KR20220107894A

KR20220107894A - 기지국의 공동망 접속 제어 방법 및 공동망 시스템

Info

Publication number: KR20220107894A
Application number: KR1020210069156A
Authority: KR
Inventors: 이성재; 장재선; 신기원
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-05-28
Publication date: 2022-08-02

Abstract

기지국의 공동망 접속 제어 방법 및 공동망 시스템이 제공된다. 이 방법은 서로 다른 사업자들의 코어망들이 5G 기지국을 공유하는 공동망 서비스 지역에 위치하는 LTE(Long Term Evolution) 기지국의 동작 방법으로서, 연동하는 네트워크 관리 시스템으로부터, 5G 단말을 상기 5G 기지국으로 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들을 포함하는 공동망 진입 제어 정보를 수신하는 단계, 단말이 접속하면, 상기 접속 단말이 상기 5G 단말인지 판단하는 단계, 그리고 상기 5G 단말로 판단되면, 상기 공동망 진입 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

기지국의 공동망 접속 제어 방법 및 공동망 시스템{METHOD AND SHARING NETWORK SYSTEM FOR CONTROLLING ACCESS TO BASE STATIONS SHARING NETWORK}

본 발명은 기지국의 공동망 접속 제어 방법 및 공동망 시스템에 관한 것이다.

최근 국내에서 5G RAN(Radio access network) Sharing 기술이 활발히 논의되고 있다. 효율적 커버리지 구축을 위해 전국망을 구축하는 대신 일부 지역에서는 통신 사업자의 망을 공동으로 사용하는 방안을 채택했기 때문이다. 예를 들어, 가입자가 많은 도심 지역 등은 각 통신 사업자가 5G망을 구축하여 사용하지만, 가입자가 많지 않은 농어촌 지역은 한 개 통신 사업자가 5G망을 구축하고 나머지 통신 사업자가 이를 공유(Sharing)하는 방식을 사용할 수 있다.

현재 논의되고 있는 RAN Sharing 방식은 MOCN(Multi Operator Core Network) 방식으로 기지국만 공동으로 사용하고 코어망은 각 통신 사업자가 별도로 사용하는 방식이다. MOCN은 기지국은 1개이지만 이 기지국이 다수의 통신 사업자 코어망과 연동되어 공유되는 방식이다.

한편, 현재 5G망은 NSA(Non-Standalone) 방식이 주를 이루고 있는데 이는 단말이 LTE(Long Term Evolution)와 5G 기지국에 동시 접속하는 방식(Dual Connectivity)으로 시그널링을 포함한 제어 평면(Control Plane)은 LTE 기지국을 통해 처리되고 유저 데이터를 포함한 사용자 평면(User Plane)은 5G 기지국을 통해 처리되는 방식이다. 이를 통해 통신 사업자는 5G망의 구축 기간을 단축하고 기존의 LTE 기지국을 활용함에 따라 5G 단독망 운영에 따른 리스크를 줄일 수 있다.

NSA(Non-Standalone) 모드에서 5G RAN Sharing을 위해서 가장 크게 문제가 되는 부분은 바로 기존 LTE 가입자와 5G 가입자 중에 5G RAN Sharing을 위해 공동망에 넘길 단말을 어떻게 선별하느냐 하는 것이다. 단순히 5G가 가능한 단말만을 넘긴다면 5G 단말에 LTE 요금제를 사용하는 가입자도 5G 공동망에 넘어갈 수 있다. 따라서, 5G 요금제를 사용하는 가입자가 공동망을 넘어가기 위해서는 코어망에서 제공하는 가입자 식별을 위한 정보가 필요하다.

또한, NSA 모드에서 5G RAN Sharing을 위해서 가장 크게 문제가 되는 부분은 단말 관점에서 최적의 망 품질을 유지하는 방법이다. 기본적으로 통신 사업자가 서로 다른 공동망과 가입망의 망 품질은 다를 수밖에 없다. 이러한 공동망과 가입망은 기지국 구축 여부, 주파수 및 장비 특성 등으로 인하여 동일 지역이라 하더라도 망 품질이 다른 경우가 많다.

공동망에서 5G 서비스를 이용할지라도 무선 환경의 변화에 따라 5G 서비스가 불가하거나 혹은 공동망의 망 품질이 열화된 경우에 단말 입장에서는 가입망으로 돌아가는 것이 더 나은 경우가 있을 수 있다. 이 경우 공동망과 가입망 간 망 품질에 대한 정보 공유가 필요하나 기본적으로 서로 다른 통신 사업자가 운용하는 망이므로 다른 사업자의 망 품질을 알 수 있는 방법이 현재로서는 없다.

해결하고자 하는 과제는 공동망 서비스 지역에서 특정 사업자가 운용하는 5G 기지국을 다른 사업자들의 코어망들이 공유하는 공동망 시스템에서, 5G 가입자 공동망 접속 대상으로 선별하고, 공동망 제공사와 공동망 이용사의 무선망 품질을 비교하여, 이를 토대로 5G 가입자의 공동망 접속 및 가입망으로의 복귀 여부를 제어하는 공동망 접속 제어 방법 및 공동망 시스템을 제공하는 것이다.

한 특징에 따르면, 서로 다른 사업자들의 코어망들이 5G 기지국을 공유하는 공동망 서비스 지역에 위치하는 LTE(Long Term Evolution) 기지국의 동작 방법으로서, 연동하는 네트워크 관리 시스템으로부터, 5G 단말을 상기 5G 기지국으로 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들을 포함하는 공동망 진입 제어 정보를 수신하는 단계, 단말이 접속하면, 상기 접속 단말이 상기 5G 단말인지 판단하는 단계, 그리고 상기 5G 단말로 판단되면, 상기 공동망 진입 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

상기 공동망 진입 제어 정보는, 상기 5G 기지국을 운용하는 특정 사업자의 무선망 품질 정보에 기초하여 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템에 의해 생성되고, 상기 특정 사업자의 무선망 품질 정보는, 복수의 사업자들의 무선망 품질 정보를 상기 복수의 사업자들의 네트워크 관리 시스템들 로부터 수집하여 저장하는 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템에 의해 획득될 수 있다.

상기 공동망 진입 제어 정보는, 상기 공동망 서비스 지역에 위치하고 상기 5G 기지국과 연결되어 제어 평면 기능을 수행하는 상기 특정 사업자가 운용하는 LTE 기지국의 주파수 정보, 및 상기 5G 기지국으로 핸드오버하기 위한 핸드오버 트리거 정보를 포함할 수 있다.

상기 전송하는 단계 이후, 상기 단말로부터 상기 공동망 진입 제어 정보에 따른 무선 환경 측정 보고를 수신하는 단계, 그리고 상기 5G 기지국과 연결되어 제어 평면 기능을 수행하는 상기 특정 사업자가 운용하는 LTE 기지국으로 상기 단말을 핸드오버 하도록 요청하는 메시지를 코어망으로 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 단말과 상기 5G 기지국의 연결은, 상기 특정 사업자가 운용하는 LTE 기지국과 상기 단말의 핸드오버가 완료된 이후, 추가 접속 절차를 통해 이루어질 수 있다.

상기 판단하는 단계는, 코어망으로부터 상기 단말의 SPID(Subscriber Profile ID)를 획득하는 단계, 그리고 상기 SPID에 기초하여 상기 단말을 5G 가입자로 판단하면, 상기 공동망 진입 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 획득하는 단계는, 상기 코어망의 MME(Mobility Management Entity)로부터 수신되는 초기 컨텍스트 셋업 리퀘스트(Initial Context Setup Request) 메시지, 다운링크(Downlink) NAS(Non Access Stratum) 트랜스포트(Transport) 메시지 및 핸드오버 요청(Handover Required) 메시지 중 적어도 하나의 메시지로부터 상기 SPID를 획득할 수 있다.

다른 특징에 따르면, 서로 다른 사업자들의 코어망들이 5G 기지국을 공유하는 공동망 서비스 지역에 위치하는 LTE(Long Term Evolution) 기지국의 동작 방법으로서, 상기 공동망 서비스 지역에서 타사 5G 단말의 핸드오버 요청에 따라 상기 타사 5G 단말과 접속되고, 상기 타사 5G 단말을 상기 5G 기지국과 연결시키는 단계, 연동하는 네트워크 관리 시스템으로부터, 상기 공동망 서비스 지역에 위치하는 타사 LTE 기지국으로 상기 타사 5G 단말을 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들을 포함하는 약전계 제어 정보를 수신하는 단계, 그리고 상기 약전계 제어 정보를 상기 타사 5G 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

상기 전송하는 단계 이후, 상기 타사 5G 단말로부터 상기 약전계 제어 정보에 따른 무선 환경 측정 보고가 수신되면, 상기 타사 5G 단말을 상기 타사 LTE 기지국으로 핸드오버 하도록 요청하는 메시지를 코어망에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 약전계 제어 정보는, 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템이 자사의 무선망 품질 정보 및 상기 타사의 무선망 품질 정보에 기초하여, 상기 자사의 무선망 품질이 약전계로 판단될 경우 생성되고, 상기 타사의 무선망 품질 정보는, 복수의 사업자들의 무선망 품질 정보를 상기 복수의 사업자들의 네트워크 관리 시스템들 로부터 수집하여 저장하는 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템에 의해 획득될 수 있다.

