JP2009246448A - 通信システム、呼び出し装置、基地局及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局と移動局との接続を設立することなくユーザデータを移動局に対して送信する通信システムを提供することを目的とする。
【解決手段】外部より受信された受信メッセージに応じて送信メッセージを生成する呼び出し装置１１と、呼び出し装置１１によって生成された送信メッセージを受信して移動局に送信する基地局１２と、を備え、呼び出し装置１１は、移動局と基地局１２との接続が確立する前に、呼び出し装置１１から基地局１２を介して移動局に送信される移動局を呼び出す呼び出しメッセージに、移動局に送信するデータ内容を示すユーザデータを付加して送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、３ＧＰＰで標準化が行われているＵＴＲＡＮＬＴＥ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムに関する。

現在、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の標準化において、ＵＴＲＡＮ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が無線ＬＡＮ等の他の無線通信技術に対して競争力を維持することを目的として、ＵＴＲＡＮの発展に関する検討（ＵＴＲＡＮ ＬＴＥ(Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)）が行われている（非特許文献１）。ＵＴＲＡＮでは、図８に示すように、上位ネットワーク８１及び無線サブネットワーク装置８２（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）を備えている。無線サブネットワーク装置８２は、更に、無線ネットワーク装置８３（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）及び基地局８４（ＮｏｄｅＢ）を備えている。

ＵＴＲＡＮでは、一般的に、ＲＮＣは局社内などのセキュリティが確保される場所に配置されるため、ＵＥとＵＴＲＡＮ間、ＵＴＲＡＮを介してＵＥとＣｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ間で制御メッセージを交換するときには、ＵＴＲＡＮとＵＥ間でのみ制御メッセージに対してセキュリティ処理（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ（秘匿）、ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ （改ざんの検出））が実施されている。よって、ＮＡＳメッセージに対してセキュリティ処理を実施する場合には、ＲＲＣメッセージを用いて、ＵＥとＵＴＲＡＮ間にコネクションを確立する必要がある。

一方、ＵＴＲＡＮ ＬＴＥでは、ＵＴＲＡＮにおける無線ネットワーク装置８３と基地局８４が一体化された基地局ｅＮＢ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ ＮｏｄｅＢ）によってＵＴＲＡＮが構成される。ＬＴＥでのＵＴＲＡＮは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−ＵＴＲＡＮ）と定義されている。また、ＬＴＥでの上位ネットワークとネットワークコントローラは、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）と定義されている。

Ｅ−ＵＴＲＡＮでは、無線ネットワーク装置８３と基地局８４を一体化することにより、図８に示されるＵＴＲＡＮと比較してＥ−ＵＴＲＡＮのノード数が削減され、ノード数を削減することにより移動局が通信を行うための移動局／基地局／上位ネットワーク間のコネクションの設定遅延が削減される（非特許文献２）。図８でのＵＴＲＡＮでの無線ネットワーク装置８３／基地局８４間のコネクションの設定が、Ｅ−ＵＴＲＡＮでは不要になるからである。

ＵＴＲＡＮ ＬＴＥでは、基地局であるｅＮＢは、一般的に、ＵＴＲＡＮにおけるＮｏｄｅＢと同様の場所（例えば、屋外）に配置されるため、Ｅ−ＵＴＲＡＮではＳ１インターフェースを転送される制御メッセージのセキュリティが確保されているとは言えない。よって、ＬＴＥでは、ＵＥとＭＭＥ間で交換される制御メッセージであるＮＡＳメッセージに対するセキュリティ処理（ciphering、integrity protection）がＵＥとＭＭＥ間で実施される。ＮＡＳメッセージに対するセキュリティ処理を実施するために必要な情報（秘匿鍵など）は、ＬＴＥ−ＩＤＬＥ、ＬＴＥ−ＡＣＴＩＶＥの状態のときに、ＵＥとＭＭＥで保持されている。ＬＴＥ−ＩＤＬＥの状態の時は、ＵＥとｅＮＢ間でＲＲＣメッセージに対するセキュリティ処理を実施するために必要な情報は破棄される。また、このような技術は特許文献１又は２にも記載されている。
特開２０００−２７８２５９号公報 特表２００２−５０５８２９号公報 「Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ-ＵＴＲＡ） ａｎｄ Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（Ｅ-ＵＴＲＡＮ）； Ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ」、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００ ｖ８.２．０ （２００７-９）、３ＧＰＰ 「ＵＴＲＡＮ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ」、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．４０１ Ｖ７．５．０（２００７-０９）、３ＧＰＰ 「３Ｇ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ；Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」、３ＧＰＰ ＴＳ ３３．１０２ Ｖ７.１．０、３ＧＰＰ

