KR20140044476A - 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 홈 기지국을 포함하는 LTE 시스템에서 효율적인 통화 및 기기 제어가 가능한 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로 기지국보다 좁은 커버리지를 갖는 홈 기지국(HeNB)을 포함하는 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 이동 단말(UE)의 통화 방법은, 상기 홈 기지국에 접속하는 단계; 통화 상대 단말을 특정하는 단계; 복수의 통화 방식 중 어느 하나를 선택받는 단계; 및 상기 선택받은 통화 방식에 따른 통화 요청을 상기 홈 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 복수의 통화 방식은 상기 홈기지국의 커버리지 내에서 수행되는 로컬 인터넷 프로토콜 접속(LIPA) 방식, 패킷 스위치(PS) 방식 및 회선 스위치(CS) 방식을 포함할 수 있다.

Description

이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법{MOBILE TERMINAL AND CONTROLLING METHOD THEREFOR}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 홈 기지국을 포함하는 LTE 시스템에서 효율적인 통화 및 기기 제어가 가능한 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법에 관한 것이다.

이하, E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 및 이와 관련된 기술적 특징들을 살펴본다.

도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다. 특히 E-UMTS 시스템은 기존 WCDMA UMTS 시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라 불리기도 한다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 크게 단말(User Equipment, UE)과 셀(eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway, 이하 AG)로 구성된다. 통상적으로 eNB는 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시 송신할 수 있다. eNB 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다.

AG는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이때, 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신할 수 있다. 또한 AG는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리하며, 상기 TA는 복수의 셀들로 구성된다. 단말은 특정 TA에서 다른 TA로 이동할 경우, AG에게 자신이 위치한 TA가 변경되었음을 알려준다.

CN(Core Network)은 AG와 UE의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있으며. E-UTRAN과 CN을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수 있다.

도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, E-UTRAN시스템은 기존 UTRAN시스템에서 진화한 시스템이다. E-UTRAN은 셀(eNB)들로 구성되며, 셀들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. 셀은 무선 인터페이스를 통해 단말과 연결되며, S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core)에 연결된다.

EPC에는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving-Gateway) 및 PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, PDN-GW는 PDN(Packet Data Network)을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

단말은 LTE의 경우 처음에 E-UTRAN을 통해서 무선 베어러(Bearer)를 열고 필요한 핵심 서비스 정보를 eNodeB 뒤에 연결이 되어 있는 S-GW나 P-GW를 통해서 주고 받게 되어 있다. 즉 어떠한 서비스를 요청해서 받거나 아니면 다른 단말에 연결을 해서 서로 필요한 정보를 교환하고자 하는 경우 외부 코어망을 통해서 가능하도록 구성이 된다.

일반적인 기지국 통신 이외에 사무실이나 한정된 장소에서 많이 이용하는 근거리 통신 서비스 시스템으로 Wi-Fi 방식도 있다. Wi-Fi 방식은 Wi-Fi 라우터가 준술한 기지국이나 eNodeB에 대응되는 형태로서, Wi-Fi 라우터 뒤에 연결된 게이트웨이를 통하여 인터넷에 연결되도록 하는 형태로 통신이 수행된다.

결국, 단말은 기지국으로 알려진 외부의 망을 통해서 접속을 하거나 근거리 통신 방식인 Wi-Fi 같은 방식을 통하여 희망 데이터 통신을 수행할 수 있다. Wi-Fi 라우터와 eNodeB는 명칭은 상이하나 실질적인 기능 면에서 단말과 무선 통신을 통해 코어망에 연결되어 IP 통신을 하게 되므로 유사하다.

그런데, 일반적인 Wi-Fi 망은 커버리지가 너무 좁고, 3G/4G 망은 실제 단말 간의 거리와 관계없이(예를 들어, 두 단말이 모두 한 건물 내에 있다고 하여도) 과금이 되는 문제가 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 보다 효율적인 근거리 네트워크 및 이를 통한 통신 방법을 제공하는 데 있다.

