KR101547544B1

KR101547544B1 - 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 통신 시스템 및 이를 위한 방법

Info

Publication number: KR101547544B1
Application number: KR1020080093792A
Authority: KR
Inventors: 배은희; 임채권; 최성호; 염태선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2015-08-27
Also published as: WO2010035995A2; KR20100034579A; US20110183675A1; US9414275B2; WO2010035995A3

Abstract

본 발명은 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 단말들과 각 단말의 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 펨토 가입자 정보 저장소; 및 상기 접속 가능 리스트를 수신하여 저장하고, 상기 단말들 중 어느 일 단말이 타겟 기지국을 펨토 기지국으로 지정한 핸드오버를 요청할 시, 상기 타겟 기지국이 상기 저장한 접속 가능 리스트에 존재하는 경우, 상기 타겟 기지국으로의 핸드 오버를 요청하는 코어 네트워크 엔티티 또는 매크로 기지국 또는 서빙 펨토 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템을 제공하며, 이러한 코어 네트워크 엔티티 및 매크로 기지국의 핸드 오버 방법을 제공한다.

femto, macro, cell identifier

Description

펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 통신 시스템 및 이를 위한 방법{A communication system for handover to a femto base station and a method thereof}

본 발명은 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템 및 이를 위한 방법에 관한 것으로, 특히, 펨토 기지국으로 핸드 오버 하는 경우에 핸드 오버를 위한 통신 시스템 및 핸드 오버 방법에 관한 것이다.

펨토(Femto)란 10-15의 매우 작은 단위를 나타낸다. 펨토 셀(Femto Cell)이란 셀룰러 시스템에서 매우 작은 범위를 커버할 수 있는 셀을 의미하며, 이러한 펨토 셀을 관장하기 위한 기지국을 가칭 펨토 기지국이라고 칭한다. 펨토 기지국은 초소형/저전력 가정/사무실용으로 사용될 옥내 기지국을 의미한다. 펨토 셀은 피코 셀(pico cell)과도 동일한 의미로 사용되지만, 좀 더 기능이 진화된 의미로 사용이 되고 있다. 펨토 기지국은 브로드밴드 라우터에 연결되는 소형 셀룰러 기지국으로 기존의 2G는 물론 3G의 음성 및 데이터를 DSL 링크 등을 통해 이동통신사의 백본망으로 연결해 주는 역할을 한다.

한편, 3GPP LTE(Long Term Evolution : Release 8)에서 정의된 eNB(evolved NodeB) 및 home eNB(home evolved NodeB)라는 기지국을 정의한 바 있다. 이중 eNB는 일반적인 매크로 셀(macro cell)을 관장하는 매크로 기지국이며, home eNB는 펨토 셀을 관장하는 펨토 기지국이다.

단말이 매크로 기지국에서 펨토 기지국으로 핸드오버를 결정하기 위해서는 해당 단말이 펨토 기지국에 등록된 단말인 경우에만 가능하다. 즉, 단말이 매크로 기지국에서 펨토 기지국으로 핸드오버 하기 위해서는 해당 단말의 사용자가 펨토 기지국으로부터 서비스를 받을 수 있는 사용자인지에 대한 액세스 컨트롤(Access Control)이 요구된다.

상술한 바와 같은 종래의 요구를 감안한 본 발명의 목적은 펨토 기지국으로의 핸드오버를 수행하기 위한 액세스 컨트롤을 통한 핸드오버 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템은, 단말들과 각 단말의 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 펨토 가입자 정보 저장소; 및 상기 접속 가능 리스트를 수신하여 저장하고, 상기 단말들 중 어느 일 단말로부터 핸드오버를 대상이 되는 기지국들에 대한 정보를 가지는 측정 리포트(Measurement Report)를 수신하여, 상기 측정 리포트에 포함되는 기지국들 중 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우, 상기 타겟 기지국이 상기 저장한 접속 가능 리스트에 존재하면 상기 타겟 기지국으로의 핸드 오버를 요청하는 매크로 기지국;을 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 매크로 기지국의 핸드 오버 수행 방법은, 단말들과 각 단말의 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 과정과, 상기 단말들 중 어느 일 단말로부터 핸드오버를 대상이 되는 기지국들에 대한 정보를 가지는 측정 리포트(Measurement Report)를 수신하는 과정과, 상기 측 정 리포트에 포함되는 기지국들 중 핸드오버 가능한 기지국이 존재하는지 판단하는 과정과, 상기 판단 결과, 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우, 상기 타겟 기지국이 상기 저장한 접속 가능 리스트에 존재하는지 판단하는 과정과, 상기 판단 결과, 접속 가능 리스트에 존재하는 경우, 해당 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 과정을 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템은, 단말들과 각 단말의 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 펨토 가입자 정보 저장소; 및 상기 접속 가능 리스트를 수신하여 저장하고, 상기 단말들 중 어느 일 단말이 타겟 기지국을 펨토 기지국으로 지정한 핸드오버를 요청할 시, 상기 타겟 기지국이 상기 저장한 접속 가능 리스트에 존재하는 경우, 상기 타겟 기지국으로의 핸드 오버를 요청하는 코어 네트워크 엔티티를 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 코어 네트워크 엔티티의 핸드 오버 수행 방법에 있어서, 단말들과 각 단말의 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 과정과, 상기 단말들 중 어느 일 단말로부터 타겟 기지국을 펨토 기지국으로 지정한 핸드오버를 요청을 수신하는 과정과, 상기 타겟 기지국이 상기 저장한 접속 가능 리스트에 존재하는지 판단하는 과정과, 상기 판단 결과, 접속 가능 리스트에 존재하는 경우, 해당 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 과정을 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 네트워크를 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 네트워크의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 통신 네트워크 시스템은, 코어 네트워크 엔티티(110) 및 펨토 가입자 정보 저장소(120)를 포함하는 코어 네트워크(Core Network)(10)와 코어 네트워크(10)에 연결되는 매크로 기지국(macro Base Station : macro-BS)(130), 코어 네트워크(10)와 펨토 게이트웨이(140)를 통해 연결되는 펨토 기지국(femto Base Station : femto-BS)(150)을 포함한다.

