JP2005510152A

JP2005510152A - システム間ｕｔｒａｎ−ｇｍｓハンドオーバー後に即時暗号化を提供するための方法および装置

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Publication number: JP2005510152A
Application number: JP2003545054A
Authority: JP
Inventors: テー．ティモネン，ユーハ; パシライティネン
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: CN1586084A; US6643513B2; CN100438642C; RU2281616C2; BR0214145A; JP3936334B2; EP1444840A1; EP1444840A4; RU2004117888A; WO2003043355A1; US20030092445A1; CA2467292A1

Abstract

システム間ハンドオーバーを実行するための方法が開示される（図４）。この方法は、ＵＴＲＡＮシステムからＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージを送ることにより、ＵＴＲＡＮシステムからＧＳＭシステムへの移動局（１００）のハンドオーバーをトリガする。ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤがＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤと共にトランスペアレント的に送られ、暗号化が開始されるべきであることを示す情報要素をＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤが持っているケースでは、この方法は、ＧＳＭ中の移動局により伝送された最初のデータフレームが暗号化されたデータフレームになるようにＧＳＭシステムへのハンドオーバーの直後にデータ暗号化を開始する。ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージが受信された時に既存のＵＴＲＡＮシステム暗号化データ接続があるケースでは、この方法は、ＧＳＭシステムへのハンドオーバー後にそのデータ接続によってデータ暗号化の使用を中断なく継続する。

Description

本教示は一般にワイヤレス通信システムおよび方法に関し、より具体的には、セルラーワイヤレス通信システムおよび本明細書中でユーザ装置（ＵＥ）とも呼ばれる移動局（ＭＳ）が１つのセルからの別のセルへ移行するための手法に関する。

以下の略語がここで定義され、少なくともそのいくつかは、先行技術および好ましい実施の形態の以下の説明において言及される。
３ＧＰＰ第３世代提携計画（Third Generation Partnership Project）
ＢＳＣ基地局コントローラ（Base Station Controller）
ＢＳＳ基地局システム（Base Station System）
ＢＴＳ基地トランシーバ局（Base Transceiver Station）
ＣＮコアネットワーク（Core Network）
ＣＲＳセル再選択（Cell Re-Selection）
ＣＳセルラーシステム（Cellular System）
ＤＬダウンリンク（Down Link）（ＭＳへ）
ＥＤＧＥグローバル・エボリューションのための拡張データレート（Enhanced Data rate for Global Evolution）
ＥＧＰＲＳ拡張一般パケット無線サービス（Enhanced General Packet Radio Service）
ＧＥＲＡＮＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（GSM/EDGE Radio Access Network）
ＧＰＲＳ一般パケット無線サービス（General Packet Radio Service）
ＧＭＭＧＰＲＳモビリティ管理（GPRS Mobility Management）
ＧＳＭ移動通信用グローバルシステム（Global System for Mobile Communications）
ＨＯハンドオーバー（Handover）
ＩＥ情報要素（Information Element）
ＭＡＣメディアアクセス制御（Medium Access Control）
ＭＳ移動局（Mobile Station）。本明細書中ではユーザ装置（User Equipment）（ＵＥ）とも呼ばれる。
ＭＳＣ移動交換局（Mobile Switching Center）
ＲＬＣ無線リンク制御（Radio Link Control）
ＲＮＣ無線ネットワークコントローラ（Radio Network Controller）
ＲＲ無線リソース（Radio Resources）
ＲＲＣ無線リソース制御（Radio Resources Control）
ＳＧＳＮサービングＧＰＲＳサポートノード（Serving GPRS Support Node）
ＴＢＦ一時的ブロックフロー（Temporary Block Flow）
ＵＬアップリング（Uplink）（ＭＳから）
ＵＭＴＳ汎用移動離通信システム（Universal Mobile Telecommunication System）
ＵＲＡユーザ（またはＵＴＲＡＮ）登録エリア（User (or UTRAN) Registration Area）
ＵＴＲＡＮ汎用地上無線ネットワーク（Universal Terrestrial Radio Network）

