KR101746546B1 - 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

펨토 기지국의 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되지 않도록 하는 제 1 모드와 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 제 2 모드 상호 간에 변환하는 정책을 설정하는 단계; 상기 정책을 기반으로 상기 펨토 기지국의 엑세스 모드를 상기 제 1 모드 또는 상기 제 2 모드로 설정하는 모드 설정단계; 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되어 사용한 데이터의 양인 사용정보를 획득하는 단계; 및 상기 사용정보에 대응하여 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 기지국을 대상으로 상기 가입자가 이용할 수 있는 데이터의 양인 사용가능정보를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법에 관한 것으로서 펨토 기지국이 상황에 따라 자신의 엑세스 모드를 동적으로 변경하여 운용될 수 있는 것을 목적으로 한다.

Description

펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for dynamic access control of femto base station}
본 발명은 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법 및 장치에 관한 것으로,보다 상세하게 본 발명은 이기종 네트워크에서 펨토 기지국의 엑세스 모드를 변경하는 정책을 설정하고, 정책에 따라 유동적으로 엑세스 모드를 변경하며, 펨토셀 기지국의 사용을 장려하여 매크로 기지국의 데이터를 오프로딩 할 수 있는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
펨토(Femto) 기지국은 실내에서 작은 파워로 송출하는 소형 기지국이다. 기지국(BS; Base Station)과의 짧은 거리로 인해서 커버리지(coverage)와 커패시티(capacity)가 향상되고, 간섭(interference)은 감소하게 되어 사용자의 QoS(Quality of Service)는 증가된다. 사업자 측면에서 보면 적은 투자 비용으로 매크로 기지국의 유저 보다 많은 리소스를 제공해 줄 수 있는 장점이 있다. 그 이유는 펨토 기지국이 가입자 망을 통해 모바일 사용자 데이터를 우회시키기 때문이다. 따라서 가격 경쟁력 있는 실내 커버리지(indoor coverage) 기술로 펨토 기지국 기술이 주목을 받고 있다. 가입자(Subscriber)는 펨토 기지국을 임의로 구매하여 임의의 장소에 설치한다. 여기서 가입자는 펨토 기지국으로의 접속을 제한하고, 허가된 단말에게만 접속을 제공 할 수 있다. 일반적인 펨토 기지국의 운용 시나리오에서 펨토 기지국은 다음의 3가지 방식으로 액세스(access)가 제한 될 수 있다. CSG-Closed 모드로 운용되는 펨토 기지국은 폐쇄된 가입자 그룹(CSG; closed subscriber group) 가입자들에 대해서만 액세스를 허용한다. 반면에 OSG(Open subscriber group) 모드로 운용되는 펨토 기지국은 모든 비가입자에게도 액세스를 허용하다. CSG-open 모드로 운용되는 펨토 기지국은 OSG 모드에서와 마찬가지로 비가입자의 액세스를 허용한다. 하지만 펨토 기지국은 폐쇄된 그룹(CSG) 가입자를 위해 특정 리소스를 우선 배정 운용하고, 나머지 리소스만을 비가입자에게 할당한다. 종래의 기술에서 펨토 기지국은 상기의 3가지 모드 중 한가지 엑세스 방식을 선택하여 운용된다. 종래의 기술에서 3가지 액세스 모드는 장단점을 제공한다. CSG-closed 모드는 펨토 기지국 가입자가 자신의 기호에 따라 기지국에 대한 접속을 제어 할 수 있도록 해주는 장점이 있다. 따라서 가입자는 자신의 기호에 따라 임의의 위치에 펨토 기지국을 설치하여 모바일 광대역 서비스를 이용할 수 있다. 하지만 이런 CSG-closed 모드로 운용되는 펨토 기지국은 주변의 매크로 기지국(MBS: macro cell base station) 사용자와 이웃 펨토 기지국에 간섭을 유발한다. 소형의 펨토 기지국이 대규모로 설치 운용될 수 있기 때문에 매크로 기지국 사용자에 대한 간섭문제는 중요한 고려 이슈이다. 만약 이때 펨토 기지국이 OSG 모드로 운용된다면 이러한 간섭문제는 제거 될 수 있다. 매크로 기지국 사용자가 펨토 기지국을 이용하게 된다면 펨토 기지국은 더 이상 간섭으로 동작하지 않기 때문이다. 하지만 펨토 기지국이 OSG 모드로 운용 된다면 펨토 기지국 가입자는 다른 사용자의 이용을 위해 자신이 가입자 망(펨토 기지국은 가입자 망에 연결 되어있음)에 대한 비용을 지불해야 하는 문제점이 있다. 이러한 이유로 두 방식의 운용모드를 절충한 하이브리드 모드(hybrid mode)로써 CSG-open 모드가 제시되었다. 하지만 이 방법에서 얼마만큼의 펨토 기지국의 리소스와 가입자망(IP Backhaul network)의 리소스를 가입자와 미가입자에게 할당해야 하는지를 결정 해야 하는 문제점이 있다. 한편, 한국 공개 특허 2010-0018001 의 기술 등에서 일반적인 다수의 펨토 기지국이 많은 경우에 24시간 내내 폐쇄된 가입자 그룹에 의해 사용되지 않는 특성이 있다. 하지만 일반적인 펨토 기지국은 상기에서 제시된 3가지 액세스 모드 중 하나로 설정 및 운용되도록 되어있다. 그리고 액세스 모드 간 동적인 변경방법은 정의되어 있지 않다. 또 다른 한편 종래의 기술에서 펨토 기지국은 간섭제어와 실내 커버리지 향상을 위해서 OSG 모드로 운용되어야 한다. 만약 많은 펨토 기지국이 OSG 모드로 운용 된다면 전체 네트워크의 시스템 성능은 향상된다. 