WO2012137684A1 - 移動通信方法、無線基地局、移動管理ノード及び移動局 - Google Patents

移動通信方法、無線基地局、移動管理ノード及び移動局 Download PDF

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mobile
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inter
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幹生 岩村
ウリ アンダルマワンティ ハプサリ
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株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/06—Network architectures or network communication protocols for network security for supporting key management in a packet data network
    • H04L63/068—Network architectures or network communication protocols for network security for supporting key management in a packet data network using time-dependent keys, e.g. periodically changing keys
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/04—Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA]
    • H04W12/041—Key generation or derivation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/04—Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA]
    • H04W12/043—Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA] using a trusted network node as an anchor
    • H04W12/0431—Key distribution or pre-distribution; Key agreement

Definitions

  • the present invention relates to a mobile communication method, a radio base station, a mobility management node, and a mobile station.
  • a cellular mobile communication system such as a W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) method or an LTE (Long Term Evolution) method
  • W-CDMA Wideband-Code Division Multiple Access
  • LTE Long Term Evolution
  • a plurality of mobile stations can transmit data signals via a mobile station interface (hereinafter referred to as a Ud interface) without using a Uu interface set up with a radio base station. It can be assumed that transmission and reception are performed.
  • a mobile station interface hereinafter referred to as a Ud interface
  • the security (confidentiality or falsification detection) of the data signal transmitted / received via the Ud interface is secured. It is assumed that a key for communication between mobile stations (hereinafter referred to as key K x ) different from the key used for securing is used.
  • the present invention has been made in view of the aforementioned problem, a mobile communication method capable of updating a key K x at the right time, the radio base station, to provide a mobile management node and the mobile station Objective.
  • the first feature of the present invention is that between the first mobile station and the second mobile station, the first mobile station and the second mobile station without using the radio base station interface set up with the radio base station.
  • the step of transmitting an instruction signal indicating that the sequence number of the sequence number of the data signal transmitted and received via the mobile station interface is approaching or a key update request signal for requesting key update and
  • a radio base station or a mobility management node receives the instruction signal or the key update request signal, an inter-mobile station communication key used for transmitting / receiving a data signal via the inter-mobile station interface or the mobile station
  • the step of notifying the predetermined parameter, and the mobile station communication key used by the first mobile station and the second mobile station to transmit and receive data signals via the inter-mobile station interface And a step of updating to a key for communication between stations or a key for communication between mobile stations calculated based on the predetermined parameter.
  • the second feature of the present invention is that the first mobile station and the second mobile station are connected to the first mobile station and the radio base station without using the radio base station interface set up with the radio base station.
  • a radio base station used in a mobile communication system configured to be able to transmit and receive data signals via an inter-mobile station interface set with a second mobile station, An instruction signal indicating that the timing at which the sequence number of the data signal transmitted / received via the inter-mobile station interface is completed from one mobile station or the second mobile station or a key update request signal for requesting key update And a mobile station used for transmission / reception of a data signal via the inter-mobile station interface when receiving the instruction signal or the key update request signal.
  • An updating unit configured to update a predetermined parameter for calculating a communication key or a communication key between the mobile stations, and the updated mobile for the first mobile station and the second mobile station And a transmitter configured to notify the communication key or the predetermined parameter.
  • a third feature of the present invention is that the first mobile station and the second mobile station are connected to the first mobile station and the radio base station without using the radio base station interface set up with the radio base station.
  • a mobility management node used in a mobile communication system configured to be able to transmit and receive data signals via a mobile station interface set with a second mobile station, An instruction signal indicating that the timing at which the sequence number of the data signal transmitted / received via the inter-mobile station interface is completed from one mobile station or the second mobile station or a key update request signal for requesting key update
  • a receiving unit configured to receive the data, a transfer used for transmission / reception of the data signal via the inter-mobile station interface is received.
  • An update unit configured to update an inter-station communication key or a predetermined parameter for calculating the inter-mobile station communication key, and the first mobile station and the second mobile station are updated.
  • a transmitter configured to notify the mobile station communication key or the predetermined parameter.
  • a fourth feature of the present invention is that the first mobile station and the second mobile station are connected to the first mobile station and the radio base station without using the radio base station interface set up with the radio base station.
  • a mobile station functioning as the first mobile station in a mobile communication system configured to be able to transmit and receive data signals via the inter-mobile station interface set with the second mobile station
  • An update unit configured to update the inter-mobile station communication key used for signal transmission / reception to the received inter-mobile station communication key or the inter-mobile station communication key calculated based on the predetermined parameter; The gist is to provide.
  • the present invention it is possible to provide a mobile communication method capable of updating a key K x at the right time, the radio base station, a mobile management node and a mobile station.
  • 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 functional block diagram of the mobile station according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the mobile station according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the radio base station or the mobility management node according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing operations of 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.
  • the mobile communication system according to the present embodiment is an LTE mobile communication system, and as shown in FIG. 1, a mobility management node MME (Mobility Management Entity) and a radio base connected to the mobility management node MME. Station eNB. Note that the present invention is also applicable to cellular mobile communication systems other than the LTE system.
  • the radio base station eNB and the mobile stations UE # 1 / UE # 2 are configured to transmit and receive data signals via the Uu interface, and the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 is configured to transmit and receive data signals via the Ud interface.
  • the mobile station UE # 1 can transmit / receive a data signal to / from the mobile station UE # 2 via the radio base station eNB (via the Uu interface) or not via the radio base station eNB. It is also possible to send and receive data signals (via the Ud interface).
  • the mobile station UE # 2 can transmit / receive a data signal to / from the mobile station UE # 1 via the radio base station eNB (via the Uu interface) or via the radio base station eNB. It is also possible to send and receive data signals (via the Ud interface).
  • security (confidentiality or tampering detection) is applied to data signals transmitted / received via the Uu interface or Ud interface.
  • a common key is prepared between the transmitting and receiving entities.
  • the key generation method and update method used in the LTE Uu interface are defined in 3GPP TS33.401 and the like.
  • the present invention according to the method of updating key K x used in Ud interface.
  • the configuration of the mobile station UE # 1 and the configuration of the mobile station UE # 2 are basically the same, the configuration of the mobile station UE # 1 will be described below as a representative.
