JP2008109672A - 無線通信システムにおいてプロトコルエラーを処理する方法及び装置 - Google Patents

無線通信システムにおいてプロトコルエラーを処理する方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】リセットプロセスを適時に起動してプロトコルエラーを回復する方法及び装置を提供する。
【解決手段】方法は、暗号化されたPDUを受信する段階と、上記PDUを復号する段階と、上記PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動する段階を含む。
【選択図】図3

Description

本発明は無線通信システムにおいてプロトコルエラーを処理する方法及び装置に関し、特に不必要なリセットプロセスを回避してプロトコルエラーを正確に処理し、状況によって受信端でリセットプロセスを適時に起動してプロトコルエラーを回復する方法及び装置に関する。
第三世代移動通信技術はWCDMA(広帯域時分割多元接続)方式で高スペクトル利用効率、高カバー率、優れた通話品質と高速伝送を実現するとともに、QoS(サービス品質)の確保、柔軟性のある双方向通信の実現、通話中断率の低減に大きく寄与する。
ユーザーデータと信号情報の傍受を防止するため、従来の第三世代移動通信システムはセキュリティーモード制御プロセスで、ユーザー端とネットワーク端との間の専用チャネルの暗号化を起動するか、暗号化設定パラメータを変更し、信号の傍受を防止する。セキュリティーモード制御プロセスは暗号化アルゴリズムを用いて暗号化保護手段に必要な鍵ストリームブロックを提供する。送信端は鍵ストリームブロックと平文ブロックを暗号化して暗号文ブロックにし、受信端は送信端と同じ鍵ストリームブロックで暗号文を解読して平文ブロックにすることができる。暗号化アルゴリズムには数個のパラメータが用いられ、そのうち暗号化シーケンス番号は20ビットのRLC HFN(無線リンク制御ハイパーフレーム番号)と12ビットのRLC SN(無線リンク制御シーケンス番号)からなる。
RLC SNは送信パケットのヘッダ部にはめ込まれるパケットSN(シーケンス番号)であり、RLC HFNは送信端と受信端に保存される。HFNはパケットSNの繰り上がり数に相当する。パケットSNのビットで表示可能な値を超えると、パケットSNをリセットし、HFNに1を加算する。例えば、パケットSNが7ビットの場合、即ち表示可能な範囲が0−127の場合、パケットSNが127を超えるとHFNに1を加算され、HFNは0に戻される。したがって、各パケットのSNを利用して送信端と受信端でHFNを適時に累算し、両方のHFNを同期することで暗号化/復号化を円滑に進めることが可能である。
しかし、送信端と受信端のHFNが同期できず、暗号化/復号化に支障が生じることもありうる。この場合、RLC(無線リンク制御)エンティティーでリセットプロセスを起動し、HFNを同期させることが可能である。3GPPによるRLCプロトコル規格によれば、送信端のRLCエンティティーは下記状況が検出された場合にリセットプロセスを起動する。これを詳述するため、以下に関連変数とパラメータの意義、及びSDU(サービスデータユニット)削除の動作モードについて先に説明しておく。
変数VT(DAT):AM(アクノレッジ)モードでPDU(プロトコルデータユニット)を送信スケジュールに入れる回数を示す。PDUごと1つの変数VT(DAT)に対応し、変数VT(DAT)はPDUを送信スケジュールに入れる回数を累計した値である。
変数VT(MRW):MRW(受信ウィンドウ移動)指令の送信回数を示す。
変数VT(RST):リセット状態変数であって、リセットプロセス終了前にリセットPDUを送信スケジュールに入れる回数を示す。
パラメータMaxDAT:変数VT(DAT)の上限値を示す。AMモードのPDUを送信スケジュールに入れる回数は、パラメーターMaxDATより小さくしなければならない。変数VT(DAT)がパラメーターMaxDATと一致した場合、上位層でRLCレイヤーのリセットするか、またはSDUの削除を行う。
パラメータMaxMRW:変数VT(MRW)の上限値を示す。MRW指令の送信可能回数はパラメータMaxMRWより小さいか等しくしなければならない。
パラメータMaxRST:変数VT(RST)の上限値を示す。リセットPDUの送信可能回数はパラメータMaxRSTより小さくしなければならない。変数VT(RST)がパラメータMaxRSTと一致した場合は返答不能のエラーを上位層に通報すべきである。
SDU削除は4種類のモードで行われ、そのうちパラメータMaxDATと関係があるのは下記2種類がある。
