KR20120087006A - 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법 및 이를 지원하는 시스템과 펨토 기지국, 이를 지원하는 가입자 단말 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법 및 이를 지원하는 시스템과 펨토 기지국, 이를 지원하는 가입자 단말에 관한 것으로, 가입자별 PS Breakout 가능 여부에 대한 정보 공유를 기반으로 특정 가입자 단말에 대하여 PS Breakout을 수행하도록 지원하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 펨토 시스템은 가입자 단말, 펨토 기지국, IP 네트워크 및 펨토 게이트웨이를 포함한다. 여기서 가입자 단말은 특정 요금제 가입을 기반으로 데이터 통신을 수행한다. 펨토 기지국은 가입자 단말의 데이터 호 연결 요청 시 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 획득하고 요금제 가입 정보에 따라 가입자 단말에 PS Breakout 서비스를 지원한다. IP 네트워크는 펨토 기지국과 펨토 게이트웨이를 연결하며 PS Breakout 서비스 지원 시 가입자 단말의 데이터 호 전환을 지원한다. 그리고 펨토 게이트웨이는 펨토 기지국으로부터 가입자 단말의 요금제 가입 정보 요청을 수신하고 해당 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 수집하여 펨토 기지국에 전송한다.

Description

펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법 및 이를 지원하는 시스템과 펨토 기지국, 이를 지원하는 가입자 단말{Providing Method For Packet Service Breakout in a Femto-system and System, Femto-cell, and User Equipment thereof}

본 발명은 펨토 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펨토 시스템에 접속되어 호 연결을 요청하는 가입자 단말의 요금제 가입 특성에 따라 요청된 데이터 호의 인터넷 우회 전송을 수행하도록 지원할 수 있는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법 및 이를 지원하는 시스템과 펨토 기지국, 이를 지원하는 가입자 단말에 관한 것이다.

최근, 가정이나 사무실에 설치되는 펨토셀(femto-cell) 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 펨토셀은 가정이나 사무실 등 실내에서 사용되는 초소형 이동통신 기지국을 의미한다. 펨토셀은 피코셀(pico-cell)과 유사한 의미로 사용되는데, 펨토셀은 피코셀보다 더욱 진화된 기능을 가진 의미로 사용되고 있다. 펨토셀은 가정이나 사무실에 보급되어 있는 IP 네트워크(200)와 연결되며, IP 네트워크(200)를 통하여 이동통신 시스템의 코어 네트워크(core network)에 접속하여 이동통신 서비스를 제공한다.

예를 들어, 펨토셀은 디지털 가입자 회선(digital subscriber line; DSL)을 통하여 이동통신 시스템의 코어 네트워크에 연결된다. 이동통신 시스템의 사용자는 실외에서 기존의 매크로셀(macro-cell)을 통하여 서비스를 제공받고, 실내에서는 펨토셀을 통하여 서비스를 제공받을 수 있다. 펨토셀은 기존의 매크로셀(macro-cell)의 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.

그러나 종래 펨토 시스템의 도입으로 Access 단의 주장비에 의한 Marocell에 대한 데이터 부하 분산은 가능해졌지만, 펨토 시스템에 의해 유발되는 패킷 데이터는 종래보다 더 많이 발생하게 되었다. 이에 따라 코어 네트웍의 데이터 트래픽 부하가 급속히 증가하고 있다. 특히 특정 요금제 예를 들면 무제한 데이터 사용 요금제 고객의 경우 다른 사용자들에 비하여 상대적으로 많은 패킷 데이터를 발생시키고 있다. 하지만 종래에는 목적지 IP 주소를 기반으로 데이터 처리를 수행하였기 때문에 상황에 따라 적절한 데이터 부하 처리가 수행되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 가입자별 PS(Packet Service) Breakout 가능 여부에 대한 정보 공유를 기반으로 특정 가입자 단말에 대하여 PS Breakout을 수행하도록 지원할 수 있는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법 및 이를 지원하는 시스템과 펨토 기지국, 이를 지원하는 가입자 단말을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 시스템은 가입자 단말, 펨토 기지국, IP 네트워크 및 펨토 게이트웨이를 포함할 수 있다. 상기 가입자 단말은 특정 요금제 가입을 기반으로 데이터 통신을 수행하며, 상기 펨토 기지국은 상기 가입자 단말의 데이터 호 연결 요청 시 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 획득하고 상기 요금제 가입 정보에 따라 상기 가입자 단말에 PS Breakout 서비스를 지원한다. 상기 IP 네트워크는 상기 펨토 기지국과 상기 펨토 게이트웨이를 연결하며 상기 PS Breakout 서비스 지원 시 상기 가입자 단말의 데이터 호 전환을 지원하며, 그리고 상기 펨토 게이트웨이는 상기 펨토 기지국으로부터 가입자 단말의 요금제 가입 정보 요청을 수신하고 해당 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 수집하여 상기 펨토 기지국에 전송한다.

또한 본발명의 실시 예에 따른 데이터 호 전환 지원을 수행하는 펨토 기지국은 가입자 단말로부터 데이터 호 연결 요청을 수신하는 송수신부, 상기 가입자 단말이 가입한 요금제를 기반으로 상기 가입자 단말의 데이터 호 연결 요청 시 해당 데이터 호에 대한 PS Breakout 서비스에 따른 호 전환을 수행하도록 제어하는 펨토 제어부를 포함하는 구성을 개시한다.

여기서 상기 펨토 제어부는 상기 가입자 단말이 캠프 온을 수행하면서 등록 요구 메시지를 전송하는 경우, 해당 등록 요구 메시지를 펨토 게이트웨이에 전송하여 상기 가입자 단말의 PS Breakout 서비스 지원 가능 여부를 확인하며, 상기 PS Breakout 서비스 지원 가능 확인을 위한 상기 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 상기 펨토 게이트웨이를 통하여 패킷 서빙 노드에 질의할 수 있다.

또한 상기 펨토 제어부는 상기 가입자 단말이 PS Breakout 서비스 지원 가능 단말인 경우 데이터 호 연결 요청 시 코어 네트워크를 경유하지 않고 IP 네트워크를 기반으로 인터넷에 직접 액세스하도록 제어할 수 있다.

그리고 본 발명의 펨토 기지국은 적어도 하나의 상기 가입자 단말들에 대한 PS Breakout 서비스 지원 여부를 나타내는 PS Breakout 서비스 리스트를 저장하는 펨토 저장부를 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 펨토 제어부는 상기 가입자 단말의 데이터 호 연결 요청 시 상기 펨토 저장부에 저장된 PS Breakout 서비스 리스트에 저장된 정보와 상기 가입자 단말의 정보를 확인하고, 확인 결과에 따라 해당 가입자 단말의 데이터 호 연결에 대한 PS Breakout 서비스를 지원하도록 제어할 수 있다.

본 발명은 또한 무선통신부 및 제어부를 포함하는 가입자 단말의 구성을 포함할 수 있다. 여기서 무선통신부는 주변 펨토 기지국을 서칭하며, 상기 제어부는 상기 무선통신부를 기반으로 서칭된 펨토 기지국에 캠프 온을 수행하고, 해당 펨토 기지국을 기반으로 데이터 호 연결 요청을 수행하되, 가입한 요금제별로 제공되는 PS Breakout 서비스 기반의 데이터 호 전환된 채널 서비스를 이용하여 데이터 통신에 필요한 신호를 송수신하도록 제어할 수 있다.

특히 상기 제어부는 상기 펨토 기지국에 등록 요구 메시지 전송 시 상기 PS Breakout 서비스 지원이 가능하도록 특정 요금제에 가입한 정보를 지시할 수 있는 가입자 단말의 고유 정보를 상기 무선통신부를 통하여 상기 펨토 기지국에 전송하도록 제어할 수 있다.