上記のような従来のＵＴＲＡＮ ＬＴＥにおいては、移動局とＥ−ＵＴＲＡＮ間、及びＥ−ＵＴＲＡＮを介した移動局と上位ネットワーク間において制御メッセージを交換する際には、Ｅ−ＵＴＲＡＮと移動局間でのみ制御メッセージに対してセキュリティ処理（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ（秘匿）、ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（改ざんの検出））が実施される。ここで、従来のＵＴＲＡＮ ＬＴＥにおいては、ネットワークコントローラを含む上位ネットワークと、移動局の間で制御メッセージを送受信する際、移動局とＥ−ＵＴＲＡＮ間の接続を確立した後でなければ、ユーザデータを送信することができない。

ここで、Ｅ−ＵＴＲＡＮの待機状態において受信されたユーザデータが、ユーザデータが誤り無く受信できたことを示す応答（ＡＣＫ）を返す必要がないデータ、例えば、簡易的な広告メールや外出時に自宅に訪問者が来たことを知らせるサービスや自宅に電話があったことを知らせるサービス等のように重要度の低いデータであった場合でも、従来のＥ−ＵＴＲＡＮにおいては、移動局とＥ−ＵＴＲＡＮ間のコネクションを確立した後でなければユーザデータを移動局に送信することはできなかった。そのため、上記のような移動局から基地局へＡＣＫを返す必要性がないような簡易なメッセージであっても、無線資源を使用して移動局とＥ−ＵＴＲＡＮ間の接続を確立しなければならず、このようなメッセージの送信に対して無線資源が無駄に使用されていた。この結果、同じ無線資源を使用する他の移動局とＥ−ＵＴＲＡＮ間でアクセスに遅延が生じるという問題を有していた。

本発明は、このような問題点に対してなされたものであり、無線資源を有効に活用することで、通信システムと移動局間のデータ通信の高速化を図ることを目的とする。

本発明に係る通信システムの一態様は、受信されたメッセージに応じて、移動局を呼び出す呼び出しメッセージを生成する呼び出し装置と、前記呼び出し装置によって生成された前記呼び出しメッセージを受信し、前記移動局に送信する基地局と、を備え、前記呼び出し装置は、前記受信されたメッセージに応じて、前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加したメッセージを生成し、前記移動局と前記基地局との接続が確立する前に前記基地局に送信するものである。

また、本発明に係る通信方法の一態様は、外部より受信されたメッセージに応じて移動局を呼び出す呼び出しメッセージを生成する呼び出し装置と、前記呼び出し装置によって生成された前記呼び出しメッセージを受信して移動局に送信する基地局と、を備えた通信システムの通信方法であって、外部より前記メッセージを受信し、受信された前記メッセージに応じて、前記呼び出しメッセージ上に前記移動局に送信するデータ内容であるユーザデータを付加した送信メッセージを生成し、前記移動局と前記基地局との接続が確立する前に前記基地局に送信するものである。

また、本発明に係る移動局の通信方法は、通信システムと通信してメッセージを送受信する移動局の通信方法であって、前記通信システムより受信された前記メッセージにデータ内容を示すユーザデータが含まれている場合には、自己に設定された暗号化資源を用いて前記ユーザデータを復号化するものである。

