WO2010032798A1 - 移動通信方法 - Google Patents

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WO2010032798A1
WO2010032798A1 PCT/JP2009/066283 JP2009066283W WO2010032798A1 WO 2010032798 A1 WO2010032798 A1 WO 2010032798A1 JP 2009066283 W JP2009066283 W JP 2009066283W WO 2010032798 A1 WO2010032798 A1 WO 2010032798A1
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WO
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handover
base station
parameter
radio base
enb
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PCT/JP2009/066283
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French (fr)
Inventor
幹生 岩村
ウリ アンダルマワンティ ハプサリ
アルフ ツーゲンマイヤー
Original Assignee
株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0011Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection
    • H04W36/0033Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection with transfer of context information
    • H04W36/0038Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection with transfer of context information of security context information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/04Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA]
    • H04W12/047Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA] without using a trusted network node as an anchor
    • H04W12/0471Key exchange

Definitions

  • the present invention relates to a mobile communication method in which a mobile station performs handover from a handover source cell under the handover source radio base station to a handover destination cell under the handover destination radio base station.
  • a mobile station UE when a mobile station UE performs handover from a handover source radio base station (Source eNB) to a handover destination radio base station (Target eNB),
  • the handover source radio base station (Source eNB) is configured in advance to transmit the “UE context” of the mobile station UE to the handover destination radio base station (Target eNB) in the handover preparation process (Handover Preparation). ing.
  • UE context includes “security context” necessary for “security protection (ciphering and integrity protection)” of “AS (Access Stratum)”.
  • AS “security protection” is performed using a security key K eNB commonly used between the radio base station eNB and the mobile station UE.
  • the handover source radio base station (Source eNB), the handover target radio base station with respect to (Target eNB), the security key K eNB rather than itself, the security key K eNB, or pre-switching center MME
  • the parameter “K eNB *” derived from the parameter “NH (Next Hop)” acquired from the network is transferred.
  • the security key K eNB used in communication between the handover destination radio base station (Target eNB) and the mobile station UE is a parameter notified by the handover source radio base station (Source eNB). Since it is generated based on a predetermined rule (KDF: Key Derivation Function) by NH or K eNB *, the handover source radio base station (Source eNB) can know the security key K eNB, which is weak in terms of security. There was a problem of becoming.
  • KDF Key Derivation Function
  • An object of the present invention is to provide a mobile communication method capable of keeping the security key K eNB used secret.
  • a first feature of the present invention is a mobile communication method in which a mobile station performs handover from a handover source cell under a handover source radio base station to a handover destination cell under a handover destination radio base station, wherein the handover source radio base station
  • the exchange A transmits a handover request including the first parameter to the handover destination radio base station via the exchange, and the exchange generates itself for the handover destination radio base station.
  • communication is performed between the mobile station and the handover destination radio base station using the first key.
  • a step to start D is a mobile communication method in which a mobile station performs handover from a handover source cell under a handover source radio base station to a handover destination cell under a handover destination radio base station, wherein the handover source radio base station
  • the exchange A transmits a handover
  • the handover destination radio base station uses the second parameter to transmit the first key. May be generated.
  • the switching center sends identification information indicating either the first parameter or the second parameter to the handover request to the handover destination radio base station.
  • the handover destination radio base station may generate the first key using the first parameter or the second parameter indicated by the identification information.
  • a mobile communication method capable of keeping a security key K eNB used in communication between a handover destination radio base station (Target eNB) and a mobile station UE secret. can do.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a mobile communication system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the key K eNB is updated in the mobile communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing a handover operation in the mobile communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of information elements included in “HO Request” used in the mobile communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of an information element included in an information element “K eNB derivation info” included in “HO Request” used in the mobile communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of information elements included in the information element “K eNB derivation info” included in “HO Request” used in the mobile communication system according to the first embodiment of the present invention. .