하지만 종래의 기술에서 펨토 기지국 소유자로 하여금 OSG 모드로 운용 되었을 때 어떤 이득도 부여하지 않고 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 펨토 기지국이 상황에 따라 자신의 엑세스 모드를 동적으로 변경하여 운용될 수 있는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 펨토 기지국의 가입자가 사용하지 않는 시간 동안 펨토 기지국을 OSG(Opened Subscriber Group) 모드로 운용하여 간섭 발생을 최소화하고 전체 시스템의 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 펨토 기지국이 OSG 모드로 운용되었을 때, 가입자에게 이득을 주어, 펨토 기지국이 OSG 모드로 운용되도록 하는 동기를 부여해 주는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법은 펨토 기지국의 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되지 않도록 하는 제 1 모드와 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 제 2 모드 상호 간에 변환하는 정책을 설정하는 단계; 상기 정책을 기반으로 상기 펨토 기지국의 엑세스 모드를 상기 제 1 모드 또는 상기 제 2 모드로 설정하는 모드 설정단계; 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되어 사용한 데이터의 양인 사용정보를 획득하는 단계; 및 상기 사용정보에 대응하여 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 기지국을 대상으로 상기 가입자가 이용할 수 있는 데이터의 양인 사용가능정보를 추출하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 추출하는 단계 이후에, 사용한 데이터의 이력을 저장하고, 관리하는 데이터 사용 이력 관리서버에 상기 사용정보 및 상기 사용가능정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 모드는, 상기 펨토 기지국의 가입자의 단말만 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 CSG(Close Subscriber Group)모드일 수 있다.
이 때, 상기 제 2 모드는, 상기 펨토 기지국의 가입자의 단말 및 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 OSG(Open Subscriber Group)모드 일 수 있다.
이 때, 상기 모드 설정단계는, 실시간 자동으로 이루어 질 수 있다.
이 때, 상기 정책은, 가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되면 CSG 모드로 설정되고, 모든 가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결 종료되면 OSG 모드로 설정되는 사용자 지정 모드일 수 있다.
이 때, 상기 정책은, 가입자가 지정한 시간 동안만 CSG 모드로 설정되는 시간 지정 모드일 수 있다.
이 때, 상기 정책을 설정하는 단계는, 상기 펨토 기지국의 가입자의 입력에 의하여 상기 정책의 선택이 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 모드 설정단계에서, 상기 엑세스 모드가 상기 제 2 모드로 설정되고, 일정시간 상기 미가입자의 단말의 연결이 없는 경우, 상기 엑세스 모드는 가용 및 비가용 구간들을 포함하는 저부하 모드(LDM;Low Duty Mode)로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 저부하 모드로 전환하는 단계 이후, 상기 미가입자의 단말의 연결이 감지되면, 상기 제 2 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 2 모드로 전환하는 단계 이후, 상기 가입자의 단말의 연결이 감지되면, 상기 제 1 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 장치는 펨토 기지국의 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되지 않도록 하는 제 1 모드와 상기 펨토 기지국의 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 제 2 모드 상호 간에 변환하는 정책 설정부;
상기 정책을 기반으로 상기 펨토 기지국의 엑세스 모드를 상기 제 1 모드 또는 상기 제 2 모드로 설정하는 모드 설정부; 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되어 사용한 데이터의 량인 사용정보를 획득하는 사용정보 획득부; 및 상기 사용정보에 대응하여 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 기지국을 대상으로 상기 가입자가 이용할 수 있는 데이터의 양인 사용가능정보를 추출하는 사용가능정보 추출부를 포함한다.
이 때, 사용한 데이터의 이력을 저장하고, 관리하는 데이터 사용 이력 관리서버에 상기 사용정보 및 상기 사용가능정보를 전달하는 전송부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 모드는, 상기 펨토 기지국의 가입자의 단말만 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 CSG 모드일 수 있다.
이 때, 상기 제 2 모드는, 상기 펨토 기지국의 가입자의 단말 및 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 OSG 모드일 수 있다.
