JP2020535667A - セルラ通信のための移動性向上 - Google Patents

Abstract

セルラ基地局間のハンドオーバに関する技術が開示されている。二重接続ハンドオーバを用いるいくつかの実施形態では、開示した技術を用いて、セキュリティ構成切り替えの同期化が容易になり得る。いくつかの実施形態では、基地局及び／又はモバイルデバイスがセキュリティ構成切り替えに対するアクティベーションシーケンス番号を決定する（例えば、いつ経路切り替えが生じるかを推定することによって）。いくつかの実施形態では、セキュリティ構成切り替えは、失敗を解読することに基づいて暗黙的に検出される。いくつかの実施形態では、セキュリティ構成切り替えは、明示的に信号で伝えられて、失敗を解読することに基づいてチェックされる。メイクビフォアブレークハンドオーバ技術を用いるいくつかの実施形態では、経路切り替え後にソース基地局を保持してもよい。

Description

本出願はセルラ無線通信装置に関し、より詳細には、ハンドオーバの間にセキュリティ構成を追跡するための技術に関する。

無線通信システムの利用が急速に広がっている。近年、スマートフォンやタブレットコンピュータなどの無線デバイスは益々洗練されてきている。電話機能のサポートに加えて、多くのモバイルデバイスは今や、インターネットへのアクセス、電子メール、テキストメッセージング、及び全地球測位システム（global positioning system、ＧＰＳ）を使用したナビゲーションを提供し、これらの機能を利用する洗練されたアプリケーションを動作させることができる。

次世代高速携帯通信規格（Long Term Evolution、ＬＴＥ）は、世界中のほとんどの無線ネットワークオペレータにとって好まれる技術となっており、モバイルブロードバンドデータ及び高速インターネットアクセスをその加入者ベースにもたらしている。ＬＴＥは、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）及び上位層から受信した情報ブロックを伝える多くのダウンリンク（ＤＬ）物理チャネル（トランスポート又は制御チャンネルと分類される）を規定している。またＬＴＥはアップリンク（ＵＬ）に対する多くの物理層チャネルも規定している。

現在の国際移動体通信アドバンスト（ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）規格を超える次世代の電気通信規格案は、第５世代モバイルネットワーク若しくは第５世代無線システム、又は略して５Ｇと言われる（他の場合には、５Ｇ新無線（New Radio）を表す５Ｇ−ＮＲとして知られ、また単にＮＲとも言われる）。５Ｇ−ＮＲは、現在のＬＴＥ規格に比べて、より密度の高いモバイルブロードバンドユーザに対応するより高い容量を提供し、更に、超高信頼性で大量のデバイス間マシン通信、並びに低レイテンシー及び低バッテリ消費をサポートする。

従来のＬＴＥハンドオーバ手順（例えば、ある基地局から別の基地局へ）は、ハンドオーバが失敗する傾向があり、ユーザプレーンデータに対して数１０ミリ秒の待ち時間（latency）が導入される場合がある。待ち時間の原因は、例えば、ＲＦ再チューニング、ターゲットセル上でのＤＬ及びＵＬ同期化、並びにＬ２リセットであり得る。

いくつかの実施態様では、デバイスは同じ無線アクセスネットワーク又は複数の異なる無線アクセスネットワークの基地局（例えば、ＬＴＥネットワーク及びＮＲネットワーク、異なるＬＴＥネットワーク、異なるＮＲネットワーク、同じＮＲネットワークの異なる基地局など）に対して二重接続を有していてもよい。

各種実施形態の以下の詳細な説明を、以下の図面と併せて考慮すれば、本主題のより良い理解を得ることができる。
いくつかの実施形態に係る、例示的な無線通信システムを示す図である。 いくつかの実施形態に係る、ユーザ機器（ＵＥ）デバイスと通信する基地局（ＢＳ）を示す図である。 いくつかの実施形態に係る、ＵＥの例示的なブロック図である。 いくつかの実施形態に係る、ＢＳの例示的なブロック図である。 いくつかの実施形態によるマルチ接続ハンドオーバ手順例を例示する図である。 いくつかの実施形態によるＰＤＣＰ再配置を例示するブロック図である。 いくつかの実施形態による決定したアクティベーションシーケンス番号を用いた典型的なハンドオーバ技術を例示する通信図である。 いくつかの実施形態による決定したアクティベーションシーケンス番号を用いた典型的なハンドオーバ技術を例示する通信図である。 いくつかの実施形態による決定したアクティベーションシーケンス番号を用いた典型的なハンドオーバ技術を例示する通信図である。 いくつかの実施形態による決定したアクティベーションシーケンス番号を用いた典型的なハンドオーバ技術を例示する通信図である。 いくつかの実施形態による決定したアクティベーションシーケンス番号を用いた典型的なハンドオーバ技術を例示する通信図である。 いくつかの実施形態による典型的なＰＤＣＰ ＰＤＵフォーマットを例示する図である。 いくつかの実施形態によるセキュリティ構成切り替えを暗黙的に検出するための典型的な技術を例示するフロー図である。 いくつかの実施形態によるセキュリティ構成切り替えの暗黙の検出を例示する通信図である。 いくつかの実施形態によるセキュリティ構成切り替えの暗黙の検出を例示する通信図である。 いくつかの実施形態による典型的なメイクビフォアブレークハンドオーバ技術を例示する通信図である。 いくつかの実施形態による典型的なメイクビフォアブレークハンドオーバ技術を例示する通信図である。 いくつかの実施形態による典型的なメイクビフォアブレークハンドオーバ技術を例示する通信図である。

本明細書に記載された特徴は、種々の変更及び代替の形態を受ける余地があり得るが、その特定の実施形態を例として図面に示し、本明細書において詳細に説明する。しかし、図面及びそれらに対する詳細な説明は、開示されている特定の形態に限定することを意図するものではなく、逆に、その意図は、添付の「特許請求の範囲」によって定義されるような本主題の趣旨及び範囲内に収まる、全ての修正、均等物、及び代替物を包含することである点を理解されたい。

本開示内で、（「ユニット」、「回路」、他の構成要素などと様々に呼ばれることがある）様々なエンティティは、１つ以上のタスク又は動作を実施するように「構成されている（configured）」ものとして記述又は主張されることがある。「『１つ以上のタスクを実施する』ように構成されている『エンティティ』」というこの明確な記述は、本明細書では構造（すなわち、電子回路など、物理的なもの）を指すために使用される。より具体的には、この明確な語句は、この構造が動作中に１つ以上のタスクを実施するように配置されたことを示すために使用される。構造は、その構造が現在動作していない場合でも、何らかのタスクを実施する「ように構成されている」と述べられることがある。「ＩＰパケットを送るように構成されたアプリケーションプロセッサ」は、例えば、当該の回路が現在使用されていない（例えば、その回路に電源が接続されていない）場合でも、動作中にこの機能を実行する回路に及ぶことを意図している。このように、何らかのタスクを実施する「ように構成されている」ものとして記述又は説明されるエンティティは、デバイス、回路、そのタスクを実現するように実行可能なプログラム命令を記憶したメモリなど、物理的なものを指す。この句は、本明細書では無形のものを指すためには使用されない。

「〜ように構成されている（configured to）」という用語は、「〜ように構成可能な（configurable to）」を意味することを意図していない。例えば、プログラムされていないＦＰＧＡは、何らかの特定の機能を実行する「ように構成可能」であり得るが、その機能を実行する「ように構成されている」とは見なされないであろう。適切なプログラミングの後に、ＦＰＧＡは、その時にはその機能を実行するように構成され得る。

添付の請求項において、ある構造が１つ以上のタスクを実行する「ように構成されている」と説明することは、その請求項要素について米国特許法第１１２条（ｆ）を援用しないことを明示的に意図している。したがって、出願された本出願中の請求項のいずれも、ミーンズプラスファンクション要素を有するものとして解釈されることを意図していない。出願人が審査過程中に１１２条（ｆ）を援用することを望む場合、それは、［機能を実行する］「ための手段」という構成概念を使用して請求項要素を説明することになる。

本明細書で使用する「〜に基づいて」という用語は、判定に影響を及ぼす１つ以上の要因を記述するために使用される。この用語は、追加の要因が判定に影響を及ぼすことがある可能性を除外しない。すなわち、判定は、指定された要因のみに基づくか、又は、指定された要因並びに他の指定されていない要因に基づき得る。「Ｂに基づいてＡを判定する」という語句を検討する。この語句により、Ｂは、Ａを判定するために使用されるか、又はＡの判定に影響を及ぼす要因であることが特定される。この語句は、Ａの判定が、Ｃなど、何らかの他の要因にも基づき得ることを除外しない。この句は、ＡがＢのみに基づいて決定される実施形態をも網羅することを意図している。本明細書で使用する「〜に基づいて」という句は、「〜に少なくとも部分的に基づいて」という句と同義である。

更に、本明細書で用いる場合、用語「第１」、「第２」、「第３」などには必ずしも要素間の順序付け（例えば、時間）の意味が含まれているわけではない。例えば、「第１」のグラフィックス動作及び「第２」のグラフィックス動作に言及した場合、グラフィックス動作の順序付けの意味は含まれておらず、存在しない付加的な言葉によってこれらの動作の間の時間関係は制約される。簡単に言えば、「第１」、「第２」などの言及は説明及び添付の請求項における言及を簡単にするための標示として用いる。

用語
以下は、本開示で使用される用語の用語集である。

記憶媒体−様々な種類の非一時的メモリデバイス又は記憶デバイスのうちの任意のもの。用語「記憶媒体」は、インストール媒体、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク若しくはテープデバイス、ＤＲＡＭ、ＤＤＲ ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＤＯ ＲＡＭ、Ｒａｍｂｕｓ ＲＡＭなどの、コンピュータシステムメモリ又はランダムアクセスメモリ、フラッシュ、磁気媒体、例えばハードドライブ、又は光記憶装置などの、不揮発性メモリ、レジスタ、又はその他の同様の種類のメモリ要素などを含むことが意図されている。記憶媒体は、他の種類の非一時的メモリ、並びにそれらの組合せも含んでもよい。加えて、記憶媒体は、プログラムが実行される第１のコンピュータシステム内に位置してもよく、又はインターネットなどのネットワークを通じて第１のコンピュータシステムに接続する、第２の異なるコンピュータシステム内に位置してもよい。後者の例では、第２のコンピュータシステムは、実行のために、プログラム命令を第１のコンピュータシステムに提供することができる。用語「記憶媒体」は、異なる位置、例えば、ネットワークを通じて接続された異なるコンピュータシステム内に存在することができる２つ以上の記憶媒体を含んでもよい。記憶媒体は、１つ以上のプロセッサによって実行することができる（例えば、コンピュータプログラムとして具現化された）プログラム命令を記憶してもよい。

キャリア媒体−上述のような記憶媒体、並びにバス、ネットワークなどの物理的伝送媒体、及び／又は電気信号、電磁信号、若しくはデジタル信号などの信号を伝送する他の物理的伝送媒体。

プログラム可能ハードウェア要素−プログラム可能相互接続を介して接続された複数のプログラム可能機能ブロックを備える、様々なハードウェアデバイスを含む。例としては、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array、フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device、プログラム可能論理デバイス）、ＦＰＯＡ（Field Programmable Object Array、フィールドプログラマブルオブジェクトアレイ）、及びＣＰＬＤ（Complex PLD、複合ＰＬＤ）を含む。プログラム可能な機能ブロックは、細かい粒度（fine grained）のもの（組合せロジック又はルックアップテーブル）から粗い粒度（coarse grained）のもの（演算論理装置又はプロセッサコア）にまで及ぶことができる。プログラム可能ハードウェア要素はまた、「再構成可能論理」と称されることがある。

