KR20090132018A

KR20090132018A - 가입자 관리 기능을 갖는 옥내용 기지국 및 그의 가입자관리 방법

Info

Publication number: KR20090132018A
Application number: KR1020080058067A
Authority: KR
Inventors: 이송학
Original assignee: 엘지노텔 주식회사
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-12-30

Abstract

옥내용 기지국[Home (e)NodeB]과, 옥내용 기지국에서 홈 가입자와 일반 가입자를 구분하여 홈 가입자의 상태를 관리할 수 있는 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하고자 하는 가입자의 정보와 단말등록상태를 등록한다. 그런 다음, 가입자 정보를 바탕으로 해당 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송출하고, 페이징 메시지에 대한 응답메시지 수신 여부에 따라 해당 가입자의 단말등록상태를 유지 또는 변경한다. 이러한 구성에 따르면, 옥내용 기지국 영역에서 홈 가입자(또는 홈 가입자 그룹)와 일반 가입자를 구분한 상태 관리가 가능하며, 특히 옥외에서 옥내로 진입하는 홈 가입자(또는 홈 가입자 그룹)에 대해서는 옥내용 기지국을 통한 네트워크 등록을 수행함으로써 홈 가입자(또는 홈 가입자 그룹)에게 옥내용 기지국을 통한 고품질의 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.

옥내용 기지국, 펨토셀, Home NodeB, 페이징, 가입자 관리

Description

가입자 관리 기능을 갖는 옥내용 기지국 및 그의 가입자 관리 방법{FEMTO CELL WITH SUBSCRIBER MANAGEMENT FUNCTION AND SUBSCRIBER MANAGEMENT METHOD IN ITS}

본 발명은 옥내용 기지국(Femto Cell)에 관한 것으로, 특히 옥내용/옥외용 기지국이 존재하는 이동통신 시스템에서 단말의 핸드오버시에 홈 가입자와 일반 가입자를 구분하여 관리할 수 있는 옥내용 기지국 및 그의 가입자 관리 방법에 관한 것이다.

최근에 통신 및 컴퓨터 네트워크, 반도체 기술의 비약적인 발전으로 인해 무선통신망을 이용한 다양한 서비스가 제공되고 있을 뿐만 아니라 수요자들의 요구 사항은 날이 갈수록 수준이 높아지고 있으며, 전세계 무선 인터넷 서비스 시장은 폭발적으로 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스 뿐만 아니라, 다양한 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.

현재 CDMA(Code Division Multiple Access) 2000, EV-DO, WCDMA, WLAN의 무선 데이터 서비스가 상용화되어, 최근 가정 내에서 휴대전화 이용과 모바일 데이터 의 수요가 지속적으로 증가하고 있는데, 이러한 추세에 따라 옥내 브로드밴드 망을 통해 이동통신 핵심망에 접속하도록 소형 이동통신 기지국을 댁내에 설치하여 이동통신 서비스를 제공하는 방법이 제안되고 있다. 이러한 소형 이동통신 기지국을 펨토셀(Femto Cell)이라고 부른다.

펨토(Femto)는 10^-15를 나타내는 단위로 펨토셀의 반경은 수십 m로 셀 반경이 100m 이내인 피코셀(Pico Cell)보다 더 작다. 펨토셀의 주요 특징이자 장점으로는 듀얼모드 단말이 필요한 UMA(Unlicensed Mobile Access) 기반의 유무선 통합(FMC : Fixed Mobile Convergence) 서비스와는 달리 현재 이용하고 있는 일반 휴대전화를 그대로 펨토존에서 이용할 수 있다는 것이다. 따라서, 펨토셀은 요금인하와 이동통신망의 커버리지 확대, 네트워크 운영비용절감 등의 효과는 물론 가정내 홈네트워크 서비스의 게이트웨이 역할을 할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

펨토셀은 매크로셀[즉, 옥외용 기지국(NodeB; 3G 광대역 기지국, eNodeB(evolved NodeB); 4G EPS(Enhanced Packet System) 시스템에서의 광대역 기지국)]에 비해 모든 기능이 최소화된 기지국으로서, 동시에 10명 이내의 가입자들을 수용할 수 있고, 망 운영자 또는 가입자가 직접 설치가 가능하다. 그리고, 이동통신 핵심망(공용 IP망)과의 연결은 펨토셀을 연결하는 별도의 통신망을 이용하거나, 또는 고속 인터넷 서비스를 이용하는 일반 가정에서는 인터넷을 통해서도 연결될 수 있다.

펨토셀은 유선 IP망에 연결되어 있는데, 이 유선 IP망을 거쳐 이동통신망에 접속하게 된다. 이동통신망에 접속하는 방법은 2가지가 있는데, 하나는 이동통신 회선망과 연결되는 것이고, 다른 하나는 이동통신 IP망과 연결되는 것이다.

이동통신 회선망에 연결될 경우 이동통신 핵심망을 경유하기 때문에 RNC(Radio Network Controller)를 그대로 이용할 수 있어, 이동통신망에 특별한 장치를 설치할 필요가 없다는 장점이 있다. 반면, 음성통신망을 이용하는 만큼 데이터 통신이 어렵다는 단점이 있다.

