KR100789565B1 - 무선 베어러 설정 방법과 그에 따른 암호화 수행 및 변경 방법과 데이터 암호화 방법 - Google Patents

무선 베어러 설정 방법과 그에 따른 암호화 수행 및 변경 방법과 데이터 암호화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 접속 프로토콜에 있어, 무선 베어러별로 선택적으로 암호화를 적용할 수 있도록 한 것으로, 본 발명에 따른 무선 베어러별 선택적 암호화 수행 방법은, 무선 접속 프로토콜에 있어 특정 단말에 고유한 데이터 서비스를 제공하기 위한 서로 다른 계층이 RRC에 무선 베어러 셋업을 요청하는 단계; 상기 무선 베어러 셋업 요청시 각각의 RB별로 암호화 여부를 상기 RRC에 알려주는 단계; 상기 RRC에서 상기 RB의 셋업 요청에 의해 다른 레이어 설정 및 RLC에 상기 서비스에 대한 암호화 수행 여부를 알려주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 같은 본 발명에 의하면, 무선 접속 프로토콜에서 서로 다른 서비스를 특정 단말 혹은 특정 그룹의 단말에 제공하기 위해서, 무선 베어러별로 암호화 여부를 알려주고 그 암호화 여부에 따라 암호화를 수행하여, 다양한 서비스를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 무선 베어러 사용 도중에도 가변적으로 암호화 여부를 변경할 수 있어, 쉽고 빠르게 서비스 해 줄 수 있도록 함에 있다.

Description

무선 베어러 설정 방법과 그에 따른 암호화 수행 및 변경 방법과 데이터 암호화 방법 {Method for setting up radio bearer and Method for ciphering perform of each radio bearer and Method for ciphering data thereof}
도 1은 3GPP의 무선 접속 프로토콜의 구조를 나타낸 구성도.
도 2는 종래 무선 접속 프로토콜에 있어, 무선 베어러 셋업 방법을 나타낸 도면.
도 3은 RLC AM 엔터티(entity) 구조를 나타낸 도면.
도 4는 도 3에서 RLC AMD PDU의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 5는 RLC UM 엔터티 구조를 나타낸 도면.
도 6은 도 5에서 RLC UMD PDU의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명 실시예 따른 무선 베어러별 선택적 암호화 수행 방법을 타나낸 도면.
도 8은 본 발명 실시예에 있어, RRC SAP를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10,204,704...RRC 21,205,705...PDCP
22,203,703...BMC 23,206,706...RLC
24,207,707...MAC 25,208,708...PHY
본 발명은 이동통신 시스템의 무선링크제어기에서 암호화 과정과 관련한 무선 베어러 설정 방법, 암호화 수행 및 변경 방법, 데이터 암호화 방법에 관한 것이다.
제 3세대 네트워크 및 무선 접속 방식인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 무선자원 제어기(RRC: Radio Resource Control - 3GPP의 제 3계층) 는 각 계층을 제어하는 역할을 수행하는 프로토콜 계층으로서 OSI 7계층 모델의 제 3계층에 해당한다.
도 1은 3GPP의 무선 접속 프로토콜의 구조를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 각 레이어(Layer)를 제어하는 RRC(Radio Resource Control, 이하 RRC라 함 )(10)와, 패킷 데이터의 전송에 사용되는 PDCP(Packet Data Convergence Protocol, 이하 PDCP라 함)(21)과, 브로드 캐스트 또는 멀티 캐스트 데이터의 전송에 사용되는 BMC(Broadcast/Multicast Control, 이하 BMC라 함)(22)와, 데이터 링크 계층으로서 플로우 제어를 담당하는 RLC(Radio Link Control, 이하 RLC라 함)(23)와, 상기 RLC(23)로부터 데이터를 받아 멀티플렉싱 등을 수행하여 물리계층으로 전달하는 MAC(MAC : Medium Access Control, 이하 MAC 라 함)(24)와, 실제 물리 채널에 데이터를 실어 무선 구간으로 전송하는 PHY(Physical, 이하 PHY라 함)(30)으로 구성된다.
그리고, 상기 RLC(23)와 MAC(24) 사이는 논리 채널(L_CH: Logical CHannel) 로 접속되며, 현재 3GPP에는 FDD(Frequency Division Duplex)용으로 다음과 같은 6개의 논리적 채널(DTCH, DCCH, CTCH, CCCH, BCCH, PCCH)을 사용하고 있다.