본 발명은 또한 가입자 단말이 특정 펨토 기지국에 데이터 호 연결 요청을 수행하는 단계, 상기 펨토 기지국이 상기 가입자 단말이 가입한 요금제를 기반으로 PS Breakout 서비스 지원 여부를 확인하는 확인 단계, 상기 PS Breakout 서비스 지원 여부에 따라 상기 가입자 단말의 데이터 호를 전환하여 인터넷에 직접 액세스 하도록 제어하는 단계를 포함하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법의 구성을 포함한다.

상기 방법은 상기 가입자 단말의 요금제 정보를 수집하는 요금제 정보 수집 단계를 더 포함할 수 있으며, 특히 상기 요금제 정보 수집 단계는 상기 가입자 단말의 등록 요구 메시지를 펨토 게이트웨이 전달하는 단계, 상기 등록 요구 메시지에 포함된 가입자 단말의 IMSI 정보를 기반으로 고객 관리고객 관리 서버를 이용하여 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 수집하는 단계, 상기 수집된 요금제 가입 정보를 상기 가입자 단말에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 또는 상기 요금제 정보 수집 단계는 상기 가입자 단말의 등록 요구 메시지를 펨토 게이트웨이 전달하는 단계, 상기 펨토 게이트웨이가 상기 등록 요구 메시지를 패킷 서빙 노드에 전달하는 단계, 상기 패킷 서빙 노드가 상기 등록 요구 메시지에 포함된 가입자 단말의 IMSI 정보를 기반으로 고객 관리고객 관리 서버를 이용하여 가입자 단말의 요금제 정보를 수집하는 단계, 상기 수집된 요금제 가입 정보를 상기 가입자 단말에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서 상기 방법은 상기 펨토 기지국이 상기 수집된 요금제 정보를 기반으로 상기 펨토 기지국의 서비스 커버리지에 진입한 가입자 단말의 PS Breakout 서비스 지원 가능 여부를 나타내는 PS Breakout 서비스 리스트를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편 상기 확인 단계는 상기 데이터 호 연결 요청을 수행한 가입자 단말의 정보와 상기 PS Breakout 서비스 리스트를 비교하여 PS Breakout 서비스 지원 가능 여부를 확인할 수 있다.

그리고 상기 방법은 상기 가입자 단말의 요금제가 변경되는 과정, 상기 가입자 단말의 요금제 변경 정보를 상기 펨토 기지국에 전달하는 과정을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 펨토 기지국이 상기 가입자 단말의 요금제 정보를 기반으로 작성된 PS Breakout 서비스 리스트를 상기 요금제 변경 정보에 따라 갱신하는 과정을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법 및 이를 지원하는 시스템과 펨토 기지국, 이를 지원하는 가입자 단말에 따르면, 본 발명은 가입자별 PS Breakout 가능 여부에 대한 정보 공유를 기반으로 특정 가입자 단말에 대하여 PS Breakout을 수행하도록 함으로써, 가입자 단말의 요금제 가입 특성에 따라 펨토 기지국을 통한 데이터 호의 망 접근 방식을 선택적으로 운용하여 코어 네트웍으로의 데이터 집중을 분산하여 보다 개선된 무선 환경을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 호 전환을 위한 가입자 정보 획득 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 호 전환 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 단말의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에서 동일한 구성 요소들은 가능한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

설명에 앞서 이하에서 설명하는 펨토 시스템(10)에 적용되는 통신 시스템은 광대역 부호 분할 다중 접속(WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access, 이하 'WCDMA'라 칭하기로 한다) 통신 시스템이라고 가정하기로 한다. 물론, 본 발명에서는 통신 시스템을 WCDMA 통신 시스템으로 가정하여 설명하지만, 통신 시스템은 WCDMA 통신 시스템뿐만 아니라 부호 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 통신 시스템과, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템과, Mobile WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 통신 시스템과, UMB(Ultra Mobile Broadband) 통신 시스템과, LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템과 같은 다양한 통신 시스템이 될 수 있음은 물론이다.

또한 패킷 데이터(Packet data)의 전송에 있어서, 일반적인 경우 코어 네트워크를 거쳐 IP 네트워크로 전달되지만, PS Breakout은 코어 네트워크를 거치지 않고 직접 IP 네트워크로 전송하는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 펨토 시스템(10)은 크게 펨토 기지국(20), 펨토 게이트웨이(30), 매크로 기지국(60), 코어 네트워크(90) 및 IP 네트워크(200)의 구성을 포함할 수 있다. 여기서 코어 네트워크(90)는 SGSN(91), GGSN(93)을 포함할 수 있으며, 추가로 고객 관리고객 관리 서버(95) 및 가입자 서버(97)의 구성을 더 포함할 수 있다. 고객 관리고객 관리 서버(95) 및 가입자 서버(97)는 시스템 설계자의 의도에 따라 IP 네트워크(200)에 포함될 수 도 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 펨토 시스템(10)은 가입자 단말(100)의 가입 특성 예를 들면 무제한 요금제 가입 특성에 따라 해당 가입자 단말(100)의 데이터 호의 전환을 코어 네트워크(90)를 거치지 않도록 함으로써 IP 네트워크(200)를 통한 직접적인 인터넷 접근을 수행할 수 있도록 하는 PS Breakout 서비스를 지원할 수 있다. 이에 따라 가입자 단말(100)의 가입 특성에 따라 PS Breakout 서비스 지원을 함으로써 데이터 호의 분류를 보다 용이하게 함과 아울러 코어 네트워크(90)에 집중되는 데이터 부하를 적절히 분산할 수 있도록 지원할 수 있다. 이하 본 발명의 펨토 시스템(10) 각 구성들의 기본적인 역할과 본 발명에서의 PS Breakout 서비스 지원을 위한 역할과 기능에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하 설명에 앞서 펨토 기지국(20)은 펨토셀(femto-cell), 홈노드-B(home Node-B), HeNB(home eNode-B), CSG(closed subscriber group) 셀 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

펨토 기지국(20)은 Iuh 인터페이스를 통하여 펨토 게이트웨이(femto gateway)(30)에 연결된다. Iuh 인터페이스는 IP 네트워크(200)를 통한 펨토 기지국(20)과 펨토 게이트웨이(30) 간의 인터페이스를 의미한다. 펨토 기지국(20)은 IP 네트워크(200)를 통하여 코어 네트워크(90)에 연결될 수 있다. 여기서는 펨토 기지국(20)이 펨토 게이트웨이(30)를 통하여 코어 네트워크(90)에 연결되는 것으로 나타내었으나, 펨토 기지국(20)은 펨토 게이트웨이(30)를 통하지 않고 코어 네트워크(90)에 접속할 수도 있다. 펨토 기지국(20)은 IP 네트워크(200)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 펨토 기지국(20)과 IP 네트워크(200)와의 접속을 위해 무선랜(wireless LAN), 지그비(ZigBee), 전력선 통신(power line communication, PLC), 홈피앤에이(home phone networking alliance, HomePNA), RS-485 등 잘 알려진 모듈이 사용될 수 있다. IP 네트워크(200)에 무선으로 연결되는 펨토 기지국(20)이 형성하는 커버리지를 무선 펨토셀이라 한다. 무선 펨토셀은 사용자의 편의를 위해 배터리를 사용할 수 있다. 무선 펨토셀은 무선랜 기능을 가지고 무선 AP와 통합되어 사용될 수 있다. 무선 펨토셀은 운송수단에 설치될 수 있다. 운송수단에 설치되어 이동성을 가지는 펨토셀을 이동 펨토셀(mobile femto-cell)이라 한다. 특히 본 발명의 펨토 기지국(20)은 가입자 단말(100)이 커버리지 영역에 진입하여 등록 과정을 수행하는 경우 해당 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 수집하여 확인하고, 특정 요금제 예를 들면 무제한 요금제에 가입한 가입자 단말(100)인지 확인할 수 있다. 그리고 펨토 기지국(20)은 해당 가입자 단말(100)이 특정 요금제에 가입한 가입자 단말(100)인 경우 해당 가입자 단말(100)의 데이터 호 요청에 대하여 IP 네트워크(200)를 통한 직접적인 인터넷 액세스를 지원하도록 데이터 호 전환을 제어할 수 있다. 이 과정에서 펨토 기지국(20)은 펨토 게이트웨이(30)를 통하여 해당 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 수집하거나 펨토 게이트웨이(30)에 연결된 SGSN(91)에게 질의하는 방식을 통하여 요금제 정보를 수집할 수 있다.