  • the mobile station UE # 1 includes a management unit 11, a PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer function unit 12a, an RLC (Radio Link Control) layer function unit 12b, a transmission unit 13, and a reception.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • RLC Radio Link Control
  • Managing unit 11 is configured to manage the key K x used for security of the data signal transmitted and received through the Ud interface.
  • the transmission unit 13 is configured to transmit a data signal and a control signal to the radio base station eNB via the Uu interface, and transmits data to the mobile station UE # 2 via the Ud interface. It is configured to transmit a signal.
  • the reception unit 14 is configured to receive a data signal and a control signal from the radio base station eNB via the Uu interface, and receives a data signal from the mobile station UE # 2 via the Ud interface. It is configured as follows.
  • the PDCP layer function unit 12a is configured to perform processing in the PDCP layer.
  • the PDCP layer function unit 12a sets the IP packet received from the higher layer as PDCP-SDU (Service Data Unit), and sets the sequence number SN in the PDCP layer for the PDCP-SDU. By assigning a header including it, a PDCP-PDU (Protocol Data Unit) is generated and transmitted to the RLC layer function unit 12b.
  • PDCP-SDU Service Data Unit
  • PDCP layer function unit 12a using a key that is calculated from the key K x or key K x, is configured to perform the ciphering process for each PDCP-SDU to be transmitted.
  • PDCP layer function unit 12a using a key that is calculated from the key K x or key K x, is configured to perform the de-ciphering process for each PDCP-SDU received.
  • PDCP layer function unit 12a using a key that is calculated from the key K x or key K x, may be configured to perform integrity protection processing for each PDCP-SDU.
  • the PDCP layer function unit 12a may generate a MAC-I corresponding to the checksum for each PDCP-SDU to be transmitted and include it in the header. In this case, the PDCP layer function unit 12a verifies the MAC-I for each received PDCP-SDU and detects falsification.
  • the PDCP layer function unit 12a is configured to generate a “PDCP status report” based on the sequence number SN included in the PDCP-PDU header in the RLC-SDU received from the RLC layer function unit 12b. Yes.
  • the PDCP layer function unit 12a detects that the sequence number of the data signal transmitted / received via the Ud interface (for example, the sequence number used in the PDCP layer) is approaching, “SN” It is configured to generate a “wrap indication”.
  • the PDCP layer function unit 12a adds the header including the sequence number “120” to the transmission unit. 13 may be configured to generate “SN wrap indication”.
  • the PDCP layer function unit 12a selects the PDCP-PDU with the header including the sequence number “120”.
  • the transmission unit 13 may be configured to generate “SN wrap indication”.
  • the RLC layer function unit 12b appropriately divides and combines one or more PDCP-SDUs so as to have a predetermined size with respect to the PDCP-PDU received from the PDCP layer function unit 12a, and adds a header thereto.
  • An RLC-PDU is generated and transmitted to a MAC (Media Access Control) layer.
  • MAC Media Access Control
  • the transmission unit 13 transmits the PDU processed in each layer of PDCP, RLC, and MAC as a data signal to the mobile station UE # 2 through the Ud interface without using the Uu interface. Configured to send.
  • the transmission unit 13 is configured to transmit the “SN wrap indication” generated by the PDCP layer function unit 12a to the mobility management node MME or the radio base station eNB.
  • the “SN wrap indication” may be transmitted as an RRC message or a NAS message instead of a PDCP layer control signal.
  • Such “SN wrap indication” may be defined as a “key update request signal” for requesting key update.
  • the receiving unit 14 is configured to receive a data signal including “PDCP status report” from the mobile station UE # 2 via the Ud interface without passing through the Uu interface.
  • the update unit 15 is configured to update the key K x managed by the management unit 11.
  • a key K x being managed by the management unit 11 may be configured to replace the key K x received from the mobile management node MME or the radio base station eNB by the reception section 14 .
  • the updating unit 15 calculates the key K x, based on a predetermined parameter X received from the mobile management node MME or the radio base station eNB by the receiving section 14, the key K x being managed by the management unit 11, calculates it may be configured to replace the the key K x.
  • the updating unit 15 when updating the key K x is used to transmit and receive data signals through the Ud interface, it is configured so as to reset the RLC layer (Layer 2) The following protocol entities in Ud interface Good.
  • the PDCP layer function unit 12a may be configured to generate “PDCP status report” when the receiving unit 14 receives the key K x or the predetermined parameter X described above.
  • the radio base station eNB or the mobility management node MME includes a management unit 21, a reception unit 22, an update unit 23, and a transmission unit 24.
  • the management unit 21 is configured to manage a key K x for communication via the Ud interface in each mobile station UE (or a predetermined parameter X for calculating the key K x ).
  • the receiving unit 22 is configured to receive data signals and control signals transmitted by each mobile station UE.
  • the receiving unit 22 is configured to receive “SN wrap indication” transmitted by each mobile station UE.
  • the updating unit 23 transmits the mobile station UE (for example, mobile station UE # 1) of the “SN wrap indication” and the mobile station UE ( For example, it is configured to update a key K x (or a predetermined parameter X for calculating the key K x ) for communication performed with the mobile station UE # 2) via the Ud interface. .
  • the update unit 23 transmits the key K x to be transmitted to the transmission source mobile station UE (or the predetermined parameter X for calculating the key K x ) and the communication partner mobile station UE.
  • the key K x to be transmitted (or the predetermined parameter X for calculating the key K x ) may be the same or different.
  • the transmission unit 24 is configured to transmit a data signal and a control signal to the mobile station UE.
  • the transmission unit 24 transmits the “SN wrap indication” transmission source mobile station UE and communication partner. To the mobile station UE.
  • the transmission unit 24 may transmit the key K x updated by the update unit 23 (or the predetermined parameter X for calculating the key K x ) as a control signal for the PDCP layer, or may be an RRC message or NAS. It may be sent as a message.
  • data signals are transmitted and received between the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 via the Ud interface. The operation will be described.
  • step S1001 when the mobile station UE # 1 detects in step S1001 that the sequence number used in the PDCP layer on the transmission side is approaching, the radio base station in step S1002 “SN wrap indication” is transmitted to the eNB or the mobility management node MME.
  • step S1002 even when the mobile station UE # 1 detects in step S1001 that the timing at which the sequence number used in the PDCP layer on the reception side makes a round is approaching, in step S1002, the radio base station eNB Alternatively, “SN wrap indication” may be transmitted to the mobility management node MME.
