CN104813708A - 移动通信系统、无线基站以及移动台 - Google Patents

移动通信系统、无线基站以及移动台 Download PDF

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Abstract

在进行“站点间CA”时，移动台(UE)在与多个无线基站(eNB)连接的状态下进行切换的情况下，进行适当的安全处理。在本发明的移动通信系统中，无线基站(eNB#1)以及无线基站(eNB#2)管理下属的小区(#1～#3)中的安全信息，无线基站(eNB#3)以及无线基站(eNB#10)不管理下属的小区(#10)中的安全信息，移动台(UE)从经由小区(#1)以及小区(#10)进行CA的状态切换到经由小区(#2)以及小区(#10)进行CA的状态时，对移动台(UE)通知表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用小区(#2)中的安全信息的信息。

Description

移动通信系统、无线基站以及移动台
技术领域
本发明涉及移动通信系统、无线基站以及移动台。
背景技术
在LTE(长期演进)方式的Release-10中，如图5(a)所示，为了实现超过20MHz的宽带通信(例如，100Hz的通信)，导入了将同一无线基站eNB下属的多个CC(Component Carrier：分量载波)捆绑而进行通信的CA(CarrierAggregation：载波聚合)。
此后，在LTE方式的Release-12以后，提出“小型小区增强(Small Cellenhancement)”，作为比以往更灵活的网络结构之一，正在研究导入将不同的无线基站eNB下属的CC(小区)捆绑而进行通信的“站点间CA(Inter-siteCA)”(参照图5(b))。
例如，还考虑如下的运用：利用“站点间切换”，如图5(b)所示那样，关于需要可靠性的C面(C-plane)信号，经由SRB(信令无线承载，SignalingRadio Bearer)在无线基站eNB#1(宏eNB)下属的小区#1(宏小区)中进行通信，关于需要宽带通信的U面(U-plane)信号，经由DRB(数据无线承载，Data Radio Bearer)在无线基站eNB#10(小型无线基站)下属的小区#10(小型小区)中进行通信。
如此，在关于C面信号，经由SRB在无线基站eNB#1下属的小区#1中进行通信，关于U面信号，经由DRB在无线基站eNB#10下属的小区#10中进行通信的情况下，设想如图6所示那样，基本上由无线基站eNB#1进行移动台UE与无线基站eNB#1/无线基站eNB#10之间的连接性或设定的操作(handling)。
这里，通过构成为只有作为锚无线基站的无线基站eNB#1管理下属的小区中的安全信息，作为小型无线基站的无线基站eNB#10不管理下属的小区中的安全信息，从而能够进行灵活的小型无线基站的运用(设置场所等)。
例如，即使是用户能够物理接触的场所，也能够设置小型无线基站。
此外，由于管理安全信息的节点并非多个，因而能够降低网络的复杂度。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：3GPP 36.300
发明内容
现在，正在研究当移动台UE在进行“站点间CA”时，在与多个无线基站eNB连接的状态(与不同的无线基站eNB下属的小区连接的状态)下进行切换。
在现有的CA中，如图7(a)所示，移动台UE只能经由单一的无线基站eNB下属的小区而进行CA，在与切换目的地无线基站(无线基站eNB#2)的连接确立之前，U面信号成为不通。
相对于此，如图7(b)所示，通过移动台UE在与多个无线基站eNB连接的状态下进行切换，能够没有U面信号的瞬间中断地进行切换，从吞吐量观点来看具有优点。
但是，如上述那样，只有锚无线基站eNB管理安全信息的情况下，如果移动台UE在连接到小型无线基站eNb#10下属的小区的状态下，从作为锚无线基站eNB的无线基站eNB#1下属的小区#1向无线基站eNB#2下属的小区#2进行切换，则由于不知道对于从小型无线基站eNB接收的PDCP-PDU(分组数据汇聚协议-协议数据单元，Packet Data Convergence Protocol-ProtocolData Unit)应用了小区#1中的安全信息还是应用了小区#2中的安全信息，因而存在无法进行利用了适当的安全信息的解匿处理等的安全处理的问题点(参照图8)。
因此，本发明鉴于上述课题而完成，其目的在于提供一种移动通信系统、无线基站以及移动台，在进行“站点间CA”时，移动台UE在与多个无线基站eNB连接的状态下进行切换的情况下，能够进行适当的安全处理。