이동통신 IP망과 연결되는 방법은 두 가지가 있는데, UMA(Unclicensed Mobile Access)형과 IMS&SIP형이 그것이다. UMA는 유선 IP망과 접속한 상태로 음성(VoIP)과 데이터 통신 서비스를 이용할 수 있다. 이 경우 별도의 대응 단말이 필요하다는 단점이 있다. UMA형 펨토셀의 경우 유선 IP망을 경유하여 이동통신 IP망에 접속한다. 이 경우 사용자는 기존 단말을 그대로 사용할 수 있지만 이동통신 사업자 측에서는 별도로 UMA 대응 네트워크 컨트롤러(UNC)라는 장치를 설치해야 한다. IMS&SIP형은 이동통신망이 All IP형의 IMS(IP Multimedia System)에 대응하는 것이 전제가 된다.

현재 펨토셀을 통한 단말의 등록(Attach) 방법은 아직 표준화 작업이 진행 중에 있으며, 상세한 절차들이 아직까지는 정의되지 않고 있다. 다만, 매크로셀을 통한 단말의 등록(Attach) 방법만이 정의되어 있을 뿐이다. 이를 살펴보면 다음과 같다.

현재 3G WCDMA 시스템에서 단말은 네트워크 사용을 위해 파워온(Power-on)에 의한 등록 과정을 수행하여 최초 위치등록을 수행하며, 이후에는 위치정보(RA : Routing Area) 업데이트(Update)를 통해서 주기적 또는 타이머에 의해 단말의 위치정보를 업데이트한다. 이때, 업데이트되는 위치정보(RA)는 네트워크에서 단말의 이동성을 관리하기 위한 정보로서, 해당 단말로 착신되는 서비스 요청에 대해서 페이징(Paging) 정보로 사용되거나, LBS(Location Based Service)와 같은 부가서비스 제공을 위해서 사용된다.

도 1을 참조하여, 3G WCDMA 시스템에서 옥외용 기지국(NodeB)을 통한 단말의 등록(Attach) 과정을 간략하게 살펴보기로 한다.

단말(UE)이 전원을 온(Power-on)하면(101), 옥외용 기지국(NodeB)과 무선링크(Signalling Radio Bearer-SRB)를 연결하고 SGSN(Serving GPRS Support Node)과 통신을 위한 Iu 인터페이스 연결을 맺는다(102,103).

단말(UE)은 등록 요청(Attach Request) 메시지를 SGSN으로 송신한다(104). 그러면, SGSN에서는 등록(Attach)하려는 가입자의 정보가 존재하지 않는 경우에 홈위치등록기(HLR)로 가입자 정보 요청(MAP-Update GPRS Location) 메시지를 송신하고(105), HLR은 해당 가입자의 정보를 "MAP-Insert Subscriber Data" 메시지를 통해 SGSN으로 송신한다(106). 이에 대한 응답으로, SGSN은 "MAP-Insert Subscriber Data Ack" 메시지를 HLR로 송신한다(107). 여기서, HLR은 SGSN으로부터의 상기 가입자 정보 요청 메시지에 대한 응답(MAP-Update GPRS Location Ack) 메시지를 SGSN으로 송신한다(108).

SGSN은 등록 승낙(Attach Accept) 메시지를 단말(UE)로 송신한다(109).

단말(UE)은 Attach Accept 메시지를 통해 P-TMSI(Packet Temporary Mobile Station Identity) 정보를 수신한 경우에 이 정보를 정상적으로 저장하고, P-TMSI를 잘 받았다는 확인 메시지를 Attach Complete 메시지를 통해서 SGSN으로 송신한다(110).

단말(UE)은 상기에서 연결했던 무선링크와 Iu 인터페이스를 해제한다(111,112). 이제, 단말(UE)은 SGSN을 통한 서비스가 가능한 상태로 관리된다.

본 발명의 목적은 옥내용/옥외용 기지국이 존재하는 이동통신 시스템에서 단말의 핸드오버시에 홈 가입자와 일반 가입자를 구분하여 홈 가입자의 상태를 관리할 수 있는 옥내용 기지국 및 그의 가입자 관리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 홈 가입자와 일반 가입자를 구분하여 홈 가입자의 상태를 관리할 수 있는 옥내용 기지국이 개시된다. 본 발명에 의하면, 옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하는 가입자의 정보 및 해당 가입자의 단말등록상태를 저장하고 있는 수단과, 가입자 정보를 바탕으로 해당 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송출하고, 이에 대한 응답메시지를 수신받기 위한 수단과, 응답메시지의 수신 여부에 따라 단말등록상태를 유지 또는 변경하기 위한 수단을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 옥내용 기지국에서 홈 가입자와 일반 가입자를 구분하여 홈 가입자의 상태를 관리할 수 있는 방법이 개시된다. 본 발명에 의하면, 옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하고자 하는 가입자의 정보를 등록한다. 그런 다음, 가입자 정보를 바탕으로 해당 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송출하고, 페이징 메시지에 대한 응답메시지 수신 여부에 따라 해당 가입자의 단말등록상태를 유지 또는 변경한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 등록상태 관리시, 옥내용 기지국 영역 내에 존재하던 단말로부터 응답메시지를 수신하면, 해당 단말의 등록상태를 유지한다. 그러나, 옥내용 기지국 영역 내에 존재하던 단말로부터 응답메시지를 수신하지 못하면, 해당 단말의 등록상태를 변경한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 등록상태 관리시, 옥내용 기지국 영역 내에 존재하지 않던 단말로부터 응답메시지를 수신하면, 이동통신 핵심망과 연계하여 해당 단말의 등록 절차를 수행하고, 해당 단말의 등록상태를 변경한다. 그러나, 옥내용 기지국 영역 내에 존재하지 않던 단말로부터 응답메시지를 수신하지 못하면, 해당 단말의 등록상태를 유지한다.