사용자 단말(User Equipment: UE, 이하, "단말"로 축약함)(200)은, 본 발명의 실시 예에서, 매크로 기지국(130) 또는 펨토 기지국(150)에서 펨토 기지국(150)으로 핸드 오버하려하는 단말이다.

매크로 기지국(130)은 매크로 셀(macro cell)을 관장하는 기지국으로, 매크로 셀은 일반적인 셀룰라(cellular) 시스템의 셀을 의미한다. 예컨대, 매크로 기지국은 NodeB 또는 eNB(evolved NodeB)가 될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 매 크로 기지국(130)은 해당 단말에 대한 접속 가능 펨토 셀 리스트를 수신하여 저장하고 있다가, 단말(200)의 펨토 기지국(150)으로의 핸드 오버 요청시, 해당 단말(200)이 이동할 수 있는지 여부를 판단한다.

한편, 펨토 셀(femto cell)은 펨토 또는 이와 동급의 영역을 가지는 셀이며, 매크로 셀에 대응하여 매크로 셀의 영역 보다 작은 크기의 셀이다. 펨토 셀은 일 주택 또는 일 주택의 하나의 방과 같은 소규모 환경을 지원하는 셀이다. 매크로 셀 내에는 다수의 펨토 셀이 존재한다.

본 발명의 실시 예에서 펨토 기지국(150)은, 매크로 셀을 관장하는 매크로 기지국(130)과 크기에 대응하여, 매크로 셀 내의 소형 셀을 관장하는 기지국이다. 이러한 펨토 기지국(150)은 실내외 음영지역을 서비스 할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 수준의 데이터 서비스를 더 많은 사용자에게 제공하기 위한 것이다. 예컨대, 펨토 기지국(150)은 HNB(home NodeB) 또는 HeNB(home evolved NodeB)가 될 수 있다.

여기서, 코어 네트워크는 무선 사업자의 망을 의미한다. 이러한 코어 네트워크에 속하는 코어 네트워크 엔티티(110)는 단말(200)의 이동성을 관리하며, 해당 단말(200)에 대한 접속 가능 펨토 셀 리스트를 수신하여 저장하고 있다가, 단말(200)의 펨토 기지국(150)으로의 핸드 오버 요청시, 해당 단말(200)이 이동할 수 있는지 여부를 판단한다.

펨토 가입자 정보 저장소(120)는 펨토 셀 가입자(단말)에 대한 정보를 저장하고 있는 서버로 사용자별(단말별) 접속 가능 펨토 셀 리스트(whitelist)를 저장한다. 이러한 접속 가능 펨토 셀 리스트(whitelist)임의의 단말(200)이 접속을 허 용하는 펨토 셀(기지국)의 리스트이다. 접속 가능 리스트는 단말(200)과 접속 허용 펨토 셀들을 매핑 시켜 저장하며, 이러한 펨토 셀들을 구분하기 위한 식별 정보를 저장할 수 있다. 이러한 펨토 가입자 정보 저장소(120)는 망 내에서 기본적인 가입자 정보를 저장하고 있는 HSS(Home Subscriber Server)도 될 수 있으며, 혹은 기존 HSS 외에 별도로 펨토에 대한 정보를 저장하고 있는 Repository/Server 등이 될 수 있다.

