KR101870913B1 - 분산 접속 제어 방법 및 이를 수행하는 초소형 이동통신 기지국 - Google Patents

분산 접속 제어 방법 및 이를 수행하는 초소형 이동통신 기지국 Download PDF

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노위상
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주식회사 케이티
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Abstract

분산 접속 제어 방법 및 이를 수행하는 초소형 이동통신 기지국이 제공된다. 이 방법은 펨토셀을 서비스하는 초소형 이동통신 기지국이 네트워크 접속을 분산 제어하는 방법으로서, 재부팅이 되면, 재부팅 원인을 확인하는 단계, 상기 재부팅 원인이 복수의 초소형 이동통신 기지국과 보안 게이트웨이(Security GateWay, SeGW) 간에 동시 접속을 유발하는 통신 장애로 인하여 발생한 것인지 판단하는 단계, 상기 재부팅 원인이 상기 통신 장애라면, 지연 타이머를 구동하고, 상기 지연 타이머가 만료되면, 보안 게이트웨이(Security GateWay, SeGW)와 IPSec(IP Security) 연결 절차를 수행하는 단계를 포함한다.

Description

분산 접속 제어 방법 및 이를 수행하는 초소형 이동통신 기지국{METHOD FOR CONTROLLING DISTRIBUTED ACCESS AND HOME EVOLVED NODE BASE STATION THEREOF}
본 발명은 분산 접속 제어 방법 및 이를 수행하는 초소형 이동통신 기지국에 관한 것으로서, 동시 접속으로 인한 네트워크 부하를 분산시키기 위한 기술이다.
최근, 댁내에 설치되어 소규모의 가입자를 대상으로 서비스하기 위한 개인용 기지국인 펨토셀(Femtocell)을 서비스하는 초소형 이동통신 기지국이 제안되고 있다.
펨토셀은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에 의해 표준화가 활발히 진행 중인 LTE(Long TermEvolution) 통신망에서 논의되고 있다. 펨토 셀은 셀룰러 시스템에서 매우 작은 범위를 커버할 수 있는 셀을 의미하며, 이러한 펨토 셀을 관장하기 위한 초소형 이동통신 기지국을 3GPP LTE 표준 규격에서는 펨토 기지국(Home Evolved Node Base Station, 이하, "HeNB"라 함) 이라고 정의하고 있다.
HeNB는 RF 댁내형 중계기를 거치지 않고 직접 통신 사업자의 코어 네트워크(core network)로 이동 통신 데이터를 전송함에 따라 통신 사업자 측면에서 네트워크 구축 비용을 절감하면서 주파수의 부하를 줄이고 통화 품질을 향상시킬 수 있으며, 결합 상품 제공 및 이동 통신 사업 영역을 가정용 엔터테인먼트 애플리케이션으로까지 확장하는 플랫품을 제공하는 등의 많은 장점을 가지고 있다.
기존 RF 댁내형 중계기의 경우 고객 댁내 벽면 천공으로 인하여 설치 비용이 장비 비용 이상으로 들기 때문에 비용절감 차원에서 개선이 필요하였다. 현재 상용망에서 운용중인 HeNB는 고객 댁내에 Plug & Play 방식으로 설치기사 없이 택배 형태로 배송되므로, 종래와 같이 설치 비용이 들지 않는다. 그러나 빠른 초기 접속 절차 방법 및 안정성 확보가 중요하다.
도 1은 종래에 HeNB의 네트워크 접속 절차를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, HeNB는 전원 온 및 구동(S11)이 되면, 보안 게이트웨이(Security Gateway, 이하, "SeGW"라 함)와 IPsec(Internet Protocol Security) 연결 절차를 수행(S12)하여 IPsec 터널링을 형성한다. 그러면, IPsec 터널링을 통하여 HeNB, SeGW, 코어망과 무선 통신을 수행하기 위한 일련의 셋업 절차를 수행한다(S13).
