JP2017521935A - ハンドオーバー中の鍵導出に適合した通信システム - Google Patents

ハンドオーバー中の鍵導出に適合した通信システム Download PDF

Info

Publication number
JP2017521935A
JP2017521935A JP2016575244A JP2016575244A JP2017521935A JP 2017521935 A JP2017521935 A JP 2017521935A JP 2016575244 A JP2016575244 A JP 2016575244A JP 2016575244 A JP2016575244 A JP 2016575244A JP 2017521935 A JP2017521935 A JP 2017521935A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base station
mobile communication
communication device
message
handover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016575244A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6292427B2 (ja
Inventor
ワン，メン
佳央 植田
佳央 植田
昌志 中田
昌志 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of JP2017521935A publication Critical patent/JP2017521935A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6292427B2 publication Critical patent/JP6292427B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/04—Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
    • H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0816—Key establishment, i.e. cryptographic processes or cryptographic protocols whereby a shared secret becomes available to two or more parties, for subsequent use
    • H04L9/0838—Key agreement, i.e. key establishment technique in which a shared key is derived by parties as a function of information contributed by, or associated with, each of these
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/04—Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA]
    • H04W12/041—Key generation or derivation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/04—Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA]
    • H04W12/043—Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA] using a trusted network node as an anchor
    • H04W12/0433—Key management protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0011—Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection
    • H04W36/0033—Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection with transfer of context information
    • H04W36/0038—Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection with transfer of context information of security context information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0055—Transmission or use of information for re-establishing the radio link
    • H04W36/0072—Transmission or use of information for re-establishing the radio link of resource information of target access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/34—Reselection control
    • H04W36/38—Reselection control by fixed network equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/16—Gateway arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

ソース基地局とターゲット基地局とを接続するゲートウェイを備える通信システムが開示されている。このゲートウェイは、ソース基地局からターゲット基地局への移動デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージをソース基地局から受信する。受信されたメッセージは、移動デバイスとの通信をセキュアにするとともに、移動デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出するセキュリティコンテキスト（ＮＣＣ−ＫｅＮＢペア及び／又はＫｅＮＢ＊）を含む。ゲートウェイは、ハンドオーバーを実行するようにターゲット基地局に要求するメッセージを生成し、ターゲット基地局に送信する。このメッセージは、上記セキュリティコンテキストを含む。