상기 약전계 제어 정보는, 상기 타사 LTE 기지국의 주파수 정보, 및 상기 핸드오버를 트리거 하는 자사 및 타사 LTE 기지국들의 신호 세기 임계치 정보를 포함할 수 있다.

상기 연결시키는 단계 이후, 연동하는 네트워크 관리 시스템으로부터, 상기 5G 기지국이 공유되지 않는 경계셀에서 상기 타사 5G 단말을 상기 타사 LTE 기지국으로 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들을 포함하는 경계셀 제어 정보를 수신하는 단계, 그리고 상기 경계셀에서 상기 타사 5G 단말이 접속하면, 상기 경계셀 제어 정보를 상기 타사 5G 단말에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 경계셀 제어 정보를 수신하는 단계 이후, 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 경계셀 제어 정보 전송 중지 요청을 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 경계셀 제어 정보 전송 중지 요청은, 복수의 사업자들의 무선망 품질 정보를 상기 복수의 사업자들의 네트워크 관리 시스템들 로부터 수집하여 저장하는 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 획득된 상기 타사의 무선망 품질 정보에 기초하여 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템에 의해 생성될 수 있다.

또 다른 특징에 따르면, 공동망 서비스 지역에서 서로 다른 사업자들의 코어망들이 5G 기지국을 공유하는 공동망 시스템으로서, 복수의 사업자들의 무선망 품질 정보들을 상기 복수의 사업자들의 네트워크 관리 시스템들 로부터 수집하여 저장하는 통합 네트워크 관리 시스템, 그리고 상기 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 무선망 품질 정보들을 수신하고, 상기 무선망 품질 정보들에 기초하여 5G 단말을 상기 5G 기지국으로 핸드오버 시키기 위한 공동망 진입 제어 정보를 생성하며, 상기 공동망 진입 제어 정보를 상기 공동망 서비스 지역에 위치하는 공동망 이용사의 LTE(Long Term Evolution) 기지국에게 전송하는 적어도 하나의 공동망 이용사 네트워크 관리 시스템을 포함한다.

상기 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 무선망 품질 정보들을 수신하고, 상기 무선망 품질 정보들에 기초하여 상기 5G 단말을 상기 공동망 이용사의 LTE 기지국으로 핸드오버 시키기 위한 가입망 복귀 제어 정보를 생성하며, 상기 가입망 복귀 제어 정보를 상기 공동망 서비스 지역에 위치하는 공동망 제공사 LTE 기지국에게 전송하는 공동망 제공사 네트워크 관리 시스템을 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 공동망 이용사 네트워크 관리 시스템 또는 상기 공동망 제공사 네트워크 관리 시스템은, 상기 무선망 품질 정보들에 기초하여 상기 공동망 진입 제어 정보 또는 상기 가입망 복귀 제어 정보의 전송 여부를 결정할 수 있다.

실시예에 따르면, 기지국이 코어망으로부터 획득한 SPID(Subscriber Profile ID)를 이용하여 공동망 접속 대상인 5G 가입자만을 선별하여 공동망으로 천이시키고, 공동망과 가입망 간의 무선망 품질을 비교하여 공동망 접속 및 가입망으로의 복귀 여부를 결정함으로써, 공동망 이용률을 높이는 한편 고객 체감 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 공동망 제공사의 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 실시예에 따른 공동망 시스템의 구성을 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 이종 사업자간 무선망 품질 정보 공유를 위한 NMS 연동 구조를 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 단말 이동 방향에 따른 공동망 접속 제어를 설명하는 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 공동망 진입 제어 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 실시예에 따른 약전계 제어 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 7는 실시예에 따른 경계셀 제어 정보 설정 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 실시예에 따른 경계셀 제어 과정을 설명하는 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명에서 설명하는 장치들은 적어도 하나의 프로세서, 메모리 장치, 통신 장치 등을 포함하는 하드웨어로 구성되고, 지정된 장소에 하드웨어와 결합되어 실행되는 프로그램이 저장된다. 하드웨어는 본 발명의 방법을 실행할 수 있는 구성과 성능을 가진다. 프로그램은 도면들을 참고로 설명한 본 발명의 동작 방법을 구현한 명령어(instructions)를 포함하고, 프로세서와 메모리 장치 등의 하드웨어와 결합하여 본 발명을 실행한다.

본 명세서에서 "전송 또는 제공"은 직접적인 전송 또는 제공하는 것뿐만 아니라 다른 장치를 통해 또는 우회 경로를 이용하여 간접적으로 전송 또는 제공도 포함할 수 있다.

본 명세서에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.

본 명세서에서 도면에 관계없이 동일한 도면번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는" 은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 도면을 참고하여 설명한 흐름도에서, 동작 순서는 변경될 수 있고, 여러 동작들이 병합되거나, 어느 동작이 분할될 수 있고, 특정 동작은 수행되지 않을 수 있다.

명세서에서 단말(Terminal/User equipment)은 접속망(Access Network)/무선 접속망(Radio Access network, RAN)의 기지국에 접속하여 코어망(Core Network)의 네트워크 기능들(Network Functions, NFs)를 이용한다. 여기서, 기지국은 접속망에 따라 eNB, gNB, AP 등을 포함할 수 있다. 단말은 휴대 단말, IoT 단말, 차량 단말(vehicle), 디스플레이 단말, 방송 단말, 게임 단말 등 다양한 형태 및 용도의 단말일 수 있다. 네트워크를 구성하는 장치들은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution), LTE-A, 3GPP2, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 시스템, FS_NextGen(Study on Architecture for Next Generation System)과 같은 3GPP 5G 시스템 중 적어도 하나와 관련된 표준 문서에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

LTE 코어망은 MME(Mobility Management Entity), SGW(Serving Gateway), PGW(Packet data network Gateway), HSS(Home Subscriber Server), PCRF (Policy and Charging Control Function) 등을 포함하고, LTE 통신 시스템에서 사용되는 통신 기술, 네트워크 장치 구성 들의 개념이 본 발명의 실시예에서 참조될 수 있다.

5G 코어망은 AMF(Access and Mobility Function), SMF(Session Management Function), UPF(User Plane Function), UDM(User Data Management), UDR(Unified Data Repository), PCF(Policy Control Function), SPR(Subscriber Profile Repository) 등을 포함하고, 5G 통신 시스템에서 사용되는 통신 기술, 네트워크 장치 구성 들의 개념이 본 발명의 실시예에서 참조될 수 있다.

MME, AMF는 이동성 관리 장치로서, NAS(Non Access Stratum) 시그널링을 통해 단말의 접속 및 이동성을 관리한다.

도면을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 5G NR NSA(5th Generation New Radio Non-Stand-Alone) 공동망 시스템에서 기지국의 공동망 접속 제어 방법에 관하여 설명한다.

도 1은 실시예에 따른 공동망 제공사의 통신 시스템을 도시한다.

도 1을 참조하면, 마스터 노드(Master Node)인 LTE(Long Term Evolution) 기지국, 즉, eNB(100)는 LTE 커버리지(1)를 서비스한다. 세컨더리 노드(Secondary Node)인 NR(New Radio) 기지국 또는 5G 기지국, 즉, gNB(200)는 5G 커버리지(2)를 서비스한다. 이때, gNB(200)는 gNB, gNodeB를 포함할 수 있으며, 본 명세서에서는 5G 기지국을 통칭하는 용어로 사용된다.

공동망 제공사 코어망(300)은 MME(301), SGW(302), PGW(303)를 포함하고, eNB(100) 및 gNB(200)와 모두 연결된다. eNB(100)와 gNB(200)는 기지국간 인터페이스를 통해 연결된다. 이때, 5G NSA 구조에서는 gNB(200)는 사용자 평면(User Plane) 기능만 수행하고, eNB(100)가 사용자 평면 기능 뿐만 아니라 제어 평면(Control Plane) 기능을 수행한다.

eNB(100)와 gNB(200)는 공동망 제공사 코어망(300)의 유저 플레인을 담당하는 SGW(302) 및 PGW(303)와 S1-U 커넥션을 생성한다.