３ＧＰＰＴＲ２１．９０５，Ｖ４．４．０（２００１−１０）、第３世代パートナーシッププロジェクト；技術仕様書グループサービスおよびシステムアスペクト；３ＧＰＰ仕様書用語彙（リリース４）、ならびにＥＴＳＩＴＲ１０１７４８，Ｖ８．０．０（２０００−０５），デジタルセルラー通信システム（フェーズ２＋）；略語および頭字語（ＧＳＭ０１．０４バージョン８．０．０リリース１９９９）も参照することができる。

導入として、図１を参照し、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへの従来のシステム間ハンドオーバーについて以下説明する。ＵＥ１は、ＳＹＳＴＥＭＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＢＬＯＣＫまたはＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＣＯＮＴＲＯＬメッセージのいずれか一方の中のＵＴＲＡＮ３のＲＮＣからのＧＳＭ近接セルパラメータを受信する。これらのパラメータは、候補ＧＳＭセルを測定できるようにするために必要とされる。ＧＳＭ測定値を含むＵＥ１からの測定リポートに基づき、ＵＴＲＡＮ３のＲＮＣはハンドオーバーの決定を下す。ＭＳＣ４を介してＧＳＭＢＳＳ２からリソースが予約された後、ＲＮＣ３は、ＧＳＭシステムの埋め込みＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤも運ぶシステム間ハンドオーバーコマンドメッセージ（図２に示されるように、ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤとも呼ばれる）を送信する。この時点で、ＵＥ１中のＧＳＭＲＲプロトコルが支配権を握り、ＧＳＭ特定ＨＡＮＤＯＶＥＲＡＣＣＥＳＳメッセージをＧＳＭＢＳＣに送信する。ハンドオーバー手順が首尾よく完了した後、ＧＳＭＢＳＳ２はＵＴＲＡＮ３からのリソース解放を開始する。応答して、ＵＴＲＡＮ３は無線接続を解放し、ＵＥ１についてのすべてのコンテキスト情報を解消する。

図２を参照すると、３ＧＰＰＴＳ２５．３０３，６．４．１１章に規定されるように、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのシステム間ハンドオーバーのより詳細な説明が示されている。ＣＳ領域サービスについては、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのインターＲＡＴハンドオーバー手順は、ＵＥ１からのレポートに基づくが、ＵＴＲＡＮ３から開始される。ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤは、認証されたデータ転送を用いて専用制御チャネル（Dedicated Control Channel）（ＤＣＣＨ）上を送られる。ＵＴＲＡＮ接続モードからのＵＥ移行は、ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤが受信された時に始まる。ＧＳＭ接続モードと呼ぶこともできるＧＳＭ専用モードへの移行は、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージがＵＥ１から送信さた時に終了される。

ＵＴＲＡＮ３はＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮＲＥＱＵＩＲＥＤをＣＮ／ＡＳへ送信する。このメッセージは、ＧＳＭシステムがハンドオーバーを実行できるのに必要な情報（例えば、サービングセル、目標セル）を含んでいる。この情報のいくつかの部分（例えば、ＭＳクラスマーク）は、ＲＲＣ接続のセットアップにおいて得られ、ＣＮ中に格納される。

ＣＮ／ＡＳは、ＨＡＮＤＯＶＥＲＲＥＱＵＥＳＴメッセージを、ＧＳＭＵＥ１を受信できるのに必要なリソースを割り当てているＢＳＣ−ＲＲ２へ送信し、ＨＡＮＤＯＶＥＲＲＥＱＵＥＳＴＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥをＣＮ／ＡＳへ送信してこれを認証する。ＨＡＮＤＯＶＥＲＲＥＱＵＥＳＴＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥは、ハンドオーバーのためにＵＥ１が必要とするすべての無線関連情報を持っているＧＳＭ−ＲＲメッセージ（ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤ）を含んでいる。

次にＣＮ／ＡＳは、ハンドオーバーの実施を開始するために、ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮＣＯＭＭＡＮＤ（タイプＵＴＲＡＮ−ｔｏ−ＢＳＳＨＡＮＤＯＶＥＲ）をＵＴＲＡＮ３へ送信する。このメッセージは、ＵＥ１がＧＳＭセルに切り替わりＧＳＭへのハンドオーバーを実行できるのに必要なすべての情報を持っているＧＳＭ−ＲＲメッセージ（ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤ）を含んでいる。

