KR101598602B1 - 펨토 셀의 x2 핸드오버 관리 시스템과 이를 이용한 x2 핸드오버 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 X2 핸드오버 제어 방법은 펨토 기지국이 펨토 셀 환경에서 X2 핸드오버를 제어하는 방법에서, 상기 펨토 기지국이 공유기로부터 제1 IP 주소를 획득하는 단계, 상기 펨토 기지국이 자가 개통을 위해 상기 공유기 또는 펨토 기지국 관리 장치로 상기 제1 IP 주소를 전송하는 단계, 상기 펨토 기지국이 게이트웨이에 제2 IP 주소를 요청하는 단계, 그리고 상기 게이트웨이로부터 수신된 제2 IP 주소를 이용해서 기지국간 X2 핸드오버를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템과 이를 이용한 X2 핸드오버 제어 방법{SYSTEM FOF X2 HANDOVER MANAGEMENT OF FEMTOCELL AND METHOD FOF CONTROLING OF X2 HANDOVER USING THE SAME}

본 발명은 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템과 이를 이용한 X2 핸드오버 제어 방법에 관한 것이다.

펨토 셀은 셀룰러 시스템에서 매우 작은 범위를 커버할 수 있는 셀을 의미하며, 이러한 펨토 셀을 관장하기 위한 기지국을 펨토 기지국(Home Evolved Node Base Station)이라고 정의하고 있다.

이러한 펨토 셀이 네트워크 주소 변환(Network Address Translation, 이하 NAT) 환경에 구축될 경우, 공유기로부터 사설 IP를 할당받는다. 그러나, 사설 IP를 사용하는 펨토 셀의 경우는 IP 구별이 불가능하기 때문에 X2 Hand Over가 불가능하고, S1 Hand Over를 해야 한다.

또한, 이웃 리스트(Neighbour list)에 없는 기지국이 검출되면, X2 핸드오버를 위해 이웃 리스트 추가를 위한 절차가 진행된다. 이때, X2 TNL Configuration Info에서와 같이 대부분의 기지국들은 SCTP destination IP 즉, 소스 IP를 활용하게 된다.

특히, NAT 환경하에서는 SCTP destination IP가 같아 질 수 있기 때문에 IPSec destination IP를 사용해야 하며, NAT 환경과 비 NAT 환경 공존 시 항상 필드(field)를 온(On)할 경우 불필요한 정보 전송이 되는 어려움이 있다.

본 발명은 NAT(Network Address Translation) 환경에서 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템과 이를 이용한 X2 핸드오버 제어 방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 X2 핸드오버 제어 방법은 펨토 기지국이 펨토 셀 환경에서 X2 핸드오버를 제어하는 방법에서, 상기 펨토 기지국이 공유기로부터 제1 IP 주소를 획득하는 단계, 상기 펨토 기지국이 자가 개통을 위해 상기 공유기 또는 펨토 기지국 관리 장치로 상기 제1 IP 주소를 전송하는 단계, 상기 펨토 기지국이 게이트웨이에 제2 IP 주소를 요청하는 단계, 그리고 상기 게이트웨이로부터 수신된 제2 IP 주소를 이용해서 기지국간 X2 핸드오버를 제어하는 단계를 포함한다.

상기 제1 IP 주소는, 사설 공유기로부터 할당된 사설 IP 주소를 포함할 수 있다.

상기 제1 IP 주소를 전송하는 단계는, 상기 공유기로 상기 제1 IP 주소를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 공유기는, 공유기의 IP 주소를 소스 IP 주소로 변환하고, 상기 제1 IP 주소와 변환된 상기 소스 IP 주소를 상기 펨토 기지국 관리 장치로 전송할 수 있다.

상기 펨토 기지국 관리 장치는, 상기 제1 IP 주소와 상기 소스 IP 주소가 다른 경우, 핸드오버 최적화 메시지를 상기 펨토 기지국에 전송할 수 있다.

상기 제2 IP 주소는, 펨토 기지국 별로 서로 다른 주소를 사용하는 가상 IP 주소를 포함할 수 있다.

