JP4863530B2 - リンク障害復旧のためのハンドオーバー方法とこの方法を具現するための無線機器及び基地局 - Google Patents

Description

本発明は、セルラー通信ネットワークにおける無線機器のモビリティマネジメントに関するもので、特に、ネットワークの一つのセルから他のセルへの無線機器のハンドオーバーを制御することに関するものである。以下では、説明の便宜上、ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）タイプのセルラーネットワークを中心に記述するが、通信分野における当業者には、以下に開示される発明を様々な形態のセルラーネットワークに適用可能であるということがわかる。

ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｙｓｔｅｍ）は、ヨーロッパシステムベースのＷＣＤＭＡ（ｗｉｄｅｂａｎｄ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＧＳＭ（ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）及びＧＰＲＳ（ｇｅｎｅｒａｌ ｐａｃｋｅｔ ｒａｄｉｏ ｓｅｒｖｉｃｅｓ）で動作する第３世代（３Ｇ）非同期移動通信システムである。ＵＭＴＳのＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、ＵＭＴＳを標準化する３ＧＰＰ（３^ｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ ｐｒｏｊｅｃｔ）の下に議論中にある。

３ＧＰＰ ＬＴＥは、高速パケット通信を可能にする技術である。ユーザとプロバイダのコスト（ｃｏｓｔ）低減、サービス品質改善、及びカバレッジとシステム容量の改善などを含むＬＴＥの目標のために多くの手法が提案されている。３Ｇ ＬＴＥは、ビット当たりのコスト減少、サービス可用性の増加、周波数帯域の柔軟な使用、単純な構造、開放インタフェース及び上位レベル要求に応じた端末の適応的電力消費を要求する。

図１は、Ｅ−ＵＭＴＳ（ｅｖｏｌｖｅｄ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）のネットワーク構造を示すブロック図である。Ｅ−ＵＭＴＳはＬＴＥシステムとも呼ばれる。通信ネットワークは、音声及びパケットデータのような多様な通信サービスを提供するために広く配置される。

図１に示すように、Ｅ−ＵＭＴＳネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）及び一つ以上のユーザ機器を含む。Ｅ−ＵＴＲＡＮは、一つ以上のｅＮｏｄｅＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢまたはｅＮＢ）２０と、一つのセルに位置する複数のＵＥ（ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を含む。一つ以上のＥ−ＵＴＲＡＮ ＭＭＥ（ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ）／ＳＡＥ（ｓｙｓｔｅｍ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ゲートウェイ３０が、ネットワークの終端に位置して、外部ネットワークと連結される。

以下では、ダウンリンクは、ｅＮｏｄｅＢ ２０からＵＥ １０への通信とし、アップリンクは、ＵＥからｅＮｏｄｅへの通信とする。ＵＥ １０は、ユーザが携帯する通信装置とし、これは、ＭＳ（ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ）、ＵＴ（ｕｓｅｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ＳＳ（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）または無線装置とも呼ばれる。

ｅＮｏｄｅＢ ２０は、ＵＥ １０にユーザプレーンと制御プレーンの終点を提供する。ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイ３０は、ＵＥ １０のためのセッションの終点とモビリティマネジメント（ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）機能を提供する。ｅＮｏｄｅＢとＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイは、Ｓ１インタフェースを介して連結される。

ｅＮｏｄｅＢ ２０は、一般的にＵＥ １０と通信する固定した施設であり、これは、ＢＳ（ｂａｓｅｓ ｔａｔｉｏｎ）またはアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）と呼ばれる。一つのｅＮｏｄｅＢ ２０はセルごとに配置される。ユーザトラフィックと制御トラフィックを伝送するためのインタフェースがｅＮｏｄｅＢ ２０間で利用される。

ＭＭＥは、ｅＮｏｄｅＢ ２０に、ページングメッセージの分散、保安制御、待機状態モビリティ制御、ＳＡＥベアラー制御及びＮＡＳ（ｎｏｎ−ａｃｃｅｓｓ ｓｔｒａｔｕｍ）シグナリングの暗号化と完全性検査を含む多様な機能を提供する。ＳＡＥゲートウェイホストは、ページングのためのＵ−プレーンパケットの除去とＵＥモビリティを支援するためのＵ−プレーンのスイッチングを含む多様な機能を提供する。より明確な説明のために、ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイ３０は、以下ではゲートウェイと簡単に呼ばれるが、このようなエンティティは、ＭＭＥ及びＳＡＥゲートの両方を含むということが理解できる。

多数のノードは、Ｓ１インタフェースを介してｅＮｏｄｅＢ ２０とゲートウェイ３０との間に連結される。ｅＮｏｄｅＢ ２０のそれぞれは、互いにＸ２インタフェースを介して連結され、隣接するｅＮｏｄｅＢは、Ｘ２インタフェースを含むメッシュネットワーク（ｍｅｓｈｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ）構造を有することができる。

図２（ａ）は、一般的なＥ−ＵＴＲＡＮとＥＰＣの構造を示すブロック図である。同図に示すように、ｅＮｏｄｅＢ ２０は、ゲートウェイ３０の選択、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）活性期間中のゲートウェイへのルーティング、ページングメッセージのスケジューリングと送信、アップリンク及びダウンリンクの両方におけるＵＥ １０へのリソースの動的割当、ｅＮｏｄｅＢ測定の設定と提供、無線ベアラー（ｒａｄｉｏ ｂｅａｒｅｒ）制御、ＲＡＣ（ｒａｄｉｏ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）、及びＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ状態で接続モビリティ（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）制御などを行う。ＥＰＣでは、上述した通り、ゲートウェイ３０は、ページング基盤の機能、ＬＴＥ−ＩＤＬＥ状態管理、ユーザプレーンの暗号化、ＳＡＥ（Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ベアラー制御、及びＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）シグナリングの暗号化と完全性検査を行う。

図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、Ｅ−ＵＭＴＳにおけるユーザプレーンプロトコルスタックと制御プレーンプロトコルスタックを示す図である。図示のように、プロトコル階層は、通信システム分野で広く知られたＯＳＩ（ｏｐｅｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）標準モデルの下位の３層に基づく第１層（Ｌ１）、第２層（Ｌ２）及び第３層（Ｌ３）に区分される。

物理層、すなわち、第１層（Ｌ１）は、物理チャネルを用いて上位層に情報送信サービスを提供する。物理層は、上位レベルに位置しているＭＡＣ（ｍｅｄｉｕｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）層と伝送チャネル（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌ）を介して連結され、ＭＡＣ層と物理層との間のデータは、伝送チャネルを通じて伝達される。互いに異なる物理層の間、すなわち、送信側物理層と受信側物理層との間には、データが物理チャネルを通じて伝達される。