이때, eNB(100)는 전국망에 구축되어 있는 반면, gNB(200)는 아직 전국망에 구축되어 있지는 않으므로, 효율적인 커버리지 구축을 위해 gNB(200)를 전국망에 구축하는 대신 일부 지역에서는 한 사업자가 gNB(200)를 구축하고 이러한 gNB(200)를 다른 사업자들이 공동으로 사용할 수 있다. 예를들어, 가입자가 많은 도심 지역 등은 각 사가 5G망을 구축하여 사용하고 가입자가 많지 않은 농어촌 지역은 한 개 사업자가 5G망을 구축하고 나머지 사업자가 이를 공유(Sharing)하는 방식을 사용할 수 있다. 이러한 공유 방식은 사업자가 다른 코어망들이 기지국들을 공유하기 때문에 RAN(Radio access network) Sharing 기술로 호칭하기도 한다.

또한, 사업자가 달라 eNB(100)와 gNB(200)의 제조사가 다른 경우 통신 규격 해석상의 차이로 최적 성능을 내지 못할 수 있다. 기본적으로, eNB(100)와 gNB(200)의 제조사는 사업자 별로 다르다. 예를 들어, A 사업자는 C 제조사의 장비를 사용하고 B 사업자는 D 제조사의 장비를 사용한다고 가정하면 C 제조사의 eNB와 D 제조사의 gNB는 호환이 되지 않을 수 있다. 이는 3GPP 규격상 제조사 Implementation의 영역으로 남겨둔 부분이 많고 이로 인해 제조사 간 해석이 다른 데서 기인한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 gNB(200)를 구축한 공동망 제공사의 eNB(100)까지 공동으로 사용하는 경우를 가정한다.

이와 같이, eNB(100) 및 gNB(200)가 공유되는 임의의 공동망 서비스 지역에서 특정 사업자, 즉, 공동망 제공사가 운용하는 eNB(100)와 gNB(200)를 다른 사업자들의 코어망들이 공유하는 5G NR NSA(5th Generation New Radio Non-Stand-Alone) 공동망 시스템에 대해서 도 2를 참고하여 설명한다.

도 2는 실시예에 따른 공동망 시스템의 구성을 도시한다.

이때, 설명의 편의를 위하여 하나의 공동망 제공사와 하나의 공동망 이용사만을 도시하지만, 공동망 이용사가 복수임은 당업자에게 자명하다.

도 2를 참조하면, 공동망 서비스 지역(4)에서 적어도 하나의 공동망 이용사가 공동망 제공사의 기지국들, 즉, eNB(100)과 gNB(200)를 공유하는 공동망 시스템이 도시되어 있다. 공동망 시스템은 특정 사업자에 의해 운용되는 5G 기지국을 특정 사업자와 다른 복수의 사업자들의 코어망들이 공유하는 5G NR NSA(5th Generation New Radio Non-Stand-Alone) 공동망 시스템일 수 있다.

공동망 시스템은 eNB(100) 및 gNB(200), 공동망 제공사 코어망(300), 공동망 이용사가 운용하는 eNB(400), 공동망 이용사 코어망(500)을 포함한다. 물론, 공동망 이용사도 gNB를 운용할 수 있지만, 공동망 서비스 지역에서는 공동망 제공사의 gNB(200)를 공유하므로, 도면에는 생략하였다.

이와 같이, 공동망 서비스 지역에서 공동망 이용사는 LTE 커버리지(3)만 서비스하고, 공동망 제공사는 LTE 커버리지(1)와 5G 커버리지(2)를 모두 서비스한다.

사업자가 다른 코어망들(300, 500)은 공동망 제공사 eNB(100)와 공동망 제공사 gNB(200)에 모두 연결되어 있다. 즉, eNB(100)와 gNB(200)는 복수의 사업자 코어망들(300, 500)에 의해 공유된다.

공동망 이용사 코어망(500)은 MME(501), SGW(502), PGW(503)를 포함하고, 자신이 운용하는 eNB(400), 공동망 제공사 eNB(100) 및 공동망 제공사 gNB(200)에 모두 연결된다. 공동망 제공사 코어망(300)은 MME(301), SGW(302), PGW(303)를 포함하고, 자신이 운용하는 eNB(100) 및 gNB(200)에 연결된다.

eNB(100, 400)는 코어망(300, 500)의 컨트롤 엔티티인 MME(301, 501)와 S1-MME 컨트롤 커넥션을 생성하여 MME(301, 501)와 단말(600)이 NAS(Non-access stratum) 컨트롤 메시지를 송수신하는 것을 중계한다.

또한, eNB(100, 400)는 LTE Radio 기술을 이용하여 단말(600)과 RRC(Radio Resource Control) 연결을 생성하고 그 연결에 기반한 RRC 상태를 관리한다.

gNB(200)는 코어망(300, 500)과 연관되는 컨트롤 커넥션 및 NAS 메시지 중계에는 관여하지 않고 높은 용량의 데이터 송수신을 위한 추가적인 데이터 커넥션에만 관여한다.

여기서, 단말(600)은 공동망 이용사의 가입 단말이라고 가정한다. 공동망 서비스 지역(4)에 위치하는 단말(600)은 자신의 가입망인 공동망 이용사의 eNB(400), 그리고 공동망 제공사의 eNB(100) 및 gNB(200)에 모두 접속이 가능하다.

이때, eNB(100)가 서비스하는 셀을 공동망 진입셀이라 호칭할 수 있다. 단말(600)이 공동망 서비스 지역(4)에 진입하는 경우, 단말(600)은 공동망 진입셀인 eNB(100)에 먼저 접속하여 코어망(500)과 네트워크 접속 절차를 수행하고, S1 핸드오버 절차를 통해 공동망 제공사 eNB(100)로 접속한다. 단말(600)은 eNB(100)와 접속된 상태에서 추가 접속 절차를 통해 gNB(200)와 접속되어 gNB(200)를 통해 데이터 서비스를 이용할 수 있다.

공동망 서비스 지역(4)에서, 공동망 이용사 eNB(400)는 공동망 진입셀이라 호칭할 수 있다. 공동망 서비스 지역(4)에서, 공동망 제공사 eNB(100)는 공동망 내부셀이라 호칭할 수 있다. 공동망 서비스 지역(4)과 매우 근접한 외부 지역에서 공동망 제공사가 운용하는 eNB(100)는 경계셀이라 호칭할 수 있다. 경계셀은 공동망 서비스 지역(4)에서 벗어나지만, 본 발명의 동작은 경계셀을 포함하므로, 경계셀을 공동망 서비스 지역(4)으로 포괄하여 설명한다. 따라서, 설명의 편의를 위하여 경계셀로 동작하는 eNB(100)와 내부셀로 동작하는 eNB(100)의 도면부호는 구분하지 않는다.

이때, 단말(600)이 가입한 사업자의 코어망(500)은 공동망 서비스 지역(4)에 진입한 모든 단말(600)에 대해 공동망 진입, 즉, 공동망 제공사의 eNB(100)로 핸드오버를 허용하지는 않는다. 5G RAN Sharing은 5G 가입자에 한하여 적용되므로, 공동망 이용사의 eNB(400)에서 공동망 제공사의 eNB(100)로 핸드오버가 가능한 단말(600)은 5G 가입자이다.

실시예에 따르면, 단말(600)이 5G 가입자인지 판단하는데, SPID(Subscriber Profile ID)가 사용된다. SPID는 MME(501)가 기지국들(100, 200)로 전송하며, HSS와 같은 위치 등록 서버에 저장되어 있다. SPID는 표준상으로 S1 핸드오버 뿐만 아니라 X2 핸드오버시에도 Source eNB에서 Target eNB로 전달될 수 있으나 eNB(100)과 eNB(400)은 망 분리가 되어 있는 다른 사업자의 기지국이므로, S1 핸드오버만 가능하다. 따라서, S1 핸드오버시 Source eNB(100 또는 400) -> MME(501) -> Target eNB(400, 100)로 SPID가 전달된다.

SPID는 가입자의 프로파일을 위한 식별자로서, 3GPP 표준에서는 1부터 256까지 정의되어 있다. 공동망을 이용하기로 협의한 사업자들간 이 SPID 대역을 표 1과 같이 나눠 가질 수 있다.