  • Mobile communication system according to the first embodiment of the present invention A mobile communication system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 to FIG. As shown in FIG. 1, the mobile communication system according to the present embodiment is an LTE mobile communication system.
  • the mobile station UE changes from the handover source cell (cell # 0) under the handover source radio base station (Source eNB) to the handover destination cell (cell # 1) under the handover destination radio base station (Target eNB).
  • the mobile communication system according to the present embodiment will be described with reference to a case of handover.
  • the handover destination radio base station (Target eNB) performs handover destination on the basis of the parameter (first parameter) K eNB * notified from the handover source radio base station (Source eNB) in the handover process.
  • the cell (cell # 1) is configured to generate a security key (first key) K eNB used in communication (AS “security protection”) with the mobile station UE.
  • the handover destination radio base station moves in the parameter (first parameter) K eNB * and the handover destination cell (cell # 1) notified from the handover source radio base station (Source eNB) in the handover process.
  • C-RNTI Cell-Radio Network Temporary ID
  • AS “security protection” an identifier assigned to the station UE, it is used for communication (AS “security protection”) with the mobile station UE in the handover destination cell (cell # 1)
  • the security key (first key) K eNB may be generated.
  • the parameter K eNB * is used by the handover source radio base station (Source eNB) in communication between the handover source radio base station (Source eNB) and the mobile station UE in the handover source cell (cell # 0).
  • the first key and the physical cell identification information PCI of the handover destination cell (cell # 1) are generated.
  • the parameter K eNB * is generated by the handover source radio base station (Source eNB) based on the parameter NH and the physical cell identification information PCI of the handover destination cell (cell # 1).
  • the parameter NH is generated by the exchange MME using the key K ASME and is notified to the handover source radio base station (Source eNB).
  • the mobile station UE performs handover source cell (cell # 0) under the handover source radio base station (Source eNB). ) From the handover destination radio base station (Target eNB) to the handover destination cell (cell # 1) will be described.
  • step S1001 the mobile station UE sends a “RRC Measurement Report (measurement report) to the handover source radio base station (Source eNB) that manages the currently communicating cell (cell # 0). ".
  • the handover source radio base station determines that the mobile station UE is handed over to the handover destination cell (cell # 1) under the handover destination radio base station (Target eNB), and the cell
  • the parameter K eNB * is calculated based on the security key K eNB used in the communication with the mobile station UE in # 0 and the physical cell identification information PCI of the handover destination cell (cell # 1).
  • the handover source radio base station decides to hand over the mobile station UE to the handover destination cell (cell # 1) under the handover destination radio base station (Target eNB).
  • the parameter K eNB * is calculated based on the parameter NH and the physical cell identification information PCI of the handover destination cell (cell # 1).
  • step S1003 the handover source radio base station (Source eNB) transmits “S1-AP: HO Required” including the parameter K eNB * and the counter NCC to the handover source switching center (Source MME).
  • step S1004 the handover source switching center (Source MME) transmits “Relocation Request” including the parameter K eNB * and a counter NCC (Next Hop Chaining Count) to the handover destination switching center (Target MME).
  • “Relocation Request” including the parameter K eNB * and a counter NCC (Next Hop Chaining Count) to the handover destination switching center (Target MME).
  • the handover source switching center (Source MME) and the handover destination switching center (Target MME) may be the same switching center.
  • step S1005 the handover destination switching center (Target MME) sets the parameter K eNB * generated by the handover source radio base station (Source eNB) when the handover destination radio base station (Target eNB) generates a security key. It is determined whether to use the parameter NH1 generated by the handover destination switching center (Target MME).
  • the handover destination switching center When it is determined that the parameter NH1 generated by the handover destination switching center (Target MME) is to be used, the handover destination switching center (Target MME) corresponds to an arbitrary counter NCC (Next hop Chaining Count) using the key K ASME. Two parameters NH1 and NH2 are generated.