이 때, 상기 정책은, 가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되면 CSG 모드로 설정되고, 모든 가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결 종료되면 OSG 모드로 설정되는 사용자 지정 모드일 수 있다.
이 때, 상기 정책은, 가입자가 지정한 시간 동안만 CSG 모드로 설정되는 시간 지정 모드일 수 있다.
이 때, 상기 엑세스 모드가 상기 제 2 모드인 경우, 일정시간 상기 미가입자의 단말의 연결이 없는 경우 상기 엑세스 모드는 가용 및 비가용 구간들을 포함하는 저부하 모드로 전환될 수 있다.
이 때, 상기 저부하 모드는, 상기 미가입자의 단말의 연결이 감지되면, 상기 제 2 모드로 전환될 수 있다.
이 때, 상기 저부하 모드는, 상기 가입자의 단말의 연결이 감지되면, 상기 제 1 모드로 전환될 수 있다.
본 발명은 펨토 기지국이 상황에 따라 자신의 엑세스 모드를 동적으로 변경하여 운용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 펨토 기지국의 가입자가 사용하지 않는 시간 동안 펨토 기지국을 OSG(Opened Subscriber Group) 모드로 운용하여 간섭 발생을 최소화하고 전체 시스템의 성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 펨토 기지국이 OSG 모드로 운용되었을 때, 가입자에게 이득을 주어, 펨토 기지국이 OSG 모드로 운용되도록 하는 동기를 부여해 주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 펨토 기지국의 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법의 흐름도이다.
도 4는 시간 지정 모드에서 펨토 기지국의 엑세스 모드 변경 흐름도이다.
도 5는 사용자 지정 모드에서 펨토 기지국의 엑세스 모드 변경 흐름도이다.
도 6은 사용자 지정 모드에서 펨토 기지국의 엑세스 모드 변경의 일실시예이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명에 따른 펨토 기지국의 네트워크 구조에 대하여 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명에 따른 펨토 기지국의 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.
도 1 을 참조하면, 네트워크 구조는 단말(MS: Mobile Station)(300,400), 매크로 기지국(MBS: Macrocell Base Station)(200), 및 펨토 기지국(FAP: Femto cell Access Point)(100a, 100b)로 구성된다.
일반적인 매크로 기지국, 펨토 기지국을 포함하는 이동통신 시스템 펨토 기지국 네트워크 구조 예를 제시하였다. 일반적으로 이동통신 시스템의 3G나 4G 서비스는 하이밴드 대역에서 운용되기 때문에 실내 서비스에 취약한 특성을 보인다. 가격 경쟁력 있는 실내 커버리지 기술이 요구되며, 그 기술이 펨토셀 기술이다. 펨토 기지국의 커버리지 영역은 20-50m 내외이며 사업자가 아니라 가입자에 의하여 임의적으로 설치된다. 따라서 도 1에서 보는 바와 같이 하나의 매크로 기지국(200)에 다수의 펨토 기지국(100a, 100b)이 설치되어 운용 될 수 있다. 이때, 대부분의 경우 주파수 사용 효율성을 위해 매크로 기지국과 펨토 기지국은 같은 주파수 대역을 사용하기 때문에 매크로 기지국과 펨토 기지국 간 또는 펨토 기지국간에 간섭이 발생한다.
상기 설명한 것처럼 일반적인 펨토 기지국의 운용 시나리오에서 펨토 기지국은 CSG-closed, CSG-open, 그리고 OSG 모드로 운용 될 수 있다. 하지만, 펨토 기지국이 단말기의 접속상황에 따라 다른 액세스 모드로 운용된다면 더 효율적 일 수 있다. 예를 들어 특정 가입자가 주간의 일정시간 동안 직장에 근무한다고 가정하고, 펨토 기지국이 CSG-closed 모드로만 운용된다면 펨토 기지국의 사용 효율성은 저하되고, 다만 간섭으로써만 기능하게 되는 문제점이 있다. 따라서 펨토 기지국이 CSG 가입자가 접속된 경우나, 지정된 시간 동안만 CSG-closed 모드로 동작하고, 이외의 시간에 OSG 모드로 동작한다면 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 더불어 가입자가 자신의 펨토 기지국을 OSG 모드로 제공하여 기여한 데이터 서비스 총량만큼 다른 OSG 펨토 기지국이나 매크로 기지국을 이용할 수 있도록 한다면, 보다 많은 가입자가 자신의 펨토 기지국을 OSG 모드로 운용할 수 있는 동기를 부여할 수 있을 것이다. 본 발명은 이러한 방법을 제공한다. 이하 자세한 설명은 후술하도록 한다.