특히, 본 발명은 근거리 네트워크를 통하여 보다 효율적인 머신 타입 통신(MTC) 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 근거리 네트워크를 통하여 사용자가 통화 방식을 결정할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로 기지국보다 좁은 커버리지를 갖는 홈 기지국(HeNB)을 포함하는 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 이동 단말(UE)의 통화 방법은, 상기 홈 기지국에 접속하는 단계; 통화 상대 단말을 특정하는 단계; 복수의 통화 방식 중 어느 하나를 선택받는 단계; 및 상기 선택받은 통화 방식에 따른 통화 요청을 상기 홈 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 복수의 통화 방식은 상기 홈기지국의 커버리지 내에서 수행되는 로컬 인터넷 프로토콜 접속(LIPA) 방식, 패킷 스위치(PS) 방식 및 회선 스위치(CS) 방식을 포함할 수 있다.

여기서 상기 홈 기지국에 접속된 경우, 상기 이동 단말의 통화 방법은 상기 홈 기지국에 접속됨을 나타내는 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 통화 방식 중 상기 LIPA 방식이 선택된 경우 상기 LTE 시스템은, 상기 특정된 통화 상대 단말이 상기 홈 기지국의 커버리지에 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 존재하는 경우 상기 통화 상대 단말에 대하여 상기 LIPA 방식의 페이징을 수행할 수 있다.

반대로, 상기 판단 결과 상기 통화 상대 단말이 상기 홈 기지국의 커버리지에 존재하지 않는 경우, 상기 LTE 시스템은 상기 PS 방식 및 상기 CS 방식 중 미리 설정된 방법에 따라 상기 통화 요청을 처리할 수 있다.

아울러, 상기 LTE 시스템은, 상기 홈 기지국의 상위에 로컬 게이트웨이를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 홈 기지국을 포함하는 네트워크를 통해 보다 효율적인 근거리 네트워크 및 이를 통한 통신 방법이 제공될 수 있다. 데 있다.

특히, 본 발명은 홈 기지국을 포함하는 네트워크를 통하여 보다 효율적인 머신 타입 통신(MTC) 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 홈 기지국을 포함하는 네트워크에 연결된 단말 이용시, 사용자가 통화 방식을 결정할 수 있어 과금여부와 통화 품질을 사용자가 선택하도록 할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 LTE 환경에서 홈기지국을 포함하는 네트워크 구조의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 3G 환경에서 홈 기지국을 포함하는 네트워크 구조의 일례를 나타낸다.
도 5는 홈 기지국 망 커버리지 내의 기기간의 데이터 교환 형태의 일례를 나타낸다.
도 6은 단말이 요청한 로컬 IP 접속(LIPA) 공중망(PDN) 연결 설정 과정의 일례를 나타내는 신호 흐름도이다.
도 7은 홈 기지국을 포함하는 망에 네트워크 접속 중계기(NAT)가 포함되는 구성 형태의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 홈 기지국 네트워크에 연결된 기기들을 제어하는 형태의 일례를 나타낸 디스플레이 상태도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하나 이상의 홈 기지국이 존재하는 네트워크 구성도의 일례를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홈 기지국 환경에서의 페이징 방법의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통화 방식을 선택하기 위해 단말에 표시되는 사용자 인터페이스 형태의 일례를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통화 방식 선택에 따른 네트워크의 호신호 처리과정의 일례를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 이동 단말기 구조의 일례를 나타내는 블럭도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 본 발명의 설명에 있어서 단말은 사용자 기기(User Equipment, UE), 이동 단말기(Mobile Station, MS), 개선된 이동 단말기(Advanced Mobile Station, AMS), 모바일 핸드 셋(mobile hand set) 등 이동 또는 고정형의 사용자가 사용하는 모든 통신 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

본 발명에서는 로컬 IP 억세스(LIPA: Local IP Access)기술을 이용하는 홈(가정용) 기지국(HeNB: Home eNB))을 통하여, 마치 HeNB가 하나의 코어망과 같이 동작하도록 하여 가정 내의 MTC(Machine Type Communication) 기기 제어가 가능하도록 할 것을 제안한다. 뿐만 아니라, 본 발명에서는 이러한 기술을 통해서 단말이 외부 기지국을 통해서 라우팅하는 방식 대신에 집안의 HeNB을 통해서 다른 기기와 교신을 함에 있어 단말 사용자가 사용자 인터페이스를 통해 해당 제어를 가능케 할 것을 제안한다. 여기서 홈 기지국(HeNB)이란, 3GPP LTE 시스템에서 논의되고 있는, 소형 사무실이나 거주지 환경을 위해 디자인된 소형(매크로 기지국보다 커버리지가 좁은) 기지국을 의미한다.

