KR20130008157A - 이종의 네트워크를 운영하는 통신 시스템, 이를 운영하는 복합 펨토셀 기지국, 및 이의 운영 방법 - Google Patents

이종의 네트워크를 운영하는 통신 시스템, 이를 운영하는 복합 펨토셀 기지국, 및 이의 운영 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 시스템의 이종의 네트워크를 운영하는 기술에 관한 것으로, 이종의 네트워크 모듈을 포함하는 복합 펨토셀 기지국을 통해 무선 자원을 효율적으로 분배할 수 있는 이종의 네트워크를 운영하는 통신 시스템, 이를 운영하는 복합 펨토셀 기지국, 및 이의 운영 방법을 제공한다. 이를 통해, 와이파이를 포함하는 무선랜을 함께 지원하는 이동통신 서비스용 펨토셀 장비의 오프로딩을 통해 이동통신망의 부하를 능동적으로 분산시킴으로써, 이동통신 장비를 효율적으로 운용할 수 있으며, 고객들에게도 무선 데이터 서비스를 품질 저하 없이 제공할 수 있다. 또한, 트래픽 밀집 지역에서 저가의 설비투자비용 및 영업비용으로 무선 구간의 서비스를 제공할 수 있다.

Description

이종의 네트워크를 운영하는 통신 시스템, 이를 운영하는 복합 펨토셀 기지국, 및 이의 운영 방법{Communication system for operating heterogeneous network, multi femto cell base station thereof and method thereof}
본 발명은 통신 시스템의 이종의 네트워크를 운영하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종의 네트워크 모듈을 포함하는 복합 펨토셀 기지국을 통해 무선 자원을 효율적으로 분배할 수 있는 이종의 네트워크를 운영하는 통신 시스템, 이를 운영하는 복합 펨토셀 기지국, 및 이의 운영 방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰의 증가와 무선 데이터 트래픽의 증가로 핫스팟(Hot-spot) 지역에서의 데이터 서비스를 제공하기 위한 펨토셀(Femto cell) 장비의 보급이 확대되고 있다. 초기의 펨토셀은 하나의 RAT(Radio Access Technology)를 제공한다. 즉, CDMA(Code Division Multiple Access) 펨토셀, WCDMA(Wide Code Division Multiple Access) 펨토셀 등과 같이 단일모드 펨토셀로 구현되어, 매크로 기지국의 커버리지 확대를 목적으로 사용되었다. 하지만 근래에는 와이파이(Wi-Fi)의 이용이 급증함에 따라서, 추가적으로 와이파이도 함께 지원되는 멀티모드 펨토셀이 상용화되어 있다. 이러한 멀티모드 펨토셀은 CDMA 통신방식, WCDMA 통신방식 또는 LTE(Long Term Evolution) 통신방식과 같은 이동통신기술 외에도 와이파이를 포함하는 무선랜 통신방식과 같은 통신기술도 제공하기 때문에 일반적인 이동통신 서비스를 사용하는 사용자와 와이파이를 사용하는 사용자를 모두 수용할 수 있는 장점이 있다.
한편, 최근 스마트폰의 사용 증가에 따라서 무선 데이터양이 폭증하여 이동통신 망의 부하가 증가하고 있으며, 그 해결 방안으로 유선통신망을 백홀(Backhaul)로 가지고 있는 와이파이로의 오프로딩(Off-loading)이 연구되고 있다, 그러나, 지금까지의 와이파이 겸용 멀티모드 펨토셀은 이동통신망과 유선통신망에 독립적으로 동작하게 되어, 이동통신망의 부하가 증가하더라도 유선통신망으로의 오프로딩을 지원할 수 없다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 목적은 멀티모드 펨토셀 기지국이 이동통신망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링하고, 기 설정된 한계 이상으로 데이터 트래픽이 발생할 경우 이동통신망으로 전송을 시도하는 신규 데이터에 대해 다른 통신망으로 데이터 트래픽을 능동적으로 전환하게 함으로써 펨토셀을 통해 서비스 되는 이동통신망의 부하를 분산할 수 있는 이종의 네트워크를 운영하는 통신 시스템, 이를 운영하는 복합 펨토셀 기지국, 및 이의 운영 방법에 관한 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 통신 시스템은 단말기를 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 연결한 후, 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링하여 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 통신모드의 변경을 요청하고, 요청에 대한 응답에 따라 단말기의 연결을 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망으로 전환하는 복합 펨토셀 기지국 및 복합 펨토셀 기지국을 통해 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망 또는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망 중 적어도 하나에 연결하는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국은 단말기를 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 연결하는 제1통신모듈과, 단말기를 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망으로 연결하는 제2통신모듈 및 단말기를 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 연결하고, 제1통신모듈을 통해 접속되는 중에 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링하고, 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 통신모드의 변경을 요청하고, 요청에 대한 응답에 따라 단말기의 연결을 무선랜 방식으로 서비스하는 제2액세스망으로 전환하도록 제어하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국에 있어서, 제어모듈은 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 주기적으로 확인하고, 데이터 트래픽이 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 