본 발명에 의하면, 옥내용 기지국[Home (e)NodeB] 영역에서 홈 가입자(또는 홈 가입자 그룹)와 일반 가입자를 구분한 상태 관리가 가능하며, 특히 옥외에서 옥내로 진입하는 홈 가입자(또는 홈 가입자 그룹)에 대해서는 옥내용 기지국을 통한 네트워크 등록을 수행함으로써 등록된 홈 가입자(또는 홈 가입자 그룹)에게 옥내용 기지국을 통한 고품질의 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서 '옥내용 기지국'은 현재 상용화 서비스 중인 3G W-CDMA 시스템에서의 펨토셀, 즉 "Home NodeB"와, 4G 광대역 이동통신의 대표적인 기술이라 할 수 있는 EPS[예로서, LTE/SAE(Long Term Evolution/ System Architecture Evolution)] 시스템에서의 펨토셀, 즉 "Home eNodeB"를 포함하는 개념이다. 이하에서는 3G/4G 가입자에 대한 옥내용 기지국을 통칭하여 "Home (e)NodeB"로 표기하기로 한다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB]은 가정, 기업 등에 설치되는 기지국으로, 기존의 무선랜 AP(Access Point)와 같이 실내에 설치가 용이하도록 크기가 작고 간단하게 설계된다. 옥내용 기지국에는 가정에 개별적으로 설치되어 가정에서 사용되는 가정용 옥내용 기지국과, 기업 등에 그룹으로 설치되어 기업 등에서 사용할 수 있는 기업용 옥내용 기지국 그룹이 있다.

본 발명에서 '홈 가입자'는 옥내용 기지국의 그룹 가입자 정보 DB에 등록된 단말의 가입자를 의미한다. 이때, 단말은 옥외용 기지국의 영역에서 옥내용 기지국의 영역으로 이동(옥외용→옥내용 핸드오버)하거나, 옥내용 기지국의 영역에서 다른 옥내용 기지국의 영역으로 이동(옥내용→옥내용 핸드오버)하거나, 옥내용 기지국의 영역에서 옥외용 기지국의 영역으로 이동(옥내용→옥외용 핸드오버)이 가능하다.

이하에서 옥내용 기지국은 가정용 옥내용 기지국과 기업용 옥내용 기지국 그룹을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 하며, 단말은 옥내용/옥외용 기지국으로 구성된 이동통신 시스템에서 동작하는 3G/4G 가입자 단말(UE : User Equipment)을 의미한다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB]에서 가입자 관리 방법은 크게 OSG(Open Subscriber Group) 방식과 CSG(Closed Subscriber Group) 방식에 의한 관리 방법이 제시되고 있다. OSG 방식은 일반 NodeB와 마찬가지로 모든 단말들에게 자유로운 접속이 허용되지만, CSG 방식은 사전에 접속이 허용된 특정 단말들만이 접속할 수 있다. 이에, 본 발명에서는 CSG 기반하의 가입자 관리 방법을 제시하고자 한다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB] 수용을 위한 네트워크 인터페이스 구조로는 여러 방법들이 제시되고 있다. 예를 들면, 일반 가정내 고속 인터넷을 통해 Secure 게이트웨이를 거쳐 이동통신망의 RNC/MME와 접속하는 구조, RNC 기능을 수행하는 Concentrator(다수의 Home (e)NodeB를 수용하는 노드)라는 장치를 통해 이동통신망의 SGSN/MME와 접속하는 구조, SIP 게이트웨이를 통해서 IMS(IP Multimedia System) 네트워크에 접속하는 구조 등 다양한 구조들이 고려 중에 있다. 이 중에서, 도 2는 기존 네트워크(3G 망)의 수정을 최소화하는 형태이며, 고속 인터넷 서비스를 사용하는 일반 가정에서 ISP(Internet Service Provider) 망을 거쳐서 이동통신망에 접속하는 구조를 간략하게 도식화한 것이다.

도 2를 참조하여 옥내용 기지국[Home (e)NodeB]과 이동통신망 노드 사이의 연결을 위한 구조의 일 예를 살펴보면 다음과 같다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB](20)은 DSL 라우터나 케이블 모뎀 등과 같은 정도의 크기로, 옥외용 기지국에 비해 극히 소형인 기지국을 의미한다. 사용하는 주파수는 이동통신 사업자에게 할당된 공인 주파수 밴드(Licensed Frequency Band)이며, 범용 주파수(Unlicensed Frequency Band)에서도 동작할 수 있다. 출력전압은 대개 10~100mW 정도이며, 반경 50~100m 정도의 지역을 커버한다. 또한, 옥내용 기지국(20)은 옥외용 기지국에 비해 S/W와 H/W의 능력이 최소화된 기지국으로 동시에 10명 이내의 사용자들을 수용할 수 있고, 망 운영자 또는 사용자가 직접 설치가 가능하다. 이동통신 핵심망과의 연결은 옥내용 기지국(20)을 연결하는 별도의 통신망에 접속되거나, 또는 옥내에 설치된 고속 인터넷 망을 통해 연결될 수 있다(예로서, 디지털 가입자 회선(DSL)(30)을 통해 연결됨).