네트워크 구성

본 발명은 LIPA를 기술을 이용해서 통신의 컨버전스 기능을 강화한 것이라 할 것이다. 이를 구현하기 위한 LTE 및 3G 환경에서의 홈 기지국을 포함하는 네트워크 구조를 각각 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 3은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 LTE 환경에서의 홈 기지국을 포함하는 네트워크 구조의 일례를 나타낸다.

도 3을 참조하면, HeNB의 상위에 로컬 게이트웨이(L-GW)를 스태킹(Stacking)하여 코어 망(Core Network)으로 정보를 보내는 대신 필요에 따라 L-GW를 통해서 해당 L-GW에 연결된 다른 HeNB로 정보를 보낼 수 있다. 이것은 외부 무선 망에 로드를 분산시키는 효과가 있으며, 가정에 설치된 HeNB의 경우 개인이 사설 게이트웨이를 통해서 좀 더 향상된 속도와 대용량 데이터 서비스를 이용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 3G 환경에서의 홈 기지국을 포함하는 네트워크 구조의 일례를 나타낸다.

LTE의 HeNB에 대응되는 개념으로 3G에서는 HNB(Home NodeB)가 적용된다. HNB도 로컬 게이트웨이(L-GW)가 연결되어 외부 코어 망을 통해 인터넷이나 IP 멀티미디어 서브시스템(IMS)에 연결이 가능해 진다. 이때, HNB 상위의 L-GW는 반드시 하드웨어로 구현된 게이트웨이일 필요는 없고, 소프트웨어적으로 동일한 기능이 수행되도록 구현될 수도 있다.

커버리지 내의 기기간 통신

도 5는 홈 기지국 네트워크가 옥내에 구성되어 커버리지 내의 기기간의 데이터 교환 형태의 일례를 나타낸다.

도 5를 참조하면, HeNB를 포함하는 네트워크를 통해 HeNB의 커버리지 내에 존재하는 기기들간의 정보 교환이 가능하며, 특히 MTC(Machine Type Communication) 기기처럼 측정(Metering) 정보를 해당 커버리지 내의 다른 기기에 전송할 수 있다. 이러한 방법은, 외부 기지국을 통한 코어망 접속에 의해 데이터를 교환하는 방법보다 비용이나 지연시간(Delay) 면에서 휠씬 유리하다. 이는 외부 매크로 셀의 트래픽 로드(Traffic Load)를 줄여주는 효과도 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 기기간의 통신이 이루어지기 위해서는 해당 통신에 참여하는 모든 기기들에 모뎀이 포함되는 것이 바람직하다. 이때, 해당 모뎀은 일반적인 스마트형 단말기에 들어가는 고가의 모뎀 칩셋 형태보다는 3GPP Release 12 버전에서 논의될 저가형 MTC 모뎀용 칩이 될 수 이다. 이는 매크로 기지국보다 커버리지가 좁은 HeNB의 커버리지 내에서의 통신을 상정하기 때문이다.

도 5에서는 기기간 통신의 일례로, 단말(UE)이 외부 기지국-코어 망을 통하지 않고 PC나 TV, 프린터와 같은 기기들에 LIPA를 통해서 연결이 가능하다. 연결된 기기들은 IP 기반의 통신을 통하여 일방/상호간 제어나 통신이 가능하게 된다. 따라서, 기존의 블루투스나 와이파이와보다 커버리지에서는 보다 자유로우면서도 과금의 문제가 없는 통신이 가능하다.

한편, 상술한 HeNB 커버리지 내에 기기와 단말이 통신하기 위해서는 외부 기지국으로부터 서비스를 받던 단말이 HeNB 상위의 로컬 게이트웨이를 통해 PDN 연결을 맺을 필요가 있다. 따라서, 도 6을 참조하여 상술한 HeNB 환경에서 단말(UE)의 공중망(PDN) 접속 용이성(PDN connectivity to LIPA) 요청과정을 설명한다.

