KR20120012797A - 게이트웨이 장치, 통신 제어 방법, 및 통신 제어 프로그램을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체 - Google Patents

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KR20120012797A KR1020117024533A KR20117024533A KR20120012797A KR 20120012797 A KR20120012797 A KR 20120012797A KR 1020117024533 A KR1020117024533 A KR 1020117024533A KR 20117024533 A KR20117024533 A KR 20117024533A KR 20120012797 A KR20120012797 A KR 20120012797A
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Abstract

동일한 기지국 제어 장치에 의해 제어되는 기지국 사이의 하드 핸드오버를 실현할 수 있는 게이트웨이 장치, 통신 제어 방법, 및 통신 제어 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 게이트웨이 장치(10)는 복수의 기지국과 코어 네트워크 사이에 배치되며, 복수의 기지국에 포함되는 기지국(1)이 관리하는 셀로부터 다른 셀로의 이동국의 위치 변경의 개시에 응답하여, 다른 셀을 관리하는 기지국(2)과 연관되는 기지국 제어 장치를 나타내는 이동처 식별자를 포함하는 위치 변경 메시지를 기지국(1)으로부터 수신하는 수신 수단(11)과, 상기 이동처 식별자가 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하는지 여부에 기초하여, 상기 메시지를 게이트웨이 장치 자신에 의해 관리되는 복수의 기지국 중 하나로 송신할지 또는 코어 네트워크로 송신할지를 결정하며, 이 결정된 송신처로 상기 메시지를 송신하는 송신 수단(12)을 구비한다.

Description

게이트웨이 장치, 통신 제어 방법, 통신 제어 프로그램이 저장된 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체{GATEWAY APPARATUS, COMMUNICATION CONTROL METHOD, NON-TRANSITORY COMPUTER READABLE MEDIUM IN WHICH COMMUNICATION CONTROL PROGRAM IS STORED}
본 발명은 게이트웨이 장치, 통신 제어 방법, 통신 제어 프로그램에 관한 것으로, 특히 기지국의 변경 제어에 관한 것이다.
셀룰러 통신 서비스(휴대 전화 서비스)의 이용자 댁내에 설치되는 기지국은 일반적으로 "펨토 기지국(femto base station)", "펨토-셀 기지국" 또는 "홈 기지국"이라고 불린다. 또한, 펨토 기지국에 의해 형성되는 소규모인 셀은 "펨토 셀"이라고 불린다. 이에 대해, 셀룰러 통신 서비스에 있어서 수백m 내지 수십㎞의 광범위한 에어리어를 커버하는 기지국에 의해 형성되는 셀은 "매크로 셀"이라고 불린다. 펨토 기지국을 이용한 서비스에서는, 휴대 전화를 사용하는 이용자가 댁외에 있는 경우, 휴대 전화는 매크로 셀을 형성하는 기지국과 통신을 행한다. 이용자가 귀택하였을 때에, 휴대 전화는 댁내에 형성되는 펨토 셀 내에 있어서 펨토 기지국과 통신을 행한다. 셀룰러 통신 서비스는 통상 모빌리티 기능을 제공한다는 것에 유의한다. 그러므로, 휴대 전화의 이용자가 한창 이동하고 있는 도중에도, 이용자는 휴대 전화와 통신하는 기지국을 변경함으로써 중단을 수반하지 않고 통신을 계속할 수 있다. 마찬가지로, 휴대 전화는, 이용자가 매크로 셀로부터 펨토 셀로 이동한 경우에도, 중단을 수반하지 않고 휴대 전화가 이 휴대 전화와 통신하는 기지국을 펨토 기지국으로 변경할 수 있는 이러한 모빌리티 기능을 구비하고 있다.
일반적으로, 셀룰러 통신 서비스에 이용되는 이동 통신 시스템은 적어도 이동기와, 복수의 무선 기지국과, 복수의 무선 기지국을 제어하는 기지국 제어국과, 기지국 제어국과 유선 접속되는 코어 네트워크 장치로 구성되어 있다는 것에 유의한다. 모빌리티 기능은, 이 이동 통신 시스템의 이동의 형태에 의해 이하의 2개의 기능을 실현한다. 첫번째의 기능은 소위 "소프트 핸드오버(soft handover)"라고 불리는 것이다. 이러한 소프트 핸드오버에 있어서, 이동기가 하나의 무선 기지국의 셀로부터 다른 무선 기지국의 셀로 이동하며, 이들 2개의 무선 기지국이 동일한 기지국 제어국의 관리 하에 놓여져 있는 경우에, 기지국 제어국의 변경을 수반하지 않고 무선 기지국의 변경만으로 핸드오버가 실현된다. 또한, 2개의 무선 기지국이 다른 기지국 제어국의 관리 하에 놓여져 있는 경우에도, 이동처의 기지국을 제어하는 기지국 제어국과, 이동원의 기지국을 제어하는 기지국 제어국을 가입자선 연장 기술을 이용하여 접속시킴으로써, 이동원의 기지국을 제어하는 기지국 제어국이 이동처의 기지국을 관리하는 것이 가능해져, 실질적으로 기지국 제어국의 변경을 수반하는 일은 없다.
한편, 두번째의 기능은 소위 "하드 핸드오버(hard handover)"라고 불리는 것이다. 이 하드 핸드오버는, 기지국 제어국이 가입자선 연장 기술을 이용하지 않는 경우에, 즉 기지국 제어국들을 서로 접속시키는 어떠한 인터페이스도 갖지 않는 경우에 이용된다. 기지국 제어국의 상위-계층 노드의 제어 하에서 이동기가 이동하기 전과 이동한 후에 다른 기지국 제어국을 이용하게 된다. 이 제어는 "리로케이션(relocation)"이라고도 불린다.