本発明によれば、無線資源を有効に活用することで、通信システムと移動局間におけるアクセス時間の短縮を図ることができる。

以下、添付した図面を参照して本発明に係る実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの全体構成例を示すブロック図である。この通信システム１０は、外部より受信されたメッセージに応じて移動局（図示せず）を呼び出す呼び出しメッセージを生成する呼び出し装置１１と、呼び出し装置１１によって生成された呼び出しメッセージを受信して移動局に送信する基地局１２と、を備えている。呼び出し装置１１は、受信されたメッセージに応じて、呼び出し装置１１から基地局１２を介して移動局に送信される呼び出しメッセージに、移動局に送信するデータ内容を示すユーザデータを付加したメッセージを生成し、移動局（図示せず）と基地局１２との接続が確立する前に基地局１２に送信する。

図２は、本実施形態に係る通信システムを、ＵＴＲＡＮ ＬＴＥシステムに適用した場合の構成例を示すブロック図である。この通信システム２０は、前述した呼び出し装置２１（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）、移動局２３（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、及び基地局２２（Ｅ−ＵＴＲＡＮ ＮｏｄｅＢ）を備えている。呼び出し装置２１は、外部から受信された受信メッセージに応じて移動局を呼び出す呼び出しメッセージ（Ｓ１−ＡＰ：Ｐａｇｉｎｇ）を生成し、基地局２２に送信する。呼び出しメッセージを送信することで、受信されたメッセージの送信先である移動局２３の呼び出しを行う。呼び出し装置２１には、複数の基地局２２が接続されている。呼び出し装置２１と基地局２２は、Ｓ１インターフェースによって接続されている。

ここで、通信システム２０においては、外部より受信されたメッセージが、ユーザデータが誤り無く受信できたことを示す応答（ＡＣＫ）を、移動局２３が返す必要がないデータであるか否かにより、異なるシーケンスを実施するよう構成されている。ユーザデータが誤り無く受信できたことを示す応答（ＡＣＫ）を、移動局２３が返す必要がないユーザデータについては、ユーザデータが呼び出し装置２１に対して送信される。呼び出し装置２１は、外部より受信されたメッセージが、ユーザデータが誤り無く受信できたことを示す応答（ＡＣＫ）を移動局２３が返す必要がないデータであると判別した場合には、受信されたメッセージに含まれるデータ内容を示すユーザデータを呼び出しメッセージに付加して基地局２２に送信する。

一方、ユーザデータが誤り無く受信できたことを示す応答（ＡＣＫ）を、移動局２３が返す必要のあるユーザデータについては、呼び出し装置２１には送信されず、中継装置（図示しない）に送信される。ここで、中継装置は、外部ネットワークとの通信を中継する機能を有する装置であり、ＵＴＲＡＮ ＬＴＥにおけるＳｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙである。中継装置は、所定の移動局に対してユーザデータを送信する際に、呼び出し装置２１に対して呼び出しメッセージを送信するよう制御メッセージを送信する。呼び出し装置２１は、呼び出しメッセージを送信するよう後述する中継装置から制御メッセージを受信すると、呼び出しを行う移動局２３の位置をカバーする基地局２２に対し、ユーザデータが付加されていない呼び出しメッセージを送信する。そして、移動局２３と基地局２２との間の接続が確立した後に、中継装置は、移動局２１との接続が確立された基地局２２に対して、呼び出し装置２３を介さずにユーザデータを送信する。

移動局２３は、電源起動時に、自己の位置を示す情報を基地局２２を介して呼び出し装置２１に送信する。これにより、呼び出し装置２１は、移動局２３の位置を呼び出しメッセージを送信する前に予め取得することができる。呼び出し装置２１は、取得された位置に応じて、移動局２３が位置するエリアをカバーする複数の基地局２２に対し、送信メッセージを送信する。また、移動局２３は、電源起動後に、呼び出し装置２１から暗号化に必要な情報を取得する。暗号化に必要な情報から移動局と呼び出し装置はそれぞれ暗号化に必要な共通の鍵を生成し、暗号化の鍵を共有する。この暗号化の鍵は、呼び出し装置２１と移動局２３間で送受信されるユーザデータ（ＮＡＳメッセージ）に対して暗号化及び復号化処理を行う際に使用される。複数の基地局２２は、互いにＸ２インターフェースによって接続されている。基地局２２と移動局２３は、Ｕｕインターフェースによって接続されている。