또한, 단말(300,400)은 CSG 화이트 리스트를 관리하고 있다. 이 리스트를 이용하여 단말(300,400)은 해당 CSG 펨토 기지국이 접속이 허락된 기지국인지 여부를 판단할 수 있다. 그리고 단말은 매크로 기지국과 펨토 기지국에 3가지 모드로 연결할 수 있다. 펨토 기지국 연결모드(FAP Only)에서 단말은 펨토 기지국과만 연결한다. 이 모드에서는 매크로 기지국과의 연결이 가능하더라도 단말은 매크로 기지국과 연결되지 않는다. 매크로 연결모드(MBS only)에서 단말은 매크로 기지국(MBS)과만 연결한다. 이 모드에서 단말은 펨토 기지국과 연결이 가능하더라도 펨토 기지국과 연결되지 않는다. 듀얼 모드(Dual mode) 연결에서는 단말은 기지국의 스킴(scheme)에 따라 펨토 기지국과 매크로 기지국 중 하나에만 연결된다. 매크로 기지국은 일반적인 셀룰러 서비스를 제공한다. 그리고 부가적으로 각 이동단말의 현재 기지국에서의 모바일 데이터사용 총량을 데이터 사용 이력 관리 서버에 전달한다. 한편, 상기 설명한 바와 같이, 단말은 3가지 모드로 운용된다. 본 발명의 사용자 지정모드에서 펨토 기지국은 단말이 펨토 기지국 연결모드(FAP Only)나 듀얼 모드로 운용 지정되어, 펨토 기지국과 연결 될때에만, CSG 모드로 운용된다. 따라서 펨토 기지국은 단말이 매크로 기지국 연결모드(MBS only)나 듀얼 모드로 운용 지정 되어, 매크로 기지국과 연결 될 때에는 OSG 모드로 운용된다. 한편, 본 발명의 시간 지정 모드에서 CSG 가입자는 CSG-Closed 모드로 지정된 시간 이외에는 미가입자와 동일하게 처리된다. 다만, 펨토 기지국 연결모드(FAP Only) 또는 듀얼 모드(Dual mode)에서만 펨토 기지국과 연결 가능하다. 한편 매크로 기지국과 펨토 지지국과의 구분, 그리고, 펨토 기지국의 엑세스 제어방법의 구분은 종래의 기술에서와 마찬가지로 기지국에 의해 broad casing 되는 프리엠블(preamble)과 BS ID(Base station Indentifier)정보를 이용하여 이루어진다.
이하에서는 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 장치의 구성및 작용에 대하여 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 장치의 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 펨토 기지국(100a)의 동적 엑세스 제어 장치는 정책 설정부(10), 모드 설정부(20), 사용정보 획득부(30), 사용가능정보 추출부(40) 및 전송부(50)로 구성된다.
정책 설정부(10)는 펨토 기지국(100a)의 미가입자의 단말(400)이 상기 펨토 기지국(100a)으로 연결되지 않도록 하는 제 1 모드와 상기 펨토 기지국(100a)의 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국(100a)으로 연결되도록 허용하는 제 2 모드 상호 간에 변환하는 정책을 설정한다. 즉, 제 1 모드와 제 2 모드를 서로 변경하는 기준을 제시하는 것이다. 상기 정책을 선택하여 설정하는 과정은 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자의 입력에 의하여 이루어 질 수 있다. 상기 정책으로는 사용자 지정 모드와 시간 지정 모드가 있다. 사용자 지정 모드는 가입자의 단말이 상기 펨토 기지국(100a)에 연결되면 CSG 모드로 설정되고, 모든 가입자의 단말이 상기 펨토 기지국(100a)에 연결 종료되면 OSG 모드로 설정되는 정책이다. 또한, 시간 지정 모드는 가입자가 지정한 시간 동안만 CSG 모드로 설정되는 정책이다. 상기 시간 지정 모드로 설정되면 가입자가 지정하지 않은 시간에는 OSG 모드로 설정되므로 상기 펨토 기지국(100a)의 미가입자도 상기 펨토 기지국에 연결할 수 있다.
모드 설정부(20)는 상기 정책을 기반으로 상기 펨토 기지국(100a)의 엑세스 모드를 설정한다. 상기 엑세스 모드에는 제 1 모드와 제 2 모드가 있다. 상기 제 1 모드는 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자의 단말(300)만 상기 펨토 기지국(100a)으로 연결되도록 허용하는 CSG 모드일 수 있다. 상기 CSG 모드로 설정되면 상기 펨토 기지국(100a)의 미가입자 단말(400)은 상기 펨토 기지국(100a)에 연결될 수 없다. 또한, 상기 제 2 모드는 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자의 단말 (300)및 미가입자의 단말(400)이 상기 펨토 기지국(100a)으로 연결되도록 허용하는 OSG 모드일 수 있다. 따라서, 상기 OSG 모드로 설정되면, 상기 펨토 기지국의 미가입자라도 상기 펨토 기지국(100a)에 연결될 수 있다.
사용정보 획득부(30)는 상기 미가입자의 단말(400)이 상기 펨토 기지국(100a)에 연결되어 사용한 테이터의 량인 사용정보를 획득한다.