펨토 게이트웨이(30)는 적어도 하나의 펨토 기지국(20)을 관리하는 개체(entity)이다. 펨토 게이트웨이(30)는 펨토 기지국(20)이 무선통신 시스템의 코어 네트워크(core network; 90)에 접속할 수 있도록 펨토 기지국(20)의 등록, 인증 및 보안 절차를 수행할 수 있다. 펨토 게이트웨이(30)는 매크로 기지국(60)과 연관되어 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 매크로 기지국(60)에 하나의 펨토 게이트웨이(30)가 대응되어 구성될 수 있다. 또는 매크로 기지국(60)이 가지는 다수의 섹터(sector) 중에서 각 섹터마다 하나의 펨토 게이트웨이(30)가 대응되어 구성될 수 있다. 또는 매크로 기지국(60)의 셀 영역을 다수의 영역으로 나누고, 나누어진 각각의 영역 또는 영역들의 그룹에 하나의 펨토 게이트웨이(30)가 대응되어 구성될 수 있다. 또는 다수의 매크로 기지국(60)을 그룹으로 묶고, 하나의 매크로 기지국 그룹에 하나의 펨토 게이트웨이(30)가 대응되어 구성될 수 있다. 또는 하나의 트랙킹 영역(tracking area)에 하나의 펨토 게이트웨이(30)가 대응되어 구성될 수 있다. 또는 펨토 게이트웨이(30)는 매크로 기지국(30)이나 트랙킹 영역에 상관없이 펨토 게이트웨이(30)의 관리 범위가 정의될 수 있다. 특히 본 발명의 펨토 게이트웨이(30)는 펨토 기지국(20)과 IP 네트워크(200)를 통하여 연결되며 펨토 기지국(20)을 통하여 데이터 호 할당을 요청하는 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 수집하고, 수집된 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 펨토 기지국(20)에 전달할 수 있다. 이를 위하여 펨토 게이트웨이(30)는 SGSN(91)을 통하여 특정 요금제에 가입한 가입자 단말(100)들의 정보를 수집하거나, 고객 관리고객 관리 서버(95)를 통하여 특정 요금제에 가입한 가입자 단말(100)들의 정보를 수집할 수 있다. 이때 펨토 게이트웨이(30)는 가입자 단말(100)이 펨토 기지국(20)의 커버리지에 진입하여 등록을 수행하는 중에 가입자 단말(100)의 정보 예를 들면 IMSI 정보를 토대로 해당 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 수집할 수 있다. 펨토 게이트웨이(30)는 특정 가입자 단말(100)이 PS breakout 서비스에 의하여 인터넷에 직접 액세스 하는 경우 펨토 기지국(20)들로부터 해당 정보들을 수집하여 코어 네트워크(90)에 통보할 수 있다.

무선통신 시스템에서 매크로 기지국(60)은 무선자원의 효율을 높이기 위하여 FFR(Fractional Frequency Reuse)을 사용할 수 있다. 매크로 기지국(60)은 펨토 기지국(20)의 배치 구조를 고려하여 FFR 인자를 결정할 수 있다. 매크로 기지국(60)은 펨토 기지국(20)의 배치에 대한 임계치를 결정할 수 있으며, 펨토 기지국(20)의 배치가 정해진 임계치 이상인 경우에는 낮은 FFR 인자를 매크로 단말(50)에게 부여할 수 있다. 펨토 기지국(20)의 배치에 대한 임계치는 정해진 영역에 배치되는 펨토 기지국(20)의 수, 밀집도 등이 될 수 있다. 매크로 기지국(60)이 다수의 섹터를 가질 수 있으며, 각 섹터 별로 서로 다른 주파수 대역을 사용할 수 있다. 이때, 각 섹터에 포함되는 펨토 기지국(20)은 다른 섹터에서 사용되는 주파수 대역을 사용할 수 있다. 이에 따라, 매크로 기지국(60)과 펨토 기지국(20) 간의 간섭을 완화할 수 있다. 펨토 기지국(20) 간의 FFR은 펨토 기지국(20) 간에 구성되는 무선 인터페이스 또는 펨토 게이트웨이(30)를 통하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 인접한 펨토 기지국들(20)은 자신이 사용하는 FFR에 대한 정보를 교환하여 간섭이 최소화될 수 있도록 주파수 대역을 할당할 수 있다. 또는 펨토 기지국(20)은 펨토 게이트웨이(30)로 FFR에 적용할 주파수 대역을 요청할 수 있고, 펨토 게이트웨이(30)는 펨토 기지국들(20)의 배치 구조를 고려하여 펨토 기지국(20)에게 FFR에 적용할 주파수 대역을 할당할 수 있다. 본 발명의 매크로 기지국(60)은 특정 요금제 예를 들면 무제한 요금제에 가입하지 않은 가입자 단말(100)의 데이터 호에 대한 처리를 각 펨토 기지국(20)들의 관리를 통하여 처리할 수 있다. 즉 매크로 기지국(60)은 펨토 기지국(20)을 통하여 코어 네트워크(90)에 접속하고자 하는 가입자 단말(100)들의 데이터 송수신을 지원할 수 있다.

한편 펨토 기지국(20) 또는 매크로 기지국(60)이 자동 구성(self organization) 과정을 수행할 때, 상술한 펨토 게이트웨이(30)의 구성 정보를 펨토 기지국(20) 또는 매크로 기지국(60)이 코어 네트워크(90)로 요청할 수 있다. 코어 네트워크(90)는 펨토 게이트웨이(30)의 구성 정보를 펨토 기지국(20) 또는 매크로 기지국(60)으로 제공할 수 있다. 펨토 기지국(20) 또는 매크로 기지국(60)은 펨토 게이트웨이(30)의 구성 정보를 필요에 따라 가입자 단말(100)에게 제공할 수 있다. 펨토 게이트웨이(30)의 구성 정보는 펨토 게이트웨이(30)의 ID(identifier) 정보 등이 될 수 있다.

GPRS(General packet radio service)의 노드로서 GSN(GPRS serving node)이 있다. GSN은 GSM 코어 네트워크에서 GPRS 사용을 지원하는 네트웍 노드이다. 모든 GSN은 GPRS 터널링 프로토콜을 지원해야 한다. GSN에는 GGSN(93)과 SGSN(91)이 있다.

GGSN(93)은 Gateway GPRS Support Node로서 패킷 관문 노드라고 한다. GGSN(93)은 GPRS 백본 네트워크와 외부 패킷 데이터 네트워크(무선 네트워크 또는 IP네트워크) 사이의 인터페이스로서 동작할 수 도 있다. 이러한 GGSN(93)은 SGSN(91)으로부터 오는 GPRS패킷들을 적당한 Packet data protocol format(PDP 포맷)으로 변환한다(예 IP 또는 X.25). 그리고 GGSN(93)은 변환된 패킷들을 상응하는 패킷 데이터 네트워크로 전송하며, 반대 방향으로 들어오는 데이터 패킷들 즉 가입자 단말(100)로 전송될 패킷들의 PDP 주소들을 목적지 유저의 GSM 주소로 변환한다. 재설정된 패킷들은 해당하는 SGSN(91)으로 보내진다. 이를 위하여 GGSN(93)은 사용자의 현재 SGSN(91) 주소를 저장하고, 위치등록기의 가입자 정보를 저장하고 있어야 한다. GGSN(93)은 IP 주소할당의 역할을 하며, 연결된 가입자 단말(100)을 위한 기본 라우터 기능을 수행할 수 있다. GGSN(93)은 또한, 인증 및 과금 기능도 수행한다. 특히 본 발명의 GGSN(93)은 PS Breakout 서비스를 지원받지 못한 가입자 단말(100) 즉 특정 요금제가 아닌 일반 요금제에 가입한 가입자 단말(100)의 데이터 호 처리를 위한 패킷 처리를 지원할 수 있다.

