JP2008118649A - 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

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、第一信号ＲＢ（無線ベアラ）を確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動する段階と、第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信する段階と、特定の条件に合致した場合に、第一メッセージを未受信とみなし、暗号化パラメータの同期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ＲＲＣ（無線資源制御）メッセージが完全性検査を通過していないか、不正確な数値を含んだフィールドを備えた場合にプロトコルエラーを適時に回復することで、正確なＲＲＣメッセージを即時に送信して送信効率を高め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完全性保護や暗号化保護を行って、データ送信の安全性を確保する。完全性保護は、信号無線ベアラで送信されるＲＲＣメッセージを守り、暗号化保護は専用チャネルで送信されるＲＬＣ ＰＤＵ（無線リンク制御プロトコルデータユニット）を守ることを目的とする。

無線ベアラ（ＲＢ）とはＲＲＣ層の論理データ交換チャネルであり、ユーザーデータ交換用のものかＲＲＣ層の制御信号交換用のものかを問わず、ＲＲＣ層の論理チャネルはすべて無線ベアラによって定義されている。信号無線ベアラとはＲＲＣメッセージに用いるＲＢをいい、ＲＲＣ接続管理プロセス、ＲＢ制御プロセス、ＲＲＣ接続モビリティプロセスまたは測定プロセスなど様々なＲＲＣプロセスに利用される。したがって、信号ＲＢでメッセージを送信する確率は、そうでない場合よりはるかに低い。

３ＧＰＰによるＲＲＣプロトコル規格によれば、完全性保護の起動後、ユーザー端やネットワーク端では信号を送信するたびにデータ完全性メッセージ確認コードを添付する。この確認コードは毎回異なるため、合法的なユーザー端やネットワーク端はそれに基づいてデータの正確性を判断することができる。完全性検査の結果が正確であれば信号を受信して信号の内容に従って動作し、そうでなければ従来の技術ではメッセージを未受信とみなす。

一方、暗号化保護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計算し、送信端で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、更に受信端で送信端と同じ鍵ストリームブロックを用いて暗号文を解読して平文ブロックにする。暗号化アルゴリズムでは数個のパラメータを用いて、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エンティティーでは３種類の状況が検出された場合にリセットプロセスを起動する。その１つは、「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と一致した場合である。「パラメータＭａｘＤＡＴ送信回数達成後にリセット」モードでは、ＰＤＵを送信スケジュールに入れる回数（変数ＶＴ（ＤＡＴ））が最大送信回数（パラメータＭａｘＤＡＴ）に達した場合に、送信端で同ＰＤＵにより運ばれる１個または複数の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。

したがって、「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層のリセットプロセスは起動される。リセットが完了すると、送信端と受信端のＨＦＮ同期は回復される。言い換えれば、送信端のＲＬＣエンティティーでＨＦＮの非同期が検出されると、送信端でＲＬＣリセットプロセスを行って送信端と受信端のＨＦＮを同期させる。しかし、送信端でＨＦＮ非同期を検出できるかどうかは、ＡＭ（アクノレッジ）モードのＰＤＵ長と関係し、即ちＨＦＮ非同期の検出成功率は１００％以下である。例えばＨＦＮ非同期の検出成功率を３０％とすれば、誤ったＨＦＮを用いたＰＤＵのうち７０％がＲＬＣエンティティーによりエラーを検出できず、肯定応答がなされたものとして上位層エンティティー（ＲＲＣエンティティー）に送信される。一方、ＲＲＣメッセージを信号ＲＢを介してＲＲＣエンティティーに送信した後、ＲＲＣエンティティーは完全性検査を行って、検査を通過できないメッセージを未受信とする。しかし、信号ＲＢでメッセージを送信する確率はそうでない場合よりはるかに低いので、誤ったＨＦＮで復号されたＲＬＣ ＰＤＵをＲＲＣエンティティーに送信すれば、完全性検査で完全性エラーを検出し、メッセージを削除する確率は非常に低い（信号ＲＢでメッセージを送信するため）。この場合、ＨＦＮの非同期はＲＬＣエンティティーでの検出を待たなければならないため、ＲＲＣメッセージの送信に遅延が生じ、送信効率が低下する結果となる。

