KR20120000811A - 통합펨토셀 내에서 핸드오버수행방법 - Google Patents

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Abstract

LTE 및 Wi-fi를 지원하는 통합펨토셀 내에서 핸드오버를 수행하는 방법 및 끊김없는 VoIP 서비스를 제공하는 방법을 제시한다.
이를 위해 단말기가 통합펨토셀의 LTE 정보를 이용하여 상기 통합펨토셀로 핸드오버 하는 단계; 통합펨토셀 내의 타겟기지국으로부터 수신한 PCI가 통합PCI인지를 확인하는 단계; 및; 통합PCI를 수신한 경우 자동으로 단말기의 Wi-fi 모드를 턴온(Turn-on)하여 Wi-fi로 접속하는 이종망간핸드오버단계를 포함한다.

Description

통합펨토셀 내에서 핸드오버수행방법{Method for Handover in consolidated Femtocell}
본 발명은 펨토셀에 관한 것이다. 보다 상세히, 복수 개의 네트워크를 지원하는 통합펨토셀 내에서 이종망간 핸드오버에 관한 것이다. 또한, 통합펨토셀 내에서 이종망간 핸드오버시 끊김없는 VoIP 서비스 제공에 관한 것이다.
펨토셀(Femto Cell)은 기존의 이동 통신 서비스 반경보다 훨씬 작은 지역을 대상으로 하는 이동 통신 서비스를 제공하는 초소형 기지국이다. 펨토셀(또는 옥내 초소형 기지국)의 명칭은 10의 마이너스 15승(100조 분의 1)을 의미하는 '펨토'와 이동전화의 통신 가능 범위를 일컫는 '셀'의 합성어이며, 셀 반경 10미터 이하의 커버리지를 제공할 수 있는 기지국을 의미한다.
펨토셀은 실내 커버리지를 확대하고 통화 품질을 향상시키며 다양한 유무선 융합 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 다양한 장점을 가진다.
복수 개의 네트워크를 지원하는 통합펨토셀 내에서 서로 다른 네트워크 간에 핸드오버를 수행하고자 한다. 특히, LTE와 Wi-fi를 지원하는 통합펨토셀에서 LTE에서 Wi-fi로 또는 Wi-fi에서 LTE로 자동으로 핸드오버를 수행하고자 한다.
또한, 통합펨토셀 내에서 이종망간 핸드오버시 끊김없는 VoIP 서비스 제공을 수행하고자 한다.
이상과 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, LTE 및 Wi-fi를 지원하는 통합펨토셀 내에서 단말기가 핸드오버를 수행하는 방법은 통합펨토셀의 LTE 정보를 이용하여 상기 통합펨토셀로 핸드오버 하는 단계; 통합펨토셀 내의 타겟기지국으로부터 수신한 PCI가 통합PCI인지를 확인하는 단계; 및 통합PCI를 수신한 경우 자동으로 상기 단말기의 Wi-fi 모드를 턴온(Turn-on)하여 Wi-fi로 접속하는 이종망간핸드오버단계;를 포함한다.
바람직하게, 통합PCI는 상기 통합펨토셀 내의 기지국을 위해 별도로 보유(reserve)된 PCI를 나타낸다.
바람직하게, 통합펨토셀 내의 기지국은 통합펨토셀 내의 기지국을 위해 별도로 보유된 PCI인 통합PCI를 할당받는 통합PCI부; 통합PCI에 LTE 정보 및 Wi-fi 정보를 매핑하는 매핑부; 및 매핑된 정보를 기초로 상기 LTE 정보와 이에 대응되는 상기 Wi-fi 정보를 상호전환하는 전환부;를 포함한다. 이 경우, 전환부는 이종망간핸드오버단계에서 LTE에서 Wi-fi로 핸드오버가 실행되는 경우, 단말기로부터 수신하는 Wi-fi정보를 그에 대응되는 LTE 정보로 전환하여 VoIP 서버로 전송하여 끊김없는 VoIP 서비스를 제공한다.
