KR20120069236A - 무선 통신 시스템에서 가입자 접속 제어 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 가입자 접속 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

펨토셀(femto cell)을 지원하는 통신 시스템에서 게이트 웨이(Gateway)의 단말 접속 제어 방법이 제공 된다. 상기 방법은 단말이 상기 펨토 기지국으로의 접속을 요청하는 제1 접속 요청 메시지를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 펨토 기지국에 접속할 수 있는 단말 리스트를 포함하는 기업용 가입자 데이터베이스(Database;DB)를 DB 모듈(module)로부터 직접 획득하는 단계; 및, 상기 기업용 가입자 DB를 기반으로 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 단계는 상기 단말의 식별 정보인 단말 식별자(User Equipment Identifier; UE ID)가 상기 단말 리스트에 포함되면 접속을 허용하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 가입자 접속 제어 방법 및 장치{METHOD FOR CONTROLLING ACCESS OF SUBSCRIBERS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING FEMTO CELL AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 펨토 셀을 지원하는 무선 통신에 관한 것으로서 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 서비스를 제공 받는 가입자의 접속을 제어하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.
무선 통신 기술이 발달함에 따라서, 이종(異種) 네트워크(Heterogeneous Network, 이하 ‘이종 네트워크’라 함) 환경이 대두되고 있다.
상기 이종 네트워크 환경은 매크로셀(macro cell), 펨토셀(femto cell) 등이 함께 공존하는 환경을 일컫는다. 펨토셀은 매크로셀에 대비할 때 기존 이동 통신 서비스 반경보다 작은 지역을 커버하는 시스템이다. 따라서, 펨토셀은 가정이나 사무실 등 실내에서 사용되어 음영 지역을 해소할 수 있는 대안이 될 수 있으며, 유무선 컨버전스(convergence) 서비스를 위한 통신 시스템으로서 각광받고 있다.
펨토셀을 지원하는 기지국인 펨토 기지국은 가정이나 사무실에 보급되어 있는 IP 네트워크와 연결되며, IP 네트워크를 통하여 이동통신 시스템의 핵심망(core network)에 접속하여 이동통신 서비스를 제공한다. 즉, 펨토 기지국은 디지털 가입자 회선(digital subscriber line; DSL)을 통하여 이동통신 시스템의 핵심망(Core Network; CN)에 연결될 수 있다. 이동통신 시스템의 사용자는 실외에서 기존의 매크로셀(macro-cell)을 통하여 서비스를 제공받고, 실내에서는 펨토셀을 통하여 서비스를 제공받을 수 있다. 펨토셀은 기존의 메크로셀의 서비스가 건물 내에서 악화되는 점을 보완하여 이동통신 시스템의 실내 커버리지(coverage)를 개선하고, 정해진 특정 사용자만을 대상으로 서비스를 제공할 수 있으므로 높은 품질의 음성 서비스 및 데이터 서비스를 제공할 수 있다. 그리고 펨토셀은 매크로셀에서 제공되지 않는 새로운 서비스를 제공할 수 있으며, 펨토셀의 보급으로 유무선 융합(Fixed-Mobile Convergence; FMC)이 가속화되고 산업기반 비용이 절감될 수 있다.
펨토 셀은 정해진 특정 사용자 그룹만을 대상으로 서비스를 제공하는 CSG(Closed Subscriber Group) 셀 및 일반 사용자에게 서비스를 제공하는 비 CSG(non-CSG) 셀이 존재할 수 있다. 여기서 CSG 셀로부터 서비스를 제공받을 수 있는 특정 사용자 그룹을 CSG라 하고 해당 그룹에 포함되어 있는 사용자를 CSG 사용자라고 한다. 이와 반대의 사용자를 비 CSG 사용자라고 한다.
사용자 단말이 CSG 셀에 접속하기 위해서는 해당 셀에 접속이 허용된 셀인지 판단하는 단계가 선행되어야 한다. 다만 CSG 셀에 접속이 허용된 사용자 단말의 리스트는 네트워크 환경, 서비스 제공자 － 가입자 간 계약 변경으로 인해 변경될 수 있다. 여기서 보다 효율적으로 허용된 단말의 리스트 변경을 통해 사용자 단말의 접속을 제어할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 펨토셀(femto-cell)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 가입자의 접속을 제어하는 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공함에 있다.
일 양태에 있어서, 펨토셀(femto cell)을 지원하는 통신 시스템에서 게이트 웨이(Gateway)의 단말 접속 제어 방법이 제공 된다. 상기 방법은 단말이 상기 펨토 기지국으로의 접속을 요청하는 제1 접속 요청 메시지를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 펨토 기지국에 접속할 수 있는 단말 리스트를 포함하는 기업용 가입자 데이터베이스(Database;DB)를 DB 모듈(module)로부터 직접 획득하는 단계; 및, 상기 기업용 가입자 DB를 기반으로 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 단계는 상기 단말의 식별 정보인 단말 식별자(User Equipment Identifier; UE ID)가 상기 단말 리스트에 포함되면 접속을 허용하는 것을 특징으로 한다.