コンピュータシステム−パーソナルコンピュータシステム（ＰＣ）、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、ネットワーク装置、インターネット装置、携帯情報端末（ＰＤＡ）、テレビシステム、グリッドコンピューティングシステム、又はその他のデバイス若しくはデバイスの組合せを含む様々な種類のコンピューティング又は処理システムのうちのいずれか。一般的に、用語「コンピュータシステム」は、記憶媒体からの命令を実行する少なくとも１つのプロセッサを有する任意のデバイス（又はデバイスの組合せ）を包含するように広義に定義することができる。

ユーザ機器（ＵＥ）（又は「ＵＥデバイス」）−移動式又は携帯式であり、無線通信を実行する様々な種類のコンピュータシステムデバイスのうちのいずれか。ＵＥデバイスの例としては、携帯電話若しくはスマートフォン（例えば、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）ベースの電話）、ポータブルゲームデバイス（例えば、Ｎｉｎｔｅｎｄｏ ＤＳ（登録商標）、ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ Ｐｏｒｔａｂｌｅ（登録商標）、Ｇａｍｅｂｏｙ Ａｄｖａｎｃｅ（登録商標）、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標））、ラップトップ、ウェアラブルデバイス（例えば、スマートウォッチ、スマートグラス）、ＰＤＡ、ポータブルインターネットデバイス、音楽プレーヤ、データ記憶デバイス、又は他のハンドヘルドデバイスなどが挙げられる。一般に、用語「ＵＥ」又は「ＵＥデバイス」は、ユーザによって容易に持ち運ばれ、無線通信が可能なあらゆる電子、コンピューティング及び／又は電気通信デバイス（又はデバイスの組合せ）を包含するように広義に定義することができる。

基地局−用語「基地局」は、その通常の意味の全範囲を有し、少なくとも、固定場所に設置され、無線電話システム又は無線システムの一部として通信するために使用される無線通信局を含む。

処理要素−ユーザ機器又はセルラネットワークデバイスなどのデバイス内で機能を実行することが可能な、様々な要素又は要素の組合せを指す。処理要素は、例えば、プロセッサ及び関連するメモリ、個別のプロセッサコアの一部又は回路、プロセッサコア全体、プロセッサアレイ、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などのプログラム可能なハードウェア要素、並びに上述のものの任意の様々な組合せを含んでもよい。

チャネル−送信側（送信機）から受信機に情報を伝達するために使用される媒体。用語「チャネル」の特性は、異なる無線プロトコルによって異なる場合があるため、用語「チャネル」は、本明細書で使用されるとき、その用語が関連して使用されるデバイスの種類の規格に合致する方式で使用されていると、見なすことができる点に留意されたい。いくつかの規格では、チャネル幅は、（例えば、デバイス性能、帯域条件等に応じて）可変とすることができる。例えば、ＬＴＥは、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚのスケーラブルなチャネル帯域幅をサポートすることができる。対照的に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのチャネル幅が１ＭＨｚであり得るのに対して、ＷＬＡＮのチャネル幅は２２ＭＨｚであり得る。他のプロトコル及び規格は、異なるチャネルの定義を含み得る。更に、いくつかの規格は、複数の種類のチャネル、例えば、アップリンク若しくはダウンリンクのための異なるチャネル、及び／又は、データ、制御情報などの異なる用途のための異なるチャネルを定義し、使用することができる。

帯域−「帯域」という用語は、その通常の意味の全範囲を有しており、少なくとも、チャネルが使用される又は同じ目的のために確保しておくスペクトルの部分（例えば、無線周波数スペクトル）が含まれる。

自動的に−ユーザ入力が、アクション又は動作を直接指定若しくは実行することなく、コンピュータシステム（例えば、コンピュータシステムによって実行されるソフトウェア）又はデバイス（例えば、回路機構、プログラム可能ハードウェア要素、ＡＳＩＣなど）によって、それらのアクション又は動作が実行されることを指す。したがって、用語「自動的」は、ユーザが入力を提供して操作を直接実行するような、ユーザによって手動で実行され又は指定される操作とは対照的である。自動手順は、ユーザが提供する入力によって開始されてもよいが、「自動的に」実行される後続のアクションは、ユーザによって指定されるものではなく、すなわち、実行するべき各アクションをユーザが指定する「手動」では実行されない。例えば、ユーザが、各フィールドを選択し、情報を明示する入力を提供することによって（例えば、情報のタイピング、チェックボックスの選択、ラジオボタンの選択などによって）、電子フォームに記入することは、コンピュータシステムが、ユーザアクションに応じて、フォームを更新しなければならない場合であっても、手動でフォームに記入することである。フォームは、コンピュータシステムによって自動的に記入されてもよく、この場合、コンピュータシステム（例えば、コンピュータシステム上で実行されるソフトウェア）は、そのフィールドに対する回答を指定する何らのユーザ入力なしに、そのフォームのフィールドを分析して、フォームに記入する。上述のように、ユーザは、フォームの自動記入を呼び出すことができるが、フォームの実際の記入には関与しない（例えば、ユーザがフィールドに対する回答を手動で指定することはなく、むしろ、それらは自動的に全て記入される）。本明細書は、ユーザが取った動作に応じて自動的に実行される様々な動作の例を提供する。

おおよそ−ほとんど正確又は正確である値を指す。例えば、「おおよそ」は、正確な（又は所望の）値の１〜１０パーセント以内の値を指すことができる。但し、実際の閾値（又は許容差）は、用途に依存し得ることに留意すべきである。例えば、いくつかの実施形態では、「おおよそ」は、ある特定の又は所望の値の０．１％以内を意味することがあり、他の様々な実施形態では、閾値は、所望により、又は特定の用途によって必要に応じて、例えば、２％、３％、５％、等であることがある。

同時−タスク、プロセス、又はプログラムが少なくとも部分的に重なり合うように実行される、並列の実行又は実施を指す。例えば、同時並行性は、各計算要素上でタスクが並列に（少なくとも部分的に）実行される「強」若しくは厳密並列処理を使用して、又は、例えば、実行スレッドの時分割多重化によって、インターリーブ方式でタスクが実行される「弱並列処理」を使用して、実施することができる。

図１及び図２−通信システム
図１は、いくつかの実施形態に係る、簡略化した例示的な無線通信システムを示す。図１のシステムは、あり得るシステムの単なる一例にすぎず、本開示の特徴は、所望に応じて種々のシステムの任意のものにおいて実施されてよいことに留意されたい。

図示のように、例示的な無線通信システムは、１つ以上のユーザデバイス１０６Ａ、１０６Ｂ等から１０６Ｎまでと、伝送媒体を介して通信する基地局１０２Ａを含む。本明細書では、ユーザデバイスの各々を「ユーザ機器」（ＵＥ）と呼ぶことがある。したがって、ユーザデバイス１０６は、ＵＥ又はＵＥデバイスと呼ばれる。

基地局（ＢＳ）１０２Ａは、無線基地局装置（base transceiver station、ＢＴＳ）又はセルサイト（「セルラ基地局」）であってもよく、ＵＥ １０６Ａ〜１０６Ｎとの無線通信を可能にするハードウェアを含み得る。

基地局の通信エリア（又はカバレッジ領域）は「セル」と呼ばれ得る。基地局１０２Ａ及びＵＥ１０６は、無線通信技術又は電気通信規格とも呼ばれる、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ（例えば、ＷＣＤＭＡ、又はＴＤ−ＳＣＤＭＡエアインタフェイスに関連付けられた）、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）、５Ｇ新無線（new radio）（５Ｇ ＮＲ）、ＨＳＰＡ、３ＧＰＰ２ ＣＤＭＡ２０００（例えば、１ｘＲＴＴ、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＨＲＰＤ、ｅＨＲＰＤ）などの、種々の無線アクセス技術（ＲＡＴ）のいずれかを使用して、伝送媒体を介して通信するように構成することができる。基地局１０２ＡがＬＴＥのコンテキストにおいて実装される場合、それは代わりに「ｅＮｏｄｅＢ」又は「ｅＮＢ」と呼ばれることがあることに留意されたい。基地局１０２Ａが５Ｇ ＮＲのコンテキストにおいて実装される場合、それは、代わりに「ｇＮｏｄｅＢ」又は「ｇＮＢ」と呼ぶ場合があることに留意されたい。

図に示すように、基地局１０２Ａはまた、ネットワーク１００（例えば、種々の可能性の中で、セルラサービスプロバイダのコアネットワーク、公衆交換電話網（public switched telephone network）（ＰＳＴＮ）などの電気通信ネットワーク、及び／又はインターネット）と通信する機能を備えることもできる。したがって、基地局１０２Ａは、ユーザデバイス間の通信、及び／又は、ユーザデバイスとネットワーク１００との間の通信を円滑化することができる。具体的には、セルラ基地局１０２Ａは、音声、ＳＭＳ、及び／又はデータサービスなどの様々な電気通信能力をＵＥ１０６に提供することができる。

基地局１０２Ａ及び同一の又は異なるセルラ通信規格に従って動作する他の同様の基地局（基地局１０２Ｂ〜１０２Ｎなど）は、したがって、１つ以上のセルラ通信規格を介して、地理的エリアにわたって、ＵＥ １０６Ａ〜１０６Ｎ及び同様のデバイスに、連続性のある又はほぼ連続性のある重複するサービスを提供することができる、セルのネットワークとして提供されることができる。

図１に示すように、基地局１０２Ａは、ＵＥ １０６Ａ〜１０６Ｎに対して、「サービングセル（serving cell）」として機能することができる一方、各ＵＥ１０６は、「隣接セル（neighboring cell）」と呼ぶことができる１つ以上の他のセル（基地局１０２Ｂ〜１０２Ｎ及び／又は任意の他の基地局によって提供され得る）から信号を受信する（場合によってはその通信範囲内にある）こともまたできる。このようなセルはまた、ユーザデバイス間、及び／又はユーザデバイスとネットワーク１００との間の通信を円滑化することができる。このようなセルとしては、「マクロ」セル、「マイクロ」セル、「ピコ」セル、及び／又は様々な他の任意の粒度のサービスエリアサイズを提供するセルを挙げることができる。例えば、図１に例示する基地局１０２Ａと１０２Ｂはマクロセルであってもよく、その一方で、基地局１０２Ｎは、マイクロセルであってもよい。他の構成も可能である。

いくつかの実施形態では、基地局１０２Ａは、次世代基地局、例えば、５Ｇ新無線（５Ｇ ＮＲ）基地局、又は「ｇＮＢ」であってよい。いくつかの実施形態では、ｇＮＢは、レガシー発展型パケットコア（evolved packet core）（ＥＰＣ）ネットワーク及び／又はＮＲコア（NR core）（ＮＲＣ）ネットワークに接続することができる。加えて、ｇＮＢセルは、１つ以上の遷移及び受信点（transition and reception points）（ＴＲＰ）を含むことができる。加えて、５Ｇ ＮＲに従って動作可能なＵＥが、１つ以上のｇＮＢ内の１つ以上のＴＲＰに接続されてもよい。

ＵＥ１０６は、複数の無線通信規格を用いて通信することができることに留意されたい。例えば、ＵＥ１０６は、少なくとも１つのセルラ通信プロトコル（例えば、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ（例えば、ＷＣＤＭＡ又はＴＤ−ＳＣＤＭＡエアインタフェイスに関連付けられた）、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、５Ｇ ＮＲ、ＨＳＰＡ、３ＧＰＰ２ ＣＤＭＡ２０００（例えば、１ｘＲＴＴ、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＨＲＰＤ、ｅＨＲＰＤ）など）に加えて、無線ネットワークプロトコル（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）及び／又はピアツーピア無線通信プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉピアツーピアなど）を使用して通信するように構成されてもよい。ＵＥ１０６はまた、あるいは代替的に、１つ以上のグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ、例えばＧＰＳ又はＧＬＯＮＡＳＳ）、１つ以上のモバイルテレビ放送規格（例えば、ＡＴＳＣ−Ｍ／Ｈ又はＤＶＢ−Ｈ）、及び／又は、所望であれば、任意の他の無線通信プロトコル、を使用して通信するように構成され得る。無線通信規格（２つより多くの無線通信規格を含む）の他の組合せもまた可能である。