이하, 리로케이션을 실시하는 경우의 네트워크 구성에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7에 도시된 시스템은, 기지국인 NodeB(71 내지 72)와, 기지국 제어국(RNC: Radio Network Controller)(61 내지 62)과, 상위-계층국인 코어 네트워크 장치(CN: Core Network)(51)를 포함한다. NodeB(71)는 셀(81)을 형성하고 있으며, NodeB(72)는 셀(82)을 형성하고 있다.
RNC(61)에는 RNC ID(RNC ID_61)가 할당된다. 또한, RNC(62)에는 RNC ID(RNC ID_62)가 할당된다. 이동기가 셀(81)로부터 셀(82)로 이동하는 경우, 이동기로부터 통지되는 정보에 따라, RNC(61)는 이동처의 셀을 셀(82)로서 식별하며, 또한 이동처의 셀을 관리하고 있는 RNC(62)도 식별한다. RNC(61)는 CN(51)에 대하여 이동기가 RNC(62) 관리 하의 네트워크로 이동한 것을 통지한다. 그런 다음, CN(51)이 RNC(62)와 이동기 사이에 데이터 통신 경로를 확립함으로써, 이동기의 이동이 완료된다.
펨토 셀을 이용한 통신을 행하는 경우, 펨토 기지국 사이에 그리고 펨토 기지국 제어국 사이에 I/F를 갖지 않는다. 그로 인해, 모빌리티 제어를 행하기 위해서, 리로케이션(하드 핸드오버) 처리가 행해질 필요가 있다. 이에 의해, 펨토 셀의 보급이 진행됨과 함께, 효율적인 리로케이션 처리가 행해지는 것이 요망되고 있다.
특허문헌 1은, 통신이 허가되어 있는 펨토 셀로부터 통신이 허가되어 있지 않은 펨토 셀로의 이동 방법을 개시하고 있다. 이 경우, 통신이 허가되어 있지 않은 펨토 셀을 관리하는 기지국 제어국은 핸드오버를 거부하고, 핸드오버가 거부된 이동기는 현재 위치하고 있는 펨토 셀에 있어서의 수신 전력 레벨의 한계까지 통신을 계속한다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-263632호 공보
이하, 이동기가 통신이 허가되어 있는 펨토 셀로부터 통신이 허가되어 있는 다른 펨토 셀로의 이동을 행하는 통상적인 시스템 구성을 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8에 도시된 시스템은, 펨토 기지국을 나타내는 HNB(Home NodeB)(101 내지 104)와, 복수의 펨토 기지국을 접속시키는 HNB-GW(Home NodeB Gateway)(91 내지 92)와, HNB-GW(91 내지 92)의 상위-계층국인 코어 네트워크 장치(CN)(51)를 포함한다. HNB-GW(91 내지 92)는, HNB를 제어하는 기지국 제어국(RNC)의 식별자(RNC-ID)를 할당하는 기능을 갖고 있는 것으로 한다. RNC ID가 각 HNB-GW마다 할당된다는 것에 유의한다. 그러므로, 하나의 HNB-GW 내에서는 동일한 RNC ID가 사용되기 때문에, HNB(101)와 HNB(102)에는 동일한 RNC ID가 할당되게 된다. 마찬가지로, HNB(103)와 HNB(104)에도 동일한 RNC ID가 할당되게 된다.
이 경우, 이동기가 HNB(101)로부터 HNB(102)로 이동할 때에도 리로케이션 처리가 행해진다. 그러나, HNB(101)와 HNB(102)에는 동일한 RNC ID가 할당된다. 이는, 리로케이션 처리는 다른 RNC ID를 이용하여 행해지므로, 동일한 HNB-GW 관리 하의 HNB 사이의 이동기의 이동 시에 리로케이션 처리가 적절하게 행해질 수 없다는 문제를 야기시킨다. 또한, 본 문제는 펨토 셀을 이용한 네트워크 구성에 한정되지 않고, 하드 핸드오버 기능을 이용하여 모빌리티를 실현하고 있는 네트워크 구성에서도 또한 발생한다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 동일한 기지국 제어국에 의해 제어되는 기지국 사이의 하드 핸드오버를 실현할 수 있는 게이트웨이 장치, 통신 제어 방법, 및 통신 제어 프로그램을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태에 관한 게이트웨이 장치는, 복수의 기지국과 코어 네트워크 사이에 배치되는 게이트웨이 장치로서, 상기 복수의 기지국에 포함되는 제1 기지국이 관리하는 셀로부터 다른 셀로의 이동국의 위치 변경의 개시에 응답하여, 상기 다른 셀을 관리하는 제2 기지국과 연관되는 기지국 제어 장치를 나타내는 이동처 식별자를 포함하는 위치 변경 메시지를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 수신부; 및 상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하는지 여부에 기초하여, 상기 메시지를 상기 게이트웨이 장치 자신에 의해 관리되는 상기 복수의 기지국 중 하나로 송신할지 또는 상기 코어 네트워크로 송신할지를 결정하며, 상기 결정된 송신처로 상기 메시지를 송신하는 송신부를 구비하는 것이다.