구분	SPID 할당 범위
A사 LTE 가입자	1~20
B사 LTE 가입자	21~40
C사 LTE 가입자	41~60
A사 5G 가입자	101~120
B사 5G 가입자	121~140
C사 5G 가입자	141~160

표 1을 참조하면, 해당 대역의 SPID는 해당 사업자의 가입자들에게만 사용 가능하다. SPID는 LTE와 5G 가입자를 나누는 기준이 될 뿐만 아니라 사업자들을 구분하기 위한 기준도 될 수 있다. 따라서, eNB(100, 400)는 SPID에 기초하여 단말(600)이 자사 5G 단말인지 또는 타사 5G 단말인지를 알 수 있다.

한편, 공동망 서비스 지역(4)에서 단말(600)이 eNB(100) 및 gNB(200)에 접속되어 5G 서비스를 이용하다가 무선 환경의 변화에 따라 5G 서비스가 불가능하게 되거나 또는 공동망 제공사의 무선망 품질이 열화된 경우, 공동망 이용사 eNB(400)로 복귀하는 것이 더 나을 수 있다. 왜냐하면, 기본적으로 공동망 제공사와 공동망 이용사의 무선망 품질은 다를 수밖에 없기 때문이다. 사업자가 다르면, 기지국 구축 여부, 주파수 및 장비 특성 등으로 인하여 동일 지역이라 하더라도 품질이 다른 경우가 많다.

따라서, 공동망 제공사와 공동망 이용사 간에 무선망 품질 정보의 공유가 필요하며, 이는 도 3과 같은 네트워크 관리 시스템(Network Management System, 이하, 'NMS'라 통칭함) 간 연동 구조를 통해 해결될 수 있다.

도 3은 실시예에 따른 이종 사업자간 무선망 품질 정보 공유를 위한 NMS 연동 구조를 도시한다.

도 3을 참조하면, 통합 NMS(700)는 각 사업자별 개별 NMS인 공동망 제공사의 NMS(800) 및 적어도 하나의 공동망 이용사의 NMS(900)와 연결되어 있다.

공동망 제공사의 NMS(800)는 공동망 제공사가 운용하는 기지국들 로부터 각 기지국이 측정한 무선망 품질 지표를 수집한다. 적어도 하나의 공동망 이용사의 NMS(900)는 공동망 이용사가 운용하는 기지국들 로부터 각 기지국이 측정한 무선망 품질 지표를 수집한다.

공동망 제공사의 NMS(800) 및 적어도 하나의 공동망 이용사의 NMS(900)는 수집한 기지국 환경 정보 및 NMS(800, 900)의 관리 정보를 포함한 무선망 품질 정보를 통합 NMS(700)로 전송한다. 통합 NMS(700)는 각 NMS(800, 900)의 무선망 품질 정보를 수집하여 저장 및 관리한다. 각 NMS(800, 900)의 무선망 품질 정보는 통합 NMS(700)를 통해 각 NMS(800, 900)로 공유될 수 있다.

실시예에 따르면, 통합 NMS(700)를 통해 공유되는 무선망 품질 정보는 기지국 위치, 파라미터 설정 등을 포함한 기지국 정보, 기지국에서 제공하는 각종 무선 환경 측정 통계 및 장애 정보, 무선 환경 정보, 각 사업자의 NMS(800, 900)에서 파악 가능한 고객들의 민원 현황 등을 포함할 수 있다.

이처럼, NMS 연동 구조를 통하여 서로 다른 사업자 간에도 무선망 품질 정보를 상호 공유할 수 있다. 예를 들어, 사업자 B가 공동망 제공사인 경우 사업자 A는 통합 NMS(700)를 통해 사업자 B의 공동망 품질을 알 수 있다. 공동망 제공사인 B사도 마찬가지로 통합 NMS(700)를 통해 공동망 이용사 A의 망 품질을 알 수 있다.

각 사업자의 NMS(800, 900)는 통합 NMS(700)로부터 공유된 무선망 품질 정보에 기초하여, eNB(100, 200)의 SPID 기반 핸드오버 파라미터를 조정한다. 즉, 단말(600)로 SPID 기반 핸드오버 파라미터를 전송하는 주체는 eNB(100, 200)이지만 eNB(100, 200)에 설정되어 있는 SPID 기반 핸드오버 파라미터를 조정하는 주체는 NMS(800, 900)이다. NMS(800, 900)는 통합 NMS(700)를 통해 공유되는 무선망 품질 정보에 기초하여 SPID 기반 핸드오버 파라미터를 결정하고, 이를 eNB(100, 200)로 전송한다. SPID 기반 핸드오버 파라미터는 eNB(100, 200)의 위치, 역할에 따라 공동망 진입 제어 정보, 약전계 제어 정보, 경계셀 제어 정보로 호칭할 수 있다. 이때, 약전계 제어 정보와 경계셀 제어 정보는 공동망 이용사의 eNB(400)로 핸드오버 시키기 위한 정보이므로, 가입망 복귀 제어 정보라 호칭할 수 있다.

다시 말하면, 전술한 바와 같은 공동망 시스템에서 단말(600)의 공동망 접속 제어는 단말(600)이 접속하는 eNB(100, 200)의 종류에 따라 공동망 진입셀 제어, 약전계 제어, 경계셀 제어로 구성된다고 볼 수 있다. 이러한 공동망 접속 제어에 대해 설명하면 도 4와 같다.

도 4는 실시예에 따른 단말 이동 방향에 따른 공동망 접속 제어를 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 공동망 품질과 연동된 핸드오버 변경이 발생하는 셀 간 이동 구조를 나타낸다. 핸드오버 변경이 발생하는 셀은 크게 공동망 진입셀, 공동망 내부셀, 경계셀로 구분될 수 있다.

공동망 서비스 지역(4)에는 단말(600)의 가입 사업자인 공동망 이용사가 운용하는 LTE 셀(A, B, C)인 공동망 진입셀과, 공동망 제공사가 운용하는 LTE 셀(D, E, F) 및 5G 셀(G, H, I)인 공동망 내부셀이 포함된다. 경계셀(J, K)은 공동망 서비스 지역(4)의 외부에 위치하는 공동망 제공사가 운용하는 LTE 셀(K) 및 5G 셀(J)을 의미한다.

5G 가입자 단말(600)이 공동망 진입셀(A, B, C)에 위치하면, 공동망 진입셀(A, B, C)을 서비스하는 eNB(도 2의 400)는 5G 가입자 단말(600)을 공동망 제공사가 운용하는 LTE 셀(D, E, F) 및 5G 셀(G, H, I)로 핸드오버, 즉, 공동망에 진입(①)시킨다. 공동망 진입(①)은 공동망 이용사의 NMS(900)가 공동망 진입셀에 위치하는 공동망 이용사 eNB(400)로 전송한 공동망 진입 제어 정보를 이용하여 이루어진다.

공동망 내부셀(D, E, F, G, H, I)이 약전계일 경우, 5G 가입자 단말(600)은 공동망 진입셀(A, B, C)로 복귀(②)한다. 약전계 복귀(②)는 공동망 제공사의 NMS(800)가 공동망 내부셀에 위치하는 eNB(100)로 전송한 약전계 제어 정보를 이용하여 이루어진다.

5G 가입자 단말(600)이 경계셀(J, K)에 위치하는 경우, 단말(600)은 공동망 이용사의 망으로 복귀(③)한다. 경계셀 복귀(③)는 공동망 제공사의 NMS(800)가 경계셀에 위치하는 eNB(100)로 전송한 경계셀 제어 정보를 이용하여 이루어진다.

공동망 진입 제어 정보, 약전계 제어 정보, 경계셀 제어 정보는 서빙(Serving) 기지국 또는 타겟(Target) 기지국의 주파수 정보, 핸드오버를 트리거 하기 위한 이벤트(Event) 종류(예, A1, A2, A3, A4, A5 등), 단말(600)이 측정해야 하는 측정 양(Measurement Quantity) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 측정 양의 예시는 무선 환경 지표로서, RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality), SINR(Signal to Interference Noise Ratio) 등을 포함할 수 있다. 또한, 공동망 진입 제어 정보, 약전계 제어 정보, 경계셀 제어 정보는 단말(600)이 현재 접속한 서빙 기지국인 eNB(100, 400)가 단말(600)로 전송한다.

공동망 진입 제어 정보, 약전계 제어 정보, 경계셀 제어 정보는 NMS들(800, 900)에 의해 각 eNB(100, 200)가 경계셀, 진입셀, 내부셀 인지 여부에 따라 공동망 환경 구축시 사전에 프로비저닝 및/또는 갱신될 수 있다.

eNB(400)는 공동망 이용사의 NMS(도 3의 900)로부터 수신한 공동망 진입 제어 정보를 토대로 단말(600)의 공동망 진입을 제어한다. 공동망 진입 제어 정보는 단말(600)을 공동망 제공사 eNB(100)로 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들로 구성되어 있다. 공동망 진입 제어 정보는 공동망 제공사의 무선망 품질에 기초하여 변경 또는 결정된다.