사용가능정보 추출부(40)는 상기 데이터 사용 이력 관리서버에 저장된 상기 사용정보를 사업자의 가격 정책에 따라 상기 사용정보에 대응하여 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자가 가입하지 않은 다른 기지국(100b)을 이용할 수 있는 데이터의 량인 사용가능정보를 추출한다. 일례에서 가입자는 자신이 설치한 펨토 기지국(100a)을 이용하여 미가입자(400)에게 서비스한 데이터 총량만큼, 다른 미가입 펨토 기지국(100a)을 이용할 수 있다. 또 다른 일례에서 가입자는 자신의 펨토 기지국(100a)을 이용하여 미가입자(400)에게 서비스한 데이터의 동일한 총량 또는 일정 부분 적은 양의 데이터를 매크로 기지국(200)을 통하여 이용 할 수 있다. 보통 매크로 기지국(200)의 자원이 더 비싸므로 더 적은 데이터 양을 서비스 받는 것이 타당 할 수 있다. 따라서 본 발명에서 단말은 자신의 CSG 펨토 기지국 영역에 있더라도 자신의 펨토 기지국이 OSG 모드로 운용 되도록 하는 동기가 부여된다. 또한, 상기 사용정보 및 상기 사용가능정보는 전송부(50)를 통하여 사용한 데이터의 이력을 저장하고, 관리하는 데이터 사용 이력 관리서버로 전송된다. 상기 데이터 사용 이력 관리서버는 각 단말이 메크로 기지국(200) 및 펨토 기지국(100a,100b)에서 사용한 데이터의 량이 사용정보를 관리하며 저장하는 서버이다.
이하에서는 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법의 동작에 대하여 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법의 흐름도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법은 펨토 기지국의 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되지 않도록 하는 제 1 모드와 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 제 2 모드 상호 간에 변환하는 정책을 설정하는 단계(S100), 상기 정책을 기반으로 상기 펨토 기지국의 엑세스 모드를 상기 제 1 모드 또는 상기 제 2 모드로 설정하는 모드 설정단계(S200), 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되어 사용한 데이터의 량인 사용정보를 획득하는 단계(S300) 및 상기 사용정보에 대응하여 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 기지국을 대상으로 상기 가입자가 이용할 수 있는 데이터의 량인 사용가능정보를 추출하는 단계(S400)로 진행된다.
정책을 설정하는 단계(S100)는 펨토 기지국(100a)의 미가입자의 단말(400)이 상기 펨토 기지국(100a)으로 연결되지 않도록 하는 제 1 모드와 상기 펨토 기지국(100a)의 미가입자의 단말(400)이 상기 펨토 기지국(100a)으로 연결되도록 허용하는 제 2 모드 상호 간에 변환하는 정책을 설정한다. 즉, 제 1 모드와 제 2 모드를 서로 변경하는 기준을 제시하는 것이다. 상기 정책을 선택하여 설정하는 과정은 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자의 입력에 의하여 이루어 질 수 있다. 상기 정책으로는 사용자 지정 모드와 시간 지정 모드가 있다. 사용자 지정 모드는 가입자의 단말(300)이 상기 펨토 기지국(100a)에 연결되면 CSG 모드로 설정되고, 모든 가입자의 단말(300)이 상기 펨토 기지국(100a)에 연결 종료되면 OSG 모드로 설정되는 정책이다. 또한, 시간 지정 모드는 가입자가 지정한 시간 동안만 CSG 모드로 설정되는 정책이다. 상기 시간 지정 모드로 설정되면 가입자가 지정하지 않은 시간에는 OSG 모드로 설정되므로 상기 펨토 기지국(100a)의 미가입자도 상기 펨토 기지국(100a)에 연결할 수 있다. 또한, 상기 정책을 설정하는 단계(S100)에서 상기 정책을 선택하는 것은 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자의 입력에 의하여 이루어 질 수 있다.
모드 설정단계(S200)는 상기 정책을 기반으로 상기 펨토 기지국(100a)의 엑세스 모드를 설정한다. 상기 엑세스 모드에는 제 1 모드와 제 2 모드가 있다. 상기 제 1 모드는 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자의 단말(300)만 상기 펨토 기지국(100a)으로 연결되도록 허용하는 CSG 모드일 수 있다. 상기 CSG 모드로 설정되면 상기 펨토 기지국(100a)의 미가입자는 상기 펨토 기지국(100a)에 연결될 수 없다. 또한, 상기 제 2 모드는 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자의 단말(300) 및 미가입자의 단말(400)이 상기 펨토 기지국(100a)으로 연결되도록 허용하는 OSG 모드일 수 있다. 따라서, 상기 OSG 모드로 설정되면, 상기 펨토 기지국(100a)의 미가입자 단말(400)도 상기 펨토 기지국(100a)에 연결될 수 있다. 상기 모드 설정단계(S200)는 상기 정책을 기반으로 하여 실시간 자동으로 이루어질 수 있다.