이때, 초기 접속 절차 및 운용 중에 다양한 원인으로 네트워크 재접속 절차가 발생할 수 있다. 즉, S12 단계를 재수행해야 하는 것이다.
특히, SeGW에 연결된 다수의 HeNB, 예를들면, 초당 500개를 초과하는 HeNB가 동시에 재접속 절차(S12)를 수행하게 되면, SeGW의 과부하로 인하여 장애를 유발할 수 있다.
따라서, 동시에 발생하는 네트워크 접속(S12)에 대해서 그 부하를 효율적으로 분산시킬 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 네트워크 접속 장애가 감지되면, 감지 사유에 따라 선택적으로 지연 타이머를 적용한 후, 네트워크 분산 접속을 수행하는 방법 및 이를 수행하는 초소형 이동통신 기지국을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 분산 접속 제어 방법은 펨토셀을 서비스하는 초소형 이동통신 기지국이 네트워크 접속을 분산 제어하는 방법으로서, 재부팅이 되면, 재부팅 원인을 확인하는 단계, 상기 재부팅 원인이 복수의 초소형 이동통신 기지국과 보안 게이트웨이(Security GateWay, SeGW) 간에 동시 접속을 유발하는 통신 장애로 인하여 발생한 것인지 판단하는 단계, 그리고 상기 재부팅 원인이 상기 통신 장애라면, 지연 타이머를 구동하고, 상기 지연 타이머가 만료되면, 보안 게이트웨이(Security GateWay, SeGW)와 IPSec(IP Security) 연결 절차를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 통신 장애는,
상기 보안 게이트웨이(SeGW)를 통해 연결되는 펨토 게이트웨이(Femto-GateWay, FGW)와 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME) 간 S1-MME 통신 장애로 인하여 상기 펨토 게이트웨이(FGW)로부터 셀 해제(Cell Delete) 메시지를 수신하는 경우를 포함할 수 있다.
상기 통신 장애는,
상기 보안 게이트웨이(SeGW)와 상기 IPSec 연결 절차를 수행하는 중에 인증에 실패하는 경우를 포함할 수 있다.
상기 통신 장애는,
상기 초소형 이동통신 기지국과 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME) 간 스트림 제어 전송 프로토콜(Stream Control Transmission Protocol, SCTP) 통신 장애를 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계 이후,
상기 재부팅 원인이 상기 통신 장애가 아니라면, 상기 지연 타이머의 구동없이 상기 보안 게이트웨이(SeGW)와 상기 IPSec 연결 절차를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 초소형 이동통신 기지국은 펨토셀을 서비스하는 초소형 이동통신 기지국으로서, 보안 게이트웨이(Security GateWay, SeGW)와 IPSec(IP Security) 연결 절차를 수행하는 IPsec 모듈, 재부팅 원인을 일시적으로 저장하는 버퍼, 그리고 재부팅되면, 상기 재부팅 원인을 확인하여 상기 재부팅 원인이 상기 보안 게이트웨이(SeGW)를 통해 연결되는 펨토 게이트웨이(Femto-GateWay, FGW) 및 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)와의 통신 장애로 인한 알람 발생으로 인한 것이면, 지연 타이머를 구동하고, 상기 지연 타이머가 만료할때까지 대기한 후, 상기 IPsec 모듈로 IPsec 연결 시작을 명령하는 운용 관리(Operation, Administration, Maintenance, OAM) 모듈을 포함한다.
상기 운용 관리(OAM) 모듈은,
상기 재부팅 원인이 가입자의 전원 오프 또는 장비 버전 업데이트를 포함하는 비주기적 동작으로 인한 것이라면, 상기 지연 타이머를 구동하지 않고 상기 IPsec 모듈로 IPsec 연결 시작을 명령할 수 있다.