  • step S1003 the key K x for communication between the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 (or such a key).
  • the predetermined parameter X) for calculating K x is updated, and the key K x (or the predetermined parameter X for calculating the key K x ) is transmitted to the mobile station UE # 1 in step S1004a.
  • step S1004b the key K x (or the predetermined parameter X for calculating the key K x ) is transmitted to the mobile station UE # 2.
  • the key K x transmitted to the mobile station UE # 1 (or the predetermined parameter X for calculating the key K x ) and the key K x transmitted to the mobile station UE # 2 (or The predetermined parameter X) for calculating the key K x may be the same or different.
  • step S1005A the mobile station UE # 1 updates the key K x for communication between the mobile station UE # 2
  • step S1005b the mobile station UE # 2 is between the mobile station UE # 1 to update the key K x for communication.
  • step S1006a the mobile station UE # 1, the response signal that notifies the radio base station eNB or the mobile management node MME, the update of the key K x for communication between the mobile station UE # 2 has been completed sends, in step S1006b, the mobile station UE # 2 to the radio base station eNB or the mobile management node MME, that the updating of the key K x for communication between the mobile station UE # 1 is completed A response signal to be notified is transmitted.
  • the radio base station eNB or the mobility management node MME transmits the key K x (or the predetermined parameter X for calculating the key K x ) in steps S1004a / S1004b, and then responds in step S1006a / S1006b. Until receiving a new Ud interface may be stopped.
  • the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 receive the key K x (or the predetermined parameter X for calculating the key K x ) in step S1004a / S1004b from the radio base station eNB or the mobility management node MME. , The protocol entity below the RLC layer of the Ud interface is reset.
  • the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 discard the PDU accumulated in the buffer and reset the MAC HARQ process and the like.
  • the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 subsequently receive a transmission / reception resource allocation on the new Ud interface from the radio base station eNB, the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 exchange “PDCP status report” with each other, and transmit / receive Match the state of SN of PDCP-SDU to be resumed.
  • the mobile station UE # 1 on the transmission side or the reception side detects that the timing at which the sequence number used in the PDCP layer makes a round is approaching.
  • the key K x for communication between the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 can be updated, the communication between the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 Security can be ensured.
  • the first feature of the present embodiment is set between the mobile station UE # 1 (first mobile station) and the mobile station UE # 2 (second mobile station) and the radio base station eNB.
  • Data signals are transmitted / received via the Ud interface (inter-mobile station interface) set between the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 without going through the Uu interface (radio base station interface).
  • the predetermined parameter X for calculating the key K x (key for between mobile station communications) or key K x is used to transmit and receive data signals through the Ud interface
  • a step of updating a step in which the radio base station eNB or the mobility management node MME notifies the updated key K x or the predetermined parameter X to the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2, and a mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2, and a step of updating the key K x is used to transmit and receive data signals
  • transmission / reception of “PDCP status report” may be performed when an updated key K x or a predetermined parameter X is received.
  • the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 has the key K x is used to transmit and receive data signals through the Ud interface, the notified key K x or predetermined parameters X If you update the key K x, which is calculated on the basis of the radio base station eNB or the mobile management node MME, it may have a step of transmitting a response signal to that effect.
  • the radio base station eNB or the mobility management node MME notifies the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 of the key Kx or the predetermined parameter X and then sends a response signal. Until the reception, assignment of a new Ud interface may be stopped.
  • the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 when updating a key K x is used to transmit and receive data signals through the Ud interface, RLC layer (layer in Ud interface 2)
  • the following protocol entities may be reset:
  • a second feature of the present embodiment is that data signals can be transmitted and received between the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 via the Ud interface without using the Uu interface.
  • a radio base station eNB used in a configured mobile communication system, configured to receive an “SN wrap indication” or a key update request signal from a mobile station UE # 1 or a mobile station UE # 2.
  • the update unit 23 configured to update the key K x or the predetermined parameter X, the mobile station UE # 1, and the mobile station UE
  • the gist of the present invention is that the transmission unit 24 is configured to notify the updated key K x or the predetermined parameter X to # 2.
  • the key K x or the predetermined parameter X is notified to the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2, and then the key is transmitted from the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2. until receiving a response signal indicating that the update of K x is completed, it may be configured to stop the allocation of new Ud interface.
  • a third feature of the present embodiment is that data signals can be transmitted and received between the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2 through the Ud interface without using the Uu interface.
  • a mobility management node MME used in a configured mobile communication system, configured to receive an “SN wrap indication” or a key update request signal from the mobile station UE # 1 or the mobile station UE # 2.
  • the update unit 23 configured to update the key K x or the predetermined parameter X, the mobile station UE # 1, and the mobile station UE # for two, to the subject matter to a transmission unit 24 configured to notify the updated key K x or predetermined parameters X .
  • the key K x or the predetermined parameter X is notified to the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2, and then the key is transmitted from the mobile station UE # 1 and the mobile station UE # 2. until receiving a response signal indicating that the update of K x is completed, it may be configured to stop the allocation of new Ud interface.
  • the fourth feature of the present embodiment is that mobile communication is configured such that data signals can be transmitted / received to / from the mobile station UE # 2 via the Ud interface without using the Uu interface.
  • the mobile station UE # 1 used in the system which is configured to transmit “SN wrap indication” or a key update request signal to the radio base station eNB, and “SN wrap indication”
  • the receiving unit 14 configured to receive the key K x or the predetermined parameter X from the radio base station eNB or the mobility management node MME that has received the key update request signal to update the key K x
  • the key K x calculated based on the key K x or predetermined parameter X has been received using
  • an updating unit 15 that is configured to.
  • the transmission unit 13 and the reception unit 14 transmit / receive “PDCP status report” to / from the mobile station UE # 2 through the Ud interface without using the Uu interface. It may be configured to do.
  • the transmission unit 13 and the reception unit 14 are configured to transmit and receive “PDCP status report” when an updated key K x or a predetermined parameter X is received. May be.
  • the updating unit 15 when updating the key K x is used to transmit and receive data signals through the Ud interface, reset the RLC layer (Layer 2)
  • the following protocol entities in Ud interface It may be configured to.