SGSN(91)은 Serving GPRS Support Node로서 패킷 서빙 노드이다. SGSN(91)은 데이터 패킷을 해당 지리적 서비스 지역 안의 기지국끼리 전송을 하는 역할을 한다. SGSN(91)은 패킷 라우팅과 패킷 전송, 이동성 관리(attach/detach, 위치관리), 논리 링크 관리 및 인증, 과금 기능을 수행한다. SGSN(91)의 위치등록기는 위치 정보(예; 현재 셀, 현재 VLR) 및 SGSN(91)안의 모든 GPRS 사용자의 가입자 프로파일(패킷 데이터 네트워크의 IMSI, 주소)을 저장한다. 특히 본 발명의 SGSN(91)은 펨토 게이트웨이(30)의 요청에 따라 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 수집하고, 해당 요금제 정보를 펨토 게이트웨이(30)에 전달할 수 있다. 이를 위하여 SGSN(91)은 고객 관리고객 관리 서버(95) 접속을 위한 채널을 형성할 수 있으며, 고객 관리 서버(95)로부터 펨토 게이트웨이(30)가 요금제 확인을 요청한 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 수집할 수 있다. 수집된 요금제 정보는 펨토 게이트웨이(30)에 전송된다.

고객 관리 서버(95)는 가입자 서버(97)와 연결되어 가입자 서버(97)로부터 가입자 단말(100)의 다양한 정보를 저장하는 구성이다. 특히 본 발명의 고객 관리 서버(95)는 가입자 서버(97)로부터 각 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 수집하고, 수집된 요금제 정보를 SGSN(91)에 전달하거나, 펨토 게이트웨이(30)에 전달할 수 있다.

가입자 서버(97)는 가입자 단말(100)의 기본 정보를 저장하는 서버이다. 이러한 가입자 서버(97)는 사용자가 해당 통신 서비스 사업자가 판매하는 단말을 구매하면서 가입하는 다양한 가입자 정보를 저장한다. 그리고 본 발명의 가입자 서버(97)는 저장된 가입자 정보를 고객 관리 서버(95)에 전달한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 펨토 시스템(10)은 가입자 단말(100)이 펨토 기지국(20)의 커버리지 영역 내에 진입하면서 등록 과정을 수행하는 경우 가입자 단말(100)에 제공하는 응답 메시지에 PS Breakout 가능 여부를 전송하도록 지원한다. 이 과정에서 펨토 기지국(20)은 가입자 단말(100)의 정보를 펨토 게이트웨이(30)를 통하여 SGSN(91)에 전달하면서 해당 가입자 단말(100)이 PS Breakout 가능한지 여부를 질의할 수 있으며, 해당 SGSN(91)은 가입자 단말(100) 정보를 확인하고, PS Breakout 가능 여부에 대한 메시지를 펨토 게이트웨이(30)에 전달할 수 있다. 그러면 펨토 게이트웨이(30)는 펨토 기지국(20)에 특정 가입자 단말(100)의 PS Breakout 가능에 대한 정보를 전달할 수 있다. 이에 따라 펨토 기지국(20)은 특정 가입자 단말(100)의 데이터 호 요청이 발생하는 경우 코어 네트워크(90)를 통하여 통신 서비스를 수행하지 않고 IP 네트워크(200)를 통한 인터넷 직접 접속을 수행하도록 지원할 수 있다. 여기서 가입자 단말(100)의 등록 과정은 종래 등록과 동일한 절차로 수행하되, 해당 가입자 단말(100)의 데이터 호 할당 요청이 발생하는 경우 PS Breakout 가능 여부를 펨토 기지국(20)에 전달한 후 해당 가입자 단말(100)의 데이터 호 처리를 PS Breakout을 통하여 처리하도록 지원할 수 있다. 이하 도 2를 참조하여 본 발명의 가입자 단말(100)의 등록 과정에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 단말(100)의 등록 과정 처리를 위한 신호 송수신을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 먼저 S101 단계에서 가입자 단말(100)은 스캐닝된 주변 펨토 기지국(20)에 캠프 온을 수행하면서 등록 요구 메시지를 펨토 기지국(20)에 전달한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 가입자 단말(100)은 스캐닝 동작을 수행하여 주변에 펨토 기지국(20)이 존재함을 확인하면 해당 펨토 기지국(20)에 Camp On 하기 위해 무선 자원 제어(RRC: Radio Resource Control, 이하 'RRC'라 칭하기로 한다) 초기 직접 전송(RRC Initial Direct Transfer, 이하 'RRC Initial Direct Transfer'라 칭하기로 한다) 메시지를 펨토 기지국(20)으로 송신할 수 있다. 여기서 RRC Initial Direct Transfer 메시지는 가입자 단말(100)에 대한 위치 업데이트(update) 정보와, 가입자 단말(100)이 펨토 기지국에 등록하기를 원하는 가입자 단말 등록 요구 정보가 포함된다. 이에 따라 펨토 기지국(20)은 가입자 단말(100)로부터 가입자 단말 등록 요구(UE REGISTER REQUEST) 메시지를 수신한다. 여기서, 가입자 단말 등록 요구 메시지는 가입자 단말의 가입자 단말 ID를 포함하며, 가입자 단말 ID는 일예로 IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 혹은 TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identify) 등이 될 수 있다. TMSI는 에어 인터페이스(air interface)상에 IMSI가 노출되는 것을 최소화하기 위해 사용되며, 최초 위치 등록 시 IMSI 대신 TMSI가 가입자 단말별로 할당될 수 있다. 따라서 이후에 가입자 단말 ID는 TMSI로 사용될 수 도 있다.

다음으로 펨토 기지국(20)은 가입자 단말(100)이 펨토 기지국 서비스를 제공받을 수 있도록 등록되어 있는 가입자 단말(100)인 여부를 확인할 수 있다. 즉 가입자 단말(100)로부터 RRC Initial Direct Transfer 메시지를 수신한 펨토 기지국(20)은 RRC Initial Direct Transfer 메시지에 포함되어 있는 정보를 기반으로 가입자 단말(100)에 대한 인증 동작을 수행한다.

그리고 인증 동작 수행 결과 펨토 기지국(20)은 가입자 단말(100)이 펨토 기지국 서비스를 이용할 수 있는 정당한 가입자 단말인 경우 S103 단계에서 펨토 게이트웨이(30)로 가입자 단말 등록 요구 메시지를 송신한다. 여기서, 가입자 단말 등록 요구 메시지는 앞서 언급한 바와 같이 가입자 단말(100)의 IMSI를 포함할 수 있다.

펨토 기지국(20)으로부터 가입자 단말 등록 요구 메시지를 수신한 펨토 게이트웨이(30)는 S105 단계에서 해당 가입자 단말(100)이 펨토 기지국 서비스를 이용할 수 있는 유효한 가입자 단말(100)인지를 확인할 수 있다. 이를 위하여 펨토 게이트웨이(30)는 도시하지 않았으나 가입자 단말(100) 정보를 관리하는 SGSN(91)에 해당 가입자 단말(100) 정보를 포함하는 등록 요구 메시지를 전송할 수 있다. 그리고 펨토 게이트웨이(30)는 SGSN(91)으로부터 해당 가입자 단말(100)이 유효한 가입자 단말(100)임을 나타내는 메시지를 수신하는 경우 S107 단계에서 등록 수락 메시지를 펨토 기지국(20)에 전송할 수 있다. 이 과정에서 본 발명의 펨토 게이트웨이(30)는 SGSN(91)으로부터 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 함께 수신할 수 있다. 그리고 펨토 게이트웨이(30)는 요금제 정보를 확인하고 사전 설정된 특정 요금제 예를 들면 무제한 데이터 사용 요금제에 가입한 가입자 단말(100)인 경우 PS breakout 가능 여부에 대한 정보를 등록 수락 메시지와 함께 펨토 기지국(20)에 전달할 수 있다.