1.パラメータMaxDAT送信回数達成後にSDU削除:このモードでは、PDUを送信スケジュールに入れる回数(VT(DAT))がパラメータMaxDATに達すると、送信端で同PDUで運ばれる(1個または複数個)SDUセグメントに対応するSDU、またはSDU(1個または複数個)の終了位置を示す長さ指示フィールドに対応するSDUを削除するうえ、その旨を受信端に明示的に通報する。
2.パラメータMaxDAT送信回数達成後にリセット:このモードでは、PDUを送信スケジュールに入れる回数(VT(DAT))がパラメータMaxDATに達すると、送信端でRLC層のリセットを起動する。
リセットプロセスはプロトコルエラーの検出時に起動される。プロトコルエラーの有無判断は、送信端のRLCエンティティーに下記状況が検出されたかどうかに基づく。
1.「パラメータMaxDAT送信回数達成後にリセット」モードが起動され、かつ変数VT(DAT)がパラメータMaxDATと一致した場合に、RLC層のリセットは起動される。
2.変数VT(MRW)がパラメータMaxMRWと一致した場合。
3.受信端から送信端に返送する状態PDUかピギーバック状態PDUに誤ったシーケンス番号が含まれた場合。例えば肯定応答されたSNが後に否定応答されるか、または肯定応答されたSNが実際に送信端から発送されていない場合。
リセットプロセスの起動後、送信端でデータPDUや制御PDUの送信を中止し、受信端から返送されたデータPDU、制御PDUまたはピギーバック制御PDUを無視するうえ、変数VT(RST)に1を加算する。変数VT(RST)がパラメータMaxRSTと一致すれば、送信端はRLCリセットプロセスを中止し、動作中のリセットタイマー(Timer_RST)を停止させ、更に返答不能のエラーを上位層に通報する。それに反して、変数VT(RST)がパラメータMaxRSTより小さい場合、送信端でリセットPDUを下位層に送信し、リセットタイマーを起動する。
以上のとおり、送信端は以上の状況のいずれかが検出された場合にリセットプロセスを行ってプロトコルエラーを回復する。しかし、このような技術には以下の欠点を有する。
まず、送信端で上記状況のいずれかが検出された場合にのみリセットプロセスを起動する方法は、プロトコルエアーが発生したが上記状況が発生していない場合ではエラーを回復できない。例えば、「パラメータMaxDAT送信回数達成後にSDU削除」モード(このモードは上記状況に対応していない)の起動後、HFNが同期できず、受信端でPDUを正確に復号できない場合、受信端は同PDUの再送を送信端に求める。PDUを送信スケジュールに入れる回数(VT(DAT))がパラメータMaxDATに達すると、送信端はSDU削除を起動する。SDUを削除するとき、送信端はMRW指令を含んだ制御PDUを出力する。この制御PDUは暗号化されていないため、HFNが同期できるかどうかにかかわらず、受信端で送信端からの制御PDUを正常に受信できる。その後、SDUを削除してから送信端は次のPDUを出力する。しかし、HFNの同期はまだ回復していない(リセットが行われていない)ため、受信端で信号を復号できない。言い換えれば、「パラメータMaxDAT送信回数達成後にSDU削除」モードの起動後、SDU削除はいかなる場合でも実行できるため、リセットを行えず、HFN非同期のエラーは回復できない。
また、復号後のピギーバック制御PDUに無効値が含まれた場合、従来は同ピギーバック制御PDUを削除するのみで、その情報(例えば、HFNの同期状態はピギーバック制御PDUで判断できる)を利用しない。
まとめていえば、従来の技術はHFNの非同期によるエラーを処理できないので、送信効率が低下し、システム資源を節減できないという欠点がある。
本発明は前述の問題を解決するため、無線通信システムにおいてプロトコルエラーを処理する方法及び装置を提供することを課題とする。
本発明は無線通信システムの受信端においてプロトコルエラーを処理する方法を提供する。該方法は、暗号化されたPDU(プロトコルデータユニット)を受信する段階と、上記PDUを復号する段階と、上記PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動する段階を含む。
本発明は更に、無線通信システムにおいてプロトコルエラーを正確に処理するための通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するCPU(中央処理装置)と、制御回路の中にCPUと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、暗号化されたPDUを受信するコードと、上記PDUを復号するコードと、上記PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動するコードを含む。