Description

本発明は、移動又は固定通信デバイスに通信サービスを提供するための通信システム及びその構成要素に関する。本発明は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によって現在開発されているロングタームエボリューション（ＬＴＥ）通信システムにおけるいわゆるホーム基地局（ＨｅＮＢ）ゲートウェイ（「スモール」セル又は低電力ノード（ＬＰＮ）をコアネットワークに接続するゲートウェイ）の実施態様に特に関連しているが、限定的に関連しているわけではない。
３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークでは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の基地局（すなわち、発展型ＮｏｄｅＢ、ｅＮＢ）が、コアネットワーク（ＣＮ）と、基地局のカバレッジエリア内に位置するユーザー機器（ＵＥ）との間でデータ及びシグナリングを送信する。ＬＴＥでは、ＲＡＮは、発展型ユニバーサル地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）ネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）と呼ばれ、コアネットワークは、発展型パケットコア（ＥＰＣ）ネットワークと呼ばれる。ユーザー機器は、例えば、移動電話、移動通信デバイス、ユーザー通信デバイス、ラップトップコンピューター等を含むことができる。
通信ネットワークの最近の進展に関しては、ピコｅＮＢ、フェムトｅＮＢ、ホームｅＮＢ（ＨｅＮＢ）等の、低電力ノード（ＬＰＮ）によって運用される、いわゆる「スモール」セルの展開が進められており、そのセルは、より電力が高いマクロ基地局によって運用される既存のマクロセルより小さなカバレッジエリアを有する。幾つかの異なるセルタイプを備えるネットワーク、例えば、マクロセル及びフェムトセルを備えるネットワークは、ヘテロジニアスネットワーク、又はＨｅｔＮｅｔと呼ばれる。
スモールセルを運用するＬＰＮ／スモールセル基地局は通常、スモールセルゲートウェイによって、コアネットワーク及びマクロ基地局と通信することができる。幾つかのスモールセルゲートウェイは、ＬＰＮ／スモールセル基地局からコアネットワークへの接続を提供するいわゆるホーム発展型ＮｏｄｅＢゲートウェイ（ＨｅＮＢ ＧＷ）機能を有する。ただし、ＬＰＮ／スモールセル基地局からコアネットワークへのそのような接続は、例えば、ＨｅＮＢ ＧＷ機能を何ら必要とすることなく直接的に提供することもできる。
屋内及び屋外のシナリオにおいて特にホットスポットを展開する場合に、３ＧＰＰ標準規格に準拠する通信システムが移動トラフィックの増加に対処できるようにするために、そのような通信システムを更に発展させるための最も重要な中心課題のうちの１つとして、最近になって、低電力ノードを用いるスモールセルを更に高度化することが必要であることが確認された。このようなスモールセル高度化への関心に伴って、スモールセル高度化のためのシナリオ及び要件が３ＧＰＰ技術報告書（３ＧＰＰ ＴＲ３６．９３２）において調査及び記載されており、その内容は引用することにより本明細書の一部をなす。
多数の（様々なタイプの）基地局を伴う可能性のあるそのような展開シナリオでは、通信システム内のシグナリングの容量が大きくなる場合がある。この課題に対処するために、コアネットワーク機能のうちの幾つか、例えば、ハンドオーバー関連機能は、コアネットワークエンティティ（例えば、移動管理エンティティ（ＭＭＥ））ではなく、ＨｅＮＢ ＧＷが提供することができる。通常、ハンドオーバー関連機能は、以前の（ソース）基地局及び新たな（ターゲット）基地局の双方が同じＨｅＮＢ ＧＷに接続されているときは、ＨｅＮＢ ＧＷが提供することができる。この手法は、ハンドオーバー中にコアネットワークとアクセスネットワーク（ＨｅＮＢ ＧＷ及び／又は基地局）との間で交換する必要があるシグナリングの量を削減し、このため、全体のシステム効率を改善する。
ユーザー機器（例えば、移動電話）のアイテムが基地局間でハンドオーバーされるときは常に、関連付けられた「Ｓ１」接続（すなわち、ユーザー機器のサービング基地局とコアネットワークとの間の通信リンク）（の対応するエンドポイント）も同様に、ソース基地局からターゲット基地局にハンドオーバーされる。そのようなＳ１ハンドオーバーは、ターゲット基地局の新たな暗号化鍵の提供を伴う。この暗号化鍵の提供は、ＭＭＥが入力情報（セキュリティコンテキストとして知られている）をターゲット基地局に送信することによって援助される。この入力情報に基づいて、ターゲット基地局は、それ自身の暗号化鍵（ＫｅＮＢ ＊と呼ばれる。これに対して、ＫｅＮＢは、以前の基地局、すなわちソース基地局によって用いられた暗号化鍵を示す）を導出することができる。
具体的に言えば、ＭＭＥによって送信されたセキュリティコンテキストは、現在の暗号化鍵（複数の場合もある）と、ネクストホップ（すなわち、ターゲット基地局）のアクセス鍵導出用の連鎖情報(chaining information)を含む。（ソース基地局の）暗号化鍵は、ＫｅＮＢを含み、連鎖情報は、ネクストホップパラメーター（ＮＨ）及びＮＨ連鎖カウンター（ＮＣＣ）を含む。ターゲット基地局は、受信された暗号化鍵及び連鎖情報を、それ自身の物理セル識別情報（ＰＣＩ）及びＥ−ＵＴＲＡ絶対無線周波数チャネル番号（ＥＡＲＦＣＮ）とともに用いて、ハンドオーバーされた移動通信デバイスとのその後の通信において用いられるＫｅＮＢ ＊を導出することができる。
しかしながら、ＭＭＥが関与せずにハンドオーバーが実行されると、問題がある。なぜならば、ＨｅＮＢ ＧＷが、当該ＨｅＮＢ ＧＷに接続された２つの基地局間でのハンドオーバー中にＭＭＥと通信しないというだけの理由で、必要とされるセキュリティコンテキストをＭＭＥからターゲット基地局に提供することができないからである。この結果、ユーザー機器及びターゲット基地局は、新しい有効なセキュリティ鍵がターゲット基地局によって導出されるまで、互いに（及び／又はコアネットワークと）通信することができないおそれがある。しかしながら、上記で説明したように、これは、通常、ターゲット基地局とＭＭＥとの間で追加のシグナリングを必要とし、この追加のシグナリングがない場合、（少なくとも適切なＫｅＮＢ ＊がターゲット基地局によって導出されるまで）ターゲット基地局を介したユーザー機器のセキュアな（暗号化された）通信をサポートすることが可能でない場合がある。
したがって、本発明の好ましい実施の形態は、コアネットワークに向けた追加のシグナリングを必要とすることなく上記課題を克服するか又は少なくとも軽減する方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、通信システムの基地局であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該基地局は、
該基地局から別の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを生成する手段であって、該メッセージは、前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストを含み、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、手段と、
前記生成されたメッセージを前記ゲートウェイ装置に送信する手段であって、前記メッセージは前記セキュリティコンテキストを含む、手段と、
を備える、基地局が得られる。
本発明の一態様では、通信システムの基地局であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該基地局は、
該基地局から別の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを生成する手段であって、該メッセージは、前記別の基地局のセルを識別する情報と、前記別の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを含み、該情報は、該基地局と前記通信システムの他のノードとの間でセル情報を搬送するように構成された１つ又は複数の非無線リソース制御（非ＲＲＣ）符号化情報要素に含まれる、手段と、
前記生成されたメッセージを前記ゲートウェイ装置に送信する手段であって、前記メッセージは、前記１つ又は複数の非ＲＲＣ符号化情報要素を含む、手段と、
を備える、基地局が得られる。
本発明の一態様では、通信システムの基地局であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該基地局は、
前記ゲートウェイ装置からメッセージを受信する手段であって、該メッセージは、別の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように該基地局に要求し、該メッセージは、前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストを含み、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、手段と、
前記移動通信デバイスの前記要求されたハンドオーバーを実行する手段と、
前記受信された鍵を用いて前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする手段と、
を備える、基地局が得られる。
本発明の一態様では、第１の基地局から第２の基地局への移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを前記第１の基地局から受信する手段であって、該受信されたメッセージは、
（ａ）前記第２の基地局に転送されるデータであって、前記第１の基地局から前記第２の基地局への前記移動通信デバイスの前記ハンドオーバーに関係している、データと、
（ｂ）前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストであって、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、セキュリティコンテキストと、
を含む、手段と、
前記第１の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記第２の基地局に要求するメッセージを生成する手段であって、該生成されたメッセージは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する情報を含み、該更なる鍵を導出する情報は、該生成されたメッセージの一部をなすセキュリティコンテキスト部分に含まれる、手段と、
前記生成されたメッセージを前記第２の基地局に送信する手段と、
を備える、ゲートウェイ装置が得られる。
本発明の一態様では、移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストをコアネットワークノードから取得する手段であって、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、手段と、
第１の基地局から第２の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを前記第１の基地局から受信する手段であって、該受信されたメッセージは、前記第２の基地局に転送されるデータを含み、該データは、前記第１の基地局から前記第２の基地局への前記移動通信デバイスの前記ハンドオーバーに関係している、手段と、
前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する情報を生成する手段と、
前記第１の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記第２の基地局に要求するメッセージを生成する手段であって、該生成されたメッセージは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する前記情報を含み、該情報は、該生成されたメッセージの一部をなすセキュリティコンテキスト部分に含まれる、手段と、
前記生成されたメッセージを前記第２の基地局に送信する手段と、
を備える、ゲートウェイ装置が得られる。
本発明の一態様では、上記した基地局の一つ又は複数と、上記したゲートウェイ装置を含む通信システムが得られる。
本発明の一態様では、通信システムにおける基地局によって実行される方法であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該方法は、
前記基地局から別の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを生成することであって、該メッセージは、前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストを含み、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含むことと、
前記生成されたメッセージを前記ゲートウェイ装置に送信することであって、前記メッセージは前記セキュリティコンテキストを含むことと、
を含む、方法が得られる。
本発明の一態様では、通信システムにおける基地局によって実行される方法であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該方法は、
前記基地局から別の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを生成することであって、該メッセージは、前記別の基地局のセルを識別する情報と、前記別の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを含み、該情報は、前記基地局と前記通信システムの他のノードとの間でセル情報を搬送するように構成された１つ又は複数の非無線リソース制御（非ＲＲＣ）符号化情報要素に含まれることと、
前記生成されたメッセージを前記ゲートウェイ装置に送信することであって、該メッセージは、前記１つ又は複数の情報要素を含むことと、
を含む、方法が得られる。
本発明の一態様によれば、通信システムにおける基地局によって実行される方法であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該方法は、
前記ゲートウェイ装置からメッセージを受信することであって、該メッセージは、別の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記基地局に要求し、該メッセージは、前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストを含み、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含むことと、
前記移動通信デバイスの前記要求されたハンドオーバーを実行することと、
前記受信された鍵を用いて前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにすることと、
を含む、方法が得られる。
本発明の一態様によれば、第１の基地局から第２の基地局への移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを前記第１の基地局から受信することであって、該受信されたメッセージは、
（ａ）前記第２の基地局に転送されるデータであって、前記第１の基地局から前記第２の基地局への前記移動通信デバイスの前記ハンドオーバーに関係している、データと、
（ｂ）前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストであって、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、セキュリティコンテキストと、
を含むことと、
前記第１の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記第２の基地局に要求するメッセージを生成することであって、該生成されたメッセージは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する情報を含み、該更なる鍵を導出する情報は、前記生成されたメッセージの一部をなすセキュリティコンテキスト部分に含まれることと、
前記生成されたメッセージを前記第２の基地局に送信することと、
を含む、ゲートウェイ装置によって実行される方法が得られる。
本発明の一態様によれば、移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストをコアネットワークノードから取得することであって、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含むことと、
第１の基地局からメッセージを受信することであって、該メッセージは、前記第１の基地局から第２の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するものであり、前記受信されたメッセージは、前記第２の基地局に転送されるデータを含み、該データは、前記第１の基地局から前記第２の基地局への前記移動通信デバイスの前記ハンドオーバーに関係していることと、
前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する情報を生成することと、
前記第１の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記第２の基地局に要求するメッセージを生成することであって、該生成されたメッセージは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する前記情報を含み、該情報は、前記生成されたメッセージの一部をなすセキュリティコンテキスト部分に含まれることと、
前記生成されたメッセージを前記第２の基地局に送信することと、
を含む、ゲートウェイ装置によって実行される方法が得られる。
本発明の態様は、上記で示した、又は特許請求の範囲において記載される態様及び可能な形態において記述されるような方法を実行するようにプログラマブルプロセッサをプログラムするように、及び／又は特許請求の範囲のいずれかの請求項において記載される装置を提供するように適切に構成されたコンピュータを動作させるプログラム及びコンピュータを動作させる命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体のようなコンピュータプログラム製品にまで及ぶ。
