KR101518517B1

KR101518517B1 - 옥내용 기지국 관리 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템

Info

Publication number: KR101518517B1
Application number: KR1020090132688A
Authority: KR
Inventors: 정대진
Original assignee: 에릭슨 엘지 주식회사
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2015-05-07
Also published as: KR20110076079A

Abstract

옥내용 기지국을 적응적(Adaptive)으로 관리할 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템이 개시된다. 본 발명에 의하면, 홈사용자(Home User)의 서비스 접속 여부를 확인하여, 미접속시 리소스 공유 모드로 전환하여 홈사용자 리스트에 정의되어 있지 않은 사용자(Non-home User)에 대한 접속을 허용한다. 또는 옥외용 기지국의 리소스 공유 요청에 따라 리소스 공유 모드로 전환하여 Non-home User에 대한 접속을 허용한다. 리소스 공유 모드로 전환함에 있어서, Home User의 서비스 접속시에 리소스 공유에 대한 승인을 득하고, 미접속시에 자동으로 리소스 공유 모드로 전환한다. 또는 옥외용 기지국의 서비스 경계지역 또는 음영지역임을 감지함에 따라 리소스 공유 모드로 전환하여 Non-home User에 대한 접속을 허용한다. 또는 소정 권한 이상의 Non-home User에 대한 접속을 무조건 허용한다. 만약 Home User의 서비스 재개시에는 접속되어 있는 Non-home User에 대해 타 셀로의 핸드오버를 유도한다.

옥내용 기지국, 펨토셀, 매크로셀, 리소스, 홈사용자

Description

옥내용 기지국 관리 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템{METHOD FOR MANAGING INDOOR BASE STATION AND MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CSG(Closed Subscriber Group) Closed Mode 설정으로 인해 무선자원의 낭비가 발생하지 않도록 옥내용 기지국을 적응적(Adaptive)으로 관리할 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템에 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(Evolution Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), WLAN(Wireless Local Area Network)의 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 옥내에 설치하여 이동통신 서비스를 제공하는 방법이 제안되고 있다. 특히 차세대 네트워크 시스템에서는 높은 데이터 전송률에 대한 요구를 충족시키고 다양한 서비스의 안정적인 제공을 위하여 그 대안으로서 여러 개의 작은 크기의 다중 셀(소출력 이동통신 기지국)들을 배치하는 방법이 제시되고 있다. 이러한 소출력 이동통신 기지국을 옥내용 기지국 또는 펨토(Femto) 기지국이라고 부른다. 이처럼 셀의 크기를 줄임으로써 높은 주파수 대역을 사용하는 차세대 네트워크 시스템의 효율을 높일 수 있고 작은 크기의 셀을 여러 개 사용하는 것은 주파수 재사용 횟수를 늘릴 수 있는 측면에서 유리하다. 또한 기존에 하나의 기지국이 전체 셀 영역을 커버할 때 발생하였던 전파 감쇄로 인한 채널 상황 악화 문제, 음영지역 사용자에 대한 서비스 불능 문제 등을 개선시킬 수 있다는 점에서 작은 크기의 다중 셀들을 통한 서비스 방법이 장점을 갖는다. 이러한 이점들을 바탕으로 기존의 매크로셀(옥외용 기지국이 관장하는 셀 영역)(Macro-cell)과 펨토셀(옥내용 기지국 또는 펨토 기지국이 관장하는 셀 영역)(Femto-cell)들을 결합한 방식이 대두되고 있다.

펨토셀 서비스를 사용하는 사용자는 크게 "Home User", "Non-home User", 그리고 "Emergency User"로 구분된다. Home user는 옥내용 기지국의 계정소유자(Owner) 또는 운용자(Operator)의 등록에 의해 옥내용 기지국의 사용이 가능하다. Non-home User는 별도의 등록이 없이도 옥내용 기지국의 사용이 가능하다. Emergency User는 매크로셀 또는 펨토셀 서비스에 등록된 사용자는 아니지만, 응급 서비스(예컨대, 911 서비스)에 한해 특별히 옥내용 기지국의 사용이 가능하다.

펨토셀은 동작되는 모드에 따라 CSG Closed, CSG Open, Open Mode 세 가지로 구분될 수 있다. CSG Closed Mode는 Home User와 Emergency User에 한해 사용될 수 있다. CSG Open Mode는 Home User와 Emergency User 뿐만 아니라 리소스 여유가 있을 경우 Non-home User도 사용이 가능하다. Open Mode로 동작되는 옥내용 기지국은 Home User 등록 없이 Non-home User에 의해서 사용 가능하고 Emergency User 역시 사용 가능하다.