本発明は更に、無線通信システムの送信端においてプロトコルエラーを処理する方法を提供する。該方法は、暗号化された第一PDUを受信する段階と、第一PDUを第二PDUに復号する段階と、第二PDUにピギーバック制御PDUが含まれた場合に該ピギーバック制御PDUを取得する段階と、上記ピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動する段階を含む。
本発明は更に、無線通信システムにおいてプロトコルエラーを正確に処理するための通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するCPUと、制御回路の中にCPUと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、暗号化された第一PDUを受信するコードと、第一PDUを第二PDUに復号するコードと、第二PDUにピギーバック制御PDUが含まれた場合に該ピギーバック制御PDUを取得するコードと、上記ピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動するコードを含む。
本発明はプロトコルエラーを正確に処理し、状況によって受信端でリセットプロセスを適時に起動してプロトコルエラーを回復することができる。
かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。
図1を参照する。図1は無線通信装置100のブロック図である。説明を簡素化するため、図1では無線通信装置100の入力装置102、出力装置104、制御回路106、CPU(中央処理装置)108、記憶装置110、プログラムコード112及びトランシーバー114のみ描かれている。無線通信装置100において、制御回路106はCPU108を用いて記憶装置110に記録されたプログラムコード112を実行し、無線通信装置100の動作を制御する装置であり、入力装置102(例えばキーボード)でユーザーが入力した信号を受信し、出力装置104(スクリーン、スピーカーなど)で映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー114は受信した信号を制御回路106に送信し、または制御回路106による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー114は第一層の一部とみなされ、制御回路106は第二層と第三層の機能を実現するものである。
図2を参照する。図2は図1に示すプログラムコード112を表す説明図である。プログラムコード112はアプリケーションレイヤー200と、第三層インターフェイス202と、第二層インターフェイス206を備え、第一層インターフェイス218と接続されている。信号を発する場合、第二層インターフェイス206(すなわちRLCレイヤー)で第三層インターフェイス202によるデータに基づいて、複数のSDU208を生成してバッファー212に保存する。その後、第二層インターフェイス206でバッファー212に保存されたSDU208に基づいて、複数のPDU214を生成して第一層インターフェイス218を介して送信先に出力する。それに反して、無線信号を受信する場合、第一層インターフェイス218で信号を受信し、それをPDU214として第二層インターフェイス206に送信する。その後、第二層インターフェイス206でPDU214をSDU208に還元し、バッファー212に保存する。最後に、第二層インターフェイス206でバッファー212に保存されたSDU208を第三層インターフェイス202に送信する。
前述によれば、送信端と受信端のHFNが同期しないと、暗号化・復号化は円滑に進められない。この場合は、第二層インターフェイス206でリセットプロセスを起動し、HFN非同期のエアーを回復する。それに鑑みて、本発明はプロトコルエラー処理プログラムコード220を提供し、リセットプロセスを適時に起動してHFN非同期のエアーを回復する。下記送信端と受信端の定義は当業者に周知のとおり、ユーザー端でアップリンク伝送を実現する場合、ユーザー端は送信端であってネットワーク端は受信端であり、ネットワーク端でダウンリンク伝送を実現する場合、ユーザー端は受信端であってネットワーク端は送信端である。
図3を参照する。図3は本発明の実施例1による方法30のフローチャートである。下記方法30は無線通信システムの受信端におけるプロトコルエラー処理に用いられ、プロトコルエラー処理プログラムコード220としてコンパイルすることができる。