当業者に効率的に理解してもらうために、本発明は３Ｇシステム（ＵＭＴＳ、ＬＴＥ）との関連で詳細に説明されるが、本発明の原理は、必要に応じてシステムの対応する要素を変更して、（ホーム／スモールセル）基地局がシグナリングゲートウェイを介して通信する他のシステム（ＷｉＭＡＸ等）にも適用することができる。
次に、本発明の実施形態を、単に例として、添付の図面を参照しながら説明する。
本発明が適用可能であるタイプの移動電気通信システムを示す概略図である。 図１に示すシステムにおいて適用することができる鍵導出手順の概略を示す図である。 図１に示すシステムの一部をなす基地局の主な構成要素を示すブロック図である。 図１に示すシステムの一部をなすスモールセルゲートウェイの主な構成要素を示すブロック図である。 図１に示すシステムの一部をなす移動管理エンティティの主な構成要素を示すブロック図である。 本発明の実施形態を実行している間、図１のシステムの構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。 本発明の実施形態を実行している間、図１のシステムの構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。 本発明の実施形態を実行している間、図１のシステムの構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。 本発明の実施形態を実行している間、図１のシステムの構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。 本発明の実施形態を実行している間、図１のシステムの構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。 本発明の実施形態を実行している間、図１のシステムの構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。
概略
図１は、移動電話（又は他の互換ユーザー機器）を含む移動通信デバイス３と、複数の基地局５−１〜５−３とを備える移動（セルラー）電気通信システム１を概略的に示している。これらの複数の基地局のそれぞれは、関連付けられたセル６−１〜６−３を運用する。基地局５−１〜５−３のいずれも、通常のマクロｅＮＢ及び／又はスモールセル基地局（ホーム発展型ＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ）、ピコ基地局、又はフェムト基地局等）を含むことができる。
この例では、移動通信デバイス３は、基地局のうちの１つ５−１によって運用されるセル６−１を介してサービングされる。当業者であれば理解するように、図１には、例示の目的で１つの移動通信デバイス３及び３つの基地局５が示されているが、追加のユーザー機器及び／又は基地局が展開されたシステムに存在する場合がある。
基地局５とコアネットワーク７との間の通信は、いわゆる「Ｓ１」インターフェースを介している。コアネットワーク７は、移動管理エンティティ（ＭＭＥ）９、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）１１（及び簡単にするために省略されているパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（ＰＧＷ）等の他の通信エンティティ）を備える。ＭＭＥ９は、いわゆるアクセスセキュリティ管理エンティティ（ＡＳＭＥ）を備える。このＡＳＭＥは、基地局５と、当該基地局５によってサービングされるユーザー機器３との間で用いられる暗号化鍵（ＫｅＮＢ／ＫｅＮＢ ＊）を導出することを担当する。
ＨｅＮＢ ＧＷ８は、Ｓ１−ＭＭＥインターフェースを用いてＭＭＥ９に接続されるとともに、Ｓ１−Ｕインターフェースを用いてＳ−ＧＷ１１に接続され、このため、移動通信デバイス３及び基地局５の適切な制御プレーン（Ｓ１−ＭＭＥ）接続及びユーザープレーン（Ｓ１−Ｕ）接続を提供する。「Ｘ２」インターフェースも、隣接した基地局５間の通信用に提供され、それらの間のデータ交換を容易にしている。この例では、スモールセルゲートウェイ８（「ＨｅＮＢ−ＧＷ」で示す）が、Ｘ２ゲートウェイの機能を実施するために設けられ、このため、Ｘ２インターフェースを介した基地局５間の通信は、ＨｅＮＢ ＧＷ８を介してルーティングされる（通信を直接的にルーティングするのではない）。ＨｅＮＢ ＧＷ８は、運用保守（ＯＡＭ）の目的等で他のネットワーク（例えば、コアネットワーク７）にも接続することができる。
このシステムでは、移動通信デバイス３を同じＨｅＮＢ ＧＷ８に接続された２つの基地局５（例えば、ソース基地局としての基地局５−１及びターゲット基地局としての基地局５−２）の間でハンドオーバーする必要があるとき、ソース基地局５−１及びターゲット基地局５−２並びにＨｅＮＢ ＧＷ８は、ＭＭＥ９にターゲット基地局５−２のセキュリティコンテキスト（一般に、ＴＳ３６．４０１及びＴＳ３６．４１３に従って必要とされる）を提供するように要請することなく、ハンドオーバー手順を実行するように構成されている。
これは、ＨｅＮＢ ＧＷ８が現在の暗号化鍵（ＫｅＮＢ）及びＮＣＣを（ＭＭＥ９からではなく）ソース基地局５−１から直接取得するように構成されているので可能である。具体的に言えば、現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣは、ハンドオーバーが必要とされることを示すソース基地局５−１によるメッセージからＨｅＮＢ ＧＷ８によって取得される。例えば、ソース基地局５−１は、適切にフォーマットされたＲＲＣコンテナー情報要素又はトランスペアレントコンテナー情報要素（ソースｅＮＢからターゲットｅＮＢへのトランスペアレントコンテナー情報要素）に現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣを含めることができる。さらに、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、（例えば、適切にフォーマットされたＳ１シグナリングメッセージを送信することによって）ターゲット基地局５−２にハンドオーバーを実行するように要求するとき、取得された情報をターゲット基地局５−２に提供するように構成されている。したがって、この場合、ターゲット基地局５−２は、ソース基地局５−１から（ＨｅＮＢ ＧＷ８を介して）受信された現在のＫｅＮＢと、ターゲット基地局に固有の情報（ＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ）とを用いて、更新された暗号化鍵（ＫｅＮＢ ＊）を導出することができ、要求されたハンドオーバーの完了後に、ターゲット基地局５−２を介した移動通信デバイス３の通信にこの更新された鍵を適用することができる。
代替的に、ＨｅＮＢ ＧＷ８が（ターゲット基地局５−２の代わりに）、基地局５及び／又はＭＭＥ９から取得された情報を用いてターゲット基地局５−２の暗号化鍵を導出するように構成することができる。具体的に言えば、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、基地局５−２に対応する適用可能なＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ情報を、ＨｅＮＢ ＧＷ８を介して通信用に基地局５−２をセットアップするメッセージ（例えば、Ｓ１シグナリングメッセージ）（例えば、基地局５−２のＳ１接続をセットアップするメッセージ）から取得するように構成することができる。ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ＯＡＭエンティティと通信することによって基地局５−２に対応する適用可能なＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ情報を取得するように構成することもできる。ＨｅＮＢ ＧＷ８は、基地局５−１によって用いられる現在の暗号化鍵（ＫｅＮＢ）を、例えば、ＭＭＥ９によって基地局５−１に（ＨｅＮＢ ＧＷ８を介して）送信されたメッセージ（Ｓ１シグナリングメッセージ等、例えば、「ハンドオーバー要求（handover request）」メッセージ、「パス切り替え要求（path switch request）」メッセージ等）から取得してキャッシュするように構成することもできる。
したがって、ターゲット基地局５−２を一意に識別する、取得されたＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ情報（基地局５−１／５−２又はＯＡＭエンティティから取得されたもの）を用いるとともに、ソース基地局５−１の現在の暗号化鍵（ＫｅＮＢ）及びＮＣＣ（基地局５−１又はＭＭＥ９から取得されたもの）も用いて、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ターゲット基地局に固有の暗号化鍵（ＫｅＮＢ ＊）を導出することができ、この導出された暗号化鍵（ＫｅＮＢ ＊）をターゲット基地局５−２に転送することができる。例えば、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ソース基地局５−１によって開始されたハンドオーバーを実行するようにターゲット基地局５−２に要求するシグナリングメッセージで、この導出された暗号化鍵をターゲット基地局５−２に提供するように構成することができる。このため、ターゲット基地局５−２は、ＨｅＮＢ ＧＷ８のハンドオーバー要求に従うとき、（ターゲット基地局５−２へのハンドオーバー中に）ＭＭＥ９からセキュリティコンテキストを受信しておくこともなく、また、ターゲット基地局固有の暗号化鍵を自身で導出する必要もなく、適切な暗号化鍵（新たなＫｅＮＢ）を適用することができる。
この方法の一変更形態では、ソース基地局５−１が、ターゲット基地局５−２の新たなＫｅＮＢを導出し（ソース基地局は、ターゲット基地局５−２のＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ情報を既に知っているので）、この新たなＫｅＮＢをＨｅＮＢ ＧＷ８を介してターゲット基地局５−２に送信するように構成することができる。この場合、新たなＫｅＮＢは、ハンドオーバーに関連付けられたシグナリング（例えば、Ｓ１シグナリング）に含まれる適切にフォーマットされたＲＲＣコンテナー情報要素又はトランスペアレントコンテナー情報要素（ソースｅＮＢからターゲットｅＮＢへのトランスペアレントコンテナー情報要素）を用いて、基地局５−１、５−２の間で（ＨｅＮＢ ＧＷ８を介して）通信することができる。有利には、この変更形態を用いると、ターゲット基地局５−２は、ＫｅＮＢを計算する必要がない。
このため、有利には、ソース基地局５−１及びターゲット基地局５−２の双方が同じＨｅＮＢ ＧＷ８に接続されているときであっても、基地局５とコアネットワーク７との間及び／又はＨｅＮＢ ＧＷ８とコアネットワーク７との間のシグナリングを、ＭＭＥ９が関連付けられたセキュリティコンテキストを提供する必要がある従来のハンドオーバーシナリオと比較して削減することができる。さらに、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ＭＭＥ９からのセキュリティコンテキストの受信を待機する必要がないので、コアネットワーク７及び／又はＭＭＥ９が関与する他の方法を用いるよりも小さな遅延でハンドオーバー手順を実行することが可能である。
ハンドオーバーにおける鍵ハンドリング
上記シナリオをより詳細に論述する前に、ＬＴＥシステムにおけるハンドオーバー時の鍵ハンドリングの一般原理を述べておくことが役立つ。図２は、移動通信デバイス３が基地局５間でハンドオーバーされているときにターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊鍵を導出するために、図１に示すシステムにおいて適用することができる水平鍵導出手順の概略を与えている。この鍵導出手順の更なる詳細は、３ＧＰＰ ＴＳ３３．４０１ Ｖ１２．１０．０のセクション７．２．８から入手することができる。このセクションの内容は、引用することによって本明細書の一部をなす。
ハンドオーバー時の鍵ハンドリングの一般原理は図２に示されている。図２は、３ＧＰＰ ＴＳ３３．４０１の図７．２．８．１−１に対応する。以下は、鍵導出の構造を明らかにする鍵ハンドリングモデルの概要である。３ＧＰＰ ＴＳ３３．４０１ Ｖ１２．１０．０のセクション７．２．８．３及びセクション７．２．８．４は、より詳細な仕様を提供する。このより詳細な仕様の内容は以下で要約されている。
初期ＡＳセキュリティコンテキストを移動通信デバイス３と基地局５との間に確立する必要があるときは常に、ＭＭＥ９及び移動通信デバイス３は、ＫｅＮＢ及びネクストホップパラメーター（ＮＨ）を導出する。これらのＫｅＮＢ及びＮＨは、ＭＭＥ９に記憶されたＫＡＳＭＥから導出される。ＮＨ連鎖カウンター（ＮＣＣ）は、各ＫｅＮＢ及び各ＮＨパラメーターに関連付けられている。あらゆるＫｅＮＢが、当該ＫｅＮＢが導出されたＮＨ値に対応するＮＣＣに関連付けられている。初期セットアップにおいて、ＫｅＮＢは、ＫＡＳＭＥから直接導出され、その後、０に等しいＮＣＣ値を有する仮想的なＮＨパラメーターに関連付けられているとみなされる。初期セットアップにおいて、導出されたＮＨ値は、ＮＣＣ値１に関連付けられる。
ＭＭＥ９は、初期接続セットアップにおいてＮＨ値を基地局５に送信しない。その代わりに、基地局５は、Ｓ１−ＡＰ初期コンテキストセットアップ要求メッセージを受信した後、ＮＣＣ値を０に初期化する。ＴＳ３３．４０１によれば、ＭＭＥ９は、ターゲット基地局５に与えられる新規の｛ＮＨ，ＮＣＣ｝ペアを常に計算する。これが意味するものは、最初の｛ＮＨ，ＮＣＣ｝ペアが、ＫｅＮＢを導出するのに決して用いられないということである。この最初のペアは、ＮＨ連鎖の初期値としての機能しか果たさない。
移動通信デバイス３及び基地局５は、ＫｅＮＢを用いて、相互間の通信をセキュアにする。ハンドオーバーにおいて、ＫｅＮＢ ＊と呼ばれる、移動通信デバイス３とターゲット基地局５との間で用いられるＫｅＮＢの基礎となるものが、現在アクティブなＫｅＮＢ又はＮＨパラメーターのいずれかから導出される。ＫｅＮＢ ＊が現在アクティブなＫｅＮＢから導出される場合、これは水平鍵導出（horizontal key derivation）と呼ばれ、ＫｅＮＢ ＊がＮＨパラメーターから導出される場合、この導出は垂直鍵導出（vertical key derivation）と呼ばれる。垂直鍵導出を用いたハンドオーバーでは、ＮＨが、ターゲット基地局５においてＫｅＮＢとして用いられる前に、ターゲットＰＣＩ及びその（ダウンリンク）周波数ＥＡＲＦＣＮに更にバインドされる。水平鍵導出を用いたハンドオーバーでは、現在アクティブなＫｅＮＢが、ターゲット基地局５においてＫｅＮＢとして用いられる前に、ターゲットＰＣＩ及びその（ダウンリンク）周波数ＥＡＲＦＣＮに更にバインドされる。
ＮＨパラメーターは、移動通信デバイス３及びＭＭＥ９のみが計算可能であるので、ＮＨパラメーターは、フォワードセキュリティを達成することができる方法でＭＭＥ９から基地局５に提供される。
ハンドオーバー手順の一部として、（ターゲット）基地局５は、そのＰＣＩと、その（ダウンリンク）周波数ＥＡＲＦＣＮと、ＮＨ又は現在のＫｅＮＢのいずれかとを用いてＫｅＮＢ ＊を導出する。ＮＨ又は現在のＫｅＮＢのいずれを用いるかは次の基準に従う。すなわち、未使用の｛ＮＨ，ＮＣＣ｝ペアが基地局５において利用可能である場合、基地局５は、ＫｅＮＢ ＊を導出することにＮＨを用い（垂直鍵導出）、そうではなく未使用の｛ＮＨ，ＮＣＣ｝ペアが基地局５において利用可能でない場合、基地局５は、現在のＫｅＮＢからＫｅＮＢ ＊を導出する（水平鍵導出）。基地局５は、ハンドオーバー後は、導出されたＫｅＮＢ ＊をＫｅＮＢとして用いる。移動通信デバイス３も同じＫｅＮＢ ＊を導出することができ、したがって、移動通信デバイス３がハンドオーバー後に基地局５を介して通信し続けることができるように、基地局５は、ＫｅＮＢ ＊導出に用いられたＮＣＣをＨＯコマンドメッセージで移動通信デバイス３に送信する。
移動通信デバイス３は、（ターゲット基地局５からのＨＯコマンドメッセージ内の）受信されたＮＣＣ値が現在アクティブなＫｅＮＢに関連付けられたＮＣＣ値に等しいか否かを調べる。受信されたＮＣＣ値と現在のＮＣＣ値とが等しい場合、移動通信デバイス３は、図２に示す鍵導出関数を用いて、現在アクティブなＫｅＮＢと、ターゲットＰＣＩと、（ダウンリンク）周波数ＥＡＲＦＣＮとからＫｅＮＢ ＊を導出する。
一方、移動通信デバイス３が、現在アクティブなＫｅＮＢに関連付けられたＮＣＣと異なるＮＣＣ値を受信した場合、移動通信デバイス３は、最初に、（ＮＣＣ値が、ＨＯコマンドメッセージで基地局５から受信されたＮＣＣ値と一致するまで、ＮＣＣ値を増加させて）ＴＳ３３．４０１の付属書類Ａ．４に定義された関数を反復的に計算することによって、ローカルに保持されたＮＨパラメーターを同期させる。ＮＣＣ値が一致すると、移動通信デバイス３は、同期したＮＨパラメーターと、ターゲットＰＣＩと、（ダウンリンク）周波数ＥＡＲＦＣＮとからＫｅＮＢ ＊を計算する。
要約すれば、上記に説明した手順のいずれかに従って、移動通信デバイス３は、適切なターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊を導出し、ハンドオーバー後のターゲット基地局５との通信に用いることができる。
基地局
図３は、ソース基地局５−１等の、図１に示される基地局５のうちの１つの主な構成要素を示すブロック図である。図示されるように、基地局５は、少なくとも１つのアンテナ５３を介して、移動通信デバイス３との間で信号を送受信するように動作可能である送受信機回路５１を含む。基地局５は、ネットワーク（Ｓ１）インターフェース５４を用いて直接的に又はスモールセルゲートウェイ（例えば、ＨｅＮＢ ＧＷ８）を介して、コアネットワーク７内のノード（ＭＭＥ９又はＳＧＷ１１等）に対して信号を送受信するように動作可能でもある。基地局５は、ｅＮＢ（Ｘ２）インターフェース５５を用いて、直接的に又はＨｅＮＢ ＧＷ８を介して他の基地局（マクロ又はスモール）に対して信号を送受信するように動作可能でもある。送受信機回路５１の動作は、メモリ５９に記憶されたソフトウェアに従ってコントローラー５７によって制御される。このソフトウェアは、とりわけ、オペレーティングシステム６１、通信制御モジュール６３、Ｓ１−ＡＰモジュール６５、Ｘ２−ＡＰモジュール６７、及びセキュリティモジュール６９を含む。
通信制御モジュール６３は、基地局５と移動通信デバイス３との間の通信、基地局５とＭＭＥ９、ＳＧＷ１１等のネットワークデバイスとの間の通信、及び（例えばＨｅＮＢ ＧＷ８を介した）他の基地局５の間の通信を制御する。