상기 운용 관리(OAM) 모듈은,
상기 재부팅 원인이 보안 게이트웨이(SeGW)와의 통신 장애, 상기 보안 게이트웨이(SeGW)와 펨토 게이트웨이(Femto-GateWay, FGW)의 통신 장애 및 상기 보안 게이트웨이(SeGW)에 주기적으로 보고하는 메시지 에러 발생 중 적어도 하나에 해당하면, 상기 지연 타이머를 구동할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, HeNB는 알람 내용에 따라 네트워크 접속 절차에지연 타이머를 적용할지 선택하여 운용함으로써, 코어망에 영향을 줄 수 있는 네트워크 접속을 분산시킬 수 있다.
도 1은 종래에 HeNB의 네트워크 접속 절차를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재부팅 원인에 따른 지연 타이머 적용 여부를 나타낸 테이블을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지연 타이머가 적용되는 펨토 알람(Femto Alarm)들이 수록된 테이블을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초소형 이동통신 기지국의 분산 접속 제어 방법을 나타낸 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", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
단말은 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서의 단말은 기지국(base station, BS), 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB, eNodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등과 같은 네트워크 장치에 접속하여 원격의 서버에 연결될 수 있다.
이때, 기지국은 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 브로드밴드 만을 이용해 이동통신 코어 네트워크에 접속하는 초소형 이동통신 기지국으로서, 주거 또는 기업 환경(예컨대, 개인 집, 공공 레스토랑 또는 소규모 사무실 영역)에서의 사용을 위해 최적화된 기지국의 축소 버전으로서 3GPP에 따라 이해될 수 있다. 이러한 초소형 이동통신 기지국은 펨토(Femto) 기지국, 펨토 셀, 스몰(Small) 셀, 스몰 기지국, 홈 기지국, 홈 e노드B(Home Evolved Node Base Station, HeNB), 펨토 AP(Access Point), 스몰 AP 등으로 지칭할 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 HeNB로 통칭하여 기재한다. 또한, HeNB는 가입자에 의해 댁내에서, 예컨대, '플러그 앤드 플레이(plug-and-play)' 방식으로 설치되도록 설계될 수 있다.
이제, 도면을 참고로 하여 분산 접속 제어 방법 및 이를 수행하는 초소형 이동통신 기지국에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 구성도로서, 특히, 홈 펨토 망의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재부팅 원인에 따른 지연 타이머 적용 여부를 나타낸 테이블을 나타내며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지연 타이머가 적용되는 펨토 알람(Femto Alarm)들이 수록된 테이블을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 홈 펨토 망은 HeNB(100), 보안 게이트웨이(Security GateWay, 이하, "SeGW"라 함)(200), 홈 기지국 관리 서버(Home eNB Management Server, 이하, "HeMS"라 함)(300), 펨토 게이트웨이(Femto-GateWay, 이하, "FGW"라 함)(400), 코어망(500) 및 인터넷(600)을 포함한다.
HeNB(100)는 SeGW(200)와 IPSec(IP Security) 프로토콜을 사용하여 연결된다. HeNB(100)는 SeGW(200)와 사전에 상호 정의된 Key(Pre-Shared Key 등)를 이용해 IPSec 연결을 수행한다.
HeNB(100)는 S1 인터페이스로 코어망(500)에 또한 접속되고, 특히, S1-MME(제어 평면) 인터페이스에 의해 코어망(500)의 이동 관리 엔티티(Mobility Management Entity, 이하, "MME"라 함)(501)에 접속된다. S1-MME 기준 포인트를 통한 전송 프로토콜로서 스트림 제어 전송 프로토콜(Stream Control Transmission Protocol, 이하, " SCTP"라 함)을 이용할 수 있다.
SeGW(200)는 HeNB(100)가 IPsec 터널링을 통하여 코어망(500)에 연결되도록 시그널링 트래픽(signaling traffic)을 제공한다.
SeGW(200)는 HeNB(100)와 HeMS(300) 사이에서, HeNB(100)들 사이에서, 그리고 HeNB(100)와 MME(501) 사이에서 통신의 보안 터널링, 즉, IPSec 연결을 위한 펨토 기지국 인증을 제공한다.
HeMS(300)는 다수의 HeNB(100)들이 보고하는 정보들을 독자적으로 처리하는 관리 서버로서, SeGW(200)와 IPSec 터널을 이용한 HeNB 컨트롤을 수행한다.