상기 기업용 가입자 DB는 상기 단말의 상기 펨토 기지국으로 접속 가능 여부에 따라 수정될 수 있다.
상기 제1 접속 요청 메시지는 상기 UE ID 및 상기 펨토 기지국의 CSG ID를 포함할 수 있다.
상기 단말의 접속이 거절되면, 상기 방법은 상기 UE ID 및 상기 CSG ID를 포함하는 제2 접속 요청 메시지를 MME(Mobility Management Entity)로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 접속 요청 메시지를 전송하는 것은 상기 제1 접속 요청 메시지를 상기 MME로 포워딩(forwarding)하는 것일 수 있다.
상기 단말의 접속이 허용되면 상기 방법은 상기 UE ID 를 포함하는 제2 접속 요청 메시지를 MME로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 접속 요청 메시지를 전송하는 것은 상기 CSG ID가 삭제된 상기 제1 접속 요청 메시지를 포워딩하는 것일 수 있다.
다른 양태에 있어서, 펨토셀(femto cell)을 지원하는 통신 시스템에서 단말 접속 제어 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 펨토 기지국으로 접속을 요청하는 제1 접속 요청메시지를 상기 단말로부터 수신하고 상기 단말의 접속을 요청하는 제2 접속 요청 메시지를 게이트웨이로 전송하는 상기 펨토 기지국, 상기 펨토 기지국에 접속할 수 있는 단말 리스트를 포함하는 기업용 가입자 데이터베이스(Database;DB)가 저장된 DB 모듈(module) 및 상기 제2 접속 요청 메시지를 수신하고, 상기 DB 모듈로부터 상기 기업용 가입자 DB를 직접 획득하고, 상기 기업용 가입자 DB를 기반으로 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 상기 게이트웨이를 포함한다. 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 것은 상기 단말의 식별 정보인 UE ID가 상기 단말 리스트에 포함되어 있으면 접속을 허용함을 특징으로 한다.
상기 기업용 가입자 DB는 상기 단말의 상기 펨토 기지국으로 접속 가능 여부에 따라 수정될 수 있다.
상기 제1 접속 요청 메시지는 상기 UE ID를 포함하고 상기 제2 접속 요청 메시지는 상기 단말의 식별 정보인 상기 UE ID 및 상기 펨토 기지국의 CSG ID를 포함할 수 있다.
상기 게이트웨이가 상기 단말의 상기 펨토 기지국으로의 접속을 거절하면 상기 방법은 상기 게이트웨이는 상기 UE ID 및 상기 CSG ID를 포함하는 제3 접속 요청 메시지를 MME로 전송하는 것을 더 수행할 수 있다.
상기 제3 접속 요청 메시지를 상기 MME로 전송하는 것은 상기 제2 접속 요청 메시지를 상기 MME로 포워딩하는 것임을 특징으로 하는 단말 접속 제어 시스템.
상기 게이트웨이가 상기 단말의 상기 펨토 기지국으로의 접속을 허용하면, 상기 게이트웨이는 상기 UE ID를 포함하는 제3 접속 요청 메시지를 MME로 전송하는 것을 더 수행할 수 있다.
상기 제3 접속 요청 메시지를 전송하는 것은 상기 CSG ID가 삭제된 제2 접속 요청 메시지를 상기 MME로 포워딩하는 것일 수 있다.
또 다른 일 양태에 있어서 펨토 셀을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말의 접속을 제어하는 게이트웨이가 제공된다. 상기 게이트웨이는 펨토 기지국으로 접속을 요청하는 단말의 식별 정보인 UE ID 및 상기 펨토 기지국의 식별 정보인 CSG ID중 적어도 하나를 저장하는 메모리 및 상기 메모리와 기능적으로 결합되어 동작하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 단말이 상기 펨토 기지국으로의 접속을 요청하는 제1 접속 요청 메시지를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하고, 상기 펨토 기지국에 접속할 수 있는 단말의 리스트를 포함하는 기업용 가입자 데이터베이스(Database;DB)를 DB 모듈(module)로부터 직접 획득하고, 상기 기업용 가입자 DB를 기반으로 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정한다. 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 것은 상기 UE ID가 상기 단말 리스트에 포함되어 있으면 접속을 허용한다.