図３は、呼び出し装置２１の構成例を示す機能ブロック図である。呼び出し装置２１は、制御部５１、送信メッセージ生成部５０（ＮＡＳレイヤー５２及びＳ１−ＡＰレイヤー５３）及び伝送部（Ｓ１）５４を備えて構成されている。ＮＡＳレイヤー５２において、受信されたＮＡＳメッセージの解読が実施されると共に、伝送部（Ｓ１）５４を介して送信されるＮＡＳメッセージの生成処理が実施される。Ｓ１−ＡＰレイヤー５３において、受信されたＳ１−ＡＰメッセージの解読が実施されると共に、送信されるＳ１−ＡＰメッセージの生成処理が実施される。制御部５１は、送信メッセージ生成部５０であるＮＡＳレイヤー５２及びＳ１−ＡＰレイヤー５３メッセージの生成を指示する。伝送部（Ｓ１）５４は、Ｓ１インターフェースからメッセージを受信すると共に、送信メッセージ生成部５０によって生成されたＲＲＣメッセージ及びＮＡＳメッセージをＳ１インターフェースを介して基地局２２に送信する。

制御部５１は、外部より受信されたメッセージの種別を判別するメッセージ判別部５１１を備えている。メッセージ判別部５１１は、受信されたメッセージがユーザデータが誤り無く受信できたことを示す応答（ＡＣＫ）を、移動局２３が返す必要がないデータであるか判別する。換言すれば、メッセージ判別部５１１は、受信されたメッセージが呼び出しメッセージ上にユーザデータを付加して送信すべきメッセージであるか判別する。メッセージ判別部５１１は、受信されたメッセージに含まれるメッセージの送信先情報及び送信元情報に基づいて、受信されたメッセージが呼び出しメッセージにユーザデータを付加して送信するべきメッセージであるか判別する。すなわち、メッセージ判別部５１１は、受信されたメッセージに含まれるＩＰヘッダに基づいて、呼び出しメッセージにユーザデータを付加して送信するべきメッセージであるか判別することができる。制御部５１は、メッセージ判別部５１１によって、呼び出しメッセージ上にユーザデータを付加して送信するべきメッセージと判別された場合には、メッセージ生成部５０（ＮＡＳレイヤー５２、Ｓ１−ＡＰレイヤー５３）に対して呼び出しメッセージにユーザデータを付加したメッセージを生成するよう指示する。

図４は、基地局２２の構成例を示す機能ブロック図である。基地局２２は、伝送部（Ｓ１）４１、制御部４２、Ｓ１−ＡＰレイヤー４３、ＲＲＣレイヤー４４、及び伝送部（Ｕｕ）４５を備えて構成されている。Ｓ１−ＡＰレイヤー４３では、受信されたＳ１−ＡＰメッセージの解読が実施されると共に、送信されるＳ１−ＡＰメッセージの生成処理が実施される。ＲＲＣレイヤー４４では、受信されたＲＲＣメッセージの解読が実施されると共に、送信されるＲＲＣメッセージの生成処理が実施される。伝送部（Ｓ１）４１では、Ｓ１インターフェースからメッセージを受信すると共に、生成したメッセージをＳ１インターフェースに送信する。

伝送部（Ｕｕ）４５では、Ｕｕインターフェースからメッセージを入力すると共に、生成したメッセージをＵｕインターフェースに送信する。制御部４２は、移動局２３から受信されたＲＲＣメッセージからＳ１−ＡＰメッセージを生成する場合に、ＲＲＣメッセージの情報をＳ１−ＡＰレイヤーに通知する。同様に、制御部４２は、呼び出し装置２１から受信されたＳ１−ＡＰメッセージから、ＲＲＣメッセージを生成する場合には、Ｓ１−ＡＰメッセージの情報をＲＲＣレイヤーに通知するよう構成されている。

図５は、移動局２３の構成例を示す機能ブロック図である。移動局２３は、制御部３１、ＮＡＳレイヤー３２、ＲＲＣレイヤー３３、及び伝送部（Ｕｕ）３４を備えて構成されている。ＮＡＳレイヤー３２は、受信されたＮＡＳメッセージを解読すると共に、送信するＮＡＳメッセージを生成する。ＲＲＣレイヤー３３は、基地局２２を介して呼び出し装置２１より受信されたＲＲＣメッセージを解読すると共に、基地局２２を介して呼び出し装置２１に送信するＮＡＳメッセージを生成する。制御部３１は、ＮＡＳレイヤー３２及びＲＲＣレイヤー３３に対してメッセージを生成するよう指示する。