펨토 기지국(20)은 펨토 게이트웨이(30)로부터 가입자 단말(100)에 대한 등록 수락 메시지를 수신한 경우 해당 가입자 단말(100)에 대하여 정상적인 펨토 기지국 서비스를 지원하도록 준비하는 한편 등록 수락 메시지를 가입자 단말(100)에 전송한다. 여기서 펨토 기지국(20)은 펨토 게이트웨이(30)로부터 해당 가입자 단말(100)이 PS breakout 서비스가 가능한 단말임을 나타내는 메시지를 수신한 경우, 해당 메시지를 저장할 수 있다.

상술한 등록 과정에서 펨토 기지국(20)은 가입자 단말(100)이 특정 ID 정보 예를 들면 CSG(Closed Service Group)-ID를 갖고 있는 가입자 단말인지 검사하고, 검사 결과에 따라 별도의 등록 요청 메시지 및 등록 수락 메시지 송수신 과정은 생략될 수 있다. 한편 가입자 단말(100)이 펨토 기지국(20) 또는 펨토 게이트웨이(30)에 사전 등록된 ID 정보를 가지고 있는 경우, 펨토 기지국(20)은 가입자 단말(100)의 ID 정보를 기반으로 해당 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 수집하기 위한 절차를 수행할 수 있다. 즉 펨토 기지국(20)은 사전 등록된 가입자 단말(100)이 진입하는 경우 해당 가입자 단말(100)이 등록된 ID 정보를 펨토 게이트웨이(30)를 통하여 SGSN(91)에 전달하여 가입자 단말(100)의 PS breakout 서비스 가능 여부를 확인하기 위한 요금제 정보를 수집할 수 있다.

한편 본 발명의 가입자 단말(100) 사용자는 가입자 서버(97)가 제공하는 웹 페이지 및 기타 서비스 제공업자가 운용하는 운용 센터 등을 통하여 요금제를 변경을 시도할 수 있다. 이때 가입자 단말(100)이 이전 사용 중이던 요금제를 변경하기 위한 절차를 수행하는 경우 가입자 서버(97)는 가입자 단말(100)의 요금제를 변경하기 위한 절차를 수행한다. 그리고 가입자 서버(97)는 특정 가입자 단말(100)의 요금제 변경에 관한 정보를 고객 관리 서버(95)에 전달한다. 그러면 고객 관리 서버(95)는 가입자 단말(100)의 요금제 변경 정보를 SGSN(91) 또는 펨토 게이트웨이(30)에 전달하고, 결과적으로 펨토 기지국(20)은 SGSN(91) 또는 펨토 게이트웨이(30)로부터 특정 가입자 단말(100)의 요금제 변경 정보를 수신할 수 있다. 그러면 펨토 기지국(20)은 해당 가입자 단말(100)의 데이터 호 연결 요청 시 변경된 요금제 정보를 기반으로 PS Breakout 서비스 지원 여부를 결정할 수 있다. 여기서 펨토 기지국(20)은 가입자 단말(100)과 관련된 PS Breakout 서비스 리스트를 저장 및 운용하는 경우 요금제 변경 정보에 따라 PS Breakout 서비스 리스트를 갱신하도록 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이 본 발명의 데이터 호 전환 서비스는 가입자 단말(100)의 요금제 변경에 따라 실시간으로 서비스 적용을 수행하도록 지원할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 단말(100)의 PS breakout 서비스 운용을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 가입자 단말(100)은 S201 단계에서 사용자 요청에 따라 데이터 호 연결 요청 메시지를 펨토 기지국(20)에 전송할 수 있다. 여기서 데이터 호 연결 요청 메시지에는 가입자 단말(100)의 고유 정보 예를 들면 가입자 단말(100)에 할당된 ID 정보가 포함될 수 있다.

가입자 단말(100)로부터 데이터 호 연결 요청 메시지를 수신한 펨토 기지국(20)은 가입자 단말(100)이 전송한 데이터 호 연결 요청 메시지를 확인하여 어떠한 가입자 단말(100)로부터 전송된 메시지인지를 확인할 수 있다. 즉 펨토 기지국(20)은 데이터 호 연결 요청 메시지에 포함된 ID 정보를 확인하여 가입자 단말(100) 정보를 확인할 수 있다. 펨토 기지국(20)은 가입자 단말 정보가 확인되면 해당 정보를 기반으로 데이터 호 연결 요청을 수행한 가입자 단말이 PS Breakout 서비스 지원이 가능한지를 확인할 수 있다. 이를 위하여 펨토 기지국(20)은 펨토 저장부에 사전 저장된 PS Breakout 서비스 리스트를 확인할 수 있다. PS Breakout 서비스 리스트는 PS Breakout 서비스 지원이 가능한 특정 요금제에 가입한 가입자 단말(100)들의 리스트이다. 데이터 호 연결 요청을 수행한 가입자 단말(100)이 PS Breakout 서비스 리스트에 포함되어 있는 경우 데이터 호 연결 요청에 대하여 S203 단계에서와 같이 PS Breakout 서비스 지원을 수행한다. 이에 따라 가입자 단말(100)은 S205 단계에서 펨토 기지국(20)을 통하여 IP 네트워크(200)를 통한 직접적인 인터넷 액세스 서비스를 이용할 수 있다.

한편 펨토 기지국(20)은 PS Breakout 서비스 리스트를 저장하는 펨토 저장부를 운용하지 않는 경우 가입자 단말(100)의 데이터 호 연결 요청 메시지 수신 시 해당 가입자 단말(100)이 PS Breakout 서비스 지원 가능 단말인지를 펨토 게이트웨이(30) 또는 SGSN(91)을 통하여 확인하고, 확인 결과에 따라 해당 서비스 지원을 위한 스위칭을 수행할 수 있다.

그리고 펨토 기지국(20)은 해당 가입자 단말(100)이 PS Breakout 서비스 지원이 불가능하는 요금제에 가입한 단말인 경우 종래 방식에 따라 코어 네트워크(90)를 통하여 데이터 호 연결 서비스를 지원하도록 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국(20)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 펨토 기지국(20)은 송수신부(21), 펨토 저장부(25) 및 펨토 제어부(26)의 구성을 포함할 수 있다.

송수신부(21)는 가입자 단말(100)의 접속에 필요한 신호를 송수신하며, 펨토 게이트웨이(30)와의 신호 송수신을 담당한다. 이러한 송수신부(21)는 가입자 단말(100)이 전송하는 등록 요구 메시지를 펨토 게이트웨이(30)에 전송할 수 있으며, 펨토 게이트웨이(30)가 전달하는 등록 수락 메시지를 가입자 단말(100)에 전달할 수 있다. 이때 송수신부(21)는 등록 요구 메시지에 포함된 가입자 단말(100)의 IMSI 정보를 펨토 게이트웨이(30)에 전송할 수 있다. 또한 송수신부(21)는 펨토 게이트웨이(30)로부터 가입자 단말(100)의 PS Breakout 가능 여부에 대한 정보 예를 들면 해당 가입자 단말(100)의 가입 특성에 포함되는 요금제 정보를 수신할 수 있다. 요금제 정보는 펨토 제어부(26) 제어에 따라 펨토 저장부(25)에 전달될 수 있다. 이러한 송수신부(21)는 가입자 단말(100)과는 무선 연결을 지원하며, 펨토 게이트웨이(30)와는 무선 또는 유선 연결을 지원할 수 있다. 그리고 송수신부(21)는 펨토 게이트웨이(30)를 통하여 코어 네트워크(90)의 SGSN(91)에 신호를 전달하거나 펨토 게이트웨이(30)를 통하지 않고 SGSN(91)에 신호를 전달할 수 도 있다. 이러한 신호 전달 구조는 해당 펨토 기지국(20)을 설계하는 설계자의 의도에 따라 변경될 수 있다. 송수신부(21)가 지원하는 통신 방식은 WCDMA 방식을 지원할 수 있다. 또한 송수신부(21)는 설계자의 설계 의도나 펨토 기지국(20)이 접속하는 상위 네트워크의 통신 방식에 따라 보다 다양한 통신 방식을 지원하도록 설계될 수 도 있다.