각 가정의 옥내용 기지국[Home (e)NodeB](20)은 IP 기반의 표준화된 3GPP Iub 인터페이스를 사용하여 인터넷 망(일 예로, ADSL 등)과 이동통신망 간의 Secure 게이트웨이(40)를 거쳐 RNC(기지국제어기)(60)/MME(EPS 시스템에서 SGSN과 GGSN 기능을 수용하는 노드)(50)에 접속되며, Iub 시그널링 메시지는 IP 캡슐화(Encapsulation) 방식을 통해 Secure 게이트웨이(40)까지 터널링된다. 즉, 도 2의 구조는 Iub 프로토콜이 IP에 캡슐화되어(Encapsulating) 접속하는 방식이다. Network Security는 IP Security(IP Sec) 프로토콜에서 다루어지게 된다.

이러한 구조는 RNC(60)가 수많은 옥내용 기지국(20)을 수용해야 한다.

비록 도면에는 도시되지 않았지만, RNC(60)가 수많은 옥내용 기지국(20)을 수용해야 하는 문제를 해결하기 위해, RNC의 기능을 수행하는 Concentrator라는 장치가 다수의 옥내용 기지국(20)과 접속하기 위해 사용되며, 이는 이동통신 핵심망의 SGSN(70) 및 MME(50)와 연결될 수 있다.

이외에도, 도면에는 도시되지 않았지만, 옥내용 기지국(20)이 UMA 클라이언트 역할을 수행하고, RNC 기능은 UNC(UMA Network Controller)가 제공하고 UNC는 핵심망 노드 SGSN(70), MME(50) 등에 연결될 수도 있다. 또한, SIP/IMS 기반으로 하며, 옥내용 기지국(20)에 SIP 프로토콜을 탑재하고 SIP 게이트웨이를 통해 옥내 용 기지국(20)을 3GPP IMS 기반의 망에 연결할 수도 있다.

본 발명은 이와 같은 옥내용 기지국[Home (e)NodeB](20)과 이동통신망 노드 사이의 연결을 위한 구조들에 제한을 받지 않음에 유의하여야 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 옥내용 기지국의 가입자 관리 방법 중 CSG 관리 방식 하에서의 단말 등록 과정을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

여기서, CSG 관리 방식은 사전에 접속이 허용된 특정 단말들(예로서, 홈 가입자 그룹)만이 접속할 수 있도록 홈 가입자의 상태를 지속적으로 관리하는 것이다.

또한, 단말 등록 과정은 옥내용 기지국(20)이 설치된 가정(또는 Small Office)에서 홈 가입자와 일반 가입자를 구분하여, 홈 가입자 그룹에 속한 단말들만을 옥내용 기지국(20)을 통해서 등록할 수 있도록 하는 것이다. 여기서, '홈 가입자'는 옥내용 기지국(20)의 그룹 가입자 정보 DB에 등록된 단말(10)의 가입자를 의미하고, '일반 가입자'는 옥내용 기지국(20) 설치지역으로 진입하되, 옥내용 기지국(20)의 그룹 가입자 정보 DB에 등록되지 않은 단말(10)의 가입자를 의미한다.

만약 홈 가입자가 아닌 일반 가입자들도 옥내용 기지국(20)을 통해서 서비스를 제공받게 된다면 향상된 서비스를 제공받기 위한 홈 가입자들의 서비스 품질이 제한될 수밖에 없다. 따라서, 본 발명에서 옥내용 기지국(20) 영역에서는 홈 가입자 또는 이를 포함하는 홈 가입자 그룹만을 위한 서비스를 제공하고자 한다. 물론, 옥내용 기지국(20) 운영자에 의해 일반 가입자도 홈 가입자 그룹에 등록되면 옥내 용 기지국(20)을 통한 단말 등록 및 서비스가 가능하다. 그러나, 홈 가입자 그룹에 등록되지 않은 일반 가입자는 옥내용 기지국(펨토셀)(20)의 영역에 존재하더라도 현재 서비스 중인 옥외용 기지국(매크로셀)을 통해서 계속적인 서비스 제공이 가능하다.

이와 같이 CSG 관리 방식에 의해 홈 가입자 또는 이를 포함하는 홈 가입자 그룹만의 옥내용 기지국(20)을 통한 단말 등록 과정을 통해, 일반 가입자들의 옥내용 기지국(20)을 이용한 단말 등록 과정을 제한할 수 있어, 홈 가입자들(홈 가입자 그룹)에 대한 서비스 품질을 높일 수 있다.

설명의 편의를 위하여, 도 8의 옥내용 기지국(20)의 세부 구성을 먼저 살펴보기로 한다.

옥내용 기지국[Home (e)NodeB](20)은, 옥내용 기지국(20)을 통해 서비스를 이용하는 가입자의 정보[즉, 홈 가입자 또는 이를 포함하는 홈 가입자 그룹 정보] 및 해당 가입자의 단말등록상태[즉, 단말(10)이 옥내용 기지국(20) 영역 내에 존재하는지 여부를 나타냄]를 저장하도록 동작하는 그룹 가입자 정보 DB(22)와, 상기 정보를 바탕으로 해당 가입자의 단말(10)로 페이징 메시지를 송출하고, 이에 대한 응답메시지를 수신받도록 동작하는 페이징 메시지 송수신부(23)와, 상기 응답메시지의 수신 여부에 따라 단말등록상태를 유지 또는 변경하도록 동작하는 네트워크 관리부(21)를 포함한다.