ＵＥ１中でＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージが受信されると、ＵＥ−ＲＲＣエンティティは、ＧＳＭ−ＲＲメッセージ（ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤ）をＭＳ−ＲＲエンティティへ転送する。ＵＴＲＡＮリソースを解放するために、ＭＳ-ＲＲエンティティは、ＲＲＣ接続を局所的に解放することをＵＥ−ＲＲＣエンティティに要求する。次にＵＥ−ＲＲＣエンティティは、ＵＥ１のＲＬＣ、ＭＡＣおよび物理層上のリソースを局所的に解放する。

ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤ中で受信された割り当てのＧＳＭチャンネルに切り替わった後、ＧＳＭＭＳは、従来のＧＳＭハンドオーバー起動の場合について通常行うように、ＨＡＮＤＯＶＥＲＡＣＣＥＳＳを連続層１フレームで送信する。

ＨＡＮＤＯＶＥＲＡＣＣＥＳＳを受信した場合、ＢＳＣ−ＲＲ３はこのことを、ＨＡＮＤＯＶＥＲＤＥＴＥＣＴメッセージを送することによりＣＮ／ＡＳに知らせる。ＢＳＣ−ＲＲは、ＰＨＹＳＩＣＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮメッセージを、ＭＳによる適切な伝送を可能にする物理層関連情報の様々なフィールドを含んでいる未認証モードでＧＳＭＭＳへ送る。

層１および層２の接続が首尾よく確立された後、ＧＳＭＭＳはＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージを返す。次にＣＮ／ＡＳは、ＵＴＲＡＮ接続モードにおいてＵＥ１のために使用されたＵＴＲＡＮリソースを解放することができる。ＣＮ／ＡＳは、ＩＵＲＥＬＥＡＳＥＣＯＭＭＡＮＤをＵＴＲＡＮへ送り、その後、ＵＴＲＡＮはＲＬＣ、ＭＡＣおよび物理層からすべてのネットワークリソースを解放することができる。解放操作が完了すると、ＩＵＲＥＬＥＡＳＥＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージがＣＮ／ＡＳへ送られる。

３ＧＰＰ３３．１０２仕様書はＵＭＴＳセキュリティコンテクストを導入している。このＵＭＴＳセキュリティコンテクストは、リリース１９９９（Ｒ９９）ならびに後のＵＭＴＳおよびＧＳＭシステム解放において用いられる。３ＧＰＰ２４．００８の４．３．２．ａ章は、ＧＳＭおよびＵＭＴＳシステム両方についての暗号化キー認証の間に計算される手法を記載している。ＵＭＴＳシステムにおける認証は両方のシステムについての暗号化キーの存在を保証する。

２つのセルラーシステム間のシステム間ハンドオーバー（ＨＯ）は、３ＧＰＰ２５．３３１，０４．１８および０５．０８仕様書、ならびに３ＧＰＰ２５．３０３．６．４．１１章，インターＲＡＴハンドオーバー：ＵＴＲＡＮからＧＳＭ／ＢＳＳ、ＣＳ領域サービス、に記載されている。仕様書３ＧＰＰ０４．１８，９．１．１５章において論じられているＧＳＭ−ＲＲメッセージは、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤである。このコマンドは、３ＧＰＰ２５．３３１，１０．２．１５章において論じられているように、ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤ内で配信される。

ＵＭＴＳからＧＳＭへのシステム間ハンドオーバーにおいて、無線システムはＵＭＴＳ無線システムからＧＳＭ無線システムへ切り替わるのに対して、音声データまたは回路切替データ接続のようなすでに確立されたユーザデータ接続またはリンクが、ハンドオーバー後も続く。このタイプのシステム間ハンドオーバーの間、３ＧＰＰ３３．１０２のセキュリティ目標を保証するためにデータ暗号化（ciphering）または暗号化（encryption）が中断なく継続することが重要である。このことが生じるためには、ＧＳＭ暗号化は、ＧＳＭシステムにハンドオーバーする時に、伝送された最初のデータフレームで直ちに始まらなければならない。しかしながら、本発明者らは、現在書かれているような仕様書３ＧＰＰ０４．１８は、ＧＳＭシステムへのシステム間ハンドオーバーの間にＧＳＭ暗号化の使用を直ちに開始することを不可能にすることに気付いた。