第２層（Ｌ２）であるＭＡＣ層は、より上位層であるＲＬＣ（ｒａｄｉｏ ｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ）層に論理チャネル（ｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を通じてサービスを提供する。第２層（Ｌ２）であるＲＬＣ層は、信頼性あるデータ送信を支援する。図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すＲＬＣ層は、ＲＬＣ機能がＭＡＣ層によって具現されて行われる場合は、ＲＬＣ層自体が要求されないということに注意したい。第２層（Ｌ２）であるＰＤＣＰ（ｐａｃｋｅｔ ｄａｔａ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層は、不要な制御情報を減少させるヘッダ圧縮機能を行い、ＩＰｖ４またはＩＰｖ６のようなＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを用いて送信されるデータは、相対的に小さい帯域幅を持つラジオ（無線）インタフェースを通じて效果的に伝送されることができる。

第３層（Ｌ３）の最下部に位置しているＲＲＣ（ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）層は、制御プレーンでのみ定義され、無線ベアラー（ＲＢ）の設定、再設定及び解除と関連して論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルを制御する。ここで、ＲＢとは、装置（ＵＥ）とＥ−ＵＴＲＡＮ間のデータ伝送のために第２層（Ｌ２）によって提供されるサービスを意味する。

図２（ｂ）に示すように、（ネットワーク側上のｅＮｏｄｅＢ ２０で終わる）ＲＬＣ及びＭＡＣ層は、スケジューリング、ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）及びＨＡＲＱ（ｈｙｂｒｉｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｐｅａｔ ｒｅｑｕｅｓｔ）のような機能を行う。（ネットワーク側上のｅＮｏｄｅＢ ２０で終わる）ＰＤＣＰ層は、ヘッダ圧縮、完全性検査及び暗号化のようなユーザプレーン機能を果たす。

図２（ｃ）に示すように、（ネットワーク側上のｅＮｏｄｅＢ ２０で終わる）ＲＬＣ及びＭＡＣ層は、制御プレーンでも同一の機能を行う。図示のように、（ネットワーク側上のｅＮｏｄｅＢ ２０で終わる）ＲＲＣ層は、ブロードキャスティング、ページング、ＲＲＣ接続管理、ＲＢ（Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ）制御、モビリティ機能、ＵＥ測定報告と制御のような機能を果たす。（ネットワーク側上のＭＭＥゲートウェイ３０で終わる）ＮＡＳ制御プロトコルは、ＳＡＥベアラー管理、認証、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥモビリティハンドリング、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥでのページング開始（ｏｒｉｇｉｎａｔｉｏｎ）及びゲートウェイとＵＥ １０との間のシグナリングのための保安制御のような機能を果たす。

ＮＡＳ制御プロトコルは、三つの異なる状態を利用する。第一に、ＲＲＣエンティティがない場合のＬＴＥ＿ＤＥＴＡＣＨＥＤ状態であり、第二に、最小限のＵＥ情報を保存するが、ＲＲＣ接続はないＬＴＥ＿ＩＤＬＥ ｓｔａｔｅ状態であり、第三に、ＲＲＣ接続が形成されたＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ状態である。また、ＲＲＣ状態は、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥとＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤのような２つの異なる状態に区別される。

ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態では、ＵＥ １０が、ＮＡＳによって設定されたＤＲＸ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）を特定しながら、システム情報とページング情報に関する放送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）を受信する。また、ＵＥには、追跡領域でＵＥを唯一に確認するＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が割り当てられる。また、ＲＲＣ−ＩＤＬＥ状態では、ｅＮｏｄｅＢにＲＲＣ情報が保存されない。

ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で、ＵＥ １０はＥ−ＵＴＲＡＮとＲＲＣ接続されながら、Ｅ−ＵＴＲＡＮにはＵＥ情報を含み、これにより、ネットワーク（ｅＮｏｄｅＢ）にまたはネットワーク（ｅＮｏｄｅＢ）からデータを伝送及び／または受信可能になる。また、ＵＥ １０は、ｅＮｏｄｅＢにチャネル品質情報（ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）とフィードバック情報を報告する。

ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で、Ｅ−ＵＴＲＡＮは、ＵＥ １０の属するセルを認知する。したがって、ネットワークは、ＵＥ １０にまたはＵＥ １０からデータを伝送及び／または受信することができ、ネットワークは、ＵＥのモビリティ（ハンドオーバー）を制御でき、ネットワークは隣接セルのためのセル測定を行うことができる。

ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態では、ＵＥ １０がページングＤＲＸ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）周期を特定する。特に、ＵＥ １０が、全てのＵＥ特定ページングＤＲＸサイクル周期ごとに特定のページング機会でページング信号を監視する。

図３は、ＬＴＥシステムにおける一般的なハンドオーバー手順を示す図である。ハンドオーバー手順は、係留中の通信を、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）によってサービスされるソースセルから、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）によってサービスされるターゲットセルへ伝達またはハンドオフするためのものである。ここでは、ソースセルとターゲットセルが同じｅＮｏｄｅＢによってサービスされない場合を考慮する。

ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）は、図２（ａ）に示すＲＲＣプロトコルの一部を形成するＵＥ測定手順を、各ｅＮｏｄｅＢより提供される区域制限情報によって、設定する。これは、図３のＳ１段階に示すように、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態でＵＥ １０に一つ以上のＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＣＯＮＴＲＯＬメッセージを送信することによってなる。ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）によって要請される測定は、ＵＥの接続モビリティを制御する機能を補助する。以降、ＵＥ １０は、ソースｅＮｏｄｅＢによって放送された、及び／またはＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＣＯＮＴＲＯＬメッセージまたは付加的なダウンリンクシグナリングで特定された、例えばシステム情報によって設定された規則によって、ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＲＥＰＯＲＴメッセージを送信するように誘発される（段階Ｓ２）。

ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態でそれぞれのＵＥに対して、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）は、ＵＥ １０によって報告された測定と場合によりソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）によってなされた他の測定を受信する一つ以上のハンドオーバー制御アルゴリズムを、実行する。このような測定によって、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）は、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）にＵＥ １０をハンドオフさせるか否かを決定する。ハンドオフさせようとする場合には、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）は、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）に、ターゲット側へのハンドオーバーを準備するために必要な情報を伝達しながら、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信する（段階Ｓ４）。このような情報は、ソースｅＮｏｄｅＢにおけるＵＥ Ｘ２シグナリング環境レファレンス、ＵＥ Ｓ１ ＥＰＣシグナリング環境レファレンス、ターゲットセル指示子、ＲＲＣ環境及びＳＡＥベアラー環境を含む。ＵＥ Ｘ２及びＵＥ Ｓ１シグナリング環境レファレンスは、ターゲットｅＮｏｄｅＢがソースｅＮｏｄｅＢとＥＰＣをアドレスできるようにする。ＳＡＥベアラー環境は、必要なＲＮＬ（ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｌａｙｅｒ）とＴＮＬ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｎｅｔｗｏｒｋ ｌａｙｅｒ）アドレシング情報を含む。