공동망 진입 제어 정보는 주파수 정보 및 핸드오버 트리거 정보를 포함할 수 있다. 주파수 정보는 공동망 제공사 eNB(100) 및 공동망 제공사 gNB(200)에서 서비스하는 주파수들을 포함할 수 있다. 핸드오버 트리거 정보는 우선순위, 천이 조건 등을 포함할 수 있다. 천이 조건은 핸드오버를 위한 무선망 품질 측정을 유도할 수 있으며, 예를 들어, 측정 이벤트 종류(예, Event A5 등), RSRP, RSRQ, SINR 등과 같은 신호 세기 정보 등을 포함할 수 있다.

단말(600)은 무선망 환경을 측정한 결과, 핸드오버 트리거 조건이 충족되면 측정 결과를 포함하는 측정 보고(Measurement Report)를 현재 접속된 기지국으로 전송하도록 되어 있다.

공동망 진입셀에서는 공동망 이용사의 무선망 품질 보다는 공동망 제공사의 무선망 품질이 더 중요하므로, 이를 고려하여, NMS(900)는 공동망 진입 제어 정보의 파라미터들을 변경할 수 있다.

한 실시예에 따르면, 공동망 서비스 지역(4)에서 공동망 제공사의 무선망 품질이 좋지 않다고 판단되면, 공동망 진입을 위한 핸드오버를 유도하지 않는 방향으로 공동망 진입 제어 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 공동망 진입을 위한 핸드오버 트리거 조건에서 무선 환경 조건을 상향 조정할 수 있다. 즉, 공동망 내부셀의 신호 세기 임계치를 상향 조정해서 그 임계치 이상의 신호 세기가 측정되지 않으면, 핸드오버가 이루어지지 않도록 조정할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 공동망 서비스 지역(4)에서 공동망 제공사가 여러 주파수 대역을 서비스한다면, 여러 주파수 대역 중에서도 상대적으로 품질이 더 좋은 주파수 대역의 정보만을 선별해서 이를 공동망 진입 제어 정보에 포함시킬 수 있다. 그러면, 단말(600)은 공동망 진입 제어 정보에 포함된 주파수에 대해서만 측정하므로, 품질이 좋은 공동망 제공사의 주파수를 서비스하는 eNB(100)로 핸드오버 할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 공동망 제공사의 망에 장애가 발생한 상태라면, NMS(900)는 eNB(400)에게 공동망 진입 제어 정보를 단말(600)로 전송하지 않도록 요청하여 eNB(100)로 핸드오버를 차단할 수 있다.

공동망 내부셀(D, E, F, G, H, I)이 약전계일 경우, 5G 가입자 단말(600)은 공동망 진입셀(A, B, C)로 복귀(②)하는 것이 더 나을 수 있다. 약전계는 eNB(100) 또는 gNB(200)에서 측정된 RSRP(Received Signal Received Power) 등과 같은 신호 품질 지표가 임계치 미만일 경우 해당된다.

공동망 내부셀(D, E, F, G, H, I)이 약전계일 경우, 공동망 내부셀을 서비스하는 eNB(도 2의 100)는 공동망 제공사의 NMS(도 3의 800)로부터 수신한 약전계 제어 정보를 토대로 단말(600)의 약전계 복귀를 제어할 수 있다. 공동망 내부셀을 서비스하는 gNB(200)의 무선망 품질이 불량하거나 eNB(100)의 핸드오버 실패율이 증가할 경우, 단말(600)은 공동망 이용사의 eNB(400)로 핸드오버 하는 것이 더 나을 수 있으며, 이를 제어하는 것을 약전계 복귀라 한다.

약전계 진입 제어 정보는 공동망 제공사 및 공동망 이용사의 무선망 품질에 기초하여 변경 또는 결정된다. 왜냐하면, 공동망 제공사의 무선망 품질이 좋지 않다는 전제하에 공동망 이용사의 무선망 품질을 체크하여 복귀를 결정해야 하기 때문이다.

예를들어, 공동망 제공사의 무선망 품질이 좋지 않아 핸드오버 성공률이 떨어지고 있는 상황에서 공동망 제공사의 NMS(800)은 이를 인지하여 단말(600)이 공동망 이용사의 eNB(400)로 더 쉽게 돌아갈 수 있도록 공동망 제공사의 eNB(100)로 약전계 진입 제어를 전달한다.

약전계 진입 제어 정보는 단말(600)을 공동망 이용사의 eNB(400)로 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들로 구성되어 있다. 약전계 진입 제어 정보는 공동망 이용사의 eNB(400)의 주파수 정보, 및 핸드오버 트리거 정보를 포함할 수 있다. 핸드오버 트리거 정보는 우선순위, 천이 조건 등을 포함할 수 있다. 천이 조건은 핸드오버를 위한 무선망 품질 측정을 유도할 수 있으며, 예를 들어, 측정 이벤트 종류(예, Event A5 등), RSRP, RSRQ, SINR 등과 같은 신호 세기 정보 등을 포함할 수 있다. 단말(600)은 무선망 환경을 측정한 결과, 핸드오버 트리거 조건이 충족되면 측정 결과를 포함하는 측정 보고(Measurement Report)를 현재 접속된 eNB(100)으로 전송한다. 이때, 핸드오버 트리거를 위한 측정 이벤트가 Event A5라고 가정하면, 현재 단말(600)의 무선 환경이 서빙(Serving) eNB(100)의 특정 임계치(Threshold_1)보다는 낮고 Target eNB(400)의 특정 임계치(Threshold_2)보다는 높아야 트리거 되는 타입이다. 현재 공동망 제공사의 무선망 품질이 좋지 않고 공동망 이용사의 무선망 품질은 양호하다면, eNB(400)로 핸드오버를 트리거 하는 신호 임계치를 상향 조정하여 eNB(400)로 핸드오버를 유도할 수 있다. 예를 들어, 기존에 eNB(400)의 신호 임계치가 -105dBm이었다면 5dB 상승시킨 -100dBm로 상향 조정함으로써, 단말(600)을 eNB(400)로 더 빨리 핸드오버 시킬 수 있다.

5G 가입자 단말(600)이 경계셀(J, K)에 위치하는 경우, 단말(600)은 공동망 이용사의 망으로 신속히 복귀할 필요가 있으며, 이를 경계셀 복귀(③)라 한다. 경계셀(J, K)은 공동망 서비스 지역(4)의 외부에 위치하되 공동망 서비스 지역(4)과 인접한 공동망 제공사의 셀을 의미한다.

공동망 경계셀을 서비스하는 eNB(100)는 공동망 제공사의 NMS(800)로부터 수신한 경계셀 제어 정보를 토대로 단말(600)의 경계셀 복귀(③)를 제어한다. 즉, 5G 가입자 단말(600)이 경계셀(J, K)에 위치하면, 경계셀(J, K)을 서비스하는 eNB(100)는 5G 가입자 단말(600)을 공동망 이용사가 운용하는 LTE 셀로 핸드오버(③)시킨다. eNB(100)는 공동망 제공사의 NMS(800)로부터 수신한 경계셀 제어 정보를 토대로 단말(600)의 경계셀 복귀(③)를 제어한다.

경계셀 제어 정보는 단말(600)을 공동망 이용사의 eNB(400)로 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들로 구성되어 있다. 경계셀 제어 정보는 공동망 이용사의 무선망 품질에 기초하여 변경 또는 결정된다. 경계셀에서는 공동망 제공사의 망 품질 보다는 공동망 이용사의 무선망 품질 체크가 더 중요하기 때문이다.

경계셀 제어 정보는 단말(600)을 공동망 이용사의 eNB(400)로 핸드오버시키기 위한 조건 파라미터들로 구성되어 있다. 경계셀 제어 정보는 공동망 이용사의 eNB(400)의 주파수 정보, 및 핸드오버 트리거 정보를 포함할 수 있다. 핸드오버 트리거 정보는 우선순위, 천이 조건 등을 포함할 수 있다. 천이 조건은 핸드오버를 위한 무선망 품질 측정을 유도할 수 있으며, 예를 들어, 측정 이벤트 종류(예, Event A5 등), RSRP, RSRQ, SINR 등과 같은 신호 세기 정보 등을 포함할 수 있다.

이때, 천이 조건은 경계셀에서 단말(600)이 빠르게 공동망 이용사의 eNB(400)로 핸드오버 하도록 유도하는 파라미터들로 설정된다.