図２は、いくつかの実施形態に係る、基地局１０２と通信するユーザ機器１０６（例えば、デバイス１０６Ａ〜１０６Ｎのうちの１つ）を示している。ＵＥ１０６は、携帯電話、ハンドヘルドデバイス、コンピュータ若しくはタブレット、又は実質上あらゆる種類の無線デバイス、などのセルラ通信能力を有するデバイス、であってもよい。

ＵＥ１０６は、メモリに記憶されたプログラム命令を実行するように構成されているプロセッサを含んでもよい。ＵＥ１０６は、そのような記憶された命令を実行することにより、本明細書に記載された方法の実施形態のいずれかを実行してもよい。代替として又は加えて、ＵＥ１０６は、本明細書に記載された方法の実施形態のいずれか、又は本明細書に記載された方法の実施形態の内のいずれかの部分を実行するように構成されたＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などのプログラム可能なハードウェアを含んでもよい。

ＵＥ１０６には、１つ以上の無線通信プロトコル又は技術を使用して通信するための１つ以上のアンテナを含み得る。いくつかの実施形態では、ＵＥ１０６は、例えば、単一の共有無線機（single shared radio）を使用して、ＣＤＭＡ２０００（１ｘＲＴＴ／１ｘＥＶ−ＤＯ／ＨＲＰＤ／ｅＨＲＰＤ）若しくはＬＴＥを用いて、及び／又は、単一の共有無線機を使用して、ＧＳＭ若しくはＬＴＥを用いて、通信するように構成することができる。共有無線機は、無線通信を実行するための、単一のアンテナに連結することができるか、又は複数のアンテナ（例えば、ＭＩＭＯの場合）に連結することができる。一般に、無線機は、ベースバンドプロセッサ、アナログＲＦ信号処理回路（例えば、フィルタ、ミキサ、発振器、増幅器等を含む）、又は、デジタル処理回路（例えば、デジタル変調並びにその他のデジタル処理に関する）の任意の組合せを含んでもよい。同様に、無線機は、前述のハードウェアを使用して、１つ以上の受信及び送信チェーンを実装することができる。例えば、ＵＥ１０６は、上述した複数の無線通信技術間で、受信及び／又は送信チェーンの１つ以上の部品を共有し得る。

いくつかの実施形態では、ＵＥ１０６は、無線通信プロトコルであって、そのプロトコルを用いてＵＥ１０６が通信するように構成された、無線通信プロトコル毎に別個の送信及び／又は受信チェーン（例えば、別々のアンテナ及び他の無線構成要素を含む）を含んでもよい。別の可能性として、ＵＥ１０６は、複数の無線通信プロトコルの間で共有される１つ以上の無線機、及び単一の無線通信プロトコルによって独占的に使用される１つ以上の無線機を含み得る。例えば、ＵＥ１０６は、ＬＴＥ又は５Ｇ ＮＲ（あるいは、ＬＴＥ又は１ｘＲＴＴ又はＬＴＥ又はＧＳＭ）のいずれかを使用して通信するための共有無線機と、Ｗｉ−Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈのそれぞれを使用して通信するための別々の無線機とを含み得る。他の構成も可能である。

図３−ＵＥのブロック図
図３は、いくつかの実施形態に係る、通信デバイス１０６の例示的な簡略化したブロック図を示す。図３の通信デバイスのブロック図は、あり得る通信デバイスの単なる一例にすぎないことに留意されたい。実施形態によれば、通信デバイス１０６は、他のデバイスの中でもとりわけ、ユーザ機器（ＵＥ）デバイス、モバイルデバイス若しくは移動局、無線デバイス若しくは無線ステーション、デスクトップコンピュータ若しくはコンピューティングデバイス、モバイルコンピューティングデバイス（例えば、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、又はポータブルコンピューティングデバイス）、タブレット、及び／又はデバイスの組合せであってよい。図示のように、通信デバイス１０６は、コア機能を実行するように構成された構成要素３００のセットを含むことができる。例えば、この構成要素のセットは、システムオンチップ（ＳＯＣ）として実装することができ、様々な目的のための部分を含むことができる。あるいは、この構成要素のセット３００は、種々の目的のための別個の構成要素又は構成要素のグループとして実装されてもよい。構成要素３００のセットは、通信デバイス１０６の様々な他の回路に（例えば、通信可能に、直接的又は間接的に）結合されてもよい。

例えば、通信装置１０６には以下が含まれていてもよい。種々のタイプのメモリ（例えば、ＮＡＮＤフラッシュ３１０など）、入出力インターフェース、例えばコネクタＩ／Ｆ３２０（例えば、コンピュータシステム、ドック、充電ステーション、入力デバイス、例えばマイクロフォン、カメラ、キーボード、出力装置、例えばスピーカなどに接続するため）、ディスプレイ３６０（通信装置１０６と一体化していてもよいし、又は外部にあってもよい）、セルラ通信回路３３０、例えば、５Ｇ ＮＲ、ＬＴＥ、ＧＳＭ等に対する、短中距離無線通信回路３２９（例えば、ブルートゥース（登録商標）及びＷＬＡＮ回路）。いくつかの実施形態では、通信デバイス１０６は、例えばイーサネット用のネットワークインタフェースカードなどの有線通信回路（図示せず）を含むことができる。

セルラ通信回路３３０は、（例えば、通信によって、直接又は間接的に）、図示したように、例えばアンテナ３３５及び３３６などの１つ以上のアンテナに結合することができる。また短中距離無線通信回路３２９も、（例えば、通信によって、直接又は間接的に）、図示したように、例えばアンテナ３３７及び３３８などの１つ以上のアンテナに結合することができる。代替的に、短中距離無線通信回路３２９は（例えば、通信によって、直接又は間接的に）アンテナ３３５及び３３６に結合することを、アンテナ３３７及び３３８に（例えば、通信によって、直接又は間接的に）結合することに加えて又はその代わりに行ってもよい。近／中距離無線通信回路３２９及び／又はセルラ通信回路３３０には、多重入出力（multiple-input multiple output）（ＭＩＭＯ）構成などの複数の空間ストリームを受信及び／又は送信するための、複数の受信チェーン及び／又は複数の送信チェーンが含まれていてもよい。

いくつかの実施形態では、セルラ通信回路３３０には、複数のＲＡＴに対して、専用の受信チェーン（専用プロセッサ及び／又は無線機を含み、及び／又は専用プロセッサ及び／又は無線機に、例えば通信を介して、直接又は間接的に結合されている）が含まれていてもよい（例えば、ＬＴＥに対して第１の受信チェーン、及び５Ｇ ＮＲに対して第２の受信チェーン）。加えて、いくつかの実施形態では、セルラ通信回路３３０は、特定のＲＡＴ専用の無線機間で切り替えることができる単一の送信チェーンを含むことができる。例えば、第１の無線機は、第１のＲＡＴ、例えばＬＴＥに専用であってもよく、専用の受信チェーン及び追加の無線機と共有される送信チェーンと通信でき、追加の無線機は、例えば、第２のＲＡＴ、例えば、５Ｇ ＮＲに専用で、専用の受信チェーン及び共有の送信チェーンと通信することができる第２の無線機であってよい。

通信デバイス１０６はまた、１つ以上のユーザインタフェース要素を含む、及び／又はそれと共に使用するように構成することができる。ユーザインタフェース要素は、ディスプレイ３６０（タッチスクリーンディスプレイであってもよい）、キーボード（個別のキーボードであってもよいし、タッチスクリーンディスプレイの一部として実装されてもよい）、マウス、マイクロフォン、及び／若しくはスピーカ、１つ以上のカメラ、１つ以上のボタン、並びに／又はユーザに対する情報の提供及び／又はユーザ入力の受け取り若しくは解釈が可能な様々な他の要素のいずれかなど、様々な要素のいずれかを含んでもよい。

通信デバイス１０６は、１つ以上のＵＩＣＣ（Universal Integrated Circuit Card）（単数又は複数））３４５などの、ＳＩＭ（加入者識別モジュール）機能を含む１つ以上のスマートカード３４５を更に含んでもよい。

図示されるように、ＳＯＣ３００は、通信デバイス１０６に対するプログラム命令を実行することができるプロセッサ（単数又は複数）３０２と、グラフィック処理を実行し、ディスプレイ３６０に表示信号を提供することができる表示回路３０４とを含んでもよい。プロセッサ（単数又は複数）３０２は、メモリ管理ユニット（ＭＭＵ）３４０に結合してもよく、ＭＭＵ３４０は、プロセッサ（単数又は複数）３０２からアドレスを受信し、それらのアドレスを、メモリ（例えば、メモリ３０６、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３５０、ＮＡＮＤフラッシュメモリ３１０）内の位置に変換し、並びに／又は表示回路３０４、近距離無線通信回路２２９、セルラ通信回路３３０、コネクタＩ／Ｆ３２０、及び／若しくはディスプレイ３６０などの、その他の回路若しくはデバイスに変換するように構成されてもよい。ＭＭＵ３４０は、メモリ保護及びページテーブル変換又は設定を実行するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、ＭＭＵ３４０はプロセッサ（単数又は複数）３０２の一部として含まれてもよい。

本明細書で説明するように、通信装置１０６には、省電力に対するスケジューリングプロファイルを、通信装置１０６がネットワークに通信するための前述の特徴を実施するためのハードウェア及びソフトウェアコンポーネントが含まれていてもよい。通信デバイス１０６のプロセッサ３０２は、例えば、記憶媒体（例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体）に記憶されたプログラム命令を実行することによって、本明細書に記載される機能の一部又は全てを実行するように構成してもよい。あるいは（又は加えて）、プロセッサ３０２は、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などのプログラムマブルハードウェア要素として、又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）として構成してもよい。あるいは（又は追加して）、通信デバイス１０６のプロセッサ３０２は、他の構成要素３００、３０４、３０６、３１０、３２０、３２９、３３０、３４０、３４５、３５０、３６０のうちの１つ以上と連携して、本明細書で説明する機能の一部又は全てを実施するように構成することができる。

加えて、本明細書で説明するように、プロセッサ３０２は、１つ以上の処理要素を含むことができる。したがって、プロセッサ３０２は、プロセッサ３０２の機能を実行するように構成された１つ以上の集積回路（ＩＣ）を含むことができる。加えて、各集積回路は、プロセッサ（単数又は複数）３０２の機能を実行するように構成された回路（例えば、第１の回路、第２の回路等）を含むことができる。

更に、本明細書で説明するように、セルラ通信回路３３０及び近距離無線通信回路３２９は、それぞれ１つ以上の処理要素を含むことができる。換言すれば、セルラ通信回路３３０に１つ以上の処理要素を含ませることができ、同様に、１つ以上の処理要素を近距離無線通信回路３２９に含めることができる。このように、セルラ通信回路３３０は、セルラ通信回路３３０の機能を実行するように構成された１つ以上の集積回路（ＩＣ）を含むことができる。加えて、各集積回路は、セルラ通信回路２３０の機能を実行するように構成された回路（例えば、第１の回路、第２の回路等）を含むことができる。同様に、近距離無線通信回路３２９は、近距離無線通信回路３２の機能を実行するように構成された１つ以上のＩＣを含むことができる。加えて、各集積回路は、近距離通信回路３２９の機能を実行するように構成された回路（例えば、第１の回路、第２の回路等）を含むことができる。

図４−基地局のブロック図
図４は、いくつかの実施形態に係る、基地局１０２の例示的なブロック図を示す。図４の基地局は、可能性がある基地局の一例にすぎないことに留意されたい。図に示すように、基地局１０２は、基地局１０２に対するプログラム命令を実行し得るプロセッサ（単数又は複数）４０４を含んでもよい。プロセッサ（単数又は複数）４０４はまた、プロセッサ（単数又は複数）４０４からアドレスを受信し、そのアドレスをメモリ（例えばメモリ４６０、及び読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４５０）内、又は他の回路若しくはデバイスの領域に変換するように構成され得るメモリ管理ユニット（ＭＭＵ）４４０に結合されてもよい。