여기서, 상기 정보는, 적어도 하나의 가입자 정보(홈 가입자 정보 또는 홈 가입자 그룹 정보)로서, IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 정보를 사용하며, 옥내용 기지국 운영자에 의해 임의적으로 등록 또는 삭제 가능하다.

또한, 페이징 메시지의 페이징 Cause 파라미터에는, '옥내용 기지국 등록 요청(Home NodeB attach request)' 값이 포함되며, 페이징 메시지는 단말등록상태와 무관하게, 상기 정보를 바탕으로 해당 가입자의 단말(10)로 주기적으로 전송된다.

특히, 네트워크 관리부(21)는, 이전에 옥내용 기지국(20)의 영역 내에 존재하던['등록상태(YES)'] 단말(10)로부터 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 수신하면, 해당 단말(10)의 등록상태를 유지['등록상태(YES)']한다. 하지만, 이전에 옥내용 기지국(20)의 영역 내에 존재하던['등록상태(YES)'] 단말(10)로부터 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 수신하지 못하면, 해당 단말(10)의 등록상태를 변경['미등록상태(NO)']한다[하기의 도 7 참조].

또한, 네트워크 관리부(21)는, 이전에 옥내용 기지국(20)의 영역 내에 존재하지 않던['미등록상태(NO)'] 단말(10)로부터 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 수신하면, 이동통신 핵심망과 연계하여 해당 단말(10)의 등록 절차를 수행하고, 해당 단말의 등록상태를 변경['등록상태(YES)']한다[하기의 도 6 참조]. 그러나, 이전에 옥내용 기지국(20)의 영역 내에 존재하지 않던['미등록상태(NO)'] 단말(10)로부터 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 수신하지 못하면, 해당 단말(10)의 등록상태를 유지['미등록상태(NO)']한다.

이와 같은 구성을 갖는 옥내용 기지국(20)을 이용하여, 상기 CSG 관리 방식을 통한 홈 가입자 (그룹) 관리 과정을 살펴보기로 한다.

Home (e)NodeB 운영자[홈 가입자 그룹 중 하나가 될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있음]는 그룹 가입자 정보를 등록/삭제할 수 있다. 즉, 운영자는 다수의 홈 가입자를 홈 가입자 그룹(예로서, 일반 가정의 경우에 그 가족 구성원)에 임의적으로 등록/삭제할 수 있다. 이때, 각 홈 가입자를 식별할 수 있는 정보(그룹 가입자 정보)로서, IMSI 정보를 사용한다. IMSI는 모든 이동통신 가입자 개개인에게 할당되는 고유 식별정보로서, 옥내용 기지국(20)의 제어 영역으로 진입한 그룹 가입자들(홈 가입자 그룹에 속한 각 홈 가입자)에 대한 등록(Attach)을 수행하기 위한 페이징(Paging) 메시지의 정보로 사용된다.

도 3은 옥내용 기지국(20)에서 관리되는 그룹 가입자 정보 DB를 나타낸다.

그룹 가입자 정보 DB(22)에는 최소한 홈 가입자의 IMSI 정보와 해당 홈 가입자의 등록상태 정보[예로서, 옥내용 기지국 영역 내 존재 유무('YES', 'NO') 등]가 포함되며, 등록된 홈 가입자들의 집합체로 홈 가입자 그룹이 구성된다. 즉, 도 3에서 "IMSI-1 ~ IMSI-5"는 Home (e)NodeB 운영자가 등록한 그룹 가입자 정보로서 홈 가입자 그룹을 구성하며, 그룹 가입자 정보 DB(22) 내에서 유일하다. 그리고, 등록상태가 'YES'인 IMSI-1, IMSI-2, IMSI-5는 옥내용 기지국(20)을 통해 단말 등록을 수행하고 서비스가 가능하다. 반면에, 등록상태가 'NO'인 IMSI-3, IMSI-4는 옥내용 기지국(20)을 통한 단말 등록 및 서비스가 불가능하다.

도 4를 참조하여 그룹 가입자 정보를 등록 및 삭제하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선 그룹 가입자 정보 DB(22)에는 등록되어 있는 그룹 가입자가 없는 것으 로 가정하자[DB Count: 0](401).

Home (e)NodeB 운영자가 옥내용 기지국(20)의 네트워크 관리부(OAM)(21)로 가입자 IMSI-1에 대한 등록을 요청하면(402), 네트워크 관리부(21)는 옥내용 기지국(20)의 그룹 가입자 정보 DB(22)로 홈 가입자 그룹에 가입자 IMSI-1을 등록할 것을 요청한다(403). 이제, 가입자 IMSI-1은 그룹 가입자 정보 DB(22)의 홈 가입자 그룹에 등록되어 있어[DB Count: 1, IMSI-1](404), 향후 옥내용 기지국(20)을 통해 단말 등록 및 서비스가 가능하다.