HeMS(300)는 HeNB(100)의 구성 관리(Configuration Management, CM), 장애관리(Fault management, FM), 수행 관리(Performance Management, PM)를 처리한다. HeMS(300)는 HeNB(100)의 위치 확인을 처리하며 SeGW(200) 및 MME(501)의 탐색 및 배치를 처리한다.
HeMS(300)는 HeNB(100)를 대상으로 하는 OAM를 수행할 수 있다.
FGW(400)는 다수의 HeNB(100)를 지원하기 위한 네트워크 요소로서, 사용자의 이동성 관리와 같이 제어평면 기능을 수행한다. 이러한 FGW(400)는 코어망(500)과 HeNB(100)의 신호 전달을 수행한다.
코어망(500)은 EPC(Evolved Packet Core)일 수 있다. 코어망(500)은 세션 관리, 이동성 관리 등와 같은 호처리 관련 동작을 수행하는 MME(501), 데이터 패킷을 전송하며 기지국 간 또는 LTE 망과 다른 3GPP망간의 핸드오버시 기준점이 되는 서빙 게이트웨이(Serving GateWay, S-GW) 및 단말과 외부 데이터망 사이의 연결성을 제공하며 LTE 망과 non-3GPP 망간의 핸드오버시 기준점이 되는 공중데이터망 게이트웨이(PDN Gateway, P-GW) 등으로 구성된다.
이때, 여기서, HeNB(100)는 운용 관리(Operation, Administration, Maintenance, 이하, "OAM"이라 함) 모듈(101), OAM 버퍼(103), IPsec 모듈(105) 및 기지국 기능부(107)를 포함한다.
OAM 모듈(101)은 HeNB(100)의 OAM을 수행하는데, HeMS(300)와 연동하여 OAM을 수행할 수 있다.
OAM 모듈(101)은 망의 각 요소가 안정적으로 서비스되기 위한 운용(Operations), 운용을 위한 효율적인 관리 방안(Administration) 및 서비스의 가용성을 위한 예방 및 조치 활동(Maintenance)을 하기 위해 소형셀 구동 시망 요소(HeMS 및 MME)와의 IP 연결 설정 및 망 요소에 등록하는 개통 지원 기능을 수행한 후, 구성 파라미터를 관리하는 구성 관리 기능과, 성능 데이터를 수집하여 보고하는 성능관리 기능, 장애 발생 시 보고하는 장애 관리 기능 등을 수행할 수 있다.
OAM 모듈(101)은 IPsec 모듈(105) 및 기지국 기능부(107)를 제어하고, IPsec 모듈(105)이 SeGW(200)로부터 할당받은 IPsec 관련 키를 기지국 기능부(107)로 전달한다.
OAM 버퍼(103)는 기지국 기능부(107)의 상태에 따라 발생하는 펨토 알람 신호들, 재부팅 원인 정보들이 일시적으로 저장된다.
여기서, 펨토 알람 신호들은 다음 표 1과 같이 정의된다.