그런데, 공동망 이용사망에 장애가 발생하여 eNB(400)로 핸드오버가 불가능할 수 있다. 예를 들어, 경계셀에 위치하는 eNB(400)가 하나이고, 기지국 소프트웨어 업그레이드를 위해 30분 정도 서비스 불가 상태가 발생할 수 있다. 이러한 상황을 공동망 제공사의 NMS(800)는 통합 NMS(700)를 통해 알 수 있다. 따라서, 공동망 제공사의 NMS(800)는 공동망 제공사의 eNB(100)에게 경계셀 제어 정보를 단말(600)에 전송하지 않도록 중지 요청을 전송함으로써, eNB(400)로의 핸드오버를 차단할 수 있다.

도 5는 실시예에 따른 공동망 진입 제어 과정을 설명하는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 통합 NMS(700)는 복수의 사업자들의 무선망 품질 정보를 개별 NMS들(800, 900)로부터 수집한다(S101). S101은 주기적으로 이루어질 수도 있고, 특정 이벤트, 예를 들어, 장애 발생 등으로 인해 이루어질 수도 있다.

통합 NMS(700)는 수집(S101)한 무선망 품질 정보를 공동망 이용사의 NMS(900)에게 전송한다(S103). S103은 통합 NMS(700)가 수집 시점에 수행할 수도 있고, 공동망 이용사의 NMS(900)의 요청에 의해 수행될 수도 있다.

공동망 이용사의 NMS(900)는 S103에서 수신한 무선망 품질 정보, 즉, 공동망 제공사의 무선망 품질 정보에 기초하여 공동망 진입 제어 정보를 생성한다(S105).

한 예에 따르면, 공동망 제공사의 eNB(100)는 복수개의 주파수를 서비스할 수 있다. 예를 들어, 공동망 제공사가 주파수 A를 서비스하는 eNB(100)와 주파수 B를 서비스하는 eNB(100)를 운용하고, 주파수 B를 서비스하는 eNB(100)의 장애 또는 부하율이 높을 경우, 공동망 이용사의 NMS(900)는 단말(600)을 주파수 A를 서비스하는 eNB(100)로 핸드오버 시키는 것이 바람직하다. 따라서, 공동망 진입 제어 정보에 주파수 A만 포함시킬 수 있다. 그러면, 단말(600)은 주파수 A의 신호만 측정할 수 있으므로, 주파수 A를 서비스하는 eNB(100)로 핸드오버를 시도하게 된다.

공동망 이용사의 NMS(900)는 S105에서 생성한 공동망 진입 제어 정보를 공동망 진입셀에 위치한 eNB(400)에게 전송한다(S107).

eNB(400)는 S107에서 수신한 공동망 진입 제어 정보를 설정 또는 저장한다(S109). S107 ~ S109는 무선망 품질 정보의 업데이트에 따른 공동망 진입 제어 정보의 갱신 절차를 포함한다.

이때, S107 이후, 통합 NMS(700)는 공동망 제공사의 NMS(800)로부터 공동망 제공사의 장애 정보가 수신되면, 이를 공동망 이용사의 NMS(900)로 전송할 수 있다. 이 경우, 공동망 제공사의 eNB(100)로 핸드오버 하더라도 실패할 확률이 높으므로, 공동망 이용사의 NMS(900)는 공동망 진입셀 eNB(400)에게 공동망 진입 제어 정보의 전송 중지를 요청할 수 있다.

이후, eNB(400)는 단말(600)이 접속되면 단말(600)을 공동망 이용사의 코어망(500)으로 연결시키는 절차(S111)를 진행할 때, 공동망 이용사의 MME(501)로부터 SPID를 수신한다(S113).

한 실시예에 따르면, S111은 단말(600)이 전원을 온하거나 또는 유휴(Idle) 상태에서 접속(Connected) 상태로 변경되어 네트워크에 초기 접속 또는 등록하는 절차일 수 있다. 이 경우, S113은 MME(501)로부터 초기 컨텍스트 셋업 리퀘스트(Initial Context Setup Request) 메시지를 수신하는 단계일 수 있다. 즉, 단말(600)의 SPID는 초기 컨텍스트 셋업 리퀘스트 메시지에 포함될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, S111은 셀 이동으로 인한 TAU(Tracking Area Update) 절차일 수 있다. 이 경우, S113은 MME(501)로부터 다운링크(Downlink) NAS(Non Access Stratum) 트랜스포트(Transport) 메시지를 수신하는 단계일 수 있다. 즉, 단말(600)의 SPID는 다운링크 NAS 트랜스포트 메시지에 포함될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, S111은 공동망 서비스 지역(4)의 외부셀에서 공동망 진입셀로 인트라(Intra) 주파수 핸드오버 하는 절차일 수 있다. 이 경우, 공동망 진입셀에 위치한 eNB(400)는 타겟 기지국에 해당하므로, S113은 MME(501)로부터 핸드오버 요청(Handover Required) 메시지를 수신하는 단계일 수 있다. 즉, 단말(600)의 SPID는 핸드오버 요청 메시지에 포함될 수 있다.

eNB(100)는 단말(600)의 SPID에 기초하여 단말(600)이 5G 가입자인지 결정한다(S115, S117). eNB(100)는 단말(600)이 5G 가입자가 아니라면, 단계를 종료한다. S113 ~ S131은 S111의 절차에 포함 또는 추가되는 공동망 접속 제어 절차를 의미한다. 공동망 접속 제어 절차는 5G 가입자를 대상으로 하므로, 단말(600)이 5G 가입자가 아니라면, S111만 수행하고 공동망 접속 제어 절차는 종료한다. 반면, 단말(600)이 5G 가입자라면, eNB(400)는 S109에서 설정한 공동망 진입 제어 정보를 단말(600)에 전송한다(S119).

한 실시예에 따르면, 단말(600)의 SPID가 초기 컨텍스트 셋업 리퀘스트 메시지로부터 획득된 경우, S119는 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 단말(600)로 전송하는 단계일 수 있다. 즉, 공동망 진입 제어 정보는 RRC 연결 재설정 메시지에 포함될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 단말(600)의 SPID가 핸드오버 요청 메시지로부터 획득된 경우, S119는 eNB(400)에 의해 단말(600)로 직접 전송되지는 않는다. 이 경우, 도면에는 생략하였으나, eNB(400)는 공동망 진입 제어 정보를 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답인 핸드오버 응답(Handover Request Ack) 메시지에 포함시켜 MME(501)로 전송할 수 있다. 그러면, MME(501)는 소스 기지국(도면에는 나타내지 않음)에 전송하는 핸드오버 명령 메시지에 공동망 진입 제어 정보를 포함시킬 수 있다. 소스 기지국은 공동망 진입 제어 정보를 RRC 연결 재설정 메시지에 포함시켜 단말(600)로 전송할 수 있다.

단말(600)은 공동망 진입 제어 정보에 기초하여 주변 무선 환경 품질을 측정한다(S121).

단말(600)은 S121의 측정 결과가 공동망 진입 제어 정보에 설정된 핸드오버 트리거 조건을 충족하는지 판단한다(S123). S123에서 핸드오버 트리거 조건을 충족한다고 판단하면, 단말(600)은 측정 결과를 포함하는 측정 보고(Measurement Report)를 eNB(400)로 전송한다(S125).

측정 보고는 공동망 진입 핸드오버 트리거 조건을 충족할 때 발생하므로, 측정 보고에 기초하여 eNB(400)는 S1 핸드오버를 결정하고 MME(501)에게 인터 주파수 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S127).

이후, 단말(600)은 공동망 이용사의 eNB(400), MME(501), 공동망 제공사의 eNB(100)와 연동하여 공동망 제공사의 eNB(100)로 인터 주파수 핸드오버 절차를 진행한다(S129). S129가 완료되면, 단말(600)은 공동망 제공사 eNB(100), 공동망 이용사 MME(501), 공동망 제공사 gNB(200)와 연동하여 공동망 제공사 gNB(200)로 추가 접속 절차를 진행한다(S131). 이러한 과정을 통해 단말(600)은 공동망 서비스 지역(4)에서 공동망 제공사 gNB(200)에 접속하여 5G 서비스를 이용할 수 있다.

도 6은 실시예에 따른 약전계 제어 과정을 설명하는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 통합 NMS(700)는 복수의 사업자들의 무선망 품질 정보를 개별 NMS들(800, 900)로부터 수집한다(S201). S201은 주기적으로 이루어질 수도 있고, 특정 이벤트, 예를 들어, 장애 발생 등으로 인해 이루어질 수도 있다.