本发明的第1特征是，一种移动通信系统，具备第1无线基站、第2无线基站、第3无线基站、以及连接到该第3无线基站下属的小型无线基站，其要点在于，所述第1无线基站以及所述第2无线基站管理下属的小区中的安全信息，所述第3无线基站以及所述小型无线基站不管理下属的小型小区中的安全信息，移动台从经由所述第1无线基站下属的第1小区以及所述小型小区进行载波聚合的状态切换到经由所述第2无线基站下属的第2小区以及该小型小区进行载波聚合的状态时，对该移动台通知表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用所述第2小区中的安全信息的信息。
本发明的第2特征是，一种无线基站，在具备第1无线基站、第2无线基站、第3无线基站、以及连接到该第3无线基站下属的小型无线基站的移动通信系统中，能够作为该第1无线基站或者该第2无线基站而动作，其要点在于，管理下属的小区中的安全信息，移动台从经由所述第1无线基站下属的第1小区以及所述小型小区进行载波聚合的状态切换到经由所述第2无线基站下属的第2小区以及该小型小区进行载波聚合的状态时，对该移动台通知表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用所述第2小区中的安全信息的信息。
本发明的第3特征是，一种移动台，能够与第1无线基站、第2无线基站、第3无线基站、以及连接到该第3无线基站下属的小型无线基站进行通信，其要点在于，在所述第1无线基站以及所述第2无线基站管理下属的小区中的安全信息，所述第3无线基站以及所述小型无线基站不管理下属的小型小区中的安全信息的情况下，从经由所述第1无线基站下属的第1小区以及所述小型小区进行载波聚合的状态切换到经由所述第2无线基站下属的第2小区以及该小型小区进行载波聚合的状态时，根据来自该第1无线基站或者该第2无线基站的通知，决定应该从哪个PDCP-PDU开始应用所述第2小区中的安全信息。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的移动通信系统的整体结构图。
图2是本发明的第1实施方式的移动台UE的功能框图。
图3是表示本发明的第1实施方式的移动通信系统的动作的时序图。
图4是表示本发明的第1实施方式的移动台UE的动作的流程图。
图5是用于说明现有技术的图。
图6是用于说明现有技术的图。
图7是用于说明现有技术的图。
图8是用于说明现有技术的图。
具体实施方式
(本发明的第1实施方式的移动通信系统)
参照图1至图4说明本发明的第1实施方式的移动通信系统。
如图1所示，本实施方式的移动通信系统包括管理小区#1的无线基站eNB#1、管理小区#2的无线基站eNB#2、管理小区#3(未图示)的无线基站eNB#3、连接到无线基站eNB#3下属且管理小区#10的无线基站eNB#10(小型无线基站)。
这里，小区#10是小型小区(虚拟小区)，小区#1是宏小区。另外，小区#10的覆盖区域和小区#1的覆盖区域以及小区#2的覆盖区域被配置为至少一部分重叠。
如图1所示，本实施方式的移动通信系统是LTE方式的移动通信系统，且能够应用“站点间CA”。
即，在本实施方式的移动通信系统中，移动台UE能够经由无线基站eNB#1下属的小区#1以及无线基站eNB#10下属的小区#10进行“站点间CA”。
该情况下，在无线基站eNB#1与移动台UE之间，能够经由C面承载对C面信号进行发送接收，能够经由U面承载对U面信号进行发送接收。
此外，在无线基站eNB#10与移动台UE之间，能够经由U面承载对U面信号进行发送接收，不能对C面信号进行发送接收。
同样地，在本实施方式的移动通信系统中，移动台UE能够经由无线基站eNB#2下属的小区#2以及无线基站eNB#10下属的小区#10进行“站点间CA”。
该情况下，在无线基站eNB#2与移动台UE之间，能够经由C面承载对C面信号进行发送接收，能够经由U面承载对U面信号进行发送接收。
此外，在无线基站eNB#10与移动台UE之间，能够经由U面承载对U面信号进行发送接收，不能对C面信号进行发送接收。
此外，在本实施方式中，举例说明移动台UE从经由无线基站eNB#1下属的小区#1以及小区#10进行CA的状态，切换到经由无线基站eNB#2下属的小区#2以及小区#10进行CA的状态(进行切换)的情形。
这里，无线基站eNB#1以及无线基站eNB#2管理下属的小区#1～#3中的安全信息，无线基站eNB#3以及无线基站eNB#10不管理下属的小区#10中的安全信息。
另外，在上述切换时，无线基站eNB#1或者无线基站eNB#2对移动台UE通知表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用小区#2中的安全信息的信息。
