KR20060129438A - 이동 전화 셀룰러 통신 네트워크 내의 인증되지 않은 무선액세스 네트워크 - Google Patents

이동 전화 셀룰러 통신 네트워크 내의 인증되지 않은 무선액세스 네트워크 Download PDF

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인증되지 않은 무선 액세스 네트워크가 인증되지 않은 셀룰러 이동 전화 네트워크의 코어 네트워크부에 연결되고, 미니-셀을 각각 규정하며 인증되지 않은 무선 인터페이스를 통해서 미니-셀 내에 위치된 이동국과 통신하는 다수의 액세스 지점(301)을 갖는 광대역 네트워크(302)를 포함한다. 액세스 제어기(303)는 코어 네트워크부 빛 광대역 네트워크에 연결된다. 본 발명에 따라, 액세스 제어기(303)는 자신의 위치 에어리어 또는 인증된 무선 이동 전화 네트워크 내의 에어리어에 관련되고 적어도 하나의 특정 액세스 지점 또는 광대역 네트워크 어드레스에 관한 이동국의 아이덴티피케이션을 저장하는 데이터베이스를 포함한다. 이런 배열은 이동국이 부적절한 시그날링 로드 없이 코어 네트워크로부터의 페이징 신호에 응답하여 액세스 네트워크 내에 위치되도록 한다.
인증되지 않은 무선 액세스 네트워크, 코어 네트워크, 광대역 네트워크, 이동국, 데이터베이스, 홈 기지국, 홈 기지국 제어기

Description

이동 전화 셀룰러 통신 네트워크 내의 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크{UNLICENSED-RADIO ACCESS NETWORKS IN MOBILE CELLULAR COMMUNICATION NETWORKS}
본 발명은 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크를 갖는 셀룰러 이동 통신에 관한 것이다. 본 발명은 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크의 커버리지 에어리어 내에서 페이징에 특별한 관련이 있다.
어떤 셀룰러 이동 전화 통신 시스템(예컨대, GSM 네트워크)에서, 이동성 관리, 즉 가입자 또는 이동국 위치가 여러 레벨에서 처리된다. 최상의 레벨에서, 홈 위치 등록기(HLR)는 이동 전화 가입자가 네트워크의 일부에 로밍되고 또한 이동 전화 가입자가 방문자 위치 등록기(VLR)로 등록된다는 데이터를 갖는다. 방문자 위치 등록기(VLR)는 이동 전화 가입자가 현재 위치 에어리어(LA)에 있다는 데이터를 갖는다. 위치 에어리어는 이동 전화 교환 센터(MSC) 및 다수의 기지국 제어기(BSC)에 의해서 제어되고 기지국 송수신기(BTS)의 커버리지 에어리어를 각각 나타내는 몇몇 셀로 분할된다. 위치 에어리어는 기지국 송수신기(BTS)에 의해서 각 셀에 브로드캐스트된다. 그러므로 로밍 이동국은 그것이 한 위치 에어리어로부터 다음으로 이동할 때 검출할 수 있고, 방문자 위치 등록기(VLR)를 알릴 수 있다. 그러나, 이동국 이 단순히 하나의 셀에서 동일한 위치 에어리어 내의 다른 셀로 이동한다면, 방문자 위치 에어리어는 알려지지 않는다. 이는 네트워크 내에 이동국을 위치시키기 위해서, 단지 이동국이 위치 에어리어에 있고 이런 위치 에어리어 내의 모든 셀에서 이동 전화를 페이징해야만 한다는 것을 코어 네트워크가 인식한다는 것을 의미한다.
통상적인 셀룰러 네트워크는 저전력의 인증되지 않은 무선 인터페이스를 사용하는 액세스 네트워크를 부가함으로써 확장될 수 있어서 이동국과 통신한다. 이런 액세스 네트워크는 표준 공공 이동 전화 네트워크의 코어 엘리멘트와 함께 사용되도록 디자인되고, 이동국(MS) 및 제어기를 갖는 인증되지 않은 무선 링크 또는 인증되지 않은 무선 송수신기와 이동 전화 코어 네트워크를 연결하는 인터페이스 노드를 설정하도록 각각 디자인된, 플러그-인 저전력 인증되지 않은 무선 송수신기(plug-in low-power unlicensed radio transceivers), 또는 액세스 지점으로 필수적으로 구성된다. 적합한 인증되지 않은 무선 포맷은 디지털 강화 무선 전기 통신(DECT), 무선 LAN 및 블루투스를 포함한다. 표준 공중 인터페이스(예컨대, Um 인터페이스) 및 인증되지 않은 무선 인터페이스 둘 다를 통해 동작할 수 있는 적응형 이동 전화 핸드셋은 가입자가 모든 환경에서 단지 하나의 전화를 요구한다는 것을 의미한다. 액세스 네트워크가 구성되는데, 공중 이동 전화 네트워크의 코어 엘리멘트(예컨대, 이동 전화 교환 센터(MSC))는 통상적인 기지국 제어기(BSC)로서 인터페이스 노드를 고려한다. 이런 액세스 네트워크 및 이런 액세스 네트워크와 함께 사용하기 위한 이동국은 유럽 특허 출원 제 EP-A-207 708에서 설명된다.