코어 네트워크는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving GateWay), P-GW(Packet Data Networ GateWay), SGSN(Serving GPRS Support Node), RNC(Radio Network Controller) 및 Secure GW(Secure GateWay)를 더 포함하는 구성이 될 수 있다. 다른 한편, 코어 네트워크(400)는 MME, S-GW, P-GW 및 UMAN/GAN controller(Unlicensed Moblile Access Network/General Access Network controller)를 더 포함하는 구성이 될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시 예에서 코어 네트워크 엔티티(110)는 MME가 될 수 있다. 또한, 펨토 게이트웨이는 Secure GW 또는 UMAN/GAN controller가 될 수 있다. 발명의 요지를 명확히 하기 위해 코어 네트워크의 다른 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시 예에 따른 단말(200)은 매크로 기지국(130) 또는 펨토 기지국(150)에서 펨토 기지국(150)으로 핸드오버(Handover)하고자 한다. 이때, 단말(200)은 펨토 기지국(150)으로부터 식별 정보를 수신하여, 이러한 식별 정보를 포함하는 측정 리포트를 전송하여 핸드 오버를 요청할 수 있다.

어느 일 펨토 기지국(150)은 타 기지국(매크로 기지국 및 펨토 기지국을 포 함함)과 PCID 또는 PCID, GCID 및 TAI 등의 조합으로 식별된다. 단말(200)은 식별 정보를 포함한 시스템 정보를 측정 리포트를 통해 (Measurement Report)를 통해 매크로 기지국(130)에게 전달한다. 여기서, 시스템 정보는 LTE에 따르면, 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared CHannel: PDSCH)로 방송되는 시스템 정보가 될 수 있다.

매크로 기지국(130)에서 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버에 대한 액세스 컨트롤을 수행하기 위해서는 해당 사용자(단말)가 타겟 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버가 가능한지 결정해야 한다. 이는 접속 가능 펨토 셀 리스트(이하, "접속 가능 리스트"로 축약한다.)(white list)에 등록 되었는지 여부를 통해 결정된다.

접속 가능 리스트는 임의의 단말(200)이 접속을 허용하는 펨토 셀(기지국)의 리스트이다. 접속 가능 리스트는 단말(200)과 그 단말(200)의 접속을 허용하는 펨토 셀들을 매핑 시켜 저장하며, 이러한 펨토 셀들을 구분하기 위한 식별 정보를 저장할 수 있다. 이러한 식별 정보는 PCID, GCID, 및 TAID를 포함한다.

본 발명은 단말(200)이 서빙 기지국(매크로 기지국 또는 펨토 기지국)에서 펨토 기지국으로 핸드 오버하는 상황을 가정한다. 상술한 바와 같은 핸드 오버를 위한 동작은 매크로 기지국(130) 또는 코어 네트워크 엔티티(110)가 수행할 수 있다. 이하로는 매크로 기지국(130) 펨토 기지국(150) 및 코어 네트워크 엔티티(110) 각각의 핸드오버를 위한 동작에 대해서 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국(130)의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매크 로 기지국이 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에서, 단말(200)은 전원을 온 하여 초기 접속하는 경우, 또는, 핸드오버 과정 중인 경우를 가정한다.

도 2를 참조하면, 단말(200)은 S203 및 S205 단계에서 매크로 기지국(130)을 통해 코어 네트워크 엔티티(110)에 접속을 요청한다. 이러한 접속 요청은 단말(200)이 처음 전원을 켰을 때, 망에 접속을 요청하기 위해 수행한다.

또한, 단말(200)의 대기 모드(idle mode)에서 해당 코어 네트워크 엔티티(110)로의 이동을 요청하고자 하는 경우, 단말(200)은 S203 및 S205 단계에서 매크로 기지국(130)을 통해 코어 네트워크 엔티티(110)에 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update, 이하, "RAU"라고 칭함) 혹은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update, 이하, "TAU"라고 칭함)을 요청할 수 있다.

상술한 접속 요청 또는 RAU/TAU 요청을 수신한 코어네트워크 엔티티는 S207 단계에서 펨토 가입자 정보 저장소(120)에 해당 단말(펨토 셀 가입자의 단말)의 가입자 정보를 요청한다. 이러한 가입자 정보 요청은 접속 가능 리스트(whitelist)를 요청하는 것이다. 접속 가능 리스트를 요청할 때, 코어 네트워크 엔티티(110)는 단말의 식별 정보를 포함하여 전달한다. 단말의 식별정보는 영구 아이디(e.g. IMSI) 혹은 임시 아이디(예컨대, TMSI, S-TMSI 등)이 될 수 있다.

펨토 가입자 정보 저장소(120)는 S209 단계에서 해당 단말(200)에 대한 접속 가능 리스트를 검색하여, 검색된 리스트를 코어 네트워크 엔티티(110)에 회신한다.

코어 네트워크 엔티티(110)는 S211 단계에서 접속 가능 리스트를 매크로 기 지국(130)으로 접속 요청에 대한 응답을 통해서 전달한다.