펨토 저장부(25)는 펨토 기지국(20) 운용에 필요한 다양한 정보를 저장하는 구성이다. 이러한 펨토 저장부(25)는 펨토 기지국(20)의 고유 정보를 저장할 수 있으며, 접속된 각 가입자 단말(100)의 고유 정보를 임시 저장할 수 있다. 특히 펨토 저장부(25)는 가입자 단말(100)의 정보 중 PS Breakout 서비스 지원 가능 여부를 나타낸 PS Breakout 서비스 리스트를 저장할 수 있다. 펨토 저장부(25)에 저장된 PS Breakout 서비스 리스트는 해당 펨토 기지국(20)에 가입자 단말(100)이 새롭게 진입하거나 이미 진입한 가입자 단말(100)이 펨토 기지국(20)으로부터 이탈하는 경우 갱신될 수 있다. 또한 펨토 저장부(25)에 저장된 PS Breakout 서비스 리스트는 펨토 기지국(20)에 진입한 가입자 단말(100)이 요금제 변경을 수행하는 경우, 해당 요금제 변경 정보를 펨토 게이트웨이(30) 또는 SGSN(91) 등으로부터 실시간으로 수신하여 갱신될 수 있다.

펨토 제어부(26)는 전원부로부터 공급된 전원을 이용하여 펨토 기지국(20) 운용에 필요한 각 구성들을 초기화하며 펨토 기지국(20) 운용에 필요한 각 구성들 간의 신호 전달을 제어한다. 이러한 펨토 제어부(26)는 가입자 단말(100)이 서비스 커버리지 내에 새로 진입하여 캠프 온을 수행하고자 하는 경우 해당 가입자 단말(100)의 캠프 온 수행 및 등록에 필요한 메시지 송수신을 제어할 수 있다. 이때 본 발명의 펨토 제어부(26)는 가입자 단말(100)이 전송하는 등록 요구 메시지를 펨토 게이트웨이(30)에 전달하도록 제어하면서 가입자 단말(100)의 PS Breakout 서비스 지원 가능 여부를 확인하기 위한 정보 예를 들면 가입 정보를 펨토 게이트웨이(30)에 요청할 수 있다. 이후 펨토 제어부(26)는 펨토 게이트웨이(30)가 전달하는 가입자 단말(100)의 가입 정보를 기반으로 해당 가입자 단말(100)의 PS Breakout 서비스 지원 여부를 확인하고, 펨토 저장부(25)에 저장된 PS Breakout 서비스 리스트를 갱신하도록 제어할 수 있다. 또한 펨토 제어부(26)는 펨토 기지국(20)의 서비스 커버리지에서 벗어나는 가입자 단말(100)이 존재하는 경우, 해당 가입자 단말(100)의 정보를 확인하여 PS Breakout 서비스 리스트를 갱신하도록 제어할 수 있다.

그리고 펨토 제어부(26)는 특정 가입자 단말(100)이 데이터 호 연결 요청 메시지를 전달하면, 펨토 저장부(25)에 저장된 PS Breakout 서비스 리스트를 확인하여 해당 가입자 단말(100)이 PS Breakout 서비스 가능 여부를 확인한다. 그리고 펨토 제어부(26)는 PS Breakout 서비스 지원이 가능한 가입자 단말(100)인 경우 해당 데이터 호 연결 요청 메시지에 대하여 코어 네트워크(90)를 거치지 않고 IP 네트워크(200)를 통하여 직접적인 인터넷 액세스가 가능하도록 지원할 수 있다. 한편 펨토 제어부(26)는 해당 가입자 단말(100)이 PS Breakout 서비스 지원이 불가능한 가입자 단말(100)인 경우 해당 데이터 호 연결 요청 메시지에 대하여 펨토 게이트웨이(30)를 통하여 코어 네트워크(90)에 전달되도록 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 단말(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 가입자 단말(100)은 무선통신부(110), 표시부(140), 저장부(150) 및 제어부(160)의 구성을 포함할 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 가입자 단말(100)은 무선통신부(110)를 기반으로 특정 펨토 기지국(20)을 서칭하고, 서칭된 펨토 기지국(20)에 캠프 온 하기 위한 신호 송수신을 수행할 수 있다. 이 과정에서 본 발명의 가입자 단말(100)은 제어부(160) 제어에 따라 등록 요구 메시지를 펨토 기지국(20)에 전송하고, 코어 네트워크(90)에 등록을 수행할 수 있다. 한편 가입자 단말(100)은 가입 당시 또는 사용자가 요청하는 시기에 데이터 통신을 이용할 수 있는 요금제 변경을 수행할 수 있다. 이를 위하여 사용자는 가입자 단말(100)의 요금제 변경을 지원하는 가입자 서버(97)에 접속하고, 가입자 서버(97)가 제공하는 웹 페이지 및 요금제 변경 지원 페이지를 통하여 특정 요금제로 변경을 시도할 수 있다. 요금제 변경이 완료되고 가입자 서버(97)로부터 정상적인 요금제 변경 완료에 대한 메시지를 확인하는 경우 해당 가입자 단말(100)에 대한 요금제 정보는 고객 관리 서버(95)로 전달되어 가입자 단말(100)에 대한 가입 정보가 변경될 수 있다. 결과적으로 고객 관리 서버(95)로부터 가입자 정보를 전달받아 펨토 게이트웨이(30)에 제공하는 SGSN(91)은 고객 관리 서버(95)에 특정 가입자 단말(100)에 대한 요금제 정보를 확인하고, 해당 요금제 정보를 펨토 게이트웨이(30)를 통하여 요금제 정보를 요청한 펨토 기지국(20)에 전달할 수 있다.

이를 위하여 무선통신부(110)는 펨토 기지국(20)에 캠프 온을 수행하면서 등록 요구 메시지를 전송하는 동안 해당 등록 요구 메시지에 식별 정보 예를 들면 IMSI 정보를 포함하여 전송할 수 있다. IMSI 정보를 수신한 펨토 기지국(20)은 해당 정보를 기반으로 가입자 단말(100)이 펨토 기지국 서비스를 이용할 수 있는 단말인지를 인증하고, 인증이 완료되면 해당 가입자 단말(100)의 등록 요구 메시지를 펨토 게이트웨이(30)에 전달할 수 있다. 이때 펨토 기지국(20)은 SGSN(91)에 해당 가입자 단말(100)에 대한 PS Breakout 서비스 지원 여부를 확인할 수 있는 정보 요청을 수행하거나 펨토 게이트웨이(30)에 직접 요청할 수 있다. 그러면 앞서 설명한 바와 같이 SGSN(91) 또는 펨토 게이트웨이(30)가 고객 관리 서버(95)로부터 해당 가입자 단말(100)의 요금제 정보를 수집하여 펨토 기지국(20)에 전달하게 된다.