No 알람(Alarm) 리스트(List) 1주간 발생율
Count 백분율(%)
1 FGW S1-MME SCTP ABORT ALARM 18 0.07%
2 HeNB 1588 LOCKING FAIL ALARM 267 1.03%
3 HeNB Auto Reboot 3647 14.01%
4 HeNB Command Reboot 1583 6.08%
5 HeNB CPU OVERLOAD CRITICAL ALARM 4 0.02%
6 HeNB CPU OVERLOAD MAJOR ALARM 23 0.09%
7 HeNB CPU OVERLOAD MINOR ALARM 1202 4.62%
8 HeNB DISK FULL CRITICAL ALARM 2 0.01%
9 HeNB DISK FULL MINOR ALARM 4 0.02%
10 HeNB ETHERNET PORT FAIL ALARM 168 0.65%
11 HeNB LTE MAC/PHY ALARM 837 3.22%
12 HeNB MEMORY OVERLOAD CRITICAL ALARM 1638 6.29%
13 HeNB MEMORY OVERLOAD MAJOR ALARM 2984 11.46%
14 HeNB MEMORY OVERLOAD MINOR ALARM 7080 27.20%
15 HeNB NO RESPONSE ALARM 1318 5.06%
16 HeNB PROCESS ERROR CRITICAL ALARM 633 2.43%
17 HeNB RF OFF 335 1.29%
18 HeNB SCTP KEEP ALIVE FAIL ALARM 369 1.42%
19 HeNB SeGW IPSEC FAIL ALARM 222 0.85%
20 HeNB Unknown Reboot 1628 6.25%
21 HeNB USIM ERROR ALARM 2013 7.73%
22 HeNB-IEEE1588 LINK FAIL ALARM 58 0.22%
표 1에 따르면, 일정 주기, 예를들면, 1주 동안 발생한 알람의 발생 횟수 및 발생률을 나타낸다.
표 2는 표 1의 펨토 알람들에 대한 간략한 설명을 나타낸다.
No 알람(Alarm) 리스트(List) 설명
1 FGW S1-MME SCTP ABORT ALARM -FGW와 MME간 S1-MME 통신 에러 Alarm
-FGW가 SCTP Abort와 IPSec Delete를 동시에 전송하거나, IPSec Delete를 전송하게 되면 발생
- FGW로부터 Cell Delete 수신시, HeNB 재부팅(Reboot)하여 IPSec 연결부터 재시도함
2 HeNB 1588 LOCKING FAIL ALARM - HeNB의 동기 Locking Fail Alarm
3 HeNB Auto Reboot - 자동 재부팅
4 HeNB Command Reboot - 사용자 명령에 따른 재부팅
5 HeNB CPU OVERLOAD CRITICAL ALARM -HeNB의 CPU 과부하 알람
-HeMS로부터 지정된 CPU CriThresh보다 프로세스 사용률이 높을 경우 발생
6 HeNB CPU OVERLOAD MAJOR ALARM -HeNB의 CPU 과부하 알람
-HeMS로부터 지정된 CPU MajThresh보다 프로세스 사용률이 높을 경우 발생
7 HeNB CPU OVERLOAD MINOR ALARM -HeNB의 CPU 과부하 알람
-HeMS로부터 지정된 CPU MinThresh보다 프로세스 사용률이 높을 경우 발생
8 HeNB DISK FULL CRITICAL ALARM -HeNB의 DISK 사용률이 정해진 한계를 넘을 경우 발생하는 알람
- HeMS로부터 지정된 Disk CriThresh보다 Disk 사용률이 높을 경우 발생
9 HeNB DISK FULL MINOR ALARM -HeNB의 DISK 사용률이 정해진 한계를 넘을 경우 발생하는 알람
-HeMS로부터 지정된 Disk MinThresh 보다 Disk 사용률이 높을 경우 발생
10 HeNB ETHERNET PORT FAIL ALARM -HeNB 내부 Ethernet Port에 통신 장애가 발생할 경우 알람 발생
11 HeNB LTE MAC/PHY ALARM - RF구간 MAC/PHY Layer 에러 Alarm
-LTE Protocol Stack상에서 MAC/PHY Layer에서 오류가 발생하거나 Down 현상이 발생하여 상위 Application과의 통신이 되지 않을 경우에 발생