해당 단말(200)의 접속 가능 리스트를 수신한 매크로 기지국(130)은 S213 단계에서 이 리스트를 저장한다. 저장한 접속 가능 리스트는 후에 해당 단말(200)의 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버에 대한 액세스 컨트롤을 위해 사용한다. 이어서, 매크로 기지국(130)은 S215 단계에서 접속 요청에 대한 응답 메시지를 단말(200)에 회신한다. 이러한 응답 메시지는 접속 가능 리스트를 제외한 것이다.

다음으로, 상술한 바와 같은 매크로 기지국(130)이 접속 가능 리스트를 저장한 경우에 매크로 기지국(130)에서의 타겟 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버를 위한 액세스 컨트롤을 수행하는 매크로 기지국(130)의 동작을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매크로 기지국의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 매크로 기지국(130)은 S301 단계에서 접속 가능 리스트를 저장한 상태라고 가정한다. 즉, 매크로 기지국(130)은 앞서 도 2에서 설명한 바와 같은 방법을 통해 사용자별 접속 가능 리스트를 수신하여 저장한 상태이다.

이와 같이 매크로 기지국(130)이 사용자별 접속 가능 리스트를 저장한 상태에서, 주기적으로 혹은 사전에 미리 정의된 특정 이벤트가 감지된 경우에, 단말(200)은 매크로 기지국(130)에게 측정 리포트(Measurement Report)를 전달한다. 측정 리포트는 단말(200)이 주변 기지국들로부터 수신한 주변 기지국들의 정보를 포함한다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이, 측정 리포트는 펨토 기지국(150)의 식별 정보를 포함하는 시스템 정보를 가질 수 있다. 매크로 기지국(130)은 단말(200)로 부터 전달되는 측정 리포트의 수신을 위해 대기한다.

매크로 기지국(130)은 S303 단계에서 측정 리포토를 수신하고, S305 단계에서 수신된 측정 리포트의 기지국들 중 핸드오버 가능한 기지국이 존재하는지 판단한다. 즉, 매크로 기지국(130)은 측정 리포트에 기반하여 보고된 기지국들에 대한 핸드오버 결정 알고리즘을 수행하고, 핸드오버 수행 여부를 판단한다. 핸드오버를 수행할 만큼 충분한 신호세기(RSSI)를 가지고 있는 경우, 혹은 핸드오버를 수행할 만큼 충분한 신호세기를 가지고 있지 않더라도, 사업자에 의해서 지정된 핸드오버 결정 알고리즘에 의해서 핸드오버가 가능하다고 판단된 경우, 해당 기지국을 핸드 오버 가능한 타겟 기지국으로 설정한다.

상기 S305 단계의 판단 결과 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 존재하지 않으면, 매크로 기지국(130)은 수신된 측정 리포트의 정보를 무시하고, 또 다른 측정 리포트의 수신을 위해서 대기한다.

한편, 상기 S305 단계의 판단 결과 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 존재하면, 매크로 기지국(130)은 S307 단계에서 타겟 기지국이 펨토 기지국(150)인지 혹은 매크로 기지국(130)인지 판단한다. 이때 매크로 기지국(130)은 단말(200)로부터 기 수신한 측정 리포트의 주변 기지국에 대한 정보(예컨대, TAI 혹은 CGI 혹은 PCI)를 통해서 타겟 기지국의 유형을 판단할 수 있다.

상기 S307 단계의 판단 결과 타겟 기지국이 매크로 기지국(130)인 경우, 매크로 기지국(130)은 S311 단계로 진행하여 코어 네트워크 엔티티(110)로 핸드오버 요청 메시지를 전송한다. 한편, 상기 S307 단계의 판단 결과, 타겟 기지국이 펨토 기지국(150)이면, 매크로 기지국(130)은 S309 단계에서 핸드오버 대상이 되는 단말(200)의 식별 정보와 저장하고 있는 단말(200)별 접속 가능 리스트를 검색하여, 타겟 기지국이 해당 단말(200)의 접속 가능 리스트에 존재하는지 확인한다. 해당 단말(200)의 접속 가능 리스트에 타겟 기지국이 속하는 경우에, 해당 타겟 기지국(펨토 기지국)으로 이동이 가능하다.

이때, 핸드오버 대상이 되는 단말(200)의 식별 정보와 접속 가능 리스트의 비교 결과, 해당 단말(핸드 오버할 단말)이 타겟 기지국으로의 이동이 가능한 경우, S311 단계에서 매크로 기지국(130)은 연결된 코어 네트워크 엔티티(110)에게 핸드오버 요청 메시지를 전송한다. 한편, 해당 단말(200)의 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 존재하지 않는 경우, 해당 단말(200)은 타겟 기지국으로 핸드오버가 불가능하다. 따라서 매크로 기지국(130)은 핸드오버 수행을 취소하고, 다른 측정 리포트를 수신하기 위해서 대기한다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 어느 일 펨토 기지국에 속한 단말(200)이 타 펨토 기지국으로 핸드 오버할 경우에 해당 단말(200)의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국이 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에서, 단말(200)은 전원을 온 하여 초기 접속하는 경우, 또는, 핸드오버 과정 중인 경우를 가정한다. 또한, 도 4에서 설명되는 펨토 기지국은 현재 단말(200)의 서빙 기지국이라고 가정한다.