가입자 단말(100)의 제어부(160)는 터치스크린 기능을 가지는 표시부(140)를 통하여 펨토 기지국(20)의 접속 과정에 대한 화면을 출력하도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(160)는 터치스크린 기능의 표시부(140)로부터 입력되는 터치 이벤트에 따라 캠프 온을 수행한 펨토 기지국(20)을 통한 데이터 호 연결 요청을 수행하도록 제어할 수 있다. 그리고 제어부(160)는 데이터 호 연결 요청 메시지를 무선통신부(110)를 통하여 펨토 기지국(20)에 전송하고 펨토 기지국(20)의 제어에 따라 일정한 통신 서비스에 따른 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 특히 제어부(160)는 가입자 단말(100)이 가입한 요금제가 무제한 데이터 요금제와 같은 PS Breakout 서비스 지원이 가능한 요금제인 경우 펨토 기지국(20) 제어에 따라 PS Breakout 서비스 운용에 따라 IP 네트워크(200)를 통한 인터넷 직접 액세스 방식으로 형성된 채널을 이용하여 데이터 통신을 이용할 수 있다. 이 경우 가입자 단말(100)은 코어 네트워크(90)를 거치지 않고 직접 인터넷을 액세스하기 때문에 보다 빠른 데이터 통신을 이용할 수 있으며, 코어 네트워크(90)의 경우 해당 가입자 단말(100)로 인하여 발생할 수 있는 데이터 부하를 분산할 수 있게 된다.

한편 표시부(140)는 표시 패널과 터치 패널을 포함할 수 있다. 표시 패널은 가입자 단말(100)의 각종 메뉴를 비롯하여 사용자가 입력한 정보 또는 사용자에게 제공하는 정보를 표시한다. 즉 표시 패널은 가입자 단말(100) 이용에 따른 다양한 화면 예를 들면, 대기화면, 메뉴 화면, 메시지 작성 화면, 통화 화면 등을 제공할 수 있다. 이러한 표시 패널은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitted Diode) 등으로 형성될 수 있다. 그리고 표시 패널은 터치 패널 상부 또는 하부에 배치될 수 있다. 특히, 본 발명의 표시 패널은 펨토 기지국(20)에 데이터 호 연결 요청을 수행하는 동안 펨토 기지국(20)에 의하여 PS Breakout을 기반으로 데이터 통신을 이용하는 경우 해당 펨토 기지국(20)으로부터 이에 대응하는 PS Breakout 지원 메시지를 수신하여 출력할 수 있다. 한편 PS Breakout 지원 메시지의 전달은 펨토 기지국(20)의 정책에 따라 생략될 수 있으며, 이 경우 표시 패널은 별도의 메시지 출력 없이 사용자가 입력한 웹 주소 정보 등을 기반으로 해당 서버의 웹 페이지에 해당하는 화면을 출력할 수 있다. 터치 패널은 표시 패널의 상하부 중 적어도 한 곳에 배치되며 터치 물체 예를 들면 사용자 손가락 접촉에 따라 터치 이벤트를 생성하고, 생성된 터치 이벤트를 제어부(160)에 전달할 수 있다. 이때, 터치 패널을 구성하는 센서는 매트릭스 형태로 배열되고, 터치 패널 상에서 발생하는 터치 이벤트에 대하여 해당 위치 정보와 터치 이벤트의 종류에 대한 정보가 제어부(160)에 전달된다. 특히 본 발명의 터치 패널은 펨토 기지국(20)의 서칭과 데이터 호 연결 요청을 위한 터치 이벤트를 사용자 제어에 따라 생성하고, 해당 터치 이벤트를 제어부(160)에 전달할 수 있다.

저장부(150)는 본 발명의 가입자 단말(100) 운용에 필요한 응용 프로그램을 비롯하여, 터치스크린 기능의 표시부(140) 운용을 위한 키 맵이나 메뉴 맵 등을 저장할 수 있다. 여기서 키 맵, 메뉴 맵은 각각 다양한 형태가 될 수 있다. 즉, 키맵은 키보드 맵이나, 3*4 키 맵, 쿼티 키 맵 등이 될 수 있고, 현재 활성화되고 있는 응용 프로그램의 운용 제어를 위한 제어키 맵이 될 수 도 있다. 또한, 메뉴 맵은 현재 활성화되고 있는 응용 프로그램 운용 제어를 위한 메뉴 맵이 될 수 도 있다. 이러한 저장부(150)는 크게 프로그램 영역과 데이터 영역을 포함할 수 있다.

프로그램 영역은 가입자 단말(100)의 부팅 및 상술한 각 구성의 운용을 위한 운영체제(OS, Operating System), 다양한 파일을 재생하기 위한 응용 프로그램 예를 들면, 가입자 단말(100)의 통화기능 지원을 위한 응용 프로그램, 인터넷 서버에 접속하기 위한 웹 브라우저, 기타 음원을 재생하기 위한 MP3 응용 프로그램, 사진 등을 재생하기 위한 이미지 출력 응용 프로그램, 동영상 재생 응용 프로그램 등을 저장할 수 있다. 데이터 영역은 가입자 단말(100) 사용에 따라 발생하는 데이터가 저장되는 영역으로서, 폰 북 데이터, 위젯 기능에 따른 적어도 하나의 아이콘들 및 다양한 컨텐츠들을 저장할 수 있다. 또한 데이터 영역은 터치 패널을 통하여 입력되는 사용자 입력을 저장할 수 있다.

한편 본 발명의 가입자 단말(100)은 단말 운용에 필요한 입력 신호 생성을 위한 입력부와 단말 운용에서 발생하는 오디오 데이터의 출력 또는 수집을 위하여 오디오 처리부를 더 포함할 수 있다. 입력부의 경우 숫자 또는 문자 정보를 입력받고 각종 기능들을 설정하기 위한 다수의 입력키 및 기능키들을 포함한다. 기능키들은 특정 기능을 수행하도록 설정된 방향키, 사이드 키 및 단축키 등을 포함할 수 있다. 이러한 입력부는 다수개의 키들을 포함하는 쿼티 키패드, 3*4 키패드, 4*3 키패드 등으로 구현될 수 있다. 또한 입력부는 표시부(140) 상에 출력되는 쿼티 키 맵, 3*4 키맵, 4*3 키맵, 메뉴 맵, 제어키 맵 등으로 구현될 수 도 있다. 오디오 처리부의 경우 통화 시 송수신 되는 오디오 데이터, 수신된 메시지에 포함된 오디오 데이터, 저장부(150)에 저장된 오디오 파일 재생에 따른 오디오 데이터 등을 출력하기 위한 스피커와, 통화 시 사용자의 음성 또는 기타 오디오 신호를 수집하기 위한 마이크를 포함한다.

상술한 가입자 단말(100)은 그 제공 형태에 근거리 통신을 위한 근거리통신모듈, 피사체의 정지영상/동영상을 촬영하기 위한 카메라모듈, 가입자 단말(100)의 유선통신방식 또는 무선통신방식에 의한 데이터 송수신을 위한 인터페이스, 인터넷 네트워크와 통신하여 인터넷 기능을 수행하는 인터넷통신모듈 및 디지털 방송 수신과 재생 기능을 수행하는 디지털방송모듈 등과 같이 상기에서 언급되지 않은 구성들을 포함할 수도 있다. 이러한 구성 요소들은 디지털 기기의 컨버전스(convergence) 추세에 따라 변형이 매우 다양하여 모두 열거할 수는 없으나, 앞서 언급된 구성 요소들과 동등한 수준의 구성 요소가 본 발명의 가입자 단말(100)에 추가로 더 포함되어 구성될 수 있다. 또한 본 발명의 가입자 단말(100)은 그 제공 형태에 따라 상기한 구성에서 특정 구성들이 제외되거나 다른 구성으로 대체될 수도 있음은 물론이다. 이는 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에겐 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 단말(100)은 터치 패널을 지원하는 모든 형태의 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들면, 가입자 단말(100)은 다양한 통신 시스템들에 대응되는 통신 프로토콜들(communication protocols)에 의거하여 동작하는 모든 이동통신 단말기들(mobile communication terminals)을 비롯하여, PMP(Portable Multimedia Player), 디지털방송 플레이어, PDA(Personal Digital Assistant), 음악 재생기(예컨대, MP3 플레이어), 휴대게임단말, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북(Notebook) 및 핸드헬드 PC 등 모든 정보통신기기와 멀티미디어기기 및 그에 대한 응용기기를 포함할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

본 발명은 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환을 지원하는 시스템, 펨토 기지국, 가입자 단말 및 방법에 관한 것으로, 가입자별 PS Breakout 가능 여부에 대한 정보 공유를 기반으로 특정 가입자 단말에 대하여 PS Breakout을 수행하도록 함으로써, 가입자 단말의 요금제 가입 특성에 따라 펨토 기지국을 통한 데이터 호의 망 접근 방식을 선택적으로 운용하고, 이로 인해 코어 네트워크의 데이터 부하를 줄이면서도 가입자 단말의 데이터 서비스는 유지할 수 있어 보다 개선된 무선 환경을 제공할 수 있다.