12 HeNB MEMORY OVERLOAD CRITICAL ALARM -HeNB의 메모리 과사용 알람
-HeMS로부터 지정된 Memory CriThresh 보다 메모리 사용률이 높을 경우 발생
13 HeNB MEMORY OVERLOAD MAJOR ALARM -HeNB의 메모리 과사용 알람
-HeMS로부터 지정된 Memory MajThresh 보다 메모리 사용률이 높을 경우 발생
14 HeNB MEMORY OVERLOAD MINOR ALARM -HeNB의 메모리 과사용 알람
-HeMS로부터 지정된 Memory MinThresh 보다 메모리 사용률이 높을 경우 발생
15 HeNB NO RESPONSE ALARM - HeNB와 FGW간 S1-AP 통신 무응답 Alarm
16 HeNB PROCESS ERROR CRITICAL ALARM - Agent Process를 제외한 LTE Service와 관련 있는 Process(OS, OAM Process)가 죽을 경우 발생
17 HeNB RF OFF -HeNB의 RF 모듈 OFF
18 HeNB SCTP KEEP ALIVE FAIL ALARM - SCTP를 SCTP Heartbeat를 통해 10초 주기로 Check하여 연속으로 3번 SCTP Disable인 경우에 발생
- 기존에 가지고 있던 Virtual IP로 S1 setup 시도
19 HeNB SeGW IPSEC FAIL ALARM -HeNB 인증(Authentication)이 실패한 경우에 알람이 발생
20 HeNB Unknown Reboot - 고객 전원OFF
21 HeNB USIM ERROR ALARM - HeNB USIM ERROR ALARM이 발생한 경우, IPSEC을 시도하지 않음
22 HeNB-IEEE1588 LINK FAIL ALARM - OAM에서 10초 주기로 Check하여 Socket Fail이 연속 3번 발생하는 경우 발생
- HeNB와 동기서버 간 통신 에러 Alarm
표 1 및 표 2와 같이, HeNB(100)에서는 다양한 펨토 알람이 발생할 수 있고, 펨토 알람의 종류에 따라 네트워크 재접속, 즉, IPsec 절차를 재수행해야할 수 있다.
이때, No1, No18, No19에 해당하는 각각의 펨토 알람은 전체적으로 약 2.3%에 해당하며, 코어망에 영향을 줄 수 있는 재접속 절차, 즉, IPsec 연결 절차를 수행하도록 한다.
OAM 모듈(101)은 재부팅이 되면, OAM 버퍼(103)에 저장된 재부팅 원인을 확인하여 재부팅 원인이 No1, No18, No19에 해당할 경우, 기 정의된 지연 타이머를 구동한다. 그리고 지연 타이머가 만료되면, IPsec 모듈(105)로 IPsec 연결 시작을 명령한다.
OAM 모듈(101)은 도 3과 같이, 재부팅 원인에 따른 지연 타이머 적용 여부를 나타낸 제1 테이블(700)을 관리할 수 있다. OAM 모듈(101)은 제1 테이블(700)을 참조하여 재부팅 원인에 따라 지연 타이머를 선택적으로 적용한다.
OAM 모듈(101)은 재부팅 원인이 분산 기준 테이블에 등록된 알람에 의한 것일 경우, 지연 타이머를 적용한 후, IPsec 모듈(105)로 IPsec 연결 시작을 명령한다.
여기서, 분산 기준 테이블은 도 4와 같다. 도 4를 참조하면, 분산 기준 테이블(701)은 표 1 및 표 2의 No1, No18, No19에 해당하는 각각의 알람 정보가 수록되어 있다. OAM 모듈(101)은 재부팅 원인이 도 4의 분산 기준 테이블에 등록된 알람으로 인한 것으로 판단되면, 지연 타이머를 구동하여 일정시간 대기한 후, IPsec 모듈(105)로 IPsec 연결 시작을 명령한다.
OAM 모듈(101)은 재부팅 원인이'HeNB Unknown Reboot'알람에 의한 것이거나 또는 사용자 명령(User Command)에 해당할 경우, 지연 타이머를 적용하지 않고, 바로 IPsec 모듈(105)로 IPsec 연결 시작을 명령한다. 이러한 HeNB Unknown Reboot'알람 또는 사용자 명령은 일반 고객의 전원 오프(Power Off) 및 HeNB 버전 업데이트 등에 의한 특정 HeNB에서 비주기적으로 이루어지는 경우에 해당한다. 이런 경우에는 지연 타이머없이 IPsec 모듈(105)로 IPsec 연결 시작을 바로 명령하여 빠른 네트워크 접속이 이루어지도록 한다.