次に、このように構成された通信システム２０のシーケンスについて説明する。この通信システム２０においては、前述のように、移動局２３から基地局２２ へユーザデータが誤り無く受信できたことを示す応答（ＡＣＫ）を返す必要がないユーザデータと、移動局２３から基地局２２ へユーザデータが誤り無く受信できたことを示す応答（ＡＣＫ）を返す必要のあるユーザデータとでは、ユーザデータの伝送経路が異なる。図６を用いて、移動局２３から基地局２２ へＡＣＫを返すことを必要としないユーザデータの送信方法を説明し、図７を用いて、移動局２３から基地局２２ へＡＣＫを返すことを必要のあるユーザデータの送信方法について説明する。

図６は、本実施形態に係る通信システムの移動局２３から基地局２２ へＡＣＫを返すことを必要のないユーザデータの送信方法を示すシーケンスチャートである。待機状態（ＬＴＥ−ＩＤＬＥ）において、呼び出し装置２１が外部からメッセージを受信する（Ｓ１）。呼び出し装置２１は、受信されたメッセージのＩＰヘッダから、移動局２３から基地局２２ へＡＣＫを返すことを必要としないサービスであるか判別する（Ｓ２）。換言すれば、受信されたメッセージが、呼び出しメッセージ上でユーザデータを送信するデータか判別する。

ここで、ステップＳ２において、呼び出し装置２１は、移動局２３から基地局２２ へＡＣＫを返すことを必要としないメッセージを受信したと判別すると、呼び出し装置２１は、送信先に該当する移動局２３のＮＡＳメッセージに用いられる暗号化資源を用いて受信されたメッセージに含まれているユーザデータを暗号化する（Ｓ３）。呼び出し装置２１は、暗号化されたユーザデータ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）に、Ｓ１−ＡＰヘッダを付与して基地局２２に送信する（Ｓ４）。ここで、Ｓ１−ＡＰヘッダには、移動局２３を識別するために用いられる移動局を識別する識別情報が含まれているものとする。

暗号化されたユーザデータは、呼び出し装置２１において事前に取得された移動局２３の位置に基づいて、移動局２３が位置するエリアをカバーする複数の基地局２２に一斉に送信される。基地局２２は、暗号化されたメッセージを受信すると、Ｓ１−ＡＰメッセージを解読し、必要な情報をＲＲＣレイヤーで用いるＲＲＣメッセージへ変換する。そして、ＲＲＣメッセージとして生成された呼び出しメッセージを自己のカバーするエリアに送信する。

ここで、ある基地局２２のカバーエリア内に位置する移動局２３が、基地局２２から呼び出しメッセージを受信すると、自己の移動局宛の呼び出しメッセージか判別する（Ｓ６）。具体的には、ＲＲＣヘッダに含まれる移動局の識別情報が、自己に設定された識別情報と一致するか比較を行う。ここで、ＲＲＣヘッダに含まれる識別情報が、自己に設定された識別情報と一致した場合であって、受信されたメッセージにユーザデータが存在する場合には、呼び出しメッセージ上にてユーザデータが送られてきたと判断し、移動局２３で保持している暗号化資源を用いて受信されたメッセージの復号化を行う（Ｓ７）。そして、順次メッセージの解読を行い、メッセージの受信処理を実施する。

図７は、移動局２３から基地局２２ へＡＣＫを返すことを必要とする場合のシーケンスチャートである。移動局２３から基地局２２ へＡＣＫを返すことを必要とする場合には、ユーザデータは、呼び出し装置２１に送信されずに、中継装置２４に送信される。中継装置２４は、外部よりユーザデータを含むメッセージを受信すると、当該ユーザデータの送信先である移動局２３を呼び出すよう、呼び出し装置２１に対し、制御メッセージを送信する（Ｓ１１）。呼び出し装置２１は、中継装置２４より制御メッセージを受信すると（Ｓ１２）、対応する移動局２３が位置するエリアをカバーする複数の基地局２２に対して呼び出しメッセージを送信する（Ｓ１３）。