Ｓ１−ＡＰモジュール６５は、（ＨｅＮＢ ＧＷ８を介した）基地局５とＭＭＥ９との間のＳ１シグナリングをハンドリングする（例えば、Ｓ１プロトコルに従ってフォーマットされたメッセージ／ＰＤＵを生成、送信、及び受信する）。
Ｘ２−ＡＰモジュール６７は、基地局５と他の（ターゲット）基地局との間の直接的な又はＨｅＮＢ ＧＷ８を介したＸ２シグナリングをハンドリングする（例えば、Ｘ２アプリケーションプロトコルに従ってフォーマットされたメッセージ／ＰＤＵを生成、送信、及び受信する）。
セキュリティモジュール６９は、（例えば、コアネットワーク７とユーザー機器３との間の）基地局５を介した通信をセキュアにすることを担当する。基地局５がハンドオーバーターゲットであるとき、セキュリティモジュール６９は、パラメーター（例えば、ＫｅＮＢ／ＫｅＮＢ ＊、ＮＣＣ、ＰＣＩ、及びＥＡＲＦＣＮのうちの１つ又は複数）をソース基地局及び／又はＨｅＮＢ ＧＷ８から（例えば、Ｓ１−ＡＰモジュール６５を介して）取得するとともに、この取得されたパラメーターを用いて、セキュリティモジュール６９は、基地局５を介した通信をセキュアにする関連付けられた暗号化鍵を導出／適用する。基地局５がハンドオーバーソースであるとき、セキュリティモジュール６９は、ターゲット基地局を介した通信をセキュアにする関連付けられた暗号化鍵を導出するパラメーター（例えば、ＫｅＮＢ／ＫｅＮＢ ＊、ＮＣＣ、ＰＣＩ、及びＥＡＲＦＣＮのうちの１つ又は複数）を（例えば、Ｓ１−ＡＰモジュール６５を介して）提供する。
スモールセルゲートウェイ
図４は、図１に示すＨｅＮＢ ＧＷ８の主な構成要素を示すブロック図である。図示するように、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ネットワーク（Ｓ１）インターフェース７４を介してコアネットワークエンティティ（例えば、ＭＭＥ９及び／又はＳ−ＧＷ１１）に対して信号を送受信するように動作可能であるとともに、ｅＮＢ（Ｘ２）インターフェース７５を介して基地局５に対して信号を送受信するように動作可能である送受信機回路７１を備える。送受信機回路７１の動作は、メモリ７９に記憶されたソフトウェアに従ってコントローラー７７によって制御される。このソフトウェアは、とりわけ、オペレーティングシステム８１、通信制御モジュール８３、Ｓ１−ＡＰモジュール８５、Ｘ２−ＡＰモジュール８７、オプションの運用保守（ＯＡＭ）モジュール８８、及びセキュリティモジュール８９を含む。
通信制御モジュール８３は、コアネットワークインターフェース７４を介したＨｅＮＢ ＧＷ８とコアネットワークとの間、及びｅＮＢインターフェース７５を介したＨｅＮＢ ＧＷ８と基地局５との間の通信を制御するように動作可能である。
Ｓ１−ＡＰモジュール８５は、ＨｅＮＢ ＧＷ８とＭＭＥ９との間、及びＨｅＮＢ ＧＷ８と、接続された基地局５との間のＳ１シグナリングをハンドリングする（例えば、Ｓ１プロトコルに従ってフォーマットされたメッセージ／ＰＤＵを生成、送信、及び受信する）。
Ｘ２−ＡＰモジュール８７は、基地局５とＨｅＮＢ ＧＷ８との間のＸ２シグナリングをハンドリングする（例えば、Ｘ２アプリケーションプロトコルに従ってフォーマットされたメッセージ／ＰＤＵを生成、送信、及び受信する）。
ＯＡＭモジュール８８は、存在する場合には、適宜、ＨｅＮＢ ＧＷ８に接続された基地局５に関連付けられた情報（例えば、ＰＣＩ、ＥＡＲＦＣＮ）を取得し、この取得された情報をセキュリティモジュール８９に提供するために、（例えば、コアネットワーク７における）ＯＡＭエンティティと通信する。
セキュリティモジュール８９は、接続された基地局５の（例えば、コアネットワーク７及び／又はユーザー機器３との）通信をセキュアにする（適切な暗号化鍵を用いて暗号化する）ことを確保することを担当する。ＭＭＥ９が関与することなくＨｅＮＢ ＧＷ８によって管理されるハンドオーバーシナリオでは、セキュリティモジュール８９は、ターゲット基地局を介した通信をセキュアにする関連付けられた暗号化鍵を導出するのに必要なパラメーター（例えば、ＫｅＮＢ／ＫｅＮＢ ＊、ＮＣＣ、ＰＣＩ、及びＥＡＲＦＣＮのうちの１つ又は複数）をソース基地局から（例えば、Ｓ１−ＡＰモジュール８５を介して）取得する。この情報のうちの幾つか（例えば、現在のＫｅＮＢ、ＮＣＣ）は、例えば、ＭＭＥ９から事前に取得され、ＨｅＮＢ ＧＷ８によってローカルにキャッシュされている場合には、メモリ７９から取得することもできる。セキュリティモジュール８９は、関連付けられた暗号化鍵を自身で導出するように構成することもできるし（この場合、このセキュリティモジュールが、導出された暗号化鍵ＫｅＮＢ ＊をターゲット基地局に提供する）、関連付けられた暗号化鍵をターゲット基地局において導出するために、取得されたパラメーター（例えば、ＫｅＮＢ／ＫｅＮＢ ＊、ＮＣＣ、ＰＣＩ、及びＥＡＲＦＣＮのうちの１つ又は複数）を提供するように構成することもできる。
移動管理エンティティ
図５は、図１に示すＭＭＥ９の主な構成要素を示すブロック図である。図示するように、ＭＭＥ９は、移動通信デバイス３、基地局５、及び／又はＨｅＮＢ ＧＷ８等の他のネットワークノードに対して信号をネットワーク（Ｓ１）インターフェース９５を介して送受信するように動作可能な送受信機回路９１を備える。送受信機回路９１の動作は、メモリ９９に記憶されたソフトウェアに従ってコントローラー９７によって制御される。このソフトウェアは、とりわけ、オペレーティングシステム１０１、通信制御モジュール１０３、Ｓ１−ＡＰモジュール１０５、オプションのＵＥロケーションモジュール１０７、及びセキュリティモジュール１０９を含む。
通信制御モジュール１０３は、ネットワークインターフェース９５を介した、ＭＭＥ９と、ＨｅＮＢ ＧＷ８、基地局５、及び移動通信デバイス３との間の通信を制御するように動作可能である。
Ｓ１−ＡＰモジュール１０５は、ＭＭＥ９とＨｅＮＢ ＧＷ８との間及びＭＭＥ９と基地局５との間のＳ１シグナリングをハンドリングする（例えば、Ｓ１プロトコルに従ってフォーマットされたメッセージ／ＰＤＵを生成、送信、及び受信する）。
ＵＥロケーションモジュール１０７は、存在する場合には、ＭＭＥ９によってサービングされる各移動通信デバイス３の現在のロケーションの経過を追跡することを担当する。ＵＥロケーションモジュール１０７は、移動通信デバイス３がハンドオーバーされるターゲット基地局５からロケーション更新を（例えば、Ｓ１−ＡＰモジュール１０５を介して）取得するように構成されている。そのようなロケーション更新は、ターゲット基地局５が、任意の適したシグナリングメッセージ、例えば、Ｓ１プロトコルに従ってフォーマットされた「ハンドオーバー通知（Handover Notify）」メッセージ及び／又は「ロケーション報告（Location Report）」メッセージを用いて提供することができる。
セキュリティモジュール１０９は、ネットワークノード（例えば、移動通信デバイス３、基地局５、及びＨｅＮＢ ＧＷ８）間の通信をセキュアにする（暗号化する）ことを確保することを担当する。セキュリティモジュール１０９は、該当する３ＧＰＰ標準規格に仕様化されているようないわゆるアクセスセキュリティ管理エンティティ（ＡＳＭＥ）機能を備える。ＭＭＥ９が、ＨｅＮＢ ＧＷ８又はソース基地局５からハンドオーバー要請（handover required）メッセージを受信すると、セキュリティモジュール１０９は、このハンドオーバー要請メッセージにおいて識別されたターゲット基地局にいわゆるセキュリティコンテキストを提供する。一方、ＭＭＥ９が、（関連付けられたハンドオーバー要請メッセージを受信することなく）移動通信デバイス３が新たな基地局５にハンドオーバーされたことを示すロケーション更新をＨｅＮＢ ＧＷ８から受信すると、セキュリティモジュール１０９／ＡＳＭＥ機能は、この新たな基地局にセキュリティコンテキストを提供する必要がない。なぜならば、この場合、基地局５及びＨｅＮＢ ＧＷ８は、ＭＭＥ９が関与することなく、必要とされる暗号化鍵を導出することができるからである。
上記説明では、基地局５、ＨｅＮＢ ＧＷ８、及びＭＭＥ９はそれぞれ、理解を容易にするために、複数の個別のモジュール（通信制御モジュール、Ｓ１−ＡＰモジュール、及びセキュリティモジュール等）を有するものとして説明されている。これらのモジュールは、或る特定の用途の場合、例えば、既存のシステムが本発明を実施するように変更された場合には、このようにして提供することができるが、他の用途、例えば、本発明の特徴を最初から考慮して設計されたシステムでは、これらのモジュールは、全体のオペレーティングシステム又はコードに組み込むことができ、そのため、これらのモジュールは、個別のエンティティとして区別することができない場合がある。これらのモジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア又はこれらの混合したもので実施することもできる。
動作−第１の実施形態
図６は、本発明の一実施形態を実行している間に図１の移動電気通信システム１の構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。
このプロセスは、ステップＳ６０３から開始する。このステップにおいて、ソース基地局５−１は、移動通信デバイス３をターゲット基地局５−２にハンドオーバーする必要があることをＨｅＮＢ ＧＷ８に示す。ソース基地局５−１は、適切にフォーマットされたシグナリングメッセージ（例えば、「ハンドオーバー要請」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）生成し、ＨｅＮＢ ＧＷ８に送信することによってこれを行う。ソース基地局５−１は、当該ソース基地局５−１において適用可能なセキュリティコンテキスト（すなわち、現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣ）をこのメッセージに含める。このセキュリティコンテキストは、例えば、ターゲット基地局５−２が理解することができる拡張部分等の、Ｓ６０３において送信されるメッセージの任意の適した部分に含めることができる。この例における「拡張」部分は、適切にフォーマットされたＲＲＣコンテナー情報要素又はトランスペアレントコンテナー情報要素（例えば、「ソースｅＮＢからターゲットｅＮＢへのトランスペアレントコンテナー（source eNB to target eNB transparent container）」情報要素）を含む。ソース基地局５−１は、ターゲット基地局５−２も同じＨｅＮＢ ＧＷ８に接続されているか否かを伝えることができず、このため、ハンドオーバーにＭＭＥ９が関与するか否かを前もって伝えることが可能でないので、ソース基地局５−１が現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣを拡張部分に含めることに加えて、ＨｅＮＢ ＧＷ８が、ＭＭＥ９の代わりに、「通常の（regular）」セキュリティコンテキスト情報要素（ＩＥ）をこのメッセージに含める。
ハンドオーバーが要求されていることを示すこのメッセージに応答して、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ６０６において、（この要求において識別された）移動通信デバイス３のハンドオーバーを実行するようにターゲット基地局５−２に要求する適切にフォーマットされたシグナリングメッセージ（例えば、「ハンドオーバー要求」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（そのＳ１−ＡＰモジュール８５を用いて）生成し、ターゲット基地局５−２に送信する。ＨｅＮＢ ＧＷ８も、例えば、ソース基地局５−１から受信されたＲＲＣコンテナー情報要素又はトランスペアレントコンテナー情報要素を加えることによって、Ｓ６０３においてソース基地局５−１から受信された適用可能なセキュリティコンテキスト（すなわち、現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣ）をこのメッセージに含める。
ステップＳ６０７において、ターゲット基地局５−２は、（Ｓ６０６において受信されたメッセージに含まれる）セキュリティコンテキストＩＥ内のＮＣＣ値を（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）調べて比較し、このＮＣＣ値が、ＨｅＮＢ ＧＷ８からのメッセージの拡張部に含まれるＮＣＣ値と同じであるか否かを判断する。これらのＮＣＣ値が同じである場合、ターゲット基地局５−２は、セキュリティコンテキストＩＥに含まれるいずれのＫｅＮＢも無視し、拡張部に含まれるＫｅＮＢを採用する。これらのＮＣＣ値が異なる場合、ターゲット基地局５−２は、最も近時のＮＣＣとともに含まれるＫｅＮＢを採用し、他のＮＣＣとともに含まれるいずれのＫｅＮＢも無視する。
次に、ステップＳ６０８に示すように、ターゲット基地局５−２は、当該基地局５−２の移動通信デバイス３とのその後の通信に（すなわち、ハンドオーバーの完了に成功した後に）適用されるＫｅＮＢ ＊（ターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊）を（そのセキュリティモジュール６９を用いて）導出する。
ターゲット基地局５−２は、ハンドオーバー要求に従うことができる場合、ステップＳ６０９において、適切にフォーマットされた肯定応答メッセージ（例えば、「ハンドオーバー要求Ａｃｋ（Handover Request Ack）」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）生成し、ＨｅＮＢ ＧＷ８に送信する。
ステップＳ６１０において、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ターゲット基地局５−２のハンドオーバーコマンドを（例えば、適切にフォーマットされたＳ１−ＡＰメッセージを用いて）ソース基地局５−１に転送する。
ステップＳ６１１に一般的に示すように、ソース基地局５−１は、移動通信デバイス３にまだ送信されていないダウンリンクデータが残っていれば、これらのダウンリンクデータを（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）ターゲット基地局５−２に転送する。
オプションとして、ステップＳ６１２に示すように、ソース基地局５−１は、アップリンク受信機ステータス及びダウンリンク送信機ステータスをソース基地局５−１からターゲット基地局５−２に伝達する適切にフォーマットされたＳ１−ＡＰメッセージ（例えば、「ｅＮＢステータス伝達（eNB Status Transfer）」Ｓ１メッセージ）を（例えば、そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）生成し、ＨｅＮＢ ＧＷ８に送信することができる。ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ＭＭＥ９の代わりに、このメッセージに応答して、ステップＳ６１３において、ソース基地局５−１からターゲット基地局５−２へのアップリンク受信機ステータス及びダウンリンク送信機ステータスの伝達を完了する適切にフォーマットされたＳ１−ＡＰメッセージ（例えば、「ＭＭＥステータス伝達（MME Status Transfer）」Ｓ１メッセージ）を（例えば、そのＳ１−ＡＰモジュール８５を用いて）生成し、ターゲット基地局５−２に送信する。
ハンドオーバーに関連しないＳ１インターフェース手順は、ハンドオーバーが進行中の間（すなわち、ハンドオーバー要請メッセージが、Ｓ６０３において、ＨｅＮＢ ＧＷ８によって受信された時から）、一般に中断されているので、ターゲット基地局５−２は、ステップＳ６１４において、適切にフォーマットされた「ハンドオーバー通知」Ｓ１−ＡＰメッセージを生成して送信することによって、ハンドオーバー手順が成功したことをＨｅＮＢ ＧＷ８に通知し、事前に中断されたＨｅＮＢ ＧＷ８のＳ１インターフェース手順がもしあれば、ＨｅＮＢ ＧＷ８がこれを継続することができるようにする。図６に図示していないが、ハンドオーバーが失敗した場合、ターゲット基地局５−２は、「ハンドオーバー失敗（Handover Failure）」Ｓ１−ＡＰメッセージを代わりに生成して送信する。
このステップはオプションであるが、ハンドオーバーの完了が成功した後、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ６１５において、移動通信デバイス３の現在のロケーション（すなわち、そのＣＰＩによって識別されるターゲット基地局５−２のセル）をＭＭＥ９に知らせる適切にフォーマットされたＳ１−ＡＰメッセージ（例えば、「ロケーション報告」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（例えば、そのＳ１−ＡＰモジュール８５を用いて）生成し、ＭＭＥ９に送信することができる。ＭＭＥ９は、Ｓ６１５におけるメッセージを受信すると、例えば、受信されたＣＰＩを追加すること（及び事前に記憶されたいずれのＣＰＩも廃棄すること）によって、この移動通信デバイス３についてそのＵＥロケーションモジュール１０７に保持された情報を更新する。
最後に、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ６１６において、ターゲット基地局５−２にハンドオーバーされた移動通信デバイス３に関連付けられたいずれのコンテキストも消去するようにソース基地局５−１に命令する適切にフォーマットされたＳ１−ＡＰメッセージ（例えば、「ＵＥコンテキスト解放コマンド（UE Context Release Command）」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（例えば、そのＳ１−ＡＰモジュール８５を用いて）生成し、ソース基地局５−１に送信する。ステップＳ６１７において、ソース基地局５−１は、適切にフォーマットされたメッセージ（例えば、「ＵＥコンテキスト解放完了（UE Context Release Complete）」Ｓ１−ＡＰメッセージ）をＨｅＮＢ ＧＷ８に送信することによって、移動通信デバイス３に関連付けられたコンテキストの解放を確認する。
したがって、ＭＭＥ９が（ハンドオーバーが完了した後にロケーション更新を送信すること以外）関与することなく、ソース基地局５−１からターゲット基地局５−２へのハンドオーバーを実行することが可能であり、これによって、有利には、コアネットワーク７と基地局５との間で必要とされるシグナリングが削減される。
動作−第２の実施形態
