WO2010035995A2 - 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 통신 시스템 및 이를 위한 방법 - Google Patents

펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 통신 시스템 및 이를 위한 방법 Download PDF

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WO2010035995A2
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terminal
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handover
femto
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배은희
임채권
최성호
염태선
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삼성 전자 주식회사
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    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system for handover and a method therefor, and more particularly, to a communication system and a handover method for handover when handing over to a femto base station.
  • Femto refers to very small units of 10-15.
  • a femto cell refers to a cell that can cover a very small range in a cellular system, and a base station for managing such a femto cell is called a tentative femto base station.
  • a femto base station is an indoor base station to be used for ultra small / low power home / office.
  • a femto cell is used in the same sense as a pico cell, but is used in a more advanced function.
  • a femto base station is a small cellular base station connected to a broadband router that connects existing 2G and 3G voice and data to a mobile carrier's backbone network via a DSL link.
  • a base station called an evolved NodeB (eNB) and a home evolved NodeB (eNB) defined in 3GPP LTE (Long Term Evolution: Release 8) has been defined.
  • the dual eNB is a macro base station that manages a typical macro cell
  • the home eNB is a femto base station that manages a femto cell.
  • An object of the present invention is to provide a handover method and system through an access control for performing a handover to a femto base station.
  • a wireless communication system for handover to a femto base station for achieving the above object, femto subscriber information for storing the accessibility list which is a list of femto base stations to allow access by terminal Pre-store the accessibility list of the target terminals serviced by the storage and the accessibility list, and when the target base station to which the one of the target terminals is to be handed over is the femto base station, the target base station is the one terminal. If included in the accessible list of the, includes a serving base station for requesting a handover procedure to the target base station.
  • the serving base station when the one terminal requests access to the self, characterized in that the request to obtain the connection list for the terminal through the identification information of the one terminal to obtain the subscriber information storage, characterized in that.
  • a wireless communication system for handover to a femto base station for achieving the above object, femto subscriber information for storing the accessibility list which is a list of femto base stations to allow access by terminal Pre-store the accessibility list of the target terminals serviced by the storage and the accessibility list, and when the target base station to which the one of the target terminals is to be handed over is the femto base station, the target base station is the one terminal. If included in the connectable list of the target base station includes a core network entity for requesting a handover procedure.
  • the core network entity may be configured to request and obtain the accessibility list for the terminal through the identification information of the terminal when the terminal requests access to the terminal.
  • the serving base station is a service of the connection available list which is a list of femto base stations that allow access by terminal Storing the accessible list of target terminals in advance; and when the serving base station is a femto base station to which any one of the target terminals is to be handed over, the target base station is included in the accessible list of the terminal. Determining whether it is included; and when the serving base station includes the target base station in the accessible list of the one terminal, requesting a handover procedure to the target base station.
  • the serving base station when the serving base station requests access to the one terminal, the serving base station requests and obtains the accessibility list for the one terminal from the subscriber information store through the identification information of the one terminal. It is done.
  • the core network entity is a list of femto base stations that allow access by terminal, And storing the accessibility list of the service target terminals in advance, and when the target base station to which the one of the target terminals is to be handed over is a femto base station, the target base station can access the terminal. Determining whether the target base station is included in the list, and requesting a handover procedure to the target base station when the target base station is included in the accessible list of the terminal.
  • the pre-storing process may include obtaining, by the core network entity, the subscriber terminal by requesting the accessibility list for the terminal from the terminal through the identification information of the terminal when the terminal requests access to the terminal. It is characterized by.
  • a handover to a femto base station is performed by previously storing an accessibility list, which is a list of femto base stations that allow a serving base station or a serving core network entity to allow terminal or subscriber-specific access. If the request is made, it may be determined whether the handover is possible and the handover may be performed.
  • FIG. 1 is a view for explaining a schematic configuration of a communication network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for describing a method of acquiring an accessibility list of a terminal by a macro base station according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a method of performing access control of a macro base station according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram for describing a method of acquiring an accessibility list of a terminal by a femto base station according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a method for performing access control of a femto base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a method of obtaining, by a core network entity, an accessible list of terminals according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 illustrates a method of performing access control of a core network entity according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining a schematic configuration of a communication network according to an embodiment of the present invention.
  • a communication network system includes a core network 10 including a core network entity 120 and a femto subscriber information store 110. ) And a macro base station (macro-BS) 130 connected to the core network 10 and a femto base station (femto-BS) connected through the core network 10 and the femto gateway 140. 150).
  • macro-BS macro base station
  • femto-BS femto base station
  • the user equipment (UE) (hereinafter, abbreviated as "terminal") 200 is a terminal that tries to hand over from the serving base station to the femto base station 150 according to an embodiment of the present invention.
  • the serving base station may be any base station of the macro base station 130 or the femto base station 150.
  • the macro base station 130 is a base station that manages a macro cell, and a macro cell refers to a cell of a general cellular system.
  • the macro base station may be a NodeB or an evolved NodeB (eNB).
  • the terminal accesses a list of femto cells that allow access to the terminal 200 that is allowed to access and receives the pre-stored list, and stores in advance, the terminal ( When the 200 requests a handover to the femto base station 150, it is determined whether the corresponding terminal 200 can move through the accessible list.
  • femto cells is a cell having a femto or equivalent area, and a cell of a smaller size than the area of the macro cell corresponding to the macro cell.
  • a femto cell is a cell that supports a small environment, such as one house or one room of one house. There are multiple femto cells in the macro cell.
  • the femto base station 150 corresponds to the size of the macro base station 130 that manages the macro cell and the base station that manages the small cells in the macro cell.
  • the femto base station 150 is not only able to service the indoor and outdoor shadow areas, but also to provide a higher level of data service to more users.
  • the femto base station 150 may be a home NodeB (HNB) or a home evolved NodeB (HeNB).
  • the femto base station 150 When the femto base station 150 is a serving base station, the femto base station 150 receives a pre-stored access list, which is a list of femto cells that allow access to the terminal 200, and the terminal 200 stores another femto base station ( When the handover request to 150, it is determined whether the terminal 200 can move through the accessibility list.
  • a pre-stored access list which is a list of femto cells that allow access to the terminal 200.
  • the core network 10 refers to a network of a wireless carrier.
  • the core network entity 120 belonging to the core network 10 basically manages the mobility of the terminal 200.
  • the core network entity 120 receives and stores in advance an accessibility list, which is a list of femtocells that allow access to the terminal 200 that is serving it. Accordingly, when the handover request of the terminal 200 to the femto base station 150, it may be determined whether the terminal 200 can move through the accessibility list.
  • the femto subscriber information storage 110 is a server that stores information about a femto cell subscriber (terminal).
  • the femto subscriber information store 110 may store a service profile that determines whether a specific terminal 200 is subscribed to a femto service that can use the femto base station 150.
  • the femto subscriber information store 110 stores the accessibility list, which is a femto cell list that allows access for each subscriber or each terminal as a kind of such a service profile.
  • This accessible list can be a whitelist.
  • the accessible list may be stored for each subscriber and may be stored for each terminal.
  • a connection list for each terminal is described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and if the terminal 200 uses information for identifying a subscriber through a device such as a USIM, the connection list for each subscriber may be used. Can be used.
  • the accessible list may store and store the terminal 200 and the access permission femto cells, and may store identification information for distinguishing these femto cells.
  • the femto subscriber information storage 110 may be a home subscriber server (HSS) that stores basic subscriber information in a network, or "Repository / which stores information about the femto base station 150 separately in addition to the existing HSS. Server ".
  • HSS home subscriber server
  • the core network 10 includes Mobility Management Entity (MME), Serving GateWay (S-GW), Packet Data Networ GateWay (P-GW), Serving GPRS Support Node (SGSN), Radio Network Controller (RNC), and Secure GW (Secure GW). GateWay) may be configured to further include.