본 발명의 제2 양태에 관한 기지국 제어 방법은, 복수의 기지국과 코어 네트워크 사이의 통신 제어를 행하는 통신 제어 방법으로서, 이 통신 제어 방법은, 복수의 기지국에 포함되는 제1 기지국이 관리하는 셀로부터 다른 셀로의 이동국의 위치 변경의 개시에 응답하여, 상기 다른 셀을 관리하는 제2 기지국과 연관되는 기지국 제어 장치를 나타내는 이동처 식별자를 포함하는 위치 변경 메시지를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 스텝; 및 상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하는지 여부에 기초하여, 상기 메시지를 상기 제2 기지국으로 송신할지 또는 상기 코어 네트워크로 송신할지를 결정하는 스텝을 구비하는 것이다.
본 발명의 제3 양태에 관한 통신 제어 프로그램을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체는, 복수의 기지국과 코어 네트워크 사이에 배치되는 게이트웨이 장치에 있어서의 통신 제어 프로그램으로서, 이 통신 제어 프로그램은, 상기 복수의 기지국에 포함되는 제1 기지국이 관리하는 셀로부터 다른 셀로의 이동국의 위치 변경의 개시에 응답하여 송신되며, 상기 다른 셀을 관리하는 제2 기지국과 연관되는 기지국 제어 장치를 나타내는 이동처 식별자가, 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하는지 여부에 기초하여, 상기 메시지를 상기 복수의 기지국 중 하나로 송신할지 또는 상기 코어 네트워크로 송신할지를 결정하는 스텝을 컴퓨터가 실행하게 한다.
본 발명에 의해, 동일한 기지국 제어국에 의해 제어되는 기지국 사이의 하드 핸드오버를 실현할 수 있는 게이트웨이 장치, 통신 제어 방법, 및 통신 제어 프로그램을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 관한 게이트웨이 장치의 구성도이다.
도 2는 제1 실시예에 관한 게이트웨이 장치의 구성도이다.
도 3은 제1 실시예에 관한 게이트웨이 장치에 의해 유지되는 정보 테이블을 도시한다.
도 4는 제1 실시예에 관한 펨토 기지국의 등록 수순에 관한 시퀀스를 도시한다.
도 5는 제1 실시예에 관한 이동국의 위치 변경 수순에 관한 시퀀스를 도시한다.
도 6은 제1 실시예에 관한 데이터 송신 경로 변경 수순에 관한 시퀀스를 도시한다.
도 7은 종래의 리로케이션 처리 실행 시의 시스템 구성도이다.
도 8은 종래의 펨토 셀 시스템의 시스템 구성도이다.
(제1 실시예)
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 게이트웨이 장치의 구성을 도시하고 있다. 게이트웨이 장치(10)는 수신부(11)와 송신부(12)를 구비하고 있다. 또한, 게이트웨이 장치(10)는, 기지국(1), 기지국(2) 및 코어 네트워크(40)에 접속된다. 도 1은 기지국(1)이 형성하는 셀로부터 기지국(2)이 형성하는 다른 셀로 이동국(30)이 이동한 경우를 도시하고 있다.
수신부(11)는, 기지국(1)이 관리하는 셀로부터 기지국(2)이 관리하는 셀로의 이동국(30)의 위치 변경의 개시에 응답하여, 기지국(2)과 연관되는 기지국 제어 장치를 나타내는 이동처 식별자를 포함하는 위치 변경 메시지를 취득한다. 기지국 제어 장치는 게이트웨이 장치를 나타내고 있다는 것에 유의한다.
송신부(12)는, 게이트웨이 장치(10) 관리 하의 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 기지국 제어 장치의 식별자와 수신부(11)가 수신한 이동처 식별자가 일치하는 경우에 이동국(30)의 이동처인 셀을 관리하는 기지국(2)으로 위치 변경 메시지를 송신한다. 게이트웨이 장치(10) 관리 하의 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 기지국 제어 장치의 식별자와 수신부(11)가 수신한 이동처 식별자가 일치하지 않는 경우, 송신부(12)는 코어 네트워크로 위치 변경 메시지를 송신한다.
도 1에 도시하는 게이트웨이 장치의 구성에 의해, 동일한 기지국 제어 장치의 식별자를 갖는 기지국 사이를 이동국이 이동하는 경우에도, 동일한 게이트웨이 장치에 의해 관리되는 기지국 사이에서 이동국이 이동하는 것을 인식하는 것이 가능하며, 그에 따라 리로케이션 처리를 실현할 수 있게 된다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 관한 게이트웨이 장치의 구성에 대해서 상세하게 설명을 행한다.
게이트웨이 장치(이하, "HNB(Home NodeB)-GW(Gateway)"라고 함)(10)는 수신부(11)와, 송신부(12)와, 식별자 판정부(13)와, 식별자 할당부(14)와, 접속 해제부(15)와, 경로 설정부(16)를 구비하고 있다. 또한, HNB-GW는, 셀룰러 통신 이용자의 댁내에 설치되는 복수의 기지국(이하, "펨토 기지국 : HNB(Home NodeB)"라고 함)에 접속하는 장치이다. 도 2에서는, HNB-GW(10)는, HNB(20 및 21)에 접속하고 있다. 또한, 도 2는 HNB(20)가 형성하는 셀로부터 HNB(21)가 형성하는 셀로 이동국(30)이 이동한 경우를 도시하고 있다.
HNB(20) 및 HNB(21)는, 이동국(30)과 HNB(20 또는 21) 사이에 확립되는 무선 회선을 확립하거나 해방하는 무선 회선 제어 기능을 갖는다는 것에 유의한다.