바람직하게, 통합펨토셀 내의 타겟기지국은 e-Node B 및 게이트웨이 기능을 통합하도록 구현됨으로써, VoIP Proxy Server 기능을 수행한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 사용자가 듀얼 모드 또는 복수 개의 모드를 지원하는 단말기를 이용하는 경우에도, 복수 개의 모드를 계속해서 ON 하는 것이 아니라, 특정 모드를 사용하는 경우에만 해당 모드를 ON 함으로써 배터리를 절감할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, LTE와 Wi-fi 모드를 이용하는 듀얼모드 단말기의 경우 Wi-fi를 지원하는 통합 펨토셀 영역에 진입하는 경우에만, Wi-fi 모드를 ON하므로 배터리를 절감할 수 있다.
또한, 사용자는 LTE와 Wi-fi가 모두 지원되는 통합 펨토셀 영역에서,자동으로 Wi-fi에 접속할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 통합펨토셀 내에서 이종 망으로 핸드오버가 발생하는 경우에도 VoIP 서비스를 끊김없이 지원하는 이점이 있다.
이 외에, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 VoIP Proxy Server 기능을 수행하는 통합펨토셀기지국에서 과금을 수행하므로, 사용자에게 Wi-fi 이용시 통신 비용을 절감하게 하는 이점이 발생한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예로서, 통합 펨토셀과 매크로셀이 중첩된 네트워크 환경의 일 예를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 통합펨토셀기지국에서 통합PCI와 관련정보를 관리하는 매핑테이블을 도시한다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 핸드오버를 수행하는 흐름도를 도시한다.
도 4 는 통합펨토셀 내에서 이종망간 핸드오버시, VoIP 서비스 제공 방법을 도시한다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 통합펨토셀기지국의 내부 구성도를 도시한다.
펨토셀은 코어망(Core Network)과 연결을 위해 범용 인터넷 회선을 이용하기 때문에 설치 비용 및 유지 보수 비용이 저렴하고, 인터넷 회선이 설치된 지역은 어디에서나 설치할 수 있기 때문에 이동성이 뛰어난 장점이 있다.
이러한 펨토셀은 높은 수준의 데이터 서비스를 더 많은 사용자에게 제공하려는 목적을 가지기 때문에 기존의 3세대 이동통신 시스템 뿐 아니라 3GPP LTE(The 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 등의 차세대 이동통신 시스템에서도 큰 주목을 받고 있다. 또한 LTE와 Wi-Fi 등이 통합된 통합 펨토셀로도 출시가 되고 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 LTE와 Wi-Fi를 모두 지원하는 통합펨토셀에서 핸드오버를 수행하는 방법과 끊김없이 VoIP 서비스를 제공하는 방법을 제시한다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한, 본 발명에 보다 더 충실하도록 하기 위해서, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자 수준의 변경이나 변형이 있을 수 있음을 명기하는 바이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예로서, 통합 펨토셀과 매크로셀이 중첩된 네트워크 환경의 일 예를 도시한다.
도 1 에서 단말기(100)는 핸드오버가 가능한 인접 셀로서 매크로셀(Macro Cell, 110)과 펨토셀(Femto Cell, 130, 140, 150)을 구분한다.
매크로셀(110)은 반경 20Km 이내의 비교적 큰 규모의 셀을 의미하고, 펨토셀(130, 140, 150)은 셀 반경 10미터 이하의 커버리지를 제공할 수 있는 기지국을 의미한다.
펨토셀은 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 브로드밴드망을 통해 이동통신 코어 네트워크에 접속하는 초소형 이동통신 기지국으로써, 매크로셀에 비해 매우 작은 셀 커버리지를 가지며 사용자들이 원하는 곳에 직접 설치하는 것을 가정한다.
펨토셀은 단일 네트워크만 지원하는 펨토셀(150)과 복수 개의 네트워크를 지원하는 통합 펨토셀(130, 140)의 형태일 수 있다. 구체적인 예로, 도 1의 제 3 펨토셀(150)은 LTE(Long Term Evolution)만을 지원하고, 제 1 펨토셀(130) 및 제 2 펨토셀(140)은 Wi-fi와 LTE를 모두 지원하는 통합 펨토셀이다.
이 경우, 통합펨토셀기지국(131, 141)은 Wi-fi 통신 및 LTE 통신을 위한 모듈을 모두 구비하는 것을 가정한다. 또한, 통합펨토셀 기지국은 e-Node B와 게이트웨이의 기능을 통합하도록 구현됨으로써, VoIP Proxy Server의 역할 및 이동통신망의 패킷교환기능을 수행한다. 이로써, 통합펨토셀 내에서 LTE에서 Wi-fi로 무선구간이 변경되는 경우에도, 사용자에게 끊김이 없는 VoIP 서비스를 지원할 수 있다.
