JP4499824B2

JP4499824B2 - 移動通信方法

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Publication number: JP4499824B2
Application number: JP2009209830A
Authority: JP
Inventors: 幹生岩村; Ａ．ハプサリウリ; ツーゲンマイヤーアルフ
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2028-09-22
Also published as: JP2010074830A

Description

本発明は、移動局が、ハンドオーバ元無線基地局配下のハンドオーバ元セルからハンドオーバ先無線基地局配下のハンドオーバ先セルにハンドオーバする移動通信方法に関する。

図１に示すように、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式の移動通信システムでは、移動局ＵＥが、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）からハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）にハンドオーバする際に、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、事前に、ハンドオーバ準備処理（ＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）において、当該移動局ＵＥの「ＵＥｃｏｎｔｅｘｔ」を、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に送信するように構成されている。

ここで、「ＵＥｃｏｎｔｅｘｔ」には、「ＡＳ（ＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ）」の「ｓｅｃｕｒｉｔｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ及びｉｎｔｅｇｒｉｔｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）」に必要な「ｓｅｃｕｒｉｔｙｃｏｎｔｅｘｔ」が含まれる。

ＡＳの「ｓｅｃｕｒｉｔｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」は、無線基地局ｅＮＢと移動局ＵＥとの間で共通に用いられるセキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢを用いて行われる。

なお、ハンドオーバ処理において、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、セキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢそのものではなく、セキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢ、或いは、事前に交換局ＭＭＥから取得している「ＮＨ（ＮｅｘｔＨｏｐ）」というパラメータから派生された「Ｋ_ｅＮＢ＊」というパラメータを転送するように構成されている。

３ＧＰＰＴＳ３３．４０１ｖ８．０．０

しかしながら、従来の移動通信システムでは、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）と移動局ＵＥとの間の通信で用いられるセキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢが、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）によって通知されるパラメータＫ_ｅＮＢ＊によって所定規則（ＫＤＦ：ＫｅｙＤｅｒｉｖａｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎ）に基づいて生成されるため、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）が、かかるセキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢを知ることができ、セキュリティ上、脆弱となるという問題点があった。

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、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）と移動局ＵＥとの間の通信で用いられるセキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢを秘密にすることが可能な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、移動局が、ハンドオーバ元無線基地局配下のハンドオーバ元セルからハンドオーバ先無線基地局配下のハンドオーバ先セルにハンドオーバする移動通信方法であって、前記ハンドオーバ元無線基地局が、交換局に対して、カウンタと前記ハンドオーバ先セルに係る物理セル識別情報と前記ハンドオーバ先セルに係る所定パラメータとを含むハンドオーバ要求を送信する工程Ａと、前記交換局が、前記カウンタを変更すると共に、前記物理セル識別情報に基づいて前記所定パラメータを変更する工程Ｂと、前記交換局が、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、変更された前記カウンタと変更された前記所定パラメータとを含む前記ハンドオーバ要求を送信する工程Ｃと、前記ハンドオーバ先無線基地局が、前記所定パラメータに基づいて第１鍵を生成する工程Ｄと、前記移動局が、前記ハンドオーバ先無線基地局によって送信されたハンドオーバ指示に含まれている前記カウンタと前記物理セル識別情報と前記一時的識別情報とに基づいて前記第１鍵を生成する工程Ｅと、前記ハンドオーバ先セルにおいて、前記移動局と前記ハンドオーバ先無線基地局との間で前記第１鍵を用いて通信を開始する工程Ｆとを有することを要旨とする。

本発明の第１の特徴において、前記ハンドオーバ先無線基地局が、前記ハンドオーバ先セルにおいて前記移動局に対して割り当てられる一時的識別情報と前記所定パラメータとに基づいて第１鍵を生成してもよい。

本発明の第１の特徴において、前記工程Ａにおいて、前記ハンドオーバ元無線基地局が、前記ハンドオーバ先無線基地局配下の前記ハンドオーバ先セル以外の第１セルに係る物理セル識別情報及び所定パラメータを送信してもよい。

本発明の第１の特徴において、前記工程Ｂにおいて、前記交換局は、前記カウンタを変更すると共に、前記第１セルに係る物理セル識別情報に基づいて該第１セルに係る所定パラメータを全て変更してもよい。

本発明の第２の特徴は、移動局が、ハンドオーバ元無線基地局配下のハンドオーバ元セルからハンドオーバ先無線基地局配下のハンドオーバ先セルにハンドオーバする移動通信方法であって、前記ハンドオーバ元無線基地局が、交換局を介して、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、ハンドオーバ準備信号によって、前記ハンドオーバ先セル及び該ハンドオーバ先無線基地局配下の該ハンドオーバセル以外の第１セルに係る検証情報を送信する工程と、前記移動局の前記ハンドオーバ先セルに対するハンドオーバが失敗した場合に、該移動局が、セル選択を行う工程と、前記セル選択によって前記第１セルが選択された場合に、前記移動局が、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、前記第１セルに係る検証情報を含む該第１セルに対する再接続要求を送信する工程と、前記ハンドオーバ先無線基地局が、前記ハンドオーバ元無線基地局によって送信された前記第１セルに係る検証情報と、前記移動局によって送信された前記第１セルに係る検証情報とが一致するか否かについて判定する工程とを有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、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）と移動局ＵＥとの間の通信で用いられるセキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢを秘密にすることが可能な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において鍵Ｋ_ｅＮＢを更新する様子を示す図である。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ハンドオーバ動作について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いてパラメータＫ_ｅＮＢ＊を送信する方法について説明するための図である。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再接続の様子を示す図である。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ハンドオーバ準備処理の動作について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いてパラメータｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉを送信する方法について説明するための図である。

（本発明の第１の実施形態に係る移動通信システム）
図１乃至図７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。図１に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、ＬＴＥ方式の移動通信システムである。

本実施形態では、移動局ＵＥが、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）配下のハンドオーバ元セル（セル＃０）からハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）配下のハンドオーバ先セル（セル＃１）にハンドオーバするケースを挙げながら、本実施形態に係る移動通信システムについて説明する。

図２に示すように、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、ハンドオーバ処理において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）から通知されたパラメータ（所定パラメータ）Ｋ_ｅＮＢ＊に基づいて、ハンドオーバ先セル（セル＃１）において移動局ＵＥとの間の通信（ＡＳの「ｓｅｃｕｒｉｔｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」）で用いるセキュリティ鍵（第１鍵）Ｋ_ｅＮＢを生成するように構成されている。

なお、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、ハンドオーバ処理において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）から通知されたパラメータ（所定パラメータ）Ｋ_ｅＮＢ＊及びハンドオーバ先セル（セル＃１）において移動局ＵＥに対して割り当てる識別子Ｃ-ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ-ＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋＴｅｍｐｏｒａｒｙＩＤ）に基づいてに基づいて、ハンドオーバ先セル（セル＃１）において移動局ＵＥとの間の通信（ＡＳの「ｓｅｃｕｒｉｔｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」）で用いるセキュリティ鍵（第１鍵）Ｋ_ｅＮＢを生成するように構成されていてもよい。

ここで、パラメータＫ_ｅＮＢ＊は、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）によって、ハンドオーバ元セル（セル＃０）においてハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）と移動局ＵＥとの間の通信で用いられている第１鍵及びハンドオーバ先セル（セル＃１）の物理セル識別情報ＰＣＩとに基づいて生成されるものである。

或いは、パラメータＫ_ｅＮＢ＊は、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）によって、パラメータＮＨ及びハンドオーバ先セル（セル＃１）の物理セル識別情報ＰＣＩとに基づいて生成されるものである。

なお、パラメータＮＨは、交換局ＭＭＥによって鍵Ｋ_ＡＳＭＥを用いて生成され、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に通知されているものである。

以下、図３乃至図５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おいて、移動局ＵＥが、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）配下のハンドオーバ元セル（セル＃０）からハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）配下のハンドオーバ先セル（セル＃１）にハンドオーバするケースにおける動作について説明する。

図３に示すように、ステップＳ１００１において、移動局ＵＥは、現在通信中のセル（セル＃０）を管理するハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、「ＲＲＣＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ（測定報告）」を送信する。

ステップＳ１００２において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、移動局ＵＥを、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）配下のハンドオーバ先セル（セル＃１）に対してハンドオーバさせることを決定し、セル＃０における移動局ＵＥとの間の通信で使用しているセキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢ及びハンドオーバ先セル（セル＃１）の物理セル識別情報ＰＣＩに基づいて、パラメータＫ_ｅＮＢ＊を算出する。

或いは、ステップＳ１００２において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、移動局ＵＥを、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）配下のハンドオーバ先セル（セル＃１）に対してハンドオーバさせることを決定し、パラメータＮＨ及びハンドオーバ先セル（セル＃１）の物理セル識別情報ＰＣＩに基づいて、パラメータＫ_ｅＮＢ＊を算出する。

ステップＳ１００３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、かかるパラメータＫ_ｅＮＢ＊を含む「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄ」を送信する。

ここで、「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄ」には、カウンタＮＣＣ（ＮｅｘｒｈｏｐＣｈａｉｎｉｎｇＣｏｕｎｔ）と、ハンドオーバ先セル（セル＃１）に係る物理セル識別情報ＰＣＩと、ハンドオーバ先セル（セル＃１）に係るパラメータ（所定パラメータ）Ｋ_ｅＮＢ＊とが含まれている。

例えば、図４に示すように、カウンタＮＣＣ、ハンドオーバ先セル（セル＃１）に係る物理セル識別情報ＰＣＩ、及び、ハンドオーバ先セル（セル＃１）に係るパラメータＫ_ｅＮＢ＊は、「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄ」内の情報要素「ＳｅｃｕｒｉｔｙＣｏｔｅｘｔＩｎｆｏ」によって送信されるように構成されている。

ここで、情報要素「ＳｅｃｕｒｉｔｙＣｏｔｅｘｔＩｎｆｏ」は、「ＵＥｃｏｎｔｅｘｔ」の一部として送信されるが、Ｓ１−ＡＰプロトコル上「ＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔＣｏｎｔａｉｎｅｒ」としてではなく、「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄ」内の１つの情報要素として送信されるように構成されている。このようにすることで、「ＳｅｃｕｒｉｔｙＣｏｎｔｅｘｔＩｎｆｏ」を交換局ＭＭＥで操作することができる。

なお、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄ」によって、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）配下のハンドオーバ先セル（セル＃１）以外の第１セル（セル＃２やセル＃３）に係る物理セル識別情報ＰＣＩ（ＴａｒｇｅｔＰＣＩ）及びパラメータＫ_ｅＮＢ＊を送信するように構成されていてもよい。

かかる場合、図４に示すように、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、１つのＮＣＣに対して、複数の物理セル識別情報ＰＣＩ（ＴａｒｇｅｔＰＣＩ）及びパラメータＫ_ｅＮＢ＊の組み合わせ（ＬｉｓｔｏｆＫ_ｅＮＢ＊）を送信するように構成されていてもよい。

また、図４に示すように、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、カウンタＮＣＣ、ハンドオーバ先セル（セル＃１）に係る物理セル識別情報ＰＣＩ（ＴａｒｇｅｔＰＣＩ）、及び、ハンドオーバ先セル（セル＃１）に係るパラメータＫ_ｅＮＢ＊に加えて、ハンドオーバ先セル（セル＃１）に係る下りキャリア周波数（ＴａｒｇｅｔＥＡＲＦＣＮ-ＤＬ）を送信するように構成されていてもよい。

ステップＳ１００４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、「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ」を送信する。

ここで、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）及びハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、同一の交換局であってもよい。

ステップＳ１００５において、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ」に含まれているカウンタＮＣＣを変更すると共に、「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ」に含まれている物理セル識別情報（ＴａｒｇｅｔＰＣＩ）に基づいて、「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ」に含まれているパラメータＫ_ｅＮＢ＊を変更する。

例えば、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、「ＮＣＣ」を２回インクリメントすると判断した場合、鍵Ｋ_ＡＳＭＥに基づいて２回インクリメントした「ＮＣＣ」に対応する「ＮＨ」を生成し、生成した「ＮＨ」及び「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ」に含まれている物理セル識別情報（ＴａｒｇｅｔＰＣＩ）に基づいて、新たなパラメータＫ_ｅＮＢ＊を生成する。

なお、上述のパラメータＫ_ｅＮＢ＊等は、Ｓ１-ＡＰにおける情報要素として送信されているため、ハンドオーバ元交換局（ＳｏｕｒｃｅＭＭＥ）及びハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、上述のパラメータＫ_ｅＮＢ＊等を知ることができる。

ここで、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、「ＮＣＣ」を変更する場合、かかる「ＮＣＣ」に対応する全ての物理セル識別情報（ＴａｒｇｅｔＰＣＩ）に基づいて、「ＮＣＣ」に対応する全てのパラメータＫ_ｅＮＢ＊を変更してもよい。

ステップＳ１００６において、ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）は、変更されたカウンタＮＣＣと変更されたパラメータＫ_ｅＮＢ＊とハンドオーバ先セルに係る物理セル識別情報（ＴａｒｇｅｔＰＣＩ）を含む「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｅｓｔ」を、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して送信する。

ステップＳ１００７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「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ」を送信する。

このとき、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、移動局ＵＥに対して送信すべく「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ」を作成し、前記「Ｓ１−ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ」に含めて「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ」をハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）に対して送信する。前記「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ」には、前記ハンドオーバ先交換局（ＴａｒｇｅｔＭＭＥ）から前記「Ｓ１−ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｅｓｔ」によって受信されたカウンタＮＣＣが含まれる。

ステップＳ１００８において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｅｓｔ」に含まれているパラメータ（所定パラメータ）Ｋ_ｅＮＢ＊を用いてセキュリティ鍵（第１鍵）Ｋ_ｅＮＢを生成する。

具体的には、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｅｓｔ」に含まれていたパラメータＫ_ｅＮＢ＊に基づいて、セキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢを生成する。

なお、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｅｓｔ」に含まれていたパラメータＫ_ｅＮＢ＊及びハンドオーバ先セル（セル＃１）において移動局ＵＥに対して割り当てる一時的識別情報Ｃ-ＲＮＴＩに基づいて、セキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢを生成してもよい。

ステップＳ１００９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、「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ」を送信する。このとき、前記「Ｓ１−ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ」に含まれていた「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ」を前記「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ」に含めて送信する。

ステップＳ１０１０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、「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄＡｃｋ」を送信する。このとき、前記「ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋ」に含まれていた「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ」を前記「Ｓ１−ＡＰ：ＨＯＲｅｑｕｉｒｅｄＡｃｋ」に含めて送信する。

ステップＳ１０１１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」を送信する。

ステップＳ１０１２において、移動局ＵＥは、「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ」に含まれているハンドオーバ先セル（セル＃１）において、前記「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ」に含まれているカウンタＮＣＣに基づいて、パラメータ（所定パラメータ）Ｋ_ｅＮＢ＊を生成し、前記パラメータＫ_ｅＮＢ＊用いて、セキュリティ鍵（第１鍵）Ｋ_ｅＮＢを生成する。

なお、パラメータＫ_ｅＮＢ＊は、前記カウンタＮＣＣに基づいて、パラメータＮＨ或いはハンドオーバ元セルにおける通信で用いられていた第１鍵Ｋ_ｅＮＢのどちらか一方及び「ＲＲＣＨＯＣｏｍｍａｎｄ」に含まれているハンドオーバ先セル（セル＃１）の物理識別情報ＰＣＩに基づいて生成されるものである。パラメータＮＨは、移動局ＵＥが保持している鍵Ｋ_ＡＳＭＥに基づき移動局ＵＥ内部にて生成される。

ステップＳ１０１３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」を送信し、ステップＳ１０１４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、「Ｓ１-ＡＰ：ＨＯＣｏｍｐｌｅｔｅ」を送信する。

ステップＳ１０１５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」を送信し、ステップＳ１０１６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」を送信する。

なお、ハンドオーバ先セル（セル＃１）において、移動局ＵＥとハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）との間では、ステップＳ１００８及びステップＳ１０１２において生成されたセキュリティ鍵（第１鍵）Ｋ_ｅＮＢを用いた通信が行われる。

ここで、図５に示すように、移動局ＵＥは、セル＃１に対するハンドオーバが失敗した場合、セル選択を行い、新たに見つかったセル＃２に対して再接続（Ｒｅ-ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ）を試みる。

具体的には、移動局ＵＥは、新たに見つかったセル＃２に対して、検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ」を含む「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅ-ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＲｅｑｕｅｓｔ（再接続要求）」を送信する。

検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ」は、移動局ＵＥの「ＵＥＣｏｎｔｅｘｔ」を無線基地局において特定し、移動局ＵＥの正当性を確認するためのｔｏｋｅｎ（ｓｈａｒｅｄｓｅｃｒｅｔ）のようなものである。

ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、交換局ＭＭＥを介して、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、ハンドオーバ先セルにおける当該移動局ＵＥの検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ」を含む「ＵＥｃｏｎｔｅｘｔ」を含む「ＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎ（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、移動局ＵＥから受信した検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ」と、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）から事前に転送された検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ」との一致を確認することで、移動局ＵＥの正当性を確認する。

正当性が確認された場合は、「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅ-ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ」を移動局ＵＥに対して返し、再接続が成功する。

一方、両者の一致が確認できなかった場合や、当該移動局ＵＥの検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ」或いは「ＵＥｃｏｎｔｅｘｔ」が存在しなかった場合は、「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅ-ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＲｅｊｅｃｔ」を移動局ＵＥに返し、再接続が失敗する。再接続が失敗すると、移動局ＵＥは、ＡＳの接続を解放し、ＲＲＣ_ＩＤＬＥ状態となる。

したがって、図５の例において、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）配下のセル＃１乃至＃３に、移動局ＵＥの「ＵＥｃｏｎｔｅｘｔ」が記憶されている場合であっても、セル＃２及びセル＃３における当該移動局ＵＥの検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ」が記憶されていない場合には、当該移動局ＵＥのセル＃２に対する再接続が失敗となってしまう。

以下、かかる場合に、図６及び図７を参照して、かかる再接続処理を成功させるためのハンドオーバ準備処理（ＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）の動作について説明する。

図６に示すように、ステップＳ２００１において、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）が、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、「ＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎ」を送信する。

ここで、「ＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎ（ハンドオーバ準備信号）」には、ハンドオーバ元セル（セル＃０）に係る物理セル識別情報（ＳｏｕｒｃｅＰＣＩ）と、ハンドオーバ元セル（セル＃１）において移動局ＵＥに対して割り当てられている識別子（ＳｏｕｒｃｅＣ-ＲＮＴＩ）と、検証情報（ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ）とが含まれている。

例えば、図７に示すように、ハンドオーバ元セル（セル＃０）に係る物理セル識別情報（ＳｏｕｒｃｅＰＣＩ）、ハンドオーバ元セル（セル＃１）において移動局ＵＥに対して割り当てられている識別子（ＳｏｕｒｃｅＣ-ＲＮＴＩ）、及び、検証情報（ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ）は、「ＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎ」内の情報要素「ＲｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＩｎｆｏ」によって送信されるように構成されている。

ここで、情報要素「ＲｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＩｎｆｏ」は、「ＵＥｃｏｎｔｅｘｔ」の一部として送信されるように構成されている。

なお、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）は、「ＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎ」によって、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）配下のハンドオーバ先セル（セル＃１）以外の第１セル（セル＃２やセル＃３）に係る検証情報（ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ）を送信するように構成されていてもよい。

ここで、各移動局ＵＥ用の検証情報（ｓｈｏｒｔＭＡＣ-Ｉ）は、各セルによって異なるように構成されている。

ステップＳ２００２において、移動局ＵＥのセル＃１に対するハンドオーバが失敗した場合に、ステップＳ２００３において、移動局ＵＥは、再接続先のセルとしてセル＃２を発見する。

ステップＳ２００４において、移動局ＵＥは、セル＃２を管理するハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）に対して、移動局ＵＥの検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ−Ｉ」を含む「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅ-ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＲｅｑｕｅｓｔ」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Ｓ２００１において、セル＃２における移動局ＵＥの検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ−Ｉ」を取得しているため、ステップＳ２００５において、「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅ-ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＲｅｑｕｅｓｔ」に含まれる移動局ＵＥの検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ−Ｉ」と、ステップＳ２００１において取得したセル＃２における移動局ＵＥの検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ−Ｉ」とが一致するか否かについて判定する。

両者が一致すると判定した場合には、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）は、当該移動局ＵＥの正当性が確認されたものと判断して、「ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅ-ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ」を移動局ＵＥに対して返し、再接続が成功する。

（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）
本実施形態に係る移動通信システムによれば、交換局ＭＭＥが、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）によって生成されたパラメータＫ_ｅＮＢ＊を変更することができるため、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）に対して、ハンドオーバ先無線基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）と移動局ＵＥとの間の通信で用いられるセキュリティ鍵Ｋ_ｅＮＢを秘密にすることができる。

本実施形態に係る移動通信システムによれば、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）が、ハンドオーバ先セルにおける係るパラメータ「Ｋ_ｅＮＢ＊」に加えて、ハンドオーバ先基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）配下のハンドオーバ先セル以外の第１セルにおける係るパラメータ「Ｋ_ｅＮＢ＊」を送信することによって、移動局ＵＥのハンドオーバ先セルへのハンドオーバが失敗した場合に、「ＵＥｃｏｎｔｅｘｔ」が記憶されている第１セルに対する再接続の失敗を回避することができる。

本実施形態に係る移動通信システムによれば、ハンドオーバ元無線基地局（ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ）が、ハンドオーバ先セルにおける係る移動局ＵＥの検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ−Ｉ」に加えて、ハンドオーバ先基地局（ＴａｒｇｅｔｅＮＢ）配下のハンドオーバ先セル以外の第１セルにおける係る移動局ＵＥの検証情報「ｓｈｏｒｔＭＡＣ−Ｉ」を送信することによって、移動局ＵＥのハンドオーバ先セルへのハンドオーバが失敗した場合に、「ＵＥｃｏｎｔｅｘｔ」が記憶されている第１セルに対する再接続の失敗を回避することができる。

なお、上述の移動局ＵＥや無線基地局ｅＮＢや交換局ＭＭＥ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、移動局ＵＥや無線基地局ｅＮＢや交換局ＭＭＥ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移動局ＵＥや無線基地局ｅＮＢや交換局ＭＭＥ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。

ＵＥ…移動局
ＳｏｕｒｃｅｅＮＢ…ハンドオーバ元無線基地局
ＴａｒｇｅｔｅＮＢ…ハンドオーバ元無線基地局
ＭＭＥ…交換局

Claims

移動局が、ハンドオーバ元無線基地局配下のハンドオーバ元セルからハンドオーバ先無線基地局配下のハンドオーバ先セルにハンドオーバする移動通信方法であって、
前記ハンドオーバ元無線基地局が、交換局を介して又は直接、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、前記ハンドオーバ先セル及び該ハンドオーバ先無線基地局配下の該ハンドオーバセル以外の第１セルに係る検証情報を含むハンドオーバ準備信号を送信する工程と、
前記移動局の前記ハンドオーバ先セルに対するハンドオーバが失敗した場合に、該移動局が、セル選択を行う工程と、
前記セル選択によって前記第１セルが選択された場合に、前記移動局が、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、前記第１セルに係る検証情報を含む該第１セルに対する再接続要求を送信する工程と、
前記ハンドオーバ先無線基地局が、前記ハンドオーバ元無線基地局によって送信された前記第１セルに係る検証情報と前記移動局によって送信された前記第１セルに係る検証情報とを用いて該移動局の正当性を検証する工程とを有することを特徴とする移動通信方法。
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によって送信された前記第１セルに係る検証情報と前記移動局によって送信された前記第１セルに係る検証情報とが一致する場合には、前記移動局に対して再接続応答信号を送信し、一致しない場合には、該移動局に対して再接続拒否信号を送信する工程を更に有することを特徴とする請求項１の移動通信方法。
移動局が、ハンドオーバ元無線基地局配下のハンドオーバ元セルからハンドオーバ先無線基地局配下のハンドオーバ先セルにハンドオーバする際の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、
交換局を介して又は直接、前記ハンドオーバ元無線基地局によって送信されたハンドオーバ準備信号に含まれる前記ハンドオーバ先セル及び該ハンドオーバ先無線基地局配下の該ハンドオーバセル以外の第１セルに係る検証情報を受信する受信部と、
前記移動局の前記ハンドオーバ先セルに対するハンドオーバが失敗した場合に、該移動局から第１セルに係る検証情報を含む再接続要求を受信する受信部と、
前記ハンドオーバ元無線基地局によって送信された前記第１セルに係る検証情報と前記移動局によって送信された前記第１セルに係る検証情報を用いて該移動局の正当性を検証する判定部とを具備することを特徴とする無線基地局。
前記ハンドオーバ元無線基地局によって送信された前記第１セルに係る検証情報と前記移動局によって送信された前記第１セルに係る検証情報とが一致する場合には、前記移動局に対して再接続応答信号を送信し、一致しない場合には、該移動局に対して再接続拒否信号を送信する送信部を更に具備することを特徴とする請求項３に記載の無線基地局。