基地局２２は、Ｓ１−ＡＰメッセージによる呼び出しメッセージを解読し、必要な情報をＲＲＣレイヤーで用いる呼び出しメッセージへ変換する。そして、ＲＲＣレイヤーの呼び出しメッセージを生成し、自己がカバーするエリア内に送信する（Ｓ１４）。移動局２３は、基地局２２から送信された呼び出しメッセージを受信し、受信した呼び出しメッセージが自己の移動局宛てのメッセージであるか判別する。そして自己宛てのメッセージであると判別した場合には、ＲＡＣＨプリアンブル信号を基地局２２に対して送信する（Ｓ１５）。基地局２２は、呼び出しを行った移動局２３からＲＡＣＨプリアンブル信号を受信すると、当該移動局２３に対して、ＲＡＣＨ応答を送信する（Ｓ１６）。

移動局２３は、基地局２２からＲＡＣＨ応答を受信すると、ＲＲＣメッセージを生成し、接続要求を基地局２２に対して送信する（Ｓ１７）。基地局２２は、移動局２３から接続要求を受信すると、Ｓ１−ＡＰメッセージを生成して呼び出し装置２１に初期移動局メッセージを送信すると共に（Ｓ１８）、移動局２３に対して接続確立を応答する（Ｓ１９）。呼び出し装置２１は、基地局２２から、初期移動局メッセージを受信すると、基地局２２と移動局２３との接続が確立したことを知り、基地局２２に対してユーザデータが付加された初期コンテクスト要求を基地局２２に送信する（Ｓ２０）。

基地局２２は、呼び出し装置２１から初期コンテクスト要求を受信すると、接続が確立している移動局２３に対し無線信号セットアップを送信する（Ｓ２１）。移動局２３は、無線信号セットアップの受信が完了すると、基地局２２に対してメッセージ受信完了を知らせる無線信号受信完了をＲＲＣメッセージとして送信する（Ｓ２２）。基地局２２は、移動局２３から無線信号受信完了を受信すると、Ｓ１−ＡＰメッセージを生成して、ユーザデータが送信完了したことを示す初期セットアップ完了を呼び出し装置２１に対して送信する。基地局２２と移動局２３との接続が確立し、初期セットアップが完了すると、この報告を受けた中継装置２４は、移動局２３に送信するユーザデータを基地局２２に対して送信する（Ｓ２４）。

このように、本実施形態に係る通信システムにおいては、図６に示すように、ＬＴＥ−ＩＤＬＥの状態で着信の際に実施されるＰａｇｉｎｇ処理にてＲＲＣとＳ１−ＡＰプロトコルでＵＥへ送信されるＰａｇｉｎｇメッセージ上にＭＭＥで秘匿させたユーザデータを載せて、無線区間にユーザデータを送信することができる。呼び出し装置２１において、受信されたメッセージが、基地局２２と移動局２３との間に接続を確立する必要のないメッセージであると判断した場合には、呼び出しメッセージ上にユーザデータを付加して移動局２３に送信することで、ユーザデータの送信に係る時間の短縮を図ることができる。

また、１つの基地局にアクセスできる移動局の数は無線資源に応じて限られてしまうが、上記のような重要度の低いメッセージについては、基地局２２と移動局２３との接続を確立しないよう構成することで、無線資源を有効活用することができる。この結果、同じ無線資源を使用する他の移動局が、使用していない無線資源を利用できるようになるため、移動局とネットワークコントローラ間におけるアクセス時間の短縮を図ることができる。

また、呼び出し装置２１は、送信先である移動局２３に設定された暗号化資源を用いてユーザデータを暗号化するため、ユーザデータの秘匿性を確保したままユーザデータを移動局２３に対して送信することができる。

また、図７に示すように、呼び出し装置２１において受信されたメッセージが、基地局である基地局２２と移動局である移動局２３との接続を確立する必要があるメッセージであると判断された場合には、基地局２２と移動局２３との間の接続を確立した後に、ユーザデータを基地局２２に送信することで、ユーザデータの種別に応じてメッセージの送信方法を選択することができる。