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving GateWay
  • P-GW Packet Data Networ GateWay
  • SGSN Serving GPRS Support Node
  • RNC Radio Network Controller
  • Secure GW Secure GW
  • the core network 10 may be configured to further include an MME, an S-GW, a P-GW, and a UMAN / GAN controller (Unlicensed Moblile Access Network / General Access Network controller).
  • the core network entity 120 may be an MME.
  • the femto gateway 140 may be a Secure GW or a UMAN / GAN controller.
  • the terminal 200 intends to handover from the macro base station 130 or the femto base station 150 to the femto base station 150.
  • the terminal 200 may receive the identification information from the femto base station 150, and transmit a measurement report including the identification information to request a handover.
  • One femto base station 150 is identified by a combination of another base station (including a macro base station and a femto base station) and a PCID (Phisical Cell ID) or PCID, GCID (Global Cell ID) and TAI (Tracking Area ID).
  • another base station including a macro base station and a femto base station
  • PCID Physical Cell ID
  • PCID Physical Cell ID
  • GCID Global Cell ID
  • TAI Track Area ID
  • the terminal 200 may transmit system information including identification information of the femto base station to which the terminal 200 moves to the macro base station 130 through a measurement report.
  • the system information may be system information transmitted to the terminal 200 through a physical downlink shared channel (PDSCH) according to LTE.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the system information may be a system information block (SIB), a system information block 1 (SIB1), or the like.
  • the corresponding terminal 200 In order to perform access control on the handover from the serving base station to the femto base station 150, the corresponding terminal (or may be a subscriber) 200 needs to determine whether handover to the target femto base station 150 is possible. This is determined by whether or not you are registered in the accessible list.
  • the accessible list is a list of femtocells (base stations) to which any terminal 200 allows access.
  • the accessible list maps and stores femtocells allowing the access of the terminal 200 and the terminal 200.
  • identification information includes PCID, GCID, and TAID.
  • the present invention assumes a situation in which the terminal 200 hands over from the serving base station (macro base station or femto base station) to the femto base station 150.
  • the determination of whether handover is possible as described above may be performed by the serving base station (macro or femto base station) or the core network entity 120.
  • FIG. 2 is a diagram for describing a method of obtaining, by a macro base station, an accessibility list of a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the terminal 200 is powered on, is initially connected to a broadband wireless communication network, or is in a handover process.
  • the terminal 200 requests an attachment to the core network entity 120 through the macro base station 130 in steps S203 and S205.
  • the connection request is performed to request a connection to a broadband wireless communication network when the terminal 200 first powers on.
  • core network entity 120 may request a Routing Area Update (hereinafter referred to as "RAU”) or a Tracking Area Update (hereinafter referred to as "TAU").
  • RAU Routing Area Update
  • TAU Tracking Area Update
  • the core network entity 120 receiving the aforementioned access request or RAU / TAU request requests the subscriber information of the corresponding terminal 200 to the femto subscriber information storage 110 in step S207.
  • the subscriber information request is to request an accessibility list (whitelist) for the terminal 200.
  • the core network entity 120 includes the identification information of the terminal and forwards it.
  • Identification information of the terminal may use a permanent ID or a temporary ID.
  • the permanent ID may be an International Mobile Station Identity (IMSI)
  • the temporary ID may be a Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI), a SAE- Temporary Mobile Subscriber Identity (S-TMSI), or the like.
  • the femto subscriber information store 110 retrieves the accessible list for the terminal 200 in step S209 and returns the retrieved list to the core network entity 120.
  • the core network entity 120 transmits the accessible list to the macro base station 130 in response to the access request in step S211.
  • the macro base station 130 that has received the accessibility list of the terminal 200 stores the accessibility list in step S213.
  • the stored accessible list is used for access control for handover of the terminal 200 to the femto base station 150 later. Subsequently, the macro base station 130 returns a response message to the terminal 200 in step S215. This response message excludes the accessible list.
  • FIG. 3 is a view for explaining a method of performing access control of a macro base station according to an embodiment of the present invention.
  • the macro base station 130 has stored the accessible list in step S301. That is, the macro base station 130 is in a state of receiving and storing the accessibility list for each terminal (or for each user) through the method described with reference to FIG. 2.
  • the terminal 200 transmits a measurement report to the macro base station 130. That is, the terminal 200 may periodically scan the neighbor base stations and transmit the information of the neighbor base stations to the serving base station through the measurement report.
  • the specific event refers to the case where the signal strength of the neighboring base station is greater than or equal to the signal strength of the serving base station by a predetermined size or more, and the terminal 200 may transmit information of the neighboring base station according to the corresponding event to the serving base station through the measurement report. .
  • the measurement report includes information of neighbor base stations received by the terminal 200 from neighbor base stations.
  • the measurement report may have system information including identification information of the femto base station 150.
  • the macro base station 130 waits for the reception of the measurement report transmitted from the terminal 200.
  • the macro base station 130 receives the measurement report in step S303 and determines whether a target base station capable of handover exists among neighboring base stations included in the measurement report received in step S305. That is, the macro base station 130 performs a handover decision algorithm for the reported base stations based on the measurement report, and determines whether to perform the handover.
  • RSSI signal strength
  • the base station is set as a target base station capable of handover.
  • the macro base station 130 ignores the information of the received measurement report and waits for receiving another measurement report.
  • the macro base station 130 determines whether the target base station is the femto base station 150 or the macro base station 130 in step S307. In this case, the macro base station 130 may determine the type of the target base station through the information (eg, TAI, CGI or PCI) of the neighbor base station of the measurement report previously received from the terminal 200.
  • the information eg, TAI, CGI or PCI
  • the target base station is the macro base station 130 as a result of the determination in step S307
  • the macro base station 130 proceeds to step S311 and transmits a handover request message to the core network entity 120.
  • the target base station is a femto base station 150 as a result of the determination in step S307
  • the search determines whether the target base station exists in the accessible list of the terminal 200.
  • the target base station femto base station
  • the mobile station can move to the target base station.
  • the macro base station 130 transmits the target to the connected core network entity 120.
  • a handover request message for requesting handover to the base station is transmitted.
  • the core network entity 120 requests a handover to the target network entity managing the corresponding target base station.
  • the terminal 200 is not possible to handover to the target base station. Therefore, the macro base station 130 cancels the handover and waits to receive another measurement report.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a method of acquiring an accessibility list of a terminal by a femto base station according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the terminal 200 is powered on and is initially connected to a broadband wireless communication network, or is handovered to another cell.
  • the femto base station described in FIG. 4 is a serving base station of the terminal 200.
  • the terminal 200 requests access to the core network entity 120 through the femto base station 150 in steps S403 and S405.
  • the connection request is performed to request a connection to a broadband wireless communication network when the terminal 200 first powers on.
  • the terminal 200 in step S403 and S405 through the femto base station 150 through the core network entity ( 120 may request a Routing Area Update (hereinafter referred to as "RAU”) or a Tracking Area Update (hereinafter referred to as "TAU").
  • RAU Routing Area Update
  • TAU Tracking Area Update
  • the core network entity 120 receiving the access request or the RAU / TAU request requests the subscriber information for the terminal 200 from the femto subscriber information storage 110.
  • the subscriber information request is to request an accessibility list (whitelist) for the terminal 200.
  • the core network entity 120 includes the identification information of the terminal 200 and transmits it.
  • Identification information of the terminal 200 may use a permanent ID or a temporary ID.
  • the permanent ID may be IMSI
  • the temporary ID may be TMSI, S-TMSI, or the like.
  • the femto subscriber information store 110 retrieves the accessible list for the terminal 200 at step S409 and returns the retrieved list to the core network entity 120.