接続制御（ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）機能は、成功的なハンドオーバー可能性を増加させる目的で、受信したＳＡＥベアラーＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ）情報を用いてターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）により行われる（図３の段階Ｓ５）。ハンドオーバーが許容された場合、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）は、受信したＳＡＥベアラーＱｏＳ情報によってリソースを設定し、ターゲットセルでＵＥ １０を認識するために新しいＣ−ＲＮＴＩ（ｃｅｌｌ−ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を確保する。ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）は、第１層及び第２層でハンドオーバーを準備し、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）にＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴ ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥメッセージを送信する（段階Ｓ６）。ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴ ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥメッセージは、ＵＥ １０に伝達される透明コンテナ（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）を含む。このコンテナは、ターゲットｅＮｏｄｅＢにより割り当てられた新しいＣＲＮＴＩを含み、場合によってアクセスパラメータ、ＳＩＢ（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ）などのような他のパラメータも含む。ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴ ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥメッセージは、必要によってフォーワーディングトンネル（ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ）に関するＲＮＬ／ＴＮＬ情報を含むこともできる。

これに対する応答として、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）は、ＲＲＣプロトコルのＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＭＡＮＤメッセージを生成し、これをＵＥ １０に送信する（段階Ｓ７）。同時に、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）は、ＵＥによるパケットのａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ状態に関連する情報だけでなく、ＵＥに送信するためにバッファリングされているし、現在ＵＥへと送信中のパケットの一部または全部を、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）に送信する（Ｓ８）。

ソースｅＮｏｄｅＢは、当該メッセージに完全性検査及び暗号化機能を適用する。ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＭＡＮＤメッセージは、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）から受信した透明コンテナ（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）を含む。ＵＥは、必要なパラメータ（新しいＣＲＮＴＩ、可能な開始時間、ターゲットｅＮｏｄｅＢ ＳＩＢ等）と共にＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＭＡＮＤを受信し、それによってハンドオーバーを行うためにソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）により指示される。ＵＥ １０は、ハンドオーバー命令に従い、ソースセルから分離され、同期を獲得し、ターゲットセルへ接続する（段階Ｓ９）。

ＵＥ １０は、成功的にターゲットセルに接続した場合、ＵＥ側でハンドオーバー手順が完了したことを知らせるために、新しく割り当てられたＣ−ＲＮＴＩを用いてターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）にＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信する（図３の段階Ｓ１０）。ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＮＦＩＲＭメッセージで送信されたＣ−ＲＮＴＩを検証する。検証に通過した場合、ＥＰＣは、ＵＥがセルを変更したということを、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）からのＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージによって認識する（段階Ｓ１１）。段階Ｓ１２で、ＥＰＣは、ダウンリンクデータ経路をターゲット側に切り替え、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）に設定されたＵ−ｐｌａｎｅ／ＴＮＬリソースを解除する。ＥＰＣは、段階Ｓ１３で、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＰＬＥＴＥ ＡＣＫメッセージを返信することによって確認する。

ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）は、以降、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）に、ソースリソース解除を誘発するＲＥＬＥＡＳＥ ＲＥＳＯＵＲＣＥメッセージを送信することによって、ハンドオーバーが成功的になされたことを知らせ（段階Ｓ１４）、また、このメッセージは、段階Ｓ１５で、ソースｅＮｏｄｅＢが、リソース、すなわち、ＵＥ環境と関連した無線／Ｃ−プレーン関連リソースを解除するようにする。

ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で、一定ｅＮｏｄｅＢ（２０）と通信するＵＥ １０は、無線リンク障害を被る。ＵＥ １０は、同一ｅＮｏｄｅＢまたは他のｅＮｏｄｅＢとベアラー稼動を再開するために、ＲＲＣ接続再設定手順を行う、または、可能な場合は、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態に切り替えて新しいＲＲＣ接続を要請することができる。特に無線リンク障害は、図３に示すハンドオーバー手順において、段階Ｓ６と段階Ｓ７との間で発生する（無線リンク障害に先立って無線リンクの劣化がハンドオーバー決定の理由であろう。）。このような場合、特に、ターゲットがチャンネル状態に基づいてソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）によって選択される場合には、ＵＥ １０がたびたび的確なターゲットセルの選択に失敗することができる。ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）が、既に、ＵＥ １０に関する全ての必要な情報をソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）から獲得したにもかかわらず、ＵＥ １０は、相変らずＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態に入らなければならず、これはＥＰＣを含む相対的に複雑な手順を要求するので好ましくない。

このような状況に対処するために、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）が、無線リンク障害時にＲＲＣ接続要請で用いられるＵＥアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、すなわち、セル選択プロセスの後に新しいセルに接近する場合にＵＥによって用いられるアイデンティティを、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージでターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）に送信するようにすること（２００７年５月７日〜１１日に日本神戸で開催された第５８回３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２会議のＲ２−０７１７１７、“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ”）が提案された。ＵＥ １０がＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＭＡＮＤメッセージを受信する機会が発生する前に無線リンク障害がハンドオーバー準備段階で発生した場合に、ＵＥがハンドオーバー手順によるターゲットセル選択を終了すると、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）は、以降、ＵＥを識別し、ＵＥにＥＰＣとの新しい接続とコンタクトを設定する代わりに、既存のＲＲＣ接続を再使用する可能性を知らせる。換言すると、システムは、ハンドオーバーに成功したように動作する。

したがって、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）にＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信する代わりに、無線リンク障害を被っているＵＥ １０は、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）がＵＥを識別するために、且つ、ＵＥとソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）から受信したＵＥ環境（ｃｏｎｔｅｘｔ）とを連結させるために使用するＵＥ識別子（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を指示するＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信する。検証に通過した場合、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）は、ＵＥ １０に、接続が再開されたことをＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴメッセージを送信することによって知らせる（ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態に切り換える必要がない。）。