  • NCC Next hop Chaining Count
  • the parameter NH1 is a parameter used immediately after the completion of the current handover
  • the parameter NH2 is a parameter notified in preparation for calculating K eNB * at the next handover.
  • the above-mentioned parameters K eNB * because they are transmitted as a "Transparent Container" in S1-AP, the handover source switching center (Source MME) and the handover target switching center (Target MME), above parameters K eNB * I can't know.
  • the handover source switching center (Source MME) and the handover destination switching center (Target MME) can know the above-described counter NCC. Note that the same counter NCC as the counter NCC may be included in the “Transparent Container” in the S1-AP.
  • step S1006 the handover destination switching center (Target MME) transmits “S1-AP: HO Request” to which the parameters NH1 and NH2 are added to the handover destination radio base station (Target eNB).
  • FIG. 4 shows an example of the information element of the “S1-AP: HO Request”.
  • the information element of “S1-AP: HO Request” shown in FIG. 4 the information element “K eNB Derivation Info” is added to the information element conforming to 3GPP standard TS35.413 V8.3.0. Is.
  • K eNB Derivation Info is configured by “NCC1”, “Next Hop parameter 1”, “NCC2”, and “Next Hop parameter 2”.
  • the above NH1 is set in “Next Hop parameter 1”
  • the NCC corresponding to NH1 is set in “NCC1”
  • the above NH2 is set in “Next Hop parameter 2”.
  • NCC2 an NCC corresponding to NH2 is set.
  • NCC1 and “Next Hop parameter 1” may be “Optional”, and “NCC2” and “Next Hop parameter 2” may be “Mandory”. However, all the information elements may be “Mandory”.
  • next Hop parameter 1 may be “Optional”, and “NCC1”, “NCC2”, and “Next Hop parameter 2” may be “Mandatory”. .
  • K eNB Derivation Info includes “NCC1,” “Next Hop parameter 1,” “NCC2,” “Next Hop parameter 2,” “Context To Be Used Indicator”. It may be constituted by.
  • identification information indicating either the parameter K eNB * or the parameter NH1 is set in the “Context To Be Used Indicator”.
  • K eNB Derivation Info illustrated in FIG. 6, all information elements are “Mandatory”.
  • NCC1 and “Next Hop parameter 1” may be “Optional”.
  • step S1007 the handover destination radio base station (Target eNB) transmits “S1-AP: HO Request Ack” to the handover destination switching center (Target MME).
  • the handover target radio base station creates “RRC HO Command” to be transmitted to the mobile station UE, and includes it in the above-mentioned “S1-AP: HO Request Ack” as “RRC HO Command”. "To the handover destination switching center (Target MME).
  • the “RRC HO Command” includes a count NCC.
  • the count NCC is notified by “Transparent Container” in “NH1” and “S1-AP: HO Request” notified by “S1-AP: HO Request” from the handover destination switching center (Target MME).
  • the value of “NCC1” or the value of the counter NCC included in “Transparent Container” is set.
  • the value of “NCC1” may always be set.
  • step S1008 the handover target radio base station (Target eNB) uses either the parameter (first parameter) K eNB * or the parameter (second parameter) NH1 included in “S1-AP: HO Request”. To generate a security key (first key) K eNB .
  • the handover destination radio base station determines that the parameter NH1 included in “S1-AP: HO Request”
  • the security key K eNB is generated based on the physical identification information PCI of the handover destination cell (cell # 1).
  • the handover destination radio base station uses the parameter NH1.
  • a security key K eNB is generated.
  • the handover destination radio base station (Target eNB), when the identification information of the parameter NH1 is set in the information element “Context To Be Used Indicator” of the “K eNB Derivation Info” illustrated in FIG. Is used to generate a security key K eNB .
  • the handover destination radio base station determines that the parameter NH1 included in “S1-AP: HO Request”, the physical identification information PCI of the handover destination cell (cell # 1), and the handover destination
  • the security key K eNB may be generated based on the identifier C-RNTI assigned to the mobile station UE in the cell (cell # 1).
