어영역으로 이동시 해당 방문 가입자의 등록 요청 메시지를 수신받도록 동작하는 페이징 메시지 송수신부(22)와, 홈 가입자의 위치정보를 유지 또는 변경하고, 방문 가입자의 등록 요청 메시지를 수신할 경우 RNC(60), SGSN(70) 및 HLR(80) 등을 포함하는 이동통신 핵심망을 통하여 방문 가입자를 관리하는 옥내용 기지국에 대한 정보를 획득하도록 동작하는 네크워크 관리부(23)를 포함한다.

여기서, 가입자의 정보는, 적어도 하나의 가입자 정보(홈, 방문 가입자 정보 또는 홈, 방문 가입자 그룹 정보)로서, IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 정보 및 옥내용 기지국 ID 정보를 사용하며, 옥내용 기지국 운영자에 의해 임의적으로 등록 또는 삭제 가능하다.

특히, 네트워크 관리부(23)는, 홈 옥내용 기지국(20)의 제어 영역 내에 존재하던['홈, 방문 가입자 여부(홈 가입자)'] 홈 가입자 단말(10)로부터 페이징 메시 지에 대한 응답메시지를 수신하지 못하면[즉, 홈 가입자의 위치 이동을 확인하면], 해당 단말(10)이 이동한 타 옥내용 기지국으로 등록 요청 메시지를 송신한다. 하지만, 홈 옥내용 기지국(20)의 제어 영역 내에 존재하던['홈, 방문 가입자 여부(홈 가입자)'] 홈 가입자 단말(10)로부터 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 수신하면 홈 가입자의 위치 정보를 갱신하지 않고 유지한다.[하기의 도 5 참조].

또한, 네트워크 관리부(23)는, 홈 옥내용 기지국(20)의 제어 영역 내에 존재하던['홈, 방문 가입자 여부(방문 가입자)'] 방문 가입자 단말(10)로부터 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 수신하면, 이동통신 핵심망과 연계하여 해당 방문 가입자 단말(10)을 관리하던 옥내용 기지국 정보를 획득하는 절차를 수행한다.

도 4는 옥내용 기지국(20)에서 관리되는 그룹 가입자 정보 DB의 예를 나타낸다.

그룹 가입자 정보 저장부(21)에는 최소한 홈 가입자의 IMSI 정보, 홈 또는 방문가입자인지 여부, 홈 가입자의 위치정보 및 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보가 포함된다. 도 4에서 홈 또는 방문 가입자인지 여부는 홈 옥내용 기지국[Home (e)NodeB]에 본래 할당되어 있는 가입자인지 타 옥내용 기지국에 할당되어 있는 가입자인지 여부를 나타낸다. 홈 가입자의 위치 정보는 홈 옥내용 기지국의 그룹 가입자 정보 저장부에 저장된 가입자가 현재 어느 옥내용 기지국의 제어 영역 안에 위치하고 있는지에 대한 위치 정보를 나타내고, 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보는 방문 가입자를 관리하는 타 옥내용 기지국에 대한 위치 정보를 나타낸다. 도 4에서 "IMSI-1 ~ IMSI-5"는 홈 옥내용 기지국이 관할하는 제어 영역내의 가입자들이 며, 그룹 가입자 정보 DB 내에서 유일하다. 그리고, "IMSI-1, IMSI-2"는 홈 가입자로 현재 홈 옥내용 기지국의 제어영역에 위치하고 있어서 홈 옥내용 기지국에 등록 및 서비스가 가능하다. "IMSI-3"는 홈 가입자이지만 타 옥내용 기지국의 제어영역에 위치하고 있는 가입자로 홈 옥내용 기지국의 인증 및 위치정보가 있어야만 해당 타 옥내용 기지국에서의 등록 및 서비스가 가능한다. "IMSI-4, IMSI-5"는 타 옥내용 기지국 가입자이며 해당 타 옥내용 기지국을 통해서만 등록 및 서비스가 가능하다. 특정 가입자가 등록된 옥내용 기지국에 대한 정보는 RNC(60), SGSN(70) 및 HLR(80) 등을 포함하는 이동통신 핵심망을 통하여 확인 가능하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가입자가 홈 옥내용 기지국 제어영역에서 타 옥내용 기지국의 제어영역으로 이동하는 경우의 신호 흐름을 나타낸다.