인증되지 않은 무선 인터페이스의 저전력 및 결과적인 낮은 범위는 이런 몇몇 액세스 네트워크는 예컨대, 오피스 건물의 층당 하나의 액세스 네트워크에 매우 근접하여 제공될 수 있거나, 개인 홈에 제공될 수 있다. 인증되지 않은 무선 송수신기 및 관련된 제어기 간의 연결은 고정된 광대역 네트워크에 의해서 제공되는 것이 바람직하다. 바람직하게 이런 네트워크를 통한 통신이 액세스 네트워크의 설치를 매우 유용하게 하는 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하여, 가입자가 그의 홈에서 인증되지 않은 무선 송수신기를 플러그-인하고, 그것이 대안적인 위치로 일시적으로 이동할 수조차 있도록 하여, 그 결과 그의 인증되지 않은 무선 액세스 지점을 설정한다. 설치되어 이동될 수 있는 용이함 및 소형 액세스 지점 커버리지 에어리어의 결합은 각각의 액세스 지점 제어기가 통상적인 셀룰러 네트워크의 동일한 기지국 제어기에 비해 매우 크지만 종종 변하는 수의 셀을 제어할 것이라는 것을 의미한다. 그 결과, 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서 어딘가로 로밍하는 이동국이 코어 네트워크에 의해 페이징되어야만 할 때, 액세스 지점 제어기 상에 시그날링 로드가 연관된 많은 수의 셀 및 액세스 지점으로 인해서 매우 높을 것이다.
상기 문제에 비추어, 본 발명의 목적은 적합하지 않은 시그날링 로드 없이 코어 네트워크로부터 페이징 신호에 응답하여 이동국을 위치시키는데 적합한 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크를 제공한다.
이런 목적 및 부가적인 목적은 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서 성취되는데 방법은 첨부된 청구항에 따라 동일하게 실행된다.
특히, 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크는 인가된 이동 전화 셀룰러 네트워크의 코어 네트워크부에 연결되고, 코어 네트워크에 연결된 액세스 제어기 및 액세스 제어기에 연결되고 다수의 액세스 지점을 갖는 고정된 광대역 네트워크를 포함한다. 각각의 액세스 지점은 미니-셀 커버리지 에어리어를 규정하고 개별적인 미니-셀 내에 위치된 이동국 및 액세스 제어기 사이의 통신을 허용하는 인증되지 않은 무선 인터페이스를 지원한다. 본 발명에 따라, 액세스 제어기는 인가된 무선 이동 전화 셀룰러 네트워크에서 하나 이상의 위치 에어리어에 관련되고, 고정된 광대역 네트워크 또는 각각의 이동국에 대한 하나 이상의 액세스 지점 상의 어드레스 정보에 관하여 이동국의 아이덴티피케이션(identification)을 저장하는 데이터베이스를 포함한다.
이동국의 아이덴티피케이션을 이동국이 액세스 네트워크와 통신하는 액세스 지점 또는 광대역 네트워크 어드레스에 관련시키는 데이터베이스의 규정은 본래 중간 레벨의 이동성 관리를 제공한다. 이런 방법으로, 액세스 네트워크는 특정 어드레스, 어드레스 지점 또는 액세스 지점의 그룹을 향하여 코어 네트워크로부터 메시지를 능동적으로 향하게 할 수 있어서, 액세스 지점으로/으로부터 시그날링의 양을 감소시킨다.
액세스 지점은 어떠한 이동국도 그의 커버리지 에어리에 위치되지 않을 때 조차 액세스 제어기와의 연결을 설정할 수 있는 분리된 엔티티를 포함할 수 있거나, 액세스 지점은 본래 인증되지 않은 무선 인터페이스 및 고정된 광대역 네트워크 사이의 대화를 제공하면서 이동국 및 액세스 제어기 사이에 메시지를 단순히 중계하는 광대역 네트워크로의 노드 또는 투명한 액세스 지점일 수 있다. 후자의 경우에, 액세스 지점이 액세스 제어기에 의해서 분리된 엔티티로서 인식되지 않기 때문에, 이동국은 광대역 네트워크상의 네트워크 어드레스를 할당받을 것이다.
바람직하게, 액세스 제어기는 관련된 위치 에어리어에 위치된 이동국의 아이덴티피케이션을 포함하는 페이징 메시지를 코어 네트워크부로부터 수신하고, 식별된 이동국에 관련된 액세스 지점 또는 네트워크 어드레스를 식별하며, 페이징 메시지를 단지 식별된 액세스 지점 및 지점들로 전송하도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 데이터베이스는 코어 네트워크에 관계없이 업데이트된다. 특히, 액세스 네트워크 제어기는 이동국에 대한 메시지 등록 아이덴티피케이션 데이터를 이동국으로부터 수신하고, 상기 이동국과 통신하는 액세스지점을 고려하는 정보에 관련된 데이터베이스에 새로운 아이덴티피케이션 데이터를 저장하도록 한다. 유사하게, 액세스 제어기는 이동국이 더 이상 액세스 제어기와 통신하지 않을 때, 아이덴티피케이션 데이터를 삭제하도록 한다. 이는 액세스 지점으로부터 메시지를 수신시에 상기 이동국이 액세스 지점과 더 이상 통신하지 않을 수 있다는 것이다. 선택적으로, 액세스 제어기는 이동국과 함께 설정된 연결을 모니터링 할 수 있고 언제 이런 접속이 더 이상 유지되지 않을지를 결정할 수 있다.
본 발명의 부가적은 목적 및 장점은 첨부된 도면을 참조하는 예시의 방법으로 주어진 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명으로 인해 명백해질 것이다.
도1은 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크를 포함하기 위해서 수정된 GSM 네트워크의 일부를 도시하는 개략도,
도2는 도1의 수정된 GSM 네트워크에서 위치 에어리어에 대한 시스템의 개략도,
도3은 제1 실시예에 대한 본 발명에 관한 인증되지 않은 액세스 네트워크의 개략도, 및
도4는 제2 실시예에 대한 본 발명에 관한 인증되지 않은 액세스 네트워크의 개략도인데, 상기 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크는 투명한 액세스 지점을 갖는다.