통합펨토셀 기지국에 e-Node B와 게이트웨이의 기능을 통합하는 것은 네트워크 셋업시 소프트웨어나 하드웨어를 설정하므로 가능하므로, 이에 대한 설명은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로 생략하기로 한다. 통합펨토셀기지국의 기능 및 구성에 대해서는 도 5와 관련된 설명부분에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
단말기(100)에서 핸드오버를 수행하고자 하는 타겟 기지국은 매크로셀 기지국(111) 또는 펨토셀 기지국(131, 141, 151)일 수 있으며, 타겟 기지국에는 일반적으로 0에서부터 503 사이의 PCI(Physical cell identity)가 할당된다.
본원 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 통합펨토셀기지국을 위한 PCI range를 별도로 설정하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 0에서 503 사이의 PCI range 중 100에서 200까지는 통합펨토셀기지국(131, 141)에 할당하기 위한 PCI로 별도로 보유(reserve)하는 것을 특징으로 한다. 이하, 통합펨토셀기지국에 할당하기 위해 별도로 보유된 PCI를 '통합PCI'라 하겠다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 통합펨토셀기지국에서 통합PCI와 관련정보를 관리하는 매핑테이블을 도시한다.
통합펨토셀기지국(도 1 참고, 131, 141)은 도 2와 같은 형태의 매핑테이블을 지닌다. 매핑테이블은 부여된 통합PCI 값과 통합펨토셀에서 지원되는 복수 개의 네트워크 정보간의 매핑관계를 나타낸다.
예를 들어, 통합펨토셀기지국(도 1 참고, 131)에 통합PCI #100이 할당된 경우, 통합PCI #100에 Wi-fi정보(220) 및 LTE정보(230)를 매핑시킨다. Wi-fi정보(220)의 예로는 단말기로부터 수신한 IPWi-fi, LTE정보(230)의 예로는 단말기로부터 수신한 IPLTE 등이 있다.
통합펨토셀기지국에서는 매핑테이블을 이용하여, VoIP 단말기로부터 VoIP call로 IPWi - fi를 수신하는 경우, IPWi - fi에 매핑되는 IPLTE를 VoIP 서버에 제공할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 핸드오버를 수행하는 흐름도를 도시한다.
단말기(300)는 자신이 접속 가능한 펨토셀 목록인 화이트 리스트(White List)를 저장하고 있다. 예를 들어, 단말기가 매크도 셀(도 1 참고, 110)에서 펨토셀(도 1 참고, 130, 140, 150)로 핸드오버를 수행하고자 하는 경우, 단말기(300)는 LTE를 지원하는 펨토셀 기지국(131, 141, 151)을 나타내는 화이트 리스트를 이용한다. 본 발명에서는 바람직한 일 실시예로서, 동종 망(LTE)을 지원하는 화이트 리스트를 이용하였다. 화이트 리스트 선정은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위에서 다양한 변형이나 변경이 가능하다.
단말기(300)는 핸드오버(또는 셀 재탐색, 이하 동일한 의미로 사용)가 필요한 경우 자신과 인접한 셀을 탐색한다. 이후 단말기(300)는 자신과 인접한 셀의 타겟 기지국(320)(예, 도 1 참고, 131, 141, 151)에서 방송되는 모든 PCI를 수신한다(S300).
단말기(300)는 타겟 기지국(320)으로부터 수신한 PCI를 서빙 기지국(310)에 알린다(measurement report)(S301). 서빙기지국(310)에서는 단말기(300)에서 전송된 측정 보고를 기초로 핸드오버를 결정한 후(S302), 타겟기지국(320)에 핸드오버를 요청하여 응답을 받는다(S303, S304). 서빙기지국(310)에서는 핸드오버 응답을 수신하면(S304), 단말기(300)에 핸드오버 명령을 전송한다(S305). 그 후 핸드오버를 수행한다.
도면에서는 핸드오버를 수행하기 이전에 단말기(300)에서 PCI가 통합 PCI인지를 판단하는 과정(S306)이 도시되어 있으나, 단말기(300)에서는 핸드오버를 실행하기 이전 또는 핸드오버 실행 후 타겟기지국이 있는 네트워크 망에 진입한 이후에 PCI가 통합PCI인지 판단할 수 있음을 유의하여야 한다. 또한, 도 3 에서는 S306 단계와 S300 단계를 별도로 도시하였으나, S306 단계는 S300 단계에서도 수행하는 방식으로 변형이 가능함을 유의하여야 한다.