상기 X2 핸드오버를 제어하는 단계는, 상기 가상 IP 주소를 이용해 인접한 새로운 펨토 기지국에 등록하고, 등록된 펨토 기지국간에 X2 핸드오버를 수행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 X2 핸드오버 제어 방법은 펨토 기지국 관리 장치가 펨토 셀 환경에서 X2 핸드오버를 제어하는 방법에서, 상기 펨토 기지국 관리 장치가 펨토 기지국에서 사설 IP를 사용하는지 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 사설 IP를 사용한다고 판단되는 경우, 상기 펨토 기지국이 가상 IP를 할당 받을 수 있도록 상기 펨토 기지국에 핸드오버 최적화 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

상기 사설 IP를 사용하는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 공유기로부터 상기 펨토 기지국에 할당된 IP 주소와 함께 상기 공유기의 IP 주소를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 사설 IP를 사용하는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 펨토 기지국에 할당된 IP 주소와 상기 공유기의 IP 주소가 서로 다른 경우, 상기 펨토 기지국이 사설 IP를 사용하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 펨토 기지국은, 상기 펨토 기지국 관리 장치로부터 상기 핸드오버 최적화 메시지를 수신한 경우, 게이트웨이에 가상 IP를 요청해서 수신하고, 수신된 가상 IP를 X2 핸드오버에 사용할 수 있다.

상기 펨토 기지국은, 펨토 기지국 별로 서로 다른 주소의 가상 IP를 할당받을 수 있다.

본 발명의 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템은 공유기로부터 IP를 할당받는 적어도 하나 이상의 펨토 기지국, 그리고 상기 적어도 하나 이상의 펨토 기지국과 연결되고, 펨토 기지국들간 핸드오버를 설정하도록 관리하는 펨토 기지국 관리 장치를 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 펨토 기지국은, 게이트웨이로부터 가상 IP를 할당받고, 할당된 상기 가상 IP를 사용하여 펨토 기지국간에 핸드오버를 수행하도록 제어한다.

상기 공유기로부터 할당 받은 IP는, 복수의 펨토 기지국에 동일한 주소가 할당된 사설 IP를 포함할 수 있다.

상기 가상 IP는, 펨토 기지국 별로 서로 다른 주소를 갖는 가상 IP가 할당될 수 있다.

상기 펨토 기지국 관리 장치는, 상기 공유기의 IP 주소와 펨토 기지국에 할당된 IP 주소를 비교해서, 상기 펨토 기지국이 사설 IP를 사용하는지 여부를 판단할 수 있다.

상기 펨토 기지국 관리 장치는, 상기 공유기의 IP 주소와 펨토 기지국에 할당된 IP 주소가 다른 경우, 사설 IP를 사용하는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명에 따르면, 사설 IP를 사용하는 NAT(Network Address Translation) 환경에서 펨토 기지국간에 서로 다른 가상 IP를 할당함으로써, X2 핸드오버를 수행하도록 제어할 수 있는 환경을 제공한다.

도 1은 펨토 셀 환경에서 펨토 기지국간에 동일한 사설 IP를 사용하는 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 가상 IP를 할당받아 펨토 기지국간 X2 핸드오버를 수행하도록 제어하는 X2 핸드오버 관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 신규의 이웃(Neighbour) 기지국을 발견하는 절차를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 X2 핸드오버 전에 이웃 리스트(Neighbour List)를 추가하는 절차를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한실시예에 따라 가상 IP를 할당받아 X2 핸드오버를 제어하는 과정을 도시한 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이제 도 1 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템과 이를 이용한 X2 핸드오버 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 펨토 셀 환경에서 펨토 기지국간에 동일한 사설 IP를 사용하는 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 펨토 셀이 NAT(Network Address Translation) 환경에 구축될 경우, 각각의 펨토 기지국들(100a, 100b)은 사설 공유기들(200a, 200b)로부터 사설 IP를 할당 받는다.