도1은 통상적인 GSM 네트워크의 일부를 개략적으로 도시한다. 이런 네트워크는 원래 코어 네트워크부(20) 및 액세스부(10)로 나뉜다. 도면에 도시된 코어 네트워크의 엘리멘트는 홈 위치 등록기(HLR)(201) 및 방문자 위치 등록기(VLR)(204)에 관련된 MSC's(202) 또는 이동 전화 교환 센터를 포함한다. 이런 통상적인 GSM 아키텍처 엘리멘트의 기능 및 구조는 당업자에게 공지되어 여기서는 더 상세히 설명하지 않을 것이다. 코어 네트워크는 또한 범용 패킷 무선 서비스(GPRS)를 지원하는데, 이런 목적으로 서빙 GPRS 지원 노드(SGSN)(203)가 도시된다. 도면에 도시되지 않을지라도, 코어 네트워크부가 다른 이동 전화, 고정-라인 네트워크(예컨대, ISDN 및 PSTN 네트워크), 패킷, 및 회로 교환 패킷 데이터 네트워크(예컨대, 인트라넷, 익스트라넷, 및 하나 이상의 게이트웨이 노드를 통한 인터넷)로의 액세스를 포함할 수 있다.
액세스부는 원래 기지국 서브시스템(BSS)(10)으로 구성되는데, 이들 중 하나가 도1에 도시되는데, 이는 규정되어 고정된 표준(A) 및 Gb 인터페이스를 통해 코어 네트워크부(20)의 각각 MSC(202) 및 SGSN(203)와 통신한다. 각각의 기지국 서브시스템(BBS)(10)은 기지국 제어기(BSC)(103)를 포함하는데, 이는 규정된 Abis 공중 인터페이스(102)를 통해서 하나 이상의 기지국 송수신기국(BTS)(101)과 통신한다. 기지국 송수신기국(BTS)(101)은 GSM 표준 Um 무선 공중 인터페이스를 통해서 이동국(MS1)과 통신한다. BTS(101) 및 BSC(103)이 BSS(10) 내의 단일 엔티티를 형성하는 것으로 도시되고, BSC(103)은 종종 BTS(101)로부터 분리되고 이동 전화 서비스 교환 센터(MSC)(202)에 위치되기도 한다. 도 1에 도시된 물리적인 분할은 액세스 네트워크부(10)를 구성하는 네트워크의 일부 및 코어 네트워크부(20)를 형성하는 것들 사이를 구별하기 위해서 서비스된다.
BSS(10)에 의해 제공되는 표준 액세스 네트워크부 외에도, 도1에 도시된 네트워크부는 도면의 아래쪽 반에 도시된 수정된 액세스 네트워크부(30)를 더 포함한다. 여기서부터 이것은 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크부(30)로서 도시될 것이다.
이런 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크부(30)를 구성하는 구성 요소는 또한 이동 전화 단말기(1)가 GSM 코어 네트워크부에 액세스하도록 하고, 이를 통해서, 양방향 화살표(31)에 의해서 도 1에 도시된 인증되지 않은 무선 인터페이스(X) 를 통해서 다른 통신 네트워크에 액세스하도록 한다. 인증되지 않은 무선에 의한 것은 이동 전화 네트워크를 기동하는 오퍼레이터가 적합한 규제 몸체로부터 인증을 획득하도록 요구하지 않는 임의의 무선 프로토콜을 의미한다. 일반적으로, 이와 같이 인증되지 않은 무선 기술은 저전압이어야만 하므로 인가된 이동 전화 무선 서비스에 비해서 제한된 범위로 구성되어야만 한다. 이는 이동 전화 단말기의 배터리 수명이 더 길어질 것이라는 것을 의미한다. 게다가, 이런 범위가 작기 때문에, 인증되지 않은 무선은 광대역 무선일 수 있으므로, 증진된 음성 품질을 제공한다. 무선 인터페이스는 임의의 적합한 인증되지 않은 무선 프로토콜(예컨대, 무선 LAN 프로토콜 또는 디지털 강화 무선 전기 통신(DECT))을 사용할 수 있다. 그러나 통상적인 공중 이동 전화 무선 네트워크보다 더 낮은 전압을 가지며 높은 대역폭을 갖는 블루투스 무선을 사용하는 것이 바람직하다.
블루투스 표준은 여러 장치 사이에 짧은-범위 연결을 위해서 양방향 무선 디지털을 특징으로 한다. 장치는 2.45GHz 정도의 주파수 대역에서 송신하여 수신하는 송수신기가 장착된다. 이런 대역은 세계적으로 국가에 따라 몇몇 다양한 대역폭과 함께 사용할 수 있다. 데이터 외에도, 세 개의 음성 채널까지 사용할 수 있다. 각각의 장치는 IEEE 802 표준으로부터 유일한 48-비트 어드레스를 갖는다. 내장된 암호화 및 검증을 또한 사용할 수 있다.
블루투스 인터페이스를 통해서 통신하는 고정된 액세스 네트워크부(30)의 엘리멘트는 로컬 또는 홈 기지국(HBS)(301)이 나타내진다. 이런 엘리멘트는 이동 전화 단말기(MS1)를 갖는 무선 링크를 처리하고, 유사한 방법으로 셀을 통상적인 GSM 기지국 송수신기(BTS)(101)의 동작에 규정하는 무선 송수신기를 포함한다. 홈 기지국(HBS)(301)은 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)에 의해서 제어되는데, 이는 GSM 표준 A 인터페이스를 통해서 이동 전화 서비스 교환 센터(MSC)(202)와 통신하고 또한 코어 네트워크에서 사용할 수 있다면, 표준 Gb 인터페이스를 통해서 서빙 GPRS 지원 노드(SGSN)(203)와 통신한다. 홈 기지국(HBS)(301) 및 그의 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 사이의 인터페이스는 Y-인터페이스로 나타내진다. 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)는 MSC(202) 또는 SGSN(203) 및 이동 전화 단말기(1)를 연결한다. 홈 기지국(HBS)(301) 및 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)의 조인트 기능은 SGSN(203) 및 MSC(202)를 향하는 BSS(10)의 동작을 에뮬레이트한다. 다시 말해서, 코어 네트워크(20)의 엘리멘트(예컨대, 이동 전화 서비스 교환 센터(MSC)(202) 및 서빙 GPRS 지원 노드(SGSN)(203))로부터 고려될 때, 홈 기지국(HBS)(301) 및 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)에 의해서 구성된 고정된 액세스 네트워크부(30)는 통상적인 액세스 네트워크부(10)와 같다.