  • the handover destination radio base station (Target eNB) is included in “Transparent Container” in “S1-AP: HO Request”.
  • a security key K eNB is generated based on the parameter K eNB *.
  • the handover destination radio base station sets the parameter K eNB *.
  • K eNB To generate a security key K eNB .
  • the handover destination radio base station (Target eNB) A security key K eNB is generated using the parameter K eNB *.
  • the handover destination radio base station uses the parameter K eNB * and the handover destination cell (cell # 1) included in “Transparent Container” in “S1-AP: HO Request”.
  • the security key K eNB may be generated based on the identifier C-RNTI assigned to the mobile station UE.
  • step S1009 the handover destination switching center (Target MME) transmits “Relocation Request Ack” to the handover source switching center (Source MME).
  • the handover destination switching center (Target MME) transmits the “RRC HO Command” included in “S1-AP: HO Request Ack” in the “Relocation Request Ack”.
  • step S1010 the handover source switching center (Source MME) transmits “S1-AP: HO Required Ack” to the handover source radio base station (Source eNB).
  • the handover source switching center (Source MME) transmits the “RRC HO Command” included in the “Relocation Request Ack” in the “S1-AP: HO Required Ack”.
  • step S1011 the handover source radio base station (Source eNB) transmits “RRC HO Command” to the mobile station UE.
  • step S1012 the mobile station UE determines a parameter (predetermined parameter) based on the counter NCC included in the “RRC HO Command” in the handover destination cell (cell # 1) included in the “RRC HO Command”. ) K eNB * is generated, and a security key (first key) K eNB is generated using the parameter K eNB *.
  • the parameter K eNB * is based on the counter NCC, either the parameter NH or the first key K eNB used for communication in the handover source cell, and the handover included in the “RRC HO Command” It is generated based on the physical identification information PCI of the previous cell (cell # 1).
  • the parameter NH corresponding to the counter NCC included in the “RRC HO Command” is generated inside the mobile station UE based on the key K ASME held by the mobile station UE.
  • step S1013 the mobile station UE transmits “RRC HO Complete” to the handover destination radio base station (Target eNB).
  • step S1014 the handover destination radio base station (Target eNB) “S1-AP: HO Complete” is transmitted to (Target MME).
  • step S1015 the handover destination switching center (Target MME) transmits “Relocation Complete” to the handover source switching center (Source MME).
  • step S1016 the handover source switching center (Source MME) “Relocation Complete Ack” is transmitted to the switching center (Target MME).
  • the security key (first key) K eNB generated in step S1008 and step S1012 is used between the mobile station UE and the handover destination radio base station (Target eNB). Communication was performed.
  • the mobile communication system according to the present embodiment instead of the parameter K eNB * generated by the handover source radio base station (Source eNB), the parameter NH1 generated by the switching center MME is used. Since the security key K eNB used for communication between the mobile station UE and the handover destination radio base station (Target eNB) can be generated, the security strength of the system can be improved.
  • the security key K eNB used for communication between the mobile station UE and the handover destination radio base station (Target eNB) can be generated, the security strength of the system can be improved.
  • the handover source radio base station (Source eNB) is installed by a person other than the communication operator, such as a femtocell (home cell) radio base station
  • the mobile communication system according to the present embodiment The effect by becomes remarkable.
  • the operations of the mobile station UE, the radio base station eNB, and the switching center MME described above may be performed by hardware, may be performed by a software module executed by a processor, or may be performed by a combination of both. May be.
  • Software modules include RAM (Random Access Memory), flash memory, ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electronically Erasable and Programmable, Removable ROM, and Hard Disk). Alternatively, it may be provided in an arbitrary format storage medium such as a CD-ROM.