例如，无线基站eNB#1或者无线基站eNB#2也可以通知应该应用小区#2中的安全信息的最初的PDCP-PDU的计数(COUNT)值，作为上述的信息。
这里，计数值由HFN(超帧号，Hyper Frame Number)和PDCP-SN(序列号，Sequence Number)构成。
此外，无线基站eNB#1也可以通过“切换命令，Handover Comamnd”通知上述的信息。
此外，无线基站eNB#1或者无线基站eNB#2也可以在各PDCP-PDU中包含上述的信息。
或者，也可以在上述的切换时，无线基站eNB#2在对移动台UE发送PDCP-PDU之前发送表示上述的切换的信号，移动台UE在接收到该信号之后，应用小区#2中的安全信息。
如图2所示，本实施方式的移动台UE具备接收部11、安全处理部12。
接收部11从无线基站eNB#1、无线基站eNB#2、无线基站eNB#3、无线基站eNB#10等接收各种信号。
例如，接收部11接收上述的信息或表示上述的切换的信号等。
安全处理部12在与无线基站eNB#1、无线基站eNB#2、无线基站eNB#3、无线基站eNB#10之间，利用安全信息进行安全处理。
例如，安全处理部12在PDCP层中进行用于保证(验证)安全性的“完整性保护/完整性验证，Integrity Protection/Integrity Verification”、用于进行加密或解密的“加密/解密，Ciphering/Deciphering”等。
具体地说，“完整性保护/完整性验证”的目的在于，保护在移动台UE与无线基站eNB之间发送接收的控制信号(例如，RRC信令)，使其不会被非法移动台或非法无线基站等篡改数据。
作为用于进行“完整性保护/完整性验证”的安全信息，例如设想表示用于进行“完整性保护/完整性验证”的秘密密钥的“安全密钥，Security Key(KRRC_int)”、表示用于进行“完整性保护/完整性验证”的算法的“加密算法，Ciphering Algorithm(EIAO/EIA1/EIA2)”、用于识别承载的“承载，BEARER”、表示计数值的“计数，COUNT”、表示线路类别的“方向，DIRECTION”等的参数。
例如，安全处理部12也可以通过将“安全密钥”、“计数”、“承载”、“方向”、“消息，MESSAGE(发送的消息其本身)”输入到所指定的算法，将所输出的数据序列作为“MAC-I”提供给控制信号，从而进行“完整性保护”。
此外，安全处理部12也可以通过将“安全密钥”、“计数”、“承载”、“方向”、“消息(发送的消息其本身)”输入到所指定的算法，将所输出的数据序列作为“X-MAC”，并与提供给接收到的控制信号的“MAC-I”进行比较，从而进行“完整性验证”。
此外，“加密/解密”的目的在于，保护移动台UE与无线基站eNB之间的控制信号(例如，RRC信令)以及数据信号(U面信号)，使其不会被不具有权限的第三者窃听。
作为用于进行“加密/解密”的安全信息，例如设想表示用于进行“加密/解密”的秘密密钥的“安全密钥(KRRC_enc/KUP_enc”、表示用于进行“加密/解密”的算法的“加密算法(EIAO/EIA1/EIA2)”、用于识别承载的“承载”、表示加密对象的数据的长度的“长度，LENGTH”、表示计数值的“计数”、表示线路类别的“方向”等的参数。
例如，安全处理部12也可以通过将“安全密钥”、“计数”、“承载”、“方向”、“长度”输入到所指定的算法，算出所输出的数据序列和加密对象的数据(控制信号的情况下为RRC信令以及MAC-I，数据信号的情况下为U面信号)的“异或”，从而进行“加密”。
此外，安全处理部12也可以通过将“安全密钥”、“计数”、“承载”、“方向”、“长度”输入到所指定的算法，算出所输出的数据序列和接收到的加密数据序列的“异或”，从而进行“解密”。
另外，安全处理部12从通过上述的信息而被通知的PDCP-PDU开始，利用小区#2(无线基站eNB#2)中的安全信息进行安全处理。
例如，安全处理部12也可以在接收到表示上述的切换的信号之后，利用小区#2(无线基站eNB#2)中的安全信息进行安全处理。
以下，参照图3以及图4说明本实施方式的移动通信系统的动作。
第一，参照图3说明本实施方式的移动通信系统的动作。
如图3所示，在步骤S1001中，移动台UE经由无线基站eNB#1下属的小区#1以及无线基站eNB#10下属的小区#10进行CA，从无线基站eNB#1以及无线基站eNB#10接收PDCP-PDU。