데이터 과부하로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국에 있어서, 제어모듈은 단말기의 ID(Identification) 및 단말기에 할당된 IP(Internet Protocol) 주소 중 하나 이상에 해당하는 단말정보를 코어 네트워크로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국에 있어서, 제어모듈은 단말정보를 바탕으로 코어 네트워크로부터 수신되는 단말기의 세션정보를 수신하고, 세션정보를 무선랜 방식으로 설정하고, 제2액세스망에 대한 적어도 하나의 다른 IP를 부여하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국에 있어서, 제어모듈은 펨토셀 방식으로의 접속을 해제하고, 무선랜 방식으로 접속하기 위한 준비가 완료되었음을 알리는 메시지를 단말기로부터 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국에 있어서, 제어모듈은 단말기가 접속하기 위한 무선랜에 대한 적어도 하나의 IP 주소 또는 채널에 해당하는 접속정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국에 있어서, 제어모듈은 단말기가 접속정보에 따라 무선랜 방식으로 접속되면, 제1액세스망의 접속을 해제하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국에 있어서, 제1액세스망은 WDCMA 통신방식, CDMA 통신방식 또는 LTE 통신방식 중 적어도 하나에 해당하는 통신방식을 포함하는 이동통신망인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 통신 방법은 복합 펨토셀 기지국이 단말기를 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 연결하는 단계와, 복합 펨토셀 기지국이 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링 하는 단계와, 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 복합 펨토셀 기지국이 통신모드의 변경을 요청하는 단계 및 복합 펨토셀 기지국이 요청에 대한 응답에 따라 단말기의 연결을 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망으로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 통신 방법에 있어서, 모니터링 하는 단계는 복합 펨토셀 기지국이 코어 네트워크로부터 데이터 트래픽의 과부하에 따른 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 과제 해결을 위한 또 다른 수단으로서, 상술한 이종의 네트워크를 운용하는 통신 방법을 수행하는 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 단말기를 연결하여 서비스하는 중에, 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링 하는 단계와, 제1 통신망에 대한 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 제1액세스망으로 연결된 단말기의 통신모드의 변경을 요청하는 단계 및 요청에 대한 응답에 따라 단말기의 연결을 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망으로 전환하는 단계를 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 와이파이를 포함하는 무선랜을 함께 지원하는 이동통신 서비스용 펨토셀 장비가 오프로딩(Off-loading)을 통해 이동통신망의 부하를 능동적으로 분산시킴으로써, 이동통신 장비를 효율적으로 운용할 수 있으며, 고객들에게도 무선 데이터 서비스를 품질 저하 없이 제공할 수 있다.
또한, 트래픽 밀집 지역에서 저가의 설비투자비용(Capital Expenditure) 및 영업비용(Operational expenditure)으로 무선 구간의 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 복합 펨토셀 기지국의 서비스 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국이 이종의 네트워크를 운영하는 과정을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이종의 네트워크를 운영하는 복합 펨토셀 기지국과 단말기 간의 데이터 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국이 이종의 네트워크를 운영하는 과정을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국이 이종의 네트워크를 운영하는 과정을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
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 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 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 위한 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 일 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.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 단말기는 이동통신망 또는 유선통신망에 연결할 수 있는 이동통신단말기를 대표적인 예로서 설명하지만 단말기는 이동통신단말기에 한정된 것이 아니고, 모든 정보통신기기, 멀티미디어 단말기, 유선 단말기, 고정형 단말기 및 IP 단말기 등의 다양한 단말기에 적용될 수 있다. 또한, 단말기는 휴대폰, PMP(Portable Multimedia Player), MID(Mobile Internet Device), 스마트폰(Smart Phone), 데스크톱(Desktop), 태블릿컴퓨터(Tablet PC), 노트북(Note book), 넷북(Net book) 및 정보통신 기기 등과 같은 다양한 이동통신 사양을 갖는 모바일(Mobile) 단말기일 때 유리하게 활용될 수 있다.