より具体的には、３ＧＰＰ０４．１８，３．４．４．１章は、部分的に以下のように述べている。
任意の暗号モード設定。そのケースでは、この暗号化モードは新しいチャンネルに適用されなければならない。もしそのような情報が全く存在しなければ、暗号化モードは前のチャンネルにおけるものと同じである。どちらの場合でも、暗号化キーは変更されないものとする。この専用モードの場合にＣＹＰＨＥＲＩＮＧＭＯＤＥＣＯＭＭＡＮＤメッセージが前もって伝送されたのでない限り、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤメッセージは「暗号化開始」を示す暗号モード設定ＩＥを含まないものとする。すなわち、もしそのようなＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤメッセージが受信されれば、それは誤りと見なされるものとし、原因「プロトコルエラー不特定」と共にＨＡＮＤＯＶＥＲＦＡＩＬＵＲＥメッセージが直ちに返されるものとし、それ以上のアクションはとられないものとする。ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのハンドオーバーのケースでは、ＢＳＳからＲＮＣを介して移動局へトランスペアレント的に送られるＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤメッセージは、暗号モード設定ＩＥを常に含むものとする。ＣＤＭＡ２０００からＧＳＭへのハンドオーバーのケースでは、ＢＳＳからＲＮＣを介して移動局へトランスペアレント的に送られるＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤメッセージは、暗号モード設定ＩＥを常に含むものとする。

すなわち、ＧＳＭシステムは、ＣＩＰＨＥＲＩＮＧＵＭＯＤＥＣＯＭＭＡＮＤを最初に受信しなければ、暗号化の使用を許さない。しかしながら、ＧＳＭ接続がまだ全く存在していない時は、ＣＩＰＨＥＲＩＮＧＭＯＤＥＣＯＭＭＡＮＤはＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤより前に送られることはない。

別の言い方をすれば、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのシステム間ハンドオーバーがあるケースでは、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤに先がけてＧＳＭ接続が全く存在しない時は、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤより前にどのようなコマンドも送ることは出来ない。こういう事情なので、暗号化は、ＧＳＭへのシステム間ハンドオーバーの間に中断なく継続することができず、従って、暗号化されずに送られている音声またはデータ伝送を第三者が受信してしまう可能性が存在する。

ＵＴＲＡＮ特定メッセージ内で他のコマンドを送ることが可能であることが注目される。一見したところ、ＣＩＰＨＥＲＩＮＧＭＯＤＥＣＯＭＭＡＮＤおよびＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤの双方をトランスペアレント的に容易に送ることができるように思われるかもしれない。しかしながら、これは込み入ったアプローチであり、仕様およびネットワークにかなりの量の変更がなされる必要があろう。

さらに注目すべきことに、万一ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのハンドオーバーということになったらＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤは暗号モード設定ＩＥを常に含むものとすると現行仕様は述べているが、同時に、ＩＥは「暗号化開始」指示を含まないものとすると言われている。

これらの教示の現在好ましい実施の形態に従って、前述およびその他の問題が克服され、その他の利点が実現される。

現システムから目標システムへハンドオーバーするための移動局および移動局実行方法を開示する。この方法は、現システムから現システム特定ハンドオーバーコマンドを受信することにより現システムから目標システムへの移動局のハンドオーバーをトリガするステップを含み、目標システムは、移動局がデータ暗号化の使用を開始するための特定のコマンドを目標システムから受信することにのみ応答してデータ暗号化の使用を開始することを要求するシステムである。現システム特定ハンドオーバーコマンド共に移動局へトランスペアレント的に送られた目標システム特定ハンドオーバーコマンドの受信に応答した目標システムへのハンドオーバー後にデータ暗号化の使用をさらなるステップで開始し、目標システム特定ハンドオーバーコマンドは、暗号化が開始されるべきであることを示すために設定された情報要素を持っている。好ましい実施の形態において、現システム特定ハンドオーバーコマンドは、ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤであり、目標システム特定ハンドオーバーコマンドは、「暗号化開始」を示す暗号モード設定ＩＥを持つＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤである。