  • the core network entity 120 transmits the accessible list to the femto base station 150 in response to the access request in step S411.
  • the femto base station 150 having received the accessibility list of the terminal 200 stores the accessibility list in step S413.
  • the stored accessible list is used later for access control for handover of the terminal 200 to the "other femto base station". Subsequently, the femto base station 150 returns a response message to the terminal 200 in step S415. This response message excludes the accessible list.
  • the femto base station 150 stores the accessible list as described above, an operation of the serving femto base station performing access control for handover from the serving femto base station to the target femto base station will be described.
  • FIG. 5 is a view for explaining a method of performing an access control of a femto base station according to an embodiment of the present invention.
  • the serving base station and the target base station are both femto base stations.
  • the serving base station is referred to as a serving femto base station
  • the target base station is referred to as a target femto base station.
  • the serving femto base station 150 stores the accessible list in step S501. That is, the serving femto base station 150 has received and stored a user-accessible list through the method described with reference to FIG. 4.
  • the terminal 200 detects a measurement report to the serving femto base station 150. Deliver the Measurement Report. That is, the terminal 200 may periodically scan the neighbor base stations and transmit the information of the neighbor base stations to the serving base station through the measurement report.
  • the specific event refers to the case where the signal strength of the neighboring base station is greater than or equal to the signal strength of the serving base station by a predetermined size or more, and the terminal 200 may transmit information of the neighboring base station according to the corresponding event to the serving base station through the measurement report. .
  • the measurement report includes information of neighbor base stations received by the terminal 200 from neighbor base stations.
  • the measurement report may have system information including identification information of the target femto base station 150.
  • the serving femto base station 150 waits for the reception of the measurement report transmitted from the terminal 200.
  • the serving femto base station 150 receives the measurement report in step S503, and determines whether a target base station capable of handover is present among the base stations included in the measurement report received in step S505. That is, the serving femto base station 150 performs a handover decision algorithm for the reported base stations based on the measurement report, and determines whether to perform the handover.
  • RSSI signal strength
  • the base station is set as a target base station capable of handover.
  • the serving femto base station 150 ignores the information of the received measurement report and waits for receiving another measurement report.
  • the serving femto base station 150 determines whether the target base station is a femto base station (femto base station other than the serving femto base station) or macro base station 130 in step S507 do. In this case, the serving femto base station 150 may determine the type of the target base station through information (eg, TAI, CGI, or PCI) of the neighbor base station of the measurement report previously received from the terminal 200.
  • information eg, TAI, CGI, or PCI
  • the serving femto base station 150 proceeds to step S511 and transmits a handover request message to the core network entity 120.
  • the core network entity 120 Upon receiving the handover request message, the core network entity 120 requests a handover to the target network entity managing the corresponding target base station.
  • the target base station is the target femto base station 150 as a result of the determination in step S507
  • the target base station belongs to the connectable list, it is possible to move to the target base station (femto base station).
  • the serving femto base station 150 is connected to the connected core network entity 120 in step S511. Send a handover request message).
  • the terminal 200 is not possible to handover to the target base station.
  • the serving femto base station 150 thus cancels the handover and waits to receive another measurement report.
  • the operation of the serving base station in the case of the macro base station as the serving base station and the serving base station as the femto base station has been described.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a method of obtaining, by a core network entity, an accessible list of terminals according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 200 is powered on, is initially connected to a broadband wireless communication network, or is in a handover process.
  • the terminal 200 requests access to the core network entity 120 through the macro base station 130 in steps S601 and S603.
  • the access request is performed to request a connection to the network when the terminal 200 first powers on.
  • the terminal 200 in step S601 and S603 through the macro base station 130 through the core network entity 120 may request a Routing Area Update (hereinafter referred to as "RAU") or a Tracking Area Update (hereinafter referred to as "TAU").
  • RAU Routing Area Update
  • TAU Tracking Area Update
  • the core network entity 120 receiving the above-described connection request or RAU / TAU request requests the subscriber information to the femto subscriber information storage 110 in step S605.
  • a subscriber information request is for requesting an accessibility list of a corresponding terminal (terminal of a femtocell subscriber).
  • the core network entity 120 transmits the identification information of the terminal 200.
  • Identification information of the terminal 200 may use a permanent ID (eg, IMSI) or a temporary ID (eg, TMSI, S-TMSI, etc.).
  • the femto subscriber information store 110 retrieves the accessible list for the terminal 200 in step S607 and returns the retrieved accessible list to the core network entity 120.
  • the core network entity 120 that has received the accessible list stores this list in step S609.
  • the stored accessibility list is used for access control for handover of the terminal 200 to the femto base station 150 later.
  • the core network entity 120 returns a response message to the macro base station 130 in response to the access request excluding the accessible list in step S611. Subsequently, the macro base station 130 transmits a response message in step S613.
  • FIG. 7 is a diagram for describing a method of performing access control of a core network entity according to an embodiment of the present invention.
  • the core network entity 120 has stored a single access (or subscriber) accessible list. That is, the core network entity 120 has received and stored a single-shot (or subscriber-specific) accessible list through the method described with reference to FIG. 6.
  • the core network entity 120 receives a handover request message in step S701. 3 and 5, the handover request message may or may not be a request after the serving base station performs access control through the accessibility list.
  • the core network entity 120 may determine the identity of the target base station through identification information (eg, CGI of the target base station) of the target base station or information about additional target networks (eg, HNBindication, TAI, etc.) included in the handover request message. You can judge the type.
  • identification information eg, CGI of the target base station
  • additional target networks eg, HNBindication, TAI, etc.
  • step S703 when the target base station requested for the handover is the macro base station 130, the core network entity 120 omits access control to the target base station, and in step S707, the target network including the target base station is included. Forwards the handover request message.
  • the core network entity determines whether the target base station is included in the accessible list in step S705. In this case, when the target base station is included in the accessible list, the core network entity 120 transmits a handover request message to the target network including the target base station in step S707.
  • the core network entity 120 rejects the handover by transmitting the handover request rejection message in step S709 and waits for receiving another handover request message.

Abstract

본 발명은 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 단말들과 각 단말의 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 펨토 가입자 정보 저장소 및 상기 접속 가능 리스트를 수신하여 저장하고, 상기 단말들 중 어느 일 단말이 타겟 기지국을 펨토 기지국으로 지정한 핸드오버를 요청할 시, 상기 타겟 기지국이 상기 저장한 접속 가능 리스트에 존재하는 경우, 상기 타겟 기지국으로의 핸드 오버를 요청하는 코어 네트워크 엔티티 또는 매크로 기지국 또는 서빙 펨토 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템을 제공하며, 이러한 코어 네트워크 엔티티 및 매크로 기지국의 핸드 오버 방법을 제공한다.

Description

펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 통신 시스템 및 이를 위한 방법
본 발명은 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템 및 이를 위한 방법에 관한 것으로, 특히, 펨토 기지국으로 핸드 오버 하는 경우에 핸드 오버를 위한 통신 시스템 및 핸드 오버 방법에 관한 것이다.
펨토(Femto)란 10-15의 매우 작은 단위를 나타낸다. 펨토 셀(Femto Cell)이란 셀룰러 시스템에서 매우 작은 범위를 커버할 수 있는 셀을 의미하며, 이러한 펨토 셀을 관장하기 위한 기지국을 가칭 펨토 기지국이라고 칭한다. 펨토 기지국은 초소형/저전력 가정/사무실용으로 사용될 옥내 기지국을 의미한다. 펨토 셀은 피코 셀(pico cell)과도 동일한 의미로 사용되지만, 좀 더 기능이 진화된 의미로 사용이 되고 있다. 펨토 기지국은 브로드밴드 라우터에 연결되는 소형 셀룰러 기지국으로 기존의 2G는 물론 3G의 음성 및 데이터를 DSL 링크 등을 통해 이동통신사의 백본망으로 연결해 주는 역할을 한다.