基地局１０２は、少なくとも１つのネットワークポート４７０を含んでもよい。ネットワークポート４７０は、電話網に接続するように構成されてよく、図１及び図２において上述したように、ＵＥデバイス１０６などの複数のデバイスに、その電話網への接続を提供してもよい。

ネットワークポート４７０（又は追加のネットワークポート）は、更に又は代替的に、セルラネットワーク、例えばセルラサービスプロバイダのコアネットワークに接続するように構成されていてもよい。このコアネットワークは、ＵＥデバイス１０６などの複数のデバイスに、移動性に関連するサービス及び／又は他のサービスを提供することができる。一部の場合には、ネットワークポート４７０は、コアネットワークを介して電話網に連結することができ、かつ／又はコアネットワークは、（例えば、セルラサービスプロバイダによってサービス提供される他のＵＥデバイスとの間で）電話網を提供することができる。

いくつかの実施形態では、基地局１０２は、次世代基地局、例えば、５Ｇ新無線（５Ｇ ＮＲ）基地局、又は「ｇＮＢ」であってよい。そのような実施形態では、基地局１０２は、レガシー発展型パケットコア（ＥＰＣ）ネットワーク及び／又はＮＲコア（ＮＲＣ）ネットワークに接続することができる。加えて、基地局１０２は、５Ｇ ＮＲセルと見なすことができ、１つ以上の遷移及び受信点（ＴＲＰ）を含むことができる。加えて、５Ｇ ＮＲに従って動作可能なＵＥが、１つ以上のｇＮＢ内の１つ以上のＴＲＰに接続されてもよい。

基地局１０２は、少なくとも１つのアンテナ４３４を含んでもよく、場合によっては複数のアンテナを含んでもよい。少なくとも１つのアンテナ４３４が、無線送受信機として動作するように構成されていてもよく、無線機４３０を介してＵＥデバイス１０６と通信するように更に構成されていてもよい。アンテナ４３４は、無線機４３０と通信チェーン４３２を介して通信する。通信チェーン４３２は、受信チェーン、送信チェーン、又はその両方であってもよい。無線機４３０は、５Ｇ ＮＲ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ２０００、Ｗｉ−Ｆｉなどを含むがこれらには限定されない種々の無線通信規格によって、通信するように構成することができる。

基地局１０２は、複数の無線通信規格を使用して無線通信するように構成することができる。いくつかの例では、基地局１０２は、複数の無線機を備えることができ、これによって、基地局１０２は、複数の無線通信技術に従って通信することができる。例えば、一つの可能性として、基地局１０２は、ＬＴＥに従って通信を実行するためのＬＴＥ無線機、並びに、５Ｇ ＮＲに従って通信するための５Ｇ ＮＲ無線機を備えてもよい。このような場合、基地局１０２は、ＬＴＥ基地局及び５Ｇ ＮＲ基地局の両方として動作することができる。別の可能性として、基地局１０２は、マルチモード無線機を備えることができる。このマルチモード無線機は、複数の無線通信技術（例えば、５Ｇ ＮＲ及びＷｉ−Ｆｉ、ＬＴＥ及びＷｉ−Ｆｉ、ＬＴＥ及びＵＭＴＳ、ＬＴＥ及びＣＤＭＡ２０００、ＵＭＴＳ及びＧＳＭ、等）のうちのいずれかに従って、通信を行うことができる。

本明細書で更にこの後に説明するように、ＢＳ１０２は、本明細書で説明する機能を実施する又は実施をサポートするためのハードウェア並びにソフトウェアの構成要素を含むことができる。基地局１０２のプロセッサ４０４は、例えば、記憶媒体（例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体）に記憶されたプログラム命令を実行することによって、本明細書に記載する方法の一部又は全てを実行する又は実行をサポートするように構成することができる。あるいは、プロセッサ４０４は、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などのプログラム可能なハードウェア要素として、又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）若しくはこれらの組合せとして、構成されていてもよい。あるいは（又は加えて）、ＢＳ１０２のプロセッサ４０４は、他の構成要素４３０、４３２、４３４、４４０、４５０、４６０、４７０のうちの１つ以上と共に、本明細書で説明する特徴の一部若しくは全てを実装する又は実装をサポートするように構成されていてもよい。

加えて、本明細書で説明するように、プロセッサ（単数又は複数）４０４は、１つ以上の処理要素からなることができる。換言すれば、プロセッサ（単数又は複数）４０４に１つ以上の処理要素を含めることができる。したがって、プロセッサ（単数又は複数）４０４は、プロセッサ（単数又は複数）４０４の機能を実行するように構成された１つ以上の集積回路（ＩＣ）を含むことができる。加えて、各集積回路は、プロセッサ（単数又は複数）４０４の機能を実行するように構成された回路（例えば、第１の回路、第２の回路等）を含んでいてもよい。

更に、本明細書で説明するように、無線機４３０は、１つ以上の処理要素からなることができる。換言すれば、無線機４３０に１つ以上の処理要素を含めることができる。したがって、無線機４３０は、無線機４３０の機能を実行するように構成された１つ以上の集積回路（ＩＣ）を含むことができる。加えて、各集積回路は、無線機４３０の機能を実行するように構成された回路（例えば、第１の回路、第２の回路等）を含むことができる。

ハンドオーバに対する典型的な移動性向上の概略
前述したように、ＬＴＥにおける現在のハンドオーバ手順では待ち時間（latency）が導入されて、ハンドオーバ失敗が発生する傾向があり得る。後述する種々の技術によって、種々の通信規格におけるハンドオーバ失敗及び待ち時間が減る場合がある。ハンドオーバの失敗は、種々の状況（例えば、サービングセル状態が急速に悪化したために、ＵＥによるハンドオーバコマンドの受信が妨げられること）によって生じ得る。待ち時間は、ＲＦ再チューニング（例えば、ターゲットセルに対して用いる周波数のため）、ターゲットセルにおけるＤＬ同期化、Ｌ２リセット、及び／又はターゲットセルにおけるＵＬ同期化（例えば、ＲＡＣＨ手順を用いて）によって生じ得る。

概して言えば、ハンドオーバ失敗を回避して待ち時間を減らすために種々の技術を用いてもよい。例えば、ＲＡＣＨなしハンドオーバであれば、ターゲットセルにおけるＵＬ同期化にとって必要な時間が減り得る。メークビフォアブレーク（make before break）（ＭＢＢ）技術によって、ＲＦ再チューニング及びＤＬ／ＵＬ同期化にとって必要な時間が減る場合がある。これは、例えば、複数のＲＦチェーンを伴うＵＥを用いて、ソースセルとの関係が切れる前にターゲットセルに対する接続をセットアップすることによって行う。同様に、二重接続（ＤＣ）技術を用いて、ハンドオーバ前にソースセル及びターゲットセルの両方に接続してもよい。最後に、データ損失を減らすハンドオーバに対する冗長性を得るためにＭＢＢ技術を用いてもよい。

本開示によって、ＤＣベースの移動性に関連する技術（図７Ａ〜１０Ｂを参照）、及びＭＢＢハンドオーバに関連する技術（図１１Ａ〜１１Ｃを参照）が提供される。

ＤＣベースのハンドオーバ及びセキュリティ構成の概略
図５は、いくつかの実施形態による典型的なＤＣベースのハンドオーバ手順を例示する通信の図である。例示した実施形態では、通信が、ＵＥ５０２、マスタｇＮＢ（Ｍ−ｇＮＢ）５０４、セカンダリｇＮＢ（Ｓ−ｇＮＢ）５０６、移動性管理エンティティ（ＭＭＥ）５０８、及びサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）５１０のうちのどれかの間で行われる。なおいくつかの実施形態では、基地局とＵＥとの間の通信は無線で行うが、基地局間の通信は例えばＸｎリンクを用いて行ってもよい。

例示した実施形態では、５１５において、Ｓ−ｇＮＢは二重接続を始めるように構成されている。例えば、ＵＥ５０２及びＭ−ｇＮＢは、５１５の前に単一接続を用いて通信してもよい。例示した実施形態では、Ｓ−ｇＮＢ５０６の構成後に、ＳＧＷ５１０からのＤＬデータがＳＧＷ５１０からＭ−ｇＮＢ５０４に到達する。Ｍ−ｇＮＢはＵＥ５０２にデータを送り、またＳ−ｇＮＢにデータを転送する。Ｓ−ｇＮＢはＵＥ５０２にデータの全部又は一部を様々な送信を介して送る。これによってデータ損失が減ることが、例えば、複数の基地局を介してデータを通信することによってあり得る。

例示した実施形態では、５２０において、Ｍ−ｇＮＢ５０４は、例えば、状態が悪化していると示す測定レポートに基づいて、役割変更決定を行う。この役割変更決定によって、ハンドオーバプロセスが始まり得る。その結果、Ｓ−ｇＮＢ５０６がマスタｇＮＢになり、潜在的にｇＮＢ５０４が解放されてハンドオーバは終了する。Ｍ−ｇＮＢ５０４は役割変更リクエストをＳ−ｇＮＢ５０６に送って、役割変更応答を受信する。Ｍ−ｇＮＢ５０６は次に、ＲＲＣ接続再設定（RRCConnectionReconfiguration）メッセージをＵＥ５０２に送って、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージを受信する。図示するように、ＲＲＣ接続再設定の後でさえ、データをＭ−ｇＮＢに送って、転送してもよい。

その後に、Ｓ−ｇＮＢ５０６は経路切り替えリクエストをＭＭＥ５０８に送る。ＭＭＥ５０８では、ユーザプレート更新リクエストをサービングゲートウェイＳＧＷ５１０に応答可能なように送る。次にサービングゲートウェイはエンドマーカーを送って、経路切り替えが起こる時を示す（例えば、シーケンス番号（ＳＮ）を用いて）。ユーザプレーン更新応答及び経路切り替えリクエスト確認応答（ＡＣＫ）の後に、ｇＮＢ５０４はＳＮステータスレポート及びエンドマーカーをｇＮＢ５０６に送る。次にｇＮＢ５０６は、それ自身のＰＤＣＰ層を用いてＳＧＷからのデータを処理することを始める（５２５）。図示するように、経路切り替え後に、ＳＧＷ５１０はＤＬデータをｇＮＢ５０６に送るように構成されており、ｇＮＢ５０６はデータをＵＥ５０２に送り、またデータをｇＮＢ５０４にも転送してＵＥ５０２に対して多様な送信を行う（なお、本明細書で説明する種々の転送されたデータは、多様な経路を介してＵＥ５０２に送るときに複製されてもよいし、そうでなくてもよい）。

例示した実施形態では、５３０において、ｇＮＢ５０４（今ではセカンダリｇＮＢ）を解放して、ハンドオーバが完了する。その後に、二重接続が終了したので、ＤＬデータを単にｇＮＢ５０６を介してＵＥ５０２に送る。

図６は、いくつかの実施形態による経路切り替えに対応する典型的なＰＤＣＰ再配置例示するブロック図である。例示した例では、図の左側部分は経路切り替え前の構成を表し、図の右側部分は経路切り替え後の構成を表す。概して言えば、ＤＣ通信は、経路切り替え前はソースｇＮＢのＰＤＣＰエンティティを使用し、経路切り替え後はターゲットｇＮＢのＰＤＣＰエンティティを使用する。