別の言い方をすれば、開示されているものは、システム間ハンドオーバーを実行するための方法である。この方法は、ＵＴＲＡＮシステムからＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージを送ることによりＵＴＲＡＮシステムからＧＭＳシステムへの移動局のハンドオーバーをトリガし、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤがＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤと共にトランスペアレント的に送られ、暗号化が開始されるべきであることを示ために設定された暗号モード設定情報要素をＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤが持っているケースでは、ＧＳＭ中の移動局により伝送された最初のデータフレームが暗号化データフレームであるようにＧＳＭシステムへのハンドオーバー直後にデータ暗号化を開始する。ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージが受信された時に既存のＵＴＲＡＮシステム暗号化データ接続があるケースでは、ＧＳＭシステムへのハンドオーバー後にそのデータ接続によって中断なくデータ暗号化の使用を継続する。

本発明の教示の使用は、現在指定されているＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤにどのような修正もなす必要がなく、従って、すでに定義されたメッセージングおよびシグナリングフォーマットおよびプロトコルに対する影響が最小限である。

これらの教示の前記およびその他の局面は、添付の図面と関連して読まれた場合に好ましい実施の形態の以下の詳細な説明においてより明らかにされる。

図３を参照すると、本発明を実行するのに適したワイヤレス通信システム５の実施の形態の単純化したブロック図が例示されている。ワイヤレス通信システム５は、本明細書中でユーザ装置（ＵＥ）とも呼ばれる少なくとも１つの移動局（ＭＳ）１００を含んでいる。図３は、例えば、公衆パケットデータネットワーク（Public Packet Data Network）すなわちＰＤＮのような通信ネットワークに接続するためのサービングＧＰＲＳサポートノード（Serving GPRS Support Node）（ＳＧＳＮ）、少なくとも１つの基地局コントローラ（ＢＳＣ）４０、および所定のエアーインタフェース基準に従って物理チャネルまたは論理チャネル双方を移動局１００へ順方向またはダウンリンク方向で伝送する複数の基地局（ＢＴＳ）５０を有する代表的なネットワークオペレータも示している。リバースまたはアップリンク通信パスも、移動局１００からネットワークオペレータまで存在しており、移動発信されたアクセス要求およびトラフィックを伝える。エアーインタフェース基準は、インターネット７０アクセスおよびウエブページダウンロードを可能にするデータトラフィックのような、音声およびデータトラフィック双方を可能にし得る。

各ＢＴＳ５０は、ＭＳ１００に現在サービスしているサービングセルのようなセルと、少なくとも１つの隣接セルとをサポートする。この代表的なシステムにおいて、ＢＳＣ４０およびＢＴＳ５０は、ＵＴＲＡＮセルラーシステムと関連すると想定されるのに対して、第２のＢＳＣ４０Ａおよび少なくとも１つのＢＴＳ５０Ａは、ＧＳＭセルシステムと関連すると想定される。それ自体、ＢＴＳ５０およびＢＳＣ４０からＢＴＳ５０ＡおよびＢＳＣ４０Ａへのハンドオーバーは、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのシステム間ハンドオーバーである。

ネットワークオペレータは、移動局１００のためのメッセージを受信および送信する適切なタイプのメッセージセンター（ＭＣ）６０も含み得る。他のタイプのメッセージングサービスは、補足データサービス（Supplementary Data Services）および場合によってはマルチメディアメッセージングサービス（Multimedia Messaging Services）（ＭＭＳ）を含むことがあり、そこではイメージメッセージ、ビデオメッセージ、オーディオメッセージ、テキストメッセージ、実行ファイル等、およびそれらの組み合わせがネットワークと移動局１００との間で転送され得る。

移動局１００は、セルラー電話またはパーソナルコミュニケータのようなハンドヘルド無線電話とすることができる。移動局１００は、使用の間別の装置に接続されるカードまたはモジュール内に収容することもできるであろう。例えば、移動局１００は、ラップトップ型またはノートブック型コンピュータ、あるいはユーザ着用可能なコンピュータのような携帯型データプロセッサ内に使用の間組み込まれるＰＣＭＣＩＡまたは同様タイプのカードもしくはモジュール内に収容することもできるであろう。