그룹 가입자 등록이 성공적으로 이루어지면, 그룹 가입자 정보 DB(22)는 그 결과(그룹 가입자 등록 결과)를 네트워크 관리부(21)로 알리고(405), 네트워크 관리부(21)는 그룹 가입자 등록 결과를 Home (e)NodeB 운영자에게 통보한다(406).

이와 같은 그룹 가입자의 등록 과정(402~406)은 옥내용 기지국(20)의 가입자 수용 범위내에서 이루어진다.

한편, 가입자 IMSI-1이 그룹 가입자 정보 DB(22)에 등록되어 있는 상태에서[DB Count: 1, IMSI-1], Home (e)NodeB 운영자가 네트워크 관리부(OAM)(21)로 가입자 IMSI-1에 대한 삭제를 요청하면(407), 네트워크 관리부(21)는 그룹 가입자 정보 DB(22)로 홈 가입자 그룹에서 가입자 IMSI-1을 삭제할 것을 요청한다(408). 이제, 가입자 IMSI-1은 그룹 가입자 정보 DB(22)에서 삭제되므로[DB Count: 0](409), 향후 옥내용 기지국(20)을 통한 단말 등록 및 서비스가 불가능하다.

그룹 가입자 삭제가 성공적으로 이루어지면, 그룹 가입자 정보 DB(22)는 그 결과(그룹 가입자 삭제 결과)를 네트워크 관리부(21)로 알리고(410), 네트워크 관 리부(21)는 그룹 가입자 삭제 결과를 Home (e)NodeB 운영자에게 통보한다(411).

이와 같은 그룹 가입자의 삭제 과정(407~411)는 그룹 가입자 정보 DB(22)에 등록된 그룹 가입자 범위내에서 이루어진다.

이제, 상기에서 구성한 Home (e)NodeB 그룹 가입자 정보를 바탕으로 한 단말 등록 과정을 살펴보기로 한다.

우선, 옥내용 기지국[Home (e)NodeB](20)이 초기화되고 정상적인 동작상태가 되면, 페이징 메시지 송수신부(23)는 그룹 가입자 정보 DB(22)에 등록된 홈 가입자 정보(IMSI 정보)를 검사하여 해당 가입자에게 페이징 메시지를 주기적으로 송신한다. 이때, 페이징 메시지 송신 간격은 Home (e)NodeB 운영자가 관리할 수 있는 값이어야 한다. 즉, 페이징 수행에 대한 여부와 페이징 주기에 대한 값을 운영자가 임의적으로 설정할 수 있다.

현재 옥내용 기지국(20)의 그룹 가입자 정보 DB(22)에 등록된 홈 가입자의 등록상태가 도 3과 같다고 가정하면, 페이징 메시지 송수신부(23)는 설정된 페이징 주기에 따라 페이징 메시지를 홈 가입자 IMSI-1 ~ IMSI-5로 송신한다. 이때, 페이징 메시지에 포함되는 페이징 Cause 파라미터에, 도 5와 같이 'Home (e)NodeB attach request' 값을 추가한다. 참고로 이외의 페이징 Cause에 대해서는 기존에 정의된 동작을 그대로 수행하면 된다. 도 5는 현재 3GPP TS25.331-810 문서 기준으로 정의된 페이징 Cause 값에, 'Home (e)NodeB attach request' 값을 추가한 것이다.

따라서, 옥내용 기지국(20)의 페이징 메시지 송수신부(23)는 그룹 가입자 정 보 DB(22)에 등록된 홈 가입자 그룹(예로서, IMSI-1 ~ IMSI-5)에게 도 5와 같이 페이징 Cause 파라미터에 'Home (e)NodeB attach request' 값을 추가하여 페이징 메시지를 설정된 주기에 따라 송신한다. 이때, 페이징 메시지는 홈 가입자 그룹 내의 각 홈 가입자(IMSI-1 ~ IMSI-5)에게 전송되고, 그룹 가입자 각각의 등록상태('YES', 'NO')와는 무관하게 전송된다.

옥내용 기지국(20)의 네트워크 관리부(21)에서는 IMSI-1, IMSI-2, IMSI-5와 같이 등록상태가 'YES'인 홈 가입자들에 대해서, 각 가입자 단말(10)의 페이징 응답시[페이징 메시지 송수신부(23)를 통해 응답메시지가 수신됨] 등록상태를 계속해서 'YES'로 관리한다. 그러나, 옥내용 기지국(20)의 영역에 있던 홈 가입자 IMSI-1, IMSI-2, IMSI-5가 외부로 이동하여 옥내용 기지국(20)의 영역을 벗어나게 되면, 옥내용 기지국(20)의 영역을 벗어난 단말(10)은 주기적인 페이징 메시지에 대한 응답을 할 수 없으므로, 옥내용 기지국(20)의 네트워크 관리부(21)에서는 응답하지 않은[예로서, 타이머 만료때까지 페이징 메시지 송수신부(23)를 통해 응답메시지가 수신되지 않음] 가입자에 한해서 등록상태를 'YES'에서 'NO'로 변경하여 관리한다. 즉, 페이징 메시지에 대해 응답한 가입자에 대해서는 등록상태 'YES'를 그대로 유지하지만, 응답하지 않은 가입자에 대해서는 등록상태 'YES'를 'NO'로 변경한다.