競合（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ）を解消するために、ＵＥによって指示され、ターゲットｅＮｏｄｅＢによって使用されるＵＥ識別子は、ＭＡＣ−I（ｍｅｓｓａｇｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）と関連したＣ−ＲＮＴＩで構成される。２００７年５月７日〜１１日に日本神戸で開催された第５８回３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２会議のＲ２−０７１７１７、“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ”を参照されたい。ＭＡＣ−Ｉの利用は、適法なユーザの既存接続を使用しようとする侵入者に対抗できる一定保安を提供する。ただし、この保安は完壁でなく、特に、侵入者は、ＲＲＣ接続の不正使用を試みるために、適法なＵＥによって送信されるＵＥ識別子に応答する。

本発明の目的は、ハンドオーバー手順の進行中に無線リンク障害が発生した場合、保安を向上させることにある。

以下では、無線通信システムにおけるハンドオーバー方法が提案される。このシステムは、無線機器と通信するためのそれぞれのセルをサービスする複数の基地局を含む。また前記ハンドオーバー方法は、
少なくとも一つのターゲットセルに対して、ソース基地局から、前記ターゲットセルをサービスするターゲット基地局に、前記ソース基地局と通信リンクを有する無線機器の識別子及び前記無線機器に対する認証データを獲得するための情報を含む第１メッセージを送信し、ここで、前記認証データは、前記無線機器及び前記ソース基地局で利用可能な秘密キーと前記ターゲットセルのアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）に依存し、
前記通信リンクに障害がある場合、前記無線機器でセルを選択し、該無線機器から前記選択されたセルをサービスする基地局のうちの一つに、無線機器の識別子と、前記秘密キー及び前記選択されたセルのアイデンティティに依存する認証データとを含む再設定要請メッセージを、送信し、
前記選択されたセルが、前記第１メッセージを受信した前記ターゲット基地局によってサービスされるターゲットセルである場合、前記再設定要請メッセージに含まれた前記認証データと前記第１メッセージから獲得した認証データとの一致を検証し、
前記一致が検証された場合、前記選択されたセルへと通信リンクを移す（ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ）こと、
を含む。

ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴである前記第１メッセージの送信は、前記無線機器によって前記ソース基地局に報告される測定に基づくハンドオーバー決定によって引き起こされる。ただし、他の場合のハンドオーバーも可能である。

ハンドオーバー手順が実行される中にリンク障害が起きる可能性があるので、前記無線機器がＩＤＬＥ状態に切り替わって前記ネットワークとの接続を復旧するためのより複雑なシグナリングが発生する可能性を減少させるために、ネットワークは、一つ以上のターゲット基地局を同時に準備することが好ましい。異なるターゲット基地局が同一認証データを使用するとすれば、保安上弱点が存在する。すなわち、無線機器からターゲット基地局“Ａ”に送信された無線機器識別子と認証データを含む再設定要請メッセージを受信する侵入者は、（ハンドオーバー手順が）あらかじめ準備されている他のターゲット基地局“Ｂ”に同一メッセージを送信することができる。特に、該メッセージが基地局“Ａ”に受信されなかった場合、侵入者がユーザ連結を不当に利用することができる。この保安弱点は、例えば、ＭＡＣ−Ｉのような秘密キーとそれぞれのターゲットセルのアイデンティティに依存する認証データの生成によって避けることができる。

認証データの多様化は、無線機器と各ターゲット基地局間の共通（ｃｏｍｍｏｎ）時間レファレンスの計算を利用することによってより改善することができる。以降、認証データは、無線機器から前記再設定要請メッセージを受信した場合に、前記選択されたセルをサービスする基地局で計算される。無線機器で前記認証データを生成するために使用した前記時間レファレンスと現在時間との間に一定の時間が経った場合、接続再設定は拒否される。これは、適法な無線機器からのメッセージを傍受する侵入者による同じ再設定要請メッセージ応答と関連した保安危険要素（ｒｉｓｋ）を減少させる。

本発明の他の様態は、それぞれのセルをサービスする複数の基地局を有するネットワークとの通信のための無線機器に関するもので、上記のハンドオーバー方法を具現するために構成される。この無線機器は、
前記無線機器とソース基地局との間に提供される通信リンクの障害を感知する感知器と、
前記通信リンク障害を感知した場合、前記ネットワークとの追加的通信のためにセルを選択する選択器と、
前記無線機器の識別子（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、前記無線機器と前記ソース基地局で利用可能な秘密キー及び前記選択されたセルのアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）に依存する認証データとを含む再設定要請メッセージを生成する要請生成器と、
前記再設定要請メッセージを、前記選択されたセルをサービスする基地局のうちの一つに送信するように構成された送信器と、
を含む。

本発明の他の様態は、無線通信システムで無線機器と通信するために少なくとも一つのセルをサービスする基地局に関するもので、上記のハンドオーバー方法を具現するために構成される。この基地局は、
前記無線通信システムのソース基地局から、前記ソース基地局との通信リンクを有する無線機器の識別子と、前記無線機器と前記ソース基地局で利用可能な秘密キー及び前記基地局によってサービスされるターゲットセルのアイデンティティに依存する、前記無線機器の認証データ獲得のための情報とを含む第１メッセージを受信するように構成されたネットワークインターフェースと、
前記ターゲットセルに位置している無線機器から、該無線機器の識別子及び認証データを含む再設定要請メッセージを受信するように構成された無線インターフェースと、
前記再設定要請メッセージに含まれた前記無線機器識別子及び前記認証データが、前記第１メッセージに含まれた無線機器識別子及び前記第１メッセージから獲得された認証データとマッチングされる場合、通信リンクを前記ターゲットセルへ移す（ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ）ハンドオーバーコントローラと、
を含む。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
無線機器（１０）と通信するためのそれぞれのセルをサービスする複数の基地局（２０）を含む無線通信システムにおけるハンドオーバー方法であって、
少なくとも一つのターゲットセルに対して、ソース基地局（２０Ｓ）から前記ターゲットセルをサービスするターゲット基地局（２０Ｔ）に、前記ソース基地局と通信リンクを有する無線機器（１０）の識別子及び前記無線機器に対する認証データを獲得するための情報を含む第１メッセージを送信し、ここで、前記認証データは、前記無線機器と前記ソース基地局で利用可能な秘密キー及び前記ターゲットセルのアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）に依存し、
前記通信リンクに障害（ｆａｉｌｕｒｅ）が生じた場合、前記無線機器によりセルを選択し、前記無線機器から、前記選択されたセルをサービスする基地局の一つに、前記無線機器の識別子と、前記秘密キー及び前記選択されたセルのアイデンティティに依存する認証データとを含む再設定要請メッセージを、送信し、
前記選択されたセルが、前記第１メッセージを受信した前記ターゲット基地局によってサービスされるターゲットセルである場合、前記再設定要請メッセージに含まれた前記認証データと、前記第１メッセージから獲得した認証データとの一致を検証し、
前記一致が検証された場合、前記選択されたセルに通信リンクを移す（ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ）こと、
を含む、ハンドオーバー方法。
（項目２）
前記認証データは、ＭＡＣ−I（ｍｅｓｓａｇｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）として生成される、項目１に記載のハンドオーバー方法。
（項目３）
前記認証データは、秘密キー及びターゲットセルアイデンティティを含む入力パラメータに基づく暗号化アルゴリズムを用いて計算される、項目２に記載のハンドオーバー方法。
（項目４）
前記入力パラメータは、前記ソース基地局（２０Ｓ）によってサービスされるソースセルのアイデンティティと、通信リンク上で前記ソース基地局との通信のために前記無線機器（１０）に割り当てられる臨時識別子のうち少なくとも一つをさらに含む、項目３に記載のハンドオーバー方法。
（項目５）
前記入力パラメータは、前記無線機器（１０）と各ターゲット基地局（２０Ｔ）間の共通（ｃｏｍｍｏｎ）時間レファレンスをさらに含み、
前記認証データは、前記無線機器から前記再設定要請メッセージを受信すると、前記選択されたセルをサービスする基地局で計算される、項目３に記載のハンドオーバー方法。
（項目６）
前記認証データは、前記ソース基地局（２０Ｓ）から受信した第１メッセージ内容の少なくとも一部に基づいてターゲット基地局（２０Ｔ）で計算され、前記再設定要請メッセージに含まれている認証データと比較される、項目１に記載のハンドオーバー方法。
（項目７）
前記認証データは、ソース基地局（２０Ｓ）で計算され、前記再設定要請メッセージに含まれている認証データとの比較のためにターゲット基地局に送信される、項目１に記載のハンドオーバー方法。
（項目８）
それぞれのセルをサービスする複数の基地局（２０）を有するネットワークとの通信のための無線機器（１０）であって、
前記無線機器とソース基地局（２０Ｓ）との間に提供される通信リンクにおける障害（ｆａｉｌｕｒｅ）を感知する感知器と、
前記通信リンク障害を感知した場合、前記ネットワークとの追加的通信のためにセルを選択する選択器と、
前記無線機器の識別子（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、前記無線機器と前記ソース基地局で利用可能な秘密キー及び前記選択されたセルのアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）に依存する認証データとを含む再設定要請メッセージを生成する要請生成器と、
前記再設定要請メッセージを、前記選択されたセルをサービスする基地局（２０Ｔ）の一つに送信するように構成された送信器と、
を含む、無線機器。
（項目９）
前記認証データは、ＭＡＣ−I（ｍｅｓｓａｇｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）である、項目８に記載の無線機器。
（項目１０）
前記認証データは、前記秘密キー、前記選択されたセルのアイデンティティ、及び前記無線機器（１０）と少なくとも一つの前記基地局（２０）間の共通（ｃｏｍｍｏｎ）時間レファレンスを含む入力パラメータに基づく暗号化アルゴリズムを用いて計算される、項目８または９に記載の無線機器。
（項目１１）
無線通信システムで無線機器（１０）と通信するために少なくとも一つのセルをサービスする基地局（２０Ｔ）であって、
前記無線通信システムのソース基地局から、該ソース基地局と通信リンクを有する無線機器（１０）の識別子と、前記無線機器と前記ソース基地局で利用可能な秘密キー及び前記基地局（２０Ｔ）によってサービスされるターゲットセルのアイデンティティに依存する前記無線機器の認証データ獲得のための情報とを含む第１メッセージを受信するように構成されたネットワークインターフェースと、
前記ターゲットセルに位置している無線機器から、前記無線機器の識別子及び認証データを含む再設定要請メッセージを受信するように構成された無線インターフェースと、
前記再設定要請メッセージに含まれた前記無線機器識別子及び前記認証データが、前記第１メッセージに含まれた無線機器識別子及び前記第１メッセージから獲得された認証データとマッチングされる場合、通信リンクを前記ターゲットセルに移す（ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ）ハンドオーバーコントローラと、
を含む、基地局。
（項目１２）
前記認証データは、ＭＡＣ−I（ｍｅｓｓａｇｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）である、項目１１に記載の基地局。
（項目１３）
前記認証データは、前記第１メッセージから受信した秘密キー及び前記ターゲットセルアイデンティティを含む入力パラメータに基づく暗号化アルゴリズムを用いて地域的に（ｌｏｃａｌｌｙ）計算され、前記再設定要請メッセージに含まれた認証データと比較される、項目１２に記載の基地局。
（項目１４）
前記入力パラメータは、前記第１メッセージから受信された、前記ソース基地局（２０Ｓ）によってサービスされるソースセルのアイデンティティと、通信リンク上で前記ソース基地局と通信のために前記無線機器（１０）に割り当てられる臨時識別子のうち少なくとも一つをさらに含む、項目１３に記載の基地局。
（項目１５）
前記入力パラメータは、前記無線機器（１０）からの再設定要請メッセージの受信に対応する時間レファレンスをさらに含む、項目１３または１４に記載の基地局。

本発明は、効果的なハンドオーバー方法を提供することができる。また、本発明は、リンク障害復旧のための効果的なハンドオーバー方法を提供することができる。

本発明の他の目的、特徴及び長所は、添付の図面を参照して以下に詳細に記述されるが、本発明が下記の例示的な実施例に限定されるわけではない。
Ｅ−ＵＭＴＳ（またはＬＴＥ）システムのネットワーク構造を示すブロック図である。 ＬＴＥシステムの一般的なネットワークエンティティの論理構造を示すブロック図である。 ユーザプレーン（Ｕ−ｐｌａｎｅ）プロトコルスタックの一般的なネットワークエンティティの論理構造を示すブロック図である。 制御プレーン（Ｃ−ｐｌａｎｅ）プロトコルスタック（図２（ｃ））の一般的なネットワークエンティティの論理構造を示すブロック図である。 ＬＴＥシステムで一般的なハンドオーバー手順を示す図である。 ＬＴＥシステムでハンドオーバー手順実中に無線リンクの障害が発生した場合のハンドオーバー手順を示す図である。 本発明の実施例による認証ベクトルを生成する他の可能な方法を示す図である。 本発明の実施例による認証ベクトルを生成する他の可能な方法を示す図である。

図４には、無線リンク障害時におけるハンドオーバー手順が示されるが、これはＬＴＥシステムに限定されるものではない。

手順の開始から段階Ｓ６までは、図３を参照して上述した手順と略同様であり、その説明は省略する。ただし、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）からターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）にＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが送信される段階Ｓ４は、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに（または、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージと一緒に送信される別のメッセージに）、ハンドオーバー手順を始めるためのＵＥ １０の識別子とともに、認証ベクトルの形態で認証データを獲得するのを可能にする情報を含むように変形される（段階Ｓ４’）。ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、ネットワークＸ２インターフェースを介して各ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）に受信される。

無線リンク障害の場合に、ＵＥがどのｅＮｏｄｅＢを選択したか予想できないということに対処するために、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが、段階Ｓ３で選択された多くのターゲットｅＮｏｄｅＢに送信されるという点が重要である。

与えられた環境でどれだけ多いターゲットセルが考慮されるかは、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）によって実行されるハンドオーバー決定アルゴリズムの問題である。ＵＥから報告された無線測定が、多くのｅＮｏｄｅＢが通信をハンドオフするのにおいて良好な候補であるということを明らかにすると、これらのｅＮｏｄｅＢが、無線リンク障害の場合、ＵＥによって選択される相当な可能性を有するので、これらのｅＮｏｄｅＢは、（ハンドオーバー決定アルゴリズムの設定によって）ハンドオーバーのための全ての準備をすることができる。他の場合には、一つのｅＮｏｄｅＢのみがハンドオーバーのための良好な候補として存在することができ、このような場合には、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージがターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）にのみ送信される。ただし、後者の場合、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが、好ましくは、上述した通り、認証データを獲得するための情報を含むものに変形される。

ある場合において、一つ以上のＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを一つ以上のターゲットｅＮｏｄｅＢに送信することによるハンドオーバー開始は、ＵＥによって報告されるいかなる測定も考慮することなく行われる。例えば、トンネル内部に位置し、劣化ケーブルアンテナを用いてｅＮｏｄｅＢがサービスするセルでは、移動中の運送手段に搭乗しているＵＥは、劣化ケーブルアンテナの範囲を外れる前に、ネットワークがハンドオーバー手順を完了するのに十分な程度に早く、トンネル外部に位置しているターゲットセルから測定することに非常によく失敗するので、ネットワーク技術者は、ＵＥがＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＭＡＮＤを受信する前に無線リンク障害が発生する可能性が相当高いということを一般的に予想する。また、このような状況では、ネットワーク技術者は、トンネル出口に位置している全ての可能なターゲットセルを認識する。したがって、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを、ターゲットセルをサービスするｅＮｏｄｅＢのそれぞれに送信することによって、ネットワーク構造からわかるこのような全ての可能なターゲットセルへのハンドオーバー手順を予想してシステム的に開始する（段階Ｓ４’は、このようなｅＮｏｄｅＢで同時に実行される）。

ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）は、ハンドオーバー完了前に無線リンクの障害が発生しないと保障できず、よって、認証ベクトルを計算するための情報を含むＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの修正は、好ましくは、あらゆるハンドオーバーシナリオに行われるということがわかる。ハンドオーバーに成功したら、認証ベクトルは簡単に使用されないはずである。したがって、図３の場合も（無線リンク障害がない場合も）、段階Ｓ４は段階Ｓ４’に変更可能である。

図４の場合では、段階Ｓ７’で検出される無線リンク障害によって、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＭＡＮＤメッセージはＵＥ １０に受信されることができない。例えば、図２（ｂ）に示すユーザプレーンのＲＬＣ／ＭＡＣ手順を用いて無線リンク障害を検出することができる。ＵＥ ＲＬＣ／ＭＡＣエンティティとｅＮｏｄｅＢ ＲＬＣ／ＭＡＣエンティティはいずれも、知られた時間に信号を受信すると予想し、信号が到達しない場合は、無線リンクの障害と判定されることができる。

ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）では、無線インターフェースを介したＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＭＡＮＤメッセージ送信前または後に、無線リンク障害の検出がおきることがある。ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＭＡＮＤメッセージが送信された場合、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）は、ＵＥによるパケットのａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ状態に関連する情報だけでなく、ＵＥに送信されるためにバッファリングされているし、現在ＵＥに送信中であるパケットの一部または全部を、段階Ｓ３で選択された各ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）に送信する（図３を参照して説明した段階Ｓ８と同一である。）。図４に示すように、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）がＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＭＡＮＤメッセージを送信する前に無線リンク障害を検出する場合、選択されたそれぞれのターゲットセルを準備するために、同一な段階Ｓ８が実行されることができる。

ＵＥ １０が無線リンク障害を検出した場合、ＵＥは、しばらく（タイマーが満了しない限り）ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態を維持し、セルの再選択を試み、物理層の一般的な接続手順を用いて再選択されたセルに接近する。タイマーが満了する前にいかなるセルも接続されたり再選択されたりしない場合、ＵＥは、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態に切り替わる。同一（ソース）ｅＮｏｄｅＢが選択された場合、元来のリンクは復旧され、図３に示すように、ハンドオーバー手順が再開されることができる。他のセルが選択される場合には、ＵＥが、ＲＲＣ接続の維持を要請するために、そのセルをサービスするｅＮｏｄｅＢにメッセージを送信する（段階Ｓ９’）。このメッセージは、Ｃ−プレーン（図２（ｃ）参照）でＵＥのＲＲＣエンティティによって生成されるＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであり、下位ＲＬＣ、ＭＡＣ及びＰＨＹプロトコル層を用いて無線インターフェースを介して送信されることができる。該メッセージは、少なくとも
− ＵＥの識別子と、
− ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）と共有する秘密キー（ｓｅｃｒｅｔ ｋｅｙ）及び選択されたセルのアイデンティティによる認証ベクトル
を含む。

これらの項目は、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに含まれたＵＥ−アイデンティティＩＥ（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）の一部を構成する。例えば、ＵＥ−アイデンティティＩＥは、ＵＥ識別子としてソースセルで用いられるＣ−ＲＮＴＩと、認証ベクトルとして図５または図６のようにして計算されるＭＡＣ−Ｉ（ｍｅｓｓａｇｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）とを含む。

図５及び図６において、ＭＡＣ−Ｉは、ＵＥとｅＮｏｄｅＢで利用可能な暗号化アルゴリズムの一つであり、ＵＥ １０とソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）間に共有する秘密キーを含む入力パラメータを有する、完全性アルゴリズム（１００）を用いて計算される。例えば、この秘密キーは、完全性アルゴリズム１００でＲＲＣトラフィックの保護のために用いられるＫ_{ＲＲＣｉｎｔ}キーでありうる。Ｋ_{ＲＲＣｉｎｔ}キーは、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）及びＵＥ １０の両方に利用可能な上位レベル秘密キーＫ_ｅＮＢから導き出されるキーの一つである。