  • the storage medium is connected to the processor so that the processor can read and write information from and to the storage medium. Further, such a storage medium may be integrated in the processor. Further, such a storage medium and a processor may be provided in the ASIC. Such an ASIC may be provided in the mobile station UE, the radio base station eNB, or the exchange MME. Further, the storage medium and the processor may be provided as a discrete component in the mobile station UE, the radio base station eNB, or the exchange MME.

Abstract

本発明に係る移動通信方法は、ハンドオーバ元無線基地局が、交換局を介して、ハンドオーバ先無線基地局に対して、第1パラメータを含むハンドオーバ要求を送信する工程Aと、交換局が、ハンドオーバ先無線基地局に対して、自身が生成した第2パラメータをハンドオーバ要求に含めて送信する工程Bと、ハンドオーバ先無線基地局が、第1パラメータ或いは第2パラメータのどちらかを用いて第1鍵を生成する工程Cと、ハンドオーバ先セルにおいて、移動局とハンドオーバ先無線基地局との間で第1鍵を用いて通信を開始する工程Dとを有する。

Description

移動通信方法
 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(Long Term Evolution)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(Source eNB)からハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)にハンドオーバする際に、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)は、事前に、ハンドオーバ準備処理(Handover Preparation)において、当該移動局UEの「UE context」を、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)に送信するように構成されている。
 ここで、「UE context」には、「AS(Access Stratum)」の「security protection(ciphering及びintegrity protection)」に必要な「security context」が含まれる。
 ASの「security protection」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KeNB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(Source eNB)は、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)に対して、セキュリティ鍵KeNBそのものではなく、セキュリティ鍵KeNB、或いは、事前に交換局MMEから取得している「NH(Next Hop)」というパラメータから派生された「KeNB*」というパラメータを転送するように構成されている。
 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(Target eNB)と移動局UEとの間の通信で用いられるセキュリティ鍵KeNBが、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)によって通知されるパラメータNH又はKeNB*によって所定規則(KDF:Key Derivation Function)に基づいて生成されるため、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)が、かかるセキュリティ鍵KeNB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(Source eNB)に対して、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)と移動局UEとの間の通信で用いられるセキュリティ鍵KeNB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、交換局を介して、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、第1パラメータ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、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、自身が生成した第2パラメータを前記ハンドオーバ要求に含めて送信する工程Bと、前記ハンドオーバ先無線基地局が、前記第1パラメータ或いは前記第2パラメータのどちらかを用いて第1鍵を生成する工程C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D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、前記工程Cにおいて、前記ハンドオーバ先無線基地局は、前記ハンドオーバ要求に前記第2パラメータが含まれていた場合には、該第2パラメータを用いて前記第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Bにおいて、前記交換局は、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、前記第1パラメータ又は前記第2パラメータのいずれかを示す識別情報を前記ハンドオーバ要求に含めて送信し、前記工程Cにおいて、前記ハンドオーバ先無線基地局は、前記識別情報によって示されている前記第1パラメータ又は前記第2パラメータを用いて前記第1鍵を生成してもよい。
 以上説明したように、本発明によれば、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)と移動局UEとの間の通信で用いられるセキュリティ鍵KeNB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。