도 6을 참조하면, 단말이 요청한 로컬 IP 접속(LIPA) 공중망(PDN) 연결 설정 과정의 신호 흐름도가 도시된다. 기존의 단말이 요청한 공중망 연결 설정 과정에 비한 차이점을 위주로 설명한다. 1단계에서 단말은 공중망 연결 설정을 위해 연결 요청을 MME로 전송한다. 여기에는 접속점 명칭(APN)이 포함될 수 있다.

MME는 해당 단말에 대하여 LIPA 기능을 허락할지 여부를 결정하기 위해 LIPA 인증(authorisation)을 수행하고, 성공한 경우 2단계에서 서빙 게이트웨이에 세션 생성 요청을 전송한다.

그에 따라 서빙 게이트웨이는 로컬 게이트웨이와 세션 생성 요청/응답 메시지를 교환하고, 5단계에서 세션 생성 응답 메시지를 MME에 전달한다.

6단계에서 MME는 HeNB에 베어서 설정을 요청하고, 7단계에서 HeNB는 단말에 RRC 연결 재설정 메시지를 전송한다. 단말은 RRC 연결 재설정을 수행한 단말은 8단계에서 RRC 연결 재설정이 완료됨을 HeNB에 알리고, HeNB는 그에 따라 9단계에서 베어러 설정 응답 메시지를 MME로 전송한다. 이후 단말은 HeNB와 직접 전송을 수행하고, HeNB는 MME에 공중망 연결 완료 메시지를 전송한다. 이후 단말의 데이터는 HeNB와 로컬 게이트웨이를 거쳐 전달될 수 있다. MME는 서빙 게이트웨이에 베어러가 수정됨을 알릴 수 있다(12~13단계).

한편, 일반적인 단말(UE)이 아닌 MTC를 위한 기기의 경우 HeNB를 LIPA를 통해서 내부적으로만 PDN을 설정을 하는 경우 도 6과는 달리 LIPA 네트워크를 통해서 바로 IP를 할당받을 수 있다. 즉, MTC 기기가 HeNB의 커버리지 내에 있는 경우, 네트워크 접속 중계기 (NAT: Network Address Translator)를 통해서 로컬 게이트웨이(L-GW)가 임의로 해당 기기에 IP 주소를 할당해줄 수 있다. 이러한 NAT는 도 7에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이 단말과 MTC 기기들이 서로 HeNB(or HNB)를 통해서 IP 주소를 할당 받으면 이제는 기기간의 통신이 가능해 진다. 이러한 상태에 이르면 단말을 HeNB을 통해서 연결된 다른 기기들로부터 정보를 수신하거나 제어할 수 있게된다. 이러한 방법은 기존의 Wi-Fi 방식을 통한 기기간 통신 방법과 유사해보일 수도 있으나, Wi-Fi의 경우 홈 기지국 간의 핸드오버가 지원되지 않는 문제점이 있었다. 반면에, LTE의 경우에는 단말이 이동하여 HeNB 나 HNB 커버리지를 벗어나는 경우, 단말은 매크로 기지국(Macro eNodeB)으로 핸드오버한 후, HeNB에 연결된 MTC 기기의 IP 주소를 이용하여 해당 기기를 제어할 수 있다.

이하에서는 도 8을 참조하여 사용자 인터페이스의 관점에서 단말이 어떻게 다른 MTC 기기를 제어할 수 있는지 설명한다.

도 8은 전술된 방법들을 통해 HeNB를 포함하는 네트워크에 연결된 기기들을 단말이 제어하는 형태의 일례를 나타낸 디스플레이 상태도이다. 도 8에서 단말(UE)은 HeNB에 도 6에 도시된 절차를 거쳐 등록되고, 청소기, TV, 냉장고, 에어컨 및 보일러가 MTC 기기로 NAT를 통해 해당 망 내에서 IP를 할당받은 것으로 가정한다.