반면, HeNB(100)와 SeGW(200)와의 통신 오류, SeGW(200)와 FGW(400)의 통신 오류 및 HeNB(100)들이 주기적으로 SeGW(200)에 보고하는 SCTP Keep Alive 메시지 에러 시에 지연 타이머를 적용하여 초기 접속 절차를 실행한다.
여기서, OAM 모듈(101)은 PRF(Pseudo Random Function)를 이용하여 지연 타이머를 계산할 수 있다. 이때, PRF에 최대 지연(Max Delay)값과, 키(Key)값을 입력으로 하여 지연 타이머를 연산할 수 있다. 예를들면, 최대 지연(Max Delay)값은 분 단위로 지정될 수 있다. 최대 지연(Max Delay)값은 상황에 따라 달라지나 SeGW(200)와 통신하는 모든 HeNB(100)의 수량에 따라 유동적으로 설정 가능하다. 그리고 키(Key)값은 맥 주소(Mac Adress), Cell-ID 등과 같이 장비를 특정지을 수 있는 구분자가 될 수 있다.
IPsec 모듈(105)은 SeGW(200)와의 사이에서 IPsec을 통한 연결을 수행하며, IPSec 표준을 준수하도록 설계된다.
기지국 기능부(107)는 단말(미도시) 및 코어망(500)과의 통신을 담당하는 프로토콜 스택(protocol stack), HeNB(100) 프로세싱을 수행하는 메인 CPU, 메인 CPU의 동작을 위한 펌웨어(firmware) 및 데이터를 저장하는 시스템 메모리, 단말의 접속을 위한 다운링크 인터페이스, HeMS(300)를 포함하여 코어망(500)과의 통신을 수행하는 업링크 인터페이스 등 HeNB(100)의 전반적인 동작을 위한 구성들을 포함한다.
기지국 기능부(107)는 통신 상태, 동작 상태가 표 1의 펨토 알람 발생 조건에 해당할 경우, 펨토 알람을 발생시킨다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초소형 이동통신 기지국(HeNB)의 분산 접속 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, OAM 모듈(101)은 재부팅(S101)되면, OAM 버퍼(103)로부터 재부팅 원인을 확인한다(S103).
OAM 모듈(101)은 S103 단계에서 확인한 재부팅 원인이 기 정의된 펨토 알람, 즉, 도 3 및 도 4에 정의된 펨토 알람에 해당하는지 판단한다(S105).
해당하지 않으면, 바로 IPsec 모듈(105)로 IPsec 연결 시작을 명령한다(S107). IPsec 모듈(105)은 SeGW(200)와 IPsec 연결 절차를 수행한다(S109). 이때, S109 단계는 IKE_SA_INIT_Request 메시지, IKE_SA_INIT_Reponse 메시지, IKE_AUTH_Request 메시지, IKE_AUTH_Reponse 메시지를 서로 교환하는 IKE/IKEv2(Internet Key Exchange)가 사용될 수 있다.
IPsec 모듈(105)은 SeGW(200)와 IPsec 연결이 완료되면, 완료 정보를 OAM 모듈(101)로 전달한다(S111). OAM 모듈(101)은 완료 정보를 기지국 기능부(107)로 전달한다(S113). 기지국 기능부(107)는 SeGW(200)와 연결된 IPsec 터널링을 통하여 완료 정보를 이용하여 코어망(500)에 접속한다. 기지국 기능부(107)는 SeGW(200), MME(501)와 무선 통신을 수행하기 위한 일련의 셋업 과정을 완료한다(S115).
한편, OAM 모듈(101)은 S105 단계에서 재부팅 원인이 기 정의된 펨토 알람에 해당하면, 지연 타이머를 구동한다(S117).
OAM 모듈(101)은 지연 타이머의 만료 여부를 확인(S119)한 후, 지연 타이머가 만료하면, IPsec 모듈(105)로 IPsec 연결 시작을 명령한다(S107). 그리고 이후의 과정(S123, S125, S127, S129)을 수행한다.