図７は、本発明の一実施形態を実行している間に図１の移動電気通信システム１の構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。この例では、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ターゲット基地局５−２の代わりに、ターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊を導出するように構成されている。
この手順は、ステップＳ７００から開始し、このステップにおいて、ＭＭＥ９は、移動デバイス３を現在サービングしている別の基地局からの移動デバイス３のハンドオーバー（「ＨＯ」）を実行するように基地局５−１に命令する適切にフォーマットされたメッセージを（そのＳ１−ＡＰモジュール１０５を用いて）生成し、基地局５−１（移動デバイス３を現在サービングしていない）に向けて送信する。換言すれば、ＭＭＥ９は、基地局５−１が移動デバイス３のサービング基地局になるように要求する。この例では、ＭＭＥ９のメッセージは、「ハンドオーバー要求」メッセージを含むが、「パス切り替え要求肯定応答（Path Switch Request Acknowledge）」メッセージ等も含むことができる。
ステップＳ７０１に一般的に示すように、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、移動デバイス３との通信をセキュアにするための、ハンドオーバー（図７に「ＨＯ＃１」で示す）の後に基地局５−１によって用いられることになる現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣをキャッシュする（すなわち、メモリ７９に記憶する）ように構成されている。この例では、現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣは、Ｓ７００においてＭＭＥ９から受信されるメッセージ（例えば、セキュリティコンテキストＩＥ）に含まれている。ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ＫｅＮＢ及びＮＣＣがＨｅＮＢ ＧＷ８を介して転送されたとき、すなわち、ハンドオーバー要求メッセージ、パス切り替え要求肯定応答メッセージ等が、接続された基地局５のＨｅＮＢ ＧＷ８によって受信されたときは常に、接続された各基地局５の対応するＫｅＮＢ及びＮＣＣをキャッシュするように構成することができることが理解されるであろう。
ステップＳ７０２において、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、移動デバイス３を現在サービングしている基地局からのハンドオーバー（又はパス切り替え）手順を開始するように基地局５−１に命令するＭＭＥ９のメッセージを基地局５−１に通信する。Ｓ７０２におけるこのメッセージは、移動デバイス３とのその後の通信をセキュアにするための、ＭＭＥ９から取得された現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣも（例えば、セキュリティコンテキストＩＥに）含む。
図７に詳細に図示していないが、次のステップ（Ｓ７０３）に進む前に、新たなサービング基地局５−１及びこれまでのサービング基地局は、該当する標準規格に仕様化されているように、適切なデータ転送手順、ステータス伝達手順、ハンドオーバー通知手順、（ＭＭＥに向けた）ロケーション報告手順、及びＵＥコンテキスト解放手順を実行することによってハンドオーバー手順を完了する。
この実施形態の残りのステップは、移動デバイス３のその後のハンドオーバー手順（図７に「ＨＯ＃２」で示す）の一部をなす。この手順の間、現在のサービング基地局５−１（ソース基地局として動作している）は、基地局５−２（ターゲット基地局として動作している）への移動デバイス３のハンドオーバーを開始する。
図からも明らかな通り、ステップＳ７０３は、図６を参照して説明したステップＳ６０３に概ね対応する。ただし、この場合、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ７０４において、無線リソース管理（ＲＲＭ）構成（例えば、「ＲＲＭ−Ｃｏｎｆｉｇ」情報要素。これは、例えば、「ハンドオーバー準備情報（HandoverPreparationInformation）」情報要素の一部をなすことができる）を含む情報要素を復号化するように構成されている。このＲＲＭ構成は、ソース基地局５−１によって、例えば適したＲＲＣコンテナーで送信される（ターゲット基地局５−２の）ハンドオーバー要請メッセージに含まれる。この例では、「ＲＲＭ−Ｃｏｎｆｉｇ」情報要素は、（通常、ターゲット基地局５−２の場合、ハンドオーバー後に移動通信デバイス３によって用いられるセル及びチャネルを識別することを目的とした）ターゲットセルのＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮを搬送する。ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ＨｅＮＢ ＧＷ８に接続された基地局のうちの１つからハンドオーバー要請メッセージを受信するごとに（例えば、ステップＳ７０４に示すように）ＲＲＭ構成を復号化するように構成することができることが理解されるであろう。
ステップＳ７０５に一般的に示すように、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、したがって、ターゲット基地局５−２の移動通信デバイス３とのその後の通信にターゲット基地局５−２によって（すなわち、ハンドオーバーの完了に成功した後）適用されるＫｅＮＢ ＊（ターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊）を（そのセキュリティモジュール８９を用いて）導出することができる。具体的に言えば、（ＨｅＮＢ ＧＷ８の）セキュリティモジュール８９は、ターゲットセルのＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ（ソース基地局５−１からの「ＲＲＭ−Ｃｏｎｆｉｇ」ＩＥに含まれている）と、現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣ（メモリ７９に記憶されている）とを用いて、図２を参照して説明した鍵導出手順に従ってＫｅＮＢ ＊を導出するように構成されている。
ターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊が、ステップＳ７０５において導出された後、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ７０６において、ターゲット基地局５−２（Ｓ７０３においてソース基地局５−１によって示される）に関連付けられた適切な識別子（例えば、「グローバルｅＮＢ ＩＤ」）を用いて移動通信デバイス３（要求において識別される）のハンドオーバーを実行するようにターゲット基地局５−２に要求する適切にフォーマットされたシグナリングメッセージ（例えば、「ハンドオーバー要求」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）生成して送信する。ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ７０５において導出したＫｅＮＢ ＊もこのメッセージに含める。
次に、ステップＳ７０８に示すように、ターゲット基地局５−２は、受信されたＫｅＮＢ ＊を（ハンドオーバーの完了成功後の）基地局５−２の移動通信デバイス３との通信に適用することを（そのセキュリティモジュール６９を用いて）開始する。具体的に言えば、受信されたＫｅＮＢ ＊を用いるとともに、図２に示す鍵導出手順に基づいて、ターゲット基地局５−２は、移動通信デバイス３との通信をセキュアにする新たなＫｅＮＢを計算する。
ステップＳ７０９及びＳ７１０は、それぞれ図６のステップＳ６０９及びＳ６１０に対応する。したがって、簡略にするために、それらの説明は本明細書では省略される。この実施形態の残りの部分は、図６を参照して説明したステップＳ６１１〜Ｓ６１７と同一である。
動作−第３の実施形態
図８は、本発明の一実施形態を実行している間に図１の移動電気通信システム１の構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。この例では、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ソース基地局５−１によって提供されたＵＥ履歴情報に基づいて、ターゲット基地局５−２の代わりにターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊を導出するように構成されている。
第１のハンドオーバー手順（ＨＯ＃１）の一部をなすステップ、すなわち、ステップＳ８００〜Ｓ８０２及びその後の「ハンドオーバー手順」は、図７に示すＨＯ＃１手順と同一であり、このため、それらはここでは再度論述されない。一方、この実施形態のその後のハンドオーバー手順（ＨＯ＃２）は、上記で説明した第２の実施形態の対応する手順と異なる。
ステップＳ８０３（ＨＯ＃２手順の最初のステップ）は、図７を参照して説明したステップＳ７０３に概ね対応する。一方、この場合、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ハンドオーバー要請メッセージに含まれるＲＲＭ−Ｃｏｎｆｉｇ ＩＥ／ＲＲＣコンテナーＩＥを復号化することによるのではなく、ハンドオーバー要請メッセージに含まれる１つ又は複数の情報要素からターゲット基地局５−２のＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮを取得するように構成されている。
この例では、ソース基地局５−１は、１つ又は複数の適切な情報要素、例えば、（Ｓ８０３においてＨｅＮＢ ＧＷ８に送信された）ハンドオーバー要請メッセージに含まれる「ＵＥ履歴情報（History Information）」ＩＥ及び／又は「最終訪問（Last Visited）Ｅ−ＵＴＲＡＮセル情報」ＩＥにＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮを含めるように構成されている。具体的に言えば、ソース基地局５−１は、履歴／セル情報ＩＥが（実際のＵＥ／セル履歴ではなく）ＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮの値を含むというＨｅＮＢ ＧＷ８の表示を追加することによって（例えば、「セルタイプ（Cell Type）」ＩＥを所定の値に設定することによって）、履歴／セル情報ＩＥを（そのＳ１−ＡＰモジュール８５を用いて）適合させる。この例では、ソース基地局５−１は、ＰＣＩを「最終訪問Ｅ−ＵＴＲＡＮセル情報」(Last Visited E-UTRAN)ＩＥの「グローバルセルＩＤ」ＩＥに含め、ＥＡＲＦＣＮを「最終訪問Ｅ−ＵＴＲＡＮセル情報」ＩＥの「ＵＥセル滞在時間（Time UE stayed in Cell）」ＩＥに含める。ＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮをＨｅＮＢ ＧＷ８に搬送するように適合することができる情報要素のうちの幾つかは、ＴＳ３３．４１３のセクション９．２．１．４２〜９．２．１．４３ｂに記載されている。これらのセクションの内容は、引用することによって本明細書の一部をなす。
有利には、この場合、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、Ｓ８０３においてメッセージに含められたＲＲＣコンテナーを（図７のステップＳ７０４のように）復号化し、復号化されたＲＲＣコンテナー内に「ＲＲＭ−Ｃｏｎｆｉｇ」情報要素を探す必要がない。なぜならば、ＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮは、Ｓ１−ＡＰメッセージの１つ又は複数の所定の（非ＲＲＣ符号化）情報要素に含まれるからである。さらに、これは、有利には、ＨｅＮＢ ＧＷ８において必要とされる処理を削減することができる。
ＨｅＮＢ ＧＷ８は、例えば、ステップＳ８０１に示すように、現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣをキャッシュするようにも構成されている。したがって、ステップＳ８０５に一般的に示すように、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ターゲット基地局５−２の移動通信デバイス３とのその後の（すなわち、ＨＯ＃２手順の完了成功後の）通信にターゲット基地局５−２によって適用されるＫｅＮＢ ＊（ターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊）を（そのセキュリティモジュール８９を用いて）導出することができる。
ターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊がステップＳ８０５において導出された後、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ８０６において、移動通信デバイス３（例えば、関連付けられたＵＥ識別子を用いて、要求において識別される）のハンドオーバーを実行するようにターゲット基地局５−２（ｅＮＢ５−２に関連付けられた適切な識別子、例えば、「グローバルｅＮＢ ＩＤ」によって識別される）に要求する適切にフォーマットされたシグナリングメッセージ（例えば、「ハンドオーバー要求」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）生成して送信する。ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ８０５において導出したＫｅＮＢ ＊もこのメッセージに含める。
次に、ステップＳ８０８に示すように、ターゲット基地局５−２は、受信されたＫｅＮＢ ＊を（ハンドオーバー手順、すなわちＨＯ＃２の完了成功後の）基地局５−２の移動通信デバイス３との通信に適用することを（そのセキュリティモジュール６９を用いて）開始する。具体的に言えば、受信されたＫｅＮＢ ＊を用いるとともに、図２に示す鍵導出手順に基づいて、ターゲット基地局５−２は、移動通信デバイス３との通信をセキュアにする新たなＫｅＮＢを計算する。
ステップＳ８０９及びＳ８１０は、それぞれ図６のステップＳ６０９及びＳ６１０に対応する。したがって、簡略にするために、それらの説明は本明細書では省略される。この実施形態の残りの部分は、図６を参照して説明したステップＳ６１１〜Ｓ６１７と同一である。
動作−第４の実施形態
図９は、本発明の一実施形態を実行している間に図１の移動電気通信システム１の構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。この例では、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ＫｅＮＢ ＊を導出するのに必要な情報のうちの幾つか（例えば、ターゲット基地局のＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ）を、基地局をＨｅＮＢ ＧＷ８とともに動作するようにセットアップするメッセージから取得するように構成されている。
最初に、基地局５−１、５−２は、基地局５をＨｅＮＢ ＧＷ８及びＭＭＥ９とともに動作するようにセットアップするＳ１接続を要求する適切にフォーマットされたメッセージを（それらのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）生成して送信することによって、ＨｅＮＢ ＧＷ８及びＭＭＥ９に登録される。これは、ステップＳ９００に一般的に示されている。ステップＳ９０１に示すように、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、Ｓ１セットアップ要求を送信した各基地局５−１、５−２のＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ情報を記憶する（キャッシュする）。図９に図示していないが、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、適切な確認メッセージも生成し、Ｓ１セットアップ要求を送信した各基地局５−１、５−２に送信し、Ｓ１セットアップが成功したことを基地局に返答することができる。
基地局５−１、５−２からのセットアップ要求に応答して、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ９０２において、基地局５−１、５−２のそれぞれのＳ１接続をセットアップするようにＭＭＥ９に要求する適切にフォーマットされたメッセージ（例えば、標準的な「Ｓ１セットアップ要求」Ｓ１−ＡＰメッセージ、すなわち、ＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ情報を含んでいない）を（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）生成して送信する。
接続された各基地局のＳ１セットアップの後、この実施形態の手順は、（上記で図７を参照して説明したような）ＨＯ＃１手順を続ける。その結果、移動デバイス３は、基地局５−１によってサービングされる。一方、基地局５−１が、その後、移動デバイス３を異なる基地局にハンドオーバーする必要があるとき、基地局５−１（現在、ソース基地局として動作している）は、ステップＳ９０３において、基地局５−２（ターゲット基地局として動作している）が移動デバイス３の新たなサービング基地局となるように要求する適切にフォーマットされたシグナリングメッセージ（例えば、「ハンドオーバー要請」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を生成し、ＨｅＮＢ ＧＷ８に送信する。Ｓ９０３におけるソース基地局５−１のメッセージは、（例えば、後方互換性を保持するために）標準的な「ハンドオーバー要請」Ｓ１−ＡＰメッセージを含むことができることが理解されるであろう。ただし、このメッセージは、上記のステップＳ７０３及び／又はステップＳ８０３を参照して上記で説明したようなメッセージも含むことができる。
