통신 시스템에서 펨토 기지국 및 그 제어 방법 document_id A220623110686

통신 시스템은 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 'UE'라 칭하기로 한다)들에게 다양한 고속 대용량 서비스를 제공하는 형태로 발전해나가고 있다. 특히, 통신 시스템에서는 전체 시스템 용량을 증대시키고, 서비스 품질을 향상시키기 위해 음영 영역을 서비스하는 것이 중요한 요소로 작용하는데, 이는 기지국의 서비스 영역 확장과 기지국의 용량 증대에 매우 중요한 영향을 끼치기 때문이다. 상기 음영 영역을 서비스하는 방식들은 다양하게 존재하는데, 그 중 대표적인 방식이 매크로(macro) 기지국과의 인터페이스를 제공하는 중계기를 사용하는 방식과 코어 네트워크(CN: Core Network)와의 인터페이스를 제공하는 펨토 기지국을 사용하는 방식이다. 상기 중계기는 크게 반복기(repeater)와 릴레이(relay)로 구분되며, 상기 반복기는 기지국으로부터 수신한 다운링크(downlink) 신호를 그대로 UE로 송신하고, 상기 UE 로부터 수신한 업링크(uplink) 신호를 그대로 상기 기지국으로 송신한다. 이에 반해, 상기 릴레이는 기지국으로부터 수신한 다운링크 신호를 디지털 신호로 디코딩(decoding)하고, 상기 디코딩된 신호를 다시 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 신호로 생성하여 UE로 송신하고, 상기 UE 로부터 수신한 업링크 신호를 디코딩하고, 상기 디코딩된 신호를 다시 RF 주파수 신호로 생성하여 상기 기지국으로 송신한다. 또한, 상기 펨토 기지국은 현재까지 제안되어 있는 기지국들 중 가장 작은 사이즈를 가지는 기지국으로서, 일반적인 기지국(이하 '매크로(macro) 기지국'이라 칭하기로 한다)과 독립된 사무실, 주거지, 빌딩 등의 소규모 통신 영역인 펨토셀 영역에 존재하는 소수의 UE 들에게 통신 서비스를 제공한다. 즉, 상기 펨토 기지국은 음영 영역을 서비스할 수 있을 뿐만 아니라 매크로 기지국의 로드(load)를 감소시킴으로써, 매크로 기지국의 용량을 공유하는 중계기와 달리 서비스 사업자의 서비스 용량을 증가시킬 수 있다. 한편, 통신 시스템에서는 가입자 그룹과 서비스 사업자를 구분해야 하는데, 이에 대해서 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 통신 시스템이 광대역 부호 분할 다중 접속(WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 통신 시스템인 경우를 가정하기로 한다. 상기 WCDMA 통신 시스템에서는 공중 육상 이동 네트워크(PLMN: Public Land Mobile Network, 이하 'PLMN'라 칭하기로 한다) 식별자(ID: IDentifier, 이하 'ID'라 칭하기로 한다)를 사용하여 서비스 사업자를 구분하며, 가입자 식별자(IMSI: International Mobile Station Identity, 이하 'IMSI'라 칭하기로 한다)를 사용하여 서비스 가입자를 구분한다. 그러나, 상기 펨토 기지국을 통한 서비스는 기존의 매크로 기지국을 통한 서비스와는 과금 체계가 달라질 수 있으므로 펨토 기지국을 통한 서비스 가입자 그룹을 별개로 관리할 필요가 있다. 따라서, 펨토 기지국에서는 펨토 기지국 자체의 가입자 그룹 ID를 사용하여 가입자 그룹을 구분한다. 여기서, 상기 가입자 그룹 ID는 일 예로 CSG(Closed Subscriber Group)-ID로 구현될 수도 있다. 그러나, 펨토 기지국을 도입하기 이전에 이미 사용되고 있는 종래의 UE는 CSG-ID를 지원하지 못할 수 있다. 따라서, Backward Compatibility를 위해 CSG-ID를 지원하지 못하는, 종래의 UE에 서비스를 제공할 수 있는 방안이 상기 펨토 기지국에서 고려되어야 함은 물론이며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 하기와 같다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 일반적인 WCDMA 통신 시스템에서 펨토 기지국이 가입자 그룹 ID를 사용하여 서비스를 제공하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 일반적인 WCDMA 통신 시스템에서 펨토 기지국이 가입자 그룹 ID를 사용하여 서비스를 제공하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 설명하기에 앞서, 상기 가입자 그룹 ID가 CSG-ID라고 가정하기로 한다. 도 1을 참조하면, 먼저 펨토 기지국(111)과 UE 1(113)은 동일한 가입자 그룹으로 등록되어 있고, UE 2(115)는 상기 펨토 기지국(111)과 상이한 가입자 그룹으로 등록되어 있다고 가정하기로 한다. 즉, 상기 펨토 기지국(111)과 UE 1(113)은 CSG-ID "A"를 사용하고, UE 2(115)는 CSG-ID "B"를 사용한다고 가정하기로 한다. 이 경우, 상기 UE 1(113)은 서비스 사업자가 제공하는 모든 서비스를 제공받을 수 있다. 하지만, 상기 UE 2(115)는 매크로 기지국에 캠프 온(Camp On, 이하 'Camp on'이라 칭하기로 한다)하지 못할 경우, 상기 펨토 기지국(111)에 Camp On 할 수 있으나, 상기 펨토 기지국(111)과 상이한 가입자 그룹으로 등록되어 있기 때문에 긴급 호(emergency call)를 제외한 모든 서비스를 제공받을 수 없게 된다. 즉, 상기 UE 2(115)가 존재하고 있는 영역(117)이 밀폐된 공간이고, 외부 셀의 신호가 전혀 인가되지 못할 경우, 상기 UE 2(115)는 전혀 서비스를 제공받을 수 없게 된다. 한편, 현재 전 세계 사업자와, 부품 벤더(vendor)와, 시스템 벤더 들의 경향으로 미루어 보아 가정 서비스용 펨토 기지국은 보통 최대 4개의 UE에게 동시에 펨토 기지국 서비스를 제공할 수 있도록 표준을 정의해나가고 있으며, 최대 8개의 UE에게 동시에 펨토 기지국 서비스를 제공할 수 있도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 1.