먼저, 본 발명이 적용되는 복합 펨토셀 기지국의 서비스 영역에 대하여 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 복합 펨토셀 기지국(200)은 와이파이 기술을 포함하는 무선랜 방식 및 펨토셀 방식을 동시에 지원한다. 이때, 펨토셀 방식에 의해 단말기(100)와 통신 가능한 영역을 펨토셀 영역(10)이라 하고, 무선랜 기술을 통해 단말기(100)와 통신이 이루어지는 영역을 무선랜 영역(20)이라 한다. 상기 펨토셀 영역(10)과 무선랜 영역(20)의 복합 펨토셀 기지국(200)으로 일정 반경으로 정의되는 것으로, 그 통신 반경은 거의 중복되며, 통상적인 무선랜 기술 및 펨토셀 기술 각각의 통신 가능 거리에 근거할 수 무선랜 영역(20)이 펨토셀 영역(10)보다 더 클 수 있다.
따라서, 펨토셀 영역(10) 내에 위치한 단말기(100)는 복합 펨토셀 기지국(200)과 펨토셀 방식으로 통신할 수 도 있고, 무선랜 방식으로 통신할 수도 있다.
이어서, 도 2를 참조하여, 상술한 복합 펨토셀 기지국(200)을 기반으로 이종의 액세스망 간에 오프로딩이 이루어지는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 통신 시스템의 일부 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 통신 시스템은 단말기(100) 및 복합 펨토셀 기지국(200)을 포함한다. 또한, 이종 네트워크를 운용하는 통신 시스템은 코어 네트워크(도시생략)를 더 포함할 수 있다.
코어 네트워크는 상기 복합 펨토셀 기지국(200)이 연결되는 중심 네트워크를 의미하는 것으로서, 이동통신망의 코어네트워크, 이더넷망 등을 포함할 수 있다. 반면, 상기 복합 펨토셀 기지국(200)에 의해 운용되는 펨토셀 방식과 와이파이를 포함하는 무선랜 방식은 단말기(100)와 직접적인 무선 접속이 이루어지는 액세스 망으로서, 상기 코어 네트워크에서 제공하는 매크로 셀의 서비스 영역 보다 작은 서비스 영역을 가진다. 따라서, 펨토셀 방식과 무선랜 방식은 셀룰러 시스템에서 매우 작은 범위를 커버하며, 복합 펨토셀 기지국(200)은 이러한 펨토셀 방식과 무선랜 방식을 관장하기 위한 소형의 기지국이다. 또한, 복합 펨토셀 기지국(200)은 실내 외 음영 지역을 서비스 할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 수준의 데이터 서비스를 더 많은 사용자에게 제공하기 위한 것이다.
복합 펨토셀 기지국(200)은 일정한 주파수 대역을 운영하며, 주파수 대역을 할당 대역(FA, Frequency Assignment)이라 한다. 여기서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 단말기(100)와 할당 대역(FA)을 이용하여, 무선 구간을 연결한다. 이에 따라, 단말기(100)는 복합 펨토셀 기지국(200)을 통해 통신 네트워크에 접속할 수 있다. 여기서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 두 개의 서로 다른 통신 방식, 즉, 펨토셀 방식과 무선랜 방식으로 동시에 운용 가능하다.
이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 단말기(100)를 펨토셀 방식으로 연결한다. 이어서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 이동통신망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링 한다. 이때, 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 복합 펨토셀 기지국(200)은 통신모드의 변경을 코어 네트워크에 요청한다. 그리고, 복합 펨토셀 기지국(200)은 통신모드 변경에 대한 응답에 따라 단말기(100)를 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 연결한다.
단말기(100)는 펨토셀 방식 또는 와이파이를 포함하는 무선랜 방식을 통해 무선 통신 네트워크에 접속하여 통신 서비스를 제공받을 수 있다.
이를 통해, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 통신 시스템은 와이파이를 포함하는 무선랜을 함께 지원하는 이동통신 서비스용 펨토셀 장비의 오프로딩을 통해 이동통신망의 부하를 능동적으로 분산함으로써, 이동통신 장비를 효율적으로 운용할 수 있으며, 고객들에게도 무선 데이터 서비스를 품질 저하 없이 제공할 수 있다. 또한, 트래픽 밀집 지역에서 저가의 설비투자비용 및 영업비용으로 무선 구간의 서비스를 제공할 수 있다.
더하여, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국(200)은 제1통신모듈(221), 제2통신모듈(223) 및 제어모듈(210)로 구성된다.
제1통신모듈(221)은 단말기(100)를 펨토셀 방식으로 제1액세스망(30)에 연결한다. 여기서, 제1액세스망(30)은 WDCMA 통신방식, CDMA 통신방식 또는 LTE 통신방식 등의 통신방식을 포함하는 이동통신망이다. 또한, 제2액세스망(40)는 와이파이를 포함하는 무선랜 방식을 지원하는 통신망이다.
제2통신모듈(223)은 단말기(100)를 와이파이를 포함하는 무선랜으로 서비스되는 제2액세스망(40)으로 연결한다.