사용정보를 획득하는 단계(S300)는 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되어 사용한 테이터의 량인 사용정보를 획득한다
사용가능정보를 추출하는 단계(S400)는 상기 데이터 사용 이력 관리서버에 저장된 상기 사용정보를 사업자의 가격 정책에 따라 상기 사용정보에 대응하여 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 다른 기지국을 이용할 수 있는 데이터의 량인 사용가능정보를 추출한다. 일례에서 가입자는 자신이 설치한 펨토 기지국을 이용하여 미가입자에게 서비스한 데이터 총량만큼, 다른 미가입 펨토 기지국을 이용할 수 있다. 또 다른 일례에서 가입자는 자신의 펨토 기지국을 이용하여 미가입자에게 서비스한 데이터의 동일한 총량 또는 일정 부분 적은 양의 데이터를 매크로 기지국을 통하여 이용 할 수 있다. 보통 매크로 기지국의 자원이 더 비싸므로 더 적은 데이터 양을 서비스 받는 것이 타당 할 수 있다. 예를들어, 자신이 가입한 펨토 기지국에서 상기 펨토 기지국에 가입하지 않은 미가입자가 100Mbyte를 사용 한 경우 상기 펨토 기지국의 가입자는 자신이 가입하지 않은 펨토 기지국에서 100Mbyte를 사용할 수 있게 되는 것이고, 사업자의 가격 정책에 따라 메크로 기지국에서는 상기 펨토 기지국에서 사용할 수 있는 데이터 양보다 적은 50Mbyte를 사용할 수 있도록 할 수 있다. 따라서 본 발명에서 단말은 자신의 CSG 펨토 기지국 영역에 있더라도 자신의 펨토 기지국이 OSG 모드로 운용 되도록 하는 동기가 부여된다.
또한, 전송하는 단계(S500)에서는 사용한 데이터의 이력을 저장하고, 관리하는 데이터 사용 이력 관리서버로 상기 정보 및 상기 사용가능정보를 전송한다. 상기 데이터 사용 이력 관리서버는 각 단말이 메크로 기지국(200) 및 펨토 기지국(100a)에서 사용한 데이터의 량인 사용정보 및 사용가능정보를 관리하며 저장하는 서버이다.
이하에서는 시간 지정 모드에서 펨토 기지국의 엑세스 모드 변경에 대하여 설명하도록 한다. 도 4는 시간 지정 모드에서 펨토 기지국의 엑세스 모드 변경 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 엑세스 모드는 CSG 모드로 운용되다가(S210), 사용자가 엑세스 모드를 OSG 모드로 지정한 시간인지를 판단하여(S220) 사용자가 엑세스 모드를 OSG 모드로 지정한 시간이 되면, OSG 모드로 운용되고(S230), 사용자가 엑세스 모드를 OSG 모드로 지정한 시간이 아닌 경우 CSG 모드로 운용된다(S210).
한편, 상기 엑세스 모드가 상기 제 2 모드로 설정되었음에도, 일정시간 상기 미가입자의 단말의 연결이 없는 경우, 상기 엑세스 모드는 가용 구간(Available Interval, AI) 및 비가용 구간(UnAvailable Interval, UAI)들을 포함하는 저부하 모드(LDM;Low Duty Mode)로 전환하는 단계가 진행된다. 상기 저부하 모드는 종래 IEEE 802.16m 에서 정의한 모드로서, 펨토 기지국은 상기 제 2 모드 상태에서 일정시간 미가입자의 단말이 연결되지 않는 경우 저부하 모드로 진입하며, 상기 가용 구간 동안에 다른 단말의 scanning 을 허용한다.
이하에서는 사용자 지정 모드에서 펨토 기지국의 엑세스 모드 변경에 대하여 설명하도록 한다. 도 5는 사용자 지정 모드에서 펨토 기지국의 엑세스 모드 변경 흐름도이다. 도 6은 사용자 지정 모드에서 펨토 기지국의 엑세스 모드 변경의 일실시예이다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 펨토 기지국(100a)의 미가입자의 단말(400)이 상기 펨토 기지국(100a)으로 연결되지 않도록 하는 제 1 모드와 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 제 2 모드 상호 간에 변환하는 정책이 사용자 지정 모드인 경우에 대하여 설명한다. 상기 사용자 지정 모드인 경우 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자의 단말(300)이 연결되어 있을 때에만 CSG 모드로 운용(S211)된다. 도 5의 S241에서 볼 수 있듯이 상기 펨토 기지국의 가입자의 단말이 하나라도 연결되어 있으면, 펨토 기지국(100a)은 CSG 모드이다. 그리고 모든 CSG 가입자의 단말이 펨토 기지국(100a)과 연결종료 되면 OSG 모드로 전환되며(S221), 상기 펨토 기지국(100a)의 미가입자에 대하여 서비스를 시작한다. 만약, 상기 펨토 기지국(100a)의 어떤 가입자의 단말(300)이라도 연결되면, 다시 CSG 모드로 실시간 자동으로 전환(S211)되어 미가입자 단말(400) 대한 서비스를 종료하고 가입자에 대한 서비스를 실시한다.