단말기(300)에서는 핸드오버 수행 전 또는 수행 후에, 타겟기지국(320)에서 받았던 PCI가 통합 PCI인지를 판단한다(S306).
PCI가 통합 PCI가 아닌 경우, 타겟기지국(320)으로 핸드오버를 수행한다(S307). PCI가 통합 PCI인 경우, 타겟기지국(320)으로 핸드오버를 수행하여(S308) 통합펨토셀 영역으로 진입한 후 이종망의 모뎀을 Turn-on하여 이종망으로 자동 접속한다(S309).
구체적인 예로, 도 1에서 단말기(100)가 제 3 펨토셀(150)에서 제 1 펨토셀(130)로 핸드오버 하는 경우, 단말기(100)는 제 3 펨토셀(150)의 LTE에서 제 1 펨토셀(130)의 LTE로 먼저 핸드오버를 수행한다. 그 후, 단말기(100)는 제 1 펨토셀(130)에 할당된 PCI가 통합PCI이므로, Wi-fi 모뎀 또는 Wi-fi 모드를 Turn-on시켜, 자동으로 LTE에서 Wi-fi로 접속을 전환한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 통합펨토셀이 LTE와 Wi-fi를 지원하는 경우, Wi-fi의 우선순위를 높게 설정하여, LTE로 접속된 경우라도 Wi-fi로 자동 전환하는 예를 제시하였으나, 통합 펨토셀 내의 이종망 간에 우선 순위를 설정하는 구현 방식에는 다양한 변형이 가능함을 유의하여야 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 복수 개의 네트워크를 지원하는 통합 펨토셀 영역에 들어간 경우에만, 이종 네트워크의 모뎀을 동작시키므로 배터리를 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
사용자가 듀얼 모드 또는 복수 개의 모드를 지원하는 단말기를 이용하는 경우에도, LTE와 Wi-fi 모드를 계속해서 이용하는 것이 아니라, Wi-fi를 지원하는 통합 펨토셀 영역에 진입하는 경우에만, Wi-fi 모드를 ON하므로 배터리를 절감하게 된다. 또한, 사용자 입장에서는 LTE와 Wi-fi가 모두 지원되는 통합 펨토셀 영역에서, 자동으로 Wi-fi에 접속할 수 있는 이점이 있다.
도 4 는 통합펨토셀 내에서 이종망간 핸드오버시, VoIP 서비스 제공 방법을 도시한다.
도 3의 S309 단계와 같이 통합펨토셀(410)과 단말기(400) 사이에 무선망이 변경되는 경우, VoIP 서비스가 끊길 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 단말기(400)가 통합펨토셀(410)에 진입하여, 최초 LTE 무선 구간을 이용하는 경우, 단말기에서는 IPLTE로 통합펨토셀(410)에 VoIP call을 전송하나, 이후 자동으로 Wi-fi 무선 구간으로 변경되는 경우, 단말기에서는 IPWi - fi로 통합펨토셀(410)에 VoIP call을 전송하기 때문이다.
본 발명에서는 이러한 경우에도 VoIP 서비스를 끊김없이 지원하는 방법을 제시한다. 통합펨토셀기지국은 단말기에서 VoIP call을 IPLTE에서 IPWi - fi로 보내는 경우, 도 2와 같은 매핑 테이블을 이용하여 IPWi - fi를 대응되는 IPLTE로 전환하여 VoIP 서버(420)로 전송한다. VoIP 서버(420)에서는 통합펨토셀(410)에서 단말기가 이용하는 무선 구간이 LTE에서 Wi-fi로 변경되는 경우라도, 계속적으로 IPLTE를 수신하게 되므로 끊김없이 VoIP 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 과금은 VoIP Proxy Server를 기준으로 이루어지므로, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 끊김없는 VoIP 서비스 제공 외에 사용자에게 Wi-fi 이용시 통신 비용을 절감하게 하는 이점이 발생한다. 이러한 특성을 이용하여, 통합펨토셀에 가입된 사용자들에게 통합펨토셀의 VoIP Proxy Server 기반 Zone 서비스를 제공할 수 있다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 통합펨토셀기지국의 내부 구성도를 도시한다.