도 8의 (a)를 참조하면, 단말(UE)에 구비되는 디스플레이부에 표시되는 사용자 인터페이스가 도시된다. 구체적으로, 사용자 인터페이스에는 현재 HeNB 또는 HeNB 상위의 L-GW에 등록되어 IP 통신이 가능한 기기들의 목록이 표시된다.

여기서 "에어컨" 항목이 선택되면, 단말은 HeNB 네트워크를 통해 에어컨에 측정 값을 요청하고, 그에 대한 응답이 수신되면, 도 8의 (b)와 같이 현재 온도/습도와 같은 수신된 측정값이 디스플레이될 수 있다. 측정값의 표시 뿐만 아니라, 하단의 온도 조절이나 풍향 조절 메뉴가 선택되면, 단말은 선택된 메뉴에 대응되는 신호가 LIPA 망을 통해 해당 기기에 전송되도록 하는 방법으로 제어까지 가능하다.

또한, 도 8의 (a)에서 "냉장고" 항목이 선택되면, 단말은 HeNB 네트워크를 통해 냉장고에 측정 값을 요청하고, 그에 대한 응답이 수신되면, 도 8의 (c)와 같이 현재 냉장고 온도와 같은 수신된 측정값 및 해당 기기에 대하여 제어 가능한 기능들에 대한 메뉴가 디스플레이될 수 있다.

선택 통화

3G에서 LTE로 통신 방식이 진화하면서 음성통화 방법이 바뀌게 된다. 즉 GSM이나 WCDMA에서 많이 사용한 회선 스위치(CS: Circuit Switch) 방식 대신에 IP 멀티미디어 서브시스템(IMS) 기반의 패킷 스위치(PS: Packet Switch) 방식의 음성 통화 서비스가 시작이 되었다. 하지만 PS 방식의 음성 통화는 VoLTE라는 이름으로 많이 알려져 있지만 딜레이나 음성 품질 면에서 기존 CS 방식보다 부족한 점도 있는 상태이다.

하지만 HeNB 안에서 LIPA 방식을 통해서 음성 통화를 하는 경우, HeNB 간에 이동성이 지원되어(즉, 단말이 HeNB 간의 핸드오버가 가능) 복수의 HeNB가 설치된 환경에서 통화 중 단말의 이동이 자유롭다. 또한, HeNB 망 내에서는 mVoIP나 VoLTE 방식 통화시 망 경로 상의 딜레이 문제가 최초화될 수 있어 고품질의 음성 통화가 가능하다. 특히, 도 3에서처럼 HeNB 상위에 L-GW가 배치된 경우에는 L-GW들 사이의 연결을 통해서 서비스 게이트웨이(S-GW)에 연결을 하지 않고도 서로 다른 로컬 게이트웨이에 연결된 HeNB로부터 서빙을 받는 단말들간의 통신도 가능하다.

따라서, 본 실시예의 다른 양상에서는, 홈 기지국에 등록된 단말이 다른 단말에 전화를 걸 때, CS방식, PS 방식 및 LIPA 방식 중 어느 하나의 통화 방식을 사용자가 선택하도록 하여 과금 여부나 통화 품질을 자유롭게 선택할 수 있도록 하는 통화 연결 방법을 제안한다.

먼저, 본 발명이 수행될 수 있는 네트워크 구조를 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 홈 기지국이 존재하는 네트워크 구성도의 일례를 나타낸다.

도 9를 참조하면, HeNB 1과 HeNB 2는 하나의 로컬 게이트웨이를 통해 연결되나, HeNB 3은 로컬 게이트웨이 없이 바로 서비스 게이트웨이로 연결된다. 이러한 상태에서 HeNB 1의 커버리지에 있는 두 단말은 LIPA 방식으로 통화가 가능하다. 또한, HeNB 1의 커버리지에 있는 한 단말과 HeNB 2 의 커버리지에 있는 다른 단말은 L-GW 를 통해 LIPA 방식의 통화가 가능하다. 다만, HeNB 3에 연결된 단말은 HeNB 1 또는 HeNB 2의 커버리지에 있는 기기와 통화하기 위해서는 CS 방식이나 PS 방식만을 선택할 수 있다.