제어모듈(210)은 단말기(100)를 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망(30)으로 연결한다. 이때, 제어모듈(210)은 제1통신모듈(221)을 통해 데이터 트래픽을 모니터링 한다. 즉, 제어모듈(210)은 데이터 트래픽을 주기적으로 확인하고, 데이터 트래픽이 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 데이터 과부하로 판단한다. 즉, 제어모듈(210)은 펨토셀에서 처리하는 데이터 트래픽이 일정 수준을 넘어선 경우, 기 설정한 파라미터에 의해 일정 간격의 시간 동안 제1액세스망(30)을 통한 데이터 트래픽을 계산한다. 그리고 나서, 제어모듈(210)은 이 값이 설정된 데이터 트래픽 이상인 경우 모드변경을 트리거(Trigger)한다. 또한, 제어모듈(210)은 복합 펨토셀 기지국(200)이 코어 네트워크(300)로부터 데이터 트래픽의 과부하에 따른 메시지를 수신하고, 이를 확인하여 데이터 과부하를 판단할 수도 있다. 즉, 제어모듈(210)은 코어 네트워크(300)로부터 데이터 과부하에 대한 메시지를 수신하거나, 코어 네트워크(300)의 과부하로 인해 더 이상 데이터 트래픽 수용이 불가할 경우, 코어 네트워크(300)는 복합기기국(200)으로 오버로드(Overload) 메시지를 수신하여 통신 모드 변경을 트리거 한다.
제어모듈(210)은 제1액세스망(30)에 대한 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 통신모드의 변경을 코어 네트워크(300)로 요청한다. 여기서, 제어모듈(210)은 단말기(100)의 ID(Identification) 및 단말기(100)에 할당된 IP 주소 중 하나 이상에 해당하는 단말정보를 코어 네트워크(300)로 전송한다. 그리고, 제어모듈(210)은 단말정보를 바탕으로 코어 네트워크(300)로부터 단말기(100)의 세션정보를 수신하여 무선랜 방식으로 설정하고, 제2액세스망(40)에 다른 IP를 부여한다.
제어모듈(210)은 펨토셀 방식으로의 접속을 해제하고, 무선랜 방식으로의 접속을 위한 준비가 완료되었음을 알리는 메시지를 단말기(100)로부터 수신한다. 그리고, 제어모듈(210)은 단말기(100)가 접속하기 위한 무선랜 방식에 대한 IP 또는 채널에 해당하는 접속정보를 제공한다.
제어모듈(210)은 단말기(100)를 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스하는 제2액세스망(40)으로 전환한다. 이때, 제어모듈(210)은 접속정보에 따라 무선랜 방식으로 접속되면, 제1액세스망(30)의 접속을 해제한다.
이를 통해, 본 발명에 따른 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국은 와이파이를 포함하는 무선랜을 함께 지원하는 이동통신 서비스용 펨토셀 장비의 오프로딩을 통해 이동통신망의 부하를 능동적으로 분산시킴으로써, 이동통신 장비를 효율적으로 운용할 수 있으며, 고객들에게도 무선 데이터 서비스를 품질 저하 없이 제공할 수 있다. 또한, 트래픽 밀집 지역에서 저가의 설비투자비용 및 영업비용으로 무선 구간의 서비스를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국이 이종의 네트워크를 운영하는 과정을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국(200)이 제1액세스망(30)에 대한 데이터 과부하를 모니터링 하여 이종의 네트워크를 운용하는 방법은, 먼저, 복합 펨토셀 기지국(200)이 S11 단계에서 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망(30)을 통해 코어 네트워크에 접속하여 통신한다. 예를 들어, 제1액세스망(30)은 WDCMA 통신방식, CDMA 통신방식 또는 LTE 통신방식 등에 해당하는 통신방식을 포함하는 이동통신망이다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 S13 단계에서 제1통신모듈(221)을 통해 코어 네트워크(300)에 접속되는 중에 제1액세스망(30)에 대한 데이터 트래픽을 모니터링 한다. 즉, 복합 펨토셀 기지국(200)은 제1액세스망(30)에 대한 데이터 트래픽을 주기적으로 확인하고, 데이터 트래픽이 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 데이터 과부하로 판단한다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 제1액세스망(30)에서 처리하는 데이터 트래픽이 일정 수준을 넘어선 경우, 기 설정한 파라미터에 의해 일정 간격의 시간 동안 제1액세스망(30)을 통한 데이터 트래픽을 계산한다. 그리고 나서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 계산된 값이 설정된 데이터 트래픽 이상인 경우 모드변경을 트리거 한다.