在步骤S1002中，移动台UE在进行了用于从经由小区#1以及小区#10进行CA的状态切换到经由小区#2以及小区#10进行CA的状态的切换的情况下，在步骤S1003中，对于通过无线基站eNB#1或者无线基站eNB#2所通知的PDCP-PDU(在图3的例子中，HFN＝0/PDCP-SN＝10的PDCP-PDU)以后的PDCP-PDU，进行利用了小区#2中的安全信息的安全处理。
第二，参照图4说明本实施方式的移动台UE的动作。
如图4所示，移动台UE在进行了用于从经由小区#1以及小区#10进行CA的状态切换到经由小区#2以及小区#10进行CA的状态的切换的情况下，在步骤S101中，基于上述的信息，判定对于接收到的PDCP-PDU是否应用了小区#2(无线基站eNB#2)中的安全信息。
在“是”的情况下，在步骤S102中，移动台UE对于接收到的PDCP-PDU，进行利用了小区#2(无线基站eNB#2)中的安全信息的安全处理。
另一方面，在“否”的情况下，在步骤S103中，移动台UE对于接收到的PDCP-PDU，进行利用了小区#1(无线基站eNB#1)中的安全信息的安全处理。
以上叙述的本实施方式的特征也可以表现如下。
本实施方式的第1特征是，一种移动通信系统，具备无线基站eNB#1(第1无线基站)、无线基站eNB#2(第2无线基站)、无线基站eNB#3(第3无线基站)、以及连接到无线基站eNB#3下属的无线基站eNB#10(小型无线基站)，其要点在于，无线基站eNB#1以及无线基站eNB#2管理下属的小区#1～#3中的安全信息，无线基站eNB#3以及无线基站eNB#10不管理下属的小区#10(小型小区)中的安全信息，移动台UE从经由无线基站eNB#1下属的小区#1(第1小区)以及小区#10进行CA的状态切换到经由无线基站eNB#2下属的小区#2(第2小区)以及小区#10进行CA的状态时，对移动台UE通知表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用小区#2中的安全信息的信息。
根据本实施方式的移动通信系统，移动台UE在进行“站点间CA”时，在与多个无线基站eNB连接的状态下进行切换的情况下，对移动台UE通知表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用小区#2中的安全信息的信息，因而移动台UE能够进行适当的安全处理。
在本实施方式的第1特征中，也可以通知应该应用小区#2中的安全信息的最初的PDCP-PDU的计数值，作为上述的信息。
根据本实施方式的移动通信系统，能够通过PDCP-PDU的计数值，对移动台UE准确地通知应该从哪个PDCP-PDU开始应用小区#2中的安全信息。
在本实施方式的第1特征中，也可以通过“切换命令(切换指示信号)”来通知上述的信息。
根据本实施方式的移动通信系统，能够挪用与现有的切换处理相关的信号，对移动台UE通知应该从哪个PDCP-PDU开始应用小区#2中的安全信息。
在本实施方式的第1特征中，也可以在各PDCP-PDU中包含上述的信息。
根据本实施方式的移动通信系统，由于在各PDCP-PDU中包含表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用小区#2中的安全信息的信息，因而能够避免移动台UE在该信息的取得中失败的事态。
在本实施方式的第1特征中，也可以在上述的切换时，无线基站eNB#2在对移动台UE发送PDCP-PDU之前发送表示上述的切换的信号，移动台UE在接收到该信号之后，应用小区#2中的安全信息。
根据本实施方式的移动通信系统，能够避免在移动台UE中上述的信息的接收定时比应该开始小区#2中的安全信息的应用的PDCP-PDU的接收定时还要晚的事态。
本实施方式的第2特征是，一种无线基站eNB，在具备无线基站eNB#1、无线基站eNB#2、无线基站eNB#3、以及连接到无线基站eNB#3下属的无线基站eNB#10的移动通信系统中，能够作为无线基站eNB#1或者无线基站eNB#2而动作，其要点在于，管理下属的小区中的安全信息，移动台UE从经由小区#1以及小区#10进行CA的状态切换到经由小区#2以及小区#10进行CA的状态时，对移动台UE通知表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用小区#2中的安全信息的信息。
本实施方式的第3特征是，一种移动台UE，能够与无线基站eNB#1、无线基站eNB#2、无线基站eNB#3、以及连接到无线基站eNB#3下属的无线基站eNB#10进行通信，其要点在于，在无线基站eNB#1以及无线基站eNB#2管理下属的小区中的安全信息，无线基站eNB#3以及无线基站eNB#10不管理下属的小型小区中的安全信息的情况下，从经由小区#1以及小区#10进行CA的状态切换到经由小区#2以及小区#10进行CA的状态时，根据来自无线基站eNB#1或者无线基站eNB#2的通知，决定应该从哪个PDCP-PDU开始应用小区#2中的安全信息。