한편, 3GPP LTE(Long Term Evolution : Release 8)에서 정의된 eNB(evolved NodeB) 및 home eNB(home evolved NodeB)라는 기지국을 정의한 바 있다. 이중 eNB는 일반적인 매크로 셀(macro cell)을 관장하는 매크로 기지국이며, home eNB는 펨토 셀을 관장하는 펨토 기지국이다.
단말이 매크로 기지국에서 펨토 기지국으로 핸드오버를 결정하기 위해서는 해당 단말이 펨토 기지국에 등록된 단말인 경우에만 가능하다. 즉, 단말이 매크로 기지국에서 펨토 기지국으로 핸드오버 하기 위해서는 해당 단말의 사용자가 펨토 기지국으로부터 서비스를 받을 수 있는 사용자인지에 대한 액세스 컨트롤(Access Control)이 요구된다.
상술한 바와 같은 종래의 요구를 감안한 본 발명의 목적은 펨토 기지국으로의 핸드오버를 수행하기 위한 액세스 컨트롤을 통한 핸드오버 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템은, 단말 별로 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 펨토 가입자 정보 저장소 및 상기 접속 가능 리스트 중 자신이 서비스하는 대상 단말들의 접속 가능 리스트를 미리 저장하며, 상기 대상 단말들 중 어느 일 단말이 핸드오버 하고자 하는 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 상기 접속 가능 리스트에 포함되면, 상기 타겟 기지국을 대상으로 핸드 오버 절차를 요청하는 서빙 기지국을 포함한다.
상기 서빙 기지국은, 상기 일 단말이 자신에 접속을 요청하는 때에, 상기 일 단말에 대한 상기 접속 가능 리스트를 상기 일 단말의 식별 정보를 통해 상기 가입자 정보 저장소에 요청하여 획득하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템은, 단말 별로 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 펨토 가입자 정보 저장소 및 상기 접속 가능 리스트 중 자신이 서비스하는 대상 단말들의 접속 가능 리스트를 미리 저장하며, 상기 대상 단말들 중 어느 일 단말이 핸드오버 하고자 하는 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 상기 접속 가능 리스트에 포함되면, 상기 타겟 기지국을 대상으로 핸드 오버 절차를 요청하는 코어네트워크 엔티티를 포함한다.
상기 코어네트워크 엔티티는, 상기 일 단말이 자신에 접속을 요청하는 때에, 상기 일 단말에 대한 상기 접속 가능 리스트를 상기 일 단말의 식별 정보를 통해 상기 가입자 정보 저장소에 요청하여 획득하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 방법에 있어서, 서빙 기지국이 단말 별로 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트 중 자신이 서비스하는 대상 단말들의 접속 가능 리스트를 미리 저장하는 과정과, 서빙 기지국이 상기 대상 단말들 중 어느 일 단말이 핸드오버 하고자 하는 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 접속 가능 리스트에 포함되는지 판단하는 과정과, 서빙 기지국이 상기 판단 결과, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 접속 가능 리스트에 포함되면, 상기 타겟 기지국으로 핸드 오버 절차를 요청하는 과정을 포함한다.
상기 미리 저장하는 과정은, 서빙 기지국이 상기 일 단말이 자신에 접속을 요청하는 때에, 상기 일 단말에 대한 상기 접속 가능 리스트를 상기 일 단말의 식별 정보를 통해 가입자 정보 저장소에 요청하여 획득하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 방법에 있어서, 코어네트워크 엔티티가 단말 별로 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트 중 자신이 서비스하는 대상 단말들의 접속 가능 리스트를 미리 저장하는 과정과, 코어네트워크 엔티티가 상기 대상 단말들 중 어느 일 단말이 핸드오버 하고자 하는 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 접속 가능 리스트에 포함되는지 판단하는 과정과, 코어네트워크 엔티티가, 상기 판단 결과, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 접속 가능 리스트에 포함되면, 상기 타겟 기지국으로 핸드 오버 절차를 요청하는 과정을 포함한다.
상기 미리 저장하는 과정은, 코어네트워크 엔티티가 상기 일 단말이 자신에 접속을 요청하는 때에, 상기 일 단말에 대한 상기 접속 가능 리스트를 상기 일 단말의 식별 정보를 통해 상기 가입자 정보 저장소에 요청하여 획득하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 서빙 기지국 혹은 서빙 코어네트워크 엔티티가 단말별 혹은 가입자별 접속을 허용하는 펨토 기지국의 리스트인, 접속 가능 리스트를 미리 저장함으로써, 말이 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 요청한 경우, 핸드오버가 가능한지 여부를 판단하여 핸드오버를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 네트워크의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국이 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매크로 기지국의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국이 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펨토 기지국의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티가 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 네트워크를 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 네트워크의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 통신 네트워크 시스템은, 코어네트워크 엔티티(120) 및 펨토 가입자 정보 저장소(110)를 포함하는 코어 네트워크(Core Network)(10)와 코어 네트워크(10)에 연결되는 매크로 기지국(macro Base Station: macro-BS)(130), 코어 네트워크(10)와 펨토 게이트웨이(140)를 통해 연결되는 펨토 기지국(femto Base Station: femto-BS)(150)을 포함한다.
사용자 단말(User Equipment: UE, 이하, "단말"로 축약함)(200)은 본 발명의 실시 예에 따른 서빙 기지국에서 펨토 기지국(150)으로 핸드 오버하려하는 단말이다. 여기서, 서빙 기지국은 매크로 기지국(130) 또는 펨토 기지국(150) 중 어떤 기지국이라도 무방하다.
매크로 기지국(130)은 매크로 셀(macro cell)을 관장하는 기지국으로, 매크로 셀은 일반적인 셀룰라(cellular) 시스템의 셀을 의미한다. 예컨대, 매크로 기지국은 NodeB 또는 eNB(evolved NodeB)가 될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국(130)이 서빙 기지국인 경우, 자신이 서비스하고 있는 단말(200)에 대해 접속을 허용하는 펨토 셀들의 리스트인 접속 가능 리스트를 수신하여 미리 저장하고, 단말(200)이 펨토 기지국(150)으로의 핸드 오버 요청시, 접속 가능 리스트를 통해 해당 단말(200)이 이동할 수 있는지 여부를 판단한다.
한편, 펨토 셀(femto cell)은 펨토 또는 이와 동급의 영역을 가지는 셀이며, 매크로 셀에 대응하여 매크로 셀의 영역 보다 작은 크기의 셀이다. 펨토 셀은 일 주택 또는 일 주택의 하나의 방과 같은 소규모 환경을 지원하는 셀이다. 매크로 셀 내에는 다수의 펨토 셀이 존재한다.
본 발명의 실시 예에서 펨토 기지국(150)은, 매크로 셀을 관장하는 매크로 기지국(130)과 크기에 대응하여, 매크로 셀 내의 소형 셀을 관장하는 기지국이다. 이러한 펨토 기지국(150)은 실내외 음영지역을 서비스 할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 수준의 데이터 서비스를 더 많은 사용자에게 제공하기 위한 것이다. 예컨대, 펨토 기지국(150)은 HNB(home NodeB) 또는 HeNB(home evolved NodeB)가 될 수 있다.
펨토 기지국(150)이 서빙 기지국인 경우, 자신이 서비스하고 있는 단말(200)에 대해 접속을 허용하는 펨토 셀들의 리스트인 접속 가능 리스트를 수신하여 미리 저장하고, 단말(200)이 다른 펨토 기지국(150)으로의 핸드 오버 요청시, 접속 가능 리스트를 통해 해당 단말(200)이 이동할 수 있는지 여부를 판단한다.