한편, HeNB 환경에서 음성통화가 가능하려면, HeNB 내에 있는 단말에 페이징할 수 있는 방법이 요구된다. 이하에서는 도 10을 참조하여 HeNB 환경에서 페이징 방법을 설명한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홈 기지국 환경에서의 페이징 방법의 일례를 나타낸다.

도 10을 참조하면, L-GW가 일반적인 외부 망에서의 S-GW 와 P-GW의 역할을 하기 때문에 도시된 바와 같이 페이징이 수행될 수 있다. 즉, 페이징 요청이 있는 경우 L-GW는 MME에 페이징 요청을 전송하고, MME는 페이징 되는 단말이 HeNB의 커버리지 내에 있음을 판단하면 HeNB로 페이징을 요청하게 된다. 그에 따라 HeNB는 자신의 커버리지 내에 존재하는 페이징 대상 단말에 페이징을 수행할 수 있다. 이를 통하여 LIPA 방식으로 HeNB 안에 있는 단말들에 페이징이 가능하여 음성 통화가 가능해진다.

다음으로, 도 11을 참조하여 통화 방식을 선택하기 위해 단말에 표시되는 사용자 인터페이스 형태를 설명한다. 도 11에서 단말은 도 6을 참조하여 전술한 절차에 따라 HeNB 망에 등록된 것으로 가정한다.

도 11을 참조하면, 단말의 디스플레이부를 통해 음성통화를 위한 사용자 인터페이스가 표시된다. 이때, 단말이 HeNB 망을 등록되어 서비스받고 있음을 나타내는 인디케이터(H, 1110)가 디스플레이부의 인디케이터 영역에 표시될 수 있다. 또한, 이러한 상태에서 통화 희망 상대의 전화번호가 특정되면, 디스플레이부에는 선택 가능한 통화 방식들이 표시될 수 있고, 그들 중 어느 하나가 선택되면 단말은 해당 방식을 통한 음성통화 요청을 자신이 등록된 HeNB로 전송할 수 있다. 여기서 선택 가능한 통화 방식에는 과금의 문제로부터 자유로운 LIPA CALL(1120), PS 방식을 나타내는 VoLTE(1130) 및 통화 품질이 가장 우수한 CS 방식(1140)이 포함될 수 있다.

다만, LIPA CALL(1120)은 실제로 통화 희망 상대방 단말 또한 LIPA CALL이 가능한 상태, 즉, 발신측 단말과 동일한 HeNB, 또는 그 상위의 동일한 L-GW에 연결된 HeNB에 등록되어 있을 것이 요구된다. 그런데 발신측 단말기 사용자는 통화 희망 상대방 단말이 LIPA CALL이 가능한 상태인지 알기 어려울 수 있다. 따라서, 발신측 단말기에서 LIPA CALL이 선택되더라도 통화 희망 상대방 단말이 LIPA CALL이 불가한 상태인 경우 네트워크에서 자동으로 VoLTE 방식 또는 CS 방식으로 통화 방식이 전환되는 것이 바람직하다. 여기서 어떤 방식으로 전환되는지 여부는 사용자가 미리 설정해둘 수도 있고, 네트워크에서 로드(Load)에 따라 결정될 수도 있다. 만일, 사용자가 최고의 통화 품질을 희망하는 경우에는 처음부터 CS 방식을 선택할 수 있다.

이하에서는 도 12를 참조하여 선택된 통화 방식에 따른 통화 요청의 망내 처리 과정을 설명한다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통화 방식 선택에 따른 네트워크의 호신호 처리과정의 일례를 나타낸다. 도 12에서 발신측 단말(UE1)은 L-GW에 연결된 HeNB를 통해 서비스 받고 있으며, 통화 희망 상대방 단말(UE2)로 음성통화를 시도하는 경우를 가정한다.

먼저, UE1은 HeNB로 LIPA CALL을 요청한다(S1210).

그에 따라 HeNB는 L-GW로 CALL 요청을 전달하고(S1220), UE2가 L-GW 하위의 HeNB의 커버리지 내에 존재하는 경우 UE2로 CALL 요청을 전달, 즉, 페이징할 수 있다(S1230).