本実施形態においては、メッセージの種別に応じて、ユーザデータの送信方法を選択する構成として説明したが、ユーザデータの種別を判別せずに、全てのメッセージを、基地局２２と移動局２３との接続が確立する前に呼び出しメッセージ上に付加して送信するように構成することも勿論できる。これにより全てのメッセージの送信において、呼び出し装置２１から移動局２３へのアクセスの高速化を図ることができる。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る通信システムの全体構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る通信システムをＵＴＲＡＮ ＬＴＥに適用した場合の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る通信システムの上位ネットワークの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る通信システムの基地局の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る通信システムの移動局の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る通信システムの移動局から基地局 へＡＣＫを返すことを必要のないユーザデータの送信方法を示すシーケンスチャートである。 本実施形態に係る通信システムの移動局から基地局へＡＣＫを返すことを必要のあるユーザデータの送信方法を示すシーケンスチャートである。 従来のＵＴＲＡＮの構成を示す図である。

符号の説明

１０、２０ 通信システム
１１ 呼び出し装置
１２ 基地局
２０ 通信システム
２１ 呼び出し装置
２２ 基地局
２３ 移動局
２４ 中継装置
３１ 制御部
３２ ＮＡＳレイヤー
３３ ＲＲＣレイヤー
３４ 伝送部（Ｕｕ）
４１ 伝送部（Ｓ１）
４２ 制御部
４３ Ｓ１−ＡＰレイヤー
４４ ＲＲＣレイヤー
４５ 伝送部（Ｕｕ）
５１ 制御部
５２ ＮＡＳレイヤー
５３ ＲＲＣレイヤー
５４ 伝送部（Ｓ１）
５１１ メッセージ判別部
Ｓ１ インターフェース
Ｘ２ インターフェース
Ｕｕ インターフェース

Claims (19)