ユーザ装置または移動局１００は、ディスプレイ１４０の入力に結合された出力およびキーボードまたはキーパッド１６０の出力に結合された入力を持つマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）１２０のようなデータプロセッサを一般に含んでいる。ＭＣＵ１２０は、オペレーティングプログラムを格納するためのリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ならびに要求されたデータ、スクラッチパッドメモリ、受信されたパケットデータ、伝送されるべきパケットデータ等を一時的に格納するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むある種のメモリ１３０を含むかこれに結合されるものと想定される。別個の取り外し可能なＳＩＭ（図示せず）も同様に設けることができ、このＳＩＭは、例えば、好ましい公衆陸上移動通信ネットワーク（Public Land Mobile Network）（ＰＬＭＮ）リストおよびその他の加入者関連情報を格納する。ＲＯＭは、本発明の目的のため、これらの教示に従って、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのシステム間ハンドオーバーおよび関連方法を実装するために必要なソフトウェアルーチン、レイヤーおよびプロトコルをＭＣＵ１２０が実行できるようにするプログラムを蓄えるものと想定される。

ＭＳ１００のＲＯＭも、ディスプレイ１４０およびキーパッド１６０を介して適切なユーザインタフェース（ＵＩ）を提供するプログラムを一般に格納する。示されてはいないが、ユーザが従来のやり方で音声呼出しを実行できるように、マイクおよびスピーカーが一般に設けられる。

移動局１００も、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１８０、または同等の高速プロセッサもしくはロジック、ならびにネットワークオペレータとの通信用アンテナ２４０にどちらも結合されたトランスミッタ２００およびレシーバ２２０を含むワイヤレストランシーバを含むセクションを含んでいる。トランシーバ調整用に、周波数合成器のようなローカル発振器（ＬＯ）２６０が少なくとも１つ設けられる。デジタル化された音声およびパケットデータのようなデータは、アンテナ２４０を介して送信および受信される。

ＭＳ１００のＲＯＭは、３ＧＰＰＴＳ２５．３３１，ｖ４．２．０，１０．２．１５章で定義されるように、ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージをＭＳ１００が受信および処理できるようにするプログラムを蓄えることが想定される。このメッセージは、以下の表に示されるいくつかの情報要素（ＩＥ）を含み、ＵＭＴＳから、ＧＳＭシステムのような別のシステムへのＭＳ１００のハンドオーバーのために用いられる。他のシステムからの１つないし複数のメッセージは、このメッセージ中のＲＡＴ間メッセージ情報要素内に含まれ得る。例えば、もしｃｄｍａ２０００システムへ引き渡すのであればｃｄｍａ２０００メッセージが可能であったように、１つまたは複数のＧＳＭメッセージをこのメッセージ中に埋め込むことができる。その他のシステムメッセージは、そのシステムの仕様に従って構成およびコード化される。

本発明の教示に従って、ＵＴＲＡＮシステムからのハンドオーバー後にＧＳＭ接続モードに入る時に、最初にＣＩＰＨＥＲＩＮＧＭＯＤＥＣＯＭＭＡＮＤを受信することを必要とすることなくＭＳ１００が直ちに暗号化を開始できるように、３ＧＰＰ０４．１８の現在規定されている手順に例外が付加される。

本発明の好ましい実施は、上記引用の３ＧＰＰ０４．１８，３．４．４．１章を、部分的に以下のように解される（またはそれを意味すると解釈され得る）ように変更することである。
この専用モードの場合にＣＹＰＨＥＲＩＮＧＭＯＤＥＣＯＭＭＡＮＤメッセージが前もって伝送されたのでない限り、あるいはＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤメッセージがＲＮＣを介してＢＳＳから移動局へトランスペアレント的に送られるのでない限り、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤメッセージは「暗号化開始」を示す暗号モード設定ＩＥを含まないものとする（強調部追加）。

本明細書中で使用されているように、「ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤメッセージがトランスペアレント的に送られるのでない限り」という文言は、ＧＳＭ特定ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤがＢＳＣ-ＲＲエンティティからＵＴＲＡＮ／ＵＭＴＳ特定コマンド（ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤ）内に封入されたＵＥ−ＲＲエンティティへ送られることを意味する。ＧＳＭ特定コマンドをそのように封入することにより、ＵＴＲＡＮ／ＵＭＴＳ特定コマンドを取り扱うＵＴＲＡＮネットワーク要素は、封入されたＧＳＭ特定コマンドを取り扱ったり理解したりする必要がない。すなわち、ＧＳＭ特定コマンドは、ＵＴＲＡＮネットワークから見て「トランスペアレント（透明）」である。