상부의 공중 이동 전화 네트워크 무선 인터페이스의 이동 전화 단말기(MS1)에서 기동하는 애플리케이션은 또한 이동 전화 단말기(1) 및 홈 기지국(HBS)(301) 사이의 블루투스 무선의 상부에서 기동한다.
도 1에서 Y로 나타내는 홈 기지국(HBS)(301) 및 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 사이의 인터페이스는 고정된 링크에 의해서 제공되는 것이 바람직하다. 홈 기지국(301)은 가입자는 홈 또는 오피스 환경과 같은 희망하는 위치에서 구입하여 설치할 수 있는 소형 장치이도록 하여, 고정된 액세스를 이동 전화 네트워 크에서 성취한다. 그러나, 그들은 또한 트래픽 핫스팟에서 오퍼레이터에 의해 설치될 수 있다. 그러므로 오퍼레이터의 일부 설치 비용을 감소시키기 위해서, 도 1에서 인터페이스 Y로 나타내는, 홈 기지국(301) 및 홈 기지국 제어기(303) 사이의 인터페이스는 고정된 네트워크(302)에 의해서 제공된 이미 존재하는 연결을 사용하는 것이 바람직하다. 이런 네트워크는 광대역 패킷-교환 네트워크인 것이 바람직하다. 적합한 네트워크는 ADSL, 이더넷, LMDS 등과 같은 것에 기초하는 것을 포함할 수 있다. 이런 네트워크로의 홈 연결은 가입자가 더욱 사용할 수 있다. 도 1에 도시되지 않았을지라도, 홈 기지국(HBS)(301)은 고정된 네트워크(302)에 액세스하는 네트워크 단말기에 연결되는 반면, 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)는 네트워크(302)의 에지 라우터(ER)에 접속될 수 있어서, 또한 고정된 네트워크(302)를 인트라넷 및 인터넷과 같은 다른 네트워크에 링크한다. IP는 고정된 네트워크(302)를 통해서 홈 기지국(HBS)(301) 및 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)간의 통신에 사용되어 네트워크 유형에 관계없이 데이터의 전송하게 한다. 홈 기지국(HBS)(301) 및 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 간의 링크는 항상 오픈인 것이 바람직하여, 이런 연결은 채널을 유지할 필요없이 항상 사용할 수 있다. 고정된 네트워크(302)가 IP-기반 네트워크인 것이 바람직한 반면, ATM-기반 네트워크가 또한 사용될 수 있다. 특히 DSL 기술이 이런 네트워크에 사용될 때, 그들이 ATM에 기초하기 때문에, 그들은 ATM 층의 상부에서 직접 사용될 수 있다. 물론, ATM 기반 네트워크는 또한 전송 IP에 사용될 수 있어서, 기저 층으로서 서비스한다.
홈 기지국(HBS)(301)은 그것을 적합한 모뎀(예컨대, ADSL 또는 CATV 모뎀)의 일부에 플러깅함으로써 설치되어, 고정된 네트워크(302)에 액세스한다. 포트는 IP 레벨로 릿지되거나 라우팅되어 인트라넷에 접촉한다. 그러므로 IP, DHCP, DNS등과 같은 표준 프로토콜이 사용된다. 모뎀에 연결된 홈 기지국(HBS)(301)은 이런 표준 프로토콜을 사용하고 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)와 연결을 설정하는 기능을 한다. 제1 시간 동안에 연결하거나 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)에 다시 연결하는 홈 기지국(301)에 대한 방송 개시(sign-on) 절차는 예컨대 유럽 특허 출원 제 EP-A-1 207 708에 도시된다. 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 및 홈 기지국(301) 간의 음성 또는 데이터 연결을 설정하기 전에, 정적인 TCP 연결은 고정된 광대역 네트워크(302)를 통해서 이런 엘리멘트 사이에 설정된다.
통상적인 액세스 네트워크(10)부 및 인증되지 않은 액세스 네트워크부(30) 둘 다에서 기지국(101,301)은 도 1에서 각각 육각형의 셀(104,304)로 도시된 커버리지 에어리어를 한정한다. 이런 셀의 상대적인 디멘션이 도면에서 정확하지 않은 반면, 통상적인 BTS(101)의 셀 커버리지는 상대적으로 저전압 홈 기지국(HBS)(301)에 의해 발생된 미니-셀보다 매우 더 크다는 것이 역시 명확하다. 미니-셀은 50m에서 200m 정도의 지름을 가질 것이다.
GSM 네트워크는 몇몇 위치 에어리어(LA)로 나뉘는데, 보통 지리적으로 분리된다. 로컬 에어리어를 도시하는 확장된 GSM 네트워크의 단순화된 논리 구조는 도2에 도시된다. 네 개의 위치 에어리어(LA1,LA2,LA3,LA4)는 도 2에 도시된다. 하나의 이동 전화 서비스 교환 센터(MSC)(202)는 위치 에어리어(LA)를 제어하고 관련된 방문자 위치 등록기(204)에 연결된다. 이런 이동 전화 서비스 교환 센터(MSC)(202)에 연결된 모든 기지국 제어기(BSC)(103)는 이런 위치 에어리어(LA)에 할당된다. 이는 명확성을 위해서 도2에 도시되지 않았을지라도, 또한 각각의 기지국 제어기(BSC)(103)에 관련된 모든 기지국 송수신기(BTS)에 유용하다. 일부 이동 전화 서비스 스위칭 센터(MSC)(202)가 하나의 위치 에어리어(LA)를 고려할 수 있고, 위치 에어리어는 이동 전화 서비스 교환 센터(MSC)(202) 사이에서 분리되지 않는다.