  • the operations of the radio base station eNB and the mobile station UE described above may be implemented by hardware, may be implemented by a software module executed by a processor, or may be implemented by a combination of both. Good.
  • the software modules include RAM (Random Access Memory), flash memory, ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electronically Erasable and Programmable, Removable ROM, Hard Disk, and Removable ROM).
  • RAM Random Access Memory
  • flash memory ROM (Read Only Memory)
  • EPROM Erasable Programmable ROM
  • EEPROM Electrically Erasable and Programmable, Removable ROM, Hard Disk, and Removable ROM.
  • it may be provided in a storage medium of an arbitrary format 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. Such a storage medium and processor may be provided in the ASIC. Such an ASIC may be provided in the radio base station eNB, the mobile station UE, or the like. Further, the storage medium and the processor may be provided as a discrete component in the radio base station eNB, the mobile station UE, or the like.
  • UE ... mobile station eNB ... radio base station eNB MME ... mobility management node 11, 21 ... management unit 12a ... PDCP layer function unit 12b ... RLC layer function unit 13, 24 ... transmission unit 14, 22 ... reception unit 15, 24 ... update unit

Abstract

　本発明に係る移動通信方法は、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥが、移動局ＵＥ＃１又は移動局ＵＥ＃２から「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」又は鍵更新要求信号を受信した場合、Ｕｄインタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる鍵Ｋｘ又は鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸを更新する工程と、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥが、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２に対して、更新した鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを通知する工程と、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２が、通知された鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸに基づいて算出した鍵Ｋｘを用いて、Ｕｄインタフェースを介したデータ信号の送受信を継続する工程とを有する。

Description

移動通信方法、無線基地局、移動管理ノード及び移動局
　本発明は、移動通信方法、無線基地局、移動管理ノード及び移動局に関する。
　Ｗ-ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ-Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の方式等のセルラー方式の移動通信システムでは、複数の移動局ＵＥ同士の通信は、無線アクセスネットワーク装置やコアネットワーク装置等を介して行われるように構成されている。
３ＧＰＰ　ＴＳ３６.３００
　しかしながら、従来のセルラー方式の移動通信システムでは、複数の移動局ＵＥが、同一セル（或いは、無線アクセスネットワーク装置配下のセル）内に配置されている場合であっても、データ信号及び制御信号の両方が、無線アクセスネットワーク装置を介して送受信されるように構成されているため、無線アクセスネットワーク装置の処理負荷が増大してしまうという問題点があった。
　かかる問題点を解決するために、複数の移動局が、無線基地局との間で設定されているＵｕインタフェースを介することなく、移動局間インタフェース（以下、Ｕｄインタフェース）を介して、データ信号の送受信を行うことを想定することができる。
　また、かかる場合には、Ｕｄインタフェースを介して送受信されるデータ信号のセキュリティ（秘匿や改竄検出）を確保するために、Ｕｕインタフェースを介して送受信されるデータ信号のセキュリティ（秘匿や改竄検出）を確保するために用いられる鍵とは異なる移動局間通信用鍵（以下、鍵Ｋｘ）を用いることが想定される。
　ここで、一般に、通信に用いる鍵として、長時間同じ鍵を用いると、セキュリティの脆弱性に繋がるため、ある程度頻繁に、かかる鍵を更新することが重要となる。例えば、データのシーケンス番号（ＳＮ：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ｎｕｍｂｅｒ）が一巡する前に、かかる鍵を更新することが望まれる。
　しかしながら、既存の移動通信システムの仕組みでは、かかる鍵Ｋｘを適切なタイミングで更新することができない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、適切なタイミングで鍵Ｋｘを更新することができる移動通信方法、無線基地局、移動管理ノード及び移動局を提供することを目的とする。
　本発明の第１の特徴は、第１移動局と第２移動局との間で、無線基地局との間で設定されている無線基地局インタフェースを介することなく、該第１移動局と該第２移動局との間で設定されている移動局間インタフェースを介して、データ信号の送受信を行う移動通信方法であって、前記第１移動局又は前記第２移動局が、前記無線基地局に対して、前記移動局間インタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを示す指示信号又は鍵の更新を要求する鍵更新要求信号を送信する工程と、前記無線基地局又は移動管理ノードが、前記指示信号又は前記鍵更新要求信号を受信した場合、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵又は該移動局間通信用鍵を算出するための所定パラメータを更新する工程と、前記無線基地局又は移動管理ノードが、前記第１移動局及び前記第２移動局に対して、更新した前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータを通知する工程と、前記第１移動局及び前記第２移動局が、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵を、通知された前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータに基づいて算出した移動局間通信用鍵に更新する工程とを有することを要旨とする。
　本発明の第２の特徴は、第１移動局と第２移動局との間で、無線基地局との間で設定されている無線基地局インタフェースを介することなく、該第１移動局と該第２移動局との間で設定されている移動局間インタフェースを介して、データ信号の送受信を行うことができるように構成されている移動通信システムで用いられる無線基地局であって、前記第１移動局又は前記第２移動局から、前記移動局間インタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを示す指示信号又は鍵の更新を要求する鍵更新要求信号を受信するように構成されている受信部と、前記指示信号又は前記鍵更新要求信号を受信した場合、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵又は該移動局間通信用鍵を算出するための所定パラメータを更新するように構成されている更新部と、前記第１移動局及び前記第２移動局に対して、更新した前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータを通知するように構成されている送信部とを具備することを要旨とする。
　本発明の第３の特徴は、第１移動局と第２移動局との間で、無線基地局との間で設定されている無線基地局インタフェースを介することなく、該第１移動局と該第２移動局との間で設定されている移動局間インタフェースを介して、データ信号の送受信を行うことができるように構成されている移動通信システムで用いられる移動管理ノードであって、前記第１移動局又は前記第２移動局から、前記移動局間インタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを示す指示信号又は鍵の更新を要求する鍵更新要求信号を受信するように構成されている受信部と、前記指示信号又は前記鍵更新要求信号を受信した場合、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵又は該移動局間通信用鍵を算出するための所定パラメータを更新するように構成されている更新部と、前記第１移動局及び前記第２移動局に対して、更新した前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータを通知するように構成されている送信部とを具備することを要旨とする。