例示した実施形態では、ソースｇＮＢ６０２は、ＰＤＣＰエンティティＡ６１０、ＲＬＣ層Ａ６２０、ＭＡＣ層Ａ６２２、及びＰＨＹ層Ａ６２４を実装する。例示した実施形態では、ターゲットｇＮＢ６０４は、ＰＤＣＰエンティティＢ６４０、ＲＬＣ層Ｂ６３０、ＭＡＣ層Ｂ６３２、及びＰＨＹ層Ｂ６３４を実装する。例示した実施形態では、ＵＥ１０６はまた、ＰＤＣＰモジュール６５２、６５４、６５６、及び６５８とともに、各ｇＮＢ（要素６２０、６２２、６２４、６３０、６３２、及び６３４）に対する別個のＲＬＣ、ＭＡＣ、ＰＨＹ層Ａ及びＢも実装する。

例示した実施形態では、各ＰＤＣＰエンティティは、シーケンス番号付け及び並べ換え用のモジュール６１２／６４２、ヘッダ圧縮及び解凍用のモジュール６１４／６４４、暗号化及び解読用のモジュール６１６／６４６、ヘッダ付加及び除去用のモジュール６１８／６４８を実装している。

概して言えば、各ｇＮＢのＰＤＣＰエンティティは、異なるセキュリティ構成（例えば、異なる暗号キー（ＣＫ）及び完全性キー（integrity key）（ＩＫ））を有していてもよい。マスタｇＮＢがセカンダリｇＮＢになる役割変更の際、新しいマスタｇＮＢの暗号キーを用いるのは、それがＤＣ通信に対する分割データ無線ベアラ（ＤＲＢ）のアンカー（anchor）になるときである。

いくつかの実施形態では、この切り替えはＵＥ１０６に対する課題を示す場合がある。例えば、ＵＥは、ネットワークと同期するために、ネットワークがＣＫ１（ソースｅＮＢの暗号キー）からＣＫ２（ターゲットｇＮＢの暗号キー）に切り替わったことを知る必要があってもよい。

いくつかの実施形態では、アクティベーション時間は決定され、通信され、セキュリティ構成をいつ切り替えるかを決定するために用いられる。これらの実施形態については図７Ａ〜７Ｅを参照して詳細に説明する。いくつかの実施形態では、切り替えは暗号化失敗に基づいて自動的に検出される。これらの実施形態については図８〜１０Ｂを参照して以下で詳細に説明する。いくつかの実施形態では、切り替えを明示的に信号で伝えて、開示した技術によってシグナリングを検証する（例えば、サービス妨害攻撃を軽減又は回避するため）。

種々の実施形態では、ＮＲ技術に関連して説明した技術を他の通信規格（例えば、ＬＴＥ）に適用してもよく、逆もまた同様である。更に、本明細書で説明した種々の技術は独立に用いてもよいし、又は組合せてもよい（例えば、所与のデバイスの異なる動作モードで、又は同じ動作モードでさえ）。更に、二重接続に関して説明した種々の技術を、任意の適切な数の基地局とのマルチ接続に適用してもよい。したがって、二重接続に言及しても、開示した技術を２つの基地局又は２つのセルに限定することは意図していない。同様に、セキュリティ構成切り替えの種々の説明は、例えば、暗号キー及び完全性キーを指す。これらのキータイプは説明の目的上含まれており、他の実施形態においてセキュリティ構成によって特定される情報の種類を限定することは意図していない。

セキュリティ構成の典型的なアクティベーション時間ベースの同期化
図７Ａ〜７Ｅは、いくつかの実施形態によるセキュリティ構成切り替えの典型的なアクティベーション時間ベースの同期化を例示する通信図である。例示した例では、ＵＥ１０６、ｇＮＢ１ ７０４、ｇＮＢ２ ７０６、アクセス及び移動性管理機能（ＡＭＦ）７０８、並びにユーザプレーン機能（ＵＰＦ）７１０のいずれかの間の通信を示す。

図７Ａ〜７Ｅの実施形態では、マスタ基地局はＤＬデータに対するアクティベーションＳＮを決定して通信し、ＵＥはＵＬデータに対するアクティベーションＳＮを決定して通信する。次にこれらのＳＮ表示を用いて、セキュリティ構成をいつ切り替えるかを決定する。なお、アクティベーションＳＮは、経路切り替えに対するエンドマーカーに対応してもよいし、そうでなくてもよい。図７Ｃ〜７Ｅに示すのは、アクティベーションＳＮ前後及び経路切り替えの完了前後の状況における暗号化の例である。

図７Ａを参照して、ＵＥは、７１５において二重接続構成におけるマスタ基地局としてのｇＮＢ１及びセカンダリ基地局としてのｇＮＢ２への接続を始める。ハンドオーバを予測してＤＣ構成を入力してもよいし、又は他の理由でＵＥが二重接続で動作していてもよい。図７Ａは、このシナリオにおいて、ＤＬデータ処理を例示する上部と、ＵＬデータ処理を例示する下部とを含む。

ＤＬデータの場合（ｇＮＢ１のＰＤＣＰを用いる）、ｇＮＢ１はＵＰＦ７１０からＤＬユーザデータを受信する。７２０において、ｇＮＢ１は、ＣＫ１を暗号化に対して使用し、そのＩＫを完全性保護（integrity protection）に対して使用する。ｇＮＢ１は次に、暗号化データをＵＥ１０６に送って、それをｇＮＢ２に送る。ｇＮＢ２は次に、データの全部又は一部をＵＥ１０６に転送する。７２２において、ＵＥ１０６は、両方の受信データセットを解読して、ｇＮＢ１のセキュリティ構成を用いて完全性チェックを実行する。

ＵＬデータの場合（ｇＮＢ１のＰＤＣＰを用いる）、７２４において、ＵＥ１０６は、暗号化して、ＣＫ１を用いて完全性保護（ＩＰ）を実行する。ＵＥ１０６は、暗号化されたＵＬユーザデータをｇＮＢ１及びｇＮＢ２の両方に送る。ｇＮＢ２はそのデータをｇＮＢ１に転送し、ｇＮＢ１は、７２６において、そのセキュリティ構成を用いて両方のデータセットを解読してＩＰチェックを行い、ＵＬユーザデータをＵＰＦ７１０に送る。こうして、図７Ａに、マスタセルグループ（ＭＣＧ）ベアラとセカンダリセルグループ（ＳＣＧ）ベアラとを二重接続構成で用いた分割データ無線ベアラを示す。

図７Ｂは、図７Ａで説明した通信を続ける。７３０において、測定イベントがトリガされて、ｇＮＢ１は役割切り替えリクエストをｇＮＢ２に応答可能なように送り、ｇＮＢ２は応答を送る。測定イベントをＵＥ１０６がトリガして、例えば、ｇＮＢ１に対する低信号レベルを示してもよい。

例示した実施形態では、役割切り替えに基づいて、ｇＮＢ１はまたＤＬアクティベーションＳＮを計算してもよい。基地局は種々の要因に基づいてアクティベーションＳＮを決定してもよい。例えば、経路切り替えの待ち時間、ＤＬスループット、及び現在のネットワーク負荷、並びに／又は他のパラメータである。以下で更に詳細に述べるように、機能は他の状況では影響され得ないが、決定したアクティベーションＳＮが実際の経路切り替え完了に一致したときに理想的性能が実現してもよい。説明したパラメータによって、経路切り替えがいつ完了するかを基地局が推定できてもよい。例えば、経路切り替え待ち時間を、ｇＮＢとコアネットワークとの間で行われている手順及び／又は過去の経路切り替え間隔に基づいて決定してもよい。ＤＬスループットは更に、経路切り替えの間にいくつのＳＮが交換される可能性があるかを知らせてもよい。

例示した実施形態では、ｇＮＢ１は、決定したＤＬアクティベーションＳＮとターゲットｇＮＢ２の暗号キー（ＣＫ２）を特定する情報とをＲＲＣ接続再設定メッセージでＵＥに送る。７３４において、ＵＥ１０６はＤＬアクティベーションＳＮ及びＣＫ２を記憶する。

例示した実施形態では、７３６において、ＵＥ１０６はＵＬアクティベーションＳＮを計算する。ＵＥは、種々の要因（例えば、ＵＬスループット推定など）に基づいてＵＬアクティベーションＳＮを決定してもよい。

なお、ＤＬ及びＵＬアクティベーションＳＮを決定することによって、Ｌ２リセットが回避され得る（例えば、ＵＥ及びｇＮＢは、どのＰＤＣＰ ＳＮが暗号キー切り替えに対応するかを知っているため、同期化に対するリセットは必要ではない）。この結果、ハンドオーバ待ち時間が減り得る。

例示した実施形態では、ＵＥ１０６は、ＵＬアクティベーションＳＮとＤＬアクティベーションＳＮとを伴うＲＲＣ接続再設定完了メッセージをｇＮＢ２に送る。７３８において、ｇＮＢ２は、ＵＬ及びＤＬアクティベーションＳＮを記憶する。ｇＮＢ２は次に、７３９において、アクティベーションＳＮステータスレポートにおいてＵＬアクティベーションＳＮをｇＮＢ１に送る。ｇＮＢ１はＵＬアクティベーションＳＮを記憶する。なお、この時点で、ＵＥ１０６、ｇＮＢ１、及びｇＮＢ２は全て、ＵＬ及びＤＬアクティベーションＳＮの知識を有している。更に、ＵＥは２つのｇＮＢに対する両暗号キーの知識を有している。なお説明の目的上、アクティベーションＳＮを通信するための開示した技術が含まれているが、本開示の範囲を限定することは意図していない。例えば、いくつかの実施形態では、基地局はＵＬアクティベーションＳＮを決定してもよい。別の例として、いくつかの実施形態では、ＵＥ１０６はＵＬアクティベーションＳＮをｇＮＢ１に直接通信してもよい。

例示した実施形態では、ｇＮＢ２は、経路切り替えリクエストをＡＭＦ７０８に送る。ＡＭＦ７０８は、ユーザプレーンデータ要求をＵＰＦ７１０に送る。ＵＰＦ７１０は、ユーザプレーンデータ応答によって応答して、エンドマーカーをｇＮＢ１に送る。

図７Ｃ、７Ｄ、及び７Ｅに、アクティベーションＳＮ及び経路切り替え完了の異なるタイミングを伴う典型的な状況を例示する。図７Ｃに例示するのは、アクティベーションＳＮに到達して、経路切り替えは依然として待ち状態である状況に対する技術である。図７Ｄに例示するのは、アクティベーションＳＮに到達しておらず、経路切り替えは完了している状況に対する技術である。図７Ｅに例示するのは、アクティベーションＳＮに到達して、経路切り替えは完了している状況に対する技術である。なお、アクティベーションＳＮを経路切り替え完了に一致させる精度が高くなると、７Ｅの状況で費やされる時間が長くなり得る。

図７Ｃを参照して、７４０において、アクティベーションＳＮに到達したが、経路切り替えは依然として待ち状態である。アクティベーションＳＮに到達したので、ｇＮＢ２セキュリティ構成の暗号キー（ＣＫ２）を用いなければならないが、ｇＮＢ１は依然としてＤＣ接続に対するアンカーとして機能する。例示した実施形態では、７４１において、ＤＬデータの場合、ｇＮＢ１はＤＬデータＰＤＵをｇＮＢ２に転送する。ｇＮＢ２は、ＣＫ２を用いて両方のデータセット（ＵＥ１０６に直接送られるデータとｇＮＢ１を介して転送されるデータ）に対して暗号化及びＩＰを行う。ＵＥ１０６は、アクティベーションＳＮに到達しているという認識に基づいて、ＣＫ２を用いてｇＮＢ１及びｇＮＢ２の両方から得たデータを解読してＩＰチェックを行う。

例示した実施形態では、ＵＬデータの場合、７４６において、ＵＥ１０６は、ＣＫ２を用いて暗号化及びＩＰを行い、データをｇＮＢ１及びｇＮＢ２の両方に送る（２つの基地局に送られたデータは重複していてもよいしそうでなくてもよい）。７４８において、ｇＮＢ１は、データをｇＮＢ２に転送して解読及びＩＰチェックを行う。７５０及び７５２において、ｇＮＢ２は、ＣＫ２を用いて両方のデータセットを解読してＩＰチェックを行い、解読データをｇＮＢ１に送り返してコアネットワークに送る。