次に、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、移動通信デバイス３とのその後の通信にターゲット基地局５−２によって適用されるＫｅＮＢ ＊（ターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊）を（そのセキュリティモジュール８９を用いて）導出する。実際上、ステップＳ９０３の後、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ７０５又はＳ８０５のいずれかに進み、ターゲットセルのＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ（Ｓ９００におけるセットアップ要求に含まれる）と、現在のＫｅＮＢ及びＮＣＣ（適宜、ＨＯ＃１手順のステップＳ７０１又はＳ８０１の後、メモリ７９に記憶されている）とを用いて（図２を参照して説明した鍵導出手順に従って）ＫｅＮＢ ＊を導出することができる。
この実施形態の残りの部分は、図６を参照して説明したステップＳ６１１〜Ｓ６１７と同一である。
動作−第５の実施形態
図１０は、図９に示すタイミング図の一変更形態である。この例では、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、運用保守（ＯＡＭ）エンティティと通信することによって、ＫｅＮＢ ＊を導出するのに必要な情報のうちの幾つか（例えば、ターゲット基地局のＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ）を取得するように構成されている。
具体的に言えば、例えば、（図９のステップＳ９００〜Ｓ９０２を参照して説明したような）各基地局５のＳ１セットアップ要求を処理する代わりに（又は処理することに加えて）、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ＫｅＮＢ ＊を導出するのに必要なＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮをＯＡＭエンティティから取得する。例えば、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、このＨｅＮＢ ＧＷ８に接続された（接続されることになる）各基地局５に関連付けられたグローバルセルＩＤ（又は複数のグローバルセルＩＤ）に基づいてＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ情報を取得することができる。ＨｅＮＢ ＧＷ８及びＯＡＭエンティティは、基地局５をＨｅＮＢ ＧＷ８に接続する前に、又はネットワークを用いて基地局５をセットアップすることの一部として（例えば、以前のセットアップ要求がＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ情報を含んでいない場合に、ステップＳ９０１の一部として）のいずれかで、要求−応答手順等を実行することができることが理解されるであろう。
有利には、この場合、基地局５は、それらのＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮを、ＨｅＮＢ ＧＷ８に送信される（例えば、ステップＳ９００におけるような）メッセージに含める必要がない。これによって、ひいては、後方互換性及び既存の標準規格のコンプライアンスが改善される。
この実施形態の残りの部分は、図９のものと同一である。したがって、その後のステップの説明は、簡略にするために、本明細書では省略される。
動作−第６の実施形態
図１１は、本発明の一実施形態を実行している間に図１の移動電気通信システム１の構成要素によって実行される方法を示す例示的なタイミング図である。この例では、ソース基地局５−１は、ターゲット基地局５−２の代わりに、ターゲット基地局固有の新たなＫｅＮＢを導出するように構成されている。
この手順は、ステップＳ１１００から開始し、このステップにおいて、ソース基地局５−１は、当該ソース基地局５−１からターゲット基地局５−２への移動通信デバイス３のハンドオーバー後にターゲット基地局５−２が移動通信デバイス３との通信において用いる新たなＫｅＮＢを（そのセキュリティモジュール６９を用いて）生成する。
次に、ソース基地局５−１は、ステップＳ１１０３において、適切にフォーマットされたシグナリングメッセージ（例えば、「ハンドオーバー要請」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）生成し、ＨｅＮＢ ＧＷ８に送信する。ソース基地局５−１は、現在のＮＣＣ及びターゲット基地局５−２の新たなＫｅＮＢをこのメッセージに含める。これらの現在のＮＣＣ及び新たなＫｅＮＢは、例えば、ターゲット基地局５−２が理解することができる拡張部分等の、メッセージの任意の適切な部分に含めることができる。この「拡張」部分は、この例では、適切にフォーマットされたＲＲＣコンテナー情報要素又はトランスペアレントコンテナー情報要素（例えば、「ソースｅＮＢからターゲットｅＮＢへのトランスペアレントコンテナー」情報要素）を含む。ステップＳ６０３と同様に、ソース基地局５−１は、Ｓ１１０３において現在のＮＣＣ及び新たなＫｅＮＢをメッセージの拡張部分に含めることに加えて、「通常の」セキュリティコンテキストＩＥもこのメッセージに含める。
このメッセージに応答して、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ステップＳ１１０６において、移動通信デバイス３（要求において識別される）のハンドオーバーを実行するようにターゲット基地局５−２に要求する適切にフォーマットされたシグナリングメッセージ（例えば、「ハンドオーバー要求」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（そのＳ１−ＡＰモジュール８５を用いて）生成して送信する。ＨｅＮＢ ＧＷ８は、例えば、ソース基地局５−１から受信されたＲＲＣコンテナー情報要素又はトランスペアレントコンテナー情報要素を追加することによって、Ｓ１１０３においてソース基地局５−１から受信された現在のＮＣＣ及び新たなＫｅＮＢもこのメッセージに含める。
ステップＳ１１０７において、ターゲット基地局５−２は、（Ｓ１１０６において受信されたメッセージに含まれる）セキュリティコンテキストＩＥ内のＮＣＣ値を（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）調べて比較し、このＮＣＣ値が、ＨｅＮＢ ＧＷ８からのメッセージの拡張部に含まれるＮＣＣ値と同じであるか否かを判断する。これらのＮＣＣ値が同じである場合、ターゲット基地局５−２は、セキュリティコンテキストＩＥに含まれるいずれのＫｅＮＢも無視し、拡張部に含まれる新たなＫｅＮＢを採用する。
次に、ステップＳ１１０８に一般的に示すように、ターゲット基地局５−２は、当該基地局５−２の移動通信デバイス３とのその後の通信に（すなわち、ハンドオーバーの完了に成功した後に）新たなＫｅＮＢを適用するようにセットアップされる。
ターゲット基地局５−２は、ハンドオーバー要求に従うことができる場合、ステップＳ１１０９において、適切にフォーマットされた肯定応答メッセージ（例えば、「ハンドオーバー要求Ａｃｋ」Ｓ１−ＡＰメッセージ）を（そのＳ１−ＡＰモジュール６５を用いて）生成し、ＨｅＮＢ ＧＷ８に送信する。ステップＳ１１１０において、ＨｅＮＢ ＧＷ８は、ターゲット基地局５−２のハンドオーバーコマンドを（例えば、適切にフォーマットされたＳ１−ＡＰメッセージを用いて）ソース基地局５−１に転送する。
この実施形態の残りの部分は、図６を参照して説明したステップＳ６１１〜Ｓ６１７と同一である。
利点
要約すれば、例えば、図６を参照して上記で説明したように、ターゲット基地局が、ソース基地局の現在のＫｅＮＢ及び関連付けられたＮＣＣを（ＨｅＮＢ ＧＷを介して）取得すると、ターゲット基地局は、有利には、（たとえＭＭＥの関与を必要としなくても）標準的な鍵導出メカニズムを用いて、必要とされるＫｅＮＢ ＊を導出することができる。
代替的に、例えば、図７〜図１０を参照して上記で説明したように、ＨｅＮＢ ＧＷが、ターゲット基地局のＰＣＩ及びＥＡＲＦＣＮ情報（並びにソース基地局の現在のＫｅＮＢ及び関連付けられたＮＣＣ）を取得すると、ＨｅＮＢ ＧＷは、ＫｅＮＢ ＊を導出し、このＫｅＮＢ ＊をターゲット基地局に提供することができる。この場合、ターゲット基地局は、ソース基地局のＫｅＮＢ及びＮＣＣを処理する必要がない。
ソース基地局が、ターゲット基地局によって用いられる新たなＫｅＮＢを導出するように構成され、ＨｅＮＢ ＧＷが、この新たなＫｅＮＢ（すなわち、ＫｅＮＢ ＊）をターゲット基地局に送信する場合、ターゲット基地局の新たなＫｅＮＢ（すなわち、ＫｅＮＢ ＊）がＨｅＮＢ ＧＷ又はターゲット基地局によって導出されるときと比較して、ＨｅＮＢ ＧＷ及びターゲット基地局において必要とされる処理を削減することを可能とすることができるとともに、ＭＭＥの関与を引き続き回避することができる。
最後に、上記で説明したハンドオーバー技法は、基地局と移動通信デバイスとの間の通信のセキュリティ又は標準コンプライアンスに悪影響を与えない。なぜならば、これらの通信は、ハンドオーバー手順中にＭＭＥからの入力を何ら必要とすることなく、適切なターゲット基地局固有の暗号化鍵（ＫｅＮＢ ＊）を用いて引き続き暗号化することができるからである。
変更形態及び代替形態
これまで、幾つかの詳細な実施形態が説明されてきた。当業者であれば理解するように、本明細書において具現される本発明から依然として利益を享受しながら、上記実施形態に対して複数の変更形態及び代替形態を実施できる。
図１の上記説明では、各基地局は、スモールセル（例えば、ピコ／フェムトセル）を運用する（ホーム）基地局であると説明されている。しかしながら、本出願において説明されたシグナリング技法は、ゲートウェイ（ＨｅＮＢ ＧＷ等）を介して互いに接続された通常の基地局／マクロ基地局を含む任意のタイプの基地局間にも用いることができることが理解されるであろう。
ソース基地局がターゲット基地局によって用いられるＫｅＮＢ ＊を導出するように構成することができ、この場合、ソース基地局は、適切にフォーマットされたＳ１−ＡＰシグナリングを用いて（及び／又は適したＲＲＣコンテナー及び／又はトランスペアレントコンテナーを用いて）、ターゲット基地局固有のＫｅＮＢ ＊を（ＨｅＮＢ ＧＷを介して）ターゲット基地局に送信することができることも理解されるであろう。この結果、有利には、ターゲット基地局のＫｅＮＢ ＊がＨｅＮＢ ＧＷ又はターゲット基地局によって導出されるときと比較して、ＨｅＮＢ ＧＷ及びターゲット基地局において必要とされる処理を削減することができるとともに、ＭＭＥの関与を引き続き回避することができる。
上記実施形態では、ＨｅＮＢ ＧＷは、ＲＲＣコンテナー情報要素又はトランスペアレント「ソースｅＮＢからターゲットｅＮＢへの」コンテナー情報要素でセキュリティコンテキスト（ＮＣＣ−ＫｅＮＢペア）及び／又はＫｅＮＢ ＊（すなわち、新たなＫｅＮＢ）をターゲット基地局に送信するように説明されている。しかしながら、ＨｅＮＢ ＧＷは、ハンドオーバー要求メッセージの任意の適した情報要素でセキュリティコンテキスト（ＮＣＣ−ＫｅＮＢペア）及び／又はＫｅＮＢ ＊（すなわち、新たなＫｅＮＢ）をターゲット基地局に送信することができることが理解されるであろう。また、ＨｅＮＢ ＧＷは、例えば、ハンドオーバー要求メッセージをターゲット基地局に送信する前（又は後）に、別個のメッセージでセキュリティコンテキスト（ＮＣＣ−ＫｅＮＢペア）及び／又はＫｅＮＢ ＊（すなわち、新たなＫｅＮＢ）をターゲット基地局に送信することができることも理解されるであろう。
上記例示的な実施形態は、特定のＳ１−ＡＰメッセージを用いて説明されているが、異なるＳ１−ＡＰメッセージを代わりに用いることができることが理解されるであろう。さらに、Ｘ２−ＡＰと異なるプロトコル、例えば、他の任意の適した３ＧＰＰプロトコル、及び／又はインターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）によって仕様化されたシンプルネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）及び／又はブロードバンドフォーラムによって仕様化された技術報告書０６９（ＴＲ−０６９）プロトコル等の任意の適した非３ＧＰＰプロトコルを基地局とＨｅＮＢ ＧＷとの間に用いることができることも理解されるであろう。
上記実施形態では、移動電話ベースの電気通信システムが説明された。当業者であれば理解できるように、本出願において説明されるシグナリング技法は、他の通信システムにおいて用いることができる。他の通信ノード又はデバイスには、例えば、携帯情報端末、ラップトップコンピューター、ウェブブラウザー等のユーザーデバイスを含めることができる。さらに、基地局のうちの１つ又は複数は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）等のアクセスポイント（複数の場合もある）を備えることができる。
上記実施形態では、基地局、ゲートウェイ及び移動管理エンティティは、それぞれ送受信機回路部を備える。通常、この回路部は専用ハードウェア回路によって形成される。しかしながら、幾つかの実施形態では、送受信機回路部の一部を、対応するコントローラーによって実行されるソフトウェアとして実装することができる。
上記実施形態では、複数のソフトウェアモジュールが説明された。当業者であれば理解するように、それらのソフトウェアモジュールは、コンパイル済みの形式又は未コンパイルの形式において与えることができ、コンピューターネットワークを介して信号として、又は記録媒体において基地局又はゲートウェイに供給することができる。さらに、このソフトウェアの一部又は全部によって実行される機能は、１つ又は複数の専用のハードウェア回路を用いて実行することもできる。しかしながら、ソフトウェアモジュールの使用によって、基地局、ゲートウェイ及び移動管理エンティティの機能を更新するためにその基地局、ゲートウェイ、及び移動管理エンティティを更新するのが容易になるため、ソフトウェアモジュールの使用が好ましい。
ハンドオーバーを開始するメッセージは、更なる基地局のセルを識別する情報（例えば、物理セル識別情報（ＰＣＩ））と、更なる基地局の周波数チャネルを識別する情報（例えば、発展型ユニバーサル地上無線アクセス絶対無線周波数チャネル番号（ＥＡＲＦＣＮ））とを含むことができる。例えば、これらのセルを識別する情報及び周波数チャネルを識別する情報は、メッセージのＲＲＣ符号化部（例えば、ＲＲＣコンテナー内の「ＲＲＭ−Ｃｏｎｆｉｇ」ＩＥ）に含めることができる。
更なる基地局のセルを識別する情報（例えば、ＰＣＩ）及び更なる基地局の周波数チャネルを識別する情報（例えば、ＥＡＲＦＣＮ）は、基地局と通信システムの他のノードとの間でセル情報を搬送するように構成された１つ又は複数の情報要素（例えば、「ＵＥ履歴情報」情報要素及び／又は「最終訪問Ｅ−ＵＴＲＡＮセル情報」情報要素）に含めることができる。
移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵は、更なる基地局に固有の鍵（ＫｅＮＢ ＊）を含むことができる。
移動通信デバイスとの通信をセキュアにする受信された鍵は、更なる基地局に固有の鍵（例えば、ＫｅＮＢ）を含むことができ、基地局は、受信された鍵及び関連付けられたカウンターを用いて当該基地局に固有の更なる鍵（例えば、ＫｅＮＢ ＊）を導出する手段を備えることができる。
基地局は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）標準規格セットに従って動作するマクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、及びホーム基地局のうちの少なくとも１つを含むことができる。
移動通信デバイスとの通信をセキュアにする受信された鍵は、第１の基地局に固有のものとすることができ、更なる鍵を導出する情報は、受信された鍵及び関連付けられたカウンターを含むことができる。
移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵は、第２の基地局に固有のものとすることができ、更なる鍵を導出する情報は、受信された鍵を含むことができる。
ゲートウェイ装置は、第２の基地局のセルを識別する情報（例えば、物理セル識別情報（ＰＣＩ））と、第２の基地局の周波数チャネルを識別する情報（例えば、発展型ユニバーサル地上無線アクセス絶対無線周波数チャネル番号（ＥＡＲＦＣＮ））とを取得する手段を更に備えることができる。この場合、第２の基地局のセルを識別する情報と、第２の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを取得する手段は、ｉ）第１の基地局と第２の基地局との間でゲートウェイ装置を介して通信される無線リソース制御（ＲＲＣ）コンテナーを復号化することによって、第２の基地局のセルを識別する情報と、第２の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを取得することと、ｉｉ）受信されたメッセージに含まれる１つ又は複数の情報要素（例えば、「ＵＥ履歴情報」情報要素及び／又は「最終訪問Ｅ−ＵＴＲＡＮセル情報」情報要素）から、第２の基地局のセルを識別する情報と、第２の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを取得することと、ｉｉｉ）ゲートウェイ装置を介したＳ１通信のために第２の基地局をセットアップするメッセージ（例えば、「Ｓ１セットアップ要求」メッセージ）から、第２の基地局のセルを識別する情報と、第２の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを取得することと、ｉｖ）運用保守（ＯＡＭ）エンティティから、第２の基地局のセルを識別する情報と、第２の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを取得することとのうちの少なくとも１つを実行するように動作可能とすることができる。
ゲートウェイ装置は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）標準規格セットに従って動作するスモールセルゲートウェイ及びホーム基地局ゲートウェイのうちの少なくとも一方を備えることができる。
種々の他の変更は当業者には明らかであり、ここでは、これ以上詳しくは説明しない。
本出願は、２０１４年６月２３日に出願された英国特許出願第１４１１１４９．６号を基礎としており、この英国特許出願の優先権の利益を主張する。この英国特許出願の開示は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