図1は、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。 図2は、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KeNBを更新する様子を示す図である。 図3は、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。 図4は、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「HO Request」に含まれる情報要素の一例について説明するための図である。 図5は、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「HO Request」に含まれる情報要素「KeNB derivation info」に含まれる情報要素の一例について説明するための図である。 図6は、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「HO Request」に含まれる情報要素「KeNB derivation info」に含まれる情報要素の一例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(Source eNB)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(Target eNB)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(Target eNB)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(Source eNB)から通知されたパラメータ(第1パラメータ)KeNB*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「security protection」)で用いるセキュリティ鍵(第1鍵)KeNB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(Target eNB)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(Source eNB)から通知されたパラメータ(第1パラメータ)KeNB*及びハンドオーバ先セル(セル#1)において移動局UEに対して割り当てられる識別子C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary ID)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「security protection」)で用いるセキュリティ鍵(第1鍵)KeNB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KeNB*は、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)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(Source eNB)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に基づいて生成されるものである。
 或いは、パラメータKeNB*は、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)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KASMEを用いて生成され、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)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(Source eNB)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(Target eNB)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(Source eNB)に対して、「RRC Measurement Report(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(Source eNB)は、移動局UEを、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)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KeNB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KeNB*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(Source eNB)は、移動局UEを、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)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KeNB*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(Source eNB)は、ハンドオーバ元交換局(Source MME)に対して、かかるパラメータKeNB*及びカウンタNCCを含む「S1-AP:HO Required」を送信する。
 ステップS1004において、ハンドオーバ元交換局(Source MME)は、ハンドオーバ先交換局(Target MME)に対して、かかるパラメータKeNB*及びカウンタNCC(Next hop Chaining Count)を含む「Relocation Request」を送信する。
 ここで、ハンドオーバ元交換局(Source MME)及びハンドオーバ先交換局(Target MME)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(Target MME)は、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)がセキュリティ鍵を生成する際に、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)によって生成されたパラメータKeNB*を使用させるのか、或いは、ハンドオーバ先交換局(Target MME)が生成するパラメータNH1を使用させるのかについて決定する。
 ハンドオーバ先交換局(Target MME)は、ハンドオーバ先交換局(Target MME)が生成するパラメータNH1を使用させると判断した場合、鍵KASMEを用いて、任意のカウンタNCC(Next hop Chaining Count)に対応する2つのパラメータNH1及びNH2を生成する。
 ここで、パラメータNH1は、今回のハンドオーバ完了後に直ちに使用されるパラメータであり、パラメータNH2は、次回のハンドオーバ時にKeNB*を算出するために備えて通知されるパラメータである。
 なお、上述のパラメータKeNB*は、S1-APにおける「Transparent Container」として送信されているため、ハンドオーバ元交換局(Source MME)及びハンドオーバ先交換局(Target MME)は、上述のパラメータKeNB*を知ることができない。
 一方、上述のカウンタNCCは、S1-APにおける一情報要素として送信されるため、ハンドオーバ元交換局(Source MME)及びハンドオーバ先交換局(Target MME)は、上述のカウンタNCCを知ることができる。なお、かかるカウンタNCCと同一のカウンタNCCが、S1-APにおける「Transparent Container」内に含まれていてもよい。