한편, IMSI-3, IMSI-4와 같이 등록상태가 'NO'인 홈 가입자들에 대해서는[이 경우에 홈 가입자는 야외에서 옥외용 기지국을 통해 서비스를 제공받음], 옥외에서 옥내로 진입함에 따라 주기적인 페이징 메시지에 대한 응답을 하게 되므로, 옥내용 기지국(20)의 페이징 메시지 송수신부(23)에서는 응답한[페이징 메시지 송수신 부(23)를 통해 응답메시지가 수신됨] 가입자에 한해서 등록상태를 'NO'에서 'YES'로 변경하여 관리한다. 다만, 등록상태의 변경 시점은 옥내용 기지국(20)이 상위 노드(예로서, 이동통신 핵심망의 RNC, SGSN 등)로 단말 등록이 성공하게 되었을 때, 해당 단말의 등록상태를 'NO'에서 'YES'로 변경하여 관리한다. 즉, 페이징 메시지에 대해 응답한 가입자에 대해서는 등록상태 'NO'를 'YES'로 변경하지만, 응답하지 않은 가입자에 대해서는 등록상태 'NO'를 그대로 유지한다.

이와 같은 방법으로 옥내용 기지국(20)을 통한 가입자 관리 및 단말 등록이 가능하게 된다.

옥내용 기지국(20)을 통한 가입자 관리 및 단말 등록 과정을 구체적인 실시예를 통해 보다 상세하게 살펴보면 도 6 및 도 7과 같다.

도 6은 Home (e)NodeB 페이징 응답에 의한 단말 등록 과정을 나타낸 것이고, 도 7은 Home (e)NodeB 페이징 무응답에 의한 단말 등록상태 관리 과정을 나타낸 것이다.

먼저, 도 6을 참조하여 Home (e)NodeB 페이징 응답에 의한 단말 등록 과정을 살펴보면 다음과 같다. 전제 조건으로, 홈 가입자 IMSI-3이 Home (e)NodeB 운영자에 의해 옥내용 기지국(20)에 미리 등록되어 있으며, 그의 등록상태가 'NO'인 것을 가정한다(601).

옥내용 기지국(20)에서는 홈 가입자 IMSI-3에 대해서 주기적으로 페이징 메시지를 송신한다(602). 이때, 송신되는 페이징 메시지의 Cause 파라미터에는 '옥내용 기지국 등록 요청(Home NodeB attach request)' 값이 추가되어 있다.

홈 가입자 IMSI-3의 단말(10)은 페이징 메시지를 수신하면(602) 단말 등록 절차[공지의 단말 등록 절차를 준용함](603~611)를 수행한다. 이때, 자신(IMSI-3)을 관장하는 옥내용 기지국(20)의 정보가 등록 요청(Attach Request) 메시지에 실려 RNC(60)를 거쳐 SGSN(70)으로 전달된다(603~605). 이처럼 홈 가입자 IMSI-3은 옥외에서 옥내로 핸드오버함에 따라 주기적인 페이징 메시지에 대해 응답을 할 수 있게 된다.

SGSN(70)에서는 등록 승낙(Attach Accept) 메시지에 새로 할당된 P-TMSI 정보를 포함시켜 RNC(60)를 거쳐 단말(10)로 송신한다(606~608).

단말(10)은 등록 승낙(Attach Accept) 메시지를 통해 수신된 P-TMSI 정보를 저장하고, P-TMSI를 잘 받았다는 확인 메시지를 Attach Complete 메시지를 통해서 SGSN(70)으로 송신한다(609~611).

이제, 이전 등록상태가 'NO'인 홈 가입자 IMSI-3은 옥외에서 옥내로 진입함에 따라 주기적인 페이징 메시지에 대한 응답을 하였으므로, 등록상태가 'NO'에서 'YES'로 변경되어 관리된다(612).

한편, 도 7을 참조하여 Home (e)NodeB 페이징 무응답에 의한 등록상태 관리 과정을 살펴보면 다음과 같다. 전제 조건으로, 홈 가입자 IMSI-1이 Home (e)NodeB 운영자에 의해 옥내용 기지국(20)에 미리 등록되어 있으며, 그의 등록상태가 'YES'인 것을 가정한다(701). 그리고, 홈 가입자 IMSI-1은 옥내에서 옥외로 이동하여 옥내용 기지국(20)의 영역을 벗어났다고 가정하자[옥내→옥외 핸드오버](702).

옥내용 기지국(20)에서는 홈 가입자 IMSI-1의 등록상태와 무관하게 주기적으 로 페이징 메시지를 송신한다(703). 이때, 송신되는 페이징 메시지의 Cause 파라미터에는 전술한 바와 같이 '옥내용 기지국 등록 요청(Home NodeB attach request)' 값이 추가되어 있다.

하지만, 이전에 옥내용 기지국(20)의 영역 내에 존재하던 IMSI-1로부터 페이징 메시지에 대한 응답메시지를 수신하지 못하면[옥내용 기지국(20)의 영역을 벗어난 홈 가입자 IMSI-1은 주기적인 페이징 메시지에 대한 응답을 할 수 없음](704), 옥내용 기지국(20)에서는 응답하지 않은 홈 가입자 IMSI-1에 대해서 등록상태 'YES'를 'NO'로 변경하여 관리한다(705).

상기 방법들은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법들은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

도 1은 종래의 옥외용 기지국을 통한 단말 등록 과정을 나타낸 흐름도.