코어 네트워크(10)는 무선 사업자의 망을 의미한다. 이러한 코어 네트워크(10)에 속하는 코어네트워크 엔티티(120)는 기본적으로 단말(200)의 이동성을 관리한다.
또한, 코어 네트워크 엔티티(120)는 자신이 서비스하고 있는 단말(200)에 대해 접속을 허용하는 펨토 셀의 리스트인 접속 가능 리스트를 수신하여 미리 저장한다. 이에 따라, 단말(200)의 펨토 기지국(150)으로의 핸드 오버 요청시, 접속 가능 리스트를 통해 단말(200)이 이동할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
펨토 가입자 정보 저장소(110)는 펨토 셀 가입자(단말)에 대한 정보를 저장하고 있는 서버이다. 특히, 펨토 가입자 정보 저장소(110)는 특정 단말(200)이 펨토 기지국(150)을 이용할 수 있는 펨토 서비스에 가입되어 있는지 여부를 알 수 있는 서비스 프로파일을 저장할 수 있다.
특히, 펨토 가입자 정보 저장소(110)는 이러한 서비스 프로파일의 일 종으로 각 가입자 또는 각 단말 별로 접속을 허용하는 펨토 셀 리스트인 접속 가능 리스트를 저장한다. 이러한 접속 가능 리스트는 whitelist가 될 수 있다. 접속 가능 리스트는 어느 일 가입자별로 저장될 수 있으며, 단말별로 저장될 수 도 있다. 본 발명의 실시 예에서는 단말별 접속 가능 리스트를 예로 들어 설명하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 단말(200)이 USIM 등의 장치를 통해 가입자를 식별할 수 있는 정보를 이용하는 경우, 가입자 별 접속 가능 리스트를 이용할 수 있다.
접속 가능 리스트는 단말(200)과 접속 허용 펨토 셀들을 매핑 시켜 저장하며, 이러한 펨토 셀들을 구분하기 위한 식별 정보를 저장할 수 있다. 이러한 펨토 가입자 정보 저장소(110)는 망 내에서 기본적인 가입자 정보를 저장하고 있는 HSS(Home Subscriber Server)가 될 수 있으며, 혹은 기존 HSS 외에 별도로 펨토 기지국(150)에 대한 정보를 저장하고 있는 "Repository/Server" 등이 될 수 있다.
코어 네트워크(10)는MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving GateWay), P-GW(Packet Data Networ GateWay), SGSN(Serving GPRS Support Node), RNC(Radio Network Controller) 및 Secure GW(Secure GateWay)를 더 포함하는 구성이 될 수 있다.
한편, 코어 네트워크(10)는 MME, S-GW, P-GW 및UMAN/GAN controller(Unlicensed Moblile Access Network/General Access Network controller)를 더 포함하는 구성이 될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시 예에서 코어 네트워크 엔티티(120)는 MME가 될 수 있다.
또한, 펨토 게이트웨이(140)는 Secure GW 또는 UMAN/GAN controller가 될 수 있다.
발명의 요지를 명확히 하기 위해 코어 네트워크의 다른 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예에 따른 단말(200)은 매크로 기지국(130) 또는 펨토 기지국(150)에서 펨토 기지국(150)으로 핸드오버(Handover)하고자 한다. 이때, 단말(200)은 펨토 기지국(150)으로부터 식별 정보를 수신하여, 이러한 식별 정보를 포함하는 측정 리포트를 전송하여 핸드 오버를 요청할 수 있다.
어느 일 펨토 기지국(150)은 타 기지국(매크로 기지국 및 펨토 기지국을 포함함)과 PCID(Phisical Cell ID) 또는 PCID, GCID(Global Cell ID) 및 TAI(Tracking Area ID) 등의 조합으로 식별된다.
단말(200)은 자신이 이동하고자 하는 펨토 기지국의 식별 정보를 포함한 시스템 정보를 측정 리포트(Measurement Report)를 통해 매크로 기지국(130)에게 전달할 수 있다. 여기서, 시스템 정보는 LTE에 따르면, 하향 링크 공유 채널(Physical Downlink Shared CHannel: PDSCH)로 단말(200)에 전송되는 시스템 정보가 될 수 있다. 예컨대, 시스템 정보는SIB(System Information Block), SIB1(System Information Block1) 등이 될 수 있다.
서빙 기지국에서 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버에 대한 액세스 컨트롤을 수행하기 위해서는 해당 단말(또는 가입자가 될 수 있다)(200)이 타겟 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버가 가능한지 결정해야 한다. 이는 접속 가능 리스트에 등록 되었는지 여부를 통해 결정된다.
앞서 설명한 바와 같이, 접속 가능 리스트는 임의의 단말(200)이 접속을 허용하는 펨토 셀(기지국)의 리스트이다. 접속 가능 리스트는 단말(200)과 그 단말(200)의 접속을 허용하는 펨토 셀들을 매핑 시켜 저장한다. 게다가, 이러한 펨토 셀들을 구분하기 위한 식별 정보를 저장할 수 있다. 이러한 식별 정보는 PCID, GCID, 및 TAID를 포함한다.
본 발명은 단말(200)이 서빙 기지국(매크로 기지국 또는 펨토 기지국)에서 펨토 기지국(150)으로 핸드 오버하는 상황을 가정한다. 상술한 바와 같은 핸드 오버 가능 여부의 판단은 서빙 기지국(매크로 또는 펨토 기지국) 또는 코어 네트워크 엔티티(120)가 수행할 수 있다.
매크로 기지국(130), 펨토 기지국(150) 및 코어 네트워크 엔티티(120) 각각의 핸드오버를 위한 동작에 대해서 살펴보기로 한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국(130)의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국이 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서, 단말(200)이 전원이 켜지고, 광대역 무선 통신 네트워크에 초기 접속하는 중인 경우, 또는, 핸드오버 과정 중인 경우를 가정한다.
도 2를 참조하면, 단말(200)은 S203 및 S205 단계에서 매크로 기지국(130)을 통해 코어 네트워크 엔티티(120)에 접속(Attach)을 요청한다. 이러한 접속 요청은 단말(200)이 처음 전원을 켰을 때, 광대역 무선 통신 네트워크에 접속을 요청하기 위해 수행한다.
또한, 단말(200)의 대기 모드(idle mode)에서 해당 코어 네트워크 엔티티(120)로의 이동을 요청하고자 하는 경우, 단말(200)은 S203 및 S205 단계에서 매크로 기지국(130)을 통해 코어 네트워크 엔티티(120)에 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update, 이하, "RAU"라고 칭함) 혹은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update, 이하, "TAU"라고 칭함)을 요청할 수 있다.
상술한 접속 요청 또는 RAU/TAU 요청을 수신한 코어네트워크 엔티티(120)는 S207 단계에서 펨토 가입자 정보 저장소(110)에 해당 단말(200)의 가입자 정보를 요청한다. 이러한 가입자 정보 요청은 해당 단말(200)에 대한 접속 가능 리스트(whitelist)를 요청하는 것이다. 접속 가능 리스트를 요청할 때, 코어 네트워크 엔티티(120)는 단말의 식별 정보를 포함하여 전달한다. 단말의 식별정보는 영구 아이디 혹은 임시 아이디를 이용할 수 있다. 예컨대, 영구 아이디는IMSI(International Mobile Station Identity)가 될 수 있으며, 임시 아이디는 TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity), S-TMSI(SAE- Temporary Mobile Subscriber Identity) 등이 될 수 있다.
펨토 가입자 정보 저장소(110)는 S209 단계에서 해당 단말(200)에 대한 접속 가능 리스트를 검색하여, 검색된 리스트를 코어 네트워크 엔티티(120)에 회신한다.
코어 네트워크 엔티티(120)는 S211 단계에서 접속 가능 리스트를 매크로 기지국(130)으로 접속 요청에 대한 응답을 통해서 전달한다.