종래기술에 따르면, 서비스 가입 당시 Open, CSG Open, CSG Closed Mode 중 하나를 택일하므로 Open 또는 CSG Open Mode가 가지는 유휴 자원을 공유하는 장점과 CSG Closed Mode가 갖는 전체 리소스에 대한 독점적 사용의 장점을 동시에 제공할 수 없는 문제점이 있다. 예컨대 가입 당시 Open 또는 CSG Open Mode를 선택한 경우에는 리소스를 공유하는 장점이 있으나, 사용자가 외부 간섭없이 전체 리소스를 독점 사용할 수 없는 단점이 존재한다. 또한 CSG Closed Mode를 선택한 경우에는 전체 리소스를 독점적으로 점유 사용할 수는 장점이 있으나, 사용자가 리소스를 사용하지 않는 경우에는 남는 유휴 리소스를 타 사용자가 사용할 수 없어 유휴 리소스임에도 불구하고 낭비되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 CSG Closed Mode 설정으로 인해 무선자원의 낭비가 발생하지 않도록 옥내용 기지국을 적응적(Adaptive)으로 관리할 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 옥내용 기지국을 적응적(Adaptive)으로 관리할 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템이 개시된다. 본 발명에 의하면, 홈사용자(Home User)의 서비스 접속 여부를 확인하여, 미접속시 리소스 공유 모드로 전환하여 홈사용자 리스트에 정의되어 있지 않은 사용자(Non-home User)에 대한 접속을 허용한다. 또는 옥외용 기지국의 리소스 공유 요청에 따라 리소스 공유 모드로 전환하여 Non-home User에 대한 접속을 허용한다. 리소스 공유 모드로 전환함에 있어서, Home User의 서비스 접속시에 리소스 공유에 대한 승인을 득하고, 미접속시에 자동으로 리소스 공유 모드로 전환한다. 또는 옥외용 기지국의 서비스 경계지역 또는 음영지역임을 감지함에 따라 리소스 공유 모드로 전환하여 Non-home User에 대한 접속을 허용한다. 또는 소정 권한 이상의 Non-home User에 대한 접속을 무조건 허용한다. 만약 Home User의 서비스 재개시에는 접속되어 있는 Non-home User에 대해 타 셀로의 핸드오버를 유도한다.

본 발명에 의하면, CSG Closed Mode로 동작하는 옥내용 기지국의 유휴 리소 스가 존재할 경우 해당 리소스를 타 사용자에게 공유토록 함으로써 리소스의 낭비를 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 서비스를 이용하는 동안에는 CSG Closed Mode로 동작하여 타 사용자의 간섭 없이 전체 리소스를 독점적으로 사용할 수 있는 이점이 있다. 또한, 유휴 시간 동안 타 사용자가 사용한 용량에 상응하는 보상 등의 혜택을 얻음으로써 댁내에 설치된 옥내용 기지국의 리소스 공유를 촉진하여, 서비스 사업자에게는 서비스 지역 확대와 용량 증설의 효과를, 옥내용 기지국을 공유하는 사용자 입장에서는 보상을 받는 일거양득의 효과를 얻을 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.

도1은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면이다.

일실시예에 있어서, 이동통신망은, 예컨대 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA와 같은 2G 이동통신망, LTE망, WiFi와 같은 무선인터넷, WiBro(Wireless Broadband Internet) 및 WiMax(World Interoperability for Microwave Access)와 같은 휴대인터넷 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망(예컨대, WCDMA 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)와 같은 3.5G 이동통신망, 또는 향후 개발될 4G 등) 및 옥외용 기지국(Macro-eNB), 옥내용 기지 국(Home-eNB) 및 단말(UE)을 구성 요소로 포함하는 임의의 기타 이동통신망을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

도1에서 도시된 바와 같이, 이동통신망은 하나 이상의 네트워크 셀로 구성될 수 있고, 이동통신망에 서로 다른 종류의 네트워크 셀이 혼재할 수 있다. 이동통신망은 옥내에서 좁은 범위의 네트워크 셀(이하, '펨토셀'이라 함)을 관리하는 옥내용 기지국(Home-eNB)(21~25), 옥외에서 넓은 범위의 셀(이하, '매크로셀'이라 함)을 관리하는 옥외용 기지국(Macro-eNB)(20), 단말(UE)(10), 그외 SON(Self Organizing&optimizing Networks) 서버(30) 및 MME(40) 등을 포함할 수 있다. 도1에 도시된 각 구성요소의 개수는 예시적인 것으로, 본 발명이 실시될 수 있는 이동통신망의 각 구성요소의 개수가 도면에 도시된 개수에 제한되는 것은 아니다.

옥외용 기지국(Macro-eNB)(20)은, 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 1km 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 매크로셀 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

옥내용 기지국(Home-eNB)(21~25)은, 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 수십 m 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 펨토셀 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

이동통신망을 구성하는 네트워크 셀은 매크로셀 및 펨토셀을 포함할 수 있다. 매크로셀은 옥외용 기지국(20)에 의해 관리될 수 있고, 펨토셀은 옥내용 기지 국(21~25)에 의해 관리될 수 있다.

옥외용 기지국(20)과 옥내용 기지국(21~25)은 별도의 백본 네트워크(Backbone Network)에 의해 통신 가능하도록 연결될 수 있고, 옥내용 기지국(21~25)이나 옥외용 기지국(20)은 각각 독자적으로 코어망의 접속성을 가질 수 있다. 또한, 옥외용 기지국(20)과 옥내용 기지국(21~25)은 매크로 기지국과 펨토 기지국 외에도, 피코 기지국 또는 마이크로 기지국 등으로 대체될 수 있다.