Claims (20)

  1. 通信システムの基地局であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該基地局は、
    該基地局から別の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを生成する手段であって、該メッセージは、前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストを含み、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、手段と、
    前記生成されたメッセージを前記ゲートウェイ装置に送信する手段であって、前記メッセージは前記セキュリティコンテキストを含む、手段と、
    を備える、基地局。
  2. 前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする前記鍵は、前記別の基地局に固有の鍵を含む、請求項１に記載の基地局。
  3. 通信システムの基地局であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該基地局は、
    該基地局から別の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを生成する手段であって、該メッセージは、前記別の基地局のセルを識別する情報と、前記別の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを含み、該情報は、該基地局と前記通信システムの他のノードとの間でセル情報を搬送するように構成された１つ又は複数の非無線リソース制御（非ＲＲＣ）符号化情報要素に含まれる、手段と、
    前記生成されたメッセージを前記ゲートウェイ装置に送信する手段であって、前記メッセージは、前記１つ又は複数の非ＲＲＣ符号化情報要素を含む、手段と、
    を備える、基地局。
  4. 通信システムの基地局であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該基地局は、
    前記ゲートウェイ装置からメッセージを受信する手段であって、該メッセージは、別の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように該基地局に要求し、該メッセージは、前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストを含み、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、手段と、
    前記移動通信デバイスの前記要求されたハンドオーバーを実行する手段と、
    前記受信された鍵を用いて前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする手段と、
    を備える、基地局。
  5. 前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする前記受信された鍵は、前記別の基地局に固有の鍵を含み、前記基地局は、前記受信された鍵及び前記関連付けられたカウンターを用いて前記基地局に固有の更なる鍵を導出する手段を備える、請求項４に記載の基地局。
  6. ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）標準規格セットに従って動作するマクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、及びホーム基地局のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の基地局。
  7. 第１の基地局から第２の基地局への移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを前記第１の基地局から受信する手段であって、該受信されたメッセージは、
    （ａ）前記第２の基地局に転送されるデータであって、前記第１の基地局から前記第２の基地局への前記移動通信デバイスの前記ハンドオーバーに関係している、データと、
    （ｂ）前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストであって、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、セキュリティコンテキストと、
    を含む、手段と、
    前記第１の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記第２の基地局に要求するメッセージを生成する手段であって、該生成されたメッセージは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する情報を含み、該更なる鍵を導出する情報は、該生成されたメッセージの一部をなすセキュリティコンテキスト部分に含まれる、手段と、
    前記生成されたメッセージを前記第２の基地局に送信する手段と、
    を備える、ゲートウェイ装置。
  8. 前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする前記受信された鍵は、前記第１の基地局に固有であり、前記更なる鍵を導出する情報は、前記受信された鍵及び前記関連付けられたカウンターを含む、請求項７に記載のゲートウェイ装置。
  9. 前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする前記鍵は、前記第２の基地局に固有であり、前記更なる鍵を導出する情報は、前記受信された鍵を含む、請求項７に記載のゲートウェイ装置。
  10. 移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストをコアネットワークノードから取得する手段であって、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、手段と、
    第１の基地局から第２の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを前記第１の基地局から受信する手段であって、該受信されたメッセージは、前記第２の基地局に転送されるデータを含み、該データは、前記第１の基地局から前記第２の基地局への前記移動通信デバイスの前記ハンドオーバーに関係している、手段と、
    前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する情報を生成する手段と、
    前記第１の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記第２の基地局に要求するメッセージを生成する手段であって、該生成されたメッセージは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する前記情報を含み、該情報は、該生成されたメッセージの一部をなすセキュリティコンテキスト部分に含まれる、手段と、
    前記生成されたメッセージを前記第２の基地局に送信する手段と、
    を備える、ゲートウェイ装置。
  11. 前記第２の基地局のセルを識別する情報と、前記第２の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを取得する手段を更に備える、請求項１０に記載のゲートウェイ装置。
  12. 前記第２の基地局のセルを識別する情報と、前記第２の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを取得する前記手段は、
    ｉ）前記第１の基地局と前記第２の基地局との間で前記ゲートウェイ装置を介して通信される無線リソース制御（ＲＲＣ）コンテナーを復号化することによって、前記第２の基地局のセルを識別する前記情報と、前記第２の基地局の周波数チャネルを識別する前記情報とを取得することと、
    ｉｉ）前記受信されたメッセージに含まれる１つ又は複数の情報要素から、前記第２の基地局のセルを識別する前記情報と、前記第２の基地局の周波数チャネルを識別する前記情報とを取得することと、
    ｉｉｉ）前記ゲートウェイ装置を介した通信のために前記第２の基地局をセットアップするメッセージから、前記第２の基地局のセルを識別する前記情報と、前記第２の基地局の周波数チャネルを識別する前記情報とを取得することと、
    ｉｖ）運用保守（ＯＡＭ）エンティティから、前記第２の基地局のセルを識別する前記情報と、前記第２の基地局の周波数チャネルを識別する前記情報とを取得することと、
    のうちの少なくとも１つを実行するように動作可能である、請求項１１に記載のゲートウェイ装置。
  13. ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）標準規格セットに従って動作するスモールセルゲートウェイ及びホーム基地局ゲートウェイのうちの少なくとも一方を備える、請求項７〜１２のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
  14. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の基地局と、請求項７〜１３のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置とを備える通信システム。
  15. 通信システムにおける基地局によって実行される方法であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該方法は、
    前記基地局から別の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを生成することであって、該メッセージは、前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストを含み、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含むことと、
    前記生成されたメッセージを前記ゲートウェイ装置に送信することであって、前記メッセージは前記セキュリティコンテキストを含むことと、
    を含む、方法。
  16. 通信システムにおける基地局によって実行される方法であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該方法は、
    前記基地局から別の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを生成することであって、該メッセージは、前記別の基地局のセルを識別する情報と、前記別の基地局の周波数チャネルを識別する情報とを含み、該情報は、前記基地局と前記通信システムの他のノードとの間でセル情報を搬送するように構成された１つ又は複数の非無線リソース制御（非ＲＲＣ）符号化情報要素に含まれることと、
    前記生成されたメッセージを前記ゲートウェイ装置に送信することであって、該メッセージは、前記１つ又は複数の情報要素を含むことと、
    を含む、方法。
  17. 通信システムにおける基地局によって実行される方法であって、該通信システムは、少なくとも１つの移動通信デバイスと、複数の基地局と、該複数の基地局間のメッセージの通信を容易にするように動作可能なゲートウェイ装置と、該ゲートウェイ装置をコアネットワークに経由接続することができる移動管理エンティティとを備え、該方法は、
    前記ゲートウェイ装置からメッセージを受信することであって、該メッセージは、別の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記基地局に要求し、該メッセージは、前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストを含み、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含むことと、
    前記移動通信デバイスの前記要求されたハンドオーバーを実行することと、
    前記受信された鍵を用いて前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにすることと、
    を含む、方法。
  18. 第１の基地局から第２の基地局への移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するメッセージを前記第１の基地局から受信することであって、該受信されたメッセージは、
    （ａ）前記第２の基地局に転送されるデータであって、前記第１の基地局から前記第２の基地局への前記移動通信デバイスの前記ハンドオーバーに関係している、データと、
    （ｂ）前記移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストであって、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含む、セキュリティコンテキストと、
    を含むことと、
    前記第１の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記第２の基地局に要求するメッセージを生成することであって、該生成されたメッセージは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する情報を含み、該更なる鍵を導出する情報は、前記生成されたメッセージの一部をなすセキュリティコンテキスト部分に含まれることと、
    前記生成されたメッセージを前記第２の基地局に送信することと、
    を含む、ゲートウェイ装置によって実行される方法。
  19. 移動通信デバイスに関連付けられたセキュリティコンテキストをコアネットワークノードから取得することであって、該セキュリティコンテキストは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする鍵と、前記移動通信デバイスとのその後の通信をセキュアにする更なる鍵を導出する関連付けられたカウンターの現在の値とを含むことと、
    第１の基地局からメッセージを受信することであって、該メッセージは、前記第１の基地局から第２の基地局への前記移動通信デバイスのハンドオーバーを開始するものであり、前記受信されたメッセージは、前記第２の基地局に転送されるデータを含み、該データは、前記第１の基地局から前記第２の基地局への前記移動通信デバイスの前記ハンドオーバーに関係していることと、
    前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する情報を生成することと、
    前記第１の基地局からの前記移動通信デバイスのハンドオーバーを実行するように前記第２の基地局に要求するメッセージを生成することであって、該生成されたメッセージは、前記移動通信デバイスとの通信をセキュアにする更なる鍵を導出する前記情報を含み、該情報は、前記生成されたメッセージの一部をなすセキュリティコンテキスト部分に含まれることと、
    前記生成されたメッセージを前記第２の基地局に送信することと、
    を含む、ゲートウェイ装置によって実行される方法。
  20. 請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の方法をコンピュータープログラマブルデバイスに実行させる命令を含む、コンピュータープログラム製品。
JP2016575244A 2014-06-23 2015-06-22 ハンドオーバー中の鍵導出に適合した通信システム Active JP6292427B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1411149.6 2014-06-23
GB1411149.6A GB2527518A (en) 2014-06-23 2014-06-23 Communication system
PCT/JP2015/068595 WO2015199241A1 (en) 2014-06-23 2015-06-22 Communication system adapted for key derivation during handover