만일, UE2가 L-GW 하위의 HeNB의 커버리지 내에 존재하지 않는 경우에는 설정에 따라 CS 방식이 LIPA CALL의 대체 방식으로 설정된 경우 S1230 절차 대신 CALL 요청은 MME를 거쳐 MSC로 전달된다(S1240). 그에 따라 회선 스위칭 폴백(CSFB) 절차에 따라 UE2가 페이징될 수 있다(S1250).

또는, UE2가 L-GW 하위의 HeNB의 커버리지 내에 존재하지 않는 경우에는 설정에 따라 PS(VoLTE) 방식이 LIPA CALL의 대체 방식으로 설정된 경우 S1230 절차 대신 CALL 요청은 MME에서 서빙 게이트웨이를 거쳐 IMS로 전달된다(S1260). 그에 따라 VoLTE 방식으로 UE2가 페이징될 수 있다(S1270).

한편, 도시되지는 않았으나, UE1이 핸드오버(Handover)를 통해서 HeNB의 커버리지를 벗어나 매크로 셀이나 eNB로 넘어가는 경우에도 상술한 S1240 내지 S1270 절차가 적용될 수 있다.

다음으로, 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 이동 단말기 구조를 설명한다.

도 13은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 이동 단말기 구조의 일례를 나타내는 블럭도이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 13에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는, GSM(Gobal System for Mobile communications), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA), WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE(Long Term Evolution)와 같은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

도 13을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는, 이동단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼(136), 터치 센서(정압/정전)(137)로 구성될 수 있고, 도시되지는 않았지만 키패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등을 더욱 포함하여 구성될 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)와 상기 터치센서(137)가 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성되는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가지는 경우 디스플레이부(151)에 적층되어 레이어 구조를 형성할 수도 있고, 상기 디스플레이부(151)의 구성에 포함시켜 일체형으로 이루어질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기(미도시)로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 상기 메모리부(160)에는 상기 데이터들 각각에 대한 사용 빈도(예를 들면, 각 전화번호, 각 메시지, 각 멀티미디어에 대한 사용빈도)가 저장될 수 있다.

또한, 상기 메모리부(160)에는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller)(180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 예를 들어 배터리, 연결포트, 전원공급제어부 및 충전모니터링부를 포함할 수 있다.

배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(170)의 일 예로서 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

Claims (5)

1. 매크로 기지국보다 좁은 커버리지를 갖는 홈 기지국(HeNB)을 포함하는 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 이동 단말(UE)의 통화 방법에 있어서,
   상기 홈 기지국에 접속하는 단계;
   통화 상대 단말을 특정하는 단계;
   복수의 통화 방식 중 어느 하나를 선택받는 단계; 및
   상기 선택받은 통화 방식에 따른 통화 요청을 상기 홈 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
   상기 복수의 통화 방식은 상기 홈기지국의 커버리지 내에서 수행되는 로컬 인터넷 프로토콜 접속(LIPA) 방식, 패킷 스위치(PS) 방식 및 회선 스위치(CS) 방식을 포함하는, 이동 단말의 통화 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 홈 기지국에 접속된 경우, 상기 홈 기지국에 접속됨을 나타내는 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 이동 단말의 통화 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 통화 방식 중 상기 LIPA 방식이 선택된 경우 상기 LTE 시스템은,
   상기 특정된 통화 상대 단말이 상기 홈 기지국의 커버리지에 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 통화 상대 단말이 상기 홈 기지국의 커버리지에 존재하는 경우 상기 통화 상대 단말에 대하여 상기 LIPA 방식의 페이징을 수행하는, 이동 단말의 통화 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 판단 결과 상기 통화 상대 단말이 상기 홈 기지국의 커버리지에 존재하지 않는 경우 상기 LTE 시스템은,
   상기 PS 방식 및 상기 CS 방식 중 미리 설정된 방법에 따라 상기 통화 요청을 처리하는, 이동 단말의 통화 방법.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 LTE 시스템은, 상기 홈 기지국의 상위에 로컬 게이트웨이를 포함하는, 이동 단말의 통화 방법.

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