한편, 상기 모드 설정단계(S200)에서, 상기 엑세스 모드가 상기 제 2 모드로 설정되었음에도, 일정시간 상기 미가입자의 단말(400)의 연결이 없는 경우, 상기 엑세스 모드는 가용 구간(Available Interval, AI) 및 비가용 구간(UnAvailable Interval, UAI)들을 포함하는 저부하 모드(LDM;Low Duty Mode)로 전환하는 단계가 진행된다. 상기 저부하 모드는 종래 IEEE 802.16m 에서 정의한 모드로서, 펨토 기지국(100a)은 상기 제 2 모드 상태에서 일정시간 미가입자의 단말(400)이 연결되지 않는 경우 저부하 모드로 진입하며, 상기 가용 구간 동안에 다른 단말의 scanning 을 허용한다.
또한, 상기 저부하 모드로 전환하는 단계 이후, 상기 미가입자의 단말(400)의 연결이 감지되면, 상기 제 2 모드로 전환하는 단계가 진행된다. 또한, 상기 제 2 모드로 전환하는 단계 이후, 상기 가입자의 단말의 연결이 감지되면, 상기 제 1 모드로 전환하는 단계가 진행된다.
도 6을 참조하면, 사용자 지정 모드의 초기 모드로써 CSG 모드가 설정되어 있으므로, 펨토 기지국(100a)과 상기 펨토 기지국(100a)에 가입한 가입자의 단말(300)은 서로 연결되어 있다(S500). 이 때, 가입자의 단말(300)이 상기 펨토 기지국(100a)에 연결 종료 요청을 하면(S510) 상기 펨토 기지국(100a)은 상기 연결 종료 요청을 허용(S520)함으로써 상기 가입자의 단말(300)과 상기 펨토 기지국(100a)의 연결이 종료(S530)된다. 상기 가입자의 단말(300)과 상기 펨토 기지국(100a)의 연결이 종료됨에 따라 상기 펨토 기지국(100a)에는 연결된 가입자의 단말(300)이 존재 하지 않게 된다. 따라서 상기 사용자 지정 모드에서 정의하는 정책에 따라 상기 펨토 기지국(100a)은 OSG 모드로 실시간 전환된다. 상기 OSG 모드에서는 상기 펨토 기지국에 가입하지 않은 미가입자도 상기 펨토 기지국에 연결될 수 있다. 다만, 일정시간이 도과(S540)하였음에도 어떠한 미가입자도 연결되지 않을 경우 상기 OSG 모드는 저부하 모드로 전환된다. 상기 저부하 모드로 설정된 상태에서 비가입자의 단말(400)이 연결요청(S550)하면, 상기 저부하 모드는 OSG 모드로 전환되며 연결을 허용(S560)함으로써 상기 미가입자의 단말(400)과 상기 펨토 기지국(100a)은 연결(S570)된다. 이 때, 상기 미가입자의 단말(400)이 상기 펨토 기지국(100a)에 연결 종료 요청(S580)을 하고 상기 펨토 기지국이 상기 미가입자의 단말(400)에 연결 종료를 허용(S590)하면 상기 미가입자의 단말(400)과 상기 펨토 기지국의 연결은 종료(S600)된다. 이 경우, 상기 펨토 기지국은 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에서 사용한 데이터 양인 사용정보 를 획득한다. 또한, 상기 사용정보에 대응하여 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 기지국을 대상으로 상기 가입자가 이용할 수 있는 데이터의 양인 사용가능정보를 추출한다. 이 후 상기 사용정보 및 상기 사용가능정보를 데이터 사용 이력 관리서버(500)에 전송한다(S610). 또한, 현재 상기 펨토 기지국에는 미가입 단말이 연결되어 있지 않으므로, 일정시간이 도과(S620)하여도 미가입 단말(400)이 연결 되지 않는 다면 상기 펨토 기지국(100a)은 저부하 모드로 전환된다. 이 때, 상기 펨토 기지국(100a)의 가입자의 단말(300)이 상기 펨토 기지국(100a)에 연결 요청을(S630)하면 상기 펨토 기지국(100a)은 CSG 모드로 전환되면서, 연결허용(S640)을 하여 상기 가입자의 단말과 상기 펨토 기지국(100a)은 연결된다(S650).