위치 에어리어(LA4)에서 이동 전화 교환 센터(MSC)(202)는 또한 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)를 제어한다. 그러나, 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 및 이런 홈 기지국 제어기(303)에 의해서 제어되는 모든 홈 기지국(HBS)(301)은 분리된 유일한 위치 에어리어(LA70)를 할당받는다.
각각의 이동 전화 서비스 교환 센터(MSC)(202)에 연결된 방문자 위치 등록기(VLR)(204)는 이동국(MS1)에 대한 정보를 포함하는데, 이는 관련된 이동 전화 교환 센터(MSC)(202)의 제어 내에서 위치 에어리어에 위치된다. 각각의 위치 에어리어에서 기지국 송수신기(BTS)(101)는 위치 에어리어를 셀(104) 내의 이동 전화로 브로드캐스트 한다. 그러므로 네트워크 내로 로밍하는 이동 전화는 그것이 어떤 위치 에어리어에 있는지 검출할 수 있다. 이동국(1)은 하나의 위치 에어리어 내의 셀로부터 여러 위치 에어리어 내의 셀로 이동할 때, 그것이 위치 에어리어 업데이트 메시지를 코어 네트워크로 송신한다. 그 결과 이런 이동 전화에 대응하는 정보가 대응하는 방문자 위치 등록기(VLR)(204)에 업데이트된다. 방문자 위치 등록기(VLR)(204)가 마지막 방문자 위치 등록기와 상이하다면, 이동국이 등록되고, 이런 정보는 또한 홈 위치 등록기(HLR)(201)에 업데이트된다. 코어 네트워크는 이동 국을 위치시킬 필요가 있을 때, 위치 에어리어 정보는 현재 방문자 위치 등록기(VLR)(204)로부터 검색하고, 그 후에 페이징 메시지는 페이징이 코어 네트워크에서 처리되는 방법에 따라, 관련된 기지국 제어기(BSC)(103)에 따라 처리된다. 예를 들어, 광범위한 페이징이 실행된다면, 페이징 메시지는 모든 기지국 제어기(BSC)(103)로 송신된다. 선택적으로, 어드레싱된 페이징은 식별된 위치 에어리어를 제어하는 이동 전화 교환 센터(MSC)(202)일 수 있고, 차례로 이런 페이징 메시지를 상기 위치 에어리어 내의 모든 셀(104)(즉, 모든 기지국 송수신기(BTS)(101))로 향하도록 한다.
코어 네트워크(20)의 레벨에서, 동일한 절차는 이동국이 인증되지 않은 무선 액세스 지점 또는 홈 기지국(HBS)(301)의 커버리지 에어리어로 로밍할 때 이어진다. 동일한 액세스 네트워크에 속하는 모든 홈 기지국(HBS)(301), 즉, 동일한 액세스 지점 제어기 또는 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)에 연결된 모든 홈 기지국(HBS)(301)은 동일한 위치 에어리어 또는 위치 에어리어의 그룹에 할당된다. 그러므로 위치 에어리어 업데이트 메시지는 이동국이 1차적으로 미니-셀(304)로 도입할 때, 이동국(MS1)에 의해서 코어 네트워크로 송신될 것이다. 이동국의 페이징은 또한 코어 네트워크 측으로부터 개별적이다. 페이징 메시지는 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)에 송신된다. 그러나 이런 지점에서 통상적인 GSM 셀룰러 네트워크와 함께 유사성이 중단된다. 이제 인증되지 않은 무선 네트워크를 도시하고, 특히 홈 기지국 제어기(303)를 더 상세히 도시하는 도3을 참조한다.
도3에 도시된 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크는 고정된 광대역 네트워 크(302)를 통해 두 개의 액세스 지점 또는 홈 기지국(HBS1,HBS2)(301)에 연결된 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)를 포함한다. 세 개의 이동국(MS1-MS3)은 세 개의 기지국(HBS)(301)의 미니-셀(304)에 위치된다. 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)는 이동 전화 서비스 교환 센터(MSC)(202)에 연결되고, 차례로 방문자 위치 등록기(VLR)(204)에 액세스한다. 통상적인 셀룰러 코어 네트워크(20)의 나머지 엘리멘트는 도면에서 생략된다. 도3에서 홈 기지국(HBSC)(303)은 도면에 테이블로 개략적으로 도시된 데이터베이스(3031)를 포함한다. 이런 데이터베이스(3031)는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크(30)의 커버리지 에어리어에서 동작하는 모든 이동국에 대한 아이덴티피케이션 정보를 포함한다. 이런 아이덴티피케이션 정보는 IMSI(International Mobile Subscriber Identity)인 것이 바람직하다. 어떤 경우에, 아이덴티피케이션 정보는 동일하거나 적어도 각각의 이동국(MS1)에 대한 코어 네트워크(20)에 의해서 사용되는 아이덴티피케이션을 나타내야만 한다. 이런 정보는 개별적인 셀에 있을 때, 이동국(1)에 의해서 기지국으로 통상적으로 시그날링된다. 이런 데이터베이스(3031)에서, 이동국 아이덴티피케이션 정보는 이동국이 현재 위치한 미니-셀(304)을 제어하는 홈 기지국(HBS)(301) 또는 액세스 지점의 아이덴티피케이션에 연결된다. 이런 홈 기지국 아이덴티피케이션은 이런 홈 기지국 (HBS)(301)에 할당된 식별자일 수 있거나 이런 홈 기지국 아이덴티피케이션은 고정된 광대역 네트워크(302) 상의 홈 기지국(HBS)의 네트워크 어드레스를 나타낼 수 있다. 예시의 방법으로, 이동국(MS1)은 홈 기지국(1)의 미니-셀에 위치된다. 결과적으로 이런 이동국(MS1)의 IMSI는 기지국 제어기 데이터베이스(3031)에 홈 기지국(HBS1)의 아이덴 티피케이션에 맵핑된다. 유사하게, 이동국(MS2)의 IMSI는 홈 기지국(HBS1)에 맵핑되고 이동국(MS3)의 IMSI는 홈 기지국(HBS2)에 맵핑된다.