복합 펨토셀 기지국(200)은 S15 단계에서 제1액세스망(30)에 대한 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 통신모드의 변경을 코어 네트워크(300)로 요청한다. 여기서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 단말기(100)의 ID 및 단말기(100)에 할당된 IP 주소 중 하나 이상에 해당하는 단말정보를 코어 네트워크(300)로 전송한다. 그리고, 복합 펨토셀 기지국(200)는 S17 단계에서 단말정보를 바탕으로 코어 네트워크(300)로부터 단말기(100)의 세션정보를 수신한다. 이후, 복합 펨토셀 기지국(200)는 S19 단계에서 단말기(100)로 통신모드 설정을 요청한다. 즉, 복합 펨토셀 기지국(200)은 세션정보를 무선랜 방식으로 설정하고, 단말기(100)에 다른 IP 주소를 부여한다.
복합 펨토셀 기지국(200)은 S21 단계에서 단말기(100)로부터 통신모드 설정에 따른 응답을 수신한다. 즉, 복합 펨토셀 기지국(200)은 펨토셀 방식으로의 접속을 해제하고, 무선랜 방식으로 접속하기 위한 준비가 완료되었음을 알리는 메시지를 단말기(100)로부터 수신한다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 단말기(100)가 접속하기 위한 무선랜에 대한 IP 주소 또는 채널에 해당하는 접속정보를 단말기(100)로 제공할 수 있다.
복합 펨토셀 기지국(200)은 S23 단계에서 단말기(100)를 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 전환하여 제2액세스망(40)을 통해 연결한다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 무선랜 방식으로 접속이 성공하면, 제1액세스망(30)의 접속을 해제한다. 여기서, 제2액세스망(40)는 와이파이를 포함하는 무선랜 방식을 지원하는 통신망이 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이종의 네트워크를 운영하는 복합 펨토셀 기지국과 단말기 간의 데이터 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이종의 네트워크를 운영하는 복합 펨토셀 기지국(200)과 단말기(100) 간의 데이터 흐름은, 먼저, 단말기(100)가 S31 단계에서 복합 펨토셀 기지국(200)의 제1통신모듈(221)과 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망(30)을 통해 연결한다. 예를 들어, 제1액세스망(30)은 WDCMA 통신방식, CDMA 통신방식 또는 LTE 통신방식 등에 해당하는 통신방식을 포함하는 이동통신망이다. 그리고, 제1통신모듈(221)은 S33 단계에서 제1액세스망(30)에 대한 데이터 트래픽을 제어모듈(210)로 전송한다.
데이터 트래픽이 수신되면, 제어모듈(210)은 S35 단계에서 제1액세스망(30)에 대한 데이터 과부하가 발생하는지 모니터링 한다. 여기서, 제어모듈(210)은 데이터 트래픽을 주기적으로 확인하고, 데이터 트래픽이 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 데이터 과부하로 판단한다. 이때, 제어모듈(210)은 펨토셀에서 처리하는 데이터 트래픽이 일정 수준을 넘어선 경우, 기 설정한 파라미터에 의해 일정 간격의 시간 동안 제1액세스망(30)을 통한 데이터 트래픽을 계산한다. 그리고 나서, 제어모듈(210)은 계산된 값이 설정된 데이터 트래픽 이상인 경우 모드변경을 트리거 한다.
데이터 과부하가 확인되면, 제어모듈(210)은 S37 단계에서 제2통신모듈(223)로 통신이 가능한지 여부를 확인한다. 즉, 제2통신모듈(223)은 현재 제2액세스망(40)을 통해 통신하는 다른 단말기들의 데이터 트래픽에 따른 과부하 여부를 확인하고, 이에 대한 메시지를 생성하여 제어모듈(210)로 응답할 수 있다.
통신이 가능하면, 제어모듈(210)은 S39 단계에서 제1통신모듈(221), 제2통신모듈(223) 및 단말기(100)로 통신모드 전환을 요청한다. 즉, 제어모듈(210)은 현재 연결 중인 제1통신모듈(221)로 통신 모드 변경에 따른 접속 해제를 요청하고, 제2통신모듈(223)로 통신모드 변경에 따른 접속 준비를 요청한다. 여기서, 제어모듈(210)은 단말기(100)의 ID 및 단말기(100)에 할당된 IP 주소 중 하나 이상에 해당하는 단말정보를 코어 네트워크(300)로 전송한다. 그리고, 제어모듈(210)은 단말정보를 바탕으로 코어 네트워크(300)로부터 단말기(100)의 세션정보를 수신한다. 이후, 제어모듈(210)은 단말기(100)로 통신모드 설정을 요청한다. 즉, 복합 펨토셀 기지국(200)은 세션정보를 무선랜 방식으로 설정하고, 단말기(100)에 대한 다른 IP 주소를 부여한다.
제어모듈(210)은 S41 단계에서 단말기(100)로부터 통신모드 설정에 따른 응답을 수신한다. 즉, 제어모듈(210)은 펨토셀 방식으로의 접속을 해제하고, 무선랜 방식으로 접속하기 위한 준비가 완료되었음을 알리는 메시지를 단말기(100)로부터 수신한다. 이때, 제어모듈(210)은 단말기(100)가 접속하기 위한 무선랜에 대한 IP 주소 또는 채널에 해당하는 접속정보를 단말기(100)로 제공할 수 있다.
단말기(100)는 S43 단계에서 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스하기 위하여 제2액세스망(40)을 통해 연결한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국(200)은 S51 단계에서 단말기(100)로부터 무선 통신 연결 요청을 수신한다. 그리고, 복합 펨토셀 기지국(200)은 S53 단계에서 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망(30)을 통해 코어 네트워크(300)에 접속하여 통신한다. 예를 들어, 제1액세스망(30)은 WDCMA 통신방식, CDMA 통신방식 또는 LTE 통신방식 등에 해당하는 통신방식을 포함하는 이동통신망이다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 S55 단계에서 제1통신모듈(221)을 통해 코어 네트워크(300)에 접속되는 중에 제1액세스망(30)에 대한 데이터 트래픽을 모니터링 한다. 즉, 복합 펨토셀 기지국(200)은 데이터 트래픽을 주기적으로 확인하고, 데이터 트래픽이 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 데이터 과부하로 판단한다. 여기서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 제1액세스망(30)에서 처리하는 데이터 트래픽이 일정 수준을 넘어선 경우, 기 설정한 파라미터에 의해 일정 간격의 시간 동안 제1액세스망(30)을 통한 데이터 트래픽을 계산한다. 그리고 나서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 계산된 값이 설정된 데이터 트래픽 이상인 경우 모드변경을 트리거 한다. 한편, 제1액세스망(30)에 대한 데이터 과부하가 발생하지 않으면, 복합 펨토셀 기지국(200)은 펨토셀방식으로 제1액세스망(30)을 통해 서비스를 계속 연결한다.
제1액세스망(30)에 대한 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 복합 펨토셀 기지국(200)은 S57 단계에서 통신모드의 변경을 코어 네트워크(300)로 요청한다. 여기서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 단말기(100)의 ID 및 단말기(100)에 할당된 IP 주소 중 하나 이상에 해당하는 단말정보를 코어 네트워크(300)로 전송한다. 그리고, 복합 펨토셀 기지국(200)은 S59 단계에서 통신모드 변경에 대한 응답이 수신되는지 확인한다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 통신모드 변경에 따른 메시지와 함께 코어 네트워크(300)로부터 단말정보를 바탕으로 단말기(100)의 세션정보를 수신한다. 한편, 통신모드 변경에 대한 응답이 없는 경우, 복합 펨토셀 기지국(200)은 코어 네트워크(300)로 통신모드 변경을 계속 요청한다.
이후, 복합 펨토셀 기지국(200)는 S61 단계에서 단말기(100)로 통신모드 설정을 요청한다. 즉, 복합 펨토셀 기지국(200)은 세션정보를 무선랜 방식으로 설정하고, 제2액세스망(40)에 다른 IP를 부여한다. 여기서, 제2액세스망(40)는 와이파이를 포함하는 무선랜 방식을 지원하는 통신망이 될 수 있다.
복합 펨토셀 기지국(200)은 S63 단계에서 단말기(100)로부터 통신모드 설정에 따른 응 답이 수신되는지 확인한다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 펨토셀 방식으로의 접속을 해제하고, 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 접속하기 위한 준비가 완료되었음을 알리는 메시지를 단말기(100)로부터 수신한다. 여기서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 단말기(100)가 접속하기 위한 무선랜에 대한 IP 또는 채널에 해당하는 접속정보를 단말기(100)로 제공할 수 있다. 한편, 통신모드 설정에 대한 응답이 없는 경우, 복합 펨토셀 기지국(200)은 단말기(100)로 통신모드 설정을 계속 요청한다.
통신모드 설정에 따른 응답이 수신되면, 복합 펨토셀 기지국(200)은 S65 단계에서 단말기(100)의 연결을 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스하기 위하여 제2액세스망(40)으로 전환한다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 접속정보에 따라 무선랜 방식으로 접속되면, 제1액세스망(30)의 접속을 해제한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국이 이종의 네트워크를 운영하는 과정을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이종의 네트워크를 운영하는 복합 펨토셀 기지국(200)과 단말기(100) 간의 데이터 흐름은, 먼저, 단말기(100)가 S71 단계에서 복합 펨토셀 기지국(200)의 제1통신모듈(221)과 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망(30)을 통해 통신 연결한다. 예를 들어, 제1액세스망(30)은 WDCMA 통신방식, CDMA 통신방식 또는 LTE 통신방식 등에 해당하는 통신방식을 포함하는 이동통신망이다. 그리고, 제1통신모듈(221)은 S73 단계에서 제1액세스망(30)에 대한 데이터 트래픽을 제어모듈(210)로 전송한다.