본 발명은 기업이나 학교 캠퍼스와 같이 기업용으로 운용되는 CSG 또는 하이브리드 펨토셀에서 소속 가입자의 탈퇴나 새로운 가입자의 신규 가입 등 가입자 환경이 변경된 경우 해당 기업 내부 시스템에서 가입자의 접속 제어를 가능하게 하는 방법을 제공함으로써 기업용 펨토셀 관리자에게 편리성과 업무 효율성을 제공할 수 있다. 또한, 가입자 환경의 변경에 신속히 대응하여 가입자에게 적절한 서비스를 효율적으로 제공할 수 있다.
도 1은 기업용 펨토셀 시스템 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 가입자 접속제어 방법을 나타내는 메시지 흐름도이다.
도 3은 펨토셀 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 MME가 접속 제어 단계를 수행하는 것을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 접속 제어 방법에 의한 접속 허용 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 접속 제어 방법에 의한 접속 거부 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기업용 펨토셀 가입자 접속 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 GW가 기업망 가입자의 접속제어를 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 통신 장치를 나타내는 블록도이다.
펨토셀(femto cell)은 주거용과 사무실용으로 주로 실내에서 무선 통신을 지원하기 위해 개발된 상대적으로 작은 커버리지(coverage)를 지원하는 소형 기지국을 그 기반으로 한다. 펨토셀의 펨토 기지국(femto Base Station; femto BS) 전송 출력은 일반적인 무선 통신 시스템의 기반이 되는 매크로셀(macro cell)의 매크로 기지국에(macro Base Station; macro BS) 비해 상대적으로 출력이 매우 낮고 그 커버리지도 좁기 때문에 일반적으로 적은 수의 단말에게 서비스를 제공할 수 있다.
펨토셀을 지원하는 무선 통신 시스템에서 펨토 기지국의 운영 모드는 사용자에 대한 접속을 제어하는 방법에 따라 크게 개방형(open) 모드, 폐쇄형(closed) 모드 및 하이브리드(hybrid) 모드 등 3가지로 분류될 수 있다. 개방형 모드는 펨토 기지국에 접속하여 펨토셀에 가입하고자 하는 사용자의 자격에 제한 없이 모든 사용자에게 가입 자격을 부여하여 서비스를 제공하는 운영 방식을 의미한다. 폐쇄형 모드는 펨토셀에 가입할 수 있는 사용자의 자격에 제한 조건을 부가하여 특정 사용자로 하여금 셀에 가입하여 서비스를 제공 받을 수 있도록 허용한다. 셀에 가입하는 사용자 그룹을 폐쇄 가입자 그룹(Closed Subscriber Group; CSG)이라 하고 해당 사용자를 CSG 사용자, 사용자의 단말을 CSG 단말이라고 한다. CSG 사용자는 상대적인 의미를 가지는 것으로서 어떤 사용자는 제1 펨토 기지국에 대해서는 CSG 사용자가 될 수 있지만 제2 펨토 기지국에 대해서는 비 CSG 사용자가 될 수 있다. 하이브리드 모드는 개방형, 폐쇄형 모드가 결합되어 있는 형태로서, CSG 사용자들에게는 폐쇄형 모드로 동작하고 비 CSG 사용자들에게는 개방형 모드로 동작하여 서비스를 제공한다. 다만 하이브리드 모드로 운영하는 펨토셀은 자원할당과 접속 제어 측면에서 CSG 사용자들에게 서비스 제공의 우선권을 부여한다.
CSG 모드로 동작하는 펨토셀은 자신의 CSG 식별자(CSG ID)를 가지고 있으며, 해당 CSG 식별자가 가리키는 펨토셀에 대해 접속이 허용된 단말만이 펨토 기지국에 접속할 수 있다. 단말은 자신의 허용 CSG 리스트를 가지고 있다. 단말의 허용 CSG 리스트에 펨토 기지국의 CSG 식별자가 존재할 때 그 단말은 상기 펨토 기지국에 접속이 허용된다. 즉, 단말은 자신의 허용 CSG 리스트에 포함되어 있는 CSG 식별자를 가진 펨토 기지국으로 접속이 허용된다.
이동통신 서비스 사업자가 운용하는 홈 가입자 시스템(Home Subscriber System; HSS)은 모든 단말의 허용 CSG 리스트를 관리한다. 단말이 CSG 모드로 동작 중인 펨토 기지국으로 성공적으로 접속하기 위해서는 HSS에서 관리하는 해당 단말의 허용 CSG 리스트에 기지국의 CSG 식별자가 포함되어야 한다. 만약, 단말의 허용 CSG 리스트에 펨토 기지국의 CSG 식별자가 포함되지 않으면 접속은 불허용 된다. 일례로, 사내 무선 통신을 위해 CSG 펨토 셀을 운용하는 기업의 사원의 인사 처리로 인해 고용관계의 성립 또는 해지가 발생한 경우, CSG 리스트의 변경, 수정, 추가 등 관리가 요구된다. HSS에서 관리되는 CSG 리스트는 이동통신 서비스 사업자에게 요청을 통해 변경될 수 있다. 다만, 이동통신 서비스 사업자를 통한 CSG 리스트의 관리는 즉각적인 접속 권한의 변경이 어려우며 절차의 번거로움 및 지연 시간의 발생과 같은 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서, 보다 효율적으로 CSG 리스트를 관리하여 단말의 펨토셀 접속을 관리할 수 있는 방법이 요구된다.