페이징 메시지를 코어 네트워크(20)로부터 수신시에 이런 방법으로 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)는 데이터베이스(3031)로부터 이동국(MS1)의 현재 위치를 검색하고, 페이징 메시지를 관련된 홈 기지국(HBS)(301)으로만 향하게 할 수 있다. 페이징 메시지는 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 및 홈 기지국(HBS)(301) 사이에 설정된 정적 TCP 연결을 통해서 송신된다. 각각의 홈 기지국(HBS)(301)의 작은 규모의 커버리지 에어리어의 결과로서, 단일 기지국 제어기(HBSC)(303)의 제어하에 미니-셀의 수는 수천 개일 수 있다. 게다가, 이런 수는 빈번히 바뀔 수 있는데, 기지국(HBS)(301)이 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크(30)로부터 부가될 수 있거나 제거될 수 있는 용이성 때문이다.
그러므로 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)가 페이징 메시지를 이동국(MS1)과 접촉한 특정 홈 기지국(HBS)(301)으로 향하게 하는 것은 그렇지 않은 경우에 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 및 모든 홈 기지국(HBS)(301) 사이에 요구될 수 있는 시그날링의 양이 매우 감소한다는 것을 의미한다.
바람직하게, 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)는 간단히 페이징 메시지를 코어 네트워크로부터 타겟된 홈 기지국(HBS)을 향하게 하지 않고 오히려 이동국 자신을 어드레싱한다. 이는 기지국 제어기(HBS)(301) 커버리지 에어리어에서 브로드캐스트 하는 페이징 메시지를 피하며, 또한 포함된 시그날링 트래픽을 감소시킨다.
홈 기지국 제어기 데이터베이스(3031)는 다음의 방법으로 업데이트된다. 이 동국(MS1)이 홈 기지국(HBS)(301)의 미니-셀(304) 또는 커버리지 에어리어에 나타나고 그의 서비스를 사용하기 위해서 권한을 받을 때, 이동국(MS1) 또는 IMSI의 아이덴티피케이션은 인증되지 않은 무선 인터페이스(X)를 통해서 홈 기지국(HBS)(301)으로 송신된다. 그 후에 이동국 아이덴티피케이션(IMSI)은 홈 기지국 제어기(HBSC)로 송신되고, 여기서 IMSI는 홈 기지국(HBS)(301) 상의 정보에 관련된 데이터베이스(3031)에 저장된다. 두 세트의 데이터로서, 도 3에 도시된 데이터베이스가 이동국 식별자 및 홈 기지국 식별자를 도시하는 반면, 이는 단지 하나의 가능한 구성이라는 것을 주의해야 한다. 부가적인 옵션은 홈 기지국(HBS)(301)에 관련된 특정 어드레스, 위치 또는 필드에서 이동국 아이덴티피케이션 정보를 저장하도록 할 것이다.
이동국(MS1)이 홈 기지국(HBS)(301)의 커버리지 에어리어를 떠나거나 이런 커버리지 에어리어에서 동안에 턴 오프될 때, 홈 기지국(HBS)(301)은 이동국이 더 이상 도달할 수 없고 이동국 아이덴피티케이션 정보가 이동국 홈 기지국 제어기 데이터베이스(3031)에 업데이트된다는 것을 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)에 알린다. 선택적으로, 홈 기지국은 이동국과의 통신 중단을 능동적으로 신호화할 필요가 없고, 홈 기지국 및 홈 기지국 제어기 사이에 정적인 TCP 연결이 드랍될 수 있다. 상술된 바와 같이, 홈 기지국(HBS)(301) 및 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 간의 통신은 정적인 TCP/IP 연결을 통해서 수행된다. 이런 연결은 현재 연결을 유지하기 위해서 Keep Alive-message의 교환을 요구한다. 이동국(MS1)이 턴 오프되거나 홈 기지국(HBS)(301)의 커버리지 에어리어를 떠날 때, 어떠한 부가적인 메시지도 이동 국(MS1)으로부터 수신되지 않기 때문에, 홈 기지국(HBS)(301)은 고정 TCP 연결을 유지할 이유가 없다. 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)은 어떠한 부가적인 Keep Alive-messages도 정적인 TCP 연결을 유지하기 위해서 홈 기지국(HBS)(301)으로부터 수신되지 않고, 그 결과 이런 홈 기지국(HBS)(301) 상의 이동국(MS)에 관련된 어드레스 및 아이덴티피케이션 데이터를 제거하지 않는다는 것을 인식할 것이다.