통합 NMS(700)는 수집(S201)한 무선망 품질 정보를 공동망 제공사의 NMS(800)에게 전송한다(S203). S203은 통합 NMS(700)가 수집 시점에 수행할 수도 있고, 공동망 제공사의 NMS(800)의 요청에 의해 수행될 수도 있다.

공동망 제공사의 NMS(800)는 S203에서 수신한 무선망 품질 정보, 즉, 공동망 제공사 및 공동망 이용사의 무선망 품질 정보에 기초하여 약전계 제어 정보를 생성한다(S205).

공동망 제공사의 NMS(800)는 S205에서 생성한 약전계 제어 정보를 공동망 내부셀인 eNB(100)에게 전송한다(S207).

공동망 제공사 eNB(100)는 S207에서 수신한 약전계 제어 정보를 설정 또는 저장한다(S209). S207 ~ S209는 무선망 품질 정보의 업데이트에 따른 약전계 제어 정보의 갱신 절차를 포함한다.

이때, S207 이후, 통합 NMS(700)는 공동망 이용사의 NMS(800)로부터 공동망 이용사의 장애 정보가 수신되면, 이를 공동망 제공사의 NMS(800)로 전송할 수 있다. 이 경우, 공동망 이용사의 eNB(400)로 핸드오버하더라도 실패할 확률이 높으므로, 공동망 제공사의 NMS(800)는 공동망 내부셀 eNB(100)에게 약전계 제어 정보의 전송 중지를 요청할 수 있다.

이후, 공동망 제공사 eNB(100)는 단말(600)이 접속되어, 단말(600)을 공동망 이용사 코어망(500)으로 연결시키는 절차(S211)를 진행할 때, 공동망 이용사 MME(501)로부터 SPID를 수신한다(S213).

S213은 도 5의 S113에서 설명한 실시예와 동일하게 적용될 수 있으므로, 설명은 생략한다. 여기서, 단말(600)이 유휴 상태가 되더라도 단말(600)의 서빙 기지국은 여전히 공동망 제공사 eNB(100)이다. 이 상태에서 단말(600)이 RRC 접속(Connected) 상태가 되면 Initial Context Setup Request 절차가 수행되며, 유휴 상태에서 RRC 접속(Connected) 상태가 될때마다 Initial Context Setup Request 절차가 수행될 수 있다. SPID는 이 과정에서 획득될 수 있다.

공동망 제공사 eNB(100)는 S213에서 획득한 단말(600)의 SPID에 기초하여 단말(600)이 공동망 이용사의 5G 가입자인지 결정한다(S215, S217). SPID 대역은 사업자와 LTE/5G 가입자를 구분하는 대역으로 구성되므로, 표 1을 참조하면, 공동망 제공사 eNB(100)는 S213에서 획득한 SPID 대역을 보고 공동망 이용사의 5G 가입자인지 알 수 있다.

공동망 제공사 eNB(100)는 단말(600)이 공동망 이용사의 5G 가입자가 아니라면, 단계를 종료한다. S213 ~ S231은 S211의 절차에 포함 또는 추가되는 공동망 접속 제어 절차로서, 단말(600)이 공동망 이용사의 5G 가입자가 아니라면, S211만 수행하고 공동망 접속 제어 절차는 종료한다.

반면, 단말(600)이 공동망 이용사의 5G 가입자라면, 공동망 제공사 eNB(100)는 S209에서 설정한 약전계 제어 정보를 단말(600)에 전송한다(2119).

여기서, S219는 S213에 대응하며, S219 역시 도 5의 S119에서 설명한 실시예와 동일하게 적용될 수 있으므로, 설명은 생략한다.

단말(600)은 약전계 제어 정보에 기초하여 주변 무선 환경 품질을 측정한다(S221).

단말(600)은 S221의 측정 결과가 약전계 제어 정보에 설정된 핸드오버 트리거 조건을 충족하는지 판단한다(S223). S223에서 핸드오버 트리거 조건을 충족한다고 판단하면, 단말(600)은 측정 결과를 포함하는 측정 보고(Measurement Report)를 eNB(100)로 전송한다(S225).

측정 보고는 약전계 핸드오버 트리거 조건을 충족할 때 발생하므로, 측정 보고에 기초하여 eNB(100)는 S1 핸드오버를 결정하고 MME(501)에게 인터 주파수 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S227).

이후, 단말(600)은 공동망 제공사의 eNB(100), MME(501), 공동망 이용사의 eNB(400)와 연동하여 공동망 이용사의 eNB(400)로 인터 주파수 핸드오버 절차를 진행한다(S229). S229가 완료되면, 단말(600)은 공동망 제공사의 eNB(100), MME(501), 공동망 제공사의 gNB(200)와 연동하여 공동망 제공사의 gNB(200)와 접속 해제 절차 진행한다(S231). 이러한 과정을 통해 단말(600)은 공동망 서비스 지역(4)에서 공동망 제공사의 무선망 품질이 좋지 않을 경우, 공동망 이용사의 eNB(400)로 복귀할 수 있다.

도 7는 실시예에 따른 경계셀 제어 정보 설정 과정을 설명하는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 통합 NMS(700)는 복수의 사업자들의 무선망 품질 정보를 개별 NMS들(800, 900)로부터 수집한다(S301). S301은 주기적으로 이루어질 수도 있고, 특정 이벤트, 예를 들어, 장애 발생 등으로 인해 이루어질 수도 있다.

통합 NMS(700)는 수집(S301)한 무선망 품질 정보를 공동망 제공사의 NMS(800)에게 전송한다(S303). S303은 통합 NMS(700)가 수집 시점에 수행할 수도 있고, 공동망 제공사의 NMS(800)의 요청에 의해 수행될 수도 있다.

공동망 제공사의 NMS(800)는 S303에서 수신한 무선망 품질 정보, 즉, 공동망 이용사의 무선망 품질 정보에 기초하여 경계셀 제어 정보를 생성한다(S305).

공동망 제공사의 NMS(800)는 S305에서 생성한 경계셀 제어 정보를 경계셀 eNB(100)에게 전송한다(S307). 경계셀 eNB(100)는 경계셀 제어 정보를 설정한다.

통합 NMS(700)는 공동망 이용사의 NMS(900)로부터 공동망 이용사의 경계셀 서비스 지역의 장애 정보가 수신되면, 이를 공동망 제공사의 NMS(800)로 전송할 수 있다(S311). 이 경우, 공동망 제공사의 NMS(800)는 경계셀 eNB(100)에게 경계셀 제어 정보의 전송 중지를 요청할 수 있다(S313).

도 8은 실시예에 따른 경계셀 제어 과정을 설명하는 흐름도로서, 도 7의 S309 및/또는 S313 이후 추가될 수 있다.

도 8을 참조하면, 경계셀 eNB(100)는 단말(600)이 접속되어 단말(600)을 공동망 이용사의 코어망(500)으로 연결시키는 절차(S401)를 진행할 때, 공동망 이용사의 MME(501)로부터 SPID를 수신한다(S403).

S403은 도 5의 S113에서 설명한 실시예와 동일하게 적용될 수 있으므로, 설명은 생략한다.

경계셀 eNB(100)는 S403에서 획득한 단말(600)의 SPID에 기초하여 단말(600)이 공동망 이용사의 5G 가입자인지 결정한다(S405, S407).

경계셀 eNB(100)는 단말(600)이 공동망 이용사의 5G 가입자가 아니라면, 단계를 종료한다. S403 ~ S423은 S401의 절차에 포함 또는 추가되는 공동망 접속 제어 절차로서, 단말(600)이 공동망 이용사의 5G 가입자가 아니라면, S401만 수행하고 공동망 접속 제어 절차는 종료한다.

경계셀 eNB(100)는 단말(600)이 공동망 이용사의 5G 가입자라면, 경계셀 제어 정보의 중지가 설정되어 있는지 판단한다(S409). 경계셀 제어 정보의 중지가 설정되어 있다면, 단계를 종료한다.

반면, 단말(600)이 경계셀 제어 정보의 중지가 설정되어 있지 않다면, 경계셀 eNB(100)는 도 7의 S309에서 설정한 경계셀 제어 정보를 단말(600)에 전송한다(S411).

여기서, S411는 S403에 대응하며, S411 역시 도 5의 S119에서 설명한 실시예와 동일하게 적용될 수 있으므로, 설명은 생략한다.

단말(600)은 경계셀 제어 정보에 기초하여 주변 무선 환경 품질을 측정한다(S413).

단말(600)은 S415의 측정 결과가 경계셀 제어 정보에 설정된 핸드오버 트리거 조건을 충족하는지 판단한다(S415). S415에서 핸드오버 트리거 조건을 충족한다고 판단하면, 단말(600)은 측정 결과를 포함하는 측정 보고(Measurement Report)를 eNB(100)로 전송한다(S417).