도 4를 참조하면, 단말(200)은 S403 및 S405 단계에서 펨토 기지국(150)을 통해 코어 네트워크 엔티티(110)에 접속을 요청한다. 이러한 접속 요청은 단말(200)이 처음 전원을 켰을 때, 망에 접속을 요청하기 위해 수행한다.

또한, 단말(200)의 대기 모드(idle mode)에서 해당 코어 네트워크 엔티티(110)로의 이동을 요청하고자 하는 경우, 단말(200)은 S403 및 S405 단계에서 펨토 기지국(150)을 통해 코어 네트워크 엔티티(110)에 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update, 이하, "RAU"라고 칭함) 혹은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update, 이하, "TAU"라고 칭함)을 요청할 수 있다.

상술한 접속 요청 또는 RAU/TAU 요청을 수신한 코어 네트워크 엔티티(120)는 S407 단계에서 펨토 가입자 정보 저장소(120)에 해당 단말(펨토 셀 가입자의 단말)의 가입자 정보를 요청한다. 이러한 가입자 정보 요청은 접속 가능 리스트(whitelist)를 요청하는 것이다. 접속 가능 리스트를 요청할 때, 코어 네트워크 엔티티(110)는 단말(200)의 식별 정보를 포함하여 전달한다. 단말(200)의 식별정보는 영구 아이디(e.g. IMSI) 혹은 임시 아이디(예컨대, TMSI, S-TMSI 등)이 될 수 있다.

펨토 가입자 정보 저장소(120)는 S409 단계에서 해당 단말(200)에 대한 접속 가능 리스트를 검색하여, 검색된 리스트를 코어 네트워크 엔티티(110)에 회신한다.

코어 네트워크 엔티티(110)는 S411 단계에서 접속 가능 리스트를 매크로 기지국(130)으로 접속 요청에 대한 응답을 통해서 전달한다.

해당 단말(200)의 접속 가능 리스트를 수신한 펨토 기지국(150)은 S413 단계 에서 이 리스트를 저장한다. 저장한 접속 가능 리스트는 후에 해당 단말(200)의 "다른 펨토 기지국"으로의 핸드오버에 대한 액세스 컨트롤을 위해 사용한다. 이어서, 펨토 기지국(150)은 S415 단계에서 접속 요청에 대한 응답 메시지를 단말(200)에 회신한다. 이러한 응답 메시지는 접속 가능 리스트를 제외한 것이다.

다음으로, 상술한 바와 같은 펨토 기지국(150)이 접속 가능 리스트를 저장한 경우에 서빙 펨토 기지국에서 타겟 펨토 기지국으로의 핸드오버를 위한 액세스 컨트롤을 수행하는 서빙 펨토 기지국의 동작을 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펨토 기지국의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에서, 서빙 기지국 및 타겟 기지국이 모두 펨토 기지국인 핸드오버를 위한 동작을 설명한다. 서빙 기지국과 타겟 기지국을 구분하기 위하여, 서빙 기지국은 서빙 펨토 기지국으로, 타겟 기지국은 타겟 펨토 기지국이라고 표기한다.

도 5를 참조하면, 서빙 펨토 기지국(150)은 S501 단계에서 접속 가능 리스트를 저장한 상태라고 가정한다. 즉, 서빙 펨토 기지국(150)은 앞서 도 4에서 설명한 바와 같은 방법을 통해 사용자별 접속 가능 리스트를 수신하여 저장한 상태이다.

이와 같이 서빙 펨토 기지국(150)이 사용자별 접속 가능 리스트를 저장한 상태에서, 주기적으로 혹은 사전에 미리 정의된 특정 이벤트가 감지된 경우에, 단말(200)은 서빙 펨토 기지국(150)에게 측정 리포트(Measurement Report)를 전달한다. 측정 리포트는 단말(200)이 주변 기지국들로부터 수신한 주변 기지국들의 정보를 포함한다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이, 측정 리포트는 타겟 펨토 기지국(150) 의 식별 정보를 포함하는 시스템 정보를 가질 수 있다. 서빙 펨토 기지국(150)은 단말(200)로부터 전달되는 측정 리포트의 수신을 위해 대기한다.