대안적인 실시예에서, 데이터베이스(3031)는 일-대-일 원칙으로 이동국 식별자 및 액세스 지점 어드레스를 저장하지 않고, 오히려 액세스 지점(301)의 그룹을 갖는 이동국 식별자에 관련시킨다. 이런 액세스 지점(301)은 예를 들어, 함께 클러스터되므로, 상대적으로 작은 지리적인 에어리어에 존재한다. 이런 방법으로, 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)는 코어 네트워크(20)로부터 수신된 페이징 메시지를 오직 특정 그룹의 미니-셀로 향하게 할 수 있다. 이런 배열은 데이터베이스가 일부 섹션으로 분해되는 이점을 갖는데, 각 세션은 특정 지리적인 에어리어에 전념하게 되거나 특정 가입자에 가능하다. 그래서 상술된 업데이트 절차는 이동국(MS1)이 홈 기지국(301)의 클러스터의 커버리지 에어리어 밖으로 이동될 때에만 필요로 될 것이다.
상기 설명의 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크는 홈 기지국(HBS)(301)을 포함하고, 액세스 네트워크(30)에서 종단으로서 기능은 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)과의 통신을 능동적으로 설정하여 유지한다. 그러나, 대안적인 실시예의 액세스 네트워크(30)에서, 홈 기지국(HBC)(301)은 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크(30)에 관한 특별한 상관 관계없이 고정된 광대역 네트워크(302)에 인증되 지 않은 무선 인터페이스를 사용하는 이동국(MS)에 대한 단순히 투명한 액세스 지점이다. 이런 배열과 함께, 이동국(MS1)은 인증되지 않은 무선 인터페이스를 통해서 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 및 액세스 지점을 통해 광대역 네트워크와 직접 통신하기 위한 필연적인 상관 관계를 갖는다. 따라서, 이동국(MS) 자신은 고정된 광대역 네트워크(302)를 통해서 홈 기지국 제어기(HBSC)와의 고정 TCP 연결을 설정한다. 게다가, 이런 연결이 설정될 때까지, 액세스 지점(301) 및 홈 기지국 제어기(HBSC)(303) 사이에 어떠한 통신도 존재하지 않는다. 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)는 액세스 지점(301) 상에 어떤 정보도 갖지 않는다.
인증되지 않은 무선 액세스 네트워크는 이런 형태를 취할 때, 홈 기지국 제어기 데이터베이스(3031)는 이동국(MS1)에만 관련된 정보로 업데이트되어야만 한다. 이런 정보는 이동국의 IMSI 또는 아이덴티피케이션 뿐만 아니라 이동국이 통신하는 고정된 광대역 네트워크를 포함한다. 이런 실시예는 도4에 도시된다.
도4는 홈 기지국(HBS)(301)을 액세스 지점(AP 301')으로 대체한 것을 제외하고 도3과 동일한 엘리멘트를 도시한다. 나머지 엘리멘트는 도3과 동일하고 이런 엘리멘트의 상세한 설명은 여기서 하지 않을 것이다. 이런 수정으로, 인증되지 않은 액세스 네트워크(30)에서, 홈 기지국 제어기 데이터베이스(3031)는 이제 액세스 네트워크(IMSI)뿐만 아니라 네트워크에 연결된 이동국(MS1) 또는 고정된 광대역 네트워크 상의 이런 이동국의 IP 어드레스 "IPaddr"를 식별하는 정보를 갖는다. 도면에서, 이동국(MS1) 및 이동국(MS2)은 그들이 동일한 액세스 지점(AP1)을 통해서 홈 기지국 제어기와 통신할지라도, 여러 IP 어드레스 즉, IPaddr1 및 IPaddr2를 각각 을 할당받아 왔다. 그러나, 실제 네트워크 어드레스는 이동국 둘 다에 대해서 동일할 수 있지만, 각각의 이동국의 아이덴티피케이션은 그 후에 특정 이동국을 어드레싱하는데 사용된다는 것을 인식해야 할 것이다.
또한 이런 실시예에서, 홈 기지국 제어기 데이터베이스(3031)는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크(3)의 커버리지 에어리어 내에서 활성인 이런 이동국 상에서만 데이터를 갖는다. 이동국이 홈 기지국 제어기(HBSC)(301)와의 접속을 설정할 때, 각 이동국(MS) 아이덴티티가 관련된 네트워크 어드레스와 함께 저장된다. 홈기지국(301)과는 달리, 이동국(MS1)이 그의 커버리지 영역을 떠날 때나 이동국이 스위치 오프될 때,투명한 액세스 지점(301')이 검출될 수 없거나, 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)와 함께 독립적으로 통신할 수 없다. 이런 이유로, 시그널링 메커니즘은 이동국(MS1) 및 기지국 제어기(HBSC)(303) 사이에 사용되어, 이들 사이에 연결이 존재한다는 것을 나타낸다. 홈 기지국 제어기(HBSC)(303)는 Keep Alive-message가 어떤 시간 주기 내에서 또는 다른 메시지에 응답하여 이동국(1)으로부터 수신되지 않았다는 것을 결정할 때, 데이터베이스(3031)에서 대응하는 엔트리를 삭제할 것이다. 도 3을 참조하여 상술된 바와 같이, 이런 메시징은 이동국 및 홈 기지국 제어기 사이에 존재하는 정적인 TCP 연결을 유지하도록 요구되는 메시징의 일부일 수 있다.
상기 상세한 설명의 셀 관리는 통상적인 공중 이동 전화 네트워크로서 단지 GSM 네트워크에 관한 것이다. 그러나 당업자는 다른 통상적인 공중 이동 전화 네트워크(예컨대, UMTS 또는 CDMA2000)에 동일하게 적용된다는 것을 숙지할 것이다.

