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特許6227631データパケットのアップリンク及びダウンリンクの間のコネクションレス型送信のための方法及びシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6227631
(24)【登録日】2017年10月20日
(45)【発行日】2017年11月8日
(54)【発明の名称】データパケットのアップリンク及びダウンリンクの間のコネクションレス型送信のための方法及びシステム
(51)【国際特許分類】
   H04W 74/08 20090101AFI20171030BHJP
   H04W 4/04 20090101ALI20171030BHJP
   H04W 12/08 20090101ALI20171030BHJP
【ＦＩ】
   H04W74/08
   H04W4/04 190
   H04W12/08
【請求項の数】16
【全頁数】50
(21)【出願番号】特願2015-511376(P2015-511376)
(86)(22)【出願日】2013年5月10日
(65)【公表番号】特表2015-517758(P2015-517758A)
(43)【公表日】2015年6月22日
(86)【国際出願番号】KR2013004165
(87)【国際公開番号】WO2013169073
(87)【国際公開日】20131114
【審査請求日】2016年3月1日
(31)【優先権主張番号】1863/CHE/2012
(32)【優先日】2012年5月10日
(33)【優先権主張国】IN
(31)【優先権主張番号】3756/CHE/2012
(32)【優先日】2012年9月10日
(33)【優先権主張国】IN
(73)【特許権者】
【識別番号】503447036
【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】スディール・クマール・バゲル
(72)【発明者】
【氏名】ラジャヴェルサミー・ラジャドゥライ
(72)【発明者】
【氏名】ヴェンカテスワラ・ラオ・マネパリ
(72)【発明者】
【氏名】マンゲシュ・アビマニュ・インガル
【審査官】 伊東 和重
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第２０１１／１５８３７７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】 特表２０１０−５４１４２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】 特表２０１３−５１１８６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｂ ７／２４−７／２６
Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１−４
ＳＡ ＷＧ１−４
ＣＴ ＷＧ１，４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線セルラーネットワークにおけるユーザ端末（ＵＥ）がデータパケットを送信するための方法であって、
前記ＵＥがアイドルモード（idle）にあり、送信するデータパケットを有している場合、ＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）及びコネクションレス（ＣＬ）モード指示子が含まれた第１のランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）メッセージを無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードに送信するステップと、
前記ＲＡＮノードから前記ＵＥ ＩＤ及びアップリンク（ＵＬ）グラント情報が含まれた第２のＲＡＣＨメッセージを受信するステップと、
前記アイドルモードで前記データパケットが含まれたメッセージを前記ＲＡＮノードに送信するステップと、を含む
ことを特徴とするデータパケットを送信するための方法。
【請求項2】
前記データパケットが含まれたメッセージは、完全性保護のためのセキュリティヘッダーをさらに含み、前記データパケットは暗号化される
ことを特徴とする請求項１に記載のデータパケットを送信するための方法。
【請求項3】
トラッキングエリアアップデート（ＴＡＵ）過程及び接続（attach）過程のうちの一つが遂行される間に、前記ＵＥとサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）との間の前記データパケットの送信のためのセキュリティコンテキストを設定するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載のデータパケットを送信するための方法。
【請求項4】
前記ＲＡＮノードを通して前記ＳＧＷとデータパケット送受信を遂行するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項３に記載のデータパケットを送信するための方法。
【請求項5】
無線セルラーネットワークにおけるユーザ端末（user equipment：ＵＥ）であって、
送信部と、
受信部と、
前記ＵＥがアイドルモード（idle）にあり、送信するデータパケットを有している場合、ＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）及びコネクションレス（ＣＬ）モード指示子が含まれた第１のランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）メッセージを無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードに送信するように前記送信部を制御し、前記ＲＡＮノードから前記ＵＥ ＩＤ及びアップリンク（ＵＬ）グラント情報が含まれた第２のＲＡＣＨメッセージを前記受信部を通して受信し、前記アイドルモードで前記データパケットが含まれたメッセージを前記ＲＡＮノードに送信するように前記送信部を制御する制御部と、を含む
ことを特徴とするユーザ端末。
【請求項6】
前記データパケットが含まれたメッセージは、完全性保護（integrity protection）のためのセキュリティヘッダーをさらに含み、前記データパケットは暗号化される
ことを特徴とする請求項５に記載のユーザ端末。
【請求項7】
前記制御部は、トラッキングエリアアップデート（ＴＡＵ）過程及び接続（attach）過程のうちの一つが遂行される間に、前記ＵＥとサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）との間の前記データパケットの送信のためのセキュリティコンテキストを設定する
ことを特徴とする請求項５に記載のユーザ端末。
【請求項8】
前記制御部は、前記ＲＡＮノードを通して前記ＳＧＷとデータパケット送受信を遂行する
ことを特徴とする請求項７に記載のユーザ端末。
【請求項9】
無線セルラーネットワークにおける無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードがデータパケットを受信するための方法であって、
ユーザ端末（ＵＥ）がアイドルモード（idle）にあり、送信するデータパケットを有している場合、ＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）及びコネクションレス（ＣＬ）モード指示子が含まれた第１のランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）メッセージを前記ＵＥから受信するステップと、
前記ＵＥ ＩＤ及びアップリンク（ＵＬ）グラント情報が含まれた第２のＲＡＣＨメッセージを前記ＵＥに送信するステップと、
前記アイドルモードの前記ＵＥから前記データパケットが含まれたメッセージを受信するステップと、を含む
ことを特徴とするデータパケットを受信するための方法。
【請求項10】
前記データパケットが含まれたメッセージは、完全性保護のためのセキュリティヘッダーをさらに含み、前記データパケットは暗号化される
ことを特徴とする請求項９に記載のデータパケットを受信するための方法。
【請求項11】
トラッキングエリアアップデート（ＴＡＵ）過程及び接続（attach）過程のうちの一つが遂行される間に、前記ＵＥとサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）との間の前記データパケットの送信のためのセキュリティコンテキストを設定するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項９に記載のデータパケットを受信するための方法。
【請求項12】
前記ＵＥと前記ＳＧＷとの間のデータパケット送受信のための動作を遂行するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項１１に記載のデータパケットを受信するための方法。
【請求項13】
無線セルラーネットワークにおける無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードであって、
送信部と、
受信部と、
ユーザ端末（ＵＥ）がアイドルモード（idle）にあり、送信するデータパケットを有している場合、ＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）及びコネクションレス（ＣＬ）モード指示子が含まれた第１のランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）メッセージを前記ＵＥから受信するように前記受信部を制御し、前記ＵＥ ＩＤ及びアップリンク（ＵＬ）グラント情報が含まれた第２のＲＡＣＨメッセージを前記ＵＥに送信するように前記送信部を制御し、前記アイドルモードの前記ＵＥから前記データパケットが含まれたメッセージを受信するように前記受信部を制御する制御部と、を含む
ことを特徴とする無線アクセスネットワークノード。
【請求項14】
前記データパケットが含まれたメッセージは、完全性保護（integrity protection）のためのセキュリティヘッダーをさらに含み、前記データパケットは暗号化される
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線アクセスネットワークノード。
【請求項15】
トラッキングエリアアップデート（ＴＡＵ）過程及び接続（attach）過程のうちの一つが遂行される間に、前記ＵＥとサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）との間の前記データパケットの送信のためのセキュリティコンテキストが設定される
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線アクセスネットワークノード。
【請求項16】
前記制御部は、前記ＵＥと前記ＳＧＷとの間のデータパケット送受信のための動作を遂行する
ことを特徴とする請求項１５に記載の無線アクセスネットワークノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パケット交換型（packet switched：ＰＳ）ネットワークでのデータ転送に関し、より具体的に、コネクションレス型（connectionless）方式を使用して間欠的又は頻繁な少量のデータ転送に関するものである。
【背景技術】
【0002】
今日の進化するモバイル市場において、ハイエンド（high end）ユーザ端末（User Equipments：ＵＥ）は、大多数の購買者に需要がある。ＵＥは、様々なアプリケーションにローディングされる。このような複数のアプリケーションは、バックグラウンドで実行され、無線セルラーネットワークとの少量のデータ交換を間欠的に実行する。これは、常に、大量のデータ転送があるパケットスイッチングロングタームエボリューション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）ネットワークの基本仮定を変更させる。電子メール同期化、株式市場アップデート、天気アップデート、サーバへのアライブ（alive）メッセージの記憶、サーバ（チャット／ソーシャルネットワークサーバ）とのアップデートのためのピング（ping）のようなＵＥ上のオープン（open）アプリケーションは、ＵＥがユーザ介入なしにサーバと通信する場合に幾つかのアプリケーションの例である。無線セルラーネットワークを通してサーバと少量のデータを交換するこのような通信は、本質的に間欠的である。
【0003】
既存の方法は、このような少量のデータ交換を含む間欠的な通信に対しても、ＵＥがアイドル状態から接続状態に転換することを要請する。ＬＴＥでの既存の方法は、ＵＥがＵＥ、無線アクセスネットワーク（Radio Access Network：ＲＡＮ）ノードとコアネットワークエンティティとの間でレガシー（legacy）専用進化したパケットシステム（Evolved Packet System：ＥＰＳ）ベアラー（無線ベアラー、Ｓ１ベアラー、及びＳ５／Ｓ８ベアラー）を確立することを要請する。専用ベアラーは、ＵＥ、ＲＡＮノード、及びコアネットワークエンティティ間の論理的又は仮想接続を意味する。ＵＥに対して確立されたレガシー専用ベアラーは、デフォルトベアラー又は専用ベアラーであり得る。無線ベアラーは、ＵＥとＲＡＮノードとの間でＥＰＳベアラーのデータパケットを転送する。Ｓ１ベアラーは、コアネットワークにおいて、ＲＡＮノードとサービングゲートウェイ（Serving Gateway：ＳＧＷ）エンティティとの間でＥＰＳベアラーのデータパケットを転送する。Ｓ５／Ｓ８ベアラーは、コアネットワークにおいて、ＳＧＷとパケットデータネットワークゲートウェイ（Packet data network Gateway：ＰＧＷ）エンティティとの間でＥＰＳベアラーのデータパケットを転送する。ＵＥにより確立された各ＥＰＳベアラーに対する無線、Ｓ１、及びＳ５／Ｓ８ベアラーの間には、１対１マッピングが存在する。このエンドツーエンド（end-to-end）ＥＰＳベアラーは、サービスのために交渉したサービス品質（Quality of Service：ＱｏＳ）を実現する。
【0004】
専用ベアラーの確立のためのシグナリングオーバーヘッドは、転送されているデータ（間欠的な少量のデータ）の量に比べて非常に高く、無線セルラーネットワークのデータ転送効率に影響を及ぼす。また、無線セルラーネットワークと間欠的に交換される少量のデータを生成するパワーメータ（power meters）のようなマシンタイプ通信（Machine Type Communication：ＭＴＣ）デバイスが増加するにつれ、無線セルラーネットワークは、信号輻輳をもたらす。
【0005】
このような複数のＭＴＣデバイスは、少量のデータ交換のために専用ＥＰＳベアラーを設定する接続状態にスイッチングすることを試みる。これは、信号輻輳をもたらし、無線セルラーネットワークリソース消費を増加させ得る。既存の方法では、接続状態に対する頻繁なスイッチングもＵＥのバッテリーを消耗させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、少なくとも上述した問題点及び／又は不都合に取り組み、少なくとも以下の利便性を提供することにある。すなわち、本発明の目的は、ユーザ端末（ＵＥ）のアイドル状態の間にコネクションレス型送信モードを使用してデータパケットのアップリンク（uplink：ＵＬ）及びダウンリンク（downlink：ＤＬ）送信のための無線セルラーネットワークの無線アクセスネットワーク（Radio Access Network：ＲＡＮ）ノードとサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）との間の共通ベアラー及びＳＧＷとパケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）との間の共通ベアラーを確立するための方法及びシステムを提供することにある。
【0007】
本発明の他の目的は、ルーティング情報をデータパケットに付加することにより自己持続可能な方式で確立された共通ベアラーを通してデータパケットをルーティングする方法を提供することにある。
【0008】
本発明のまた他の目的は、コネクションレス型送信モードの間にＵＥとＲＡＮノードとの間の修正されたＵｕインターフェースを使用する方法を提供することにある。
【0009】
本発明のさらなる他の目的は、ＵＥがレガシー接続指向送信モードからコネクションレス型送信モードにスイッチングできるようにするコネクションレス型指示子（ＣＬ指示子）を提供することにある。
【0010】
本発明のさらにその他の目的は、コネクションレス型送信モードの間のアップリンク−ダウンリンク（ＵＬ−ＤＬ）送信のための完全性及び／又は暗号化保護を用いてデータパケットをセキュアにする方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、少なくとも１つのユーザ端末（ＵＥ）により、無線セルラーネットワークにおいて、コネクションレス型送信モードを使用してデータパケットのアップリンク（ＵＬ）及びダウンリンク（ＤＬ）送信のための方法を提供し、上記方法は、コネクションレス型送信モードのために上記無線セルラーネットワークで共通ベアラーを確立することを含む。また、上記方法は、コネクションレス型送信モードでデータパケットを処理するためのコネクションレス（ＣＬ）指示を提供することを含む。さらに、上記方法は、自己持続可能な方式で無線セルラーネットワークを通して上記データパケットを独立してルーティングするために、パケットヘッダー情報としてルーティング情報、ＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）、セキュリティコンテキスト識別子の中の少なくとも１つを上記データパケットに付加することを含む。上記方法は、上記コネクションレス型送信モードにおいて、上記データパケットのＵＬ送信及びＤＬ送信のために上記無線セルラーネットワークの上記少なくとも１つのＵＥと少なくとも１つの無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードとの間で修正されたＵｕインターフェースを使用することを含む。
【0012】
本発明の他の態様によれば、コネクションレス型送信モードを使用する少なくとも１つのユーザ端末（ＵＥ）のデータパケットのアップリンク（ＵＬ）及びダウンリンク（ＤＬ）送信のための無線セルラーネットワークを提供し、上記無線セルラーネットワークは、複数のＲＡＮノードと、移動性管理エンティティ（ＭＭＥ）と、少なくとも１つのサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）と、少なくとも１つのパケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）とを含む。また、上記無線セルラーネットワークは、コネクションレス型送信モードのために上記無線セルラーネットワークで共通ベアラーを確立するように構成される。また、上記無線セルラーネットワークは、コネクションレス型送信モードで上記データパケットを処理するためのコネクションレス（ＣＬ）指示を提供するように構成される。また、上記無線セルラーネットワークは、自己持続可能な方式で上記データパケットを独立してルーティングするために、パケットヘッダー情報としてルーティング情報、ＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）、セキュリティコンテキスト識別子の中の少なくとも１つを上記データパケットに付加するように構成される。さらに、上記無線セルラーネットワークは、上記コネクションレス型送信モードにおいて、上記データパケットの上記ＵＬ送信及び上記ＤＬ送信のために上記少なくとも１つのＵＥと上記少なくとも１つの無線アクセスネットワーク（Radio Access Network：ＲＡＮ）ノードとの間で修正されたＵｕインターフェースを使用するように構成される。
【0013】
本発明のさらに他の態様によれば、コネクションレス型送信モードを使用するデータパケットのアップリンク（ＵＬ）及びダウンリンク（ＤＬ）送信のためのユーザ端末（ＵＥ）を提供し、上記ＵＥは、集積回路を含む。また、上記集積回路は、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つのメモリを含む。また、上記メモリは、上記回路内のコンピュータプログラムコードを含む。少なくとも１つのメモリ及びコンピュータプログラムコードは、上記少なくとも１つのプロセッサで上記ＵＥが上記コネクションレス型送信モードで上記データパケットを処理する上記サービングＲＡＮノードを示すコネクションレス（ＣＬ）指示を送信するようにする。また、上記ＵＥは、パケットヘッダー情報としてゲートウェイ識別子（Gateway Identity：ＧＷ ＩＤ）、セキュリティコンテキスト識別子、及びＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）の中の少なくとも１つを上記データパケットに付加することにより、自己持続可能な方式で上記データパケットを独立してルーティングドするように構成される。また、上記ＵＥは、上記コネクションレス型送信モードでの上記データパケットの上記ＵＬ送信及び上記ＤＬ送信のために修正されたＵｕインターフェースを使用してサービングＲＡＮノードと通信するようにさらに構成される。
【0014】
本発明の実施形態のこれら及び他の様態は、次の詳細な説明及び添付図面とともに考慮される場合に、より一層容易に認識され理解されるはずである。しかしながら、次の詳細な説明が本発明の望ましい実施形態及び複数の特定の細部事項を示しても、それは、限定でない例示として提供されたものであることを理解すべきである。複数の変更及び修正が本発明の思想を逸脱することなく、本発明の実施形態の範囲内でなされることができ、本発明の実施形態は、そのようなすべての修正を含む。
【0015】
本発明は、添付図面に示されており、様々な図面の全般にわたって、類似の参照符号は、対応する部分を示す。本発明の実施形態は、図面を参照して次の説明からより一層容易に分かるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでデータパケットのアップリンク（ＵＬ）送信及びダウンリンク（ＤＬ）送信のための無線セルラーネットワークに設定された共通ベアラーを示す図である。
【図2】本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでデータパケットのＵＬ送信のための共通ベアラーの確立に対するシーケンス図である。
【図3】本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでデータパケットのＤＬ送信のための共通ベアラーの確立に対するシーケンス図である。
【図4】本発明の実施形態によるランダムアクセス無線ネットワーク一時指示子（Random Access Radio Network Temporary Indicator：ＲＡ−ＲＮＴＩ）及び一時Ｃ−ＲＮＴＩ（Cell-RNTI）を使用して既存のランダムアクセスチャネル（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）手順に基づいてコネクションレス型送信モードでアップリンク（ＵＬ）送信のための新たなＵｕインターフェースを説明するシーケンス図である。
【図5】本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードに対するバッファ状態報告（Buffer Status Report：ＢＳＲ）を含むＲＡＣＨメッセージ３（ＲＡメッセージ）及びＣＬ指示子を示す図である。
【図6A】本発明の実施形態による付加データパケット内の異なるビット位置でＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを含むパケットヘッダー情報が付加されたコネクションレス型データパケットを示す図である。
【図6B】本発明の実施形態による付加データパケット内の異なるビット位置でＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを含むパケットヘッダー情報が付加されたコネクションレス型データパケットを示す図である。
【図6C】本発明の実施形態による付加データパケット内の異なるビット位置でＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを含むパケットヘッダー情報が付加されたコネクションレス型データパケットを示す図である。
【図7】本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードのために予約された新たなプリアンブルシーケンスに分割する例示的なＲＡＣＨプリアンブルシーケンスを示す図である。
【図8】本発明の実施形態によるコネクションレス型ＲＮＴＩ（connectionless-RNTI：ＣＬ−ＲＮＴＩ）及びＣ−ＲＮＴＩを使用して、修正されたＲＡＣＨ手順に基づいてコネクションレス型送信モードでＵＬ送信のために新たなＵｕインターフェースを説明するシーケンス図である。
【図9】本発明の実施形態によるＲＡ−ＲＮＴＩ及びＣＬ−ＲＮＴＩを使用して修正されたＲＡＣＨ手順に基づいてコネクションレス型送信モードでＵＬ送信のための新たなＵｕインターフェースを説明するシーケンス図である。
【図10】本発明の実施形態による固有のプリアンブルシーケンスを有する最適化されたＲＡＣＨ手順に基づいてコネクションレス型送信モードでＵＬ送信のための新たなＵｕインターフェースを説明するシーケンス図である。
【図11A】本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでＵＬ送信のための無線セルラーネットワークのエンティティの間のネットワークアクセス層（Network Access Stratum：ＮＡＳ）レベルシグナリングを説明するシーケンス図である。
【図11B】本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでＵＬ送信のための無線セルラーネットワークのエンティティの間のネットワークアクセス層（Network Access Stratum：ＮＡＳ）レベルシグナリングを説明するシーケンス図である。
【図12】本発明の実施形態によるサービングゲートウェイ（Serving Gateway：ＳＧＷ）でアップデートされる有効ＵＥコンテキストを有するコネクションレス型送信モードでＤＬ送信のための無線セルラーネットワークのエンティティの間のシグナリングを説明するシーケンス図である。
【図13】本発明の他の実施形態によるＳＧＷでアップデートされたＵＥコンテキストを有するコネクションレス型送信モードでＤＬ送信のための無線セルラーネットワークのエンティティの間のシグナリングを説明するシーケンス図である。
【図14A】本発明の実施形態によるＵＥノンス（nonce）及び基本キー（ＫＡＳＭＥ）を使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。
【図14B】本発明の実施形態によるＵＥノンス（nonce）及び基本キー（ＫＡＳＭＥ）を使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。
【図15A】本発明の実施形態によるＣＬＴアルゴリズムＩＤ及びＫＡＳＭＥを使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。
【図15B】本発明の実施形態によるＣＬＴアルゴリズムＩＤ及びＫＡＳＭＥを使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。
【図16A】本発明の実施形態によるＭＭＥノンス及びＫＡＳＭＥを使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。
【図16B】本発明の実施形態によるＭＭＥノンス及びＫＡＳＭＥを使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。
【図17A】本発明の実施形態による基地局キー（ＫｅＮＢ）、次のホップ（Next Hop：ＮＨ）及びＫＡＳＭＥを使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。
【図17B】本発明の実施形態による基地局キー（ＫｅＮＢ）、次のホップ（Next Hop：ＮＨ）及びＫＡＳＭＥを使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。
【図18】本発明の実施形態によるＵＥとｅＮＢとの間でセキュアにされるデータパケットに対するキー導出を示す図である。
【図19】本発明の実施形態による暗号アルゴリズムを有する暗号化／復号化メカニズムを示す図である。
【図20】本発明の実施形態によるページングに含まれたＤＬ割り当て情報を有するコネクションレス型送信モードでＤＬ送信の間に受信されたデータパケットを示す図である。
【図21】本発明の実施形態によるページングに含まれたＣＬ−ＲＮＴＩを有するコネクションレス型送信モードでＤＬ送信の間に受信されたデータパケットを示す図である。
【図22】本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでＤＬ送信の間に共通ＲＮＴＩを通して受信されたデータパケットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の実施形態、様々な特徴、及びその有益な具体的な事項は、添付の図面に図示されており、下記の説明で具体化される、限定されない実施形態を参照にしてより完全に説明される。公知のコンポーネント及び処理技術について、本発明の実施形態を不要に曖昧にするおそれがあると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。ここで使用される例は、単純に本発明の実施形態が実行される方式の理解を容易にし、また、当該技術分野における当業者が本発明の実施形態を実行することができることを意図する。したがって、ここで使用される実施形態が本発明の範囲を限定するように構成されてはならない。
【0018】
本発明の実施形態は、コネクションレス型送信モードを使用してユーザ端末（User Equipment：ＵＥ）のアイドル状態の間、無線セルラーネットワークにおけるデータパケットのアップリンク（ＵＬ）及びダウンリンク（ＤＬ）送信のための方法及びシステムを達成する。この方法は、無線アクセスネットワーク（Radio Access Network：ＲＡＮ）ノードとＳＧＷ（Serving Gateway）との間のＳ１共通ベアラー及びＳＧＷとパケットデータネットワークゲートウェイ（Packet Data Network Gateway：ＰＧＷ）との間のＳ５／Ｓ８共通ベアラーを確立する。この方法は、基地局、ｅＮＢ（evolved Node B）などのようなＲＡＮノードとＵＥとの間のランダムアクセスチャネル（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）手順に基づいて新たなＵｕインターフェースを定義する。ＲＡＣＨ手順は、既存のＲＡＣＨ手順（競合基盤）、修正されたＲＡＣＨ手順又は最適化されたＲＡＣＨ手順などであり得る。Ｓ１共通ベアラー及びＳ５／Ｓ８共通ベアラーは、共通トランスポートチャネルでＲＡＮノードによりサービングされるアイドル状態のすべてのＵＥからのデータパケットを転送（ルーティング）するための無線セルラーネットワーク内での単一の論理的な接続を提供する。一実施形態において、ＵＥは、ＮＡＳメッセージを使用するコネクションレス型送信のサポートを無線セルラーネットワークに示す。一実施形態において、ＵＥコネクションレス型送信モードのサポートを伝達するＮＡＳメッセージは、接続要請（Attach request）、トラッキング領域アップデート要請（Tracking Area Update Request）を含み、これに限定されない。他の実施形態において、ＵＥは、明示的にＵＥの性能交換手順を使用するコネクションレス型送信のサポートを示す。
【0019】
一実施形態において、ＭＭＥは、ＮＡＳメッセージを使用するコネクションレス型送信のサポートをＵＥに示す。一実施形態において、コネクションレス型送信モードに対するネットワークサポートを伝達するＮＡＳメッセージは、アタッチ許可（Attach accept）、トラッキング領域アップデート許可（Tracking Area Update Accept）の中の少なくとも１つである。
【0020】
一実施形態において、Ｓ５／Ｓ８ベアラーは、接続された状態の間にＵＥに対して確立された既存のベアラーであり得る。この方法は、確立された共通ベアラー及び／又は既存に確立されたＵＥベアラー及び新たなＵｕインターフェースを使用して自己持続可能な方式で無線セルラーネットワークを通して個別にデータパケットをルーティングするように、パケットヘッダー情報としてＵＥの識別子（Identifier：ＩＤ）及び／又はルーティング情報及び／又はセキュリティコンテキスト識別子をデータパケットに付加する。国際移動体加入者識別子（Internal Mobile Subscriber Identity：ＩＭＳＩ）のような永久的なＵＥ ＩＤを使用することは、セキュリティ脅威をもたらすことがあるため、ＵＥ ＩＤは、（Ｓ−ＴＭＳＩ）又は無線を通して使用される識別子のような一意の加入者識別子である。ＵＥ ＩＤは、コネクションレス型送信モードでのＵＬ送信及びＤＬ送信の間に無線セルラーネットワークでＲＡＮノード、及び／又は、ＳＧＷ及び／又はＰＧＷによりＵＥを固有に識別するために使用される。この方法は、コネクションレス型送信モードのための接続状態で確立された保有しているアクセス層（Access Stratum：ＡＳ）セキュリティコンテキストを使用するか又は新たなキーＫＣＬＴを使用して完全性及び／又は暗号化保護を提供することによりデータパケットをセキュアにする。ＫＣＬＴは、コネクションレス型モードトラフィックの保護のために使用されるキーである。この方法は、ＵＥとｅＮＢとの間のデータパケットをセキュアにする。他の実施形態において、この方法は、ＵＥとＳＧＷとの間のデータパケットをセキュアにする。一実施形態において、使用されたセキュリティコンテキストがＵＥと無線セルラーネットワークとの間で同一であることを確認するために、セキュリティコンテキスト識別子は、データパケットのコネクションレス型送信モードに含まれる。一実施形態において、セキュリティコンテキスト識別子は、進歩したキーセット識別子（evolved Key Set Identifier：ｅＫＳＩ）、ＮＣＣ、コネクションレス型モードセキュリティコンテキスト識別のためのネットワークにより割り当てられた新たな識別子、及びコネクションレス型モードセキュリティコンテキスト識別のためのセキュリティヘッダーを含む。
【0021】
ＵＥでのアップリンクトラフィックフローテンプレート（uplink traffic flow template：ＵＬ ＴＦＴ）は、１つ以上のフィルターに基づいて、ＵＥがレガシー接続指向送信モードからＵＬのためのコネクションレス型送信モードにスイッチングする必要があるか否かを決定する。コアネットワーク（core network：ＣＮ）からページング通知内のコネクションレス型指示子（ＣＬ−指示子）は、データパケットのダウンリンク送信のためのコネクションレス型送信モードを使用してＲＡＮノードに接続することをＵＥに通知する。ＵＬ送信及びＤＬ送信のすべてにおいて、ＵＥは、ＲＡＣＨ手順の間にＣＬ−指示子を使用してサービングＲＡＮノードに対するコネクションレス型送信モードの選択を示す。サービングＲＡＮノードは、ＵＥが現在キャンプオン（camped on）されているＲＡＮノードである。
【0022】
確立された共通ベアラー及び新たなＵｕインターフェースは、無線リソース制御（Radio Resource Control：ＲＲＣ）接続を確立することにより、ＵＥが接続状態にスイッチングする必要がなくてもデータパケットがＵＥから転送されることができるようにし、これにより、関連シグナリングを防止する。少量のデータ交換（転送）のために使用されたコネクションレス型送信モードは、頻繁な接続状態へのスイッチングを減少させることによりＲＲＣシグナリングオーバーヘッドを減少させ、ネットワーク輻輳を減少させ、より一層良好なネットワーク使用を提供し、ＵＥのバッテリー寿命を増加させる。
【0023】
詳細な説明の全般にわたって、用語‘ＲＡＮノード’及び‘ｅＮＢ（Evolved node B）’は、交換可能なように使用される。詳細な説明の全般にわたって、セキュリティコンテキスト識別子及び進化したキーセット識別子（evolved key set identifier：ｅＫＳＩ）は、交換可能なように使用される。
【0024】
詳細な説明の全般にわたって、用語‘無線セルラーネットワーク’及び‘ＬＴＥネットワーク’は、交換可能なように使用される。
【0025】
詳細な説明の全般にわたって、用語‘データパケット（ＩＰパケット）’及び‘コネクションレス型データパケット’は、交換可能なように使用される。
【0026】
ＬＴＥネットワークのエンティティは、複数のｅＮＢ及びコアネットワークを含むが、これに限定されず、ここで、コアネットワークは、ＭＭＥ、複数のＳＧＷ及び複数のＰＧＷ聞を含むが、これに限定されない。
【0027】
コネクションレス型送信モードのために、開示された方法及びシステムは、いずれのユーザ端末（User Equipment：ＵＥ）にも適用されることができる。ＵＥは、スマートフォン、タブレット、パーソナルディジタルアシスタンス（personal digital assistant：ＰＤＡ）、ＬＴＥ無線を有するＭＴＣデバイスなどであり得る。
【0028】
一実施形態において、少量のデータ交換のためのコネクションレス型送信モードは、汎用移動通信システム（Universal Mobile Telecommunications System：ＵＭＴＳ）に基づく第３世代パートーナーシッププロジェクト（3rd Generation Partnership Project：３ＧＰＰ）無線セルラーネットワークに適用される。ＵＭＴＳの場合に、無線ネットワーク制御器（Radio Network Controller：ＲＮＣ）とサービングＧＰＲＳサポートノード（Serving GPRS Support Node：ＳＧＳＮ）との間には、Ｓ１共通ベアラーが確立され、ＳＧＳＮとゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（Gateway GPRS Support Node：ＧＧＳＮ）との間には、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーが確立される。
【0029】
以降、図面を参照すると、より具体的に、図１乃至図２２を参照すると、望ましい実施形態が図示されており、ここで、類似した参照符号は、図面の全般にわたって一貫して対応する特徴を示す。
【0030】
図１は、本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでデータパケットのアップリンク（ＵＬ）送信及びダウンリンク（ＤＬ）送信のための無線セルラーネットワークに設定された共通ベアラーを示す図である。同図は、ｅＮＢ１０１ａにキャンプされたＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ及びｅＮＢ１０１ｂにキャンプされたＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、ＵＥ１００ｆを示す。同図は、移動性管理エンティティ（Mobility Management Entity：ＭＭＥ）１０２、ＳＧＷ１０３、ＰＧＷ１０４、及びＩＰネットワーク１０５を示す。
【0031】
同図は、ＵＬ−ＤＬ送信のためのコネクションレス型送信モードのＬＴＥネットワーク環境を示す。ＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、ＵＥ１００ｆとそれらのそれぞれのサービングｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂとの間には、新たなＵｕインターフェースが定義される。ＭＭＥ１０２は、ＳＧＷ１０３及びＰＧＷ１０４を選択し、ｅＮＢ１０１ａ、ｅＮＢ１０１ｂとＳＧＷ１０３との間には、Ｓ１共通ベアラーを確立し、また、ＳＧＷ１０３とＰＧＷ１０４との間には、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーを確立する。
【0032】
一実施形態において、このような共通ベアラーは（例えば、自己組織化ネットワーク（Self Organization Network：ＳＯＮ）方法を使用して）、ネットワークにより静的に及び／又は手動で確立される。
【0033】
ＬＴＥネットワークエンティティの間の修正されたＵｕインターフェース１０６及び共通ベアラーは、データパケットをルーティングするための共通の論理的（仮想）接続を提供する。データパケットには、自己持続可能な方式でＬＴＥネットワークを通してデータパケットを独立してルーティングするためのパケットヘッダー情報として、ルーティング情報及び／又はＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）及び／又はセキュリティコンテキスト識別子が付加される。
【0034】
開示された方法は、ＵＥがアイドル状態にある場合に、ＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆとの少量のデータ転送のためのエンドツーエンドサービスを提供する。開示された方法は、ＲＲＣ接続状態にスイッチングすることによりＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆがレガシー専用ＥＰＳベアラー（無線ベアラー及びＳ１専用ベアラー）を確立する必要性を除去する。
【0035】
ＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆのうちのいずれがデータパケットのＵＬ送信を行おうとするたびに、ＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆのＵＬトラフィックフローテンプレート（Traffic Flow template）は、フィルターに基づいて、レガシー接続指向送信モードを採用するか又はコネクションレス型送信モードを採用するかを決定する。ＵＬ−ＴＦＴがコネクションレス型送信モードを決定する場合に、それは、ＵＥのアクセス層（ＡＳ）、すなわち、ＲＲＣレイヤーに指示子を提供することにより、ＵＥのＲＲＣがデータのＵＬ送信のためのＲＲＣ接続を確立しないようにする。
【0036】
一実施形態において、ＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆのうちのいずれのＰＤＣＰレイヤーは、データが遅延耐性（delay tolerant）少量のデータであるか否かを識別するディープパケットインスペクション（Deep Packet Inspection：ＤＰＩ）を行ない、レガシー接続指向送信モードを採用するものであるか又はコネクションレス型送信モードを採用するものであるかを決定する。
【0037】
ＲＲＣは、データパケットの保護のために、ＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆのコネクションレス型送信モード及び要請パケットデータコンバージェンスプロトコル（Packet Data Convergence Protocol：ＰＤＣＰ）のための無線アクセスベアラー識別子（Radio Access Bearer Identifier：ＲＡＢ−ＩＤ）用基準値を使用する。ＵＥとｅＮＢとの間にセキュリティが適用される場合に、ＵＥのＰＤＣＰレイヤーは、データパケットを保護し、そのデータの送信を下位レイヤーに要請する。このデータは、ＲＡＣＨ手順に基づいて修正されたＵｕインターフェース１０６を使用してｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂに送信される。一実施形態において、ＵＥ１００ａとｅＮＢ１０１ａとの間にセキュリティが適用される場合に、ＰＤＣＰは、セキュリティ脅威からデータを保護する。他の実施形態では、このセキュリティがＵＥ１００ａとＳＧＷ１０３との間に適用される。このシナリオにおいて、ＵＥのＰＤＣＰレイヤー上のレイヤー及びＳＧＷの汎用パケット無線サービス（General Packet Radio Service：ＧＰＲＳ）トンネリングプロトコル（Tunneling protocol）（ＧＴＰ）レイヤー上のレイヤーは、コネクションレス型送信を保護する。この方法は、セキュリティ適用のためにＳＧＷとＵＥ１００ａとの間に新たな共通レイヤーを提供し、例えば、コネクションレス型送信モードに対するセキュリティキー及び選択されたアルゴリズムを使用して共通ＩＰレイヤー及びＩＰｓｅｃ保護が適用される。ＳＧＷは、コネクションレス型モードで送信されたデータパケットの安全及び認証（verification）のためにＭＭＥからセキュリティキー（ＫＣＬＴ）及び選択された暗号化アルゴリズム識別子を受信する。ｅＮＢ１０１ａ又はＳＧＷ１０３のセキュリティ終端（security termination）は、コアネットワーク詳細及びコアネットワークであり、ＵＥ１００ａは、あらかじめそれをよく知っている。一実施形態において、コネクションレス型送信モードを通して送信されたデータパケットは、暗号化されるが、オペレータポリシーに基づいて保護される完全である必要はない。ネットワークは、ＳＭＣ手順を使用してセキュリティメカニズムを開始し、暗号化及び／又は完全性保護のすべてが適用されるか否かを示す。
【0038】
一実施形態において、コネクションレス型送信モードのデータパケットに対する保護が適用され、接続指向送信モードに対する保護は、適用される必要がなく、その反対の場合も可能である。一実施形態において、保護は、コネクションレス型送信モード及び接続指向送信モードアプローチ方式のための異なるアルゴリズムを使用してデータパケットに対して適用される。ＡＳ又はＮＡＳ ＳＭＣ手順は、コネクションレス型送信モードに対するアルゴリズムも交渉し選択するために使用される。一実施形態において、コネクションレス型送信モードに対するセキュリティアルゴリズムを選択するために、ｅＮＢとＵＥとの間に又はＭＭＥとＵＥとの間に個別のＳＭＣ手順が実行される。また、一実施形態において、コネクションレス型送信モードに対して使用されるアルゴリズムは、ＵＥ及び無線セルラーネットワークで事前に構成される。
【0039】
コネクションレス型送信モードのために修正されたＵｕインターフェース１０６は、ＲＡＣＨ手順のＲＡメッセージ（メッセージ３）を通してｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂに送信されたコネクションレス型指示子（ＣＬ−指示子）を有する既存の競合基盤ＲＡＣＨ手順に基づく。ｅＮＢ１０１ａとＳＧＷ１０３との間のコネクションレス型送信モードのためにＳ１共通ベアラーが確立される。同様に、ｅＮＢ１０１ｂとＳＧＷ１０３との間には、他のＳ１共通ベアラーが確立される。ＳＧＷ１０３とＰＧＷ１０４との間のコネクションレス型送信モードのためには、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーが確立される。ＭＭＥ１０２によりコアネットワークエンティティＳＧＷ１０３及びＰＧＷ１０４でＳ１共通ベアラー及びＳ５／Ｓ８共通ベアラーが確立される。ＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆからのデータパケットは、それぞれのデータパケットのパケットヘッダー内のルーティング情報を使用してそれぞれのｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂによりそれぞれのＳ１共通ベアラーを通してＳＧＷ１０３に伝達される。ルーティング情報は、ＭＭＥ１０２により非アクセス層（Non Access Stratum：ＮＡＳ）メッセージの初期接続手順の間にＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆに提供され、ルーティング情報は、トラッキングエリアアップデート（Tracking Area Update：ＴＡＵ)手順の間にアップデートされる。データパケットがコネクションレス型送信モードに対する修正されたＵｕインターフェース１０６を使用してＵＬでそれぞれのｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂに送信される場合に、ルーティング情報は、ＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆによりパケットヘッダー情報として付加されるゲートウェイ識別子（Gateway Identifier：ＧＷ ＩＤ）を含む。ＧＷ ＩＤにより、ｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂは、コアネットワークエンティティＭＭＥ１０２によりｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂで事前に構成されるか、ｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂに提供されたマッピングテーブルを使用してＧＷ ＩＤをＳＧＷ１０３のインターネットプロトコル（Internet Protocol：ＩＰ）アドレスで分析することができる。一実施形態において、ｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂは、ＧＷ ＩＤを分析し、分析されたパラメータの提供をコアネットワークエンティティに要請する。ＲＡＮネットワークエンティティ又はコアネットワークエンティティだけがＧＷ ＩＤを分析することができる。一実施形態において、ｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂは、ＧＷ ＩＤを使用してＳＧＷの分析されたＩＰアドレスに基づいてそれぞれのＳ１共通ベアラーでＧＰＲＳトンネリングプロトコル−Ｕパケットデータユニット（GPRS Tunneling Protocol-U Packet Data Unit：ＧＴＰ−Ｕ ＰＤＵ）のような受信されたＵＬデータパケットをＳＧＷ１０３に転送する。
【0040】
一実施形態において、ｅＮＢは、パケットヘッダー情報として、ＵＥ ＩＤ、ＵＬトンネルエンドポイント識別子（Tunnel Endpoint Identifier：ＴＥＩＤ）、ＳＧＷ ＩＰアドレス、ＰＧＷ ＩＰアドレスを付加することによりＵＬ送信のための（ルーティング）データパケットをＳＧＷに転送する。パケットヘッダー情報は、ＧＰＲＳトンネリングプロトコル−ユーザ（GPRS Tunneling Protocol-User：ＧＴＰ−Ｕ）ヘッダーで送信される。
【0041】
一実施形態において、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーが使用される場合に、ｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂは、ＧＷ ＩＤを使用してＰＧＷ１０４のＩＰアドレスを分析し、それぞれのＳ１共通ベアラーを通してＰＧＷ１０４のＩＰアドレスをＳＧＷ１０３に転送されたＧＴＰ−Ｕ ＰＤＵのパケットヘッダー情報に付加する。ＳＧＷ１０３は、データパケットのパケットヘッダー情報で受信されたＵＥ ＩＤに基づくか又はＰＧＷ１０４のＩＰアドレスに基づいてＧＷ ＩＤを分析してＰＧＷ１０４を識別することにより、確立されたＳ５／Ｓ８共通ベアラーを通してＰＧＷ１０４にＧＴＰ−Ｕ ＰＤＵのようなデータパケットを転送する。
【0042】
一実施形態において、ＳＧＷ１０３は、ＵＥ１００ａ、ＵＥ１００ｂ、ＵＥ１００ｃ、ＵＥ１００ｄ、ＵＥ１００ｅ、及びＵＥ１００ｆに対するパケットデータネットワーク（Packet Data Network：ＰＤＮ）接続確立の間に生成された既存のレガシーＳ５／Ｓ８専用ベアラーを通してデータパケットを転送する。既存のレガシーＳ５／Ｓ８専用ベアラーが使用される場合に、ｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂは、ＧＷ ＩＤをＳＧＷ１０３のＩＰアドレス及びＰＧＷ１０４のＳ５／Ｓ８トンネルエンドポイント識別子（Tunnel Endpoint Identifier：ＴＥＩＤ）及び選択的にはそのＩＰアドレスに分析する。
【0043】
一実施形態において、ＳＧＷ１０３が複数のＰＧＷに接続されるか又はＰＧＷ１０４が複数のＰＤＮポートを備える場合に、ＳＧＷ１０３は、それぞれのＰＧＷ又はそれぞれのＰＤＮポート（トンネルエンドポイント識別子（Tunnel Endpoint Identifier：ＴＥＩＤ））にＧＷ ＩＤをマッピングすることにより受信されたＧＷ ＩＤを分析する。
【0044】
その後に、データパケットは、ＰＧＷ１０４によりＩＰネットワーク１０５に転送され、それらの宛先に到達する。例えば、宛先は、任意のアプリケーションサーバでもあり得る。
【0045】
ＩＰネットワーク１０５により転送されたデータパケットは、１つ以上のＵＥへのＤＬ送信のためにＰＧＷ１０４に到着する。例えば、データパケットは、ＵＥ１００ａに配信されるはずである。ＤＬ ＴＦＴは、トラフィックフローアグリゲート（traffic flow aggregate）をダウンリンク方向のＥＰＳベアラーにマッピングする。ＵＥ ＵＬ ＴＦＴと同様に、ＰＧＷ ＴＦＴは、フィルターに基づいて接続指向送信モードを採用するか又はコネクションレス型送信モードを採用するかを決定する。ＰＧＷ１０４又はＳＧＷ１０３は、接続指向送信モード又はコネクションレス型送信モードを通してデータパケットのＤＬ送信を処理するか否かを識別するために、データパケットのＤＰＩのようなメカニズムを使用する。アプリケーションレイヤー指示子などのようなメカニズム（ＤＰＩに基づかない）がコネクションレス型送信モードを通して処理するＤＬデータを識別するためにＰＧＷ１０４又はＳＧＷ１０３により使用されることができる。その後に、ＰＧＷ１０４は（ＰＧＷ１０４がコネクションレス型送信モードで送信されるデータパケットを識別する場合）、確立されたＳ５／Ｓ８共通ベアラー又は既存のＳ５／Ｓ８専用ベアラーを使用してＣＬ指示子、ＵＥ１００ａのＩＭＳＩ及びＵＥ１００ａのＩＰアドレスがＳＧＷ１０３に付加されたデータパケットを転送する。Ｓ１共通ベアラーが確立されなかったか、又はＳＧＷ１０３でＵＥコンテキストが有効でない場合に、ＳＧＷ１０３は、コネクションレス型送信モードで配信される到着データパケットを示すＣＬ指示子とともに、データパケットがＤＬ送信のために到着したＵＥ１００ａをページングするようにダウンリンクデータ通知（downlink data notification：ＤＤＮ）をＭＭＥ１０２に送信する。ＳＧＷ１０３によるＭＭＥ１０２への通知は、Ｓ１共通ベアラーを確立するか、又はＳＧＷ１０３でＵＥコンテキストをアップデートするためのものである。任意のＵＥが接続状態からアイドル状態にスイッチングする度に、ＭＭＥ１０２は、ＵＥコンテキストを保持する。ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａのトラッキング領域（トラッキング領域１）を識別するために、この有効ＵＥコンテキストを使用し、その後に、トラッキング領域１でｅＮＢ１０１ａ、ｅＮＢ１０１ｂ、及び複数のｅＮＢをページングする。ページメッセージは、ＣＬ−指示子及びＵＥ ＩＤを含み、ＵＥがアイドル状態にある場合に、ｅＮＢは、ＵＥコンテキストを保持しない。トラッキング領域１内のｅＮＢ１０１ａ、ｅＮＢ１０１ｂ、及び複数のｅＮＢは、コネクションレス型送信モードを使用してＵＥ１００ａ及びＣＬ−指示子が含まれたそれぞれのｅＮＢにキャンプされた複数のＵＥにページング通知を送信し、データをフェッチ（fetch）するようにＵＥに要請する。
【0046】
他の実施形態において、ｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂは、アイドル状態の間に（ＵＥは、セルレベルで識別される）ＵＥコンテキストを保持し、これに従って、現在ＵＥ１００ａ（ＵＥ１００ａは、ｅＮＢ１０１ａにキャンプされる）をサービングするｅＮＢ１０１ａだけがページング通知を送信する。これは、トラッキング領域１内の他のｅＮＢ（ｅＮＢ１０１ｂ）が不必要なページング通知の送信を防止する。ｅＮＢ１０１ａ及びｅＮＢ１０１ｂでのＵＥコンテキストは、それぞれのｅＮＢにキャンプされたアイドル状態のすべてのＵＥのために保持され、コネクションレス型送信モードをサポートする。ＵＥ１００ａがセル再選択規則に基づいてアイドル状態で任意の新たなｅＮＢに対するセル再選択を実行する場合に、ＵＥ１００ａは、セル再選択後の新たなｅＮＢでＵＥコンテキストが保持されるようにセルアップデート手順を使用する。
【0047】
ページング通知でＣＬ−指示子及びＵＥ ＩＤを受信する時、ＵＥ１００ａは、コネクションレス型送信モードを使用して現在ＳＧＷ１０３にバッファリングされたＤＬデータパケットをフェッチするようにする意図で、ＣＬ−指示子及びそれのＵＥ ＩＤがＲＡＣＨメッセージ３に含まれたＲＡＣＨ手順を開始することによりｅＮＢ１０１ａに応答する。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａの識別でＭＭＥ１０２に応答し、その後に、ＭＭＥ１０２は、ＳＧＷ１０３とｅＮＢ１０１ａとの間でＳ１共通ベアラーを確立する手順を開始するか、Ｓ１共通ベアラーがすでに確立された場合には、ＳＧＷ１０３でＵＥコンテキストをアップデートする手順を開始する。ＳＧＷ１０３でのＵＥコンテキストは、ＵＥ１００ａが現在キャンプされたｅＮＢ１０１ａのｅＮＢ ＩＰアドレス及びＳ−ＴＭＳＩに対するＩＭＳＩのマッピングを含む。
【0048】
その後に、ＳＧＷ１０３は、パケットヘッダー情報がＵＥ１００ａのＵＥ ＩＤを含む確立されたＳ１共通ベアラーでｅＮＢ１０１ａにＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴ ＰＤＵのようなＤＬデータパケットを転送する。
【0049】
データパケットは、データパケットの暗号化を行い（又は行うか）、新たなキーＫＣＬＴから導出されたキーで完全性保護を適用し、コネクションレス型送信モードに対する選択されたアルゴリズムを使用することにより、修正されたＵｕインターフェース１０６を通して送信する前にｅＮＢ及びＵＥによりセキュアにされる。ＫＣＬＴは、交渉された暗号化アルゴリズム又は事前に定義された暗号化アルゴリズムなどを使用してＵＥ１００ａ及びＭＭＥ１０２により導出される。
【0050】
ＤＬデータパケットは、ＵＥ１００ａの１回のページングオポチュニティの間に、コネクションレスセキュリティメカニズムを使用してｅＮＢ１０１ａにより保護され、アイドル状態にあるＵＥ１００ａに配信される。
【0051】
図２は、本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでデータパケットのＵＬ送信のための共通ベアラーの確立に対するシーケンス図である。同図は、ｅＮＢ１０１ａ、ＭＭＥ１０２、ＳＧＷ１０３、及びＰＧＷ１０４を示す。ｅＮＢ１０１ａは、共通ベアラー設定確立を開始し、共通ベアラーを設定するためのＳ１−ＡＰ要請をＭＭＥ１０２に送信する（２０１）。Ｓ１−ＡＰ要請は、ｅＮＢトンネルエンドポイント識別子（Tunnel End Point Identifier：ＴＥＩＤ）を含む。共通ベアラー設定要請を受信する時、ＭＭＥ１０２は、ｅＮＢ ＩＰアドレス及び受信されたｅＮＢ ＴＥＩＤを含むセッション生成要請をＳＧＷ１０３に送信する（２０２）。ＳＧＷ１０３は、ＳＧＷ Ｓ１ ＴＥＩＤを含むセッション生成応答でセッション要請に応答する（２０３）。また、ＭＭＥ１０２は、ＳＧＷ１０３のＩＰアドレス及びＳＧＷ１０３のＳ１ ＴＥＩＤを含むＳ１−ＡＰ応答でｅＮＢ１０１ａのＳ１−ＡＰ要請に応答する（２０４）。ｅＮＢ１０１ａがＳＧＷ１０３のＩＰアドレス、Ｓ１ ＴＥＩＤを認識し、ＳＧＷ１０３がｅＮＢ１０１ａのＩＰアドレス及びｅＮＢ ＴＥＩＤを認識することにより、ｅＮＢ１０１ａとＳＧＷ１０３との間には、Ｓ１共通ベアラーと呼ばれる論理的な接続が確立される（２０５）。
【0052】
さらに、ＳＧＷ１０３は、ＳＧＷ Ｓ５ ＴＥＩＤを含む共通ベアラー設定要請をＰＧＷ１０４に送信する（２０６）。ＰＧＷ１０４は、ＰＧＷ１０４のＰＧＷ Ｓ５ ＴＥＩＤを含む共通ベアラー設定応答でＳＧＷ１０３に応答する（２０７）。ＳＧＷ１０３がＰＧＷ１０４のＰＧＷ Ｓ５ ＴＥＩＤを認識し、ＰＧＷ１０４がＳＧＷ１０３のＳＧＷ ＴＥＩＤを認識することにより、ＳＧＷ１０３とＰＧＷ１０４との間には、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーと呼ばれる論理的な接続が確立される（２０８）。
【0053】
図３は、本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでデータパケットのＤＬ送信のための共通ベアラーの確立に対するシーケンス図である。同図は、ｅＮＢ１０１ａ、ＭＭＥ１０２、ＳＧＷ１０３、及びＰＧＷ１０４を示す。ＰＧＷ１０４は、モバイル終了呼び出し（mobile terminated call）のための共通ベアラー設定確立を開始し、ＰＧＷ１０４のＰＧＷ Ｓ５ ＴＥＩＤを含む共通ベアラー設定要請をＳＧＷ１０３に送信する（３０１）。ＳＧＷ１０３は、ＳＧＷ１０３のＳＧＷ Ｓ１ ＴＥＩＤを含むセッション生成要請をＭＭＥ１０２に送信する（３０２）。また、ＭＭＥ１０２は、ＳＧＷ１０３のＩＰアドレス及びＳＧＷ１０３のＳ１ ＴＥＩＤを含むＳ１−ＡＰ要請を送信する（３０３）。ｅＮＢ１０１ａは、ｅＮＢ ＩＰアドレス及びｅＮＢ１０１ａのｅＮＢ ＴＥＩＤを含むＳ１−ＡＰ応答をＭＭＥ１０２に送信する（３０４）。Ｓ１−ＡＰ応答を受信する時、ＭＭＥ１０２は、ｅＮＢ１０１ａのｅＮＢ ＩＰアドレス及びｅＮＢ ＴＥＩＤを含むセッション生成応答をＳＧＷ１０３に送信する（３０５）。ｅＮＢ１０１ａがＳＧＷ１０３のＩＰアドレス、Ｓ１ ＴＥＩＤを認識し、また、ＳＧＷ１０３がｅＮＢ１０１ａのＩＰアドレス及びｅＮＢ ＴＥＩＤを認識することにより、ｅＮＢ１０１ａとＳＧＷ１０３との間には、Ｓ１共通ベアラーと称される論理的な接続が確立される（３０６）。
【0054】
Ｓ１共通ベアラーの確立の際に、ＳＧＷ１０３は、ＳＧＷ１０３のＳＧＷ Ｓ５ ＴＥＩＤを含む接続ベアラー設定応答をＰＧＷ１０４に送信する（３０７）。ＳＧＷ１０３がＰＧＷ１０４のＰＧＷ Ｓ５ ＴＥＩＤを認識し、また、ＰＧＷ１０４がＳＧＷ１０３のＳＧＷ ＴＥＩＤを認識することにより、ＳＧＷ１０３とＰＧＷ１０４との間には、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーと称される論理的な接続が確立される（３０８）。
【0055】
図４は、本発明の実施形態によるランダムアクセス無線ネットワーク一時指示子（Random Access Radio Network Temporary Indicator：ＲＡ−ＲＮＴＩ）及び一時セル−ＲＮＴＩ（Ｃ−ＲＮＴＩ）を使用する既存のランダムアクセスチャネル（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）手順に基づいてコネクションレス型送信モードでアップリンク（ＵＬ）送信のためのＵｕインターフェース１０６を説明するシーケンス図である。同図は、説明の便宜上、ｅＮＢ１０１ａにキャンプされたＵＥ１００ａだけを示す。プリアンブルシーケンス（preamble sequence）を送信し、ＵＬグラント（grant）を要請する複数のＵＥが存在し得る。同図は、ＵＥ１００ａとｅＮＢ１０１ａとの間の修正されたＵｕインターフェース１０６を示す。ＵＥは、ランダムにグループＡ又はグループＢ（競合基盤ＲＡＣＨのために予約された既存のプリアンブルシーケンス）から１つのランダムアクセス（Random Access：ＲＡ）プリアンブルシーケンスを選択し、ＲＡＣＨメッセージ１のような物理ＲＡＣＨ（Physical RACH：ＰＲＡＣＨ）で送信する（４０１）。選択されたプリアンブルシーケンスは、ＵＥ１００ａがＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ３）に送信するものと予想されるメッセージのサイズに従って異なる。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａを含む複数のＵＥからのＰＲＡＣＨを通したプリアンブル送信を検出する。また、ｅＮＢ１０１ａは、ＲＡ応答ウィンドウ内のＲＡ−ＲＮＴＩを使用して（Physical Downlink Control Channel：ＰＤＣＣＨ）によりアドレッシングされた（addressed）物理ダウンリンク共有チャネル（Physical Downlink Shared Channel：ＰＤＳＣＨ）でＲＡＣＨメッセージ２のようなＲＡ応答（RA Response：ＲＡＲ）を送信する（４０２）。ＲＡＣＨメッセージ２は、すべての検出されたプリアンブルに対する初期ＵＬグラント（２０ビット）、タイミングアドバンス（１１ビット）、ＲＡプリアンブルシーケンス識別子（RA preamble sequence identifier：ＲＡＰＩＤ）（６ビット）及び一時Ｃ−ＲＮＴＩ（１６ビット）のそれぞれを含む複数のＲＡＲを含む。ＲＡＰＩＤがＲＡＣＨメッセージ１で送信されたＲＡプリアンブルシーケンスとマッチングされるＵＥは、ＲＡＣＨメッセージ２での特定のＵＬグラントされた物理アップリング共有チャネル（Physical Uplink Shared Channel：ＰＵＳＣＨ）でＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ３）を送信する。ＵＥ１００ａは、送信されたＲＡプリアンブルシーケンスとＲＡＰＩＤとの間のマッチングを検出する。また、ＵＥは、ＲＡＣＨメッセージ２で特定されたＵＬグラントでＰＵＳＣＨを通してＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ３）を送信する（４０３）。この方法は、ＵＬデータがコネクションレス型送信モードを使用して転送されることをｅＮＢ１０１ａに示すように、競合基盤ＲＡＣＨのＲＡＣＨメッセージ３を修正する。修正されたＲＡＣＨメッセージ３は、ＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）（例えば、初期接続手順の間にＭＭＥ１０２によりＵＥ１００ａに提供されたＳ−ＴＭＳＩ）を含むコネクションレス型データ及びＭＡＣサービスデータユニット（Service Data Unit：ＳＤＵ）に対するバッファ状態報告媒体アクセス制御エレメント（Buffer Status Report Medium Access Control Element：ＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥ）及びコネクションレス型送信モードに対するＣＬ−指示を提供するためのＣＬ指示子（ＣＬ−Ｉｎｄ）を含む。
【0056】
ＵＥ１００ａによるＲＡＣＨメッセージ３の送信とともに競合解決タイマー（contention resolution timer）が開始される。既存の方法において、競合解決タイマーの最大値は、６４ｍｓである。しかしながら、ＣＬ−ＩｎｄがＲＡＣＨメッセージ３に含まれている場合に、それは、より高い値に拡張されることができる。
【0057】
また、ｅＮＢ１０１ａは、一時Ｃ−ＲＮＴＩを使用して物理ダウンリンク制御チャネル（Physical Downlink Control Channel：ＰＤＣＣＨ）によりアドレッシングされたＰＤＳＣＨで競合解決メッセージ（ＲＡＣＨメッセージ４）を送信する（４０４）。ＲＡＣＨメッセージ４は、ＲＡＣＨメッセージ３でｅＮＢ１０１ａにより受信されたＵＥ ＩＤであり得る競合解決ＩＤを含む。この方法は、コネクションレス型パケットを送信するためのＵＬグラントを有するようにメッセージ４を修正する。ハイブリッド自動再送要請（Hybrid Automatic Repeat Request：ＨＡＲＱ）は、ＲＡＣＨメッセージ４のために選択的に使用されることができる。したがって、ＲＡＣＨメッセージ４を正確にデコーディングし、自身のＵＥ ＩＤを検出するＵＥは、肯定応答（acknowledgement：ＡＣＫ）をさらに送信する。
【0058】
コネクションレス型送信のためのＵＬグラントを受信する時、ＵＥ１００ａは、送信されるデータペイロードを有するＰＤＣＰ ＳＤＵを含むコネクションレス型データパケット、ＲＲＣからＵＥ１００ａのＰＤＣＰレイヤーによりフェッチされるＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを準備する（ＧＷ ＩＤは、初期接続手順の間にＭＭＥ１０２によりＵＥ１００ａに提供されるか、又はＴＡＵ手順の間にアップデートされる）。また、ＰＤＣＰは、ＲＡＣＨメッセージ４で特定されたＵＬグラントでＰＵＳＣＨへの送信のために下位レイヤーにデータパケットをハンドオーバする。ＰＤＣＰヘッダーは、ＵＥ ＩＤ及びパケットヘッダー情報のようなＧＷ ＩＤを含むように拡張（付加）される。また、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ５でパケットヘッダー情報が付加されたデータパケットをｅＮＢ１０１ａに送信する（４０５）。
【0059】
一実施形態において、ＭＭＥ１０２は、アタッチ許可（attach accept）及び／又はトラッキングエリアアップデート（Tracking Area Update：ＴＡＵ)許可メッセージでＧＷ ＩＤをＵＥ１００ａに提供する。ＧＷ ＩＤは、ＵＥ１００ａを含む外部エンティティがコアネットワークノードＳＧＷ１０３の分析を防止するネットワークトポロジーハイディングフィーチャー（network topology hiding features）、及びＧＷ ＩＤを使用するＰＧＷ１０４内部ＩＰアドレスを有し得る。ＭＭＥ１０２、ｅＮＢ１０１ａのような無線ネットワークエンティティだけがＧＷ ＩＤを使用してＩＰアドレスを分析するか又はＳＧＷ１０３及び／又はＰＧＷ１０４を識別できる。
【0060】
一実施形態において、ＰＧＷ１０４／ＳＧＷ１０３は、複数の識別子を有することができ、ＭＭＥは、ＰＧＷ１０４又はＳＧＷ１０３に対する複数のＧＷ ＩＤからランダムにＧＷ ＩＤをＵＥ１００ａに提供する。したがって、無線セルラーネットワーク内で使用可能なＰＧＷ又はＳＧＷの実際の個数は、外部エンティティに知られていない。
【0061】
図５は、本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードに対するバッファ状態報告（Buffer Status Report：ＢＳＲ）を含むＲＡＣＨメッセージ３（ＲＡメッセージ）及びＣＬ−指示子を示す図である。同図は、ＭＡＣヘッダー、ＭＡＣ ＣＥ＃１、ＭＡＣ ＳＤＵ、及び選択的なパッディングビットを含むＲＡＣＨメッセージ３を示している。ＭＡＣヘッダーは、Ｒ／Ｒ／Ｅ／ＬＣＩＤサブヘッダー（８ビット）及びＲ／Ｒ／Ｅ／ＬＣＩＤ／Ｆ／Ｌサブヘッダー（１６ビット）を含む。この方法は、ＬＣＧ ＩＤ／バッファサイズ、ＲＡＣＨメッセージ３の一部としてＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥを含むＭＡＣ ＣＥ＃１（８ビット）を含む。開示されたこの方法は、Ｓ−ＴＭＳＩ及びＣＬ−ＩｎｄのようなＵＥ ＩＤを含むＭＡＣ ＳＤＵを修正する。したがって、図５は、ＲＡＣＨメッセージ３がデータパケットを収容できる場合に、ＲＡＣＨメッセージ３でのデータパケットのＵＬ送信の可能性を示す。
【0062】
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、本発明の実施形態による異なるビット位置でＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを含むパケットヘッダー情報が付加されたコネクションレス型データパケットを示す図である。
【0063】
図６Ａは、ＰＤＣＰ ＳＤＵとして組み合せられるＰＤＣＰヘッダー及びＰＤＣＰペイロード（送信されるデータ）と連続してＵＥ ＩＤ（４０ビット）及びＧＷ ＩＤ（８ビット）とが１番目に配置されるコネクションレス型データパケットの配列を示す。このアプローチ方式において、ＵＥ ＩＤ／ＧＷ ＩＤは、暗号化されず、ＵＥ ＩＤ／ＧＷ ＩＤは、追加の処理のためにｅＮＢ１０１ａにより容易にフェッチされることができる。また、ＰＤＣＰ ＳＤＵは、コネクションレス型パケットから容易に分離されることができる。
【0064】
図６Ｂは、ＵＥ ＩＤ（４０ビット）及びＧＷ ＩＤ（８ビット）が後続するＰＤＣＰヘッダ及び最後にペイロード（送信されるデータ）を有するコネクションレス型データパケットの配列を示す図である。このアプローチ方式では、ＰＤＣＰペイロード外のすべての追加のフィールドが拡張されたヘッダー又は拡張されたペイロードとして、それらの組み合せを可能にするヘッダーとともに存在し、したがって、暗号化が適用されることができる。
【0065】
図６Ｃは、ＧＷ ＩＤ（８ビット）及びＰＤＣＰ ＳＤＵが後続するＵＥ ＩＤ（４０ビット）を有するコネクションレス型データパケットの配列を示す図である。ＰＤＣＰ ＳＤＵは、ＰＤＣＰヘッダー及びＰＤＣＰペイロード（送信されるデータ）を含む。このアプローチ方式において、コネクションレス型データパケットは、パケット識別子及び宛先識別子がコネクションレス型パケットの開始部分に配置されるＩＰパケット構造と類似している。したがって、実際のＰＤＣＰ ＳＤＵは、コネクションレス型パケットから容易に分離されることができる。一実施形態において、 図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃと同様に、情報は、ｅＮＢとＳＧＷとの間及びＳＧＷとＰＧＷとの間のＧＴＰヘッダーに付加される。
【0066】
一実施形態において、ＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤのサイズは、最適化により変わる。
一実施形態において、ＰＤＣＰからのコネクションレス型データパケットは、ＭＡＣによりフェッチされ、ＭＡＣは、ＲＲＣにより提供されたＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを付加する。
【0067】
図７は、本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードのために予約された新たなプリアンブルシーケンスに分割する例示的なＲＡＣＨプリアンブルシーケンスを示す図である。同図は、ランダムアクセス手順を開始するのに使用される６４プリアンブルシーケンス（６ビットプリアンブル識別子ＲＡＰＩＤ）を示す。使用可能な６４個のプリアンブルシーケンスから、ＣＬｎシーケンスは、コネクションレス型ＲＡＣＨ手順のために予約される。ハンドオーバの間に非競合型ＲＡＣＨのための専用プリアンブルとして予約されたＺプリアンブルシーケンス及び残りのＹプリアンブルシーケンス（Ｙ＝＝６４−Ｚ−ＣＬｎ）は、既存のＲＡプリアンブル分割に従って、競合基盤ＲＡＣＨのために使用されるグループＡ及びグループＢに分割される。
【0068】
コネクションレス型ＲＡＣＨ手順におけるＲＡプリアンブルシーケンス分割は、レガシーＵＥに影響を及ぼさない。コネクションレス型送信をサポートするＵＥ１００ａがコネクションレス型送信モードの使用を希望する場合に、ＵＥ１００ａは、予約されたコネクションレス型プリアンブルシーケンスからプリアンブルシーケンスを使用することにより修正されるか又は最適化されたＲＡＣＨ手順を開始する。
【0069】
一実施形態において、コネクションレス型プリアンブルシーケンスは、ＲＡＣＨメッセージ２でのＵＬグラントがプリアンブルシーケンスに基づいて変わることができるように、ＲＡＣＨメッセージ２での要求されるＵＬグラントを通知するために追加で分割される。他の実施形態において、ＰＲＡＣＨオポチュニティは、競合指向手順に対する一般的なＰＲＡＣＨの他にコネクションレス型ＲＡＣＨ手順に対して、ｅＮＢ１０１ａにより明示的に構成される。プリアンブルシーケンスがコネクションレス型ＰＲＡＣＨオポチュニティを通して送信される場合に、ＲＡＣＨ手順がコネクションレス型パケット送信のために開始されることがｅＮＢ１０１ａにより暗黙的に理解される。接続指向ＰＲＡＣＨ構成及びコネクションレス型ＰＲＡＣＨ構成は、数個の無線フレームを通して時間マルチプレキシングされる。したがって、コネクションレス型ＰＲＡＣＨ使用においては、図７に示すようなプリアンブルシーケンス分割は必要がない。すべての６４プリアンブルシーケンスがコネクションレス型ＲＡＣＨ手順のために使用されることができ、ＲＡＣＨメッセージ２での予想ＵＬグラントに基づいて分割されることができる。
【0070】
図８は、本発明の実施形態によるコネクションレス型ＲＮＴＩ（connectionless-RNTI：ＣＬ−ＲＮＴＩ）及びＣ−ＲＮＴＩを使用して修正されたＲＡＣＨ手順に基づいてコネクションレス型送信モードでＵＬ送信のために修正されたＵｕインターフェース１０６を説明するシーケンス図である。同図は、ＵＥ１００ａ及びｅＮＢ１０１ａを示す。同図は、ＵＥ１００ａとｅＮＢ１０１ａとの間の修正されたＵｕインターフェース１０６を示す。ＵＥ１００ａは、コネクションレス型ＲＡＣＨ手順のために予約されたＣＬプリアンブルシーケンスの中の１つをランダムに選択し、この選択されたプリアンブルシーケンスをＲＡＣＨメッセージ１に送信する（８０１）。選択されたＣＬプリアンブルシーケンスは、ＵＥ１００ａがＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ３）に送信するものと予想されるメッセージのサイズに基づいて変わる。
【0071】
一実施形態において、ＰＲＡＣＨオポチュニティは、通常のＲＡＣＨ手順及びコネクションレス型ＲＡＣＨ手順のために時間マルチプレキシングされる。ＵＥ１００ａは、コネクションレス型ＲＡＣＨオポチュニティへの送信のために６４プリアンブルシーケンスの中の１つを選択する。
【0072】
ｅＮＢ１０１ａは、複数のＵＥからのＰＲＡＣＨを通したＣＬプリアンブルシーケンス送信を検出する。ＵＥ１００ａからＣＬプリアンブルシーケンスを受信する時、ｅＮＢ１０１ａは、ＲＡ応答ウィンドウ内でＣＬ−ＲＮＴＩを使用してＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨでＲＡＲ（