JP4465015B2

JP4465015B2 - 移動通信方法

Info

Publication number: JP4465015B2
Application number: JP2008162617A
Authority: JP
Inventors: Ａ．ハプサリウリ; 幹生岩村; ツーゲンマイヤーアルフ
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: CN102291719B; BRPI0914816A2; KR101157489B1; WO2009154277A1; RU2480950C2; CA2725461A1; US20110250889A1; AU2009261130B2; US8208928B2; CN102291719A; RU2011135330A; EP2288194A4; KR101181361B1; US20110105124A1; CN102017675A; RU2482624C2; SG177140A1; EP2288194B1; EP2288194A1; KR20100126832A

Description

本発明は、所定鍵を用いて移動局と無線基地局との間の通信を行う移動通信方法に関する。

従来、３ＧＰＰで規定されているＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式の移動通信システムでは、所定鍵を用いて、移動局ＵＥと無線基地局ｅＮＢとの間の通信を行うように構成されている。

所定鍵としては、例えば、移動局ＵＥと無線基地局ｅＮＢとの間（ＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ、ＡＳ）のＣプレーンプロトコルであるＲＲＣプロトコルにおける「Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ」で用いられる鍵Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}や、同ＲＲＣプロトコルにおける「ＩｎｔｅｇｒｉｔｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」で用いられる鍵Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}や、移動局ＵＥと無線基地局ｅＮＢとの間（ＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ、ＡＳ）のＵプレーンにおける「Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ」で用いられる鍵Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}等が挙げられる。なお、かかる所定鍵は、第１鍵Ｋ_ｅＮＢを用いて生成される。

かかる所定鍵や第１鍵Ｋ_ｅＮＢは、長時間同一のものを用いると、セキュリティ上システムが脆弱となり、好ましくない。そこで、ハンドオーバを行った際に、かかる所定鍵や第１鍵Ｋ_ｅＮＢを更新する手順が、３ＧＰＰにおいて考案されている。

ここで、図１２を参照して、移動局ＵＥのハンドオーバ手順において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）が、所定鍵の生成に用いる第１鍵Ｋ_ｅＮＢ ^＊＊を取得する動作について説明する。

図１２に示すように、第１に、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）が、記憶している第１鍵Ｋ_ｅＮＢと、パラメータ「ＮｅｘｔＨｏｐ」と、ハンドオーバの種類を示すパラメータ「ＨａｎｄｏｖｅｒＴｙｐｅ」と、ハンドオーバ先セルの識別情報を示すパラメータ「ＴａｒｇｅｔＰＣＩ」とに基づいて、中間鍵Ｋ_ｅＮＢ ^＊を生成する。

第２に、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）が、生成した中間鍵Ｋ_ｅＮＢ ^＊を、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に送信する。

第３に、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）が、受信した中間鍵Ｋ_ｅＮＢ ^＊と、ハンドオーバ先セルによって割り当てられた「Ｃ-ＲＮＴＩ（ＣｅｌｌＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋＴｅｍｐｏｒａｒｙＩＤ）」とに基づいて、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）において所定鍵の生成に用いられる第１鍵Ｋ_ｅＮＢ ^＊＊を生成する。
３ＧＰＰＴＳ３３．４０１ｖ８．０．０

しかしながら、上述のように、従来の移動通信システムのハンドオーバ手順では、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）及びハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）の双方で、複数のパラメータや関数を用いて、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）で用いられる第１鍵Ｋ_ｅＮＢ ^＊＊を生成しなければならないという問題点があった。

特に、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）とハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）とで、異なるパラメータを用いたＫ_ｅＮＢ変換関数（ＫｅｙＤｅｒｉｖａｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＫＤＦ）を用いなければならず、移動局ＵＥにおいても、これらのＫＤＦを装備する必要があり、複雑である問題があった。

また、ハンドオーバ先無線基地局のＰＣＩ（ＰｈｙｓｉｃａｌＣｅｌｌＩＤ）に応じて、Ｋ_ｅＮＢを更新する必要がある煩雑性があった。

更には、Ｃ−ＲＮＴＩに応じて、Ｋ_ｅＮＢを更新する必要があるため、Ｃ-ＲＮＴＩの変更割当を柔軟に行うことに制約があった。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、簡素化された手順で、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）で用いられる第１鍵を生成することができる移動通信方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、所定鍵を用いて移動局と無線基地局との間の通信を行う移動通信方法であって、移動局のハンドオーバ手順において、ハンドオーバ先無線基地局は、該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵と、次のハンドオーバ先無線基地局と移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵の両方を取得することを要旨とする。

以上説明したように、本発明によれば、簡素化された手順で、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）で用いられる第１鍵を生成することができる移動通信方法を提供することができる。

（本発明の第１の実施形態に係る移動通信システム）
図１乃至図６を参照して、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。

本実施形態に係る移動通信システムは、ＬＴＥ方式が適用されている移動通信システムであって、図１に示すように、複数の交換局ＭＭＥ＃１、＃２…と、複数の無線基地局ｅＮＢ＃１１、＃１２、＃２１、＃２２…とを具備している。

例えば、移動局ＵＥは、無線基地局ｅＮＢ＃１１配下のセル＃１１１において、上述の所定鍵を用いて、無線基地局ｅＮＢ＃１１との間で通信を行うように構成されている。

また、移動局ＵＥのハンドオーバ手順において、ハンドオーバ先無線基地局（例えば、無線基地局ｅＮＢ＃１２）は、ハンドオーバ元無線基地局（例えば、無線基地局ｅＮＢ＃１１）によって生成される中間鍵Ｋ_ｅＮＢ ^＊を用いることなく、移動局ＵＥとの間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵Ｋ_ｅＮＢ［ｎ＋１］、Ｋ_ｅＮＢ［ｎ＋２］等を取得するように構成されている。

図２に、本実施形態に係る移動通信システムで用いられる鍵（すなわち、所定鍵の算出に用いられる鍵）の階層構造及び算出手順の一例について示す。

図２に示すように、ＲＲＣプロトコルにおける「ＩｎｔｅｇｒｉｔｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」で用いられる鍵Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、ＲＲＣプロトコルにおける「Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ」で用いられる鍵Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}及びＡＳのＵプレーンにおける「Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ」で用いられる鍵Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}は、第１鍵Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}を用いて生成される。

また、第１鍵Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}は、親鍵Ｋ_ＡＳＭＥを用いて、下記の式によって算出される。

Ｋ_{ｅＮＢ［０］}＝ＫＤＦ_０（Ｋ_ＡＳＭＥ，ＮＡＳＳＮ）
Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}），（ｎ≧０）

ここで、親鍵Ｋ_ＡＳＭＥは、移動局ＵＥ及び交換局ＭＭＥのみによって知られているものであり、無線基地局ｅＮＢによって知られてはならないものである。

また、ＮＡＳＳＮは、移動局ＵＥと交換局ＭＭＥとの間（ＮｏｎＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ、ＮＡＳ）のＣプレーンプロトコルであるＮＡＳプロトコルのシーケンス番号（ＳｅｑｕｅｎｃｅＮｕｍｂｅｒ、ＳＮ）である。

以下、図３乃至図６を参照して、本実施形態に係る移動通信システムの動作について説明する。

第１に、図３を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおける初期設定手順（ＩｎｉｔｉａｌＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＰｒｏｃｅｄｕｒｅ）について説明する。

図３に示すように、初期設定手順の開始前の段階では、移動局ＵＥは、Ｋ_ＡＳＭＥを保持しており（ステップＳ１０１）、無線基地局ｅＮＢは、所定鍵の生成に用いる鍵について保持しておらず（ステップＳ１０２）、交換局ＭＭＥは、Ｋ_ＡＳＭＥを保持している（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０４において、移動局ＵＥは、無線基地局ｅＮＢに対して、「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（ＲＲＣ接続要求信号）」を送信し、ステップＳ１０５において、無線基地局ｅＮＢは、移動局ＵＥに対して、「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＳｅｔｕｐ（ＲＲＣ接続設定信号）」を送信する。

ステップＳ１０６において、移動局ＵＥは、無線基地局ｅＮＢに対して、「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＳｅｔｕｐＣｏｍｐｌｅｔｅ（ＲＲＣ接続設定完了信号）」と、「ＮＡＳＳＮ（ＮＡＳのシーケンス番号）」を含む「ＮＡＳＳｅｒｖｉｃｅＲｅｑｕｅｓｔ（ＮＡＳサービス要求信号）」とを送信する。

ステップＳ１０７において、無線基地局ｅＮＢは、交換局ＭＭＥに対して、「Ｓ１ＩｎｉｔｉａｌＵＥＭｅｓｓａｇｅ」と、「ＮＡＳＳＮ」を含む「ＮＡＳＳｅｒｖｉｃｅＲｅｑｕｅｓｔ（ＮＡＳサービス要求信号）」とを送信する。

ステップＳ１０８において、交換局ＭＭＥは、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［０］}、Ｋ_{ｅＮＢ［１］}を算出する。

Ｋ_{ｅＮＢ［０］}＝ＫＤＦ_０（Ｋ_ＡＳＭＥ，ＮＡＳＳＮ）
Ｋ_{ｅＮＢ［１］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［０］}）

ステップＳ１０９において、交換局ＭＭＥは、無線基地局ｅＮＢに対して、Ｋ_{ｅＮＢ［０］}、Ｋ_{ｅＮＢ［１］}、「ＮＡＳＳＮ」を含む「Ｓ１ＩｎｉｔｉａｌＵＥＣｏｎｔｅｘｔＳｅｔｕｐ（初期ＵＥコンテキスト設定信号）」を送信する。また、このメッセージに、「ＫＩ（＝０）」が含まれてもよいが、これは、必須ではない。

ステップＳ１１０において、無線基地局ｅＮＢは、移動局ＵＥに対して、「ＮＡＳＳＮ」を含む「ＲＲＣＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄ（ＲＲＣセキュリティモード指示信号）」を送信する。

ステップＳ１１１において、移動局ＵＥは、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［０］}を算出する。

Ｋ_{ｅＮＢ［０］}＝ＫＤＦ_０（Ｋ_ＡＳＭＥ，ＮＡＳＳＮ）

また、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［０］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

この段階では、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［０］}、「ＫＩ（＝０）」を保持しており（ステップＳ１１４）、無線基地局ｅＮＢは、Ｋ_{ｅＮＢ［０］}、Ｋ_{ｅＮＢ［１］}、「ＫＩ（＝０）」を保持しており（ステップＳ１１３）、交換局ＭＭＥは、Ｋ_ＡＳＭＥ、Ｋ_{ｅＮＢ［１］}、「ＫＩ（＝０）」を保持している（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１０９の「Ｓ１ＩｎｉｔｉａｌＵＥＣｏｎｔｅｘｔＳｅｔｕｐ（初期ＵＥコンテキスト設定信号）」に、「ＫＩ（＝０）」が含まれない場合は、無線基地局ｅＮＢは、かかるメッセージを受信したことで、自動的に「ＫＩ（＝０）」を初期化してもよい。

また、無線基地局ｅＮＢは、Ｋ_{ｅＮＢ［０］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

ステップＳ１１５において、無線基地局ｅＮＢは、移動局ＵＥに対して、「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ（ＲＲＣ接続再構成信号）」を送信する。

ステップＳ１１６及びＳ１１７において、移動局ＵＥは、無線基地局ｅＮＢに対して、「ＲＲＣＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄＣｏｍｐｌｅｔｅ（ＲＲＣセキュリティモード指示完了信号）」及び「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅ（ＲＲＣ接続再構成完了信号）」を送信する。

ステップＳ１１８において、無線基地局ｅＮＢは、交換局ＭＭＥに対して、「Ｓ１ＩｎｉｔｉａｌＵＥＣｏｎｔｅｘｔＳｅｔｕｐＣｏｍｐｌｅｔｅ（初期ＵＥコンテキスト設定完了信号）」を送信する。

以上の手順により、移動局ＵＥ、無線基地局ｅＮＢ、交換局ＭＭＥにおいて、ＡＳにおける通信の保護（ＩｎｔｅｇｒｉｔｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ及びＣｉｐｈｅｒｉｎｇ）に必要な全ての鍵が揃う。

第２に、図４を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおけるＸ２ハンドオーバ手順（異無線基地局間ハンドオーバ手順）について説明する。

図４に示すように、Ｘ２ハンドオーバ手順の開始前の段階では、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持しており（ステップＳ１００１）、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持しており（ステップＳ１００２）、交換局ＭＭＥは、Ｋ_ＡＳＭＥ、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持している（ステップＳ１００３）。

ステップＳ１００４において、移動局ＵＥは、所定条件が満たされた場合に、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ（測定報告信号）」を送信する。

ステップＳ１００５において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「Ｘ２ＨＯＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎ（ハンドオーバ準備信号）」を送信する。

ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、ステップＳ１００６において、受信したＫ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を記憶し、ステップＳ１００７において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「Ｘ２ＨＯＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＡｃｋ（ハンドオーバ準備応答信号）」を送信する。

また、無線基地局ｅＮＢは、Ｋ_{ｅＮＢ［n+1］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

ステップＳ１００８において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、移動局ＵＥに対して、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」を送信する。

移動局ＵＥは、ステップＳ１００９において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}を算出し、ステップＳ１０１０において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を記憶する。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}）

また、移動局Ｕｅは、Ｋ_{ｅＮＢ［n+1］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

ステップＳ１０１１において、移動局ＵＥは、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｐｌｅｔｅ（ハンドオーバ完了信号）」を送信する。

ステップＳ１０１２において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、交換局ＭＭＥに対して、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「Ｓ１ＰａｔｈＳｗｉｔｃｈ（パススイッチ信号）」を送信する。

交換局ＭＭＥは、ステップＳ１０１３において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}を算出し、ステップＳ１０１４において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を記憶する。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}）

ステップＳ１０１５において、交換局ＭＭＥは、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「Ｓ１ＰａｔｈＳｗｉｔｃｈＡｃｋ（パススイッチ応答信号）」を送信する。

ステップＳ１０１６において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を記憶する。

以上の手順により、Ｘ２ハンドオーバ時に、Ｋ_ｅＮＢ及び所定鍵が更新される。

第３に、図５を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおけるＳ１ハンドオーバ手順（異交換局間ハンドオーバ手順）について説明する。

図５に示すように、Ｓ１ハンドオーバ手順の開始前の段階では、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持しており（ステップＳ２００１）、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持しており（ステップＳ２００２）、交換局ＭＭＥは、Ｋ_ＡＳＭＥ、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持している（ステップＳ２００３）。

ステップＳ２００４において、移動局ＵＥは、所定条件が満たされた場合に、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ（測定報告信号）」を送信する。

ステップＳ２００５において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）に対して、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「Ｓ１ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄ（ハンドオーバ要求受信信号）」を送信する。

ステップＳ２００６において、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）は、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）に対して、Ｋ_ＡＳＭＥ、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（割り当て要求信号）」を送信する。

ステップＳ２００７において、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}を算出し、ステップＳ２００８において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を記憶する。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}）
ステップＳ２００９において、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「Ｓ１ＨＯＲｅｑｕｅｓｔ（ハンドオーバ要求信号）」を送信する。

ステップＳ２０１０において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）に対して、「Ｓ１ＨＯＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ（ハンドオーバ要求応答信号）」を送信する。

ステップＳ２０１１において、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）に対して、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ（割り当て要求応答信号）」を送信する。

ステップＳ２０１２において、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）は、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「Ｓ１ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄＡｃｋ（ハンドオーバ要求受信応答信号）」を送信する。

ステップＳ２０１３において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、移動局ＵＥに対して、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」を送信する。

移動局ＵＥは、ステップＳ２０１４において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}を算出し、ステップＳ２０１５において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を記憶する。

また、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

この段階で、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を保持している（ステップＳ２０１６）。無線基地局ｅＮＢは、Ｋ_{ｅＮＢ［n+1］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

ステップＳ２０１７において、移動局ＵＥは、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｐｌｅｔｅ（ハンドオーバ完了信号）」を送信する。

ステップＳ２０１８において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）に対して、「Ｓ１ＨＯＣｏｍｐｌｅｔｅ（ハンドオーバ完了信号）」を送信する。

ステップＳ２０１９において、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）に対して、「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅ（割り当て完了信号）」を送信し、ステップＳ２０２０において、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）は、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）に対して、「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅＡｃｋ（割り当て完了応答信号）」を送信する。

以上の手順により、Ｓ１ハンドオーバ時に、Ｋ_ｅＮＢ及び所定鍵が更新される。

また、かかるＳ１ハンドオーバ手順において、移動局ＵＥが行う操作は、図２で示したＸ２ハンドオーバ手順における操作と同一である。移動局ＵＥは、同一処理に基づき、Ｘ２ハンドオーバ手順、Ｓ１ハンドオーバ手順の両方を行うことができる。すなわち、移動局ＵＥは、ハンドオーバ種別が「Ｘ２ハンドオーバ」であるか「Ｓ１ハンドオーバ」であるかについて意識する必要なく、ハンドオーバを実施することが可能である。

第４に、図６を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおけるＩｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ手順（無線基地局内ハンドオーバ手順）について説明する。

図６に示すように、Ｉｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ手順の開始前の段階では、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持しており（ステップＳ４００１）、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持しており（ステップＳ４００２）、交換局ＭＭＥは、Ｋ_ＡＳＭＥ、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持している（ステップＳ４００３）。

ステップＳ４００４において、移動局ＵＥは、所定条件が満たされた場合に、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ（測定報告信号）」を送信する。

ステップＳ４００５において、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、移動局ＵＥに対して、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」を送信する。

移動局ＵＥは、ステップＳ４００６において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}を算出し、ステップＳ４００７において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を記憶する。

この段階で、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を保持している（ステップＳ４００８）。無線基地局ｅＮＢは、Ｋ_{ｅＮＢ［n+1］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

ステップＳ４００９において、移動局ＵＥは、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｐｌｅｔｅ（ハンドオーバ完了信号）」を送信する。

ステップＳ４０１０において、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、交換局ＭＭＥに対して、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「Ｓ１ＰａｔｈＳｗｉｔｃｈ（パススイッチ信号）」を送信する。

交換局ＭＭＥは、ステップＳ４０１１において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}を算出し、ステップＳ４０１２において、Ｋ_ＡＳＭＥ、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を記憶する。

ステップＳ４０１３において、交換局ＭＭＥは、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「Ｓ１ＰａｔｈＳｗｉｔｃｈＡｃｋ（パススイッチ応答信号）」を送信する。

ステップＳ４０１４において、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を記憶する。この段階で、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を保持している（ステップＳ４０１５）。

以上の手順により、Ｉｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ時に、Ｋ_ｅＮＢ及び所定鍵が更新される。

また、かかるＩｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ手順において、移動局ＵＥが行う操作は、図２で示したＸ２ハンドオーバ手順における操作並びに図３で示したＳ１ハンドオーバ手順における操作と同一である。移動局ＵＥは、同一処理に基づき、Ｘ２ハンドオーバ手順、Ｓ１ハンドオーバ手順、Ｉｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ手順の全てを行うことができる。すなわち、移動局ＵＥは、ハンドオーバ種別が「Ｘ２ハンドオーバ」、「Ｓ１ハンドオーバ」、「Ｉｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ」のいずれであるかを意識する必要なく、ハンドオーバを実施することが可能である。

（本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムの作用・効果）
本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムによれば、簡素化された手順で、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）で用いられるＫ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}等を生成することができる。

また、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムによれば、ハンドオーバの種類（Ｘ２ハンドオーバ、Ｓ１ハンドオーバ、Ｉｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ）によらず、ハンドオーバ手順時の移動局ＵＥの動作を変更する必要がない。

（本発明の第２の実施形態に係る移動通信システム）
図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムについて、上述の第１の実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。

具体的には、図７を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおけるＳ１ハンドオーバ手順（異交換局間ハンドオーバ手順）について説明する。

図７に示すように、ステップＳ３００１乃至Ｓ３００６の動作は、図５に示すステップＳ２００１乃至Ｓ２００６の動作と同一である。

ステップＳ３００７において、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋３］}を算出し、ステップＳ３００８において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋３］}、「ＫＩ（＝ｎ＋２）」を記憶する。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}）
Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋３］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}）

ステップＳ３００９において、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋３］}、「ＫＩ（＝ｎ＋２）」を含む「Ｓ１ＨＯＲｅｑｕｅｓｔ（ハンドオーバ要求信号）」を送信する。

ステップＳ３０１０において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）に対して、「Ｓ１ＨＯＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ（ハンドオーバ要求応答信号）」を送信する。

ステップＳ３０１１において、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）に対して、「ＫＩ（＝ｎ＋２）」を含む「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ（割り当て要求応答信号）」を送信する。

ステップＳ３０１２において、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）は、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＫＩ（＝ｎ＋２）」を含む「Ｓ１ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄＡｃｋ（ハンドオーバ要求受信応答信号）」を送信する。

ステップＳ３０１３において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、移動局ＵＥに対して、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」を送信する。本メッセージには、「ＫＩ（＝ｎ＋２）」であることを示す情報が含まれてよい。

移動局ＵＥは、ステップＳ３０１４において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}を算出し、ステップＳ３０１５において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、「ＫＩ（＝ｎ＋２）」を記憶する。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}）
Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}）

また、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［n+２］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

この段階で、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋３］}、「ＫＩ（＝ｎ＋２）」を保持している（ステップＳ３０１６）。無線基地局ｅＮＢは、Ｋ_{ｅＮＢ［n+２］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

以下、ステップＳ３０１７乃至Ｓ３０２０の動作は、図５に示すステップＳ３０１７乃至Ｓ２０２０の動作と同一である。

本手順により、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）でＡＳ通信に用いる所定鍵及びＫ_ｅＮＢを、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）にて知りえなくなり、システムのセキュリティが向上する。

（本発明の第３の実施形態に係る移動通信システム）
図８乃至図１１を参照して、本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムについて、上述の第１の実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。

図８に、本実施形態に係る移動通信システムで用いられる鍵（すなわち、所定鍵の算出に用いられる鍵）の階層構造及び算出手順の一例について示す。

図８に示すように、ＲＲＣプロトコルにおける「ＩｎｔｅｇｒｉｔｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」で用いられる鍵Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、ＲＲＣプロトコルにおける「Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ」で用いられる鍵Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}及びＡＳのＵプレーンにおける「Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ」で用いられる鍵Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}を用いて生成される。

また、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}を用いて、下記の式によって算出される。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［０］}＝Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}
Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ＋１］}＝ＫＤＦ_２（Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}），（ｍ≧０）

さらに、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}は、Ｋ_ＡＳＭＥを用いて、下記の式によって算出される。

以下、図９乃至図１１を参照して、本実施形態に係る移動通信システムの動作について説明する。

第１に、図９を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおけるＸ２ハンドオーバ手順（異無線基地局間ハンドオーバ手順）について説明する。

図９に示すように、Ｘ２ハンドオーバ手順の開始前の段階では、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}、「ＫＩ（＝ｎ）」、「ＲＣ（＝ｍ）」を保持しており（ステップＳ６００１）、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}、「ＫＩ（＝ｎ）」、「ＲＣ（＝ｍ）」を保持しており（ステップＳ６００２）、交換局ＭＭＥは、Ｋ_ＡＳＭＥ、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持している（ステップＳ６００３）。

ステップＳ６００４において、移動局ＵＥは、所定条件が満たされた場合に、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ（測定報告信号）」を送信する。

ステップＳ６００５において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」を含む「Ｘ２ＨＯＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎ（ハンドオーバ準備信号）」を送信する。

ステップＳ６００６及びＳ６００７において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ+1］［０］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」、「ＲＣ（＝０）」を記憶する。ここで、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］[0]}＝Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ+1］}であるものとする。

ステップＳ６００８において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「Ｘ２ＨＯＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＡｃｋ（ハンドオーバ準備応答信号）」を送信する。

ステップＳ６００９において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、移動局ＵＥに対して、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」、「ＲＣ（＝０）」を含む「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」を送信する。

移動局ＵＥは、ステップＳ６０１０において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］［０］}を算出し、ステップＳ１０１０において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］［０］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」、「ＲＣ（＝０）」を記憶する。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}）
Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］[0]}＝Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ+1］}

また、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［n+1］[0]}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

以下、ステップＳ６０１２乃至Ｓ６０１７の動作は、図４に示すステップＳＳ１０１１乃至Ｓ１０１６の動作と同一である。

第２に、図１０を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおけるＳ１ハンドオーバ手順（異交換局間ハンドオーバ手順）について説明する。

図１０に示すように、Ｓ１ハンドオーバ手順の開始前の段階では、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}、「ＫＩ（＝ｎ）」、「ＲＣ（＝ｍ）」を保持しており（ステップＳ７００１）、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}、「ＫＩ（＝ｎ）」、「ＲＣ（＝ｍ）」を保持しており（ステップＳ７００２）、交換局ＭＭＥは、Ｋ_ＡＳＭＥ、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持している（ステップＳ７００３）。

以下、ステップＳ７００４乃至Ｓ７０１２の動作は、図５に示すステップＳ２００４乃至Ｓ２０１２の動作と同一である。

ステップＳ７０１３において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、移動局ＵＥに対して、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」、「ＲＣ（＝０）」を含む「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」を送信する。

ここで、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、ステップＳ７０１４において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］［０］}を算出して記憶する。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］［０］}＝Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}

この段階で、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋２］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］［０］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」、「ＲＣ（＝０）」を記憶しているものとする（ステップＳ７０１５）。無線基地局ｅＮＢは、Ｋ_{ｅＮＢ［n+1］[0]}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