서빙 펨토 기지국(150)은 S503 단계에서 측정 리포토를 수신하고, S505 단계에서 수신된 측정 리포트의 기지국들 중 핸드오버 가능한 기지국이 존재하는지 판단한다. 즉, 서빙 펨토 기지국(150)은 측정 리포트에 기반하여 보고된 기지국들에 대한 핸드오버 결정 알고리즘을 수행하고, 핸드오버 수행 여부를 판단한다. 핸드오버를 수행할 만큼 충분한 신호세기(RSSI)를 가지고 있는 경우, 혹은 핸드오버를 수행할 만큼 충분한 신호세기를 가지고 있지 않더라도, 사업자에 의해서 지정된 핸드오버 결정 알고리즘에 의해서 핸드오버가 가능하다고 판단된 경우, 해당 기지국을 핸드 오버 가능한 타겟 기지국으로 설정한다.

상기 S505 단계의 판단 결과 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 존재하지 않으면, 서빙 펨토 기지국(150)은 수신된 측정 리포트의 정보를 무시하고, 또 다른 측정 리포트의 수신을 위해서 대기한다.

한편, 상기 S505 단계의 판단 결과 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 존재하면, 서빙 펨토 기지국(150)은 S507 단계에서 타겟 기지국이 펨토 기지국(서빙 펨토 기지국 이외의 펨토 기지국)인지 혹은 매크로 기지국(130)인지 판단한다. 이때 서빙 펨토 기지국(150)은 단말(200)로부터 기 수신한 측정 리포트의 주변 기지국에 대한 정보(예컨대, TAI 혹은 CGI 혹은 PCI)를 통해서 타겟 기지국의 유형을 판단할 수 있다.

상기 S507 단계의 판단 결과 타겟 기지국이 매크로 기지국(130)인 경우, 서 빙 펨토 기지국(150)은 S511 단계로 진행하여 코어 네트워크 엔티티(110)로 핸드오버 요청 메시지를 전송한다. 한편, 상기 S507 단계의 판단 결과, 타겟 기지국이 타겟 펨토 기지국(150)이면, 매크로 기지국(130)은 S509 단계에서 핸드오버 대상이 되는 단말(200)의 식별 정보와 저장하고 있는 단말(200)별 접속 가능 리스트를 검색하여, 타겟 기지국이 해당 단말(200)의 접속 가능 리스트에 존재하는지 확인한다. 해당 단말(200)의 접속 가능 리스트에 타겟 기지국이 속하는 경우에, 해당 타겟 서빙 기지국(150)으로 이동이 가능하다.

이때, 핸드오버 대상이 되는 단말(200)의 식별 정보와 접속 가능 리스트의 비교 결과, 해당 단말(핸드 오버할 단말)이 타겟 기지국으로의 이동이 가능한 경우, S511 단계에서 서빙 펨토 기지국(150)은 연결된 코어 네트워크 엔티티(110)에게 핸드오버 요청 메시지를 전송한다. 한편, 해당 단말(200)의 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 존재하지 않는 경우, 해당 단말(200)은 타겟 기지국으로 핸드오버가 불가능하다. 따라서 서빙 펨토 기지국(150)은 핸드오버 수행을 취소하고, 다른 측정 리포트를 수신하기 위해서 대기한다.

앞서, 서빙 기지국인 매크로 기지국인 경우와, 서빙 기지국이 펨토 기지국인 경우에 서빙 기지국의 동작에 대해서 살펴보았다.

이하에서는 다른 실시 예로 코어 네트워크 엔티티가 핸드오버를 수행하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티(110)의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티가 단말의 접속 가능 리스트를 획 득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서, 단말(200)은 전원을 온 하여 초기 접속인 경우, 또는, 핸드오버 과정 중인 경우를 가정한다.

도 6을 참조하면, 단말(200)은 S601 및 S603 단계에서 매크로 기지국(130)을 통해 코어 네트워크 엔티티(110)에 접속을 요청한다. 이러한 접속 요청은 단말(200)이 처음 전원을 켰을 때, 망에 접속을 요청하기 위해 수행한다.

또한, 단말(200)의 대기 모드(idle mode)에서 해당 코어 네트워크 엔티티(110)로의 이동을 요청하고자 하는 경우, 단말(200)은 S601 및 S603 단계에서 매크로 기지국(130)을 통해 코어 네트워크 엔티티(110)에 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update, 이하, "RAU"라고 칭함) 혹은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update, 이하, "TAU"라고 칭함)을 요청할 수 있다.

상술한 접속 요청 또는 RAU/TAU 요청을 수신한 코어 네트워크 엔티티(110)는 S605 단계에서 펨토 가입자 정보 저장소(120)에 가입자 정보를 요청한다. 이러한 가입자 정보 요청은 해당 단말(펨토 셀 가입자의 단말)의 접속 가능 리스트를 요청하는 것이다. 이때, 코어 네트워크 엔티티(110)는 단말(200)의 식별 정보를 포함하여 전달한다. 단말(200)의 식별정보는 영구 아이디(예컨대, IMSI) 혹은 임시 아이디(예컨대, TMSI, S-TMSI 등)가 될 수 있다.