10 : 펨토 시스템 20 : 펨토 기지국
21 : 송수신부 25 : 펨토 저장부
26 : 펨토 제어부 30 : 펨토 게이트웨이
60 : 매크로 기지국 90 : 코어 네트워크
91 : SGSN 93 : GGSN
95 : 고객 관리 서버 97 : 가입자 서버
100 : 가입자 단말 110 : 무선통신부
120 : 입력부 130 : 오디오 처리부
140 : 표시부 150 : 저장부
160 : 제어부 200 : IP 네트워크

Claims (17)

1. 특정 요금제 가입을 기반으로 데이터 통신을 수행하는 가입자 단말;
   상기 가입자 단말의 데이터 호 연결 요청 시 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 획득하고, 상기 요금제 가입 정보에 따라 상기 가입자 단말에 PS Breakout 서비스를 지원하는 펨토 기지국;
   상기 펨토 기지국과 펨토 게이트웨이를 연결하며 상기 PS Breakout 서비스 지원 시 상기 가입자 단말의 데이터 호 전환을 지원하는 IP 네트워크;
   상기 펨토 기지국으로부터 가입자 단말의 요금제 가입 정보 요청을 수신하고 해당 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 수집하여 상기 펨토 기지국에 전송하는 펨토 게이트웨이;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 시스템.
2. 가입자 단말로부터 데이터 호 연결 요청을 수신하는 송수신부;
   상기 가입자 단말이 가입한 요금제를 기반으로 상기 가입자 단말의 데이터 호 연결 요청 시 해당 데이터 호에 대한 PS Breakout 서비스에 따른 호 전환을 수행하도록 제어하는 펨토 제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원을 수행하는 펨토 기지국.
3. 제2항에 있어서,
   상기 펨토 제어부는
   상기 가입자 단말이 캠프 온을 수행하면서 등록 요구 메시지를 전송하는 경우, 해당 등록 요구 메시지를 펨토 게이트웨이에 전송하여 상기 가입자 단말의 PS Breakout 서비스 지원 가능 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원을 수행하는 펨토 기지국.
4. 제2항에 있어서,
   상기 펨토 제어부는
   상기 PS Breakout 서비스 지원 가능 확인을 위한 상기 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 상기 펨토 게이트웨이를 통하여 패킷 서빙 노드에 질의하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원을 수행하는 펨토 기지국.
5. 제2항에 있어서,
   상기 펨토 제어부는
   상기 가입자 단말이 PS Breakout 서비스 지원 가능 단말인 경우 데이터 호 연결 요청 시 코어 네트워크를 경유하지 않고 IP 네트워크를 기반으로 인터넷에 직접 액세스하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원을 수행하는 펨토 기지국.
6. 제2항에 있어서,
   적어도 하나의 상기 가입자 단말들에 대한 PS Breakout 서비스 지원 여부를 나타내는 PS Breakout 서비스 리스트를 저장하는 펨토 저장부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원을 수행하는 펨토 기지국.
7. 제6항에 있어서,
   상기 펨토 제어부는
   상기 가입자 단말의 데이터 호 연결 요청 시 상기 펨토 저장부에 저장된 PS Breakout 서비스 리스트에 저장된 정보와 상기 가입자 단말의 정보를 확인하고, 확인 결과에 따라 해당 가입자 단말의 데이터 호 연결에 대한 PS Breakout 서비스를 지원하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원을 수행하는 펨토 기지국.
8. 주변 펨토 기지국을 서칭하는 무선통신부;
   상기 무선통신부를 기반으로 서칭된 펨토 기지국에 캠프 온을 수행하고, 해당 펨토 기지국을 기반으로 데이터 호 연결 요청을 수행하되, 가입한 요금제별로 제공되는 PS Breakout 서비스 기반의 데이터 호 전환된 채널 서비스를 이용하여 데이터 통신에 필요한 신호를 송수신하도록 제어하는 제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원을 수행하는 가입자 단말.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 펨토 기지국에 등록 요구 메시지 전송 시 상기 PS Breakout 서비스 지원이 가능하도록 특정 요금제에 가입한 정보를 지시할 수 있는 가입자 단말의 고유 정보를 상기 무선통신부를 통하여 상기 펨토 기지국에 전송하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원을 수행하는 가입자 단말.
10. 가입자 단말이 특정 펨토 기지국에 데이터 호 연결 요청을 수행하는 단계;
    상기 펨토 기지국이 상기 가입자 단말이 가입한 요금제를 기반으로 PS Breakout 서비스 지원 여부를 확인하는 확인 단계;
    상기 PS Breakout 서비스 지원 여부에 따라 상기 가입자 단말의 데이터 호를 전환하여 인터넷에 직접 액세스 하도록 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 가입자 단말의 요금제 정보를 수집하는 요금제 정보 수집 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 요금제 정보 수집 단계는
    상기 가입자 단말의 등록 요구 메시지를 펨토 게이트웨이 전달하는 단계;
    상기 등록 요구 메시지에 포함된 가입자 단말의 IMSI 정보를 기반으로 고객 관리 서버를 이용하여 가입자 단말의 요금제 가입 정보를 수집하는 단계;
    상기 수집된 요금제 가입 정보를 상기 가입자 단말에 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 요금제 정보 수집 단계는
    상기 가입자 단말의 등록 요구 메시지를 펨토 게이트웨이 전달하는 단계;
    상기 펨토 게이트웨이가 상기 등록 요구 메시지를 패킷 서빙 노드에 전달하는 단계;
    상기 패킷 서빙 노드가 상기 등록 요구 메시지에 포함된 가입자 단말의 IMSI 정보를 기반으로 고객 관리 서버를 이용하여 가입자 단말의 요금제 정보를 수집하는 단계;
    상기 수집된 요금제 가입 정보를 상기 가입자 단말에 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법.
14. 제12항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펨토 기지국이 상기 수집된 요금제 정보를 기반으로 상기 펨토 기지국의 서비스 커버리지에 진입한 가입자 단말의 PS Breakout 서비스 지원 가능 여부를 나타내는 PS Breakout 서비스 리스트를 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 확인 단계는
    상기 데이터 호 연결 요청을 수행한 가입자 단말의 정보와 상기 PS Breakout 서비스 리스트를 비교하여 PS Breakout 서비스 지원 가능 여부를 확인하는 단계인 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법.
16. 제10항에 있어서,
    상기 가입자 단말의 요금제가 변경되는 과정;
    상기 가입자 단말의 요금제 변경 정보를 상기 펨토 기지국에 전달하는 과정;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 펨토 기지국이 상기 가입자 단말의 요금제 정보를 기반으로 작성된 PS Breakout 서비스 리스트를 상기 요금제 변경 정보에 따라 갱신하는 과정;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 시스템에서의 데이터 호 전환 지원 방법.

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