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、第一信号ＲＢ（無線ベアラ）を確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動する段階と、第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信する段階と、特定の条件に合致した場合に、第一メッセージを未受信とみなし、暗号化パラメータの同期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、第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動するコードと、第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信するコードと、特定の条件に合致した場合に、第一メッセージを未受信とみなし、暗号化パラメータの同期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、第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動する段階と、第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信する段階と、特定の条件に合致した場合に、該第一メッセージを未受信とみなし、第一信号ＲＢを解放する段階を含む。

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、第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動するコードと、第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信するコードと、特定の条件に合致した場合に、該第一メッセージを未受信とみなし、第一信号ＲＢを解放するコードを含む。

本発明はＲＲＣメッセージが完全性検査を通過していない場合に、プロトコルエラーを適時に回復し、正確なＲＲＣメッセージを即時に送信し、送信効率を高めることができる。

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層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。第三層インターフェイス２０２はＲＲＣメッセージ２０８を記録するバッファ２１２を備え、ＲＲＣメッセージ２０８に基づいてＲＲＣ ＰＤＵ２１４を出力する。アプリケーション層２００でプロセスを実行するための制御信号はＲＲＣ ＰＤＵ２１４に添付して出力され、制御信号は第二層インターフェイス２０６と第一層インターフェイス２１８のプロトコルエンティティーを設定、変更、解放し、データ交換チャネルを確立、調整、中止することができる。
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。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。

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：第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動する。

ステップ３０４：第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信する。

ステップ３０６：特定の条件に合致した場合に第一メッセージを未受信とみなし、暗号化パラメータの同期プロセスを起動する。

ステップ３０８：終了。

以上のとおり、第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動した後に特定の条件に合致した場合、本発明ではそれを未受信とみなすうえ、暗号化パラメータの同期プロセスを起動する。この暗号化パラメータは望ましくはＨＦＮである。特定の条件とは望ましくは、上記信号ＲＢで運ばれるメッセージが完全性検査を通過しないこと、または第一メッセージのフィールドに不正確な数値が含まれることである。

したがって、誤ったＨＦＮでＰＤＵを復号した後、本発明では対応するＲＲＣメッセージを未受信とみなし、ＨＦＮ同期プロセスを起動することで、プロトコルエラーを適時に回復する。ＨＦＮの同期プロセスはリセットプロセスで実現できる。即ちリセットプロセスを起動するか、またはＲＲＣエンティティーで他の信号ＲＢを用いてメッセージを送信し、ＨＦＮを更新する。

従来の技術では、誤ったＨＦＮで復号されたＲＬＣ ＰＤＵをＲＲＣエンティティーに送信した後、ＨＦＮ非同期の検出確率は極めて低い。したがって、ＨＦＮ非同期を回復するために、ＲＬＣエンティティーでＨＦＮ非同期が検出されるまで待たなければならず、ＲＲＣメッセージの送信に遅延が生じ、送信効率が低下する結果となる。それと比べて、本発明ではＲＲＣエンティティーで完全性検査を通してメッセージから完全性エラーが検出されたか、またはフィールドに不正確な数値が含まれると検出された場合に、同メッセージを未受信とみなし、ＨＦＮ同期プロセス（リセットまたはＨＦＮ更新）を起動する。したがって、本発明はＨＦＮが同期していない場合にエラーを迅速に修復し、正確なＲＲＣメッセージを即時に送信し、送信効率を高めることができる。

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４０は無線通信システムの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：第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動する。

ステップ４０４：第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信する。

ステップ４０６：特定の条件に合致した場合に第一メッセージを未受信とみなし、第一信号ＲＢを解放する。

ステップ４０８：終了。

以上のとおり、第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動した後に特定の条件に合致した場合に、本発明ではそれを未受信とみなすうえ、第一信号ＲＢを解放する。望ましくは、本来の信号ＲＢに代わって他の信号ＲＢを確立する。特定の条件とは望ましくは、上記信号ＲＢで運ばれるメッセージが完全性検査を通過しないこと、または第一メッセージのフィールドに不正確な数値が含まれることである。

したがって、誤ったＨＦＮでＰＤＵを復号した後、本発明では対応するＲＲＣメッセージを未受信とみなし、更に第一信号ＲＢを解放し、本来の信号ＲＢに代わって他の信号ＲＢを確立することで、プロトコルエラーを適時に回復する。