도 2는 본 발명이 적용되는 옥내용 기지국 수용을 위한 네트워크 인터페이스를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 옥내용 기지국의 그룹 가입자 정보 DB를 보여주는 설명도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 옥내용 기지국에서 그룹 가입자 정보 등록 및 삭제 과정을 보여주는 설명도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 페이징 메시지의 페이징 Cause 값을 정의한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 옥내용 기지국에서 페이징 응답에 대한 가입자 관리 과정을 나타낸 흐름도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 옥내용 기지국에서 페이징 무응답에 대한 가입자 관리 과정을 나타낸 흐름도.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 옥내용 기지국의 상세한 구성을 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 단말(UE) 20 : 옥내용 기지국[Home (e)NodeB]

30 : 디지털 가입자 회선(DSL) 40 : Secure 게이트웨이

50 : MME(Mobility Management Entity) 60 : RNC(Radio Network Controller)

70 : SGSN(Serving GPRS Support Node)

Claims

이동통신 시스템의 옥내용 기지국으로서,

상기 옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하는 가입자의 정보 및 해당 가입자의 단말등록상태를 저장하도록 동작하는 저장부;

상기 정보를 바탕으로 해당 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송출하고, 이에 대한 응답메시지를 수신받도록 동작하는 송수신부; 및

상기 응답메시지의 수신 여부에 따라 상기 단말등록상태를 유지 또는 변경하도록 동작하는 상태관리부를 포함하는 옥내용 기지국.
제1항에 있어서,

상기 정보는,

적어도 하나의 가입자 정보로서, IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 정보이며, 옥내용 기지국 운영자에 의해 임의적으로 등록 또는 삭제 가능한, 옥내용 기지국.
제1항에 있어서,

상기 페이징 메시지의 페이징 Cause 파라미터에, '옥내용 기지국 등록 요청' 값을 포함시켜 전송하는, 옥내용 기지국.
제2항에 있어서,

상기 페이징 메시지를, 상기 단말등록상태와 무관하게, 상기 정보를 바탕으로 해당 가입자의 단말로 주기적으로 전송하는, 옥내용 기지국.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 단말등록상태는,

상기 단말이 옥내용 기지국 영역 내에 존재하는지 여부를 나타내는, 옥내용 기지국.
제5항에 있어서,

상기 상태관리부는,

상기 영역 내에 존재하던 단말로부터 상기 응답메시지를 수신하면, 해당 단말의 등록상태를 유지하는, 옥내용 기지국.
제5항에 있어서,

상기 상태관리부는,

상기 영역 내에 존재하던 단말로부터 상기 응답메시지를 수신하지 못하면, 해당 단말의 등록상태를 변경하는, 옥내용 기지국.
제5항에 있어서,

상기 상태관리부는,

상기 영역 내에 존재하지 않던 단말로부터 상기 응답메시지를 수신하면, 이동통신 핵심망과 연계하여 해당 단말의 등록 절차를 수행하고, 해당 단말의 등록상태를 변경하는, 옥내용 기지국.
제5항에 있어서,

상기 상태관리부는,

상기 영역 내에 존재하지 않던 단말로부터 상기 응답메시지를 수신하지 못하면, 해당 단말의 등록상태를 유지하는, 옥내용 기지국.
이동통신 시스템에서 옥내용 기지국의 가입자 관리 방법으로서,

옥내용 기지국을 통해 서비스를 이용하고자 하는 가입자의 정보를 등록하는 단계;

상기 정보를 바탕으로 해당 가입자의 단말로 페이징 메시지를 송출하는 단계; 및

상기 페이징 메시지에 대한 응답메시지 수신 여부에 따라 해당 가입자의 단말등록상태를 유지 또는 변경하는 상태관리단계를 포함하는 옥내용 기지국의 가입자 관리 방법.
제10항에 있어서,

상기 정보는,

적어도 하나의 가입자 정보로서, IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 정보이며, 옥내용 기지국 운영자에 의해 임의적으로 등록 또는 삭제 가능한, 옥내용 기지국의 가입자 관리 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,

상기 단말등록상태는,

상기 단말이 옥내용 기지국 영역 내에 존재하는지 여부를 나타내는, 옥내용 기지국의 가입자 관리 방법.
제12항에 있어서,

상기 상태관리단계에서는,

이전에 상기 영역 내에 존재하던 단말로부터 상기 응답메시지를 수신하면, 해당 단말의 등록상태를 유지하는, 옥내용 기지국의 가입자 관리 방법.
제12항에 있어서,

상기 상태관리단계에서는,

이전에 상기 영역 내에 존재하던 단말로부터 상기 응답메시지를 수신하지 못하면, 해당 단말의 등록상태를 변경하는, 옥내용 기지국의 가입자 관리 방법.
제12항에 있어서,

상기 상태관리단계에서는,

이전에 상기 영역 내에 존재하지 않던 단말로부터 상기 응답메시지를 수신하면, 이동통신 핵심망과 연계하여 해당 단말의 등록 절차를 수행하고, 해당 단말의 등록상태를 변경하는, 옥내용 기지국의 가입자 관리 방법.
제12항에 있어서,

상기 상태관리단계에서는,

이전에 상기 영역 내에 존재하지 않던 단말로부터 상기 응답메시지를 수신하지 못하면, 해당 단말의 등록상태를 유지하는, 옥내용 기지국의 가입자 관리 방법.