　本発明の第４の特徴は、第１移動局と第２移動局との間で、無線基地局との間で設定されている無線基地局インタフェースを介することなく、該第１移動局と該第２移動局との間で設定されている移動局間インタフェースを介して、データ信号の送受信を行うことができるように構成されている移動通信システムにおいて該第１移動局として機能する移動局であって、前記無線基地局に対して、前記移動局間インタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを示す指示信号又は鍵の更新を要求する鍵更新要求信号を送信するように構成されている送信部と、前記指示信号又は前記鍵更新要求信号を受信した前記無線基地局又は移動管理ノードから、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵又は該移動局間通信用鍵を算出するための所定パラメータを受信するように構成されている受信部と、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵を、受信した前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータに基づいて算出した移動局間通信用鍵に更新するように構成されている更新部とを具備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、適切なタイミングで鍵Ｋｘを更新することができる移動通信方法、無線基地局、移動管理ノード及び移動局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局の機能ブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る移動局の動作を説明するための図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る無線基地局又は移動管理ノードの機能ブロック図である。 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の動作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）
　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。
　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って、図１に示すように、移動管理ノードＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｔｉｔｙ）と、移動管理ノードＭＭＥ配下に接続されている無線基地局ｅＮＢとを具備している。なお、本発明は、ＬＴＥ方式以外のセルラー方式の移動通信システムにも適用可能である。
　ここで、無線基地局ｅＮＢと移動局ＵＥ＃１/ＵＥ＃２との間では、Ｕｕインタフェースを介してデータ信号が送受信されるように構成されており、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間では、Ｕｄインタフェースを介してデータ信号が送受信されるように構成されている。
　すなわち、移動局ＵＥ＃１は、移動局ＵＥ＃２との間で、無線基地局ｅＮＢを介して（Ｕｕインタフェースを介して）データ信号を送受信することもできるし、無線基地局ｅＮＢを介さないで（Ｕｄインタフェースを介して）データ信号を送受信することもできる。
　同様に、移動局ＵＥ＃２は、移動局ＵＥ＃１との間で、無線基地局ｅＮＢを介して（Ｕｕインタフェースを介して）データ信号を送受信することもできるし、無線基地局ｅＮＢを介さないで（Ｕｄインタフェースを介して）データ信号を送受信することもできる。
　ここで、ＵｕインタフェースやＵｄインタフェースを介して送受信されるデータ信号には、セキュリティ（秘匿や改竄検出）が適用される。セキュリティを適用するために、送受信エンティティ間で、共通の鍵が用意される。
　ＬＴＥ方式のＵｕインタフェースにおいて用いられる鍵の生成方法及び更新方法は、３ＧＰＰのＴＳ３３.４０１等に規定されている。本発明は、Ｕｄインタフェースにおいて用いられる鍵Ｋｘの更新方法に係るものである。
　移動局ＵＥ＃１の構成及び移動局ＵＥ＃２の構成は、基本的に同一であるため、以下、代表して、移動局ＵＥ＃１の構成について説明する。
　図２に示すように、移動局ＵＥ＃１は、管理部１１と、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ機能部１２ａと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ機能部１２ｂと、送信部１３と、受信部１４と、更新部１５とを具備している。
　管理部１１は、Ｕｄインタフェースを介して送受信されるデータ信号のセキュリティに用いる鍵Ｋｘを管理するように構成されている。
　送信部１３は、Ｕｕインタフェースを介して、無線基地局ｅＮＢに対して、データ信号や制御信号を送信するように構成されており、Ｕｄインタフェースを介して、移動局ＵＥ＃２に対して、データ信号を送信するように構成されている。
　受信部１４は、Ｕｕインタフェースを介して、無線基地局ｅＮＢから、データ信号や制御信号を受信するように構成されており、Ｕｄインタフェースを介して、移動局ＵＥ＃２から、データ信号を受信するように構成されている。
　ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、ＰＤＣＰレイヤにおける処理を行うように構成されている。
　例えば、図３に示すように、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、上位レイヤから受信したＩＰパケットを、ＰＤＣＰ-ＳＤＵ（Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｄａｔａ　Ｕｎｉｔ）とし、かかるＰＤＣＰ-ＳＤＵに対して、ＰＤＣＰレイヤにおけるシーケンス番号ＳＮを含むヘッダを付与することによって、ＰＤＣＰ-ＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｄａｔａ　Ｕｎｉｔ）を生成して、ＲＬＣレイヤ機能部１２ｂに送信するように構成されている。
　ここで、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、鍵Ｋｘ或いは鍵Ｋｘから算出される鍵を用いて、送信するＰＤＣＰ-ＳＤＵごとにサイファリング処理を施すように構成されている。
　同様に、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、鍵Ｋｘ或いは鍵Ｋｘから算出される鍵を用いて、受信したＰＤＣＰ-ＳＤＵごとにデサイファリング処理を施すように構成されている。
　また、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、鍵Ｋｘ或いは鍵Ｋｘから算出される鍵を用いて、ＰＤＣＰ-ＳＤＵごとにインテグリティプロテクション処理を施すように構成されていてもよい。
　すなわち、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、送信するＰＤＣＰ-ＳＤＵごとにチェックサムに当たるＭＡＣ-Ｉを生成し、ヘッダに含めてもよい。この場合、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、受信したＰＤＣＰ-ＳＤＵごとにＭＡＣ-Ｉを検証し、改竄検出する。
　また、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、ＲＬＣレイヤ機能部１２ｂから受信したＲＬＣ-ＳＤＵ内のＰＤＣＰ-ＰＤＵのヘッダに含まれるシーケンス番号ＳＮに基づいて、「ＰＤＣＰ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔ」を生成するように構成されている。
　また、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、Ｕｄインタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号（例えば、ＰＤＣＰレイヤで用いられているシーケンス番号）が一巡するタイミングが近づいていることを検出した場合、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」を生成するように構成されている。
　例えば、ＰＤＣＰレイヤにおけるシーケンス番号が「０」～「１２７」の範囲で巡回して用いられる場合には、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、シーケンス番号「１２０」を含むヘッダを付与した場合に、送信部１３に対して、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」を生成するように構成されていてもよい。
　或いは、ＰＤＣＰレイヤにおけるシーケンス番号が「０」～「１２７」の範囲で巡回して用いられる場合には、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、シーケンス番号「１２０」を含むヘッダが付与されたＰＤＣＰ-ＰＤＵを受信した場合に、送信部１３に対して、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」を生成するように構成されていてもよい。
　ＲＬＣレイヤ機能部１２ｂは、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａから受信したＰＤＣＰ-ＰＤＵに対して、所定サイズとなるように１以上のＰＤＣＰ-ＳＤＵを適宜分割・結合し、これにヘッダを付与することによって、ＲＬＣ-ＰＤＵを生成して、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤに送信するように構成されている。
　ここで、送信部１３は、上述したＰＤＣＰやＲＬＣやＭＡＣの各レイヤで処理されたＰＤＵについて、Ｕｕインタフェースを介することなく、Ｕｄインタフェースを介して、移動局ＵＥ＃２に対して、データ信号として送信するように構成されている。
　また、送信部１３は、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａによって生成された「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」について、移動管理ノードＭＭＥ又は無線基地局ｅＮＢに対して送信するように構成されている。