펨토 가입자 정보 저장소(120)는 S607 단계에서 해당 단말(200)에 대한 접속 가능 리스트를 검색하여, 검색한 접속 가능 리스트를 코어 네트워크 엔티티(110)로 회신한다.

접속 가능 리스트를 수신한 코어 네트워크 엔티티(110)는 S609 단계에서 이 리스트를 저장한다. 저장한 접속 가능 리스트는 후에 해당 단말(200)의 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버에 대한 액세스 컨트롤을 위해 사용한다.

그런 다음, 코어 네트워크 엔티티(110)는 S611 단계에서 접속 가능 리스트를 제외한 접속 요청에 대한 응답 메시지를 매크로 기지국(130)에 회신한다. 이어서, 매크로 기지국(130)은 S613 단계에서 응답 메시지를 전송한다.

다음으로, 상술한 바와 같이 코어 네트워크 엔티티(110)가 접속 가능 리스트를 저장한 경우에 매크로 기지국(130)에서의 타겟 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버를 위한 액세스 컨트롤을 수행하는 코어 네트워크 엔티티(110)의 동작을 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7에서, 코어 네트워크 엔티티(110)는 접속 가능 리스트를 저장한 상태라고 가정한다. 즉, 코어 네트워크 엔티티(110)는 앞서 도 6에서 설명한 바와 같은 방법을 통해 사용자별 접속 가능 리스트를 수신하여 저장한 상태이다.

도 7을 참조하면, 코어 네트워크 엔티티(110)는 S701 단계에서 핸드오버 요청 메시지를 수신하면, S703 단계에서 핸드오버가 요청된 타겟 기지국이 매크로 기지국(130)인지 펨토 기지국(150)인지 판단한다. 이때, 코어 네트워크 엔티티(110)는 타겟 기지국에 대한 아이디 정보(예컨대, 타겟 기지국의 CGI) 혹은 핸드오버 요청 메시지에 포함된 추가적인 타겟 네트워크에 대한 정보(예컨대, HNB indication, TAI 등)를 통해서 타겟 기지국의 종류를 판단할 수 있다.

S703 단계의 판단 결과, 핸드오버가 요청된 타겟 기지국이 매크로 기지국(130)인 경우, 코어 네트워크 엔티티(110)는 타겟 기지국에 대한 액세스 컨트롤을 생략하고, S707 단계에서 타겟 기지국이 포함되어 있는 타겟 네트워크로 핸드오버 요청 메시지를 전달한다.

한편, S703 단계의 판단 결과 타겟 기지국이 펨토 기지국(150)인 경우, 코어네트워크 엔티티는 S705 단계에서 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 포함되는지 판단한다. 이때, 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 포함된 경우, 코어 네트워크 엔티티(110)는 S707 단계에서 타겟 기지국이 포함되어 있는 타겟 네트워크로 핸드오버 요청 메시지를 전달한다.

한편, 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 포함되지 않은 경우, 해당 타겟 셀로의 핸드오버 수행이 불가능하다. 따라서 코어 네트워크 엔티티(110)는 S709 단계에서 핸드오버 요청 거부 메시지를 전송을 통해 핸드오버를 거절하고, 다른 핸드오버 요청 메시지 수신을 위해서 대기한다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 네트워크의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국이 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매크로 기지국의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국이 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펨토 기지국의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티가 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면.

Claims

펨토 기지국으로 핸드오버를 수행하는 서빙 기지국으로,

데이터 통신을 위한 송수신부;

적어도 하나의 단말 각각의 접속이 허용된 펨토 기지국의 목록으로 펨토 가입자 정보 저장소로부터 수신된 상기 적어도 하나의 단말 각각의 접속 가능 목록을 저장하는 저장부; 및

임의의 단말이 핸드오버를 수행할 타겟 기지국이 펨토 기지국인지 또는 매크로 기지국인지 여부를 식별하고,

상기 타겟 기지국이 상기 펨토 기지국으로 식별되면, 상기 타겟 기지국이 상기 단말의 상기 접속 가능 목록에 포함되어 있는지 여부를 식별하고, 상기 타겟 기지국이 상기 단말의 상기 접속 가능 목록에 포함되어 있으면, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 절차를 요청하고,

상기 타겟 기지국이 상기 매크로 기지국으로 식별되면, 상기 타겟 기지국으로 상기 핸드오버 절차를 요청하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서빙 기지국.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 단말이 상기 서빙 기지국에 접속(attach)할 것을 요청하면, 상기 펨토 가입자 정보 저장소로 상기 단말에 대한 식별자 정보를 통해 상기 단말의 상기 접속 가능 목록을 위한 요청을 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 서빙 기지국.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 송수신부를 통하여 상기 단말로부터 측정 보고가 수신되면, 상기 측정 보고를 기초로 핸드오버 가능한 타겟 기지국이 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 핸드오버 가능한 타겟 기지국이 존재하면, 상기 타겟 기지국의 종류를 판단하는 것을 특징으로 하는 서빙 기지국.
펨토 기지국으로 핸드오버를 수행하는 코어 네트워크 장치로,