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.
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 (8)

  1. 펨토셀을 서비스하는 초소형 이동통신 기지국이 네트워크 접속을 분산 제어하는 방법으로서,
    재부팅이 되면, 재부팅 원인을 확인하는 단계,
    상기 재부팅 원인이 복수의 초소형 이동통신 기지국과 보안 게이트웨이(Security GateWay, SeGW) 간에 동시 접속을 유발하는 통신 장애로 인하여 발생한 것인지 판단하는 단계, 그리고
    상기 재부팅 원인이 상기 통신 장애라면, 지연 타이머를 구동하고, 상기 지연 타이머가 만료되면, 상기 보안 게이트웨이(SeGW)와 IPSec(IP Security) 연결 절차를 수행하는 단계,
    상기 재부팅 원인이 가입자의 전원 오프 또는 장비 버전 업데이트를 포함하는 비주기적 동작으로 인한 것인지 판단하는 단계, 그리고
    상기 재부팅 원인이 상기 비주기적 동작으로 인한 것이라면, 상기 지연 타이머의 구동없이 상기 보안 게이트웨이(SeGW)와 상기 IPSec 연결 절차를 수행하는 단계
    를 포함하는, 분산 접속 제어 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 통신 장애는,
    상기 보안 게이트웨이(SeGW)를 통해 연결되는 펨토 게이트웨이(Femto-GateWay, FGW)와 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME) 간 S1-MME 통신 장애로 인하여 상기 펨토 게이트웨이(FGW)로부터 셀 해제(Cell Delete) 메시지를 수신하는 경우를 포함하는, 분산 접속 제어 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 통신 장애는,
    상기 보안 게이트웨이(SeGW)와 상기 IPSec 연결 절차를 수행하는 중에 인증에 실패하는 경우를 포함하는, 분산 접속 제어 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 통신 장애는,
    상기 초소형 이동통신 기지국과 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME) 간 스트림 제어 전송 프로토콜(Stream Control Transmission Protocol, SCTP) 통신 장애를 포함하는, 분산 접속 제어 방법.
  5. 삭제
  6. 펨토셀을 서비스하는 초소형 이동통신 기지국으로서,
    보안 게이트웨이(Security GateWay, SeGW)와 IPSec(IP Security) 연결 절차를 수행하는 IPsec 모듈,
    재부팅 원인을 일시적으로 저장하는 버퍼, 그리고
    재부팅되면, 상기 재부팅 원인을 확인하여 상기 IPsec 모듈로 IPsec 연결 시작할 때 지연 타이머의 적용 여부를 결정하는 운용 관리(Operation, Administration, Maintenance, OAM) 모듈을 포함하고,
    상기 운용 관리(OAM) 모듈은,
    상기 재부팅 원인이 상기 보안 게이트웨이(SeGW)를 통해 연결되는 펨토 게이트웨이(Femto-GateWay, FGW) 및 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)와의 통신 장애로 인한 알람 발생으로 인한 것이면, 지연 타이머를 구동하여 상기 지연 타이머가 만료하면, 상기 IPsec 모듈로 IPsec 연결 시작을 명령하고,
    상기 재부팅 원인이 가입자의 전원 오프 또는 장비 버전 업데이트를 포함하는 비주기적 동작으로 인한 것이라면, 상기 지연 타이머를 구동하지 않고 상기 IPsec 모듈로 IPsec 연결 시작을 명령하는, 초소형 이동통신 기지국.
  7. 삭제
  8. 제6항에서,
    상기 운용 관리(OAM) 모듈은,
    상기 재부팅 원인이 보안 게이트웨이(SeGW)와의 통신 장애, 상기 보안 게이트웨이(SeGW)와 펨토 게이트웨이(Femto-GateWay, FGW)의 통신 장애 및 상기 보안 게이트웨이(SeGW)에 주기적으로 보고하는 메시지 에러 발생 중 적어도 하나에 해당하면, 상기 지연 타이머를 구동하는, 초소형 이동통신 기지국.
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