측정 보고는 경계셀 핸드오버 트리거 조건을 충족할 때 발생하므로, 측정 보고에 기초하여 eNB(100)는 S1 핸드오버를 결정하고 MME(501)에게 인터 주파수 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S419).

이후, 단말(600)은 경계셀 eNB(100), MME(501), 공동망 이용사 eNB(400)와 연동하여 공동망 이용사의 eNB(400)로 인터 주파수 핸드오버 절차를 진행한다(S419). S419가 완료되면, 단말(600)은 경계셀 eNB(100), MME(501), 공동망 제공사의 gNB(200)와 연동하여 공동망 제공사의 gNB(200)와 접속 해제 절차를 진행한다(S423). 이러한 과정을 통해 단말(600)은 경계셀에서 공동망 이용사의 eNB(400)로 복귀할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

서로 다른 사업자들의 코어망들이 5G 기지국을 공유하는 공동망 서비스 지역에 위치하는 LTE(Long Term Evolution) 기지국의 동작 방법으로서,
연동하는 네트워크 관리 시스템으로부터, 5G 단말을 상기 5G 기지국으로 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들을 포함하는 공동망 진입 제어 정보를 수신하는 단계,
단말이 접속하면, 상기 접속 단말이 상기 5G 단말인지 판단하는 단계, 그리고
상기 5G 단말로 판단되면, 상기 공동망 진입 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 단계
를 포함하는, 방법.
제1항에서,
상기 공동망 진입 제어 정보는,
상기 5G 기지국을 운용하는 특정 사업자의 무선망 품질 정보에 기초하여 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템에 의해 생성되고,
상기 특정 사업자의 무선망 품질 정보는,
복수의 사업자들의 무선망 품질 정보를 상기 복수의 사업자들의 네트워크 관리 시스템들 로부터 수집하여 저장하는 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템에 의해 획득되는, 방법.
제2항에서,
상기 공동망 진입 제어 정보는,
상기 공동망 서비스 지역에 위치하고 상기 5G 기지국과 연결되어 제어 평면 기능을 수행하는 상기 특정 사업자가 운용하는 LTE 기지국의 주파수 정보, 및 상기 5G 기지국으로 핸드오버하기 위한 핸드오버 트리거 정보를 포함하는, 방법.
제1항에서,
상기 전송하는 단계 이후,
상기 단말로부터 상기 공동망 진입 제어 정보에 따른 무선 환경 측정 보고를 수신하는 단계, 그리고
상기 5G 기지국과 연결되어 제어 평면 기능을 수행하는 상기 특정 사업자가 운용하는 LTE 기지국으로 상기 단말을 핸드오버 하도록 요청하는 메시지를 코어망으로 전송하는 단계를 더 포함하고,
상기 단말과 상기 5G 기지국의 연결은,
상기 특정 사업자가 운용하는 LTE 기지국과 상기 단말의 핸드오버가 완료된 이후, 추가 접속 절차를 통해 이루어지는, 방법.
제1항에서,
상기 판단하는 단계는,
코어망으로부터 상기 단말의 SPID(Subscriber Profile ID)를 획득하는 단계, 그리고
상기 SPID에 기초하여 상기 단말을 5G 가입자로 판단하면, 상기 공동망 진입 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 단계
를 포함하는, 방법.
제5항에서,
상기 획득하는 단계는,
상기 코어망의 MME(Mobility Management Entity)로부터 수신되는 초기 컨텍스트 셋업 리퀘스트(Initial Context Setup Request) 메시지, 다운링크(Downlink) NAS(Non Access Stratum) 트랜스포트(Transport) 메시지 및 핸드오버 요청(Handover Required) 메시지 중 적어도 하나의 메시지로부터 상기 SPID를 획득하는, 방법.
서로 다른 사업자들의 코어망들이 5G 기지국을 공유하는 공동망 서비스 지역에 위치하는 LTE(Long Term Evolution) 기지국의 동작 방법으로서,
상기 공동망 서비스 지역에서 타사 5G 단말의 핸드오버 요청에 따라 상기 타사 5G 단말과 접속되고, 상기 타사 5G 단말을 상기 5G 기지국과 연결시키는 단계,
연동하는 네트워크 관리 시스템으로부터, 상기 공동망 서비스 지역에 위치하는 타사 LTE 기지국으로 상기 타사 5G 단말을 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들을 포함하는 약전계 제어 정보를 수신하는 단계, 그리고
상기 약전계 제어 정보를 상기 타사 5G 단말로 전송하는 단계
를 포함하는, 방법.
제7항에서,
상기 전송하는 단계 이후,
상기 타사 5G 단말로부터 상기 약전계 제어 정보에 따른 무선 환경 측정 보고가 수신되면, 상기 타사 5G 단말을 상기 타사 LTE 기지국으로 핸드오버 하도록 요청하는 메시지를 코어망에게 전송하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
제7항에서,
상기 약전계 제어 정보는,
상기 연동하는 네트워크 관리 시스템이 자사의 무선망 품질 정보 및 상기 타사의 무선망 품질 정보에 기초하여, 상기 자사의 무선망 품질이 약전계로 판단될 경우 생성되고,
상기 타사의 무선망 품질 정보는,
복수의 사업자들의 무선망 품질 정보를 상기 복수의 사업자들의 네트워크 관리 시스템들 로부터 수집하여 저장하는 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템에 의해 획득되는, 방법.
제9항에서,
상기 약전계 제어 정보는,
상기 타사 LTE 기지국의 주파수 정보, 및 상기 핸드오버를 트리거 하는 자사 및 타사 LTE 기지국들의 신호 세기 임계치 정보를 포함하는, 방법.
제7항에서,
상기 연결시키는 단계 이후,
연동하는 네트워크 관리 시스템으로부터, 상기 5G 기지국이 공유되지 않는 경계셀에서 상기 타사 5G 단말을 상기 타사 LTE 기지국으로 핸드오버 시키기 위한 조건 파라미터들을 포함하는 경계셀 제어 정보를 수신하는 단계, 그리고
상기 경계셀에서 상기 타사 5G 단말이 접속하면, 상기 경계셀 제어 정보를 상기 타사 5G 단말에게 전송하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
제11항에서,
상기 경계셀 제어 정보를 수신하는 단계 이후,
상기 연동하는 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 경계셀 제어 정보 전송 중지 요청을 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 경계셀 제어 정보 전송 중지 요청은,
복수의 사업자들의 무선망 품질 정보를 상기 복수의 사업자들의 네트워크 관리 시스템들 로부터 수집하여 저장하는 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 획득된 상기 타사의 무선망 품질 정보에 기초하여 상기 연동하는 네트워크 관리 시스템에 의해 생성되는, 방법.
공동망 서비스 지역에서 서로 다른 사업자들의 코어망들이 5G 기지국을 공유하는 공동망 시스템으로서,
복수의 사업자들의 무선망 품질 정보들을 상기 복수의 사업자들의 네트워크 관리 시스템들 로부터 수집하여 저장하는 통합 네트워크 관리 시스템, 그리고
상기 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 무선망 품질 정보들을 수신하고, 상기 무선망 품질 정보들에 기초하여 5G 단말을 상기 5G 기지국으로 핸드오버 시키기 위한 공동망 진입 제어 정보를 생성하며, 상기 공동망 진입 제어 정보를 상기 공동망 서비스 지역에 위치하는 공동망 이용사의 LTE(Long Term Evolution) 기지국에게 전송하는 적어도 하나의 공동망 이용사 네트워크 관리 시스템
을 포함하는, 공동망 시스템.
제13항에서,
상기 통합 네트워크 관리 시스템으로부터 상기 무선망 품질 정보들을 수신하고, 상기 무선망 품질 정보들에 기초하여 상기 5G 단말을 상기 공동망 이용사의 LTE 기지국으로 핸드오버 시키기 위한 가입망 복귀 제어 정보를 생성하며, 상기 가입망 복귀 제어 정보를 상기 공동망 서비스 지역에 위치하는 공동망 제공사 LTE 기지국에게 전송하는 공동망 제공사 네트워크 관리 시스템
을 더 포함하는, 공동망 시스템.
제14항에서,
상기 적어도 하나의 공동망 이용사 네트워크 관리 시스템 또는 상기 공동망 제공사 네트워크 관리 시스템은,
상기 무선망 품질 정보들에 기초하여 상기 공동망 진입 제어 정보 또는 상기 가입망 복귀 제어 정보의 전송 여부를 결정하는, 공동망 시스템.