데이터 트래픽이 수신되면, 제어모듈(210)은 S75 단계에서 제1액세스망(30)에 대한 데이터 과부하가 발생하는지 모니터링 한다. 여기서, 제어모듈(210)은 데이터 트래픽을 주기적으로 확인하고, 데이터 트래픽이 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 데이터 과부하로 판단한다. 이때, 제어모듈(210)은 제1액세스망(30)에서 처리하는 데이터 트래픽이 일정 수준을 넘어선 경우, 기 설정한 파라미터에 의해 일정 간격의 시간 동안 제1액세스망(30)을 통한 데이터 트래픽을 계산한다. 그리고 나서, 제어모듈(210)은 계산된 값이 설정된 데이터 트래픽 이상인 경우 모드변경을 트리거 한다.
데이터 과부하가 확인되면, 제어모듈(210)은 S77 단계에서 제2통신모듈(223)로부터 통신 가능 여부에 대한 메시지를 수신한다. 즉, 제2통신모듈(223)은 제2액세스망(40)에 대한 데이터 트래픽에 따른 과부하 여부를 확인하고, 이에 대한 메시지를 제어모듈(210)로 전달할 수 있다. 제2액세스망(40)을 통해 통신하는 데이터 트래픽이 많은 경우, 제어모듈(210)은 S79 단계에서 통신 불가 메시지를 제2통신모듈(223)로부터 수신한다. 여기서, 제2액세스망(40)는 와이파이를 포함하는 무선랜 방식을 지원하는 통신망이 될 수 있다.
제어모듈(210)은 S81 단계에서 단말기(100)로 경고메시지를 전송한다. 즉, 제어모듈(210)은 제1액세스망(30)에 대한 데이터 트래픽이 과부하되고, 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 통신이 불가능하다는 메시지를 단말기(100)로 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 펨토셀 기지국이 이종의 네트워크를 운영하는 과정을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크(300)가 코어 네트워크(300)에 대한 데이터 과부하를 모니터링 하여 이종의 네트워크를 운용하는 방법은 먼저, 복합 펨토셀 기지국(200)이 S91 단계에서 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망(30)을 통해 코어 네트워크에 접속하여 통신한다. 여기서, 제1액세스망(30)은 WDCMA 통신방식, CDMA 통신방식 또는 LTE 통신방식 등에 해당하는 통신방식을 포함하는 이동통신망이다.
코어 네트워크(300)는 S93 단계에서 코어 네트워크(300)의 데이터 과부하를 모니터링 한다. 즉, 코어 네트워크(300)는 데이터의 과부하로 인해 더 이상 트래픽 수용이 불가할 경우, 복합 펨토셀 기기국(200)으로 통신모드 변경을 트리거 한다. 이후, 코어 네트워크(300)은 S95 단계에서 코어 네트워크(300)에 대한 데이터 트래픽의 과부하에 따른 메시지를 복합 펨토셀 기지국(200)으로 전송한다.
복합 펨토셀 기지국(200)은 S97 단계에서 코어 네트워크(300)에 대한 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 통신모드의 설정을 단말기(100)로 요청한다. 여기서, 복합 펨토셀 기지국(200)은 단말기(100)의 ID 및 단말기(100)에 할당된 IP 주소 중 하나 이상에 해당하는 단말정보에 따른 세션정보를 무선랜 방식으로 설정하고, 제2액세스망(40)에 다른 IP를 부여한다.
복합 펨토셀 기지국(200)은 S97 단계에서 단말기(100)로부터 통신모드 설정에 따른 응답을 수신한다. 즉, 복합 펨토셀 기지국(200)은 펨토셀 방식으로의 접속을 해제하고, 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 접속하기 위한 준비가 완료되었음을 알리는 메시지를 단말기(100)로부터 수신한다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 단말기(100)가 접속하기 위한 무선랜에 대한 IP 또는 채널에 해당하는 접속정보를 단말기(100)로 제공할 수 있다.
복합 펨토셀 기지국(200)은 S101 단계에서 단말기(100)의 연결을 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스하는 제2액세스망(40)으로 전환한다. 이때, 복합 펨토셀 기지국(200)은 접속정보에 따라 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 접속되면, 제1액세스망(30)의 접속을 해제한다.