전용 트래픽 채널(DTCH: Dedicated Traffic CHannel)은 특정 사용자 단말(UE)의 전용 데이터를 전달하는 채널이며, 전용 제어채널(DCCH : Dedicated Control CHannel)은 특정 사용자 단말(UE)의 전용 제어 정보를 전달하고, 공통 트래픽 채널(CTCH: Common Traffic CHannel)은 여러 사용자 단말(UE)의 공통 데이터를 전달하며, 공통 제어 채널(CCCH: Common Control CHannel)은 여러 사용자 단말(UE)의 공통 제어 정보를 전달하고, 브로드 캐스트 제어 채널(BCCH : Broadcast Control CHannel)은 브로드캐스트 정보를 전달하며, 페이징 제어 채널(PCCH : Paging Control CHannel)은 페이징 정보를 전달한다.
그리고, MAC(24)와 PHY(30) 사이는 전송 채널(T_CH: Transport channel)이로 접속되며, FDD용으로 다음과 같은 7개의 전송 채널을 사용하고 있다.
전용 채널(DCH : Dedicated CHannel)은 특정 사용자 단말의 전용 데이터를 전달하는 채널이고, 브로드캐스트 채널(BCH : Broadcast CHannel)은 브로드캐스트 정보를 전달하는 채널이며, 순방향 접속 채널(FACH : Forward Access CHannel)은 순방향(하향) 데이터를 전달하고, 페이징 채널(PCH : Paging CHannel)은 페이징 정보를 전달하며, 랜덤 접속 채널(RACH : Random Access CHannel)은 역방향(상향) 데이터를 전달하고, 공통 패킷 채널(CPCH : Common Packet CHannel)은 작은 패킷 데이터를 전달하며, 다운링크 공유 채널(DSCH : Downlink Shared CHannel)은 순방향으로 많은 양의 데이터를 전달하게 된다.
여러 개의 논리적 채널(L_CH)은 하나의 전송 채널(T_CH)로 멀티플렉싱(Multiplexing) 될 수 있으며, 또한 여러 개의 전송 채널(T_CH)은 하나의 물리적 채널(Physical Channel)로 멀티플렉싱 될 수 있다.
이러한 무선접속 프로토콜에서, 특정 서비스를 제공하기 위하여 필요한 레이어 및 채널의 특성을 규정짓는 무선 베어러(Radio Bearer, 이하 RB라 함)의 셋업(setup) 과정을 수행하게 되는데, 이러한 RB의 셋업 과정은 도 2에 도시된 바와 같다.
RB의 셋업은, RRC가 피어 RRC(Peer RRC, 201), 상위 계층(Higher layer)(202), BMC(203)로부터 명령을 받은 후(S211~S213), 그 명령에 따라 서비스에 맞는 레이어 설정을 위해 다른 레이어(BMC, PDCP, RLC, MAC, PHY)에 명령을 내림으로써 셋업된다(S221~S225).
즉, 하나의 무선 베어러가 셋업된다는 것은 PDCP(205)의 사용 여부(S222), BMC(203)의 사용 여부(S222)를 결정하여야 하며, 또 RLC 모드를 인식 모드(AM: Acknowledge Mode), 비인식 모드(UAM : Unacknowledge Mode), 투명성 모드(TM : Transparent Mode) 중 어느 것을 쓸 것인가를 결정한다. 또한 RLC 엔터티(entity)를 생성하면서 RLC와 MAC 사이에 어느 논리 채널을 사용할 것인가, MAC와 PHY 사이에 어느 전송 채널을 사용할 것인가, PHY에서 어느 물리 채널을 사용할 것인가를 결정하게 된다. 이러한 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정함으로써 하나의 무선 베어러가 셋업된다.
여기서, RLC는 다른 레이어와는 달리 항상 존재하는 것이 아니며, RB가 셋업 될 때 생성되며, 해당 서비스를 제공한 후에는 소멸되는 특성을 갖고 있으며, 현재 3GPP의 규격에서는 하나의 RB는 반드시 하나의 RLC 엔터티를 사용하도록 규정하고 있으며, RB는 한 사용자 단말에 최대 32개까지 동시에 셋업될 수 있어 다른 레이어와는 달리 RLC 엔터티는 동시에 여러개가 존재할 수 있다.
여기서, RLC 엔터티의 종류는 크게 RLC 헤더를 붙지 않는 투명성 모드(TM: Transparent mode)와 RLC 헤더가 붙는 비투명성 모드(Non-transparent)의 두가지로 나뉜다. 비투명성 모드는 다시 수신단으로부터의 인식신호가 있는 AM 모드(Acknowledged mode), 인식 신호가 없는 UM 모드(Unacknowledge Mode)로 나뉘므로, 결국 현재 사용되는 RLC모드는 TM, UM, AM의 총 3가지가 사용되고 있다.