단말(UE)(10)은 GSM망, CDMA망와 같은 2G 이동통신망, LTE망, WiFi망과 같은 무선인터넷망, WiBro망 및 WiMax망과 같은 휴대인터넷망 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망에서 사용되는 무선 이동 단말기의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 일실시예에 있어서, 단말(10)은 매크로셀 가입자 단말 또는/및 펨토셀 가입자 단말일 수 있다.

SON 서버(30)는 옥외용/옥내용 기지국 설치 및 최적화를 수행하고 각 기지국에 필요한 기본 파라미터 또는 데이터를 제공하는 기능을 하는 임의의 서버를 포함할 수 있다.

MME(40)는 단말(10)의 호 처리 등을 관리하기 위하여 사용되는 임의의 개체를 포함할 수 있다.

일실시예에 있어서, 하나의 네트워크 관리 장치가 SON 서버(30)와 MME(40)의 기능을 모두 수행할 수 있고, SON 서버(30) 및 MME(40)는 하나 이상의 옥외용 기지국(20)과 하나 이상의 옥내용 기지국(21~25)을 관리할 수 있다.

상기 이동통신망에서 매크로셀 및 펨토셀이 혼재된 네트워크 셀을 가정하였 지만, 네트워크 셀은 매크로셀 또는 펨토셀만으로도 구성 가능하다.

이동통신망에서, 매크로셀로의 액세스는 모든 단말에게 허용되지만, 펨토셀로의 액세스는 특정 단말(가입자)에게로 제한될 수 있다. 구체적으로, 옥내용 기지국(21~25)은 자신이 관리하는 펨토셀에 대한 정보인 SIB 1(System Information Block type 1)을 브로드캐스팅할 수 있는데, 이 SIB 1에는 해당 펨토셀로의 액세스가 제한되어 있는지 여부를 표시하는 CSG 지시자(Closed Subscriber Group indicator)가 포함되어 있다. 옥내용 기지국(21~25)에 의해 브로드캐스팅된 SIB 1내의 CSG 지시자가 '참(True)'의 값을 가지면 특정 가입자만이 해당 펨토셀에 액세스할 수 있는 폐쇄형 방식으로 통신이 이루어지고(CSG: Closed Subscriber Group), '거짓'의 값을 가지면 모든 가입자가 해당 펨토셀에 액세스할 수 있는 개방형 방식으로 통신이 이루어진다(OSG: Opened Subscriber Group). CSG 지시자가 '참'의 값을 가지면, 단말(10)은 자신이 액세스 가능한 펨토셀의 목록인 화이트 리스트(White List) 내에 해당 펨토셀이 포함되는 것으로 확인된 경우에만(CSG Closed Mode), 해당 펨토셀에 액세스할 수 있다. CSG Closed Mode로 운용되는 옥내용 기지국에 대해서는, 홈사용자 테이블에 정의된 사용자(Home User) 및 긴급 사용자(Emergency User)만이 해당 옥내용 기지국에 접속 및 서비스를 제공받을 수 있다. 또한 CSG Open Mode로 운용되는 옥내용 기지국에 대해서는, 홈사용자 테이블에 정의된 사용자(Home User), 긴급 사용자(Emergency User) 뿐만 아니라 리소스 여유가 있을 경우 정의되어 있지 않은 사용자(Non-home User)도 해당 옥내용 기지국에 접속 및 서비스를 제공받을 수 있는데, Home User는 Non-home User 보다 더 우선적 인 서비스를 제공받을 수 있다. Open Mode로 운용되는 옥내용 기지국은 Home User 등록 없이 Non-home User에 의해서 사용 가능하고 Emergency User 역시 사용 가능하다.

구체적으로 Open Mode 운용되는 옥내용 기지국은, 리소스 여유가 있을 경우 Non-home User의 호 접속을 허용하고, 리소스 여유가 없을 경우 Non-home User의 호 접속이 제한된다. Open Mode 운용되는 옥내용 기지국은 Emergency User를 위한 리소스를 미리 예약해 두고 있으며, Emergency User는 해당 리소스를 사용하여 호 접속이 허용된다.

또한 CSG Closed Mode로 운용되는 옥내용 기지국은, 리소스 여유가 있을 경우 Home User의 호 접속을 허용하고, 리소스 여유가 없을 경우 Home User의 호 접속을 제한한다. CSG Closed Mode로 운용되는 옥내용 기지국은 Emergency User를 위한 리소스를 미리 예약해 두고 있으며, Emergency User는 해당 리소스를 사용하여 호 접속이 허용된다.

또한 CSG Open Mode로 운용되는 옥내용 기지국은, 리소스 여유가 있을 경우 Non-home User의 호 접속을 허용하고, 리소스 여유가 없을 경우 Non-home User의 호 접속을 제한한다. Home User의 호 접속은 Non-home User의 호를 해제한 뒤에 허용한다. 리소스 여유가 없고 사용중인 사용자가 모두 Home User인 경우에는 새로운 Home User의 호 접속은 제한된다. CSG Open Mode로 운용되는 옥내용 기지국은 Emergency User를 위한 리소스를 미리 예약해 두고 있으며, Emergency User는 해당 리소스를 사용하여 호 접속이 허용된다.