另外，上述的移动台UE、无线基站eNB#1/eNB#2/eNB#3/eNB#10、核心网络装置CN的动作可以通过硬件来实施，也可以通过由处理器执行的软件模块来实施，也可以通过两者的组合来实施。
软件模块可以设置在RAM(随机存取存储器)、闪存、ROM(只读存储器)、EPROM(可擦除可编程ROM)、EEPROM(电可擦除可编程ROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM这样的任意形式的存储介质内。
该存储介质连接到处理器，以便该处理器能够对该存储介质读写信息。此外，该存储介质可以集成在处理器中。此外，该存储介质以及处理器可以设置在ASIC内。该ASIC可以设置在移动台UE、无线基站eNB#1/eNB#2/eNB#3/eNB#10、核心网络装置CN内。此外，该存储介质以及处理器可以作为分立元件设置在移动台UE、无线基站eNB#1/eNB#2/eNB#3/eNB#10、核心网络装置CN内。
以上，利用上述实施方式详细说明了本发明，但对于本领域技术人员而言，清楚本发明并不限定于本说明书中说明的实施方式。本发明能够作为修正以及变更方式来实施而不脱离权利要求书的记载所决定的本发明的宗旨以及范围。从而，本说明书的记载以例示说明为目的，对本发明没有任何限制性的意思。
另外，日本专利申请第2012-256260号(2012年11月22日申请)的全部内容通过参照被编入本申请说明书中。
工业上的可利用性
如以上说明的那样，根据本发明，提供一种移动通信系统、无线基站以及移动台，在进行“站点间CA”时，移动台UE在与多个无线基站eNB连接的状态下进行切换的情况下，能够进行适当的安全处理。
标号说明
eNB#1、eNB#2、eNB#3、eNB#10…无线基站
UE…移动台
11…接收部
12…安全处理部

Claims (7)

1.一种移动通信系统，具备第1无线基站、第2无线基站、第3无线基站、以及连接到该第3无线基站下属的小型无线基站，其特征在于，
所述第1无线基站以及所述第2无线基站管理下属的小区中的安全信息，所述第3无线基站以及所述小型无线基站不管理下属的小型小区中的安全信息，
移动台从经由所述第1无线基站下属的第1小区以及所述小型小区进行载波聚合的状态切换到经由所述第2无线基站下属的第2小区以及该小型小区进行载波聚合的状态时，对该移动台通知表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用所述第2小区中的安全信息的信息。
2.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，
通知应该应用所述第2小区中的安全信息的最初的PDCP-PDU的计数值，作为所述信息。
3.如权利要求1或2所述的移动通信系统，其特征在于，
通过切换指示信号来通知所述信息。
4.如权利要求1至3的任一项所述的移动通信系统，其特征在于，
在各PDCP-PDU中包含所述信息。
5.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，
在所述切换时，所述第2无线基站在对所述移动台发送PDCP-PDU之前发送表示所述切换的信号，该移动台在接收到该信号之后，应用所述第2小区中的安全信息。
6.一种无线基站，在具备第1无线基站、第2无线基站、第3无线基站、以及连接到该第3无线基站下属的小型无线基站的移动通信系统中，能够作为该第1无线基站或者该第2无线基站而动作，其特征在于，
管理下属的小区中的安全信息，
移动台从经由所述第1无线基站下属的第1小区以及所述小型小区进行载波聚合的状态切换到经由所述第2无线基站下属的第2小区以及该小型小区进行载波聚合的状态时，对该移动台通知表示应该从哪个PDCP-PDU开始应用所述第2小区中的安全信息的信息。
7.一种移动台，能够与第1无线基站、第2无线基站、第3无线基站、以及连接到该第3无线基站下属的小型无线基站进行通信，其特征在于，
在所述第1无线基站以及所述第2无线基站管理下属的小区中的安全信息，所述第3无线基站以及所述小型无线基站不管理下属的小型小区中的安全信息的情况下，从经由所述第1无线基站下属的第1小区以及所述小型小区进行载波聚合的状态切换到经由所述第2无线基站下属的第2小区以及该小型小区进行载波聚合的状态时，根据来自该第1无线基站或者该第2无线基站的通知，决定应该从哪个PDCP-PDU开始应用所述第2小区中的安全信息。
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