데이터 통신을 위한 송수신부;

적어도 하나의 단말 각각의 접속이 허용된 펨토 기지국의 목록으로 펨토 가입자 정보 저장소로부터 수신된 상기 적어도 하나의 단말 각각의 접속 가능 목록을 저장하기 위한 저장부; 및

임의의 단말이 핸드오버를 수행할 타겟 기지국이 펨토 기지국인지 또는 매크로 기지국인지 여부를 식별하고,

상기 타겟 기지국이 상기 펨토 기지국으로 식별되면, 상기 타겟 기지국이 상기 단말의 상기 접속 가능 목록에 포함되어 있는지 여부를 식별하고, 상기 타겟 기지국이 상기 단말의 상기 접속 가능 목록에 포함되어 있으면, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 절차를 요청하고,

상기 타겟 기지국이 상기 매크로 기지국으로 식별되면, 상기 타겟 기지국으로 상기 핸드오버 절차를 요청하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 장치.
제4항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 단말이 서빙 기지국에 접속(attach)할 것을 요청하면, 상기 펨토 가입자 정보 저장소로 상기 단말에 대한 식별자 정보를 통해 상기 단말의 상기 접속 가능 목록을 위한 요청을 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 장치.
펨토 기지국으로 핸드오버를 수행하는 서빙 기지국의 무선 통신 방법으로,

적어도 하나의 단말 각각의 접속이 허용된 펨토 기지국의 목록으로 펨토 가입자 정보 저장소로부터 수신된 상기 적어도 하나의 단말 각각의 접속 가능 목록을 저장하는 단계;

임의의 단말이 핸드오버를 수행할 타겟 기지국이 펨토 기지국인지 또는 매크로 기지국인지 여부를 식별하는 단계;

상기 타겟 기지국이 상기 펨토 기지국으로 식별되면, 상기 타겟 기지국이 상기 단말의 상기 접속 가능 목록에 포함되어 있는지 여부를 식별하고, 상기 타겟 기지국이 상기 단말의 상기 접속 가능 목록에 포함되어 있으면, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 절차를 요청하는 단계; 및

상기 타겟 기지국이 상기 매크로 기지국으로 식별되면, 상기 타겟 기지국으로 상기 핸드오버 절차를 요청하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
제6항에 있어서, 상기 저장하는 단계는,

상기 단말이 상기 서빙 기지국에 접속(attach)할 것을 요청하면, 상기 펨토 가입자 정보 저장소로 상기 단말에 대한 식별자 정보를 통해 상기 단말의 상기 접속 가능 목록을 위한 요청을 전송하는 단계; 및

상기 펨토 가입자 정보 저장소로부터 상기 접속 가능 목록을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
제6항에 있어서,

상기 단말로부터 측정 보고를 수신하는 단계;

상기 측정 보고를 기초로 핸드오버 가능한 타겟 기지국이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및

상기 핸드오버 가능한 타겟 기지국이 존재하면, 상기 타겟 기지국의 종류를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
펨토 기지국으로 핸드오버를 수행하는 코어 네트워크 장치의 무선 통신 방법으로,

적어도 하나의 단말 각각의 접속이 허용된 펨토 기지국의 목록으로 펨토 가입자 정보 저장소로부터 수신된 상기 적어도 하나의 단말 각각의 접속 가능 목록을 저장하는 단계;

임의의 단말이 핸드오버를 수행할 타겟 기지국이 펨토 기지국인지 또는 매크로 기지국인지 여부를 식별하는 단계;

상기 타겟 기지국이 상기 펨토 기지국으로 식별되면, 상기 타겟 기지국이 상기 단말의 상기 접속 가능 목록에 포함되어 있는지 여부를 식별하고, 상기 타겟 기지국이 상기 단말의 상기 접속 가능 목록에 포함되어 있으면, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 절차를 요청하는 단계; 및

상기 타겟 기지국이 상기 매크로 기지국으로 식별되면, 상기 타겟 기지국으로 상기 핸드오버 절차를 요청하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
제9항에 있어서, 상기 저장하는 단계는,

상기 단말이 서빙 기지국에 접속(attach)할 것을 요청하면, 상기 펨토 가입자 정보 저장소로 상기 단말에 대한 식별자 정보를 통해 상기 단말의 상기 접속 가능 목록을 위한 요청을 전송하는 단계; 및

상기 펨토 가입자 정보 저장소로부터 상기 접속 가능 목록을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.