도 5를 참조하여 본 발명의 실현을 위한 기본 기능을 알아보면, 홈 가입자 단말(10)이 자신이 속한 홈 옥내용 기지국(20)의 제어 영역을 벗어나 타 옥내용 기지국(20`)의 제어 영역으로 들어갔음을 확인한다(401). 타 옥내용 기지국(20`)으로의 이동을 확인하는 방법은 홈 옥내용 기지국(20)의 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 홈 옥내용 기지국(20)이 수신하는지 여부로 확인이 가능하다. 그리고, 홈 옥내용 기지국(20)의 페이징 메시지를 통한 홈 가입자 단말(10) 관리 방법 이외에 홈 가입자 단말(10)이 타 옥내용 기지국(20`)의 제어 영역 내로 이동하였는지에 대한 확인방법은 타 옥내용 기지국(20`)의 방송 메시지(broadcasting Message-옥내용 기지국을 식별하기 위한 옥내용 기지국 ID 또는 Area ID를 포함)를 통해 홈 가입자 단말(10)이 옥내용 기지국의 ID 또는 Area ID가 변경되었음을 확인하여 홈 가입자 단말(10)이 타 옥내용 기지국(20`)의 제어 영역으로 이동하였음을 확인하는 방법을 이용할 수도 있다. 홈 가입자 단말(10)은 타 옥내용 기지국(20`)의 제어영역으로 이동하였을 경우 등록 요청 메시지를 타 옥내용 기지국(20`)으로 전달한다(402). 등록 요청 메시지의 등록 형태(Attach Type)는 "옥내용 기지국 등록(Home (e)NodeB Attach)"으로 한다. 등록 요청 메시지를 전달받은 타 옥내용 기지국(20`)은 단말(10)이 홈 옥내용 기지국(20)에 속한 가입자임을 자신이 관리하고 있는 가입자 정보 DB에서 IMSI를 조회하여 확인한다. 타 옥내용 기지국(20`)은 자신의 옥내용 기지국 ID 정보를 포함하여 단말(10)의 등록 요청을 SGSN(70)으로 전송한다(403). SGSN(70)은 홈 옥내용 기지국(20)을 관리하는 HLR(80)로부터 홈 옥내용 기지국(20)에 대한 정보를 획득한다(404, 405). 홈 옥내용 기지국(20)은 타 옥내용 기지국(20`)의 ID 정보를 포함한 위치 정보 업데이트(Location Update) 메시지를 수신받은 경우(406) 해당 단말(10)이 홈 옥내용 기지국(20)에 소속된 단말이 아니면 위치 정보 업데이트 요청을 거부(reject)하고, 해당 단말(10)의 등록(Attach) 절차 또한 거부한다. 반면에 해당 단말(10)이 홈 옥내용 기지국(20)에 소속된 단말이면 홈 옥내용 기지국(20)은 위치 정보 업데이트 확인(Location Update Ack) 메시지를 SGSN(70)으로 전송한다(407). 단말(10)은 자신이 현재 위치해 있는 타 옥내용 기지국(20`)의 위치 정보를 단말(10)을 관리하는 홈 옥내용 기지국(20)에 갱신하면서 SGSN(70)(4G의 경우 MME)과 인증절차를 수행한다(408). SGSN(70)은 해당 단말(10)의 인증 절차가 완료되면 해당 단말(10)의 등록 요청을 승인하고(409), 위치 정보 업데이트 완료 메시지를 홈 옥내용 기지국(20)으로 송신한다(410). 홈 옥내용 기지 국(20)은 SGSN(70)으로부터 위치 정보 업데이트 완료(Location Update Complete) 메시지를 수신하면(410), 홈 가입자가 타 옥내용 기지국(20`)의 제어영역에 존재함을 인지하고 해당 단말(10)의 위치 정보를 업데이트 한다(411).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 홈 가입자가 타 옥내용 기지국의 제어영역에 존재하는 경우에 MT(Mobile Terminated: 착신) 서비스의 신호 흐름을 나타내는 도면이다.

SGSN(70)에서는, 특정 옥내용 기지국 가입자 단말(10)에 대한 MT 서비스 요청을 수신하면(501), SGSN(70)이 해당 가입자의 옥내용 기지국에 관한 정보를 모를 경우 등록(Attach) 요청에 대한 처리와 동일하게 HLR(80)로부터 해당 가입자 단말(10)의 정보를 포함하는 옥내용 기지국 정보(즉, 옥내용 기지국 ID)를 획득한다(502, 503). 일반적으로 등록(Attach) 과정이 먼저 수행되므로 해당 가입자 단말(10)의 옥내용 기지국 정보를 SGSN(70)에서 알고 있는 경우에는 HLR(80)을 통한 옥내용 기지국 정보 획득 절차(502, 503)를 수행하지 않는다. SGSN(70)에서는 해당 가입자 단말(10)의 홈 옥내용 기지국(20)으로 해당 가입자 단말(10)의 ID를 포함하는 단말 위치 정보 요청(Location Information Request) 메시지를 송신하고(504), 메시지를 수신받은 홈 옥내용 기지국(20)은 현재 해당 가입자 단말(10)을 제어하고 있는 타 옥내용 기지국(20`)의 정보를 포함하는 단말 위치 정보 확인(Location Information Ack) 메시지를 SGSN(70)으로 송신한다(505). SGSN(70)에서는 해당 가입자 단말(10)을 제어하고 있는 타 옥내용 기지국(20`)으로 페이징 절차를 수행하고(506, 507) 이후 절차는 3GPP TS23.060 표준문서에 기술된 내용과 동일하게 인증 절차(508)와 MT 서비스를 제공하게 된다(509). 상기에서, 단말 위치 정보 요청(Location Information Request) 메시지가 송신된 단말(10)이 홈 옥내용 기지국(20)에 소속된 단말이 아닐 경우, 단말 위치 정보 요청은 거부되고 SGSN(70)에서의 MT 서비스 처리 요청은 거부된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 홈 가입자가 타 옥내용 기지국의 제어영역에 존재하는 경우에 MO(Mobile Orignated: 발신) 서비스의 신호 흐름을 나타내는 도면이다.

가입자가 패킷 서비스(Packet Service) 또는 SMS(Short Message Service) 발신과 같은 특정 서비스를 원할 때, 해당 가입자 단말(10)과 SGSN(70)간 연결을 위하여 현재 해당 가입자 단말(10)을 관리하는 타 옥내용 기지국(20`) ID를 포함하는 MO 서비스 요청(MO Service Request) 메시지를 SGSN(70)으로 송신한다(601). SGSN(70)에서는 특정 가입자에 대한 MO 서비스 요청시 등록(Attach) 요청 처리와 동일하게 HLR(80)로부터 발신 대상 가입자의 정보를 포함하는 옥내용 기지국 정보(예를 들어, 옥내용 기지국 ID)를 얻어온다(602, 603). SGSN(70)이 이미 발신 가입자 정보를 포함하는 옥내용 기지국의 정보를 아는 경우에는 이 절차(602, 603)를 수행하지 않는다. SGSN(70)은 홈 옥내용 기지국(20)으로 단말 위치 정보 요청(MS Information Request) 메시지를 송신하고(604) 메시지를 수신한 홈 옥내용 기지국(20)은 해당 단말(10)이 자신에게 소속된 단말인 경우에는 해당 단말(10)이 홈 옥내용 기지국(20)에 소속된 단말임을 확인하는 단말 위치 정보 응답(MS Information Response) 메시지를 전송한다(605). SGSN(70)에서는 MO 서비스를 요청 한 가입자 단말(10)이 해당 홈 옥내용 기지국(20)에 소속된 정상 가입자임을 확인하고 MO 서비스 절차를 수행한다. 이후 절차는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS23.060 표준문서에 기술된 내용과 동일하게 인증절차를 수행한다(606). 인증에 성공하면 SGSN(70)은 MO 서비스를 요청한 가입자 단말(10)에 대하여 서비스를 승인하고(607), 해당 단말(10)로 MO 서비스를 제공한다(608). 그러나 만약 MO 서비스를 요청한 가입자 단말(10)이 홈 옥내용 기지국(20)에 소속된 가입자가 아닌 경우 가입자 위치 정보 요청은 거부되고, SGSN(70)에서의 MO 서비스 처리 요청은 거부된다.

상기 방법들은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법들은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

도 1은 종래의 옥외용 기지국을 이용한 단말 등록 과정을 나타낸 흐름도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 옥내용 기지국 수용을 위한 네트워크 인터페이스를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 옥내용 기지국의 구성을 보이는 블록도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 옥내용 기지국의 그룹 가입자 정보 DB를 나타내는 설명도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가입자가 홈 옥내용 기지국 제어영역에서 타 옥내용 기지국의 제어영역으로 이동하는 경우의 신호 흐름을 보이는 흐름도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 홈 가입자가 타 옥내용 기지국의 제어영역에 존재하는 경우 MT(Mobile Terminated: 착신) 서비스의 신호 흐름을 보이는 흐름도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 홈 가입자가 타 옥내용 기지국의 제어영역에 존재하는 경우에 MO(Mobile Orignated: 발신) 서비스의 신호 흐름을 보이는 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 단말(UE) 20 : 옥내용 기지국[Home (e)NodeB]

30 : 디지털 가입자 회선(DSL) 40 : Secure 게이트웨이

50 : MME(Mobility Management Entity) 60 : RNC(Radio Network Controller)

70 : SGSN(Serving GPRS Support Node)

Claims (14)

1. 이동통신 시스템의 옥내용 기지국으로서,

   상기 옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하는 가입자의 정보, 상기 가입자의 홈 또는 방문 가입자 여부, 홈 가입자의 위치정보 및 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 저장하도록 동작하는 그룹 가입자 정보 저장부;

   상기 정보들을 바탕으로 상기 홈 또는 방문 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송신하고, 이에 대한 응답메시지를 수신받고, 상기 방문 가입자의 옥내용 기지국에서 상기 옥내용 기지국으로 송신한 상기 방문 가입자의 등록 요청 메시지를 수신받도록 동작하는 페이징 메시지 송수신부; 및

   상기 홈 가입자의 위치정보를 유지 또는 변경하고, 상기 등록 요청 메시지에 근거하여 상기 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 획득하도록 동작하는 네트워크 관리부를 포함하는 옥내용 기지국.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가입자의 정보는,

   적어도 하나의 가입자 정보로서, IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 정보 및 옥내용 기지국 ID 정보이며, 옥내용 기지국 운영자에 의해 임의적으로 등록 또는 삭제 가능한, 옥내용 기지국.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 가입자의 홈 또는 방문 가입자 여부는,

   가입자 단말이 상기 옥내용 기지국에 본래 할당되어 있는 가입자인지 타 옥내용 기지국에 할당되어 있는 가입자인지 여부를 나타내는, 옥내용 기지국.
4. 제3항에 있어서,

   상기 네트워크 관리부는,

   상기 홈 가입자로부터 상기 응답메시지를 수신하면, 상기 홈 가입자의 위치 정보를 유지하는, 옥내용 기지국.
5. 제3항에 있어서,

   상기 네트워크 관리부는,

   상기 홈 가입자로부터 상기 응답메시지를 수신하지 못하면, 상기 홈 가입자의 위치 정보를 변경하는, 옥내용 기지국.
6. 제3항에 있어서,

   상기 네트워크 관리부는,

   상기 방문 가입자로부터 상기 등록 요청 메시지를 수신하면, 이동통신 핵심망과 연계하여 상기 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 획득하는, 옥내용 기지국.
7. 이동통신 시스템의 가입자 관리 방법으로서,

   a) 옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하고자 하는 가입자의 정보, 상기 가입자의 홈 또는 방문 가입자 여부, 홈 가입자의 위치정보 및 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 등록하는 단계;

   b) 상기 정보들을 바탕으로 상기 홈 또는 방문 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송신하는 단계;

   c) 상기 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 수신받는 단계;

   d) 상기 응답메시지 수신 여부에 따라 상기 홈 가입자의 위치정보를 유지 또는 변경하는 단계;

   e) 상기 방문 가입자의 옥내용 기지국에서 상기 옥내용 기지국으로 송신한 상기 방문 가입자의 등록 요청 메시지를 수신받는 단계; 및

   f) 상기 등록 요청 메시지에 근거하여 상기 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 획득하는 단계를 포함하는 이동통신 시스템의 가입자 관리 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 가입자의 정보는,

   적어도 하나의 가입자 정보로서, IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 정보 및 옥내용 기지국 ID 정보이며, 옥내용 기지국 운영자에 의해 임의적으로 등록 또는 삭제 가능한 이동통신 시스템의 가입자 관리 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,

   상기 가입자의 홈 또는 방문 가입자 여부는,

   가입자 단말이 상기 옥내용 기지국에 본래 할당되어 있는 가입자인지 타 옥내용 기지국에 할당되어 있는 가입자인지 여부를 나타내는, 이동통신 시스템의 가입자 관리 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 단계 d)는,

    상기 홈 가입자로부터 상기 응답메시지를 수신하면, 상기 홈 가입자의 위치 정보를 유지하는 단계를 포함하는, 이동통신 시스템의 가입자 관리 방법.
11. 제9항에 있어서,

    상기 단계 d)는,

    상기 홈 가입자로부터 상기 응답메시지를 수신하지 못하면, 상기 홈 가입자의 위치 정보를 변경하는 단계를 포함하는, 이동통신 시스템의 가입자 관리 방법.
12. 제9항에 있어서,

    상기 단계 f)는,

    상기 방문 가입자로부터 상기 등록 요청 메시지를 수신하면, 이동통신 핵심망과 연계하여 상기 방문 가입자의 옥내용 기지국 정보를 획득하는 단계를 포함하는, 이동통신 시스템의 가입자 관리 방법.
13. 이동통신 시스템의 서비스 제공 방법에 있어서,

    특정 옥내용 기지국 가입자 단말에 대한 착신 서비스 요청을 수신하는 단계;

    상기 가입자 단말의 홈 옥내용 기지국으로 단말 위치 정보 요청(Location Information Request) 메시지를 송신하는 단계;

    상기 단말 위치 정보 요청 메시지를 수신받은 상기 홈 옥내용 기지국이 상기 가입자 단말을 제어하는 타 옥내용 기지국의 정보를 포함하는 단말 위치 정보 확인(Location Information Ack) 메시지를 송신하는 단계;

    상기 타 옥내용 기지국으로 페이징 절차를 수행하는 단계;

    상기 가입자 단말의 인증 절차를 수행하는 단계; 및

    상기 착신 서비스를 제공하는 단계를 포함하는 이동통신 시스템의 서비스 제공 방법.
14. 이동통신 시스템의 서비스 제공 방법에 있어서,

    특정 가입자 단말을 관리하는 타 옥내용 기지국 ID를 포함하는 발신 서비스 요청 메시지를 송신하는 단계;

    상기 가입자 단말의 정보를 포함하는 홈 옥내용 기지국으로 단말 위치 정보 요청 메시지를 송신하는 단계;

    상기 가입자 단말이 상기 홈 옥내용 기지국에 소속된 단말일 경우 상기 가입자 단말이 상기 홈 옥내용 기지국에 소속된 단말임을 확인하는 단말 위치 정보 응 답 메시지를 전송하는 단계;

    상기 가입자 단말의 인증절차를 수행하는 단계; 및

    상기 발신 서비스를 제공하는 단계를 포함하는 이동통신 시스템의 서비스 제공 방법.

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