그리고, 펨토 셀 기지국 관리 장치(Home eNodeB Management System, HeMS)(300)는 적어도 하나 이상의 펨토 기지국과 연결되고, 펨토 기지국들간 핸드오버를 설정하도록 관리한다.

여기서, X2 핸드오버(Handover)를 지원하기 위해서는 펨토 셀 장비의 IP를 활용해야 한다. 그러나, 사설 IP를 사용하는 펨토 셀의 경우는 IP 구별이 불가능하기 때문에 X2 핸드오버가 불가능하고, S1 핸드오버를 해야만 한다.

즉, 도 1에서와 같이 제1 사설 공유기(200a)로부터 사설 IP를 할당받은 펨토 기지국(100a)와 제2 사설 공유기(200b)로부터 사설 IP를 할당받은 펨토 기지국(100b) 간에는 펨토 셀간에 IP가 같아서 X2 핸드오버를 할 수 없다.

이를 해결하기 위해 IPSec IP를 활용할 수 있지만, 이는 선택(Optional)이며, X2 핸드오버를 위해 전체 펨토 셀에 IPSec IP를 활용할 경우 중복(redundancy)이 발생한다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 가상 IP를 할당받아 펨토 기지국간 X2 핸드오버를 수행하도록 제어하는 X2 핸드오버 관리 시스템을 도시한 도면이다. 이때, X2 핸드오버 관리 시스템은 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템은 펨토 기지국들(100a, 100b)과 펨토 셀 기지국 관리 장치(300) 간의 통신 규약 및 메시징을 활용해서 X2 핸드오버를 가능하게 한다.

여기서, 펨토 셀 기지국 관리 장치(300)는 공유기의 IP 주소와 펨토 기지국에 할당된 IP 주소를 비교해서, 펨토 기지국이 사설 IP를 사용하는지 여부를 판단한다.

또한, 펨토 셀 기지국 관리 장치(300)는 공유기의 IP 주소와 펨토 기지국에 할당된 IP 주소가 다른 경우, 사설 IP를 사용하는 것으로 판단한다.

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템은 펨토 기지국들(100a, 100b)이 펨토 셀 게이트웨이(Femtocell GW, 이하 FGW)(400)와 IPSec 세션을 맺는다.

그리고, 각각의 펨토 기지국들(100a, 100b)은 FGW(400)로부터 가상 IP(virtual IP) A 및 B를 할당 받는다. 여기서, 가상 IP는 각각의 펨토 기지국 별로 서로 다른 주소값을 가지므로, 펨토 기지국들(100a, 100b)은 이를 활용해 X2 핸드오버를 할 수 있다.

그리고, 펨토 기지국들(100a, 100b)은 가상 IP 주소를 X2 TNL Config에 할당하여 X2 핸드오버를 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 신규의 이웃(Neighbour) 기지국을 발견하는 절차를 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 X2 핸드오버 전에 이웃 리스트(Neighbour List)를 추가하는 절차를 도시한 도면이다.

도 3에서와 같이, 단말과 연결된 기지국은 단말이 움직일 때 MR(Measurement Report) 리포팅을 해준다. 그리고, 새로운 PCI(Physical layer Cell Identity)가 나타나게 되면, 새로운 이웃(Neighbour) 리스트에 신규의 이웃 기지국을 등록하게 된다.

도 4를 참조하면, 새로운 이웃(Neighbour) 리스트에 신규의 이웃 기지국을 등록할 때, 기지국간에 X2 핸드오버로 할지, 네트워크 기반으로 S1 핸드오버로 할지 물어본다.

서빙 기지국(Serving eNode B)은 새로 등록될 이웃 기지국이 X2로 할 수 있는지 없는지를 검출하고(SON Information Request), 이웃 기지국(Neighbouring eNode B)가 회신 줄 때, X2 TNL Configuration info 안에, 자신의 IP 정보를 전송한다(SON Information Reply).

이때, 서로간에 원래 알던 기지국이라면, 당연히, X2 가능하다고 MME(Mobile Management Entity)가 설정을 맺어주고, 더 이상 MME를 거치지 않고, 기지국간에 X2 핸드오버를 수행한다.