ワイヤレスネットワークは、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤメッセージが、「暗号化開始」を示すために設定されたＩＥと共に移動局１００へトランスペアレント的に送られるようにするための適切なコントローラまたは制御要素を含むことが想定される。

上記で論じた従来手順に従って、「暗号化開始」を示した暗号モード設定ＩＥと共に受信されたＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤは、エラー条件とみなされ、無視されたであろう。本発明の教示は、ＵＴＲＡＮ特定メッセージと共にトランスペアレント的に送られる「暗号化開始」を示す暗号モード設定ＩＥを持つＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤの受信を、「暗号化開始」を示す暗号モード設定ＩＥが解釈されかつ作用を受ける特別なケースとして認識することにより、この問題を克服する。

図４を参照すると、ステップＡにおいて、ＭＳ１００がシステム間ハンドオーバーを実行するプロセスにあることが想定される。好ましい実施の形態においては、システム間ハンドオーバーは、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのハンドオーバーであるが、本発明の他の実施の形態においては、ハンドオーバーされているシステムが、暗号化の使用開始をＭＳ１００に明示的に指示するコマンドをＭＳ１００が受け取ることがなければ暗号化の使用を許可しないシステムである限り、他のタイプのハンドオーバーが生じ得るであろう。

ステップＢにおいては、上記で説明されたように、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤがトランスペアレント的に受信されたかどうかの判断がなされる。受信を前提にすれば、ステップＣにおいて、トランスペアレント的に受信されたＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤが、暗号化が開始されるべきであることを示すＩＥを持っているかどうかが判断される。もし持っていれば、コントロールがステップＤへ進み暗号化を開始し、次にステップＥへ進んでＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤ処理を終了し、さもなければコントロールはＣからステップＥへ進んでＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤ処理を終了させる。

ステップＢおよびＣで行われるテストは、レジスター中またはメモリ１３０中に格納された適切なソフトウェアフラグの状態をチェックするＭＣＵ１２０により行うことができる。

最終結果は、システム間ハンドオーバーが開始された時に暗号化が実施されていたかどうかにかかわらず、暗号化を開始し得ることである。一般にＵＴＲＡＮシステムのケースに見られるように、暗号化がすでに実施されていたら、システム間ハンドオーバーを実行する時に、暗号化はＧＳＭシステム中で中断なく継続する。もし暗号化がＵＴＲＡＮシステム中で実施されていなかったなら、ＭＳ１００へトランスペアレント的に送られるＧＳＭ特定ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤメッセージ中で暗号モード設定ＩＥを適切にプログラミングすることにより、ＧＳＭシステムにおいてハンドオーバー後に暗号化を直ちに開始することができる。

様々な特定メッセージ機能という面において説明してきたが、本発明の教示が現在好ましい実施の形態にのみ限定されることを意図していないことを当業者は理解するはずである。上記の方法は、ユーザが種々のタイプのシステム間を移行できる能力だけでなく、ユーザ移動性も可能にする多くのワイヤレスネットワークに適用可能である。開示された方法は、付加的なメッセージが送られることを必要としないことによりネットワークリソースを保存するだけでなく、ハンドオーバー後の即時暗号化使用を維持することにより、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのシステム間ハンドオーバー手順を明らかに改善する。開示された方法は、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのハンドオーバー状況に特に適用可能であるが、これらのネットワークタイプのみでの使用に限定されるものではない。

ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのシステム間ハンドオーバーについての単純化したプロセス流れ図である。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、ＵＴＲＡＮからＧＳＭへのシステム間ハンドオーバーのより詳細なプロセス流れ図である。本発明を実行するのに適したワイヤレス通信システムの実施の形態の単純化したブロック図である。本発明による方法を説明する論理流れ図である。