　なお、かかる「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」は、ＰＤＣＰレイヤの制御信号としてではなく、ＲＲＣメッセージ又はＮＡＳメッセージとして送信されてもよい。
　また、かかる「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」は、鍵の更新を要求する「鍵更新要求信号」として定義されてもよい。
　また、受信部１４は、移動局ＵＥ＃２から、Ｕｕインタフェースを介することなく、Ｕｄインタフェースを介して、「ＰＤＣＰ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔ」を含むデータ信号を受信するように構成されている。
　更新部１５は、管理部１１によって管理されている鍵Ｋｘを更新するように構成されている。
　例えば、更新部１５は、管理部１１によって管理されている鍵Ｋｘを、受信部１４によって移動管理ノードＭＭＥ又は無線基地局ｅＮＢから受信した鍵Ｋｘに置換するように構成されていてもよい。
　或いは、更新部１５は、受信部１４によって移動管理ノードＭＭＥ又は無線基地局ｅＮＢから受信した所定パラメータＸに基づいて鍵Ｋｘを算出し、管理部１１によって管理されている鍵Ｋｘを、算出した鍵Ｋｘに置換するように構成されていてもよい。
　また、更新部１５は、Ｕｄインタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる鍵Ｋｘを更新する際に、ＵｄインタフェースにおけるＲＬＣレイヤ（レイヤ２）以下のプロトコルエンティティをリセットするように構成されていてもよい。
　なお、ＰＤＣＰレイヤ機能部１２ａは、受信部１４によって上述の鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸが受信された際に、「ＰＤＣＰ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔ」を生成するように構成されていてもよい。
　図４に示すように、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥは、管理部２１と、受信部２２と、更新部２３と、送信部２４とを具備している。
　管理部２１は、各移動局ＵＥにおけるＵｄインタフェースを介した通信用の鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）を管理するように構成されている。
　受信部２２は、各移動局ＵＥによって送信されたデータ信号や制御信号を受信するように構成されている。
　例えば、受信部２２は、各移動局ＵＥによって送信された「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」を受信するように構成されている。
　更新部２３は、受信部２２によって「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」が受信された場合、かかる「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」の送信元の移動局ＵＥ（例えば、移動局ＵＥ＃１）と通信相手の移動局ＵＥ（例えば、移動局ＵＥ＃２）との間でＵｄインタフェースを介して行われる通信用の鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）を更新するように構成されている。
　ここで、更新部２３は、送信元の移動局ＵＥに対して送信すべきの鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）と通信相手の移動局ＵＥに対して送信すべき鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）とを同じものにしてもよいし異なるものにしてもよい。
　送信部２４は、移動局ＵＥに対して、データ信号や制御信号を送信するように構成されている。
　例えば、送信部２４は、更新部２３によって更新された鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）について、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」の送信元の移動局ＵＥ及び通信相手の移動局ＵＥに対して送信するように構成されている。
　送信部２４は、更新部２３によって更新された鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）を、ＰＤＣＰレイヤの制御信号として送信してもよいし、ＲＲＣメッセージ又はＮＡＳメッセージとして送信してもよい。
　以下、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いて、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間でＵｄインタフェースを介したデータ信号の送受信が行われている場合の動作について説明する。
　図５に示すように、移動局ＵＥ＃１は、ステップＳ１００１において、送信側のＰＤＣＰレイヤで用いられているシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを検出すると、ステップＳ１００２において、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥに対して、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」を送信する。
　ここで、移動局ＵＥ＃１は、ステップＳ１００１において、受信側のＰＤＣＰレイヤで用いられているシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを検出した場合にも、ステップＳ１００２において、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥに対して、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」を送信してもよい。
　無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥは、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」を受信すると、ステップＳ１００３において、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の通信用の鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）を更新し、ステップＳ１００４ａにおいて、移動局ＵＥ＃１に対して、かかる鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）を送信し、ステップＳ１００４ｂにおいて、移動局ＵＥ＃２に対して、かかる鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）を送信する。
　ここで、移動局ＵＥ＃１に対して送信される鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）及び移動局ＵＥ＃２に対して送信される鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
　ステップＳ１００５ａにおいて、移動局ＵＥ＃１は、移動局ＵＥ＃２との間の通信用の鍵Ｋｘを更新し、ステップＳ１００５ｂにおいて、移動局ＵＥ＃２は、移動局ＵＥ＃１との間の通信用の鍵Ｋｘを更新する。
　ステップＳ１００６ａにおいて、移動局ＵＥ＃１は、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥに対して、移動局ＵＥ＃２との間の通信用の鍵Ｋｘの更新が完了したことを通知する応答信号を送信し、ステップＳ１００６ｂにおいて、移動局ＵＥ＃２は、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥに対して、移動局ＵＥ＃１との間の通信用の鍵Ｋｘの更新が完了したことを通知する応答信号を送信する。
　その後、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間のデータ信号の送受信は、更新された鍵Ｋｘを用いて継続される。
　なお、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥは、ステップＳ１００４ａ/Ｓ１００４ｂにおいて鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）を送信してから、ステップＳ１００６ａ/Ｓ１００６ｂにおいて応答信号を受信するまでの間、新たなＵｄインタフェースの割り当てを停止してもよい。
　また、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２は、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥから、ステップＳ１００４ａ/Ｓ１００４ｂにおいて鍵Ｋｘ（或いは、かかる鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸ）を受信した際に、ＵｄインタフェースのＲＬＣレイヤ以下のプロトコルエンティティをリセットする。
　すなわち、かかる場合、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２は、バッファに溜まっていたＰＤＵを破棄し、ＭＡＣのＨＡＲＱプロセス等をリセットする。
　また、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２は、その後、無線基地局ｅＮＢから新たなＵｄインタフェース上の送受信のリソース割当てを受信した際に、互いに「ＰＤＣＰ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔ」を交換し、送受信を再開すべきＰＤＣＰ-ＳＤＵのＳＮについての状態を一致させる。