특히 CSG Closed Mode로 운용되는 옥내용 기지국 그룹에 속한 모든 옥내용 기지국은 접속이 허가된 단말(즉 Home User의 단말)(10)에 대해서만 접속을 허용한다. 옥내용 기지국(21~25)이 관장하는 펨토셀에 속한 단말(10)은 화이트 리스트라는 옥내용 기지국 ID를 가지고 있으며, 화이트 리스트에 속한 옥내용 기지국에만 접속할 수 있고 이외의 옥내용 기지국에는 접속이 허용되지 않는다. 예컨대, 펨토셀에서, 옥내용 기지국(22~25)을 'CSG Closed 기지국'으로 가정하고(이중 옥내용 기지국(25)에 Home User로 등록되어 있다고 가정함) 옥내용 기지국(21)을 'OSG 기지국(리소스 여유가 있는 CSG Open 기지국 포함)'으로 가정하면, OSG 기지국(21)과 CSG 기지국(25)이 화이트 리스트에 속한 옥내용 기지국이 된다. OSG 기지국(21)은 Non-home User에 의해서 사용 가능하기 때문에 화이트 리스트에 속하게 된다(OSG 기지국(21) 입장에서 단말(10)의 Home User는 Non-home User임). 따라서 옥내용 기지국(21)에는 모든 단말(Non-home User, Emergency User)의 접속이 가능하지만, 옥내용 기지국(22~25)에는 접속이 허가된 단말(Home User, Emergency User)만이 접속 가능하다.

일예로, Non-home User의 단말(10)이 옥내용 기지국(예컨대 21,25)에 접속하는 절차를 살펴보면 다음과 같다. 단말(10)은 옥내용 기지국(21~25)이 브로드캐스팅하는 SIB 1의 CSG 지시자를 바탕으로 해당 펨토셀로의 접속이 제한되어 있는지 여부를 알 수 있다. 또한, 단말(10)이 펨토셀을 식별하는 식별자로는 물리계층에서의 셀 구분 인자인 물리계층 셀 식별자(PCI: Physical Cell Identity)와 이동통신망 내에서 고유한 셀 구분 인자인 전역 셀 식별자(GCI: Global Cell Identity)가 있다. 셀 식별자는 옥내용 기지국(21~25)이 브로드캐스팅하는 SIB 1에 포함되어 있다. 일실시예에 있어서, 단말(10)이 접속 기지국(21 or 25)임을 탐지하면 옥외용 기지국(20)으로 보고하고, 단말(10)로부터 옥내용 기지국(21 or 25)의 탐지를 보고받은 옥외용 기지국(20)은 해당 단말(10)에게 탐지된 옥내용 기지국(21 or 25)로부터 수신한 SIB 1을 판독하여 해당 옥내용 기지국(21 or 25)의 셀 식별자(PCI or CGI)를 보고할 것을 명령하고, 단말(10)이 판독하여 알아낸 셀 식별자와 화이트 리스트에 기초하여 탐지된 옥내용 기지국(21 or 25)에 해당 단말(10)이 접속 가능한지를 판단한다. 탐지된 옥내용 기지국(21 or 25)에 해당 단말(10)이 접속 가능한 것으로 판단되면 해당 옥내용 기지국(21 or 25)으로 핸드오버를 허용한다.

도2는 본 발명의 실시예에 따라 옥내용 기지국 관리를 위한 이동통신 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

펨토셀 네트워크에 대해 살펴보면, Home User의 단말(10)은 CSG 기지국인 옥내용 기지국(25)에 연결되어 있으며, 옥내용 기지국(25)은 펨토셀 게이트웨이(51)를 통하여 펨토셀 서비스망(50)에 접속되며, 옥내용 기지국 관리시스템(ACS/EMS)(52)에 연결된다. AAA 서버(인가/인증/과금 서버)(53)는 실제 펨토셀 가입자 인증 및 과금 기능을 수행하고, 홈에이전트(HA)(53)는 이동 중에도 연결을 잃지 않도록 단말(10)의 이동성 제공을 위한 Mobile IP를 제공한다. 단말(10)의 Home User는 옥내용 기지국(25)의 셀 영역을 벗어나면 타 옥내용 기지국의 셀 영역에서 Non-home User 또는 Emergency User가 된다.

옥외용 기지국(20)은 매크로셀 게이트웨이(61)를 통해 매크로셀 서비스 망(60)에 접속되며, 옥외용 기지국 관리시스템(EMS)(62)에 연결된다. AAA 서버(63)는 실제 매크로셀 가입자 인증 및 과금 기능을 수행하고, 홈에이전트(HA)(63)는 이동 중에도 연결을 잃지 않도록 단말(10)의 이동성 제공을 위한 Mobile IP를 제공한다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 도3에 도시된 바와 같이 CSG Closed Mode로 운용되는 옥내용 기지국(25)은, Home User 부재시 리소스 공유 모드로 자동 전환된다. 다만 해당 옥내용 기지국(25)에 대한 Home User의 리소스 독점권은 최대한 침해하지 않는 것을 원칙으로 한다. 예컨대 Home User의 동의없이는 리소스 공유가 안되거나 Home User가 미접속시에만 리소스를 공유하는 것을 원칙으로 한다. 따라서 Home User는 자신의 서비스 미접속시 옥내용 기지국(25)이 리소스 공유 모드로 자동 전환되도록 사전에 설정해둔다.