해당 단말(200)의 접속 가능 리스트를 수신한 매크로 기지국(130)은 S213 단계에서 접속 가능 리스트를 저장한다. 저장한 접속 가능 리스트는 후에 해당 단말(200)의 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버에 대한 액세스 컨트롤(Access Control)을 위해 사용한다. 이어서, 매크로 기지국(130)은 S215 단계에서 접속 요청에 대한 응답 메시지를 단말(200)에 회신한다. 이러한 응답 메시지는 접속 가능 리스트를 제외한 것이다.
다음으로, 상술한 바와 같은 매크로 기지국(130)이 접속 가능 리스트를 저장한 경우에 매크로 기지국(130)에서의 타겟 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버를 위한 액세스 컨트롤을 수행하는 매크로 기지국(130)의 동작을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매크로 기지국의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 매크로 기지국(130)은 S301 단계에서 접속 가능 리스트를 저장한 상태라고 가정한다. 즉, 매크로 기지국(130)은 앞서 도 2에서 설명한 바와 같은 방법을 통해 단말별(또는 사용자별) 접속 가능 리스트를 수신하여 저장한 상태이다.
주기적으로 혹은 사전에 미리 정의된 특정 이벤트가 감지된 경우에, 단말(200)은 매크로 기지국(130)에게 측정 리포트(Measurement Report)를 전달한다. 즉, 단말(200)은 주기적으로 주변 기지국을 스캔하여 주변 기지국의 정보를 측정 리포트를 통해 서빙 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 특정 이벤트는 서빙 기지국의 신호 세기보다 주변 기지국의 신호 세기가 기 설정된 크기 이상 큰 경우를 말하며, 단말(200)은 해당 이벤트에 따른 주변 기지국의 정보를 측정 리포트를 통해 서빙 기지국으로 전송할 수 있다.
측정 리포트는 단말(200)이 주변 기지국들로부터 수신한 주변 기지국들의 정보를 포함한다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이, 측정 리포트는 펨토 기지국(150)의 식별 정보를 포함하는 시스템 정보를 가질 수 있다. 매크로 기지국(130)은 단말(200)로부터 전달되는 측정 리포트의 수신을 위해 대기한다.
매크로 기지국(130)은 S303 단계에서 측정 리포트를 수신하고, S305 단계에서 수신된 측정 리포트에 포함된 주변 기지국들 중 핸드오버 가능한 타겟 기지국이 존재하는지 판단한다. 즉, 매크로 기지국(130)은 측정 리포트에 기반하여 보고된 기지국들에 대한 핸드오버 결정 알고리즘을 수행하고, 핸드오버 수행 여부를 판단한다. 핸드오버를 수행할 만큼 충분한 신호세기(RSSI)를 가지고 있는 경우, 혹은 핸드오버를 수행할 만큼 충분한 신호세기를 가지고 있지 않더라도, 사업자에 의해서 지정된 핸드오버 결정 알고리즘에 의해서 핸드오버가 가능하다고 판단된 경우, 해당 기지국을 핸드 오버 가능한 타겟 기지국으로 설정한다.
상기 S305 단계의 판단 결과 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 존재하지 않으면, 매크로 기지국(130)은 수신된 측정 리포트의 정보를 무시하고, 또 다른 측정 리포트의 수신을 위해서 대기한다.
한편, 상기 S305 단계의 판단 결과 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 존재하면, 매크로 기지국(130)은 S307 단계에서 타겟 기지국이 펨토 기지국(150)인지 혹은 매크로 기지국(130)인지 판단한다. 이때 매크로 기지국(130)은 단말(200)로부터 기 수신한 측정 리포트의 주변 기지국에 대한 정보(예컨대, TAI 혹은 CGI 혹은 PCI)를 통해서 타겟 기지국의 유형을 판단할 수 있다.
상기 S307 단계의 판단 결과 타겟 기지국이 매크로 기지국(130)인 경우, 매크로 기지국(130)은 S311 단계로 진행하여 코어 네트워크 엔티티(120)로 핸드오버 요청 메시지를 전송한다. 한편, 상기 S307 단계의 판단 결과, 타겟 기지국이 펨토 기지국(150)이면, 매크로 기지국(130)은 S309 단계에서 핸드오버 대상이 되는 단말(200)의 식별 정보와 저장하고 있는 단말별 접속 가능 리스트를 검색하여, 타겟 기지국이 해당 단말(200)의 접속 가능 리스트에 존재하는지 확인한다. 접속 가능 리스트에 타겟 기지국인 펨토 기지국이 속하는 경우에, 해당 타겟 기지국(펨토 기지국)으로 이동이 가능하다.
이때, 핸드오버 대상이 되는 단말(200)의 식별 정보와 접속 가능 리스트의 비교 결과, 타겟 기지국으로의 이동이 가능한 경우, S311 단계에서 매크로 기지국(130)은 연결된 코어 네트워크 엔티티(120)에게 해당 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 핸드오버 요청 메시지를 전송한다. 핸드오버 요청 메시지를 수신한 코어 네트워크 엔티티(120)는 해당 타겟 기지국을 관장하는 타겟 네트워크 엔티티에 핸드오버를 요청한다.
한편, 해당 단말(200)의 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 존재하지 않는 경우, 해당 단말(200)은 타겟 기지국으로 핸드오버가 불가능하다. 따라서 매크로 기지국(130)은 핸드오버 수행을 취소하고, 다른 측정 리포트를 수신하기 위해서 대기한다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 어느 일 펨토 기지국에 속한 단말(200)이 타 펨토 기지국으로 핸드 오버할 경우에 해당 단말(200)의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국이 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서, 단말(200)에 전원이 켜지고, 광대역 무선 통신 네트워크에 초기 접속하는 중인 경우, 또는 핸드오버하여 다른 셀로 이동 중인 경우를 가정한다. 또한, 도 4에서 설명되는 펨토 기지국은 현재 단말(200)의 서빙 기지국이라고 가정한다.
도 4를 참조하면, 단말(200)은 S403 및 S405 단계에서 펨토 기지국(150)을 통해 코어 네트워크 엔티티(120)에 접속을 요청한다. 이러한 접속 요청은 단말(200)이 처음 전원을 켰을 때, 광대역 무선 통신 네트워크에에 접속을 요청하기 위해 수행한다.
또한, 단말(200)의 대기 모드(idle mode)에서 해당 코어 네트워크 엔티티(120)로의 이동을 요청하고자 하는 경우, 단말(200)은 S403 및 S405 단계에서 펨토 기지국(150)을 통해 코어 네트워크 엔티티(120)에 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update, 이하, "RAU"라고 칭함) 혹은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update, 이하, "TAU"라고 칭함)을 요청할 수 있다.
상술한 접속 요청 또는 RAU/TAU 요청을 수신한 코어 네트워크 엔티티(120)는 S407 단계에서 펨토 가입자 정보 저장소(110)에 단말(200)에 대한 가입자 정보를 요청한다. 이러한 가입자 정보 요청은 해당 단말(200)에 대한 접속 가능 리스트(whitelist)를 요청하는 것이다. 접속 가능 리스트를 요청할 때, 코어 네트워크 엔티티(120)는 단말(200)의 식별 정보를 포함하여 전달한다. 단말(200)의 식별 정보는 영구 아이디 혹은 임시 아이디를 이용할 수 있다. 예컨대, 영구 아이디는 IMSI가 될 수 있으며, 임시 아이디는 TMSI, S-TMSI 등이 될 수 있다.
펨토 가입자 정보 저장소(110)는 S409 단계에서 해당 단말(200)에 대한 접속 가능 리스트를 검색하여, 검색된 리스트를 코어 네트워크 엔티티(120)에 회신한다.