　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、送信側或いは受信側の移動局ＵＥ＃１が、ＰＤＣＰレイヤで用いられているシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを検出した場合に、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の通信用の鍵Ｋｘを更新することができるため、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の通信におけるセキュリティを確保することができる。
　以上に述べた本実施形態の特徴は、以下のように表現されていてもよい。
　本実施形態の第１の特徴は、移動局ＵＥ＃１（第１移動局）と移動局ＵＥ＃２（第２移動局）との間で、無線基地局ｅＮＢとの間で設定されているＵｕインタフェース（無線基地局インタフェース）を介することなく、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間で設定されているＵｄインタフェース（移動局間インタフェース）を介して、データ信号の送受信を行う移動通信方法であって、移動局ＵＥ＃１又は移動局ＵＥ＃２が、無線基地局ｅＮＢに対して、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ（移動局間インタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを示す指示信号）」又は鍵の更新を要求する鍵更新要求信号を送信する工程と、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥが、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」又は鍵更新要求信号を受信した場合、Ｕｄインタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる鍵Ｋｘ（移動局間通信用鍵）又は鍵Ｋｘを算出するための所定パラメータＸを更新する工程と、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥが、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２に対して、更新した鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを通知する工程と、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２が、Ｕｄインタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる鍵Ｋｘを、通知された鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸに基づいて算出した鍵Ｋｘに更新する工程とを有することを要旨とする。
　本実施形態の第１の特徴において、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間で、Ｕｕインタフェースを介することなく、Ｕｄインタフェースを介して、「ＰＤＣＰ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔ（ＰＤＣＰステータスレポート）」の送受信を行う工程を有してもよい。
　本実施形態の第１の特徴において、「ＰＤＣＰ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔ」の送受信は、更新された鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸが受信された際に行われてもよい。
　本実施形態の第１の特徴において、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２が、Ｕｄインタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる鍵Ｋｘを、通知された鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸに基づいて算出した鍵Ｋｘに更新した場合に、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥに対して、その旨を示す応答信号を送信する工程を有してもよい。
　本実施形態の第１の特徴において、無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥは、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２に対して鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを通知してから応答信号を受信するまでの間、新たなＵｄインタフェースの割当を停止してもよい。
　本実施形態の第１の特徴において、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２は、Ｕｄインタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる鍵Ｋｘを更新する際に、ＵｄインタフェースにおけるＲＬＣレイヤ（レイヤ２）以下のプロトコルエンティティをリセットしてもよい。
　本実施形態の第２の特徴は、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間で、Ｕｕインタフェースを介することなく、Ｕｄインタフェースを介して、データ信号の送受信を行うことができるように構成されている移動通信システムで用いられる無線基地局ｅＮＢであって、移動局ＵＥ＃１又は移動局ＵＥ＃２から、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」又は鍵更新要求信号を受信するように構成されている受信部２２と、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」又は鍵更新要求信号を受信した場合、鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを更新するように構成されている更新部２３と、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２に対して、更新した鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを通知するように構成されている送信部２４とを具備することを要旨とする。
　本実施形態の第２の特徴において、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２に対して鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを通知してから、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２から鍵Ｋｘの更新が完了した旨を示す応答信号を受信するまでの間、新たなＵｄインタフェースの割当を停止するように構成されていてもよい。
　本実施形態の第３の特徴は、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間で、Ｕｕインタフェースを介することなく、Ｕｄインタフェースを介して、データ信号の送受信を行うことができるように構成されている移動通信システムで用いられる移動管理ノードＭＭＥであって、移動局ＵＥ＃１又は移動局ＵＥ＃２から、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」又は鍵更新要求信号を受信するように構成されている受信部２２と、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」又は鍵更新要求信号を受信した場合、鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを更新するように構成されている更新部２３と、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２に対して、更新した鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを通知するように構成されている送信部２４とを具備することを要旨とする。
　本実施形態の第３の特徴において、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２に対して鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを通知してから、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２から鍵Ｋｘの更新が完了した旨を示す応答信号を受信するまでの間、新たなＵｄインタフェースの割当を停止するように構成されていてもよい。
　本実施形態の第４の特徴は、移動局ＵＥ＃２との間で、Ｕｕインタフェースを介することなく、Ｕｄインタフェースを介して、データ信号の送受信を行うことができるように構成されている移動通信システムにおいて用いられる移動局ＵＥ＃１であって、無線基地局ｅＮＢに対して、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」又は鍵更新要求信号を送信するように構成されている送信部１３と、「ＳＮ　ｗｒａｐ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ」又は鍵更新要求信号を受信した無線基地局ｅＮＢ又は移動管理ノードＭＭＥから、鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸを受信するように構成されている受信部１４と、Ｕｄインタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる鍵Ｋｘを、受信した鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸに基づいて算出した鍵Ｋｘに更新するように構成されている更新部１５とを具備することを要旨とする。
　本実施形態の第４の特徴において、送信部１３及び受信部１４は、移動局ＵＥ＃２との間で、Ｕｕインタフェースを介することなく、Ｕｄインタフェースを介して、「ＰＤＣＰ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔ」の送受信を行うように構成されていてもよい。
　本実施形態の第４の特徴において、送信部１３及び受信部１４は、更新された鍵Ｋｘ又は所定パラメータＸが受信された際に、「ＰＤＣＰ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔ」の送受信を行うように構成されていてもよい。
　本実施形態の第４の特徴において、更新部１５は、Ｕｄインタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる鍵Ｋｘを更新する際に、ＵｄインタフェースにおけるＲＬＣレイヤ（レイヤ２）以下のプロトコルエンティティをリセットするように構成されていてもよい。
　なお、上述の無線基地局ｅＮＢや移動局ＵＥ等の動作は、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、無線基地局ｅＮＢや移動局ＵＥ等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無線基地局ｅＮＢや移動局ＵＥ等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、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
ｅＮＢ…無線基地局ｅＮＢ
ＭＭＥ…移動管理ノード
１１、２１…管理部
１２ａ…ＰＤＣＰレイヤ機能部
１２ｂ…ＲＬＣレイヤ機能部
１３、２４…送信部
１４、２２…受信部
１５、２４…更新部

Claims (14)

  1. 　第１移動局と第２移動局との間で、無線基地局との間で設定されている無線基地局インタフェースを介することなく、該第１移動局と該第２移動局との間で設定されている移動局間インタフェースを介して、データ信号の送受信を行う移動通信方法であって、
    　前記第１移動局又は前記第２移動局が、前記無線基地局に対して、前記移動局間インタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを示す指示信号又は鍵の更新を要求する鍵更新要求信号を送信する工程と、
    　前記無線基地局又は移動管理ノードが、前記指示信号又は前記鍵更新要求信号を受信した場合、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵又は該移動局間通信用鍵を算出するための所定パラメータを更新する工程と、
    　前記無線基地局又は移動管理ノードが、前記第１移動局及び前記第２移動局に対して、更新した前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータを通知する工程と、
    　前記第１移動局及び前記第２移動局が、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵を、通知された前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータに基づいて算出した移動局間通信用鍵に更新する工程とを有することを特徴とする移動通信方法。
  2. 　前記第１移動局と前記第２移動局との間で、前記無線基地局インタフェースを介することなく、前記移動局間インタフェースを介して、ＰＤＣＰステータスレポートの送受信を行う工程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。
  3. 　前記ＰＤＣＰステータスレポートの送受信は、更新された前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータが受信された際に行われることを特徴とする請求項２に記載の移動通信方法。
  4. 　前記第１移動局及び前記第２移動局が、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵を、通知された前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータに基づいて算出した前記移動局間通信用鍵に更新した場合に、前記無線基地局又は前記移動管理ノードに対して、その旨を示す応答信号を送信する工程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。
  5. 　前記無線基地局又は前記移動管理ノードは、前記第１移動局及び前記第２移動局に対して前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータを通知してから前記応答信号を受信するまでの間、新たな移動局間インタフェースの割当を停止することを特徴とする請求項４に記載の移動通信方法。
  6. 　前記第１移動局及び前記第２移動局は、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵を更新する際に、該移動局間インタフェースにおけるＲＬＣレイヤ以下のプロトコルエンティティをリセットすることを特徴とする請求項１に記載の移動通信方法。
  7. 　第１移動局と第２移動局との間で、無線基地局との間で設定されている無線基地局インタフェースを介することなく、該第１移動局と該第２移動局との間で設定されている移動局間インタフェースを介して、データ信号の送受信を行うことができるように構成されている移動通信システムで用いられる無線基地局であって、
    　前記第１移動局又は前記第２移動局から、前記移動局間インタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを示す指示信号又は鍵の更新を要求する鍵更新要求信号を受信するように構成されている受信部と、
    　前記指示信号又は前記鍵更新要求信号を受信した場合、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵又は該移動局間通信用鍵を算出するための所定パラメータを更新するように構成されている更新部と、
    　前記第１移動局及び前記第２移動局に対して、更新した前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータを通知するように構成されている送信部とを具備することを特徴とする無線基地局。
  8. 　前記第１移動局及び前記第２移動局に対して前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータを通知してから、該第１移動局及び該第２移動局から該移動局間通信用鍵の更新が完了した旨を示す応答信号を受信するまでの間、新たな移動局間インタフェースの割当を停止するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の無線基地局。
  9. 　第１移動局と第２移動局との間で、無線基地局との間で設定されている無線基地局インタフェースを介することなく、該第１移動局と該第２移動局との間で設定されている移動局間インタフェースを介して、データ信号の送受信を行うことができるように構成されている移動通信システムで用いられる移動管理ノードであって、
    　前記第１移動局又は前記第２移動局から、前記移動局間インタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを示す指示信号又は鍵の更新を要求する鍵更新要求信号を受信するように構成されている受信部と、
    　前記指示信号又は前記鍵更新要求信号を受信した場合、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵又は該移動局間通信用鍵を算出するための所定パラメータを更新するように構成されている更新部と、
    　前記第１移動局及び前記第２移動局に対して、更新した前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータを通知するように構成されている送信部とを具備することを特徴とする移動管理ノード。
  10. 　前記第１移動局及び前記第２移動局に対して前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータを通知してから、該第１移動局及び該第２移動局から該移動局間通信用鍵の更新が完了した旨を示す応答信号を受信するまでの間、新たな移動局間インタフェースの割当を停止するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の移動管理ノード。
  11. 　第１移動局と第２移動局との間で、無線基地局との間で設定されている無線基地局インタフェースを介することなく、該第１移動局と該第２移動局との間で設定されている移動局間インタフェースを介して、データ信号の送受信を行うことができるように構成されている移動通信システムにおいて該第１移動局として機能する移動局であって、
    　前記無線基地局に対して、前記移動局間インタフェースを介して送受信するデータ信号のシーケンス番号が一巡するタイミングが近づいていることを示す指示信号又は鍵の更新を要求する鍵更新要求信号を送信するように構成されている送信部と、
    　前記指示信号又は前記鍵更新要求信号を受信した前記無線基地局又は移動管理ノードから、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵又は該移動局間通信用鍵を算出するための所定パラメータを受信するように構成されている受信部と、
    　前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵を、受信した前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータに基づいて算出した移動局間通信用鍵に更新するように構成されている更新部とを具備することを特徴とする移動局。
  12. 　前記送信部及び前記受信部は、前記第２移動局との間で、前記無線基地局インタフェースを介することなく、前記移動局間インタフェースを介して、ＰＤＣＰステータスレポートの送受信を行う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。
  13. 　前記送信部及び前記受信部は、更新された前記移動局間通信用鍵又は前記所定パラメータが受信された際に、前記ＰＤＣＰステータスレポートの送受信を行うように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の移動局。
  14. 　前記更新部は、前記移動局間インタフェースを介したデータ信号の送受信に用いる移動局間通信用鍵を更新する際に、該移動局間インタフェースにおけるＲＬＣレイヤ以下のプロトコルエンティティをリセット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。
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