図７Ｄを参照して、７６０において、アクティベーションＳＮに到達していないが、経路切り替えは完了している。アクティベーションＳＮに到達していないので、ｇＮＢ１セキュリティ構成の暗号キー（ＣＫ１）を用いなければならないが、ｇＮＢ２は今ではＤＣ接続に対するアンカーとして機能する。例示した実施形態では、ＤＬデータの場合、７６１において、ｇＮＢ２は、ＤＬデータＰＤＵをｇＮＢ１に転送する。７６２において、ｇＮＢ２は、ＣＫ１を用いてＰＤＵを暗号化してＩＰを行って、データをＵＥ１０６及びｇＮＢ２ ７０６に送る（次にｇＮＢ２はデータをＵＥ１０６に転送する）。７６４において、ＵＥ１０６は、アクティベーションＳＮにまだ到達していないという認識に基づいて、ＣＫ１を用いてデータを解読してＩＰチェックを行う。

例示した実施形態では、ＵＬデータの場合、７６６において、ＵＥ１０６は、ＣＫ１を用いて暗号化及びＩＰを行い、データをｇＮＢ１及びｇＮＢ２の両方に送る。７６８において、ｇＮＢ２は、データをｇＮＢ１に転送して、７６９において、ｇＮＢ１は、ＣＫ１を用いてデータを解読してＩＰチェックを行う。ｇＮＢ１は次に、解読されてＩＰチェックされたデータをｇＮＢ２に送って、コアネットワークに送る。

図７Ｅを参照して、７７０において、アクティベーションＳＮに到達して、経路切り替えは完了している。図示したように、この状況では暗号化及びＩＰチェックは従来のＤＣ接続に従って進んでもよく、アンカーｇＮＢ２が、コアネットワークからのデータ及びコアネットワークに対するデータに対して暗号化／解読及びＩＰチェックを行う。

この時点で、ｇＮＢ２は、二重接続を解放することを示すＲＲＣ接続再設定メッセージをＵＥ１０６に送ってもよい。ＵＥ１０６は、ＤＣ構成からｇＮＢ１を解放してもよく、ＲＲＣ接続再設定完了メッセージをｇＮＢ２に送り返してもよい。ｇＮＢ２は次に、ｇＮＢ２にＤＣを解放するように通知して、確認応答を受信してもよい。この時点で、ｇＮＢ１からｇＮＢ２へのハンドオーバは完了してもよい。

図７Ａ〜７Ｅの開示した二重接続技術は優位なことに、従来技術と比べて待ち時間を減らす場合があり、及び／又はハンドオーバエラーを減らす場合がある。更に、開示した技術によって、セキュリティ構成切り替えの同期化が容易になり得る。

いくつかの実施形態では、アクティベーションＳＮを決定する代わりに、ｇＮＢ１は、新しい暗号キーＣＫ２を即座にアクティブ化して、ＲＲＣ再設定完了メッセージを受信した後に送信される全てのＤＬ ＰＤＣＰ ＰＤＵを暗号化してもよい。これらの実施形態では、ＵＥ１０６は、ＲＲＣ再設定完了メッセージの送信の成功を示すＲＬＣ ＡＣＫを受信することに応じて、新しいＤＬ ＰＤＣＰ ＰＤＵに対するＣＫ２をアクティブ化してもよい。ＵＬの場合、いくつかの実施形態では、ＵＥは、ＲＲＣ再設定完了メッセージの送信の成功を示すＲＬＣ ＡＣＫに応じて、新しいＵＬ ＰＤＣＰ ＰＤＵに対してＣＫ２をアクティブ化してもよい。

いくつかの実施形態では、方法は、第１のセルラ基地局によって、モバイルデバイスと通信することを含み、通信は、モバイルデバイスに対する少なくとも第２の基地局とのマルチ接続構成を使用し、第１の基地局はマルチ接続構成におけるマスタである。いくつかの実施形態では、本方法は更に、第２の基地局との役割切り替えに応じて、第２の基地局のセキュリティ構成に切り替えるダウンリンクアクティベーションシーケンス番号（ＳＮ）を決定することと、ダウンリンクアクティベーションＳＮをモバイルデバイスに送信することと、を含む。いくつかの実施形態では、本方法は更に、ダウンリンクアクティベーションＳＮに到達する前に、第２の基地局から転送されたダウンリンクデータを受信して、第１の基地局のセキュリティ構成に基づいて転送されたデータを処理し、ダウンリンクアクティベーションＳＮに到達することに応じて、第２の基地局のセキュリティ構成を用いて処理したダウンリンクデータをモバイルデバイスに送る。

いくつかの実施形態では、第２の基地局のセキュリティ構成を用いて処理したダウンリンクデータをモバイルデバイスに送ることは、ダウンリンクアクティベーションＳＮに到達した後であり、かつ役割切り替えが完了する前に、モバイルデバイスに対応付けられるダウンリンクデータを、第２の基地局のセキュリティ構成に基づいて処理するために、第２の基地局に転送して、第２の基地局から処理されたデータを受信してモバイルデバイスに送ることを含む。いくつかの実施形態では、第２の基地局のセキュリティ構成を用いて処理したダウンリンクデータをモバイルデバイスに送ることは、ダウンリンクアクティベーションＳＮに到達した後であり、かつ役割切り替えが完了した後に、第２の基地局のセキュリティ構成に基づいて処理した、モバイルデバイスに対応付けられるダウンリンクデータを第２の基地局から受信して、処理されたデータをモバイルデバイスに送ることを含む。

いくつかの実施形態では、本方法は、アップリンクアクティベーションＳＮを受信することと、アップリンクアクティベーションＳＮの前に、第１の基地局のセキュリティ構成を用いてモバイルデバイスからのアップリンクデータを解読することと、アップリンクアクティベーションＳＮの後に、アップリンクデータをモバイルデバイスから第２の基地局に、第２の基地局のセキュリティ構成を用いて解読するために、転送することと、を更に含む。いくつかの実施形態では、第１の基地局及び第２の基地局のセキュリティ構成は、暗号キー及び完全性キーをそれぞれ特定する。いくつかの実施形態では、ダウンリンクアクティベーションＳＮを決定することは、推定された経路切り替え待ち時間、ダウンリンクスループットパラメータ、又はネットワーク負荷パラメータのうちの１つ以上に基づいて行う。

いくつかの実施形態では、装置（例えば、ベースバンドプロセッサ又はモバイルデバイス）は、１つ以上の処理要素を含み、これら処理要素は、マルチ接続構成による第１及び第２の基地局と通信し、第１の基地局はマスタ基地局として働き、第１及び第２の基地局の間の役割切り替え手順を開始する第１の基地局に測定レポートを送り、第１の基地局からダウンリンクアクティベーションＳＮを受信して、ダウンリンクアクティベーションＳＮを記憶し、アクティベーションＳＮの前に、第１の基地局のセキュリティ構成を用いて第１及び第２の基地局からのダウンリンクデータを処理し、アクティベーションＳＮの後に、第２の基地局のセキュリティ構成を用いて第１及び第２の基地局からのダウンリンクデータを処理する、ように構成されている。

セキュリティ構成切り替えの自動検出に対する典型的な技術
図８は、いくつかの実施形態による１２ビットシーケンス番号を伴うＰＤＣＰデータＰＤＵフォーマット例を例示する図である。いくつかの実施形態では、マルチ接続構成におけるＵＥ１０６及び／又は１つ以上の基地局は、暗号化失敗に基づいてセキュリティ構成切り替えを自動的に検出してもよい。

例示した実施形態では、各行は８ビットに対応する。このフォーマットは、３ＧＰＰ ＴＳ２８．３２３において、例えば、図６．２．２．２−１及びセクション６．２．２、６．３．３、及び６．３．４を参照して記述される。例示した例では、各ＰＤＣＰデータＰＤＵは、対応するＰＤＣＰ ＰＤＵが、ＰＤＣＰデータＰＤＵ又はＰＤＣＰ制御ＰＤＵ、３つの予約ビット、１２ビットＰＤＣＰ ＳＮ、データペイロード、及び任意的な４バイトＭＡＣ−ｉペイロードであるか否かを示すＤ／Ｃビットを含む。完全性保護が有効であるときに、ＭＡＣ−ｉペイロードを発生させて、現在のセキュリティ構成に対する完全性キーを用いて検証してもよい。いくつかの実施形態では、ＰＤＣＰ ＰＤＵのデータ部分は暗号化するが、ＳＤＡＰヘッダ及びＭＡＣ−ｉは暗号化しない（含まれている場合）。

いくつかの実施形態では、更新されたキーインデックスを示すＲＲＣ再設定メッセージの後に、ＲＲＣエンティティは、ＰＤＣＰエンティティに対して両方のキー設定を構成する（例えば、ソースｇＮＢからのＣＫ１／ＩＫ１とＣＫ２／ＩＫ２）。これらの実施形態では、ＰＤＣＰエンティティは、暗号化失敗が検出される第１のＰＤＣＰ ＳＮまで、ＣＫ１／ＩＫ１を用いてＰＤＣＰ ＰＤＵを解読及び暗号化し続けてもよい。暗号化失敗を検出することに応じて、いくつかの実施形態では、ＰＤＣＰエンティティは、ＣＫ２／ＩＫ２を用いてＰＤＣＰ ＰＤＵを解読することを試みる。ＣＫ２／ＩＫ２を用いて成功した場合、ＰＤＣＰエンティティは、セキュリティ構成切り替えが起きたと考えて、そのＰＤＣＰ ＳＮの後にターゲットキーを用いることに切り替えてもよい。ＰＤＣＰエンティティは、ＰＤＣＰが全てのＰＤＵを順番に（切り替えＰＤＵまで）受信したら、古いキーＣＫ１／ＩＫ１を解放してもよい。例えば、任意の欠けているＰＤＣＰ ＰＤＵを依然として、ＣＫ１／ＩＫ１を用いて解読する必要があってもよい。

暗号化失敗を種々の技術の１つ以上を用いて検出してもよい。いくつかの実施形態では、完全性保護が有効である場合、暗号化失敗が検出されるのは完全性保護が失敗したときである（例えば、ＭＡＣ−ｉが、完全性チェックに対してＩＫ１を正しく用いていない）。いくつかの実施形態では、完全性保護が有効でない場合、暗号化失敗の検出は、解読したデータペイロードのフォーマットの検査に基づいて行ってもよい。いくつかの実施形態では、他の開示した技術と組合せて、明示的なシグナリングを用いて暗号切り替えを決定してもよい。本明細書で説明した暗号化失敗を検出するための種々の技術のいずれかを、単独で又は組合せて用いてもよい。

したがって、いくつかの実施形態では、例えば、完全性保護が、ＤＣベースの移動性構成にいる間に１つ以上（又は全て）のＤＲＢ及びＳＲＢエンティティ上で有効であるか、又は完全性保護が１つ以上（又は全て）の構成されたＤＲＢ上で有効であるならば、図８〜１０Ｂの完全性ベースの暗号検出失敗技術を用いてもよい。

図９は、いくつかの実施形態による、完全性が無効である場合に代替技術を用いた典型的な完全性ベースの切り替え検出を行うための方法を例示するフロー図である。例示した実施形態では、ＰＤＣＰデータＰＤＵを受信した後の９１０において、ＰＤＣＰエンティティは、このＤＲＢ／ＳＲＢ上で完全性が有効であるか否かを判定する。そうでない場合は、９１５において、代替技術を用いて暗号化失敗を検出する。代替技術の一例は、解読データを分析して、それが既知のフォーマットに一致するか（例えば、トランスポートプロトコルにおける典型的なＩＰｖ４又はＩＰｖ６ヘッダ又はいくつかの他の典型的なフィールドが、リンク上で用いられているか）否かをチェックする。別の代替技術としては、暗号化されていない新しいビット、フィールド、又はヘッダフィールドを挿入して、暗号化キー切り替えを明示的に示すことを挙げてもよい。