식별자 할당부(14)는, HNB(20 및 21)에 동일한 식별자의 할당을 행한다. 구체적으로는, 동일한 식별자 할당부(14)에 접속되는 모든 HNB에는 동일한 기지국 제어 장치 식별자(이하, "RNC-ID"라고 함)가 할당된다. 즉, HNB(20)와 HNB(21)에는 동일한 RNC-ID가 할당된다. 이에 의해, 동일한 게이트웨이 장치에 접속되는 모든 펨토 기지국에는 동일한 RNC-ID가 할당되게 된다.
이동국(30)의 위치가 HNB(20)가 관리하는 셀로부터 HNB(21)가 관리하는 셀로 변경한 것을 HNB(20)가 검출한 경우, 수신부(11)는 HNB(21)와 연관되는 RNC-ID를 포함하는 위치 변경 메시지를 HNB(20)로부터 수신한다. 수신부(11)는 취득한 RNC-ID를 식별자 판정부(13)에 출력한다.
HNB(20)는 근린 셀의 네트워크 정보(이하, "Global Cell ID들"이라고 함)를 수집하고, 근린 셀 리스트의 생성을 행하고 있다는 것에 유의한다. 또한, HNB(20)는 Global Cell ID와 함께 근린 셀의 Global Cell ID와 연관되는 RNC-ID도 수집할 수 있다는 것에 유의한다. 이에 의해, HNB(20)는 HNB(21)에 할당되어 있는 RNC-ID를 수신부(11)에 대하여 통지하는 것이 가능하게 된다.
식별자 판정부(13)는 통신 제어 프로그램에 기초하여 동작하는 제어 컴퓨터(예를 들면, 마이크로프로세서 유닛)를 포함한다. 식별자 판정부(13)는, 수신부(11)가 수신한 HNB(21)의 RNC-ID가 HNB(20)의 RNC-ID와 동일한지 여부를 판정한다. HNB-GW(10)는 도 3에 도시하는 정보 테이블을 유지하고 있다. 구체적으로는, HNB-GW(10)는 HNB, RNC-ID 및 Cell-ID를 상호-연관 방식으로 리스팅하는 정보 테이블을 유지하고 있다. "HNB"는 펨토 기지국을 식별하는데 이용되며, HNB(20 및 21)를 나타내는 정보를 포함한다. "RNC-ID"는 HNB(20 및 21)에 할당된 RNC-ID를 나타내는 것이다. 이 예에서, 동일한 HNB-GW(10)에 의해 할당이 이루어지므로, 이들은 동일한 RNC-ID를 나타내고 있다. 도 2에 도시된 예에서는, RNC-ID가 "211"로 표현된다. "Cell-ID"는 HNB(20 및 21)가 형성하는 에어리어를 식별하는 ID를 포함한다. 도 2에 도시된 예에서는, HNB(20)가 형성하는 에어리어가 "Cell#AA"로 표현되며, HNB(21)가 형성하는 에어리어가 "Cell#BB"로 표현된다.
본 발명의 제1 실시예에서는, 식별자 판정부(13)는, HNB(20)와 HNB(21)의 RNC-ID가 서로 동일하다고 판정을 하고, 그에 따라 HNB(20)와 HNB(21)는 모두 HNB-GW(10)의 관리 하에 접속되어 있는 펨토 기지국이라고 판단할 수 있다. 즉, 식별자 판정부(13)는 이동국(30)이 동일한 HNB-GW 관리 하의 셀 사이를 이동한 것으로 판단할 수 있다. 식별자 판정부(13)는 판정 결과를 송신부(12)에 출력한다.
식별자 판정부(13)로부터 HNB(20)와 HNB(21)의 RNC-ID가 서로 동일하다고 하는 판정 결과를 송신부(12)가 취득한 경우, 송신부(12)는 이동국(30)의 이동처의 셀을 형성하는 HNB(21)로 위치 변경 메시지를 송신한다. HNB(20)와 HNB(21)는 동일한 RNC-ID를 가지므로, 이동국(30)의 이동으로 인해 HNB-GW(10)가 변경되는 일은 없다는 것에 유의한다. 이에 의해, 송신부(13)는 게이트웨이 장치의 상위-계층국인 코어 네트워크에 대하여 어떠한 위치 변경 통지를 행하지 않는다.
접속 해제부(15)는 이동국이 본래 위치하는 펨토 기지국인 HNB(20)에 대한 커넥션을 해제한다. 구체적으로는, HNB(21)가 형성하는 셀로 이동을 완료하였을 때에 통지되는 완료 통지를 이동국(30)이 수신하면, 접속 해제부(15)는 HNB-GW(10)와 HNB(20) 사이의 Iu-h 인터페이스의 커넥션을 해방한다.
접속 해제부(15)에 의해 HNB-GW(10)와 이동원의 펨토 기지국 사이의 커넥션이 해방된 경우에, 경로 설정부(16)는 코어 네트워크로부터 송신되는 데이터를 이동국(30)에 출력하기 위해 HNB(21)와 HNB-GW 사이에 경로를 확립한다.
다음으로, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 장치 사이의 신호의 송/수신에 대해서 설명한다. 도 4는 HNB(20) 및 HNB(21)가 댁내 등에 설치될 때에 수행되는 신호의 송/수신을 도시한 것이다.
처음에, HNB(20)는 펨토 관리 서버(도시 생략)로부터 Cell ID를 취득한다. Cell ID는 HNB(20)가 형성하는 에어리어를 식별하는데 이용된다. 또한, HNB(20)는 주위의 환경을 모니터링함으로써 근린 셀의 네트워크 정보(Global Cell ID들)를 수집하고, 그에 따라 HNB(20)가 사용하는 근린 셀의 리스트의 생성을 행한다(S1). HNB(20)가 근린 셀의 네트워크 정보를 수집할 때에, HNB(20)는 또한 Global Cell ID와 연관되는 RNC-ID도 취득할 수 있다. 이에 의해, HNB(20)는 근린의 HNB를 제어하고 있는 기지국 제어국 및 게이트웨이 장치에 대한 정보를 얻을 수 있다.