ＭＡＣ−Ｉは、少なくとも選択されたセルＩＤを含む完全性アルゴリズム１００の付加的な入力パラメータについて計算される。このようなセルＩＤは、選択されたセルの物理層アイデンティティでありうる。特に、図５の例で、完全性アルゴリズム１００の入力パラメータは、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）と（障害のおきた）無線リンクを通じて通信するためにソースセルに位置しているＵＥに割り当てられたＣ−ＲＮＴＩと、ソースセルＩＤ、例えば、ソースセルの物理層アイデンティティとを、付加的に含む。

このような実施例では、認証ベクトルを計算するという観点から、段階Ｓ４’のＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージでソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）からそれぞれのターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）に送信される情報は、ＵＥ １０とソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）間に共有する秘密キーを含む（本実施例ではＫ_{ＲＲＣｉｎｔ}キー）。ＵＥのソースＣ−ＲＮＴＩ及び／またはソースセルＩＤがＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージのどこにも提供されないすれば、ＵＥのソースＣ−ＲＮＴＩ及び／またはソースセルＩＤは、認証ベクトルの獲得のための情報の一部を形成することができる。

図５では、“Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｃｅｌｌ−ＩＤ”入力パラメータのようなターゲットセルの物理層アイデンティティを用いて、ソースｅＮｏｄｅＢでＭＡＣ−Ｉをあらかじめ計算できるということがわかる。このような場合、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージと一緒に送信された認証ベクトル（ＭＡＣ−I）の獲得のための情報は、ＭＡＣ−I自体に減らされ、もちろん、この情報は、複数のターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）がハンドオーバー決定段階Ｓ３に留まっている場合、ターゲットｅＮｏｄｅＢ間において互いに区別される。

図６の他の実施例では、完全性アルゴリズム１００の入力パラメータは、付加的にＵＥ １０とｅＮｏｄｅＢ ２０（または、少なくともハンドオーバーの候補である（複数の）ｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ））間の共通（ｃｏｍｍｏｎ）時間レファレンスを含む。この時間レファレンスの値は、ＭＡＣ−Ｉの特定有効期間におきるトランケーションとともに、アルゴリズム１００が動作する場合に、ＵＥとネットワーク間に一定の同期がなされる地域時間（ｌｏｃａｌ ｃｌｏｃｋ）の値である。

段階Ｓ９’で、ＵＥ １０によって送信されるＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、ハンドオーバーに関する準備がされていない、すなわち、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）によりコンタクトされていない、または、段階Ｓ５で接近が拒否されたｅＮｏｄｅＢに受信される。このような場合、再設定要請の拒絶がＵＥ １０に伝達され、ＵＥ １０は、他のセルの選択し、該選択された他のセルに他のＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを再送信することによって再設定要請を再試行する。ＵＥ １０が、特定時間で、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに対するいかなる応答も受信しない場合、ＵＥ １０は、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態に切り替わる。

図４は、段階Ｓ９’で、ＵＥ １０により送信されたＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが、無線インターフェースと図２（ｃ）に示すＣ−プレーンプロトコル層（ＲＲＣ／ＲＬＣ／ＭＡＣ／ＰＨＹ）を通じて、当該ＵＥのハンドオーバーが用意されているターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）に受信された場合を示す。ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）は、以降、段階Ｓ１０’で、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを含む認証ベクトルが、段階Ｓ４’におけるＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージから獲得した認証ベクトルとマッチングされるか検証する。

この認証ベクトルがソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）からＸ２インターフェースを通じて直接受信されなかった場合、図５または図６に示すように、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）で、ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージから受信した情報とＵＥが接近したセルのＩＤとを用いて計算される。

図６に示すように、共通（ｃｏｍｍｏｎ）時間レファレンスが入力パラメータに含まれる場合、上記の計算は、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを受信する時に、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）で地域的に（ｌｏｃａｌｌｙ）行われ、時間レファレンスは一般的にＵＥ側で使用されるのと同一である。したがって、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）に受信されるＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが、侵入者によって不当に再現されたメッセージである場合、正当なＵＥにおけるＭＡＣ−Ｉの独自的生成とターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）におけるＭＡＣ−I計算間における共通（ｃｏｍｍｏｎ）時間レファレンスの更新は、ミスマッチ（ｍｉｓｍａｔｃｈ）を引き起こし、これにより、再設定要請が拒否される。

また、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが、まず、正当なユーザによって選択された他のセルに送信される場合、ＭＡＣ−Iが選択されたセルＩＤに依存すると、いかなる時間上制限無しで、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）への不正応答に成功することを防止することができる。

認証ベクトルの一致が段階Ｓ１０’で検証された場合、ターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）のハンドオーバー制御機能は、選択されたターゲットセルにＵＥの通信リンクを下記のように移す（ｔｒａｎｓｆｅｒ）。

−図３で同じレファレンス信号を用いるハンドオーバー手順と同様に、図４に示す段階Ｓ１１〜Ｓ１５のハンドオーバー手順が続行されるようにし、
−ＥＰＣからＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＰＬＥＴＥ ＡＣＫメッセージを受信（段階Ｓ１３）した後、段階Ｓ１６’で、ＵＥ １０にＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴメッセージを送信することでＲＲＣ接続再設定を完了する。また、ＵＥ １０は、段階Ｓ１７’でＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＣＯＭＰＬＥＴＥメッセージを返信することで応答する。

図４に示す実施例で、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）が段階Ｓ６でＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴ ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥメッセージを受信すると直ちに、バッファリングされており且つソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）からターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）にＸ２インターフェースを通じた送信状態にあるパケットの伝達（段階Ｓ８）を行う。または、段階Ｓ７’で、無線リンク障害が検出された場合、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）は、ＵＥ １０が成功的にターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）に接近し、認証を受けたという指示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を待機することもできる。この例において、バッファリングされており且つ送信状態にあるデータの復旧のために、上記の段階Ｓ１０’で認証ベクトルの一致を検証したターゲットｅＮｏｄｅＢ（２０Ｔ）は、ＥＰＣからＨＡＮＤＯＶＥＲ ＣＯＭＰＬＥＴＥ ＡＣＫメッセージを受信する前または後に、ソースｅＮｏｄｅＢ（２０Ｓ）にコンタクトすることができる。

以上、本発明の実施例を、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムを取り上げて説明してきた。無線通信分野における当業者には、本発明及び添付の請求範囲を逸脱しない範囲内で様々な改変ができるということが理解する。したがって、当業者は、本発明が３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの他に別の通信システムにも適用可能であることがわかる。