例示した実施形態では、９２０において、キーインデックスを１（例えば、ＣＫ１／ＩＫ１に対応する）に設定する。例示した実施形態では、９２５において、ＰＤＣＰエンティティはＣＫ［インデックス］を用いてＰＤＣＰ ＰＤＵを解読する。最初の繰り返しでは、これはＣＫ［１］であるが、以後の繰り返しでは、例えば、９５０における増加に基づいて、マルチ接続構成における他の基地局のキーを用いる。

例示した実施形態では、９３０において、ＰＤＣＰエンティティはＩＫ［インデックス］を用いてＰＤＣＰ ＰＤＵに対するＭＡＣ−ｉを計算する。９３５において、完全性が合格した（例えば、計算したＭＡＣ−ｉが受信したＭＡＣ−ｉと一致する）場合、現在キーに対してインデックスを用いる（例えば、第１の繰り返しにおいて完全性が合格するならばＣＫ１／ＩＫ１、又は以後の繰り返しではＣＫｎ／ＩＫｎ）。９３５において、完全性が合格しなかった場合、９５０において、インデックスを増加させて、９４０において、ＰＤＣＰエンティティが、増加したインデックスがマルチ接続設定に対する有効なインデックスであるか否かを判定する。そうでない場合は、９４５において、実際の暗号化エラーを検出する。そうである場合には、別の繰り返しを行って、セキュリティ構成切り替えが起きたか否かを判定する。

図１０Ａ及び１０Ｂは、いくつかの実施形態による典型的な暗号化失敗ベースのセキュリティ構成切り替えを例示する通信図である。例示した実施形態では、コアネットワークは、次世代コア（ＮＧＣ）１００２とユーザプレーンゲートウェイ（ＵＰ−ＧＷ）１００４とを含む。例示した実施形態では、１０１０において、ＵＥ１０６は、ＤＣ構成におけるマスタとしてのｇＮＢ１及びセカンダリとしてのｇＮＢ２に接続されている。測定イベント１０１２に応じて、ｇＮＢ１は役割切り替えを開始して、ｇＮＢ２にリクエストを送る。例示した実施形態では、ＲＲＣ再設定リクエストはターゲットｇＮＢ２のＣＫ（ＣＫ２）を含む。１０１４において、ＵＥは新しいＣＫを記憶して、そして新しいＣＫ／ＩＫを用いてＲＲＣ再設定完了メッセージを送る。経路切り替え後に、ＤＬユーザデータはＣＫ２を用いて暗号化されて、ＵＥ１０６に到達する。例示した実施形態では、１０１６において、ＵＥ１０６は、ＣＫ１を用いて解読失敗を検出する（例えば、図９の方法を用いて）。１０１８において、ＵＥ１０６は新しいＣＫを試みて解読成功を検出し、そしてＵＬ及びＤＬ ＤＲＢに対するＣＫ２／ＩＫ２に切り替える。

図１０Ｂに示すように、例えば、１０２０において、ＵＥ１０６は、ＣＫ２を用いてＵＬユーザデータを暗号化して両方のｇＮＢに送り、ｇＮＢ２がＣＫ２を用いてＵＬデータを解読する。前述したように、ｇＮＢ１をその後に解放してもよい。

いくつかの実施形態では、アップリンクＳＲＢ ＰＣＤＣＰ ＰＤＵは、ＲＲＣ再設定メッセージを介してキーを受信したら（ＲＲＣエンティティがターゲットｇＮＢにおいて終了するとき）、新しいターゲットＣＫ／ＩＫキーを用いることに切り替わる。いくつかの実施形態では、ネットワークは、ＲＲＣ再設定メッセージの後に何らかの更なるＳＲＢデータを送ることが、ＵＥ ＲＲＣエンティティからＲＲＣ再設定完了メッセージを受信するまでできない。いくつかの実施形態では、このＲＲＣ再設定完了メッセージ自体をターゲットＣＫ／ＩＫキーを用いて暗号化する。

いくつかの実施形態では、アップリンクＤＲＢ ＰＤＣＰ ＰＤＵは２つの技術例のうちの１つを用いてＤＲＢ当たりベース（per DRB basis）で切り替わる。第１の技術では、ネットワークは、キーを含んだＲＲＣ再設定完了メッセージに対するＨＡＲＱ ＡｃｋをＭＡＣ層で受信した後に、時間間隔Ｔを設定してもよい。これらの実施形態では、ＰＤＣＰエンティティは、Ｔ１が満了したら新しいキーセットに切り替わるように設定されている。

第２の技術では、ＰＤＣＰ送信エンティティは、新しい暗号／完全性キーを用いていると検出される最初のＤＬ ＰＤＣＰ ＰＤＵを受信したら、新しいキーセットに切り替わってもよい。ＵＬのみのトラフィックの場合には、デバイスＲＲＣエンティティは、ＵＬ ＰＤＣＰがキー設定を切り替えるための最新の可能なＰＤＣＰ ＳＮを示すアクティベーションＳＮを与えてもよい。これには、デバイスが、例えば、ＤＬ暗号化キー切り替え検出に基づいて、ＵＬ内のＰＤＣＰキーをもっと早くに自由に切り替えられるという意味が含まれていてもよい。

いくつかの実施形態では、これらの技術は優位なことに、モバイルデバイスと基地局との間のキースイッチオーバの同期化を可能にして、ハンドオーバ待ち時間を減らし、及び／又はハンドオーバエラーを減らしてもよい。

いくつかの実施形態では、装置（例えば、ベースバンドプロセッサ又はモバイルデバイス）は１つ以上の処理要素を含み、これら処理要素は、第１の基地局からプロトコルデータユニットを受信し、第１の基地局は、マルチ接続構成によりモバイルデバイスが接続される基地局の組に含まれ、プロトコルデータユニットは、基地局の組内での第１の基地局から第２の基地局へハンドオーバするＲＲＣ接続再設定の後に受信され、第１の基地局の暗号キーを用いてプロトコルデータユニットを解読することを試み、プロトコルデータユニットの解読に失敗することに応じて、第２の基地局の暗号キーを用いてプロトコルデータユニットを解読することを試み、第２の基地局の暗号キー用いたプロトコルデータユニットの解読に成功することに応じて、基地局の組との以後のマルチ接続通信に対して、第２の基地局のセキュリティ構成に切り替える、ように構成されている。

いくつかの実施形態では、プロトコルデータユニット解読ができないことは、ＰＤＵに対する完全性失敗を検出することに基づく。いくつかの実施形態では、プロトコルデータユニット解読ができないことは、解読データ内の予想されるフォーマットが検出できないことに基づく。

明示的に信号で伝えられたセキュリティ構成切り替えに対する典型的なセキュリティ技術
いくつかの実施形態では、明示的信号（例えば、ＰＤＣＰヘッダ内のビット）を用いて、ＤＣベースのハンドオーバ中のオリジナルからターゲットキーへのキー切り替えを示してもよい。例えば、図８のＰＤＵヘッダに示す予約した（Ｒ）ビット（reserved bit）のうちの１つを、このような信号に対して用いてもよい。このヘッダをプレーンテキストで送ってもよいが、プレーンテキストはセキュリティ攻撃（例えば、ＵＥに強制的にキーを切り替えさせて、ネットワークとの同期化を失わせる）を受けやすいことがある。これは、例えば、ＤＬデータを損なうことによってサービス妨害に至ることがあり得る。いくつかの実施形態では、開示した技術によって、キー切り替えを示す第１のＰＤＵが保護される。同様の技術を、種々の明示的なキー切り替えシグナリングロケーション、例えば、ＲＲＣシグナリング、新しいＰＤＣＰ制御ＰＤＵ、又は新しいＭＡＣ制御要素に対して用いてもよい。

いくつかの実施形態では、完全性が構成されている場合には、切り替えを明示的に示す第１のシーケンス内ＰＤＣＰ ＰＤＵに応じて、受信ＰＤＣＰエンティティは、新しいキー（例えば、ＣＫ２）を用いて解読を実行し、新しいキーＩＫ２を用いてＭＡＣ−ｉを計算するように構成されている。完全性失敗が起きた場合、ＰＤＣＰエンティティは、ＰＤＣＰ ＰＤＵを廃棄して、キー切り替えインジケータを無視するように構成されている。これによって、切り替え信号の間違ったトグリングが検出されて、新しいキーに対する間違った切り替えが回避される場合がある。いくつかの実施形態では、ｔ再並べ換えが満了して、ＲＸ＿ＤＥＬＩＶ＞＝ＰＤＣＰ ＰＤＵ ＳＮ（キー切り替えインジケータがトグルされる）及び完全性が成功した場合には、キーセットはそのＤＲＢに対して切り替えられると考えられる。

いくつかの実施形態では、切り替えを明示的に示す第１のシーケンス内ＰＤＣＰ ＰＤＵに応じて、完全性が構成されていない場合には、受信ＰＤＣＰエンティティは、新しいキーＣＫ２を用いて解読を実行するように構成されている。ＰＤＣＰ ＰＤＵは、データペイロードを分析して（例えば、予想されるフォーマッティングを検出して）、暗号不一致が検出されたらＰＤＵを廃棄してもよい。いくつかの実施形態では、受信エンティティを、暗号不一致の検出に応じて無線リンク失敗を起こすように構成してもよい。

したがって、いくつかの実施形態では、方法は、プロトコルデータユニットのプレーンテキスト部分において、第１の基地局のセキュリティ構成から第２の基地局のセキュリティ構成への切り替えを示す情報を受信することと、ＰＤＵに対して解読動作が成功したかどうかを判定することと、解読失敗を検出することに応じて、第２の基地局のセキュリティ構成への切り替えをやめることと、を含む。いくつかの実施形態では、本方法は、暗号不一致を検出することに応じて無線リンク失敗を起こすことを含む。

経路切り替え後にソースｇＮＢを保持することを伴う典型的な向上したＭＢＢベースのハンドオーバ
いくつかの実施形態では、改善されたメークビフォアブレーク（ＭＢＢ）技術を用いて、ネットワークを、経路切り替えが完了した後にソースｇＮＢを保持するように構成する。この技術は、キー切り替えの同期化を必要としなくてもよく、優位なことに、ハンドオーバが完了した後にダイバシティを提供してハンドオーバ失敗を減らす場合がある。

図１１Ａ〜１１Ｃは、いくつかの実施形態による経路切り替え後にソースｇＮＢを保持するための典型的な技術を例示する通信図である。図１１Ａを参照して、例示した実施形態では、１０２２において、ｇＮＢ１はマスタであり、ｇＮＢ２はハンドオーバ設定である。図１１Ａの上部に示すのはＤＬデータに対する手順であり、下部が示すのはＵＬデータに対する手順である。ｇＮＢ１は、ＤＬユーザデータを受信してそれをｇＮＢ２に送る。各ｇＮＢは、１０２４及び１０２６において、別個にそのデータ（重複していてもよいしそうでなくてもよい）を暗号化する。ＵＥ１０６は別個に、ｇＮＢからの通信をその対応するキーを用いて解読する。したがって、ＵＥは、例示した例では２つのＲＬＣ肢上（on two RLC legs）でＤＬ ＰＤＵを受信する。

例示した実施形態では、ＵＬデータの場合、ＵＥ１０６は、異なるｇＮＢに対するＵＬデータを、それらの対応するキーを用いて別個に暗号化し、ｇＮＢは解読したＵＬユーザデータをコアネットワークに送る。