RLC AM 엔터티(entity)의 구조를 도 3을 참조하여 설명하면, 송신단(Transmitting Side)의 AM 엔터티에서는, 상위로부터 내려오는 서비스 데이터 유닛(SDU : Service Data Unit)들을 크기가 일정한 프로토콜 데이터 유닛(PDU : Protocol Data Unit)으로 만들기 위해서 분할 또는 연결(segmentation/concatenation)하고(단계 301), 여기에 시퀀스 넘버(SN : Sequence Number)를 포함하는 헤더(header)를 붙인다(단계 302). 헤더가 부가된 PDU는 아래로 전송되며, 동시에 앞으로 발생할지도 모를 재전송을 위해 재송신 버퍼(retransmission buffer)(303)에 저장된다. 멀티플렉서(304)를 거쳐서 아래로 내려온 PDU는 데이터의 보안을 위해 암호화(ciphering)의 과정(단계 305)을 거쳐서 일단 송신버퍼(transmission buffer)(306)에 저장되었다가 필드 세팅 블록(Set fields block)(307)으로 전송되며, 필드 세팅 블록(Set fields block)(307)에서는 RLC 헤더의 시퀀스 넘버(SN)를 제외한 다른 필드(D/C 및 Poll field 등)를 적절한 값으로 세팅하여 수신단(Receiving Side)으로 전송하게 된다.
이와 같이 상위에서 내려온 데이터 정보를 실은 PDU(Protocol Data Unit)를 AMD(AM Data) PDU라고 하며 그 구조는 도 4에 나타나 있다. 즉, RLC 계층은 수신측에서 PDU를 받은 후 송신측으로의 인식 신호(ACK)가 필요없는 경우에 사용되는 UMD PDU(Unacknowldeged PDU)와 인식 신호가 필요한 경우에 사용되는 AMD PDU(Acknowldeged PDU)의 두 가지 형태의 PDU가 존재하는데, 상기 AMD PDU의 포맷은 헤더(header)와 LI 부분(Length Indicator group), 데이터(Data), PAD(padding) 또는 피기백 타입의 상태 PDU로 이루어진다.
상기 암호화(Ciphering)는 AMD PDU에 대해서만 행해지는데, 이때 헤더(header) 부분인 처음 두 옥텟(Sequence Number를 포함한 부분)은 암호화(ciphering)가 되지 않으며, 그 이후의 부분만 암호화(ciphering)된다.
그리고, RLC UM 엔터티는 도 5에 도시하였으며, 이를 참조하면, 송신단의 상위로부터 내려오는 서비스 데이터 유닛들을 크기가 일정한 PDU로 만들기 위해 분할 또는 연결하고(단계 511), 데이터 보완을 위해 암호화된다(단계 512). 이후 여기에 시퀀스 넘버를 포함한 헤더를 붙여 UMD(Unacknowledged Mode Data) PDU를 구성하고, 이들은 전송 버퍼(514)에 저장되었다가 수신단으로 전송된다.
상기 UMD PDU의 구조는 도 6과 같으며, 맨 처음 옥텟은 시퀀스 넘버를 포함한 헤더이며, 이 헤더부분은 암호화되지 않고 그 이하의 부분만 암호화가 된다. 이렇게 전송된 UMD PDU를 수신한 수신단은 일단 이를 수신버퍼에 저장시키고(단계 521), 하나의 완전한 SDU를 구성하는 PDU들이 모두 수신되면 SDU 단위로 올려 보낸다. 이 PDU들은 헤더가 제거되고(단계 522), 복호화된 후(단계523), SDU단위로 다시 재결합(Reassembly) 되어(단계 524) 상위 계층으로 전송된다.
이와 같이, 3GPP에서는 사용자 데이터의 보호를 위하여 암호화(Ciphering) 과정을 수행하게 되는데, 암호화 과정은 RLC모드에 따라 AM 및 UM의 경우 RLC에서 행해지며, TM의 경우 MAC에서 행해진다. 이때 모든 데이터에 대해 모든 암호화를 하는 것은 아니고, AM 및 UM의 경우는 논리 채널 중 DTCH 또는 DCCH로 전송되는 데이터에 대해서만, TM의 경우는 전송 채널 중 DCH로 전송되는 데이터에 대해서만 암호화를 수행한다. 이러한 암호화 과정은 각 무선 베어러별로 설정할 수 있는 것이 아니라, 모든 무선 베어러에 대해서 수행 여부를 결정하게 된다.
통상적으로, 암호화된 데이터가 송신단에서 수신단으로 전송되면 수신단에서는 복호화 과정을 거쳐 데이터를 복원하게 된다. 이때 송신단과 수신단은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 같은 알고리즘을 사용하며, 같은 암호화 파라미터를 사용해야 데이터를 정확하게 송수신할 수 있다.
그러나, 종래에는 모든 무선 베어러를 대상으로 하여 암호화 여부를 결정하기 때문에, 특정 무선 베어러에 대해서는 암호화를 하고 다른 무선 베어러에 대해서는 하지 않고자 한다면 이를 지원할 수 없었다.
구체적으로 예를 들면, 현재 BMC데이터는 RLC UM엔터티를 사용하며, 논리적 채널 중 CTCH를 통해 전송되며, 이 BMC 데이터는 CTCH를 사용하므로 암호화가 수행되지 않는다. 이러한 BMC 데이터 중에는 암호화를 하지 말아야 하는 것도 있는 반 면에, 반드시 암호화가 필요한 것도 있기 때문에, 무선 베어러별로 선택적으로 암호화를 할 필요가 있다.
즉, BMC 서비스에는 SMS-CB(Short Message Service - Cell Broadcast), SMS-PP(Short Message Service -Point to Point), IP 멀티캐스트 등의 서비스가 있는데, SMS -CB 같은 경우에는 셀 내의 모든 사용자 단말(UE)에게 알려주는 정보를 담고 있기 때문에 암호화를 수행하지 않아도 된다.
그러나 SMS-PP서비스와 같이 특정 사용자 단말이 다른 특정 사용자 단말에게만 전달하는 메시지를 담고 있기 때문에 암호화를 수행해야 하고, IP 멀티캐스트 같은 경우에는 특정 그룹의 사용자 단말기에게만 정보를 전달해야 하기 때문에 역시 암호화를 수행해야 함에도 불구하고 모든 단말에 대해서 암호화 여부를 결정하게 됨으로써 암호화 서비스의 차별화가 이루어지지 않을 뿐만 아니라, SMS-CB 서비스와 SMS-PP서비스를 동시에 수행할 수가 없다.
또한, 특정 서비스를 암호화시켜 제공하다가 필요에 의해 암호화를 하지 않고자 할 경우에는 단순히 해당 무선 베어러만 암호화를 변경하여 적용할 수 없어 모든 무선 베어러를 처음부터 다시 셋업해야 하는 문제가 있었다. 또 모든 무선 베어러의 셋업을 위해서는 모든 레이어에 대한 정보가 모두 다시 포함되어야 하므로, 많은 신호 오버헤드(Signalling overhead)를 유발하며 또한 단지 특정 무선 베어러의 암호화 여부만 변경 적용하기 위해 많은 시간 지연을 유발하게 되는 문제가 발생된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 특정 단말에 서로 다른 서비스를 제공하기 위해 상위 계층, 피어 RRC, BMC로부터 무선 베어러 셋업 요청시 암호화 여부를 RRC에 알려주고, 상기 무선 베어러 셋업 요청 명령에 의해 RRC는 서로 다른 레이어 설정 및 RLC 암호화 수행 여부를 알려 줌으로써, 특정 단말 혹은 특정 그룹의 특정 단말이 수신하고자 하는 무선 베어러별로 선택적으로 암호화를 수행할 수 있도록 한 무선 베어러 설정 방법, 암호화 수행 및 변경 방법, 데이터 암호화 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적 달성을 위한, 무선 베어러별 암호화 수행 방법은,
무선 접속 프로토콜에 있어 특정 단말에 고유한 데이터 서비스를 제공하기 위한 서로 다른 계층이 RRC에 무선 베어러 셋업을 요청하는 단계;
상기 무선 베어러 셋업 요청시 각각의 RB별로 암호화 여부를 상기 RRC에 알려주는 단계;
상기 RRC에서 상기 RB의 셋업 요청에 의해 다른 레이어 설정 및 RLC에 상기 서비스에 대한 암호화 수행 여부를 알려주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 특정 단말에 고유한 데이터 서비스를 제공하기 위한 암호화 요청 대상이 상위 계층, 피어 RRC, BMC 계층 중 적어도 한 계층 이상이 RRC에 요청하는 것을 특징으로 한다.
상세하게, 상기 상위 계층, 피어 RRC, BMC 계층 각각이 무선 베어러별 암호화 여부를 RRC로 요청할 때 제어정보를 알려주는 시그널링 메시지에 암호 식별자를 포함시켜 알려주는 것을 특징으로 한다.
상세하게, 상기 상위 계층의 암호화 식별자는 NAS 메시지에 첨부시켜 RRC에 전달하는 것을 특징으로 한다.
상세하게, 상기 피어 RRC의 암호화 식별자는 정보 요소에 포함되어 RRC에 전달되는 것을 특징으로 한다.
상세하게, 상기 BMC의 암호화 식별자는 프리미티브에 포함되어 RRC에 전달되는 것을 특징으로 한다.
상세하게, 상기 RRC는 암호 식별자를 서로 다른 서비스를 제공하는 상위 계층, 피어 RRC, BMC 계층으로부터 서비스 시간대에 따라 받을 수도 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 하위 RLC에서 RRC에 의한 암호화 여부 수행시, 하나의 RLC AM 엔터티에서 암호화 수행 여부를 가변적으로 조정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 하위 RLC에서 RRC에 의한 암호화 여부 수행시, 하나의 RLC UM 엔터티에서 암호화 수행 여부를 해당 무선 베어러 사용 도중에 가변적으로 조정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 RRC가 RLC에 암호화 여부 수행 여부를 프리미티브 메시지를 통해 알려주는 것을 특징으로 한다.
상세하게, 상기 특정 무선 베어러에 대해 서비스를 제공하는 중간에 암호화 수행 여부를 필요에 따라 변경할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명 실시 예에 따른 무선 베어러별 선택적 암호화 수행방법을 나타낸 도면으로서, 상위 계층, 피어 RRC, BMC 중 적어도 한 계층이 무선 자원 제어(RRC)기에 무선 베어러 셋업을 요청하고, 그 무선 베어러 셋업 요청을 받은 RRC가 다른 레이어 설정 및 RLC에 암호화 수행 여부를 알려주도록 한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 무선 베어러별 선택적 암호화 수행방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 특정 단말(UE)에 서로 다른 서비스 제공을 위해서 피어 RRC(701), 상위 계층(702), BMC(703)가 RRC(704)로 무선 베어러 셋업 명령을 각각 내릴 때 다른 설정 파라미터와 더블어 해당 RB의 암호화 여부도 함께 전달한다(S711~S713).
1). 상위 계층의 무선 베어러 셋업 및 암호화 여부(S712)에 대해서 설명하면, 상위 계층(702)에서 어떤 서비스를 하고자 할 때, 먼저 하위 레이어를 셋업하기 위해 자신의 RRC로 명령을 내린다(S712). 이것을 NAS (Non Access Stratum; AS의 상위 부분) 메시지라고 하는데, 제어 플레인(Control plane)에 위치하며 NAS에서 AS(Access Stratum; RRC, BMC, PDCP, RLC, MAC, PHY 등이 위치하는 부분)로 RRC 서비스 액세스 포인트(SAP: Service Access Point)을 통해 전달됩니다.
여기서, RRC SAP에는 GC(General Control) SAP, Nt (Notification) SAP, DC (Dedicated Control) SAP 이렇게 세 종류가 있다. 이러한 NAS 메시지에 도 8과 같이 암호화 식별자를 넣는다. 이러한 NAS 메시지를 받은 RRC는 자신의 하위 레이어, 즉 BMC(703), PDCP(705), RLC(706), MAC(707), PHY(708) 등을 서비스에 맞게 설정 하게 된다(S721~S725). 이후 NAS에서 보내는 데이터는 RLC(706), MAC(707), PHY(708)을 거쳐 상대방에 전송된다. 이때, BMC, PDCP는 서비스에 따라 사용할 수도 있고 사용하지 않을 수도 있다.
2). 피어 RRC의 무선 베어러 셋업 및 암호화 여부(S711)에 대해서 설명하면, 피어 RRC의 RB 셋업 과정은 상위 계층에 의한 RB 셋업 과정의 일부로서, 상위 계층(702)에서 어떤 서비스를 하고자 할 때, 자신의 하위 레이어를 셋업함과 동시에 자신의 피어 엔터티(Peer Entity)도 셋업한다. 그러면, 전송하고자 하는 데이터가 피어 RRC(701)까지 전달된다. 이를 위해 상위 계층(702)으로부터 명령을 받은 RRC(704)는 자신의 피어 RRC(701)에게 정보 요소(Information Element)를 통해 알려준다. 이를 받은 피어 RRC(701)는 역시 자신의 하위 레이어를 셋업하게 된다(S711). 상기 정보 요소에 암호화 여부를 알려 주기 위한 암호화 식별자(Ciphering Indicator)를 넣는다.
여기서, 상기 상위 계층(702)과 피어 RRC(701)를 구분하여 설명하는 이유는 한 RRC(704)의 입장에서 봤을때는 RB 셋업 명령이 NAS에서 올 수도 있고 피어 RRC에서 올 수도 있다.
3). BMC의 RB 셋업 및 암호화 여부(S713)에 대해서 설명하면,
브로드캐스트/멀티캐스트 서비스의 기능은 CBC(Cell Broadcast Center)에서 하는데, 이는 코아 네트워크(CN : Core Network)에 위치하고 있다. 어떤 브로드캐스트 정보를 전송하고자 하면 CBC가 BMC(BMC는 UTRAN에 위치함)에 명령을 내리고, 이 명령을 받은 BMC는 자신의 RRC에 프리미티브(primitive)를 통해 명령을 전달한 다(S713). 암호화 식별자(Ciphering Indicator)는 이 프리미티브(primitive)에 넣어 전달하고, 상기 프리미티브를 받은 RRC는 자신의 하위 레이어를 셋업하며, 동시에 상대방 RRC에 알려 상대방의 하위 레이어도 셋업하게 된다(S721~S725).
그리고, 이러한 상위 계층, 피어 RRC, BMC에서 전달하는 정보는 사용자 데이터 아닌 제어 정보를 알려주는 신호 메시지이기 때문에 PDU나 SDU와 같은 특정한 형태를 갖고 있지 않고 다음과 같이 이름만 정의된다. 즉, 상위 계층의 경우는 NAS 메시지를 통해서, RRC의 경우는 정보 요소를 통해서, BMC의 경우는 프리미티브를 통해서 전달한다.
상기와 같이 RRC가 무선 베어러 셋업 명령과 암호화 수행 여부를 요청받고 하위 레이어 설정을 위해서, RRC가 프리미티브를 통해 각 레이어에 명령을 내리게 된다.
여기서, RLC와 MAC 두 군데에서 암호화 기능을 수행하게 되는데, MCA의 경우는 모든 무선 베어러가 공통적으로 사용하므로 무선 베어러별로 암호화를 수행하지 않아도 되고, RLC의 경우 RB별로 생성되므로 선택적인 RB별 암호화를 수행할 수가 있다.
상기 RLC의 경우 RB별 암호화는 AM 및 UM에서만 수행되고, TM의 경우는 MAC에서 암호화를 하므로 RB별 암호화를 하지 않아도 된다. 그러면, RLC AM 또는 UM이 RRC로부터 명령을 받으면 다른 파라미터들을 설정하며, 동시에 암호화 여부를 판단하여 암호화를 수행해야 한다면 데이터를 암호화하여 MAC(707)로 전달하고, 수행해야 되지 않는 다면 암호화 과정없이 바로 MAC(707)로 데이터를 전달한다.
이러한 RRC가 BMC에 무선 베어러 셋업 명령을 내릴 때(S721) CBMC-CONFIG-REQ(BMC를 사용하는 경우만)를 전달하여 CTCH 환경(configuration) 셋팅 정보를 전달하여 셋업한다.
RRC가 PDCP에 무선 베어러 셋업 명령을 내릴 때(S722)에는 CPDCP-CONFIG-REQ (PDCP를 사용하는 경우만)를 전달하여, 헤더 압축(header compression) 정보, RLC-SAP 정보(AM/UM/TM 중 어느 RLC를 사용할 것인가), PDCP 시퀀스 넘버의 동기화 수행 여부를 알려주게 된다.
RRC가 RLC 설정을 하려는 경우(S723)는 CRLC-CONFIG-REQ을 전달하여, RLC AM/UM/TM 중 필요한 모드 선택 및 RLC 엔터티 생성, 암호화 요소(Ciphering Element- Ciphering 모드, 암호화에 필요한 Ciphering Key 값 및 RLC HFN (Hyper Frame Number) 값, 암호화를 시작할 PDU의 SN - AM 및 UM 만 해당), 각 모드에 필요한 파라미터 (AM parameter: PDU size, In-sequence Delivery indication, Timer value, Protocol parameter value, Polling trigger, Status trigger, SDU discard mode 등등), (UM parameter: Timer value) (TM parameter: Timer value, Segmentation indication)을 설정하게 된다.
RRC가 MAC를 설정하려고 하는 경우(S724)는 CMAC-CONFIG-REQ을 전달하여 사용자 단말 정보(UE information - S-RNTI, C-RNTI, SRNC identity, Activation time), RB information (Transport channel identity, Logical channel identity, MAC logical channel priority), Transport channel information (Transport Format Combination Set), Ciphering Element (RLC가 TM일 때만 사용 - Ciphering mode, Ciphering Key값 및 MAC HFN값)을 설정하게 된다.
RRC가 PHY을 설정하려고 하는 경우(S725)는 CPHY-TrCH-CONFIG-REQ, CPHY-RL-Setup-REQ 등을 전달하여, PHY 계층을 셋업하기 위한 각종 정보로 설정하게 된다.
이렇게 RRC가 각 레이어에 프리미티브를 통해 무선 베어러에 맞는 셋업을 하게 된다.
이러한 프리미티브들은 무선 베어러 사용 도중에 언제든지 다시 사용할 수 있다. 즉, 어떤 파라미터(parameter)를 바꾸고자 한다면 이를 포함하는 프리미티브(primitive)를 다시 내려보내 해당 파라미터만 변경 가능하게 된다.
무선 베어러별 선택적인 암호화를 적용하기 위해서 RRC에서 RLC로의 CRLC-CONFIG-REQ 프리미티브에 암호화 식별자라는 파라미터를 추가하게 된다.
또한, RLC AM 엔터티, UM 엔터티 에 있어서, 암호화 수행 여부를 가변적으로 조정하게 되는데, CRLC-CONFIG-REQ 프리미티브를 통해 해당 RLC 엔터티가 암호화를 할 것인지, 안할 것인지를 알려주게 되는데, 이러한 암호화 여부는 암호화 사용 도중에 암호화를 하지 않고 싶을 경우 다시 CRLC-CONFIG-REQ를 통해 이를 변경한면 된다.
또한, 무선 베어러는 사용 도중에 각 설정에 대해서 상기에서 설명한 세가지의 시그널링을 통해 언제든지 암호화 설정을 바꿀 수 있으며, 이러한 명령을 받은 RRC는 상기 RLC 암호화 수행 여부 과정을 통해서 RLC를 변경하면 된다.
한편, 상술한 피어 RRC, 상위 계층, BMC가 서로 다른 서비스를 제공하기 때문에, RRC가 피어 RRC, 상위 계층, BMC로부터 동시에, 또는 한 개 이상으로부터 무 선 베어러 셋업 요청을 받을 수도 있다. 이러한 경우에도 상기 암호화 여부를 상술한 시그널링을 통해서 할 수 있어 항상 암호화 여부를 RRC에 알려 줄 수 있으며, RRC는 하위 레이어 설정 및 암호화 수행 여부를 알려주게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 베어러별 선택적 암호화 수행 방법에 의하면, 특정 단말에게만 제공되는 무선 베어러에 대해서 선택적으로 암호화를 수행할 수 있어 3GPP에서 여러 가지 다양한 서비스가 동시에 지원할 수 있는 효과가 있다.
또한, 특정 무선 베어러의 암호화 여부를 필요에 의해 전송 도중에도 특정 무선 베어러에 대해 암호화 여부만 변경하면 되므로, 종래와 같이 모든 무선 베어러에 대해 처음부터 다시 셋업하고 시그널링 오버헤드와 시간 지연이 발생하는 문제를 해결하여, 많은 시간 지연이 없이 특정 무선 베어러의 암호화 여부만 변경 적용하여 쉽고 빠르게 서비스 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 무선인터페이스 프로토콜의 무선베어러를 설정하는 방법에 있어서,
    소정 계층으로부터 무선자원제어(RRC) 계층으로 각각의 무선 베어러의 암호화 수행 여부 정보를 전달하는 단계;
    상기 무선자원제어 계층에서 상기 각각의 무선 베어러의 암호화 수행 여부 정보를 무선링크제어(RLC) 계층으로 전달하는 단계; 및
    상기 무선링크제어 계층에서 상기 암호화 수행 여부 정보에 따라 각각의 무선 베어러의 데이터를 암호화시키는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선베어러 설정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소정 계층으로부터 상기 무선자원제어(RRC) 계층으로 무선베어러 설정 정보를 전달하는 단계; 및
    상기 무선자원제어 계층에서 상기 무선베어러 설정 정보에 따라 하위 계층의 무선베어러를 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선베어러 설정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 소정 계층은 상위 계층(Higher layer), 브로드캐스트/멀티캐스트제어(BMC) 계층 및 피어 무선자원제어(peer RRC) 계층을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선베어러 설정 방법.