従来の技術では、誤ったＨＦＮで復号されたＲＬＣ ＰＤＵをＲＲＣエンティティーに送信した後、ＨＦＮ非同期の検出確率は極めて低い。したがって、ＨＦＮ非同期を回復するために、ＲＬＣエンティティーでＨＦＮ非同期が検出されるまで待たなければならず、ＲＲＣメッセージの送信に遅延が生じ、送信効率が低下する結果となる。それと比べて、本発明ではＲＲＣエンティティーで完全性検査を通してメッセージから完全性エラーが検出されたか、またはフィールドに不正確な数値が含まれると検出された場合に、同メッセージを未受信とみなし、更に第一信号ＲＢを解放し、本来の信号ＲＢに代わって他の信号ＲＢを確立することで、プロトコルエラーを適時に回復する。したがって、本発明はＨＦＮが同期していない場合にエラーを迅速に修復し、正確なＲＲＣメッセージを即時に送信し、送信効率を高めることができる。

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 アプリケーション層
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
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 (22)

1. 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であって、
   第一信号ＲＢ（無線ベアラ）を確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動する段階と、
   第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信する段階と、
   特定の条件に合致した場合に、第一メッセージを未受信とみなし、暗号化パラメータの同期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. 前記特定の条件とは、第一メッセージが完全性保護プロセスによる検査を通過しないこと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. 前記特定の条件とは、第一メッセージのフィールドに不正確な数値が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. 前記暗号化パラメータはＨＦＮ（ハイパーフレーム番号）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。
5. 前記暗号化パラメータの同期プロセスを起動する段階では、リセットプロセスの起動を指示し、暗号化パラメータの同期プロセスを起動す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。
6. 前記暗号化パラメータの同期プロセスを起動する段階では、第二メッセージを送信して暗号化パラメータを更新す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。
7. 前記第二メッセージは第二信号ＲＢで送信されることを特徴とする請求項６記載のプロトコルエラーの処理方法。
8. 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、
   第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動するコードと、
   第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信するコードと、
   特定の条件に合致した場合に、第一メッセージを未受信とみなし、暗号化パラメータの同期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。
9. 前記特定の条件とは、第一メッセージが完全性保護プロセスによる検査を通過しないことであることを特徴とする請求項８記載の通信装置。
10. 前記特定の条件とは、第一メッセージのフィールドに不正確な数値が含ことであることを特徴とする請求項８記載の通信装置。
11. 前記暗号化パラメータはＨＦＮであることを特徴とする請求項８記載の通信装置。
12. 前記暗号化パラメータの同期プロセスを起動するコードでは、リセットプロセスの起動を指示し、暗号化パラメータの同期プロセスを起動することを特徴とする請求項８記載の通信装置。
13. 前記暗号化パラメータの同期プロセスを起動するコードでは、第二メッセージを送信して暗号化パラメータを更新することを特徴とする請求項８記載の通信装置。
14. 前記第二メッセージは第二信号ＲＢで送信されることを特徴とする請請求項１３記載の通信装置。
15. 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であって、
    第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動する段階と、
    第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信する段階と、
    特定の条件に合致した場合に、該第一メッセージを未受信とみなし、第一信号ＲＢを解放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。
16. 前記特定の条件とは、第一メッセージが完全性保護プロセスによる検査を通過しないことであることを特徴とする請求項１５記載のプロトコルエラーの処理方法。
17. 前記特定の条件とは、第一メッセージのフィールドに不正確な数値が含むことを特徴とする請求項１５記載のプロトコルエラーの処理方法。
18. 前記方法は更に、第一信号ＲＢに代わって第二信号ＲＢを確立する段階を含むことを特徴とする請求項１５記載のプロトコルエラーの処理方法。
19. 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、
    第一信号ＲＢを確立し、第一信号ＲＢの完全性保護プロセスを起動するコードと、
    第一信号ＲＢを通して第一メッセージを受信するコードと、
    特定の条件に合致した場合に、該第一メッセージを未受信とみなし、第一信号ＲＢを解放するコードを含むことを特徴とする通信装置。
20. 前記特定の条件とは、第一メッセージが完全性保護プロセスによる検査を通過しないことであることを特徴とする請求項１９記載の通信装置。
21. 前記特定の条件とは、第一メッセージのフィールドに不正確な数値が含ことを特徴とする請求項１９記載の通信装置。
22. 前記方法は更に、第一信号ＲＢに代わって第二信号ＲＢを確立する段階を含むことを特徴とする請求項１９記載の通信装置。

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