 ステップS1006において、ハンドオーバ先交換局(Target MME)は、かかるパラメータNH1及びNH2が追加された「S1-AP:HO Request」を、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)に対して送信する。
 ここで、図4に、かかる「S1-AP:HO Request」の情報要素の一例を示す。図4に示す「S1-AP:HO Request」の情報要素は、3GPP規格TS35.413 V8.3.0に準拠している情報要素に、「KeNB Derivation Info」という情報要素が追加されているものである。
 例えば、「KeNB Derivation Info」は、図5に示すように、「NCC1」と、「Next Hop parameter 1」と、「NCC2」と「Next Hop parameter 2」とによって構成されている。
 ここで、「Next Hop parameter 1」には、上述のNH1が設定され、「NCC1」には、NH1に対応するNCCが設定され、「Next Hop parameter 2」には、上述のNH2が設定され、「NCC2」には、NH2に対応するNCCが設定される。
 なお、図5に示す「KeNB Derivation Info」では、「NCC1」及び「Next Hop parameter 1」が「Optional」であり、「NCC2」及び「Next Hop parameter 2」が「Mandatory」であってもよいし、全ての情報要素が「Mandatory」であってもよい。
 或いは、図5に示す「KeNB Derivation Info」では、「Next Hop parameter 1」が「Optional」であり、「NCC1」、「NCC2」及び「Next Hop parameter 2」が「Mandatory」であってもよい。
 また、「KeNB Derivation Info」は、図6に示すように、「NCC1」と、「Next Hop parameter 1」と、「NCC2」と「Next Hop parameter 2」と、「Context To Be Used Indicator」とによって構成されていてもよい。
 ここで、「Context To Be Used Indicator」には、パラメータKeNB*又はパラメータNH1のいずれかを示す識別情報が設定される。なお、図6に示す「KeNB Derivation Info」では、全ての情報要素が「Mandatory」である。
 なお、図6に示す「KeNB Derivation Info」では、「NCC1」及び「Next Hop parameter 1」は「Optional」であってもよい。
 ステップS1007において、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、ハンドオーバ先交換局(Target MME)に対して「S1-AP:HO Request Ack」を送信する。
 このとき、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、移動局UEに対して送信すべき「RRC HO Command」を作成し、上述の「S1-AP:HO Request Ack」に含めて「RRC HO Command」をハンドオーバ先交換局(Target MME)に対して送信する。
 かかる「RRC HO Command」には、カウントNCCが含まれる。かかるカウントNCCは、ハンドオーバ先交換局(Target MME)から「S1-AP:HO Request」にて通知された「NH1」及び「S1-AP:HO Request」内の「Transparent Container」で通知された「KeNB*」のどちらを用いたかに応じて、「NCC1」の値、或いは、「Transparent Container」に含まれるカウンタNCCの値が設定される。或いは、図5において、「NCC1」が「Mandatory」の場合は、「NCC1」の値が常に設定されてもよい。
 ステップS1008において、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、「S1-AP:HO Request」に含まれているパラメータ(第1パラメータ)KeNB*或いはパラメータ(第2パラメータ)NH1のどちらかを用いてセキュリティ鍵(第1鍵)KeNBを生成する。
 ここで、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、「S1-AP:HO Request」にパラメータNH1が含まれている場合には、「S1-AP:HO Request」に含まれていたパラメータNH1と、ハンドオーバ先セル(セル#1)の物理識別情報PCIとに基づいて、セキュリティ鍵KeNBを生成する。
 例えば、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、図5に示す「KeNB Derivation Info」の情報要素「Next Hop parameter 1」及び「NCC1」が設定されている場合には、パラメータNH1を用いてセキュリティ鍵KeNBを生成する。
 また、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、図6に示す「KeNB Derivation Info」の情報要素「Context To Be Used Indicator」にパラメータNH1の識別情報が設定されている場合には、パラメータNH1を用いてセキュリティ鍵KeNBを生成する。
 なお、かかる場合、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、「S1-AP:HO Request」に含まれていたパラメータNH1と、ハンドオーバ先セル(セル#1)の物理識別情報PCIと、ハンドオーバ先セル(セル#1)において移動局UEに対して割り当てられる識別子C-RNTIとに基づいて、セキュリティ鍵KeNBを生成してもよい。
 一方、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、「S1-AP:HO Request」にパラメータNH1が含まれていない場合には、「S1-AP:HO Request」の中の「Transparent Container」に含まれていたパラメータKeNB*に基づいて、セキュリティ鍵KeNBを生成する。
 例えば、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、図5に示す「KeNB Derivation Info」の情報要素「Next Hop parameter 1」又は「NCC1」が設定されていない場合には、パラメータKeNB*を用いてセキュリティ鍵KeNBを生成する。
 また、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、図6に示す「KeNB Derivation Info」の情報要素「Context To Be Used Indicator」にパラメータKeNB*の識別情報が設定されている場合には、パラメータKeNB*を用いてセキュリティ鍵KeNBを生成する。