図１１Ａの終わりで、ＵＥ１０６はｇＮＢ２に変更リクエストを送る。これは、例えば、ｇＮＢ１に対する閾値測定値を満足するｇＮＢ１又はｇＮＢ２に対する低い測定閾値に基づいてもよい。図１１Ｂを参照して、１０４０において、ネットワークは、経路切り替え手順を実行する。ｇＮＢ２は次に、ｇＮＢ変更応答を、分割ＤＲＢステータス及びｇＮＢ１が解放されていないという表示とともにＵＥ１０６に送る。この表示によって、メイクビフォアブレークハンドオーバが成功した後にソースｇＮＢがドロップされた従来技術に対して優位点が得られる場合がある。

図１１ＢではＤＬ及びＵＬデータを図１１Ａと同様に処理し、別個の基地局に対して別個のキーを使用する。違う点は、図１１ＢではｇＮＢ２がアンカーであることである。

図１１Ｃを参照して、１０６２、１０６４、及び１０６６において、測定レポートに応じてｇＮＢ１を解放する手順を示す。ｇＮＢ１が閾値を下回る状態に応じて測定レポートを送ってもよい。ｇＮＢ１を解放した後に、ＵＥ１０６は、二重接続を用いることなくｇＮＢ２を介してコアネットワークと通信してもよい。なお、図１１ＢのｇＮＢ変更応答においてｇＮＢ１を解放すべきであるとｇＮＢ２が示す状況では、ＵＥ１０６は、ｇＮＢ変更応答に応じてｇＮＢ１肢を即座に解放してもよい。

いくつかの実施形態では、方法は、モバイルデバイスはまた、ハンドオーバ手順の間に第２のセキュリティ構成を用いて第２の基地局とも通信している一方、第１の基地局及び第１のセキュリティ構成を用いてモバイルデバイスと通信することを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、第２の基地局がモバイルデバイスと通信するためのアンカー基地局になる役割切り替えの後に第１の基地局に接続されたままでいることを含む。

本明細書で用いる場合、用語「モジュール」は、特定の動作を実行するように構成された回路か、又は他の回路（例えば、プロセッサ）に特定の動作を実行するように命令を出す情報（例えば、プログラム命令）を記憶する物理的な非一時的コンピュータ可読媒体を指す。したがって、モジュールは複数の方法で実施してもよい。例えば、配線回路としてか、又は動作を実行するように１つ以上のプロセッサによって実行可能なプログラム命令が記憶されたメモリとしてである。ハードウェア回路としては、例えば、カスタム超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路又はゲートアレイ、既製の半導体、例えば論理チップ、トランジスタ、又は他のディスクリート部品を挙げてもよい。またモジュールを、プログラマブルハードウェアデバイス、例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジックデバイスなどにおいて実施してもよい。またモジュールは、特定の動作を実行するように実行可能なプログラム命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体の任意の好適な形態であってもよい。

本開示の実施形態は、様々な形態のうちのいずれかで実現することができる。例えば、いくつかの実施形態は、コンピュータにより実施される方法、コンピュータ可読記憶媒体、又はコンピュータシステムとして実現することができる。他の実施形態は、ＡＳＩＣなどのカスタム設計されたハードウェアデバイスの１つ以上を使用して、実現することができる。更なる他の実施形態は、ＦＰＧＡなどの１つ以上のプログラム可能なハードウェア要素を使用して実現されてもよい。

いくつかの実施形態では、永続的コンピュータ可読メモリ媒体は、プログラム命令及び／又はデータを記憶するように構成されてもよく、プログラム命令は、コンピュータシステムによって実行されると、コンピュータシステムに、本方法を、例えば、本明細書に記載された方法の実施形態のうちのいずれか、又は、本明細書に記載された方法の実施形態の任意の組合せ、又は、本明細書に記載された方法の実施形態のうちのいずれかの任意のサブセット、又は、そのようなサブセットの任意の組合せを実行させる。

いくつかの実施形態では、デバイス（例えば、ＵＥ１０６）は、プロセッサ（又はプロセッサのセット）及び記憶媒体を含むように構成してもよい。ここで、記憶媒体は、プログラム命令を記憶し、プロセッサは、記憶媒体からプログラム命令を読み込み、実行するように構成されている。プログラム命令は、本明細書に記載された種々の方法の実施形態の任意のもの（又は、本明細書に記載された方法の実施形態の任意の組合せ、又は、本明細書に記載された方法の実施形態のいずれかの任意のサブセット、又は、このようなサブセットの任意の組合せ）を実施するために実行可能である。デバイスは、様々な形態のいずれかで実現されてもよい。

上述の実施形態は十分に詳細に記載されているが、上述の開示が十分に理解されれば、当業者には数多くの変形形態及び修正形態が明らかとなるであろう。以下の特許請求の範囲は、そのような変形形態及び修正形態の全てを包含すると解釈されることを意図している。

Claims (20)

1. 第１のセルラ基地局によって、モバイルデバイスと通信することであって、前記通信することは、前記モバイルデバイスに対する少なくとも、第２の基地局とのマルチ接続構成を使用し、前記第１の基地局は前記マルチ接続構成におけるマスタである、ことと、
   前記第２の基地局との役割切り替えに応じて、前記第２の基地局のセキュリティ構成に切り替えるダウンリンクアクティベーションシーケンス番号（ＳＮ）を決定することと、
   前記ダウンリンクアクティベーションＳＮを前記モバイルデバイスに送信することと、
   前記ダウンリンクアクティベーションＳＮに到達する前に、前記第２の基地局から転送されたダウンリンクデータを受信して、前記第１の基地局のセキュリティ構成に基づいて前記転送されたデータを処理することと、
   前記ダウンリンクアクティベーションＳＮに到達することに応じて、前記第２の基地局の前記セキュリティ構成を用いて処理したダウンリンクデータを前記モバイルデバイスに送ることと、を含む方法。
2. 前記第２の基地局の前記セキュリティ構成を用いて処理したダウンリンクデータを前記モバイルデバイスに前記送ることは、
   前記ダウンリンクアクティベーションＳＮに到達した後であり、かつ前記役割切り替えが完了する前に、前記モバイルデバイスに対応付けられるダウンリンクデータを、前記第２の基地局の前記セキュリティ構成に基づいて処理するために、前記第２の基地局に転送して、前記第２の基地局から処理されたデータを受信して前記モバイルデバイスに送ることを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の基地局の前記セキュリティ構成を用いて処理したダウンリンクデータを前記モバイルデバイスに前記送ることは、
   前記ダウンリンクアクティベーションＳＮに到達した後であり、かつ前記役割切り替えが完了した後に、前記第２の基地局の前記セキュリティ構成に基づいて処理した、前記モバイルデバイスに対応付けられるダウンリンクデータを前記第２の基地局から受信して、前記処理されたデータを前記モバイルデバイスに送ることを含む、請求項１に記載の方法。
4. アップリンクアクティベーションＳＮを受信することと、
   前記アップリンクアクティベーションＳＮの前に、前記第１の基地局の前記セキュリティ構成を用いて前記モバイルデバイスからのアップリンクデータを解読することと、
   前記アップリンクアクティベーションＳＮの後に、アップリンクデータを前記モバイルデバイスから前記第２の基地局に、前記第２の基地局の前記セキュリティ構成を用いて解読するために、転送することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の基地局及び前記第２の基地局の前記セキュリティ構成は、暗号キー及び完全性キーをそれぞれ特定する、請求項１に記載の方法。
6. 前記ダウンリンクアクティベーションＳＮは、パケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）エンティティによって決定され、前記ＳＮはＰＤＣＰプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）に対応する、請求項１に記載の方法。
7. 前記アクティベーションＳＮの後であり、かつ前記役割切り替えの後に、マルチ接続からの解放を示すメッセージを前記第２の基地局から受信することを更に含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記ダウンリンクアクティベーションＳＮを前記決定することを、
   推定された経路切り替え待ち時間、
   ダウンリンクスループットパラメータ、又は
   ネットワーク負荷パラメータのうちの１つ以上に基づいて行う、請求項１に記載の方法。
9. １つ以上の処理要素を備え、前記１つ以上の処理要素は、
   マルチ接続構成により、第１及び第２の基地局であって、前記第１の基地局はマスタ基地局として働く、第１及び第２の基地局と通信し、
   前記第１及び第２の基地局の間の役割切り替え手順を開始する前記第１の基地局に測定レポートを送り、
   前記第１の基地局からダウンリンクアクティベーションＳＮを受信して、前記ダウンリンクアクティベーションＳＮを記憶し、
   前記アクティベーションＳＮの前に、前記第１の基地局のセキュリティ構成を用いて前記第１及び第２の基地局からのダウンリンクデータを処理し、
   前記アクティベーションＳＮの後に、前記第２の基地局のセキュリティ構成を用いて前記第１及び第２の基地局からのダウンリンクデータを処理する、ように構成されている、装置。
10. 前記装置は
    アップリンクアクティベーションＳＮを決定し、
    前記アップリンクアクティベーションＳＮを前記第２の基地局に送信し、
    前記アップリンクアクティベーションＳＮの前に、前記第１の基地局の前記セキュリティ構成を用いてアップリンクデータを処理し、
    前記アップリンクアクティベーションＳＮの後に、前記第２の基地局の前記セキュリティ構成を用いてアップリンクデータを処理する、ように更に構成されている、請求項９に記載の装置。
11. 前記装置は、アップリンクスループットに基づいて前記アップリンクアクティベーションＳＮを決定するように構成されている、請求項１０に記載の装置。
12. 前記アップリンクアクティベーションＳＮは、パケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）エンティティによって決定され、前記ＳＮはＰＤＣＰプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）に対応する、請求項１０に記載の装置。
13. セキュリティ構成を用いて前記ダウンリンクデータを処理するために、前記装置は、前記セキュリティ構成の暗号キーを用いて前記ダウンリンクデータを解読するように構成されている、請求項９に記載の装置。
14. セキュリティ構成を用いて前記ダウンリンクデータを処理するために、前記装置は、前記セキュリティ構成の完全性キーを用いて前記ダウンリンクデータに対する完全性チェックを実行するように構成されている、請求項９に記載の装置。
15. 動作を行うようにコンピューティングデバイスによって実行可能な命令が格納された非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記動作は、
    マルチ接続構成により第１及び第２の基地局と通信することであって、前記第１の基地局はマスタ基地局として働く、ことと、
    前記第１及び第２の基地局の間の役割切り替え手順を開始する前記第１の基地局に測定レポートを送ることと、
    前記第１の基地局からダウンリンクアクティベーションＳＮを受信して、前記ダウンリンクアクティベーションＳＮを記憶することと、
    前記アクティベーションＳＮの前に、前記第１の基地局のセキュリティ構成を用いて前記第１及び第２の基地局からのダウンリンクデータを処理することと、
    前記アクティベーションＳＮの後に、前記第２の基地局のセキュリティ構成を用いて前記第１及び第２の基地局からのダウンリンクデータを処理することと、
    を含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
16. 前記動作は、
    アップリンクアクティベーションＳＮを決定することと、
    前記アップリンクアクティベーションＳＮを前記第２の基地局に送信することと、
    前記アップリンクアクティベーションＳＮの前に、前記第１の基地局の前記セキュリティ構成を用いてアップリンクデータを処理することと、
    前記アップリンクアクティベーションＳＮの後に、前記第２の基地局の前記セキュリティ構成を用いてアップリンクデータを処理することと、
    を更に含む、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
17. 前記アップリンクアクティベーションＳＮは、アップリンクスループットに基づいて決定される、請求項１６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
18. 前記アップリンクアクティベーションＳＮは、パケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）エンティティによって決定され、前記ＳＮはＰＤＣＰプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）に対応する、請求項１７に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
19. セキュリティ構成を用いて前記ダウンリンクデータを処理することは、前記セキュリティ構成の暗号キーを用いて前記ダウンリンクデータを解読することを含む、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
20. セキュリティ構成を用いて前記ダウンリンクデータを処理することは、前記セキュリティ構成の完全性キーを用いて前記ダウンリンクデータに対して完全性チェックを行うことを含む、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
    

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