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017521935A true JP2017521935A (ja) 2017-08-03
JP6292427B2 JP6292427B2 (ja) 2018-03-14

Family

ID=51409993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016575244A Active JP6292427B2 (ja) 2014-06-23 2015-06-22 ハンドオーバー中の鍵導出に適合した通信システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170134996A1 (ja)
EP (1) EP3158784A1 (ja)
JP (1) JP6292427B2 (ja)
CN (1) CN106416334A (ja)
GB (1) GB2527518A (ja)
WO (1) WO2015199241A1 (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110366177B (zh) 2013-12-24 2022-06-14 日本电气株式会社 通信系统中的主基站、辅基站和用户设备及其通信方法
US11026136B2 (en) 2014-03-07 2021-06-01 Parallel Wireless, Inc. Handovers with simplified network topology
US10743217B2 (en) 2014-03-07 2020-08-11 Parallel Wireless, Inc. X2 brokering between inter-3GPP release eNodeB's
WO2015134985A1 (en) 2014-03-07 2015-09-11 Parallel Wireless, Inc Federated x2 gateway
US9948548B2 (en) * 2015-08-27 2018-04-17 Cisco Technology, Inc. System and method for providing small cell gateway redundancy
CN108293183B (zh) * 2015-11-18 2021-06-01 上海诺基亚贝尔股份有限公司 E-utran与wlan之间的切换
US10368238B2 (en) * 2015-12-01 2019-07-30 Htc Corporation Device and method of handling data transmission/reception for dual connectivity
US10313933B2 (en) 2016-04-01 2019-06-04 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for enhancing mobility for 3GPP LTE-WLAN aggregation in wireless communication system
US10211907B1 (en) 2016-05-26 2019-02-19 Sprint Spectrum L.P. Coordinated multipoint mode selection for relay base station
DE102016111142A1 (de) * 2016-06-17 2017-12-21 Kathrein-Werke Kg Mobilfunkübertragungssystem zum Bereitstellen einer Vielzahl von Mobilfunkzellen in einem Gebäude oder Campus
EP3520316B1 (en) * 2016-09-29 2022-03-02 Parallel Wireless, Inc. Handovers with simplified network topology
US10868803B2 (en) 2017-01-13 2020-12-15 Parallel Wireless, Inc. Multi-stage secure network element certificate provisioning in a distributed mobile access network
US10237759B1 (en) * 2017-03-29 2019-03-19 Sprint Spectrum L.P. Coordinated multipoint set selection based on donor status
CN108924829B (zh) * 2017-04-07 2022-05-24 中兴通讯股份有限公司 一种发送、处理上行数据和认证的方法及装置
CN109511113B (zh) 2017-07-28 2020-04-14 华为技术有限公司 安全实现方法、相关装置以及系统
US10812973B2 (en) * 2017-10-19 2020-10-20 Futurewei Technologies, Inc. System and method for communicating with provisioned security protection
US11190510B2 (en) 2017-11-15 2021-11-30 Parallel Wireless, Inc. Two-factor authentication in a cellular radio access network
US10750563B2 (en) * 2018-05-09 2020-08-18 Htc Corporation Device and method for handling a fallback
CN110913393B (zh) * 2018-09-15 2021-09-07 华为技术有限公司 切换方法和终端设备
CN112789896B (zh) * 2019-01-07 2022-06-14 华为技术有限公司 切换传输路径的方法及装置
CN113574932A (zh) 2019-03-22 2021-10-29 索尼集团公司 通信控制设备、通信控制方法、通信终端和通信方法
FI4005334T3 (fi) * 2019-08-13 2024-05-14 Google Llc Järjestelmät ja menetelmät radioresurssiohjauksen passiivisen tilan käsittelemiseksi

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120163336A1 (en) * 2010-06-18 2012-06-28 Interdigital Patent Holdings, Inc. Distributed architecture for security keys derivation in support of non-involved core network handover
US20130128866A1 (en) * 2010-07-15 2013-05-23 Huawei Technologies Co., Ltd. Method, apparatus, and system for security processing in handover process

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070154015A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Lucent Technologies Method for cipher key conversion in wireless communication
US8311512B2 (en) * 2007-06-21 2012-11-13 Qualcomm Incorporated Security activation in wireless communications networks
US20090274302A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Mediatek Inc. Method for deriving traffic encryption key
US20100173610A1 (en) * 2009-01-05 2010-07-08 Qualcomm Incorporated Access stratum security configuration for inter-cell handover
KR101723701B1 (ko) * 2009-08-17 2017-04-05 텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘) 이동국에서 암호화 키들을 처리하기 위한 방법
CN102238668B (zh) * 2010-05-07 2015-08-12 北京三星通信技术研究有限公司 一种通过网关进行x2切换的方法
KR101730088B1 (ko) * 2010-06-28 2017-04-26 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템 및 그 시스템에서 핸드오버 수행 방법
CN105916140B (zh) * 2011-12-27 2019-10-22 华为技术有限公司 基站间载波聚合的安全通讯方法及设备
NZ709755A (en) * 2013-01-30 2016-10-28 Ericsson Telefon Ab L M Security key generation for dual connectivity

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120163336A1 (en) * 2010-06-18 2012-06-28 Interdigital Patent Holdings, Inc. Distributed architecture for security keys derivation in support of non-involved core network handover
US20130128866A1 (en) * 2010-07-15 2013-05-23 Huawei Technologies Co., Ltd. Method, apparatus, and system for security processing in handover process

Also Published As

Publication number Publication date
EP3158784A1 (en) 2017-04-26
WO2015199241A1 (en) 2015-12-30
GB2527518A (en) 2015-12-30
CN106416334A (zh) 2017-02-15
GB201411149D0 (en) 2014-08-06
JP6292427B2 (ja) 2018-03-14
US20170134996A1 (en) 2017-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6292427B2 (ja) ハンドオーバー中の鍵導出に適合した通信システム
US20220159533A1 (en) Communication system
JP6512331B2 (ja) Ｘ２ゲートウェイを有する通信システム
JP6399117B2 (ja) モバイル通信システム、及びその方法
JP6399118B2 (ja) モバイル通信システム、基地局、及びそれらの方法
CN110892743B (zh) 用于使用户平面中断延迟最小化的方法和无线装置
KR102078866B1 (ko) 듀얼 커넥티비티 지원을 위한 pdcp 분산 구조의 보안 키 생성 및 관리 방안
EP2361484B1 (en) Gateway configured to provide a handover, converting and routing function
JP6442038B2 (ja) ユーザ機器及び基地局のデュアルコネクティビティにおけるハンドオーバのための方法及び装置
US20140308959A1 (en) Methods and Apparatus for Handover Management
CN104602307A (zh) 切换方法及系统
CN104349309A (zh) 一种移动通信系统中利用nh、ncc对解决安全问题的方法
WO2016026088A1 (zh) 路径切换方法、移动锚点及基站
EP3554129B1 (en) Cell handover method and device
KR20120131045A (ko) 로컬 네트워크 간 이동성을 제공하는 방법 및 로컬 게이트웨이
EP3520316B1 (en) Handovers with simplified network topology
KR20200018543A (ko) 듀얼 커넥티비티 지원을 위한 pdcp 분산 구조의 보안 키 생성 및 관리 방안
EP3370472A1 (en) Method and device for establishing links

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171102

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6292427

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150