上述したように、本発明は、モバイル通信システム、広帯域通信システム及び多重搬送波システムに適用可能である。

上述した本発明の実施例は、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の属する技術分野における当業者には、添付の特許請求の範囲に開示された本発明の技術的思想を逸脱しない限度内で、様々な修正、付加、削除が可能であるということが理解できる。

Claims (12)

1. 無線機器（１０）と通信するためのそれぞれのセルをサービスする複数の基地局（２０）を含む無線通信システムのためのハンドオーバー方法であって、
   少なくとも一つのターゲットセルに対して、ソース基地局（２０Ｓ）から前記ターゲットセルをサービスするターゲット基地局（２０Ｔ）に、前記ソース基地局と通信リンクを有する無線機器（１０）の識別子及び前記無線機器に対する認証データを獲得するための情報を含む第１メッセージを送信することであって、前記認証データは、前記無線機器と前記ソース基地局で利用可能な秘密キー及び前記ターゲットセルのアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）に依存し、前記認証データは、ＭＡＣ−I（ｍｅｓｓａｇｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）として生成される、ことと、
   前記通信リンクに障害（ｆａｉｌｕｒｅ）が生じた場合、前記無線機器によりセルを選択し、前記無線機器から、前記選択されたセルをサービスする基地局の一つに、前記無線機器の識別子と、前記秘密キー及び前記選択されたセルのアイデンティティに依存する認証データとを含む再設定要請メッセージを、送信することと、
   前記選択されたセルが、前記第１メッセージを受信した前記ターゲット基地局によってサービスされるターゲットセルである場合、前記再設定要請メッセージに含まれた前記認証データと、前記第１メッセージから獲得した認証データとの一致を検証することと、
   前記一致が検証された場合、前記選択されたセルに通信リンクを移す（ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ）ことと、
   を含む、ハンドオーバー方法。
2. 前記認証データは、秘密キー及びターゲットセルアイデンティティを含む入力パラメータに基づく暗号化アルゴリズムを用いて計算される、請求項１に記載のハンドオーバー方法。
3. 前記入力パラメータは、前記ソース基地局（２０Ｓ）によってサービスされるソースセルのアイデンティティと、通信リンク上で前記ソース基地局との通信のために前記無線機器（１０）に割り当てられる臨時識別子のうち少なくとも一つをさらに含む、請求項２に記載のハンドオーバー方法。
4. 前記入力パラメータは、前記無線機器（１０）と各ターゲット基地局（２０Ｔ）間の共通（ｃｏｍｍｏｎ）時間レファレンスをさらに含み、
   前記認証データは、前記無線機器から前記再設定要請メッセージを受信すると、前記選択されたセルをサービスする基地局で計算される、請求項２に記載のハンドオーバー方法。
5. 前記認証データは、前記ソース基地局（２０Ｓ）から受信した第１メッセージの内容の少なくとも一部に基づいてターゲット基地局（２０Ｔ）で計算され、前記再設定要請メッセージに含まれている認証データと比較される、請求項１に記載のハンドオーバー方法。
6. 前記認証データは、前記ソース基地局（２０Ｓ）で計算され、前記再設定要請メッセージに含まれている認証データとの比較のために前記ターゲット基地局（２０Ｔ）に送信される、請求項１に記載のハンドオーバー方法。
7. それぞれのセルをサービスする複数の基地局（２０）を有するネットワークとの通信のための無線機器（１０）であって、
   前記無線機器とソース基地局（２０Ｓ）との間に提供される通信リンクにおける障害（ｆａｉｌｕｒｅ）を感知する感知器と、
   前記通信リンクの障害を感知した場合、前記ネットワークとの追加的通信のためにセルを選択する選択器と、
   前記無線機器の識別子（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、前記無線機器と前記ソース基地局で利用可能な秘密キー及び前記選択されたセルのアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）に依存する認証データとを含む再設定要請メッセージを生成する要請生成器であって、前記認証データは、ＭＡＣ−I（ｍｅｓｓａｇｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）である、要請生成器と、
   前記再設定要請メッセージを、前記選択されたセルをサービスする基地局（２０Ｔ）の一つに送信するように構成された送信器と、
   を含む、無線機器。
8. 前記認証データは、前記秘密キー、前記選択されたセルのアイデンティティ、及び前記無線機器（１０）と少なくとも一つの前記基地局（２０）間の共通（ｃｏｍｍｏｎ）時間レファレンスを含む入力パラメータに基づく暗号化アルゴリズムを用いて計算される、請求項７に記載の無線機器。
9. 無線通信システムで無線機器（１０）と通信するために少なくとも一つのセルをサービスする基地局（２０Ｔ）であって、
   前記無線通信システムのソース基地局（２０Ｓ）から、該ソース基地局と通信リンクを有する無線機器（１０）の識別子と、前記無線機器と前記ソース基地局で利用可能な秘密キー及び前記基地局（２０Ｔ）によってサービスされるターゲットセルのアイデンティティに依存する前記無線機器の認証データの獲得のための情報とを含む第１メッセージを受信するように構成されたネットワークインターフェースであって、前記認証データは、ＭＡＣ−I（ｍｅｓｓａｇｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）である、ネットワークインターフェースと、
   前記ターゲットセルに位置している無線機器から、前記無線機器の識別子及び認証データを含む再設定要請メッセージを受信するように構成された無線インターフェースと、
   前記再設定要請メッセージに含まれた前記無線機器識別子及び前記認証データが、前記第１メッセージに含まれた無線機器識別子及び前記第１メッセージから獲得された認証データとマッチングする場合、通信リンクを前記ターゲットセルに移す（ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ）ハンドオーバーコントローラと、
   を含む、基地局。
10. 前記認証データは、前記第１メッセージから受信した秘密キー及び前記ターゲットセルアイデンティティを含む入力パラメータに基づく暗号化アルゴリズムを用いて地域的に（ｌｏｃａｌｌｙ）計算され、前記再設定要請メッセージに含まれた認証データと比較される、請求項９に記載の基地局。
11. 前記入力パラメータは、前記第１メッセージから受信された、前記ソース基地局（２０Ｓ）によってサービスされるソースセルのアイデンティティと、通信リンク上で前記ソース基地局と通信のために前記無線機器（１０）に割り当てられる臨時識別子のうち少なくとも一つをさらに含む、請求項１０に記載の基地局。
12. 前記入力パラメータは、前記無線機器（１０）からの再設定要請メッセージの受信に対応する時間レファレンスをさらに含む、請求項１０または１１に記載の基地局。