Claims

現システムから目標システムへハンドオーバーするための移動局実行方法であって、
目標システムは、暗号化の使用を開始するための特定のコマンドを移動局が目標システムから受信することにのみ応答して、暗号化の使用を移動局が開始することを要求するシステムであるものとし、現システムから現システム特定ハンドオーバーコマンドを受信することにより現システムから目標システムへの移動局のハンドオーバーをトリガするステップと、
目標システム特定ハンドオーバーコマンドが、暗号化が開始されるべきであることを示すために設定された情報要素を持っており、現システム特定ハンドオーバーコマンドと共にトランスペアレント的に送られる目標システム特定ハンドオーバーコマンドの受信に応答して目標システムへのハンドオーバー後に暗号化の使用を開始するステップとを含む方法。
目標システムがＧＳＭシステムである、請求項１に記載の方法。
現システムがＵＴＲＡＮシステムである、請求項１に記載の方法。
現システム特定ハンドオーバーコマンドは、ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤであり、目標システム特定ハンドオーバーコマンドは、「暗号化開始」を示す暗号モード設定情報要素を持つＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤである、請求項１に記載の方法。
現システムから目標システムへハンドオーバーされるように動作可能な移動局であって、データプロセッサに結合されたＲＦトランシーバを含み、前記データプロセッサは、現システムから目標システムへの移動局のハンドオーバーをトリガするために現システムからの現システム特定ハンドオーバーコマンドの前記ＲＦによる受信に応答し、目標システムは、暗号化の使用を開始するための特定コマンドの目標システムからの受信にのみ応答して、暗号化の使用を移動局が開始することを要求するシステムであり、前記データプロセッサは、現システム特定ハンドオーバーコマンドと共にトランスペアレント的に送られる目標システム特定ハンドオーバーコマンドの受信に応答して目標システムへのハンドオーバー後に暗号化の使用を直ちに開始するために動作し、目標システム特定ハンドオーバーコマンドは、暗号化を開始すべきであることを示すために設定された情報要素を持っている移動局。
目標システムがＧＳＭシステムである、請求項５に記載の移動局。
現システムがＵＴＲＡＮシステムである、請求項５に記載の移動局。
現システム特定ハンドオーバーコマンドは、ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤであり、目標システム特定ハンドオーバーコマンドは、「暗号化開始」を示す暗号モード設定情報要素を持つＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤである、請求項５に記載の移動局。
システム間ハンドオーバーを実行するための方法であって、
ＵＴＲＡＮシステムからＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージを送ることにより、ＵＴＲＡＮシステムからＧＳＭシステムへの移動局のハンドオーバーをトリガするステップと、
ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤがＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤと共にトランスペアレント的に送られ、暗号化を開始すべきであることを示すために設定された情報要素をＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤが持っている場合に、ＧＳＭシステム中の移動局により伝送された最初のデータフレームが暗号化されたデータフレームであるようにＧＳＭシステムへのハンドオーバー後に暗号化を直ちに開始するステップとを含む方法。
ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージが受信された時に既存のＵＴＲＡＮシステム暗号化接続がある場合に、ＧＳＭシステムへのハンドオーバー後にその接続によって暗号化の使用を中断なく継続する、請求項９に記載の方法。
システム間ハンドオーバーを実行するために動作可能なワイヤレス移動通信システムであって、
ＵＴＲＡＮシステムから所定のコマンドメッセージを送ることにより、ＵＴＲＡＮシステムからＧＳＭシステムへの移動局のハンドオーバーをトリガするためのワイヤレスネットワーク手段であって、所定のコマンドは、ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤと共にトランスペアレント的に送られるＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤを持つＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージを含み、ＨＡＮＤＯＶＥＲＣＯＭＭＡＮＤは、暗号化を始めるべきことを示すために設定された情報要素を含むワイヤレスネットワーク手段と、
ＧＳＭシステムへのハンドオーバー直後に暗号化を開始するための、所定のコマンドの受信に応答する移動局手段とを含むシステム。
ＨＡＮＤＯＶＥＲＦＲＯＭＵＴＲＡＮＣＯＭＭＡＮＤメッセージが受信された時に既存のＵＴＲＡＮシステム暗号化接続がある場合に、ＧＳＭシステムへのハンドオーバー後にその接続によって暗号化の使用を中断なく継続する、請求項１１に記載のシステム。