제1 실시예 구현을 위해, 옥내용 기지국(25)은 서비스 영역 내에 Home User가 접속되어 있는지를 확인하고, Home User가 미접속(예컨대 서비스 지역 이탈로 인한 부재중 또는 전원 종료 등)(Outgoing)(301)인 경우 해당 자원을 OSG 또는 CSG Open Mode 처럼 Non-home User 등의 타 사용자가 공유할 수 있게 한다. 옥내용 기지국(25)이 리소스 공유 모드로 전환되면 리소스 공유 사실을 AAA 서버(53)로 알린다(302). 그러면 AAA 서버(53)는 리소스를 공유하는 옥내용 기지국(25)에게 캐쉬백 등의 혜택을 주기 위해 리소스를 공유하는 시간 동안 타 사용자가 사용하는 서비스 데이터량을 계산하고 데이터 사용량에 상응하는 보상을 제공한다. 보상의 일예로서, 타 사용자의 1M 사용량당 10원을 할인해주거나(요금 할인), 타 사용자가 사용 한 만큼의 무료 패킷 사용량을 적립해주는(데이터량 충전) 등 다양한 형태의 캐쉬백이 리소스 공유 모드로 동작한 옥내용 기지국(25)의 Home User에게 제공 가능하다. 리소스 공유 모드로 동작하는 옥내용 기지국(25)은 펨토셀 영역으로 진입(Incoming)하는(303) 홈사용자 리스트에 정의되어 있지 않은 사용자(Non-home User)에 대한 접속을 허용하고 Home User의 서비스 재개시에 접속되어 있는 Non-home User에 대해 타 셀로의 핸드오버를 유도한다.

도4를 참조하여 제1 실시예에 따른 리소스 공유 모드 전환 절차를 살펴보면 다음과 같다.

CSG Closed Mode로 운용되는(S401) 옥내용 기지국(25)은 Home User의 단말(10)이 서비스 지역 이탈로 인한 부재중 또는 전원이 종료되어 미접속되어 있는지를 지속적으로 모니터링한다. 만약 단말(10)의 미접속이 감지되면(S402) 리소스 공유 모드로 자동 전환하고(S403), 리소스 공유에 대한 개시를 AAA 서버(53)에게 알린다(S404).

리소스 공유 모드로 동작하는 옥내용 기지국(25)은 Non-home User의 단말이 핸드오버를 요청하거나 망 진입(Network Entry)을 요청하면(S405) OSG 또는 CSG Open Mode 처럼 동작하여 Non-home User의 접속을 허용한다(S406).

만약 Non-home User가 접속되어 있는 동안 Home User가 서비스 지역으로 진입하거나 전원을 켬으로 해서 서비스를 개시(재개)하면(S407), 옥내용 기지국(25)은 리소스 독점 모드(CSG Closed Mode)로 전환하고(S408), 리소스 독점에 대한 사실을 AAA 서버(53)에게 알린다(S409). 그러면 AAA 서버(53)는 리소스를 공유하는 옥내용 기지국(25)에게 캐쉬백 등의 혜택을 주기 위해 Non-home User가 사용한 서비스 데이터량을 계산하고(S410) 데이터 사용량에 상응하는 보상을 제공한다. 이 과정은 Non-home User가 타 셀(매크로셀 또는 타 펨토셀)로 핸드오버하거나 서비스를 종료하는 등의 옥내용 기지국(25)을 통한 서비스 접속이 종료되는 시점에 최종적으로 이루어지는 것이 바람직하다.

옥내용 기지국(25)은 기존 접속된 Non-home User에 대해서 옥외용 기지국(20)이나 타 옥내용 기지국으로의 핸드오버(Handover)를 요청한다(S411). 이때 Non-home User가 타 셀로 핸드오버에 실패한 경우에는 연결 해제시까지 자원을 함께 공유할 수 있도록 하되, 신규 접속을 제한하여 Home User에게 옥내용 기지국(25) 전체 리소스에 대한 독점적 사용권을 제공한다(S412). 단 QoS 적용을 통해 최대한 Home User가 리소스 사용에 제한받지 않도록 한다. 부언하면, 현재 WiMAX, LTE 등의 이동통신 규격에는 QoS를 기본적인 기능으로 제공하고 있다. WiMAX를 기준으로 설명하면, 사용자가 특정 서비스를 사용하고자 할때 Network Entry 절차를 수행하게 되는데, 해당 절차 중 Service Flow를 생성하게 된다. QoS는 Service Flow로 할당되고 관리된다. 즉 사용자가 FTP 서비스를 시도하였을 경우, FTP 서비스에 대응하는 Service Flow가 생성되고 사용자의 수준(과금 레벨)에 맞는 QoS를 할당받고 그에 상응하는 정도의 서비스를 받게 된다(예컨대 초당 최대 10Mbps 등). 또한 기본적으로 계약에 의해 미리 사용자별/서비스별 QoS가 지정되어 있다.

한편 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 도5에 도시된 바와 같이 CSG Closed Mode로 운용되는 옥내용 기지국(25)은, 옥외용 기지국(20)의 용량 증설 요청에 따 라 리소스 공유 모드로 자동 전환된다. 다만 Home User가 미접속시에는 자동 전환하고, 접속시에는 Home User의 승인을 전제로 한다.

제2 실시예 구현을 위해, 사용자의 증가(예컨대 타 사용자의 망진입 등)로 인해(501) 리소스가 부족할 경우, 옥외용 기지국(20)은 서비스 지역 내에서 모든 옥내용 기지국들에게 리소스 공유를 요청한다(502). 옥내용 기지국(25)은 옥외용 기지국(20)의 리소스 공유 요청에 따라 해당 자원을 OSG 또는 CSG Open Mode 처럼 Non-home User 등의 타 사용자가 공유할 수 있게 한다. 옥내용 기지국(25)이 리소스 공유 모드로 전환되면 리소스 공유 사실을 AAA 서버(53)로 알린다(503). 그러면 AAA 서버(53)는 리소스를 공유하는 옥내용 기지국(25)에게 캐쉬백 등의 혜택을 주기 위해 리소스를 공유하는 시간 동안 타 사용자가 사용하는 서비스 데이터량을 계산하고 데이터 사용량에 상응하는 요금 할인, 데이터량 충전 등의 보상을 제공한다. 리소스 공유 모드로 동작하는 옥내용 기지국(25)에서는 자신의 펨토셀 영역으로 진입(Incoming)하는 홈사용자 리스트에 정의되어 있지 않은 사용자(Non-home User)에 대한 접속을 허용할 수 있다. 다만 리소스 공유 과정에서 Home User가 서비스를 재개하거나 리소스 공유 모드를 거절하면 접속되어 있는 Non-home User에 대해 타 셀로 핸드오버를 유도한다.

도6을 참조하여 제2 실시예에 따른 리소스 공유 모드 전환 절차를 살펴보면 다음과 같다.

옥외용 기지국(20)은 가입자 증가 등으로 리소스가 부족하면(S601) 서비스 지역내의 옥내용 기지국들에게 리소스 공유 요청 메시지를 브로드캐스팅한 다(S603). 리소스 공유 요청 메시지는 옥외용 기지국(20) 내의 모든 옥내용 기지국들에게 브로드캐스팅되므로, CSG Closed Mode로 동작하는(S602) 옥내용 기지국(25)에게도 전달된다.

리소스 공유 요청을 수신한 옥내용 기지국(25)은 리소스 공유 모드로 전환하고(S604), 리소스 공유에 대한 개시를 AAA 서버(53)에게 알린다(S605). 이때 옥내용 기지국(25)는 리소스 공유 모드로 전환하기에 앞서 Home User의 단말(10) 접속 여부를 확인하여, 만약 단말(10)이 미접속된 경우에는 리소스 공유 모드로 자동 전환하지만, 단말(10)이 접속된 경우에는 반드시 Home User의 승인을 득하여 이에 따라 모드를 전환 또는 유지한다.

리소스 공유 모드로 동작하는 옥내용 기지국(25)은 Non-home User의 단말이 핸드오버를 요청하거나 망 진입(Network Entry)을 요청하면(S606) OSG 또는 CSG Open Mode 처럼 동작하여 Non-home User의 접속을 허용한다(S607).

만약 Non-home User가 접속되어 있는 동안 Home User가 서비스 지역으로 진입하거나 전원을 켬으로 해서 서비스를 개시(재개)하거나 리소스 공유를 거절하는 리소스 독점 사용을 요청하면(S608), 옥내용 기지국(25)은 리소스 독점 모드(CSG Closed Mode)로 전환하고(S609), 리소스 독점에 대한 사실을 AAA 서버(53)에게 알린다(S610). 그러면 AAA 서버(53)는 리소스를 공유하는 옥내용 기지국(25)에게 캐쉬백 등의 혜택을 주기 위해 Non-home User가 사용한 서비스 데이터량을 계산하고(S611) 데이터 사용량에 상응하는 보상을 제공한다. 이 과정은 Non-home User가 타 셀(매크로셀 또는 타 펨토셀)로 핸드오버하거나 서비스를 종료하는 등의 옥내용 기지국(25)을 통한 서비스 접속이 종료되는 시점에 최종적으로 이루어지는 것이 바람직하다.

옥내용 기지국(25)은 기존 접속된 Non-home User에 대해서 옥외용 기지국(20)이나 타 옥내용 기지국으로의 핸드오버(Handover)를 요청하고(S612), 만약 Non-home User가 타 셀로 핸드오버에 실패한 경우에는 연결 해제시까지 자원을 함께 공유할 수 있도록 하되, 신규 접속을 제한하여 Home User에게 옥내용 기지국(25) 전체 리소스에 대한 독점적 사용권을 제공한다(S613). 단 QoS 적용을 통해 최대한 Home User가 리소스 사용에 제한받지 않도록 한다.

다른 한편 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 도7에 도시된 바와 같이 CSG Closed Mode로 운용되는 옥내용 기지국(25)은, 옥외용 기지국의 셀 경계지역 또는 음영지역임을 확인함에 따라 리소스 공유 모드로 자동 전환된다. 다만 Home User가 미접속시에는 자동 전환하고, 접속시에는 Home User의 승인을 전제로 한다.

제3 실시예 구현을 위해, 옥외용 기지국간 경계지역의 간섭(Interference)으로 인해 신호품질이 저하된 지역 내에 설치되어 있거나, 옥외용 기지국의 음영지역에 설치된 옥내용 기지국(25)은, 경계지역 또는 음영지역임을 감지하면(701) 해당 자원을 OSG 또는 CSG Open Mode 처럼 Non-home User 등의 타 사용자가 공유할 수 있게 한다. 이를 통해 해당 지역 내에서 신호품질을 향상시킬 수 있고, 서비스 지역을 확대할 수 있다. 옥내용 기지국(25)이 리소스 공유 모드로 전환되면 리소스 공유 사실을 AAA 서버(53)로 알린다(702). 그러면 AAA 서버(53)는 리소스를 공유하는 옥내용 기지국(25)에게 캐쉬백 등의 혜택을 주기 위해 리소스를 공유하는 시간 동안 타 사용자가 사용하는 서비스 데이터량을 계산하고 데이터 사용량에 상응하는 요금 할인, 데이터량 충전 등의 보상을 제공한다. 리소스 공유 모드로 동작하는 옥내용 기지국(25)에서는 자신의 펨토셀 영역으로 진입(Incoming)하는 홈사용자 리스트에 정의되어 있지 않은 사용자(Non-home User)에 대한 접속을 허용할 수 있다. 다만 리소스 공유 과정에서 Home User가 서비스를 재개하거나 리소스 공유 모드를 거절하면 접속되어 있는 Non-home User에 대해 타 셀로 핸드오버를 유도한다.

도8을 참조하여 제3 실시예에 따른 리소스 공유 모드 전환 절차를 살펴보면 다음과 같다.

CSG Closed Mode로 운용되는(S801) 옥내용 기지국(25)은 자신의 서비스 지역이 옥외용 기지국의 서비스 경계지역이거나 음역지역임을 감지하면(S802) 리소스 공유 모드로의 전환을 Home User에게 요청하고, Home User가 수락한 경우 리소스 공유 모드로 전환하고(S803), 리소스 공유에 대한 개시를 AAA 서버(53)에게 알린다(S804). 물론 옥내용 기지국(25)는 Home User의 단말(10) 접속 여부를 확인하여, 만약 단말(10)이 미접속된 경우에는 리소스 공유 모드로 자동 전환할 수 있다.

리소스 공유 모드로 동작하는 옥내용 기지국(25)은 Non-home User의 단말이 핸드오버를 요청하거나 망 진입(Network Entry)을 요청하면(S805) OSG 또는 CSG Open Mode 처럼 동작하여 Non-home User의 접속을 허용한다(S806).

만약 Non-home User가 접속되어 있는 동안 Home User가 서비스 지역으로 진입하거나 전원을 켬으로 해서 서비스를 개시(재개)하거나 Home User가 리소스 공유를 거절하는 리소스 독점 사용을 요청하면(S807), 옥내용 기지국(25)은 리소스 독 점 모드(CSG Closed Mode)로 전환하고(S808), 리소스 독점에 대한 사실을 AAA 서버(53)에게 알린다(S809). 그러면 AAA 서버(53)는 리소스를 공유하는 옥내용 기지국(25)에게 캐쉬백 등의 혜택을 주기 위해 Non-home User가 사용한 서비스 데이터량을 계산하고(S810) 데이터 사용량에 상응하는 보상을 제공한다. 이 과정은 Non-home User가 타 셀(매크로셀 또는 타 펨토셀)로 핸드오버하거나 서비스를 종료하는 등의 옥내용 기지국(25)을 통한 서비스 접속이 종료되는 시점에 최종적으로 이루어지는 것이 바람직하다.

옥내용 기지국(25)은 기존 접속된 Non-home User에 대해서 옥외용 기지국(20)이나 타 옥내용 기지국으로의 핸드오버(Handover)를 요청하고(S811), 만약 Non-home User가 타 셀로 핸드오버에 실패한 경우에는 연결 해제시까지 자원을 함께 공유할 수 있도록 하되, 신규 접속을 제한하여 Home User에게 옥내용 기지국(25) 전체 리소스에 대한 독점적 사용권을 제공한다(S812). 단 QoS 적용을 통해 최대한 Home User가 리소스 사용에 제한받지 않도록 한다.

또 다른 한편 본 발명의 제4 실시예에 따르면, CSG Closed Mode로 운용되는 옥내용 기지국(25)은, 소정 권한 이상의 Non-home User에 대한 접속을 무조건 허용할 수도 있다. 예컨대 VIP 요금제를 사용하는 고객에게는 CSG Closed Mode로 운용되는 옥내용 기지국(25)도 이용을 허가한다.

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 것 이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

도1은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도2는 본 발명의 실시예에 따라 옥내용 기지국 관리를 위한 이동통신 시스템의 구성을 도시한 도면.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 Home User 부재시 리소스 공유 모드 전환 과정을 도시한 도면.

도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 리소스 공유 모드 전환 절차를 나타낸 흐름도.

도5는 본 발명의 제2 실시예에 따라 매크로셀 용량 증설 요청 수락후 리소스 공유 모드 전환 과정을 도시한 도면.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리소스 공유 모드 전환 절차를 나타낸 흐름도.

도7은 본 발명의 제3 실시예에 따라 매크로셀 경계지역 또는 음역지역에서 리소스 공유 모드 전환 과정을 도시한 도면.

도8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리소스 공유 모드 전환 절차를 나타낸 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11,12: 단말 20: 옥외용 기지국

21~25: 옥내용 기지국 50: 펨토셀 서비스망

51: 펨토셀 게이트웨이 52: 옥내용 기지국 관리시스템

53,63: HA/AAA 서버 60: 매크로셀 서비스망

61: 매크로셀 게이트웨이 62: 옥외용 기지국 관리시스템

Claims

이동통신 시스템의 옥내용 기지국으로서,

홈사용자(Home User)의 서비스 접속 여부를 확인하여, 미접속시 리소스 공유 모드로 전환하여 홈사용자 리스트에 정의되어 있지 않은 사용자(Non-home User)에 대한 접속을 허용하고, Home User의 서비스 재개시에 접속되어 있는 Non-home User에 대해 타 셀로의 핸드오버를 유도하는 옥내용 기지국.
제1항에 있어서,

옥외용 기지국의 리소스 공유 요청에 따라 상기 리소스 공유 모드로 전환하여 상기 Non-home User에 대한 접속을 허용하고, 상기 Home User의 서비스 재개 또는 리소스 독점 요청시에 접속되어 있는 Non-home User에 대해 타 셀로의 핸드오버를 유도하는 기능을 더 구비하는, 옥내용 기지국.
제2항에 있어서,

상기 리소스 공유 모드로 전환함에 있어서, 상기 Home User의 서비스 접속시에 리소스 공유에 대한 승인을 득하고, 미접속시에 자동으로 상기 리소스 공유 모드로 전환하는, 옥내용 기지국.
제1항에 있어서,

옥외용 기지국의 서비스 경계지역 또는 음영지역임을 감지함에 따라 상기 리소스 공유 모드로 전환하여 상기 Non-home User에 대한 접속을 허용하고, 상기 Home User의 서비스 재개 또는 리소스 독점 요청시에 접속되어 있는 Non-home User에 대해 타 셀로의 핸드오버를 유도하는 기능을 더 구비하는, 옥내용 기지국.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 옥내용 기지국은, CSG(Closed Subscriber Group) Closed Mode로 운용되는, 옥내용 기지국.
제5항에 있어서,

상기 리소스 공유 모드는, CSG Open Mode 또는 OSG(Opened Subscriber Group) Mode인, 옥내용 기지국.
제6항에 있어서,

소정 권한 이상의 Non-home User에 대한 접속을 무조건 허용하는 옥내용 기지국.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 옥내용 기지국이 상기 리소스 공유 모드로 전환하여 상기 Non-home User에 대해 서비스 접속을 허용함으로써, 서비스 접속된 Non-home User의 서비스 사용량에 상응하는 보상을 상기 Home User에게 제공하는 이동통신 시스템.
이동통신 시스템의 옥내용 기지국 관리 방법으로서,

a) 홈사용자(Home User)의 서비스 접속 여부를 확인하는 단계;

b) 상기 확인 결과, 미접속시 리소스 공유 모드로 전환하여 홈사용자 리스트에 정의되어 있지 않은 사용자(Non-home User)에 대한 접속을 허용하는 단계; 및

c) Home User의 서비스 재개시에 접속되어 있는 Non-home User에 대해 타 셀로의 핸드오버를 유도하는 단계를 포함하는 옥내용 기지국 관리 방법.
제9항에 있어서,

d) 옥외용 기지국의 리소스 공유 요청에 따라 상기 리소스 공유 모드로 전환하여 상기 Non-home User에 대한 접속을 허용하는 단계를 더 포함하는 옥내용 기지국 관리 방법.
제10항에 있어서,

상기 d) 단계에서 상기 리소스 공유 모드로 전환함에 있어서, 상기 Home User의 서비스 접속시에 리소스 공유에 대한 승인을 득하고, 미접속시에 자동으로 상기 리소스 공유 모드로 전환하는, 옥내용 기지국 관리 방법.
제9항에 있어서,

d) 옥외용 기지국의 서비스 경계지역 또는 음영지역임을 감지함에 따라 상기 리소스 공유 모드로 전환하여 상기 Non-home User에 대한 접속을 허용하는 단계를 더 포함하는, 옥내용 기지국 관리 방법.
제9항에 있어서,

소정 권한 이상의 Non-home User에 대한 접속을 무조건 허용하는 단계를 더 포함하는 옥내용 기지국 관리 방법.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

서비스 접속된 Non-home User의 서비스 사용량에 상응하는 보상을 상기 Home User에게 제공하는 단계를 더 포함하는 옥내용 기지국 관리 방법.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 옥내용 기지국은, CSG(Closed Subscriber Group) Closed Mode로 운용되며, 상기 리소스 공유 모드는, CSG Open Mode 또는 OSG(Opened Subscriber Group) Mode인, 옥내용 기지국 관리 방법.