도 5는 본 발명의 한실시예에 따라 가상 IP를 할당받아 X2 핸드오버를 제어하는 과정을 도시한 흐름도이다. 이하의 흐름도는 도 1 및 도 2의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.

도 5를 참조하면, 펨토 기지국(100)이 파워를 온하고, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 통해 사설 공유기(200)로부터 사설 IP를 획득한다(S100, S102).

펨토 기지국(100)은 자가 개통을 위해 펨토 기지국 관리 장치(300)와의 연동을 시도하고, 펨토 기지국(100)의 IP 주소 a를 사설 공유기(200)를 거쳐 전송한다(S104, S106).

사설 공유기(200)는 공유기의 IP 주소 b를 소스(source) IP로 변환하고, 펨토 기지국(100)의 IP 주소 a와 함께 변환된 소스 IP를 펨토 기지국 관리 장치(300)에 전송한다(S108, S110). 여기서, 소스 IP는 본 발명의 한 실시예에 따라 공유기의 공인 IP를 포함할 수 있다.

펨토 기지국 관리 장치(300)는 펨토 기지국의 IP 주소와 소스 IP 주소를 비교하고, 같은 경우, 초기 설정(Initial Setup)을 위한 개통 정보 및 핸드오버 최적화 메시지를 펨토 기지국(100)에 전송한다(S112, S114).

펨토 기지국(100)은 펨토 기지국 관리 장치(300)로부터 핸드오버 최적화 메시지를 수신한 경우, IPSec 세션을 통해 FGW(400)에 가상 IP를 요청한다(S116, S118).

그리고, 펨토 기지국(100)은 FGW(400)로부터 가상 IP를 수신하면, X2 TNL Config에서 IPSec address 사용하여 펨토 기지국 간에 X2 핸드오버를 수행하도록 제어한다(S120, S122). 여기서, FGW(400)는 펨토 기지국 별로 서로 다른 주소의 가상 IP를 할당한다.

이와 달리, 펨토 기지국 관리 장치(300)로부터 핸드오버 최적화 메시지를 수신한 경우, 펨토 기지국(100)은 X2 TNL Config에서 IPSec address를 사용하지 않는다(S124).

따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템과 이를 이용한 X2 핸드오버 제어 방법은 사설 IP를 사용하는 NAT(Network Address Translation) 환경에서 펨토 기지국간에 서로 다른 가상 IP를 할당함으로써, X2 핸드오버를 수행하도록 제어할 수 있는 환경을 제공한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. 이러한 기록 매체는 서버뿐만 아니라 사용자 단말에서도 실행될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (16)