Claims (17)

  1. 인증된 이동 전화 네트워크의 코어 네트워크부(20)에 연결된 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크로서,
    상기 코어 네트워크부에 연결된 액세스 제어기(303), 및 상기 액세스 제어기에 연결되고 다수의 액세스 지점(301)을 갖는 고정된 광대역 네트워크(302)를 포함하며, 각각의 상기 액세스 지점이 미니-셀 커버리지 에어리어(304)를 규정하고, 각각의 미니-셀 내에 위치된 이동국 및 상기 액세스 제어기(303) 사이의 통신을 허용하는 인증되지 않은 무선 인터페이스를 지원하는, 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에 있어서,
    상기 액세스 제어기(303)는 상기 인증된 무선 이동 전화 네트워크의 하나 이상의 위치 에어리어와 관련되고, 상기 고정된 광대역 네트워크상의 상기 이동국의 어드레스 정보에 관련된 이동국의 아이덴티피케이션을 저장하는 데이터베이스(3031)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터베이스(3031)가 상기 이동국이 위치된 상기 커버리지 에어리어에 대한 적어도 하나의 특정 액세스 지점(301)에 관련된 이동국의 상기 아이덴티피케이션을 저장하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 액세스 지점 제어기(303)는 상기 관련된 위치 에어리어에 위치된 상기 이동국(1)의 아이덴티피케이션을 포함하는 페이징 메시지를 상기 코어 네트워크부(20)로부터 수신하고, 적어도 하나의 액세스 지점을 식별하며, 상기 페이징 메시지를 단지 상기 식별된 적어도 하나의 액세스 지점으로 송신하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  4. 전술항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액세스 네트워크 제어기(303)가 상기 이동국에 대한 아이덴티피케이션 데이터를 등록하는 메시지를 이동국(1)으로부터 수신하며, 상기 고정된 광대역 네트워크(302) 상의 상기 이동국에 대한 어드레스 정보에 관한 상기 데이터베이스에 상기 새로운 아이덴티피케이션 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  5. 전술항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동국 아이덴티피케이션 데이터는 IMSI인 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  6. 전술항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어드레스 정보는 상기 고정된 광대역 네트워크(302) 상의 상기 액세스 지점(301)의 네트워크 어드레스인 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 어드레스 정보는 상기 이동국과 통신하는 액세스 지점(301)을 식별하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  8. 전술항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액세스 제어기(303)가 상기 이동국(1)은 상기 액세스 지점과 더 이상 통신하지 않는다는 메시지를 상기 액세스 지점(301)으로부터 수신시에 상기 아이덴티피케이션 데이터를 삭제하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액세스 네트워크 제어기(303)는 상기 이동국과 연결이 유지되는지 여부를 결정하고, 상기 연결이 더 이상 유지되지 않는다고 결정될 때 상기 아이덴티피케이션 데이터를 삭제하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터베이스(3031)가 액세스 지점(301) 어드레스의 그룹에 관련된 이동국의 상기 아이덴티피케이션을 저장하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크.
  11. 인증되지 않은 무선 인터페이스를 통해서 이동국(1)과 통신하는 다수의 액세스 지점(301) 및 상기 액세스 지점에 연결되고 인증된 무선 셀룰러 네트워크의 코어 네트워크부에 연결되는 액세스 제어기(303)를 포함하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서의 방법에 있어서,
    상기 이동국으로부터 이동국에 특정한 아이덴티피케이션 정보를 수신하는 단계,
    상기 액세스 지점 제어기에서 적어도 하나의 액세스 지점을 식별하는 정보에 관련된 상기 이동국 아이덴티피케이션을 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서의 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 액세스 제어기에서 메시지를 이동국을 페이징하는 상기 코어 네트워크부로부터 수신하는 단계,
    상기 페이징된 이동 전화에 대한 적어도 하나의 액세스 지점에서 식별한 정보를 검색하는 단계, 및
    상기 페이징 메시지가 단지 상기 등록된 이동국 아이덴티피케이션에 관하여 식별된 상기 적어도 하나의 액세스 지점을 향하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서의 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 이동국이 더 이상 상기 액세스 지점과 통신하지 않는 상기 이동국 아이덴티피케이션 정보에 관하여 식별된 상기 액세스 지점으로부터 메시지 수신 시에 상기 이동국 아이덴티피케이션 정보를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서의 방법.
  14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 등록 단계는 상기 액세스 지점 제어기 내의 액세스 지점의 그룹을 식별하는 정보에 관한 상기 이동국 아이덴티피케이션 정보를 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서의 방법.
  15. 다수의 액세스 지점(301)을 갖는 고정된 광대역 네트워크 및 상기 고정된 광대역 네트워크에 연결되고 인증된 무선 셀룰러 네트워크의 코어 네트워크부에 연결되며 상기 액세스 지점을 통해서 인증되지 않은 무선 인터페이스를 통해 이동국(1)과 통신하는 액세스 제어기(303)를 포함하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서의 방법에 있어서,
    상기 액세스 제어기가 상기 이동국에 대한 상기 고정된 광대역 네트워크 상 의 네트워크 어드레스를 사용하여 이동국과 통신을 설정하는 단계,
    상기 이동국으로부터 이동국에 특정한 아이덴티피케이션 정보를 수신하는 단계, 및
    상기 고정된 광대역 네트워크 상의 상기 이동국 네트워크 어드레스에 관한 상기 이동국 아이덴티피케이션 정보를 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서의 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 페이징된 이동 전화에 대해 등록된 이동국 아이덴티피케이션 정보를 검색하는 단계, 및
    상기 페이징 메시지가 단지 상기 등록된 이동국 아이덴티피케이션 정보에 관하여 식별된 상기 네트워크 어드레스로 향하게 하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서의 방법.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,
    상기 액세스 지점 제어기가 상기 이동국과 함께 설정된 연결이 언제 더 이상 유지되지 않는지를 결정하는 단계 및 연결이 더 이상 유지되지 않는다고 결정될 때 상기 이동국 아이덴티피케이션 정보를 삭제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인증되지 않은 무선 액세스 네트워크에서의 방법.
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