도 1은 기업용 펨토셀 시스템 구조를 나타내는 도면이다. 펨토셀 시스템(110)은 하나 또는 그 이상의 펨토 기지국(111a, 111b, 111c, 111d)을 포함한다. 펨토셀 게이트웨이(Gateway; GW, 120)), MME(Mobility Management Entity, 130) 및 HSS(Home Subscriber System, 140)는 이동통신 서비스 사업자가 운용하는 장치이다. 펨토 기지국은 펨토셀 GW(120)를 통해 MME(130)와 연동한다. 펨토 기지국은 일반적으로 CSG 모드로 운용되고, 한 개 기업망에 속한 모든 펨토셀은 동일한 CSG ID를 사용한다. 다만, 각 펨토 기지국에 접속 권한을 가입자의 직위 또는 직급별로 별도로 설정하고 이에 따라 펨토 기지국에 접근 가능한 직위 직급이 별도로 설정되는 등 같은 기업망 내에서도 특정 펨토셀에 대한 접속 허용 대상을 다르게 설정하는 경우 각 펨토 기지국에 할당되는 CSG ID는 서로 상이할 수 있다.
단말(112)이 CSG 모드 펨토 기지국(111a)으로 접속을 요청하면 CSG 모드 펨토 기지국(111a)은 펨토셀 GW(120)에게 단말의 접속 요청 메시지를 전달한다. MME(130)는 HSS(140)와 연동하여 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 접속 제어 단계를 수행한다.
도 2는 가입자 접속제어 방법을 나타내는 메시지 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 단말(210)은 셀 접속을 위해 CSG 모드 펨토 기지국(220)에 접속 요청 메시지를 전송(S210)한다. 접속 요청 메시지에는 단말 식별자 정보(User Equipment Identifier; UE ID)가 포함된다.
접속 요청 메시지를 수신한 펨토 기지국(220)은 펨토셀 GW(230)로 접속 요청 메시지를 전송한다(S220). 펨토 기지국(220)이 펨토셀 GW(230)로 전송하는 접속 요청 메시지는 UE ID와 펨토 기지국의 CSG ID를 포함한다. 펨토 기지국(220)은 S210 단계를 통해 단말(210)로부터 수신한 접속 요청 메시지에 CSG ID를 포함시켜 펨토셀 GW(230)로 전송할 수 있다.
펨토셀 GW(230)는 펨토 기지국(220)으로부터 수신한 접속 요청 메시지를 MME(240)로 전송한다(S230).
MME(240)는 펨토셀 GW(230)로부터 수신한 접속 요청 메시지에 CSG ID가 포함되어 있으면 단말(210)의 펨토 기지국(220)로 접속을 허용할지 여부를 결정하는 접속 제어 단계를 수행한다(S240). 접속 요청 메시지에 CSG ID가 포함되어 있음은 펨토 기지국(220)이 CSG 모드로 운용되는 기지국임을 의미한다. 따라서, 단말이 펨토 기지국에 접속이 허용된 CSG 멤버 단말인지를 판단하는 접속 제어를 수행하여 단말의 접속 허용 여부를 결정해야 한다. 반대로 CSG ID가 접속 요청 메시지에 포함되어 있지 않다는 의미는 해당 펨토 기지국이 CSG 모드로 운용되는 기지국이 아니므로 단말이 펨토 기지국에 접속이 허용되었는지 여부를 판단할 필요가 없다. 즉 접속 제어 단계를 수행할 필요가 없다.
MME(240)가 수행하는 접속제어 단계(S240)는 HSS(250)에서 관리하는 단말(210)의 허용 CSG 리스트를 조회하여 허용 CSG 리스트에 접속 요청 메시지(S230)에 포함된 펨토 기지국(220)의 CSG ID가 존재하면 접속을 허용하고, 존재하지 않으면 접속을 허용하지 않는다.
MME(240)는 상기 접속 제어 단계(S240)의 결과에 따라 단말의 접속을 허용 또는 거부하는 절차를 수행한다(S250).