ステップ300:開始。
ステップ302:暗号化されたPDUを受信する。
ステップ304:上記PDUを復号する。
ステップ306:上記PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動する。
ステップ308:終了。

以上のとおり、受信端で暗号化されたPDUを受信して復号した後、同PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合、リセットプロセスは起動される。言い換えれば、受信端で受信したPDUのフィールドに無効値が含まれると検出すれば、受信端でリセットプロセスを起動する。即ち、受信端で受信したPDUを検査し、その内容に基づいてリセットプロセスの起動を決定する。
従来の技術では、受信端は「パラメータMaxDAT送信回数達成後にリセット」モードが起動され、かつ変数VT(DAT)がパラメータMaxDATと一致した場合、変数VT(MRW)がパラメータMaxMRWと一致した場合、または受信端から送信端に返送する状態PDUかピギーバック状態PDUに誤ったシーケンス番号が含まれた場合にのみリセットを行う。言い換えれば、システムにプロトコルエアーが発生したが、上記状況が発生していない場合では、同プロトコルエラーを回復できない。それと比べて、本発明は受信端で受信したPDUのフィールドに無効値が含まれると検出した場合に受信端でリセットプロセスを起動するため、従来の問題を回避できる。
例えば、「パラメータMaxDAT送信回数達成後にSDU削除」モード(このモードは上記状況に対応していない)の起動後、HFNが同期できず、受信端でPDUを正確に復号できない場合、本発明は受信端でリセットプロセスを起動し、HFNの同期を回復する。
注意すべきは、本発明は受信端でPDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれることが検出された場合にリセットプロセスを起動する。該PDUは望ましくは暗号化されたRLC PDU、例えばAMモードのデータPDUであり、該フィールドは特定フィールドに限らず、例えば長さ指示フィールドが可能である。換言すれば、受信端でAMモードのデータPDUを受信した場合、その長さ指示フィールドに無効値が含まれれば、本発明は受信端でリセットプロセスを起動する。
したがって、本発明はプロトコルエラー(例えばHFN非同期)の検出時に受信端でリセットプロセスを適時に起動し、該エラーを回復することができる。
図4を参照する。図4は本発明の実施例2による方法40のフローチャートである。下記方法30は無線通信システムの送信端におけるプロトコルエラー処理に用いられ、プロトコルエラー処理プログラムコード220としてコンパイルすることができる。

ステップ400:開始。
ステップ402:暗号化された第一PDUを受信する。
ステップ404:第一PDUを第二PDUに復号する。
ステップ406:第二PDUにピギーバック制御PDUが含まれる。
ステップ408:上記ピギーバック制御PDUを取得する。
ステップ410:上記ピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動する。
ステップ412:終了。

以上のとおり、送信端で受信端から返送されたピギーバック制御PDUを受信し、該ピギーバック制御PDUを含んだPDUは暗号化されたものである場合、該ピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれれば、リセットプロセスを起動する。言い換えれば、受信したピギーバック制御PDUのフィールドに無効値が含まれると検出された場合に、受信端でリセットプロセスを起動する。
従来の技術では、受信端は前記3種類の状況が発生した場合にのみリセットプロセスを起動する。ピギーバック制御PDUに無効値が含まれた場合、従来の技術では同制御PDUを削除するのみで、それに運ばれる情報を利用しない。それと比べて、本発明では受信したピギーバック制御PDUのフィールドに無効値が含まれると検出すれば、送信端はリセットプロセスを起動する。言い換えれば、本発明の送信端は前記状況に限らず、ピギーバック制御PDUの情報に基づいてリセットプロセスを適時に起動することができる。
注意すべきは、本発明は送信端で受信したピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれると検出された場合にリセットプロセスを起動する。例えば、ピギーバック制御PDUのタイプ指示フィールドで同ピギーバック制御PDUがPDUで運べないことを示すか、同ピギーバック制御PDUがリセットPDUかリセット肯定応答PDUであることを示す場合に、リセットプロセスを起動する。
したがって、本発明は受信端から返送されたピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合に、送信端でリセットプロセスを起動してプロトコルエラーを適時に回復する。
以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。
本発明は従来の動作条件を変更したのみであり、実施可能である。
本発明による無線通信装置のブロック図である。 図1に示すプログラムコードを表す説明図である。 本発明の実施例1による方法のフローチャートである。 本発明の実施例2による方法のフローチャートである。
符号の説明
100 無線通信装置
102 入力装置
104 出力装置
106 制御回路
108 CPU
110 保存装置
112 プログラムコード
114 トランシーバー
200 アプリケーションレイヤー
202 第三層インターフェイス
206 第二層インターフェイス
208 SDU
212 バッファー
214 PDU
218 第一層インターフェイス
220 プロトコルエラー処理プログラムコード