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 이종의 네트워크 모듈을 포함하는 복합 펨토셀 기지국을 통해 무선 자원을 효율적으로 분배할 수 있는 이종의 네트워크를 운영하는 통신 시스템, 이를 운영하는 복합 펨토셀 기지국, 및 이의 운영 방법을 제공함으로써, 와이파이를 포함하는 무선랜을 함께 지원하는 이동통신 서비스용 펨토셀 장비의 오프로딩을 통해 이동통신망의 부하를 능동적으로 분산시킬 수 있어 이동통신 장비를 효율적으로 운용할 수 있으며, 고객들에게도 무선 데이터 서비스를 품질 저하 없이 제공할 수 있고, 트래픽 밀집 지역에서 저가의 설비투자비용 및 영업비용으로 무선 구간의 서비스를 제공할 수 있다. 이는 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.
10: 펨토셀 영역 20: 무선랜 영역
30: 제1액세스망 40: 제2액세스망
100: 단말기 200: 복합 펨토셀 기지국
210: 제어모듈 221: 제1통신모듈
223: 제2통신모듈 300: 코어네트워크

Claims (12)

  1. 단말기를 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 연결하고, 상기 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링하고, 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 통신모드의 변경을 요청하고, 상기 요청에 대한 응답에 따라 상기 단말기의 연결을 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망으로 전환하는 복합 펨토셀 기지국; 및
    상기 복합 펨토셀 기지국을 통해 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망 또는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망 중 적어도 하나의 통신모드로 연결하는 단말기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 통신 시스템.
  2. 단말기를 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 연결하는 제1통신모듈;
    상기 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽의 과부하에 따라 상기 단말기를 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망으로 연결하는 제2통신모듈; 및
    상기 단말기를 상기 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 연결하고, 상기 제1통신모듈을 통해 접속되는 중에 상기 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링하고, 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 통신모드의 변경을 요청하고, 상기 요청에 대한 응답에 따라 상기 단말기의 연결을 무선랜 방식으로 서비스하는 제2액세스망으로 전환하도록 제어하는 제어모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어모듈은
    상기 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 주기적으로 확인하고, 상기 데이터 트래픽이 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 데이터 과부하로 판단하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어모듈은
    상기 단말기의 ID(Identification) 및 단말기에 할당된 IP(Internet Protocol) 주소 중 하나 이상에 해당하는 단말정보를 코어 네트워크로 전송하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어모듈은
    상기 단말정보를 바탕으로 코어 네트워크로부터 수신되는 상기 단말기의 세션정보를 수신하고, 상기 세션정보를 상기 무선랜 방식으로 설정하고, 상기 제2액세스망에 대한 적어도 하나의 다른 IP를 부여하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제어모듈은
    상기 펨토셀 방식으로의 접속을 해제하고, 상기 무선랜 방식으로 접속하기 위한 준비가 완료되었음을 알리는 메시지를 상기 단말기로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제어모듈은
    상기 단말기가 접속하기 위한 상기 무선랜에 대한 적어도 하나의 IP 또는 채널에 해당하는 접속정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어모듈은
    상기 단말기가 상기 접속정보에 따라 상기 무선랜 방식으로 접속되면, 상기 제1액세스망의 접속을 해제하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국.
  9. 제2항에 있어서, 상기 제1액세스망은
    WDCMA 통신방식, CDMA 통신방식 또는 LTE 통신방식 중 적어도 하나에 해당하는 통신방식을 포함하는 이동통신망인 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 복합 펨토셀 기지국.
  10. 복합 펨토셀 기지국이 단말기를 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 연결하는 단계;
    상기 복합 펨토셀 기지국이 상기 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링 하는 단계;
    데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 상기 복합 펨토셀 기지국이 통신모드의 변경을 요청하는 단계; 및
    상기 복합 펨토셀 기지국이 상기 요청에 대한 응답에 따라 상기 단말기의 연결을 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망으로 전환하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 통신 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 모니터링 하는 단계는
    상기 복합 펨토셀 기지국이 코어 네트워크로부터 상기 코어 네트워크에 대한 데이터 트래픽의 과부하에 따른 메시지를 수신하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종의 네트워크를 운용하는 통신 방법.
  12. 펨토셀 방식으로 서비스되는 제1액세스망으로 단말기를 연결하여 서비스하는 중에, 상기 제1액세스망에 대한 데이터 트래픽을 모니터링 하는 단계;
    상기 제1 통신망에 대한 데이터 트래픽의 과부하가 확인되면, 상기 제1액세스망으로 연결된 단말기의 통신모드의 변경을 요청하는 단계; 및
    상기 요청에 대한 응답에 따라 상기 단말기의 연결을 와이파이를 포함하는 무선랜 방식으로 서비스되는 제2액세스망으로 전환하는 단계;
    를 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
KR1020110068708A 2011-07-12 2011-07-12 이종의 네트워크를 운영하는 통신 시스템, 이를 운영하는 복합 펨토셀 기지국, 및 이의 운영 방법 KR101812140B1 (ko)

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