코어 네트워크 엔티티(120)는 S411 단계에서 접속 가능 리스트를 펨토 기지국(150)으로 접속 요청에 대한 응답을 통해서 전달한다.
해당 단말(200)의 접속 가능 리스트를 수신한 펨토 기지국(150)은 S413 단계에서 접속 가능 리스트를 저장한다. 저장한 접속 가능 리스트는 후에 해당 단말(200)의 "다른 펨토 기지국"으로의 핸드오버에 대한 액세스 컨트롤을 위해 사용한다. 이어서, 펨토 기지국(150)은 S415 단계에서 접속 요청에 대한 응답 메시지를 단말(200)에 회신한다. 이러한 응답 메시지는 접속 가능 리스트를 제외한 것이다.
다음으로, 상술한 바와 같은 펨토 기지국(150)이 접속 가능 리스트를 저장한 경우에 서빙 펨토 기지국에서 타겟 펨토 기지국으로의 핸드오버를 위한 액세스 컨트롤을 수행하는 서빙 펨토 기지국의 동작을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펨토 기지국의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서, 서빙 기지국 및 타겟 기지국이 모두 펨토 기지국인 핸드오버를 위한 동작을 설명한다. 서빙 기지국과 타겟 기지국을 구분하기 위하여, 서빙 기지국은 서빙 펨토 기지국으로, 타겟 기지국은 타겟 펨토 기지국이라고 표기한다.
도 5를 참조하면, 서빙 펨토 기지국(150)은 S501 단계에서 접속 가능 리스트를 저장한 상태라고 가정한다. 즉, 서빙 펨토 기지국(150)은 앞서 도 4에서 설명한 바와 같은 방법을 통해 사용자별 접속 가능 리스트를 수신하여 저장한 상태이다.
이와 같이 서빙 펨토 기지국(150)이 사용자별 접속 가능 리스트를 저장한 상태에서, 주기적으로 혹은 사전에 미리 정의된 특정 이벤트가 감지된 경우에, 단말(200)은 서빙 펨토 기지국(150)에게 측정 리포트(Measurement Report)를 전달한다. 즉, 단말(200)은 주기적으로 주변 기지국을 스캔하여 주변 기지국의 정보를 측정 리포트를 통해 서빙 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 특정 이벤트는 서빙 기지국의 신호 세기보다 주변 기지국의 신호 세기가 기 설정된 크기 이상 큰 경우를 말하며, 단말(200)은 해당 이벤트에 따른 주변 기지국의 정보를 측정 리포트를 통해 서빙 기지국으로 전송할 수 있다.
측정 리포트는 단말(200)이 주변 기지국들로부터 수신한 주변 기지국들의 정보를 포함한다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이, 측정 리포트는 타겟 펨토 기지국(150)의 식별 정보를 포함하는 시스템 정보를 가질 수 있다. 서빙 펨토 기지국(150)은 단말(200)로부터 전달되는 측정 리포트의 수신을 위해 대기한다.
서빙 펨토 기지국(150)은 S503 단계에서 측정 리포트를 수신하고, S505 단계에서 수신된 측정 리포트에 포함된 기지국들 중 핸드오버 가능한 타겟 기지국이 존재하는지 판단한다. 즉, 서빙 펨토 기지국(150)은 측정 리포트에 기반하여 보고된 기지국들에 대한 핸드오버 결정 알고리즘을 수행하고, 핸드오버 수행 여부를 판단한다. 핸드오버를 수행할 만큼 충분한 신호세기(RSSI)를 가지고 있는 경우, 혹은 핸드오버를 수행할 만큼 충분한 신호세기를 가지고 있지 않더라도, 사업자에 의해서 지정된 핸드오버 결정 알고리즘에 의해서 핸드오버가 가능하다고 판단된 경우, 해당 기지국을 핸드 오버 가능한 타겟 기지국으로 설정한다.
상기 S505 단계의 판단 결과 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 존재하지 않으면, 서빙 펨토 기지국(150)은 수신된 측정 리포트의 정보를 무시하고, 또 다른 측정 리포트의 수신을 위해서 대기한다.
한편, 상기 S505 단계의 판단 결과 핸드 오버 가능한 타겟 기지국이 존재하면, 서빙 펨토 기지국(150)은 S507 단계에서 타겟 기지국이 펨토 기지국(서빙 펨토 기지국 이외의 펨토 기지국)인지 혹은 매크로 기지국(130)인지 판단한다. 이때 서빙 펨토 기지국(150)은 단말(200)로부터 기 수신한 측정 리포트의 주변 기지국에 대한 정보(예컨대, TAI 혹은 CGI 혹은 PCI)를 통해서 타겟 기지국의 유형을 판단할 수 있다.
상기 S507 단계의 판단 결과 타겟 기지국이 매크로 기지국(130)인 경우, 서빙 펨토 기지국(150)은 S511 단계로 진행하여 코어 네트워크 엔티티(120)로 핸드오버 요청 메시지를 전송한다. 핸드오버 요청 메시지를 수신한 코어 네트워크 엔티티(120)는 해당 타겟 기지국을 관장하는 타겟 네트워크 엔티티에 핸드오버를 요청한다.
한편, 상기 S507 단계의 판단 결과, 타겟 기지국이 타겟 펨토 기지국(150)이면, 매크로 기지국(130)은 S509 단계에서 핸드오버 대상이 되는 단말(200)의 식별 정보와 저장하고 있는 단말별 접속 가능 리스트를 검색하여, 타겟 기지국이 해당 단말(200)의 접속 가능 리스트에 존재하는지 확인한다. 접속 가능 리스트에 타겟 기지국이 속하는 경우에, 해당 타겟 기지국(펨토 기지국)으로 이동이 가능하다.
이때, 핸드오버 대상이 되는 단말(200)의 식별 정보와 접속 가능 리스트의 비교 결과, 해당 단말이 타겟 기지국으로의 이동이 가능한 경우, S511 단계에서 서빙 펨토 기지국(150)은 연결된 코어 네트워크 엔티티(120)에게 핸드오버 요청 메시지를 전송한다.
한편, 해당 단말(200)의 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 존재하지 않는 경우, 해당 단말(200)은 타겟 기지국으로 핸드오버가 불가능하다. 따라서 서빙 펨토 기지국(150)은 핸드오버 수행을 취소하고, 다른 측정 리포트를 수신하기 위해서 대기한다.
앞서, 서빙 기지국인 매크로 기지국인 경우와, 서빙 기지국이 펨토 기지국인 경우에 서빙 기지국의 동작에 대해서 살펴보았다.
이하에서는 다른 실시 예로 코어 네트워크 엔티티(120)가 핸드 오버를 수행하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티(120)의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티가 단말의 접속 가능 리스트를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서, 단말(200)에 전원이 켜지고, 광대역 무선 통신 네트워크에 초기 접속 중인 경우, 또는, 핸드오버 과정 중인 경우를 가정한다.
도 6을 참조하면, 단말(200)은 S601 및 S603 단계에서 매크로 기지국(130)을 통해 코어 네트워크 엔티티(120)에 접속을 요청한다. 이러한 접속 요청은 단말(200)이 처음 전원을 켰을 때, 망에 접속을 요청하기 위해 수행한다.
또한, 단말(200)의 대기 모드(idle mode)에서 해당 코어 네트워크 엔티티(120)로의 이동을 요청하고자 하는 경우, 단말(200)은 S601 및 S603 단계에서 매크로 기지국(130)을 통해 코어 네트워크 엔티티(120)에 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update, 이하, "RAU"라고 칭함) 혹은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update, 이하, "TAU"라고 칭함)을 요청할 수 있다.