1. 펨토 기지국이 펨토 셀 환경에서 X2 핸드오버를 제어하는 방법에서,
   상기 펨토 기지국이 공유기로부터 제1 IP 주소를 획득하는 단계,
   상기 펨토 기지국이 자가 개통을 위해 상기 공유기 또는 펨토 기지국 관리 장치로 상기 제1 IP 주소를 전송하는 단계,
   상기 펨토 기지국이 게이트웨이에 제2 IP 주소를 요청하는 단계, 그리고
   상기 게이트웨이로부터 수신된 제2 IP 주소를 이용해서 기지국간 X2 핸드오버를 제어하는 단계
   를 포함하며,
   상기 제1 IP 주소는,
   사설 공유기로부터 할당된 사설 IP 주소를 포함하는 X2 핸드오버 제어 방법.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 제1 IP 주소를 전송하는 단계는,
   상기 공유기로 상기 제1 IP 주소를 전송하는 단계를 포함하며,
   상기 공유기는,
   공유기의 IP 주소를 소스 IP 주소로 변환하고, 상기 제1 IP 주소와 변환된 상기 소스 IP 주소를 상기 펨토 기지국 관리 장치로 전송하는 X2 핸드오버 제어 방법.
4. 제3항에서,
   상기 펨토 기지국 관리 장치는,
   상기 제1 IP 주소와 상기 소스 IP 주소가 다른 경우, 핸드오버 최적화 메시지를 상기 펨토 기지국에 전송하는 X2 핸드오버 제어 방법.
5. 제1항에서,
   상기 제2 IP 주소는,
   펨토 기지국 별로 서로 다른 주소를 사용하는 가상 IP 주소를 포함하는 X2 핸드오버 제어 방법.
6. 제5항에서,
   상기 X2 핸드오버를 제어하는 단계는,
   상기 가상 IP 주소를 이용해 인접한 새로운 펨토 기지국에 등록하고, 등록된 펨토 기지국간에 X2 핸드오버를 수행하도록 제어하는 단계
   를 포함하는 X2 핸드오버 제어 방법.
7. 펨토 기지국 관리 장치가 펨토 셀 환경에서 X2 핸드오버를 제어하는 방법에서,
   상기 펨토 기지국 관리 장치가 펨토 기지국에서 사설 IP를 사용하는지 여부를 판단하는 단계, 그리고
   상기 사설 IP를 사용한다고 판단되는 경우, 상기 펨토 기지국이 가상 IP를 할당 받을 수 있도록 상기 펨토 기지국에 핸드오버 최적화 메시지를 전송하는 단계
   를 포함하는 X2 핸드오버 제어 방법.
8. 제7항에서,
   상기 사설 IP를 사용하는지 여부를 판단하는 단계는,
   공유기로부터 상기 펨토 기지국에 할당된 IP 주소와 함께 상기 공유기의 IP 주소를 수신하는 단계
   를 포함하는 X2 핸드오버 제어 방법.
9. 제8항에서,
   상기 사설 IP를 사용하는지 여부를 판단하는 단계는,
   상기 펨토 기지국에 할당된 IP 주소와 상기 공유기의 IP 주소가 서로 다른 경우, 상기 펨토 기지국이 사설 IP를 사용하는 것으로 판단하는 단계
   를 포함하는 X2 핸드오버 제어 방법.
10. 제7항에서,
    상기 펨토 기지국은,
    상기 펨토 기지국 관리 장치로부터 상기 핸드오버 최적화 메시지를 수신한 경우, 게이트웨이에 가상 IP를 요청해서 수신하고, 수신된 가상 IP를 X2 핸드오버에 사용하는 X2 핸드오버 제어 방법.
11. 제10항에서,
    상기 펨토 기지국은,
    펨토 기지국 별로 서로 다른 주소의 가상 IP를 할당받는 X2 핸드오버 제어 방법.
12. 공유기로부터 IP를 할당받는 적어도 하나 이상의 펨토 기지국, 그리고
    상기 적어도 하나 이상의 펨토 기지국과 연결되고, 펨토 기지국들간 핸드오버를 설정하도록 관리하는 펨토 기지국 관리 장치를 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 펨토 기지국은,
    게이트웨이로부터 가상 IP를 할당받고, 할당된 상기 가상 IP를 사용하여 펨토 기지국간에 핸드오버를 수행하도록 제어하는 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템.
13. 제12항에서,
    상기 공유기로부터 할당 받은 IP는,
    복수의 펨토 기지국에 동일한 주소가 할당된 사설 IP를 포함하는 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템.
14. 제12항에서,
    상기 가상 IP는,
    펨토 기지국 별로 서로 다른 주소를 갖는 가상 IP가 할당되는 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템.
15. 제12항에서,
    상기 펨토 기지국 관리 장치는,
    상기 공유기의 IP 주소와 펨토 기지국에 할당된 IP 주소를 비교해서, 상기 펨토 기지국이 사설 IP를 사용하는지 여부를 판단하는 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템.
16. 제15항에서,
    상기 펨토 기지국 관리 장치는,
    상기 공유기의 IP 주소와 펨토 기지국에 할당된 IP 주소가 다른 경우, 사설 IP를 사용하는 것으로 판단하는 펨토 셀의 X2 핸드오버 관리 시스템.

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