Claims (12)

  1. 無線通信システムの受信端においてプロトコルエラーを処理する方法であって、
    暗号化されたPDU(プロトコルデータユニット)を受信する段階と、
    上記PDUを復号する段階と、
    上記PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動する段階を含むことを特徴とするプロトコルエラーの処理方法。
  2. 前記PDUはRLC(無線リンク制御)PDUであることを特徴とする請求項1記載のプロトコルエラーの処理方法。
  3. 前記PDUはAM(アクノレッジ)モードのデータPDUであり、前記少なくとも1つのフィールドは長さ指示フィールドを含むことを特徴とする請求項1記載のプロトコルエラーの処理方法。
  4. 無線通信システムにおいてプロトコルエラーを正確に処理するための通信装置であって、通信装置の機能を実現する制御回路と、
    制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するCPU(中央処理装置)と、
    制御回路の中にCPUと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含み、該プログラムコードは、
    暗号化されたPDUを受信するコードと、
    上記PDUを復号するコードと、
    上記PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動するコードを含むことを特徴とする通信装置。
  5. 前記PDUはRLC PDUであることを特徴とする請求項4記載の通信装置。
  6. 前記PDUはAMモードのデータPDUであり、前記少なくとも1つのフィールドは長さ指示フィールドを含むことを特徴とする請求項4記載の通信装置。
  7. 無線通信システムの送信端においてプロトコルエラーを処理する方法であって、
    暗号化された第一PDUを受信する段階と、
    第一PDUを第二PDUに復号する段階と、
    第二PDUにピギーバック制御PDUが含まれた場合に該ピギーバック制御PDUを取得する段階と、
    上記ピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動する段階を含むことを特徴とするプロトコルエラーの処理方法。
  8. 前記ピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動する段階は、ピギーバック制御PDUのタイプ指示フィールドで該ピギーバック制御PDUが第二PDUで運べないことを示した場合にリセットプロセスを起動することを特徴とする請求項7記載のプロトコルエラーの処理方法。
  9. 前記タイプ指示フィールドはピギーバック制御PDUがリセットPDUかリセット肯定応答PDUであるかを示すものであることを特徴とする請求項8記載のプロトコルエラーの処理方法。
  10. 無線通信システムにおいてプロトコルエラーを正確に処理するための通信装置であって、通信装置の機能を実現する制御回路と、
    制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するCPUと、
    制御回路の中にCPUと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含み、該プログラムコードは、
    暗号化された第一PDUを受信するコードと、
    第一PDUを第二PDUに復号するコードと、
    第二PDUにピギーバック制御PDUが含まれた場合に該ピギーバック制御PDUを取得するコードと、
    上記ピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動するコードを含むことを特徴とする通信装置。
  11. 前記ピギーバック制御PDUの少なくとも1つのフィールドに無効値が含まれた場合にリセットプロセスを起動するコードは、ピギーバック制御PDUのタイプ指示フィールドで該ピギーバック制御PDUが第二PDUで運べないことを示した場合にリセットプロセスを起動することを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  12. 前記タイプ指示フィールドはピギーバック制御PDUがリセットPDUかリセット肯定応答PDUであるかを示すものであることを特徴とする請求項11記載の通信装置。
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