상술한 접속 요청 또는 RAU/TAU 요청을 수신한 코어 네트워크 엔티티(120)는 S605 단계에서 펨토 가입자 정보 저장소(110)에 가입자 정보를 요청한다. 이러한 가입자 정보 요청은 해당 단말(펨토 셀 가입자의 단말)의 접속 가능 리스트를 요청하는 것이다. 이때, 코어 네트워크 엔티티(120)는 단말(200)의 식별 정보를 포함하여 전달한다. 단말(200)의 식별정보는 영구 아이디(예컨대, IMSI) 혹은 임시 아이디(예컨대, TMSI, S-TMSI 등)를 이용할 수 있다.
펨토 가입자 정보 저장소(110)는 S607 단계에서 해당 단말(200)에 대한 접속 가능 리스트를 검색하여, 검색한 접속 가능 리스트를 코어 네트워크 엔티티(120)로 회신한다.
접속 가능 리스트를 수신한 코어 네트워크 엔티티(120)는 S609 단계에서 이 리스트를 저장한다. 저장한 접속 가능 리스트는 후에 해당 단말(200)의 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버에 대한 액세스 컨트롤을 위해 사용한다.
그런 다음, 코어 네트워크 엔티티(120)는 S611 단계에서 접속 가능 리스트를 제외한 접속 요청에 대한 응답 메시지를 매크로 기지국(130)에 회신한다. 이어서, 매크로 기지국(130)은 S613 단계에서 응답 메시지를 전송한다.
다음으로, 상술한 바와 같이 코어 네트워크 엔티티(120)가 접속 가능 리스트를 저장한 경우에 매크로 기지국(130)에서의 타겟 펨토 기지국(150)으로의 핸드오버를 위한 액세스 컨트롤을 수행하는 코어 네트워크 엔티티(120)의 동작을 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 네트워크 엔티티의 액세스 컨트롤 수행 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서, 코어 네트워크 엔티티(120)는 단발별(또는 가입자별) 접속 가능 리스트를 저장한 상태라고 가정한다. 즉, 코어 네트워크 엔티티(120)는 앞서 도 6에서 설명한 바와 같은 방법을 통해 단발별(또는 가입자별) 접속 가능 리스트를 수신하여 저장한 상태이다.
도 7을 참조하면, 코어 네트워크 엔티티(120)는 S701 단계에서 핸드오버 요청 메시지를 수신한다. 이러한 핸드오버 요청 메시지는 도 3 및 도 5에서 설명한 바와 같이, 서빙 기지국이 접속 가능 리스트를 통해 억세스 컨트롤을 수행한 후의 요청 일 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다.
이와 같이, 핸드오버 요청 메시지를 수신하면, S703 단계에서 핸드 오버가 요청된 타겟 기지국이 매크로 기지국(130)인지 펨토 기지국(150)인지 판단한다. 이때, 코어 네트워크 엔티티(120)는 타겟 기지국에 대한 아이디 정보(예컨대, 타겟 기지국의 CGI) 혹은 핸드오버 요청 메시지에 포함된 추가적인 타겟 네트워크에 대한 정보(예컨대, HNBindication, TAI 등)를 통해서 타겟 기지국의 종류를 판단할 수 있다.
S703 단계의 판단 결과, 핸드오버가 요청된 타겟 기지국이 매크로 기지국(130)인 경우, 코어 네트워크 엔티티(120)는 타겟 기지국에 대한 액세스 컨트롤을 생략하고, S707 단계에서 타겟 기지국이 포함되어 있는 타겟 네트워크로 핸드오버 요청 메시지를 전달한다.
한편, S703 단계의 판단 결과 타겟 기지국이 펨토 기지국(150)인 경우, 코어네트워크 엔티티는 S705 단계에서 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 포함되는지 판단한다. 이때, 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 포함된 경우, 코어 네트워크 엔티티(120)는 S707 단계에서 타겟 기지국이 포함되어 있는 타겟 네트워크로 핸드오버 요청 메시지를 전달한다.
한편, 타겟 기지국이 접속 가능 리스트에 포함되지 않은 경우, 해당 타겟 셀로의 핸드오버 수행이 불가능하다. 따라서 코어 네트워크 엔티티(120)는 S709 단계에서 핸드오버 요청 거부 메시지를 전송을 통해 핸드오버를 거절하고, 다른 핸드오버 요청 메시지 수신을 위해서 대기한다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (8)

  1. 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템에 있어서,
    단말 별로 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 펨토 가입자 정보 저장소 및
    상기 접속 가능 리스트 중 자신이 서비스하는 대상 단말들의 접속 가능 리스트를 미리 저장하며,
    상기 대상 단말들 중 어느 일 단말이 핸드오버 하고자 하는 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 상기 접속 가능 리스트에 포함되면, 상기 타겟 기지국을 대상으로 핸드 오버 절차를 요청하는 서빙 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국은, 상기 일 단말이 자신에 접속을 요청하는 때에, 상기 일 단말에 대한 상기 접속 가능 리스트를 상기 일 단말의 식별 정보를 통해 상기 가입자 정보 저장소에 요청하여 획득하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템.
  3. 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템에 있어서,
    단말 별로 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트를 저장하는 펨토 가입자 정보 저장소 및
    상기 접속 가능 리스트 중 자신이 서비스하는 대상 단말들의 접속 가능 리스트를 미리 저장하며,
    상기 대상 단말들 중 어느 일 단말이 핸드오버 하고자 하는 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우,
    상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 상기 접속 가능 리스트에 포함되면,
    상기 타겟 기지국을 대상으로 핸드 오버 절차를 요청하는 코어네트워크 엔티티를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코어네트워크 엔티티는, 상기 일 단말이 자신에 접속을 요청하는 때에, 상기 일 단말에 대한 상기 접속 가능 리스트를 상기 일 단말의 식별 정보를 통해 상기 가입자 정보 저장소에 요청하여 획득하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로 핸드 오버를 위한 무선 통신 시스템.
  5. 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 방법에 있어서,
    서빙 기지국이 단말 별로 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트 중 자신이 서비스하는 대상 단말들의 접속 가능 리스트를 미리 저장하는 과정과,
    서빙 기지국이 상기 대상 단말들 중 어느 일 단말이 핸드오버 하고자 하는 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 접속 가능 리스트에 포함되는지 판단하는 과정과,
    서빙 기지국이 상기 판단 결과, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 접속 가능 리스트에 포함되면, 상기 타겟 기지국으로 핸드 오버 절차를 요청하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로 핸드 오버를 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 미리 저장하는 과정은, 서빙 기지국이 상기 일 단말이 자신에 접속을 요청하는 때에, 상기 일 단말에 대한 상기 접속 가능 리스트를 상기 일 단말의 식별 정보를 통해 가입자 정보 저장소에 요청하여 획득하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로 핸드 오버를 위한 방법.
  7. 펨토 기지국으로의 핸드 오버를 위한 방법에 있어서,
    코어네트워크 엔티티가 단말 별로 접속을 허용하는 펨토 기지국들의 목록인 접속 가능 리스트 중 자신이 서비스하는 대상 단말들의 접속 가능 리스트를 미리 저장하는 과정과,
    코어네트워크 엔티티가 상기 대상 단말들 중 어느 일 단말이 핸드오버 하고자 하는 타겟 기지국이 펨토 기지국인 경우, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 접속 가능 리스트에 포함되는지 판단하는 과정과,
    코어네트워크 엔티티가, 상기 판단 결과, 상기 타겟 기지국이 상기 일 단말의 접속 가능 리스트에 포함되면, 상기 타겟 기지국으로 핸드 오버 절차를 요청하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로 핸드 오버를 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미리 저장하는 과정은, 코어네트워크 엔티티가 상기 일 단말이 자신에 접속을 요청하는 때에, 상기 일 단말에 대한 상기 접속 가능 리스트를 상기 일 단말의 식별 정보를 통해 상기 가입자 정보 저장소에 요청하여 획득하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국으로 핸드 오버를 위한 방법.
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