통합펨토셀기지국(500)은 e-Node B 및 게이트웨이 기능을 통합하도록 구현됨으로써, VoIP Proxy Server 기능을 수행한다. 이로써, 통합펨토셀기지국(500)은 이동통신망의 패킷 교환기능을 포함함으로써, VoIP 패킷을 바로 인터넷으로 전송할 수 있다.
이러한 기능을 수행하는 통합펨토셀기지국(500)은 통합PCI부(510), 매핑부(520) 및 전환부(530)를 포함한다.
통합PCI부(510)에서는 통합펨토셀기지국을 위해 별도로 보유(reserve)된 범위 내의 PCI인 통합PCI를 할당받는다. 통합PCI의 범위는 a부터 b이고, a<b 이며, 이 경우 a 는 0 이상 503 미만, b는 0 초과 503 이하이다.
매핑부(520)는 통합PCI에 LTE 정보 및 Wi-fi 정보를 매핑을 수행한다. 매핑부(520)의 예로는 도 2와 같은 매핑테이블을 들 수 있다.
전환부(530)는 매핑부(520)에서 매핑된 정보를 이용하여 상기 복수 개의 네트워크 중 제 1 네트워크 정보를 그에 대응되는 제 2 네트워크 정보로 전환한다. 예를 들어, LTE 정보와 이에 대응되는 Wi-fi 정보를 상호전환할 수 있다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 단말기가 LTE 및 Wi-fi를 지원하는 통합펨토셀 내에서 핸드오버를 수행하는 방법으로서,
    상기 통합펨토셀의 LTE 정보를 이용하여 상기 통합펨토셀로 핸드오버 하는 단계;
    상기 통합펨토셀 내의 타겟기지국으로부터 수신한 PCI가 통합PCI인지를 확인하는 단계; 및
    상기 통합PCI를 수신한 경우 상기 단말기의 Wi-fi 모드를 턴온(Turn-on)하여 자동으로 Wi-fi로 접속하는 이종망간핸드오버단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합펨토셀 내에서 핸드오버수행방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 통합PCI는
    상기 통합펨토셀 내의 기지국을 위해 별도로 보유(reserve)된 PCI로서, 상기 통합PCI의 범위는 a부터 b이고, a<b 이며, 이 경우 a 는 0 이상 503 미만, b는 0 초과 503 이하인 것을 특징으로 하는 통합펨토셀 내에서 핸드오버수행방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 통합펨토셀 내의 기지국은
    통합펨토셀 내의 기지국을 위해 별도로 보유된 PCI인 통합PCI를 할당받는 통합PCI부;
    상기 통합PCI에 대응되는 LTE 정보 및 Wi-fi 정보를 매핑하는 매핑부; 및
    상기 매핑된 정보를 기초로 상기 LTE 정보와 이에 대응되는 상기 Wi-fi 정보를 상호전환하는 전환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합펨토셀 내에서 핸드오버수행방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전환부는
    상기 이종망간핸드오버단계에서 LTE에서 Wi-fi로 핸드오버 되는 경우, 상기 단말기로부터 수신하는 Wi-fi정보를 그에 대응되는 LTE 정보로 전환하여 VoIP 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 통합펨토셀 내에서 핸드오버수행방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 통합펨토셀 내의 타겟기지국은
    e-Node B 및 게이트웨이 기능을 통합하도록 구현됨으로써, VoIP Proxy Server 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 통합펨토셀 내에서 핸드오버수행방법.
  6. 복수 개의 네트워크와의 통신을 지원하는 통합펨토셀기지국으로서,
    상기 통합펨토셀기지국을 위해 별도로 보유(reserve)된 범위 내의 PCI인 통합PCI를 할당받는 통합PCI부;
    상기 통합PCI에 상기 복수 개의 네트워크 정보를 각각 매핑하는 매핑부; 및
    상기 매핑된 정보를 이용하여 상기 복수 개의 네트워크 중 제 1 네트워크 정보를 그에 대응되는 제 2 네트워크 정보로 전환하는 전환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합펨토셀기지국.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 통합펨토셀기지국을 위해 별도로 보유된 PCI 범위는 a부터 b이고, a<b 이며, 이 경우 a 는 0 이상 503 미만, b는 0 초과 503 이하인 것을 특징으로 하는 통합펨토셀기지국.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 복수 개의 네트워크는
    LTE 및 Wi-fi를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합펨토셀기지국.

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