移動局ＵＥは、ステップＳ７０１６において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］［０］}を算出し、ステップＳ７０１７において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］［０］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」、「ＲＣ（＝０）」を記憶する。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}＝ＫＤＦ_１（Ｋ_ＡＳＭＥ，Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}）
Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］［０］}＝Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}

以下、ステップＳ７０１８乃至Ｓ７０２１の動作は、図５に示すステップＳ２０１７乃至Ｓ２０２０の動作と同一である。

第３に、図１１を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおけるＩｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ手順（無線基地局内ハンドオーバ手順）について説明する。

図１１に示すように、Ｉｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ手順の開始前の段階では、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}、「ＫＩ（＝ｎ）」、「ＲＣ（＝ｍ）」を保持しており（ステップＳ５００１）、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}、「ＫＩ（＝ｎ）」、「ＲＣ（＝ｍ）」を保持しており（ステップＳ５００２）、交換局ＭＭＥは、Ｋ_ＡＳＭＥ、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ）」を保持している（ステップＳ５００３）。

ステップＳ５００４において、移動局ＵＥは、所定条件が満たされた場合に、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ（測定報告信号）」を送信する。

ステップＳ５００５において、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、移動局ＵＥに対して、「ＫＩ（＝ｎ）」、「ＲＣ（＝ｍ＋１）」を含む「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」を送信する。

無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、ステップＳ５００６において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ＋１］}を算出し、ステップＳ５００７において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ＋１］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」、「ＲＣ（＝ｍ＋１）」を記憶する。

Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ＋１］}＝ＫＤＦ_２（Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ］}）

また、無線基地局ｅＮＢは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］[ｍ＋１］}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

同様に、移動局ＵＥは、ステップＳ５００８において、下記の式によって、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ＋１］}を算出し、ステップＳ５００９において、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］}、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］［ｍ＋１］}、「ＫＩ（＝ｎ＋１）」、「ＲＣ（＝ｍ＋１）」を記憶する。

また、移動局ＵＥは、Ｋ_{ｅＮＢ［ｎ］[ｍ＋１]}に基づき、Ｋ_{ＲＲＣ_ＩＰ}、Ｋ_{ＲＲＣ_Ｃｉｐｈ}、Ｋ_{ＵＰ_Ｃｉｐｈ}を算出し、その後のＡＳ通信に適用する。

ステップＳ５０１０において、移動局ＵＥは、無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｐｌｅｔｅ（ハンドオーバ完了信号）」を送信する。

本実施例により、Ｉｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ手順における「ＰａｔｈＳｗｉｔｃｈ」を省くことができる。

以上、図９乃至図１１に示したように、パラメータ「ＲＣ」による無線基地局でのＫ_ｅＮＢの更新を導入することで、交換局ＭＭＥへの問い合わせを省きつつ、Ｋ_ｅＮＢを更新できる。

なお、図９乃至図１１の手順において、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」では、パラメータ「ＲＣ」を省いてもよい。

パラメータ「ＲＣ」を「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」に含めずに省いた場合、パラメータ「ＫＩ」がインクリメントされたか否かに基づき、「ＲＣ」をインクリメントすべきか否かを判定することができる。

「ＫＩ」がインクリメントされた場合は、「ＲＣ」を「０」にリセットし、「ＫＩ」がインクリメントされなかった場合には、「ＲＣ」をインクリメントすればよい。

或いは、パラメータ「ＲＣ」を「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」に含めずに省いた場合、移動局ＵＥは、「ＲＣ」の値を現在値のまま維持した場合と、現在値からインクリメントした場合と、「０」にリセットした場合の各場合を試行し、受信したメッセージに対する「Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ」をチェックすることで、どの場合が正しかったかを自律的に判定してもよい。

（変更例）
なお、上述の交換局ＭＭＥや無線基地局ｅＮＢや移動局ＵＥの動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。

ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）や、フラッシュメモリや、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）や、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）や、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、ＣＤ-ＲＯＭといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。

かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ＡＳＩＣ内に設けられていてもよい。かかるＡＳＩＣは、交換局ＭＭＥや無線基地局ｅＮＢや移動局ＵＥ内に設けられていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとして交換局ＭＭＥや無線基地局ｅＮＢや移動局ＵＥ内に設けられていてもよい。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムで用いられる鍵の階層構造及び算出手順の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおける初期設定手順を示すシーケンス図である。本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおけるＸ２ハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおけるＳ１ハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおけるＩｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムにおけるＳ１ハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムで用いられる鍵の階層構造及び算出手順の一例を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムにおけるＸ２ハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムにおけるＳ１ハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおけるＩｎｔｒａ-ｅＮＢハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。従来技術に係る移動通信システムで用いられる鍵の算出手順の一例を示す図である。

符号の説明

ＭＭＥ…交換局
ｅＮＢ…無線基地局
ＵＥ…移動局

Claims

無線基地局間インタフェースを用いて、移動局がハンドオーバ元無線基地局からハンドオーバ先無線基地局にハンドオーバする移動通信方法であって、
前記ハンドオーバ先無線基地局は、前記ハンドオーバ元無線基地局から、該ハンドオーバ先無線基地局と前記移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を取得する工程Ａと、
前記ハンドオーバ先無線基地局は、交換局から、次のハンドオーバ先無線基地局と前記移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第２鍵を取得する工程Ｂとを有することを特徴とする移動通信方法。
前記移動局が、前記ハンドオーバ元無線基地局からハンドオーバ指示信号を受信した際に、該ハンドオーバ元無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵に更新する工程Ｃを有することを特徴とする請求項１に記載の移動通信方法。
前記工程Ｃにおいて、前記移動局は、前記ハンドオーバ指示信号に含まれるパラメータに基づいて、前記ハンドオーバ元無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵に更新することを特徴とする請求項２に記載の移動通信方法。
前記工程Ｃは、
前記ハンドオーバ指示信号に含まれるパラメータがインクリメントされている場合、前記移動局は、該パラメータに基づいて、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を生成する工程Ｃ１と、
前記ハンドオーバ指示信号に含まれるパラメータがインクリメントされていない場合、前記移動局は、前記ハンドオーバ元無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵に基づいて、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を生成する工程Ｃ２とを具備することを特徴とする請求項３に記載の移動通信方法。
前記工程Ｃ１において、前記ハンドオーバ指示信号に含まれるパラメータがインクリメントされている場合、前記移動局は、該パラメータに基づいて、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第２鍵に更新し、更新された該第２鍵に基づいて、該ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を生成することを特徴とする請求項４に記載の移動通信方法。
前記パラメータは、ＫＩであることを特徴とする請求項４又は５に記載の移動通信方法。
前記移動局が、受信した前記パラメータを記憶しておく工程Ｄを更に有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項に記載の移動通信方法。
無線基地局間インタフェースを用いて、移動局がハンドオーバ元無線基地局からハンドオーバ先無線基地局にハンドオーバする際に該ハンドオーバ先無線基地局として機能する無線基地局であって、
前記ハンドオーバ元無線基地局から、前記ハンドオーバ先無線基地局と前記移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を取得するように構成されている第１取得部と、
交換局から、次のハンドオーバ先無線基地局と前記移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第２鍵を取得するように構成されている第２取得部とを具備することを特徴とする無線基地局。
ハンドオーバ元無線基地局からハンドオーバ先無線基地局にハンドオーバする移動局であって、
前記ハンドオーバ元無線基地局からのハンドオーバ指示信号を受信した際に、該ハンドオーバ元無線基地局と前記移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵に更新するように構成されている鍵更新部を具備することを特徴とする移動局。
前記鍵更新部は、前記ハンドオーバ指示信号に含まれるパラメータに基づいて、前記ハンドオーバ元無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵に更新するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の移動局。
前記鍵更新部は、前記ハンドオーバ指示信号に含まれるパラメータがインクリメントされている場合、該パラメータに基づいて、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を生成するように構成されており、
前記鍵更新部は、前記ハンドオーバ指示信号に含まれるパラメータがインクリメントされていない場合、前記ハンドオーバ元無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵に基づいて、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の移動局。
前記鍵更新部は、前記ハンドオーバ指示信号に含まれるパラメータがインクリメントされている場合、前記移動局は、該パラメータに基づいて、前記ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第２鍵に更新し、更新された該第２鍵に基づいて、該ハンドオーバ先無線基地局と該移動局との間の通信に用いられる所定鍵を生成するための第１鍵を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の移動局。
前記パラメータは、ＫＩであることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の移動局。
前記鍵更新部は、受信した前記パラメータを記憶しておくように構成されていることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の移動局。