다음으로, HNB(20)는 할당된 Cell ID를 HNB-GW(10)에 통지하고, 신규의 HNB로서 HNB(20)의 등록을 HNB-GW(10)에 요구한다(S2). 구체적으로는, HNB(20)는 HNBAP(HNB Application Part) : HNB Register Request 메시지를 이용함으로써 Cell ID를 통지한다. Cell ID는 이 예에서 "Cell ID#AA"로 한다. HNBAP 메시지는 HNB와 HNB-GW 사이에서 종단되는 메시지라는 것에 유의한다.
다음으로, HNB-GW(10)는 임의의 문제를 야기시키지 않고 HNB가 등록될 수 있는 경우에 등록을 허가한다. 또한, HNB-GW(10)는 모빌리티 기능에 사용되는 RNC-ID를 HNB(20)에 통지한다(S3). 구체적으로는, "임의의 문제를 야기시키지 않고 등록될 수 있는 HNB"는, 이 HNB가 미리 셀룰러 통신 이용자의 댁내의 설치가 허가되어 있는 것을 의미한다. 또한, HNB(20)에는, HNBAP : HNB Register Accept 메시지를 이용함으로써 RNC-ID가 통지된다. RNC-ID는 이 예에서 "RNC-ID#211"로 한다.
다음으로, HNB(20)는 HNB-GW(10)로부터 통지된 RNC-ID와, 펨토 관리 서버로부터 취득한 Cell ID를 이용하여 통지 정보에 설정하는 Global Cell ID를 생성한다(S4). 구체적으로는, 통지 정보는 이동 통신 시스템에 대한 접속 설정에 필요하거나 접속 중에 필요한 정보 및/또는 타 시스템에 관한 정보를 사전에 통지하는데 이용된다. IMT-2000 시스템에서의 통지 정보는 주요 정보 블록(Master Information Block: MIB)과, 종속하는 시스템 정보 블록(System Information Block: SIB)으로 구성된다는 것에 유의한다. MIB 및 SIB 각각은 복수의 블록으로 구성된다. 예를 들면, Global Cell ID는 SIB3(SIB의 제3 블록)에 설정될 수 있다.
다음으로, HNB(21)는 스텝 S1 내지 S4와 마찬가지의 수순(S5 내지 S8)을 실행한다.
도 4에 도시하는 처리를 실시함으로써, HNB-GW(10) 하에서 HNB(20 및 21)의 등록이 완료된다. 이에 의해, HNB(20)와 HNB(21)는 무선파를 송신하여 서비스의 제공을 개시할 수 있다. 그 결과, HNB-GW(10)는 도 3에 도시하는 정보 테이블을 유지하게 된다.
다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 관한 펨토 셀 사이의 모빌리티 수순에 대해서 설명한다. 본 수순에서는, HNB(20)가 형성하는 셀로부터 HNB(21)가 형성하는 셀로 이동국(30)이 이동하는 것을 전제로 한다.
처음에, 이동국(이하, "UE(User Equipment)"라고 함)(30)은 주위에 배치되어 있는 셀과의 통신 품질을 나타내는 정보를 HNB(20)에 통지한다(S9). 구체적으로는, 이동국(30)은, RRC(Radio Resource Control) 프로토콜에 따른 Measurement Report를 이용함으로써, UE(30)와 무선 링크가 확립되어 있는 셀에 대한 정보 및 그 인접 셀에 있어서의 무선 품질을 HNB(20)에 통지한다. RRC는 UE와 HNB 사이의 무선 회선을 제어하는데 이용되는 프로토콜이며, 주로 IMT-2000 시스템의 W-CDMA 방식에 있어서 이용되고 있는 프로토콜이다.
다음으로, HNB(20)는 취득한 인접 셀에 있어서의 무선 품질에 기초하여 UE(30)에 대한 최적의 이동처의 셀을 결정한다. 또한, HNB(20)는, RNC ID와 Cell ID를 상호-연관 방식으로 리스팅하는 근린 셀 리스트에 기초하여, 이동처의 셀을 형성하는 기지국에 할당되어 있는 RNC ID를 식별한다(S10). 이동처의 셀의 식별자를 "Target Cell ID"로 하고, 이동처의 기지국에 할당되어 있는 식별자를 "Target RNC-ID"로 한다는 것에 유의한다.
다음으로, HNB(20)는, Target RNC-ID와 Target Cell ID를 HNB-GW(10)에 통지한다(S11). 구체적으로는, HNB(20)는 이들을 RUA(RANAP User Adaption) : Direct Transfer(RANAP(Radio Access Network Application Part) : Relocation Required) 메시지를 이용하여 HNB-GW(10)에 통지한다. RANAP는 무선 네트워크와 코어 네트워크 사이의 통신을 제어하는데 이용되는 프로토콜이다. 구체적으로는, 이는 HNB와 코어 네트워크 장치 사이의 통신의 제어에 이용되는 것이다. 펨토 셀을 이용한 시스템에서는, UE가 HNB 사이를 이동하는 경우에 리로케이션 처리가 실행된다. 그러므로, HNB(20)는 기지국 제어국(제1 실시예에서는, HNB-GW)의 절환 제어를 행하는 코어 네트워크 장치로 메시지를 송신하기 위해 RUA 메시지를 송신한다.
다음으로, 취득한 RUA : Direct Transfer(RANAP : Relocation Required) 메시지에 설정되어 있는 Target RNC-ID가 HNB-GW(10)의 식별자 할당부(14)에 의해 할당된 RNC-ID와 동일하므로, HNB-GW(10)는 Target Cell이 HNB-GW(10) 관리 하의 셀인 것을 검출한다(S12).
다음으로, 통상적인 리로케이션 처리이면, HNB-GW(10)는 상위-계층 노드인 코어 네트워크 장치로 RUA 메시지를 전송한다. 이것은, 코어 네트워크 장치에 있어서 다른 RNC-ID를 갖는 기지국 제어국의 변경 제어가 수행될 필요가 있기 때문이다. 그러나, Target Cell이 HNB-GW(10) 관리 하의 셀인 것을 검출하면, HNB-GW(10)는 코어 네트워크 장치로 메시지의 전송을 행하지 않고 HNB(21)에 대하여 UE(30)가 HNB(21)가 형성하는 셀로 이동하는 것을 통지한다(S13). 구체적으로는, RUA Direct Transfer(RANAP Relocation Required) 메시지를 이용함으로써 통지를 행한다.
다음으로, HNB(21)는, HNB(21)가 RUA Direct Transfer(RANAP Relocation Required) 메시지를 수신한 것을 HNB-GW(10)에 통지한다(S14). 구체적으로는, RUA Direct Transfer(RANAP Relocation Required ACK) 메시지를 이용함으로써 통지를 행한다.
다음으로, 스텝 S12의 처리와 마찬가지로, HNB-GW(10)는 코어 네트워크 장치에 RUA 메시지를 전송하지 않고 HNB(20)에 대하여 UE(30)의 이동처인 HNB(21)가 UE(30)의 이동을 허가한 것을 통지한다(S16). 구체적으로는, RUA Direct Transfer(RANAP Relocation Command) 메시지를 이용함으로써 통지를 행한다.
다음으로, RUA Direct Transfer(RANAP Relocation Command) 메시지의 취득에 의한 트리거로, HNB(20)는 UE(30)에 대하여 HNB(21)가 형성하는 셀로의 이동을 요구한다. 구체적으로는, HNB(20)는 RRC : Radio Bearer Reconfiguration 메시지를 이용함으로써 UE(30)에 대하여 UE(30)와 HNB(21) 사이에 무선 베어러를 확립하는 것을 요구한다.
도 5에 도시된 처리를 실시함으로써, 코어 네트워크 장치에서 수행되는 어떠한 처리도 요구하지 않고, UE(30)에 대하여 UE(30)와 이동처 셀의 기지국 사이의 무선 베어러의 설정을 요구할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여 UE의 이동처의 HNB(21)에 대한 접속 수순에 대해서 설명한다.
처음에, UE(30)는 HNB(21)와 무선 동기를 확립한다(S18). HNB(21)로부터 송신되는 동기 채널 등을 이용하여 UE(30)와 HNB(21) 사이의 무선 동기가 확립될 수 있다.
다음으로, HNB(21)는 UE(30)와 HNB(21) 사이의 무선 동기가 확립된 것을 검출한다(S19). 무선 동기의 확립에 대하여, 예를 들면 UE(30)로부터 HNB(21)로 송신되는 파일럿 채널의 비트와 HNB(21)에 의해 처리되는 참조 파일럿 채널의 비트가 비교된다. 그런 다음, 불일치로 되는 비트가 특정한 임계값을 하회하는 경우에 무선 동기가 검출될 수 있다.
다음으로, HNB(21)는, UE(30)의 이동을 검출한 것을 HNB-GW(10)에 통지한다(S20). 구체적으로는, RUA Direct Transfer(RANAP Relocation Detect) 메시지를 이용함으로써 통지를 행한다. 이 경우에도, 펨토 셀 시스템에서의 HNB 사이의 이동 시에는 리로케이션 처리를 실행하므로, HNB는 코어 네트워크 장치로 메시지를 송신하기 위해 RUA 메시지를 송신한다.
다음으로, UE(30)의 이동이 HNB-GW(10) 관리 하에 행해지므로, HNB-GW(10)는 코어 네트워크 장치로의 RUA 메시지의 전송은 행하지 않고, HNB-GW에서 메시지가 종단된다(S21).
다음으로, UE(30)는, HNB(20)가 형성하는 셀로부터 HNB(21)가 형성하는 셀로의 이동이 완료된 것을 HNB(21)에 통지한다(S22). 구체적으로는, RRC : Radio Bearer Reconfiguration Complete 메시지를 이용함으로써 통지한다. 이에 의해, UE(30)와 HNB(32) 사이의 가상 커넥션인 무선 베어러를 확립한 것을 나타낸다. 그러므로, 그 이후의 데이터 송/수신이 가능하게 된다.
다음으로, HNB(21)는, HNB(20)가 형성하는 셀로부터 HNB(21)가 형성하는 셀로의 UE(30)의 이동이 완료된 것을 HNB-GW(10)에 통지한다(S23). 구체적으로는, RUA Direct Transfer(RANAP Relocation Complete)를 이용함으로써 통지한다.
다음으로, HNB-GW(10)는, RUA Direct Transfer(RANAP Relocation Complete) 메시지의 취득에 의해, HNB(21)가 형성하는 셀로의 UE(30)의 이동이 완료된 것을 인식한다. 그 결과, HNB-GW(10)는 HNB(20)에 대하여 커넥션의 해방 처리를 실시한다(S24). 구체적으로는, HNB와 HNB-GW는 Iu-h 인터페이스에 의해 접속되어 있으므로, Iu-h 커넥션의 해방 처리를 실시한다. 이 때, HNB-GW(10)는, HNB(20)에 대하여 RUA Direct Transfer(RANAP Iu Release Command) 메시지를 통지한다.
다음으로, HNB(20)가 RUA Direct Transfer(RANAP Iu Release Command) 메시지를 취득한 후에, HNB(20)는 RUA Direct Transfer(RANAP Iu Release Complete) 메시지를 HNB-GW(10)에 통지한다(S25). 그 결과, HNB(20)와 HNB-GW 사이의 Iu-h 커넥션은 해방되게 된다.
다음으로, HNB-GW(10)는, UE(30) 앞으로의 데이터를 HNB(21)로 전송하기 위해 경로 변경을 실시한다(S26). 코어 네트워크 장치는, HNB(20 및 21)가 형성하는 셀들 중 어느 셀에 UE(30)가 속해 있는지를 의식하지 않고, HNB-GW(10)에 대하여 UE(30)를 향하는 데이터를 송신한다. 코어 네트워크 장치로부터 UE(30)를 향하는 데이터를 수신하면, HNB-GW(10)는 UE(30)에 대하여 UE(30)의 이동처인 HN(21)을 경유하여 데이터를 송신한다.
이상 설명한 바와 같이, 이동국이 펨토 기지국 사이를 이동할 때에 실행하는 리로케이션 처리에 있어서, 본 발명의 제1 실시예에 관한 게이트웨이 장치의 이용은, HNB-GW에서 메시지를 종단하며, 이동국이 이동한 펨토 기지국으로 메시지를 송신함으로써, 동일한 HNB-GW 내의 펨토 기지국 사이의 모빌리티를 실현할 수 있게 한다.
또한, 동일한 RNC-ID를 이용하고 있는 셀 사이에 있어서도 리로케이션 처리에 의한 모빌리티를 또한 실현할 수 있다.
또한, 코어 네트워크 장치로 변경을 가하는 일 없이, 동일한 HNB-GW 내의 펨토 기지국 사이의 모빌리티를 실현할 수 있다.
또한, 펨토 기지국은 이동국이 이동하는 네트워크를 의식하지 않고 이동국의 모빌리티를 실현할 수 있다. 이동국이 이동하는 네트워크의 예는 매크로 셀, 다른 HNB-GW 관리 하의 펨토 셀, 및 동일한 HNB-GW 관리 하의 펨토 셀을 포함한다는 것에 유의한다.
(다른 실시예)
동일한 HNB-GW 관리 하의 HNB 사이의 이동의 경우에, RUA 메시지를 코어 네트워크 장치로 전송하는 수단을 HNB-GW에 제공하며, RUA 메시지를 송신한 HNB-GW로 메시지의 반송을 실시하는 수단을 코어 네트워크 장치에 제공함으로써, HNB 사이의 모빌리티를 실현할 수 있다.
이에 의해, HNB-GW에는 변경을 가하는 일 없이, 동일한 HNB-GW 내의 펨토 기지국 사이의 모빌리티를 실현할 수 있다.
또한, 펨토 기지국에 의해 처리되는 근린 셀 리스트의 RNC-ID에 기초하여, 이동처 셀이 동일한 HNB-GW 관리 하인지 여부의 판정을 실시한다. 또한, 코어 네트워크 장치로 메시지를 송신하는 목적으로 이용되는 RUA 메시지를 이용하는 대신에, HNB-GW 장치에서 종단되는 HNBAP 메시지를 이용하여 이동국의 이동 요구를 HNB-GW에 통지함으로써 HNB 사이의 모빌리티를 실현한다.
이에 의해, HNB-GW에는 변경을 가하는 일 없이, 동일한 HNB-GW 내의 펨토 기지국 사이의 모빌리티를 실현할 수 있다.
본 발명은 상술한 예시적인 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것에 유의한다. 또한, 상술한 예시적인 실시예에서는 본 발명을 하드웨어 구성으로서 설명하였지만, 본 발명은 이 하드웨어 구성에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서의 임의의 주어진 처리를, CPU(Central Processing Unit)가 컴퓨터 프로그램을 실행하게 함으로써 실현하는 것도 가능하다. 상술한 예에서, 이 프로그램은 다양한 타입의 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 이용하여 저장될 수 있으며, 컴퓨터에 공급될 수 있다. 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체의 예는 다양한 타입의 실체가 있는 저장 매체를 포함한다. 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체의 예는, 자기 기록 매체(예를 들면 플렉시블 디스크, 자기 테이프, 하드 디스크 드라이브), 광 자기 기록 매체(예를 들면 광 자기 디스크), CD-ROM(Read Only Memory), CD-R, CD-R/W, 반도체 메모리(예를 들면, 마스크 ROM, PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable PROM), 플래시 ROM 및 RAM(Random Access Memory))을 포함한다. 또한, 이 프로그램은 다양한 타입의 일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 이용하여 컴퓨터에 공급될 수 있다. 일시적인 컴퓨터 판독가능 매체의 예는 전기 신호, 광 신호 및 전자파를 포함한다. 일시적인 컴퓨터 판독가능 매체는 전선 및 광 파이버와 같은 유선 통신 경로 또는 무선 통신 경로를 통하여 프로그램을 컴퓨터에 공급하는데 이용될 수 있다.
특정 예시적인 실시예를 참조하여 본 발명을 상술하였지만, 본 발명은 상술한 예시적인 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않고 본 발명의 구성 및 상세에 대하여 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경이 이루어질 수 있다.
이 출원은, 2009년 4월 20일에 출원된 일본 특허 출원 제2009-102034에 기초하며 이 특허 출원으로부터 우선권의 이익을 주장하고, 그 개시물 모두를 여기에 원용한다.
1, 2 : 기지국
10 : 게이트웨이 장치
11 : 수신부
12 : 송신부
13 : 식별자 판정부
14 : 식별자 할당부
15 : 접속 해제부
16 : 경로 설정부
20, 21 : 펨토 기지국
30 : 이동국

Claims (13)

  1. 복수의 기지국과 코어 네트워크 사이에 배치되는 게이트웨이 장치로서,
    상기 복수의 기지국에 포함되는 제1 기지국이 관리하는 셀로부터 다른 셀로의 이동국의 위치 변경의 개시에 응답하여, 상기 다른 셀을 관리하는 제2 기지국과 연관되는 기지국 제어 장치를 나타내는 이동처 식별자를 포함하는 위치 변경 메시지를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 수신 수단; 및
    상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하는지 여부에 기초하여, 상기 메시지를 상기 게이트웨이 장치 자신에 의해 관리되는 상기 복수의 기지국 중 하나로 송신할지 또는 상기 코어 네트워크로 송신할지를 결정하며, 상기 결정된 송신처로 상기 메시지를 송신하는 송신 수단
    을 구비하는 게이트웨이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 상기 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하는 경우에는, 상기 송신 수단은 상기 게이트웨이 장치 자신에 의해 관리되는 상기 복수의 기지국으로부터 상기 제2 기지국을 식별하고, 상기 식별된 제2 기지국으로 상기 위치 변경 메시지를 송신하며,
    상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 상기 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하지 않는 경우에는, 상기 송신 수단은 상기 위치 변경 메시지를 상기 코어 네트워크로 송신하는 게이트웨이 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수신 수단은, 상기 이동국의 셀간 이동의 제어를 포함하는 무선 리소스 관리 기능을 각각 갖는 상기 복수의 기지국에 포함되는 상기 제1 기지국으로부터 상기 위치 변경 메시지를 수신하는 게이트웨이 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 상기 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하며, 상기 제2 기지국으로부터 위치 변경의 허가가 얻어진 경우에, 상기 송신 수단은 상기 제1 기지국으로 상기 이동국의 위치 변경 메시지를 송신하는 게이트웨이 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동국이 상기 제2 기지국이 관리하는 셀로의 이동을 완료한 경우에, 상기 제1 기지국과의 접속을 해제하는 접속 해제 수단을 더 구비하는 게이트웨이 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    접속 해제 수단이 상기 제1 기지국과의 접속을 해제한 경우에, 상기 이동국 앞으로의 데이터가 상기 제2 기지국으로 송신되는 경로를 설정하는 경로 설정 수단을 더 구비하는 게이트웨이 장치.
  7. 복수의 기지국과 코어 네트워크 사이의 통신 제어를 행하는 통신 제어 방법으로서,
    상기 복수의 기지국에 포함되는 제1 기지국이 관리하는 셀로부터 다른 셀로의 이동국의 위치 변경의 개시에 응답하여, 상기 다른 셀을 관리하는 제2 기지국과 연관되는 기지국 제어 장치를 나타내는 이동처 식별자를 포함하는 위치 변경 메시지를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 스텝; 및
    상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하는지 여부에 기초하여, 상기 메시지를 상기 제2 기지국으로 송신할지 또는 상기 코어 네트워크로 송신할지를 결정하는 스텝
    을 구비하는 통신 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위치 변경 메시지의 송신처를 결정하는 스텝에서, 상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 상기 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하는 경우에는, 상기 위치 변경 메시지가 상기 제2 기지국으로 송신되며,
    상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 상기 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하지 않는 경우에는, 상기 위치 변경 메시지가 상기 코어 네트워크로 송신되는 통신 제어 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 위치 변경 메시지를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 스텝에서, 상기 이동국의 셀간 이동의 제어를 포함하는 무선 리소스 관리 기능을 갖는 상기 제1 기지국으로부터 상기 위치 변경 메시지가 수신되는 통신 제어 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동처 식별자가 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 상기 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하며, 상기 제2 기지국으로부터 위치 변경의 허가가 얻어진 경우에, 상기 제1 기지국으로 상기 이동국의 위치 변경 메시지를 송신하는 스텝을 더 구비하는 통신 제어 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동국이 상기 제2 기지국이 관리하는 셀로의 이동을 완료한 경우에, 상기 제1 기지국과의 접속을 해제하는 스텝을 더 구비하는 통신 제어 방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 기지국과의 접속이 해제되는 경우에, 상기 이동국 앞으로의 데이터가 상기 제2 기지국으로 송신되는 경로를 설정하는 스텝을 더 구비하는 통신 제어 방법.
  13. 복수의 기지국과 코어 네트워크 사이에 배치되는 게이트웨이 장치의 통신 제어 프로그램을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 통신 제어 프로그램은, 상기 복수의 기지국에 포함되는 제1 기지국이 관리하는 셀로부터 다른 셀로의 이동국의 위치 변경의 개시에 응답하여 송신되며, 상기 다른 셀을 관리하는 제2 기지국과 연관되는 기지국 제어 장치를 나타내는 이동처 식별자가, 상기 복수의 기지국과 포괄적으로 연관되는 기지국 제어 장치의 식별자와 일치하는지 여부에 기초하여, 메시지를 상기 복수의 기지국 중 하나로 송신할지 또는 상기 코어 네트워크로 송신할지를 결정하는 스텝을 컴퓨터가 실행하게 하는, 통신 제어 프로그램을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
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