1. 受信されたメッセージに応じて、移動局を呼び出す呼び出しメッセージを生成する呼び出し装置と、
   前記呼び出し装置によって生成された前記呼び出しメッセージを受信し、前記移動局に送信する基地局と、を備え、
   前記呼び出し装置は、前記受信されたメッセージに応じて、前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加したメッセージを生成し、前記移動局と前記基地局との接続が確立する前に前記基地局に送信する通信システム。
2. 前記呼び出し装置は、前記受信されたメッセージが前記移動局より前記ユーザデータが誤りなく受信したことを知らせる応答を返す必要がないメッセージであれば、前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加したメッセージを生成し、前記移動局と前記基地局との接続が確立する前に前記基地局に送信する請求項１記載の通信システム。
3. 外部ネットワークとの通信を中継する中継装置を更に備え、
   前記中継装置は、前記外部ネットワークを介して前記ユーザデータを含むメッセージが受信されると、前記移動局と前記基地局との接続を確立するよう前記呼び出し装置に対して制御メッセージを送信し、前記移動局と前記基地局との接続が確立された後に、前記移動局との接続が確立されている前記基地局に対して前記ユーザデータを送信する
   請求項１又は２記載の通信システム。
4. 前記呼び出し装置は、
   前記受信されたメッセージが、前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加して送信すべきメッセージであるかを判別するメッセージ判別部と、
   前記メッセージ判別部によって前記受信されたメッセージが前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加して送信すべきメッセージである判別されると、前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加してメッセージを生成するメッセージ生成部と、を有する
   請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の通信システム。
5. 前記メッセージ判別部は、前記受信されたメッセージに含まれるメッセージの送信先情報及び送信元情報に基づいて、前記受信されたメッセージが、前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加して送信するべきメッセージであるかを判別する請求項４記載の通信システム。
6. 前記移動局には、一の暗号化資源が設定され、
   前記メッセージ生成部は、前記ユーザデータの送信先である前記移動局に設定された前記暗号化資源を用いて前記ユーザデータを暗号化し前記呼び出しメッセージに付加する
   請求項４又は５に記載の通信システム。
7. 前記移動局は、前記呼び出し装置から暗号化に必要な情報を取得し、前記暗号化に必要な情報に基づいて前記呼び出し装置と共有される共通の暗号化鍵を生成する請求項６に記載の通信システム。
8. 移動局にメッセージを送信する基地局と共に通信システムを構成し、外部より受信されたメッセージに応じて、前記移動局を呼び出す呼び出しメッセージを生成する呼び出し装置であって、
   外部より受信されたメッセージが、前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加して送信すべきメッセージであるか判別するメッセージ判別部と、
   前記メッセージ判別部によって前記受信されたメッセージが前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加して送信すべきメッセージであると判別されると、前記呼び出しメッセージに前記ユーザデータを付加してメッセージを生成するメッセージ生成部と、を有する呼び出し装置。
9. 前記移動局には、一の暗号化資源が設定され、
   前記メッセージ生成部は、前記ユーザデータの送信先である前記移動局に設定された前記暗号化資源を用いて前記ユーザデータを暗号化し前記呼び出しメッセージに付加する
   請求項８に記載の呼び出し装置。
10. 前記呼び出し装置は、暗号化に必要な情報を前記移動局に付与し、前記移動局と前記暗号化資源を共有する請求項９に記載の呼び出し装置。
11. 前記メッセージ判別部は、前記受信されたメッセージに含まれるメッセージの送信先情報及び送信元情報に基づいて、前記呼び出しメッセージに前記ユーザデータを付加して送信すべきメッセージであるか判別する請求項８乃至１０のうちいずれか１項に記載の呼び出し装置。
12. 請求項８乃至１１のうちいずれか１項に記載の呼び出し装置からメッセージを受信して前記移動局に送信する基地局。
13. 外部より受信されたメッセージに応じて、移動局を呼び出す呼び出しメッセージを生成する呼び出し装置と、前記呼び出し装置によって生成された前記呼び出しメッセージを受信して移動局に送信する基地局と、を備えた通信システムの通信方法であって、
    前記呼び出しメッセージ上に前記移動局に送信するデータ内容であるユーザデータを付加してメッセージを生成し、前記移動局と前記基地局との接続が確立する前に前記基地局に送信する通信方法。
14. 前記受信されたメッセージが、前記移動局より前記ユーザデータが誤りなく受信したことを知らせる応答を返す必要のないメッセージである場合には、前記呼び出しメッセージに前記ユーザデータを付加して前記基地局に送信し、
    前記受信されたメッセージが、前記移動局より前記ユーザデータが誤りなく受信したことを知らせる応答を返す必要があるメッセージである場合には、
    前記移動局を呼び出す呼び出しメッセージを生成して前記基地局に送信し、
    前記移動局と前記基地局との接続が確立された後に、前記基地局との接続が確立している前記移動局に対して前記ユーザデータを送信する請求項１３に記載の通信方法。
15. 前記移動局に対して一の暗号化資源を設定し、
    受信された前記メッセージの送信先である前記移動局に対応する前記暗号化資源を用いて前記ユーザデータを暗号化し、前記暗号化された前記ユーザデータを前記呼び出しメッセージ上に付加して送信する
    請求項１３又は１４に記載の通信方法。
16. 前記移動局の電源起動時に前記暗号化に必要な情報を前記移動局に付与し、前記移動局と前記呼び出し装置において前記暗号化資源を共有する
    請求項１５に記載の通信方法。
17. 前記受信されたメッセージに含まれるメッセージの送信先情報及び送信元情報に基づいて、前記受信されたメッセージが前記呼び出しメッセージ上に前記ユーザデータを付加して送信するべきメッセージであるか判別する
    請求項１３乃至１６のうちいずれか１項に記載の通信方法。
18. 通信システムと通信してメッセージを送受信する移動局の通信方法であって、
    前記通信システムより受信されたメッセージにデータ内容を示すユーザデータが含まれている場合には、自己に設定された暗号化資源を用いて前記ユーザデータを復号化する移動局の通信方法。
19. 前記受信されたメッセージに前記ユーザデータが含まれていない場合には、前記通信システムとの接続を要求し、前記通信システムとの接続が確立した後に、前記通信システムから前記ユーザデータを受信する
    請求項１８記載の移動局の通信方法。

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