이상에서와 같이 본 발명에 따른 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법 및 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10; 정책 설정부
20; 모드 설정부
30; 정보 분석부
40; 전송부
100a,100b; 펨토 기지국
200; 매크로 기지국
300; 가입자의 단말
400; 미가입자의 단말

Claims (20)

  1. 펨토 기지국의 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되지 않도록 하는 제 1 모드와 상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 제 2 모드 상호 간에 변환하는 정책을 설정하는 단계;
    사용자 지정 모드 및 시간 지정 모드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상기 정책을 기반으로 상기 펨토 기지국의 엑세스 모드를 상기 제 1 모드 또는 상기 제 2 모드로 설정하는 모드 설정단계;
    상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되어 사용한 데이터의 양인 사용정보를 획득하는 단계;
    상기 사용정보에 대응하여 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 펨토 기지국 및 매크로 기지국 중 적어도 어느 하나의 기지국을 대상으로 상기 가입자가 이용할 수 있는 데이터의 양인 사용가능정보를 추출하는 단계; 및
    상기 사용정보 및 상기 사용가능정보 중 적어도 어느 하나를 데이터 사용 이력 관리 서버로 전송하는 단계;를 포함하고,
    상기 모드 설정단계에서,
    상기 엑세스 모드가 상기 제 2 모드로 설정되고, 일정시간 상기 미가입자의 단말의 연결이 없는 경우, 상기 엑세스 모드는 가용 및 비가용 구간들을 포함하는 저부하 모드(LDM;Low Duty Mode)로 전환하는 단계를 포함하며,
    상기 사용가능정보를 추출하는 단계는,
    상기 사용정보를 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 펨토 기지국의 사용가능정보로 추출하거나, 상기 사용정보 이하의 데이터의 양을 상기 매크로 기지국의 사용가능정보로 추출하고,
    상기 사용자 지정 모드는,
    가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되면 상기 제 1 모드로 설정되고, 모든 가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결 종료되면 상기 제 2 모드로 설정되는 모드이고,
    상기 시간 지정 모드는,
    상기 가입자가 지정한 시간 동안만 상기 제 1 모드로 설정되는 모드인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 모드는,
    상기 펨토 기지국의 가입자의 단말만 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 CSG(Close Subscriber Group)모드인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 모드는,
    상기 펨토 기지국의 가입자의 단말 및 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 OSG(Open Subscriber Group)모드인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모드 설정단계는,
    실시간 자동으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 정책을 설정하는 단계는,
    상기 펨토 기지국의 가입자의 입력에 의하여 상기 정책의 선택이 이루어지는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 저부하 모드로 전환하는 단계 이후,
    상기 미가입자의 단말의 연결이 감지되면, 상기 제 2 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 모드로 전환하는 단계 이후,
    상기 가입자의 단말의 연결이 감지되면, 상기 제 1 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 방법.
  12. 펨토 기지국의 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되지 않도록 하는 제 1 모드와 상기 펨토 기지국의 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 제 2 모드 상호 간에 변환하는 정책 설정부;
    사용자 지정 모드 및 시간 지정 모드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상기 정책을 기반으로 상기 펨토 기지국의 엑세스 모드를 상기 제 1 모드 또는 상기 제 2 모드로 설정하는 모드 설정부;
    상기 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되어 사용한 데이터의 량인 사용정보를 획득하는 사용정보 획득부;
    상기 사용정보에 대응하여 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 펨토 기지국 및 매크로 기지국 중 적어도 어느 하나의 기지국을 대상으로 상기 가입자가 이용할 수 있는 데이터의 양인 사용가능정보를 추출하는 사용가능정보 추출부; 및
    상기 사용정보 및 상기 사용가능정보 중 적어도 어느 하나를 데이터 사용 이력 관리 서버로 전송하는 전송부;를 포함하고,
    상기 모드 설정부는
    상기 엑세스 모드가 상기 제 2 모드인 상황에서 일정시간 상기 미가입자의 단말의 연결이 없는 경우, 상기 엑세스 모드를 가용 및 비가용 구간들을 포함하는 저부하 모드(LDM; Low Duty Mode)로 전환하며,
    상기 사용가능정보 추출부는,
    상기 사용정보를 상기 펨토 기지국의 가입자가 가입하지 않은 펨토 기지국의 사용가능정보로 추출하거나, 상기 사용정보 이하의 데이터의 양을 상기 매크로 기지국의 사용가능정보로 추출하고,
    상기 사용자 지정 모드는,
    가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결되면 상기 제 1 모드로 설정되고, 모든 가입자의 단말이 상기 펨토 기지국에 연결 종료되면 상기 제 2 모드로 설정되는 모드이고,
    상기 시간 지정 모드는,
    상기 가입자가 지정한 시간 동안만 상기 제 1 모드로 설정되는 모드인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 장치.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 모드는,
    상기 펨토 기지국의 가입자의 단말만 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 CSG 모드인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 모드는,
    상기 펨토 기지국의 가입자의 단말 및 미가입자의 단말이 상기 펨토 기지국으로 연결되도록 허용하는 OSG 모드인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 저부하 모드는,
    상기 미가입자의 단말의 연결이 감지되면, 상기 제 2 모드로 전환되는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 저부하 모드는,
    상기 가입자의 단말의 연결이 감지되면, 상기 제 1 모드로 전환되는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 동적 엑세스 제어 장치.
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