  4. 제 1항 또는 3항에 있어서,
    상기 암호화 수행 여부 정보는 NAS 메시지를 이용하여 상기 소정 계층으로부터 전달되는 것을 특징으로 하는 무선베어러 설정 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 무선링크제어(RLC) 계층은 무선베어러를 설정할 때 생성되는 것을 특징으로 하는 무선베어러 설정 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    설정된 무선베어러를 이용하여 데이터 서비스를 제공하는 도중에 상기 암호화 수행 여부 정보가 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 무선베어러 설정 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 암호화 수행 여부 정보의 변경은 상기 소정 계층으로부터 전달되는 암호 식별자의 변경을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선베어러 설정 방법..
  8. 무선인터페이스 프로토콜의 암호화를 수행하는 방법에 있어서,
    무선베어러 설정 요구에 따라 소정 계층으로부터 무선자원제어(RRC) 계층으로 각각의 무선 베어러의 암호화 수행 여부 정보 및 무선베어러 설정 정보를 전달하는 단계;
    상기 무선자원제어 계층에서 상기 무선베어러 설정 정보에 따라 하위 계층의 무선베어러를 설정하는 단계;
    상기 무선베어러 설정 요구에 응답하여 무선링크제어(RLC) 계층을 생성하는 단계; 및
    상기 무선링크제어 계층에서 상기 암호화 수행 여부 정보에 따라 데이터를 암호화시키는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 암호화 수행 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 무선베어러 설정 요구가 발생할 때마다 새로 생성되는 무선링크제어 계층에 의해 암호화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 암호화 수행 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 소정 계층은 상위 계층(Higher layer), 브로드캐스트/멀티캐스트제어(BMC) 계층 및 피어 무선자원제어(peer RRC) 계층을 포함하는 것을 특징으로 하는 암호화 수행 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 암호화 수행 여부 정보는 암호 식별자인 것을 특징으로 하는 암호화 수행 방법.
  12. 암호화를 변경하는 방법에 있어서,
    무선링크제어(RLC) 계층에서 소정 계층으로부터 전달된 각각의 무선 베어러의 암호화 수행 정보에 따라 데이터의 암호화를 수행하는 단계;
    상기 소정 계층에서 상기 각각의 무선 베어러의 암호화 수행 정보를 갱신하는 단계;
    상기 갱신된 각각의 무선 베어러의 암호화 수행 정보를 상기 무선링크제어 계층으로 전달하는 단계; 및
    상기 갱신된 암호화 수행 정보에 따라 상기 데이터의 암호화를 수행하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선베어러의 암호화 변경 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 소정 계층은 상위 계층, 브로드캐스트/멀티캐스트제어(BMC) 계층 및 피어 무선자원제어(peer RRC) 계층을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선베어러의 암호화 변경 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 암호화 수행 정보는 암호화의 가부를 나타내는 것을 특징으로 하는 무선베어러의 암호화 변경 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 암호화 수행 정보는 암호 식별자인 것을 특징으로 하는 무선베어러의 암호화 변경 방법.
  16. 이동 통신 송수신 장치의 데이터 암호화 방법에 있어서,
    무선자원제어(RRC) 계층이 무선링크제어(RLC) 계층과 무선베어러를 설정하는 단계;
    상기 무선자원제어 계층에서 각각의 무선베어러에 대한 암호화 수행 정보를 상기 무선링크제어 계층으로 전달하는 단계; 및
    상기 무선링크제어 계층에서 상기 암호화 수행 정보에 따라 상기 각각의 무선베어러의 데이터를 암호화하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 암호화 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 무선자원제어 계층이 소정 계층으로부터 데이터 서비스 요구와 이에 대한 암호화 수행 정보를 전달받는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 암호화 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 무선자원제어 계층이 상기 소정 계층으로부터 무선베어러 설정 정보를 전달받는 것을 특징으로 하는 데이터 암호화 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 소정 계층은 상위 계층, 브로드캐스트/멀티캐스트제어 계층 또는 피어 무선자원제어 계층 중 하나인 것을 특징으로 하는 데이터 암호화 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 설정된 무선베어러를 이용하여 데이터 서비스를 제공하는 도중에 상기 암호화 수행 정보가 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 데이터 암호화 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 암호화 수행 정보의 변경은 소정 계층으로부터 전달되는 암호 식별자의 변경을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 암호화 방법.
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