 なお、かかる場合、ハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)は、「S1-AP:HO Request」の中の「Transparent Container」に含まれていたパラメータKeNB*及びハンドオーバ先セル(セル#1)において移動局UEに対して割り当てられる識別子C-RNTIに基づいて、セキュリティ鍵KeNB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(Target MME)は、ハンドオーバ元交換局(Source MME)に対して、「Relocation Request Ack」を送信する。
 このとき、ハンドオーバ先交換局(Target MME)は、「S1-AP:HO Request Ack」に含まれていた「RRC HO Command」を、「Relocation Request Ack」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(Source MME)は、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)に対して、「S1-AP:HO Required Ack」を送信する。
 このとき、ハンドオーバ元交換局(Source MME)は、「Relocation Request Ack」に含まれていた「RRC HO Command」を、「S1-AP:HO Required Ack」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(Source eNB)は、移動局UEに対して、「RRC HO Command」を送信する。
 ステップS1012において、移動局UEは、「RRC HO Command」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「RRC HO Command」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)KeNB*を生成し、かかるパラメータKeNB*を用いて、セキュリティ鍵(第1鍵)KeNBを生成する。
 なお、パラメータKeNB*は、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KeNBのどちらか一方、及び、「RRC HO Command」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、「RRC HO Command」に含まれているカウンタNCCに相当するものが、移動局UEが保持している鍵KASME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(Target eNB)に対して、「RRC HO Complete」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(Target eNB)は、ハンドオーバ先交換局(Target MME)に対して、「S1-AP:HO Complete」を送信する。
 ステップS1015において、ハンドオーバ先交換局(Target MME)は、ハンドオーバ元交換局(Source MME)に対して、「Relocation Complete」を送信し、ステップS1016において、ハンドオーバ元交換局(Source MME)は、ハンドオーバ先交換局(Target MME)に対して、「Relocation Complete Ack」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(Target eNB)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)KeNBを用いた通信が行われる。
(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、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)によって生成されたパラメータKeNB*の代わりに、交換局MMEによって生成されたパラメータNH1を用いて、ハンドオーバ先セルにおける移動局UEとハンドオーバ先無線基地局(Target eNB)との間での通信に用いられるセキュリティ鍵KeNBを生成することができるため、システムのセキュリティ強度を向上させることができる。
 特に、ハンドオーバ元無線基地局(Source eNB)が、フェムトセル用(ホームセル用)無線基地局のように、通信事業者以外によって設置されるものである場合に、本実施形態に係る移動通信システムによる効果が顕著となる。
 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(Random Access Memory)や、フラッシュメモリや、ROM(Read Only Memory)や、EPROM(Erasable Programmable ROM)や、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM)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。

Claims (4)

  1.  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、通信鍵を作るための第1パラメータ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、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、自身が生成した通信鍵を作るための第2パラメータを前記ハンドオーバ要求に含めて送信する工程Bと、
     前記ハンドオーバ先無線基地局が、前記第1パラメータ或いは前記第2パラメータのどちらかを用いて通信鍵を生成する工程C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通信鍵を用いて通信を開始する工程Dとを有することを特徴とする移動通信方法。
  2.  前記工程Cにおいて、前記ハンドオーバ先無線基地局は、前記ハンドオーバ要求に前記第2パラメータが含まれていた場合には、該第2パラメータを用いて前記通信鍵を生成することを特徴とする請求項1に記載の移動通信方法。
  3.  前記工程Bにおいて、前記交換局は、前記ハンドオーバ先無線基地局に対して、前記第1パラメータ又は前記第2パラメータのいずれかを示す識別情報を前記ハンドオーバ要求に含めて送信し、
     前記工程Cにおいて、前記ハンドオーバ先無線基地局は、前記識別情報によって示されている前記第1パラメータ又は前記第2パラメータを用いて前記通信鍵を生成することを特徴とする請求項1に記載の移動通信方法。
  4.  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おいて、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、ハンドオーバ元基地局から、ハンドオーバ要求により、通信鍵を作るための第1パラメータを受信すると共に、該ハンドオーバ要求に含まれる該交換局で生成された通信鍵を作るための第2パラメータを受信するように構成されている受信部と、
     前記ハンドオーバ要求に前記第2パラメータが含まれていた場合には、該第2パラメータを用いて前記通信鍵を生成するように構成されている生成部とを具備することを特徴とする無線基地局。
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