도 3은 펨토셀 시스템을 지원하는 무선 통신 시스템에서 MME가 접속 제어 단계를 수행하는 것을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면 MME(240)는 접속 요청 메시지를 수신하고(S310), 메시지에 CSG ID가 포함되어 있는지 여부를 확인한다(S320). CSG ID가 포함되어 있으면(S320a), 접속 제어를 수행한다(S330). CSG ID가 포함되어 있지 않으면(S320b) 접속제어를 수행하지 않고 접속 허용 절차를 시작한다(S360).
접속 요청 메시지에 포함된 CSG ID가 HSS(250)가 관리하는 단말의 허용 CSG 리스트에 포함되어 있으면(S340a) 접속 허용 절차를 시작한다(S360). 허용 CSG 리스트에 포함되어 있지 않으면(S340b) 접속 거부 절차를 시작한다(S350).
다만, HSS에서 관리하는 허용 CSG 리스트는 이동통신 서비스 사업자에 의해 수정 및 변경될 수 있기 때문에, 변경이 지연되거나 절차가 복잡한 문제점이 발생한다. 따라서 기업용 펨토셀 시스템과 같이 CSG 모드 펨토 기지국에 접속할 수 있는 단말의 리스트가 지속적으로 변경되는 상황에는 적합하지 않다. 이하에서는 이를 보완하기 위한 방법을 상술하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 접속 제어 방법에 의한 접속 허용 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 단말(410)은 펨토 기지국 접속을 위해 접속 요청 메시지를 CSG 모드 펨토 기지국(420)으로 전송한다(S410). 접속 요청 메시지에는 단말(410)의 식별 정보인 UE ID가 포함된다.
접속 요청 메시지를 수신한 CSG 모드 펨토 기지국(420)은 접속 요청 메시지를 펨토셀 GW(430)로 전송한다(S420). 접속 요청 메시지에는 UE ID 및 CSG 모드 펨토 기지국(420)을 가리키는 CSG ID가 포함된다.
CSG 모드 펨토 기지국(420)으로부터 접속 요청 메시지를 수신한 펨토셀 GW(430)는 단말(410)이 펨토 기지국(420)에 접속할 수 있는 대상인지 확인하는 기업망 접속 제어 단계를 수행한다(S430). 기존의 접속 제어 단계는 MME에 의해 수행되고 접속 제어의 기반이 HSS에 의하여 관리되는 허용 CSG 리스트인데 반해, 기업용 접속 제어 단계는 기업용 가입자 데이터베이스(database; DB)를 기반으로 수행된다.
기업망 접속 제어 단계를 수행하기 위해 기업용 가입자 DB를 저장하고 있는 DB 모듈(440)로부터 직접 기업용 가입자 DB를 획득한다. DB 모듈(440)은 펨토셀 GW 내부에 포함되어 있거나 또는 외부에 독립적인 장치로 존재할 수 있다.
기업용 가입자 DB는 특정 펨토 기지국에 접속이 허용되는 단말의 리스트를 포함하고 있으며, 이는 HSS에 의하여 관리되는 단말의 허용 CSG 리스트와는 별도로 관리된다.
펨토셀 GW(430)는 기업용 가입자 DB(440)를 기반으로 단말(410)이 CSG 모드 펨토 기지국(420)으로 접속이 허용되어있는 여부를 판단한다. 이는 기업용 가입자 DB에 저장되어 있는 허용 UE 리스트를 기반으로 이에 UE ID가 포함되어 있는지 여부로 판단될 수 있다. 만약 단말(410)의 UE ID가 기업용 가입자 DB에 저장된 허용 UE 리스트에 존재하면 CSG 모드 펨토 기지국(420)으로 접속이 허용된다. 만약, 그렇지 않으면 단말의 접속 요청은 불허용 된다.
단말의 접속이 허용된 경우 펨토셀 GW(430)는 CSG 펨토 기지국(420)으로부터 수신한 접속 요청 메시지의 CSG ID를 삭제하고 이를 MME(450)로 전송한다(S440).
MME(450)는 CSG ID가 포함되어 있지 않은 접속 요청 메시지를 수신하므로 접속 제어를 수행하지 않고 단말(410)의 CSG 모드 펨토 기지국(420)으로의 접속을 허용하는 절차를 수행한다(S450).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 접속 제어 방법에 의한 접속 거부 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면 단말(410)이 UE ID가 포함된 접속 요청 메시지를 CSG 모드 펨토 기지국으로 전송하는 단계(S510), CSG 모드 펨토 기지국(420)이 UE ID 및 CSG ID가 포함된 접속 요청 메시지를 펨토셀 GW(430)로 전송하는 단계(S520), 펨토셀 게이트 웨이(420)가 기업망 접속 제어를 수행하는 단계(S530)는 도 4의 S510, S520 및 S530과 각각 대응되므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
기업망 접속 제어 단계(S530)에서 단말(410)이 CSG 모드 펨토 기지국으로 허용되지 않으면, 펨토셀 GW(430)는 UE ID 및 CSG ID가 포함된 접속 요청 메시지를 MME(440)로 전송한다.
MME(440)는 수신한 접속 요청 메시지에 CSG ID가 존재하므로 HSS(460)와 접속 제어 단계를 수행한다(S550). 여기서 접속 요청 메시지에 포함된 CSG ID가 HSS(250)가 관리하는 단말(410)의 허용 CSG 리스트에 포함되어 있지 않으므로 단말(410)의 CSG 모드 펨토 기지국(420)으로의 접속은 거절된다. 따라서 MME는 접속 거부 절차를 수행한다(S550). 만약, 접속 요청 메시지에 포함된 CSG ID가 HSS(250)가 관리하는 단말(410)의 허용 CSG 리스트에 포함되어 있는 경우 단말(410)의 CSG 모드 펨토 기지국(420)으로의 접속은 허용 된다.
도 4 및 도 5를 참조하면 단말의 펨토 기지국 접속 허용 여부를 판단함에 있어서 기업용 가입자 DB를 기반으로 1차적으로 판단됨을 알 수 있다. 기업용 가입자 DB는 이동통신 서비스 사업자와 관계 없이 기업용 펨토셀 관리자에 의해 변경, 추가, 수정이 가능하다. 따라서, 펨토셀에 가입할 수 있는 자격이나 기타 네트워크 환경이 변경된 경우 이동통신 서비스 사업자에게 요청할 필요 없이 직접 기업용 가입자 DB를 관리함을 통해 유동적이고 빠른 단말 접속 제어가 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기업용 펨토셀 가입자 접속 제어 시스템을 나타낸다. 기업용 펨토셀 가입자 접속 제어 시스템은 기업용 펨토셀 관리자, 기업용 가입자 DB를 저장하고 있는 DB 모듈 및 펨토셀 GW를 포함한다.
도 6을 참조하면, 기업용 펨토셀 가입자 접속 제어를 위하여 DB 모듈(620) 내에 기업용 가입자 DB를 구성하여 이것을 펨토셀 GW(630)과 연동하도록 구성한다. DB 모듈(620)은 도면과 같이 펨토셀 GW(630) 외부에 위치할 수 있으나 펨토셀 GW를 구성하는 구성 요소일 수 있다. 기업용 가입자 DB는 단말의 펨토셀 접속 허용 여부를 판단하기 위한 정보인 펨토 기지국 및 펨토 기지국별 허용 UE ID를 포함하며, UE ID에 대한 접속 허용 여부에 관한 정보도 포함되어 있다.
기업용 펨토셀 관리자(610)는 DB 모듈(620)에 접속하여 기업용 가입자 DB의 추가, 삭제, 변경을 할 수 있다. 따라서, 기업의 사원에 대한 인사 처리로 인해 고용관계의 성립 또는 해지가 발생한 경우 기업용 펨토셀 관리자(610)는 그에 대응하여 기업용 가입자 DB를 추가, 삭제, 변경을 통한 관리를 수행한다.
기업용 펨토셀 시스템(640)은 적어도 하나 이상의 펨토 기지국(641a, 641b, 641c, 641d)을 포함한다. 각각의 펨토 기지국에는 적어도 하나 이상의 단말이 접속할 수 있다.
펨토셀 GW(630), MME(650) 및 HSS(660)는 이동통신 서비스 사업자 망이다. 펨토 기지국(641a, 641b, 641c, 641d)은 펨토셀 GW(630)을 통해 MME(650)와 연동한다.
기업용 펨토셀 시스템(640)을 구성하는 펨토 기지국은 일반적으로 CSG 모드로 운용되고, 한 개 기업망에 속한 모든 펨토 기지국은 동일한 CSG ID를 사용할 수 있다. 다만, 각 펨토 기지국이 형성하는 개개의 펨토 셀에 대한 접속 자격이 별도로 주어지는 경우 CSG ID가 각각 다르게 형성되거나, 동일한 CSG ID를 사용하는 펨토 기지국이 복수의 그룹을 형성하여 운용될 수 있다.
단말(642)은 펨토 기지국(641a)으로 단말 식별 정보인 UE ID를 포함하는 접속 요청 메시지를 전송함을 통해 초기 접속을 시작한다.
펨토 기지국(641a)은 CSG 모드로 운용되는 기지국에 대한 식별 정보이며 접속 가능한 단말의 리스트 구분의 기준이 되는 CSG ID를 포함하고 상기 단말(642)을 가리키는 UE ID를 포함하는 접속 요청 메시지를 펨토셀 GW(630)로 전송한다.
펨토셀 GW(630)는 DB 모듈(620)을 통해 저장된 기업용 가입자 DB를 직접 획득하고 이를 기반으로 기업망 접속 제어를 수행한다. 보다 상세하게는, 특정 CSG 모드로 운용되는 펨토 기지국에 접속이 허용되는 단말의 리스트정보를 포함하는 UE 리스트를 기반으로 단말의 접속 허용 여부를 판단하는 기업망 접속 제어를 수행한다. UE 리스트는 각 CSG ID 별로 허용되는 단말을 가리키는 UE ID의 세트(set)가 다르게 할당될 수 있다.
단말(642)이 펨토 기지국(641a)에 대한 접속이 허용된 경우라면 접속 요청 메시지에서 CSG ID를 제거하고 MME(650)로 전송한다. 단말(642)이 접속이 거절된 경우라면 UE ID 및 CSG ID가 포함된 기존의 접속 요청 메시지를 MME(650)로 전송한다.
MME(650)는 펨토셀 GW(630)로부터 수신한 접속 요청 메시지에 CSG ID가 포함되어있는지 여부에 따라 접속 제어의 수행 여부를 결정한다. MME(650)는 HSS(660)과 연동하여 단말(642)의 접속 허용 여부를 결정하는 접속 제어를 수행한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 GW가 기업망 가입자의 접속제어를 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면 펨토셀 GW(630)는 펨토 기지국(641a)로부터 UE ID 및 CSG ID가 포함된 접속 요청 메시지를 수신한다(S710).
펨토셀 GW(630)는 기업용 가입자 DB에 단말(642)의 접속 허용 여부를 결정한다(S720). 이는 펨토셀 GW(630)가 DB 모듈(620)에 직접 접속하여 기업용 가입자 DB를 획득하고 이를 기반으로 단말의 접속 허용 여부를 결정하거나, 또는 DB를 획득하지 않고 DB를 조회하는 방법으로 수행될 수 있다.
접속이 허용되면(S731) 펨토 기지국(641a)으로부터 수신한 접속 요청 메시지에 포함되어 있는 CSG ID를 제거하고(S740) 상기 접속 요청 메시지를 MME(650)으로 전송한다(S750). CSG ID가 포함되지 않은 접속 요청 메시지를 MME(650)가 수신하면 HSS(660)와 접속 제어를 수행하지 않고 단말과 접속 허용 절차를 수행한다.
접속이 거절되면(S732) 펨토 기지국(641a)으로부터 수신한 접속 요청 메시지를 MME(650)로 전송한다(S750). CSG ID가 포함된 접속 요청 메시지를 MME(650)가 수신하면 HSS(660)와 접속 제어를 수행하고 그 결과에 따라 접속 허용 여부를 판단하고 접속 허용 절차 또는 접속 거절 절차를 수행한다.
도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 통신 장치를 나타내는 블록도이다. 통신 장치(800)는 펨토 기지국, 펨토셀 GW, MME 또는 그 일부일 수 있다.
무선 장치(800)는 프로세서(processor; 810)와 메모리(memory; 820)를 포함할 수 있다. 프로세서(810)와 메모리(820)는 기능적으로 연결될 수 있다.
메모리(820)는 수신한 요청 메시지에 포함된 단말을 식별하기 위한 UE ID 및 펨토 기지국의 CSG 모드 운용 여부 및 단말의 접속 허용 여부를 판단하는데 기준이 되는 CSG ID를 저장할 수 있다. 또한 메모리(820)는 기업용 가입자 DB를 저장할 수 있다.
프로세서(810)는 전술한 실시예들에서 펨토 기지국, 펨토셀 GW 또는 MME의 기능을 구현한다. 프로세서(810)는 전송 요청 메시지를 생성하고 이를 전송하도록 한다. 프로세서(810)는 필요에 따라 UE ID 및/또는 CSG ID를 전송 요청 메시지에 포함 또는 삭제시킬 수 있다.
프로세서(810)는 전송 요청 메시지에 포함된 UE ID 및 CSG ID와 획득한 기업용 가입자 DB를 기반으로 단말의 접속 가능 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(810)는 기업용 가입자 DB를 저장하고 있는 DB 모듈에 직접 접속하여 기업용 가입자 DB를 직접 획득하고 이를 메모리(820)에 저장할 수 있다.
프로세서(810)는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820)는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 펨토셀(femto cell)을 지원하는 통신 시스템에서 게이트 웨이(Gateway)의 단말 접속 제어 방법에 있어서,
    단말이 상기 펨토 기지국으로의 접속을 요청하는 제1 접속 요청 메시지를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하는 단계; 및,
    상기 펨토 기지국에 접속할 수 있는 단말 리스트를 포함하는 기업용 가입자 데이터베이스(Database;DB)를 DB 모듈(module)로부터 직접 획득하는 단계; 및,
    상기 기업용 가입자 DB를 기반으로 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 단계;를 포함하되,
    상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 단계는 상기 단말의 식별 정보인 단말 식별자(User Equipment Identifier; UE ID)가 상기 단말 리스트에 포함되면 접속을 허용하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이의 단말 접속 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기업용 가입자 DB는 상기 단말의 상기 펨토 기지국으로 접속 가능 여부에 따라 수정되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이의 단말 접속 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 접속 요청 메시지는,
    상기 UE ID; 및,
    상기 펨토 기지국의 CSG ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이의 단말 접속 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 단말의 접속이 거절되면,
    상기 UE ID 및 상기 CSG ID를 포함하는 제2 접속 요청 메시지를 MME(Mobility Management Entity)로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이의 단말 접속 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 접속 요청 메시지를 전송하는 것은 상기 제1 접속 요청 메시지를 상기 MME로 포워딩(forwarding)하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이의 단말 접속 제어 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 단말의 접속이 허용되면,
    상기 UE ID 를 포함하는 제2 접속 요청 메시지를 MME로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이의 단말 접속 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 접속 요청 메시지를 전송하는 것은 상기 CSG ID가 삭제된 상기 제1 접속 요청 메시지를 포워딩하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이의 단말 접속 제어 방법.
  8. 펨토셀(femto cell)을 지원하는 통신 시스템에서 단말 접속 제어 시스템은,
    펨토 기지국으로 접속을 요청하는 제1 접속 요청메시지를 상기 단말로부터 수신하고 상기 단말의 접속을 요청하는 제2 접속 요청 메시지를 게이트웨이로 전송하는 상기 펨토 기지국;
    상기 펨토 기지국에 접속할 수 있는 단말 리스트를 포함하는 기업용 가입자 데이터베이스(Database;DB)가 저장된 DB 모듈(module); 및
    상기 제2 접속 요청 메시지를 수신하고, 상기 DB 모듈로부터 상기 기업용 가입자 DB를 직접 획득하고, 상기 기업용 가입자 DB를 기반으로 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 상기 게이트웨이;를 포함하되,
    상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 것은 상기 단말의 식별 정보인 UE ID가 상기 단말 리스트에 포함되어 있으면 접속을 허용함을 특징으로 하는 단말 접속 제어 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 기업용 가입자 DB는 상기 단말의 상기 펨토 기지국으로 접속 가능 여부에 따라 수정되는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어 시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 접속 요청 메시지는 상기 UE ID를 포함하고,
    상기 제2 접속 요청 메시지는 상기 단말의 식별 정보인 상기 UE ID 및 상기 펨토 기지국의 CSG ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 게이트웨이가 상기 단말의 상기 펨토 기지국으로의 접속을 거절하면,
    상기 게이트웨이는 상기 UE ID 및 상기 CSG ID를 포함하는 제3 접속 요청 메시지를 MME로 전송하는 것을 더 수행함을 특징으로 하는 단말 접속 제어 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제3 접속 요청 메시지를 상기 MME로 전송하는 것은 상기 제2 접속 요청 메시지를 상기 MME로 포워딩하는 것임을 특징으로 하는 단말 접속 제어 시스템.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 게이트웨이가 상기 단말의 상기 펨토 기지국으로의 접속을 허용하면,
    상기 게이트웨이는 상기 UE ID를 포함하는 제3 접속 요청 메시지를 MME로 전송하는 것을 더 수행함을 특징으로 하는 단말 접속 제어 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제3 접속 요청 메시지를 전송하는 것은 상기 CSG ID가 삭제된 제2 접속 요청 메시지를 상기 MME로 포워딩하는 것임을 특징으로 하는 단말 접속 제어 시스템.
  15. 펨토 셀을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말의 접속을 제어하는 게이트웨이는,
    펨토 기지국으로 접속을 요청하는 단말의 식별 정보인 UE ID 및 상기 펨토 기지국의 식별 정보인 CSG ID중 적어도 하나를 저장하는 메모리; 및,
    상기 메모리와 기능적으로 결합되어 동작하는 프로세서;를 포함하되, 상기 프로세서는,
    상기 단말이 상기 펨토 기지국으로의 접속을 요청하는 제1 접속 요청 메시지를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하고,
    상기 펨토 기지국에 접속할 수 있는 단말의 리스트를 포함하는 기업용 가입자 데이터베이스(Database;DB)를 DB 모듈(module)로부터 직접 획득하고,
    상기 기업용 가입자 DB를 기반으로 상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하되,
    상기 단말의 접속 허용 여부를 결정하는 것은 상기 UE ID가 상기 단말 리스트에 포함되어 있으면 접속을 허용함을 특징으로 하는 게이트웨이.
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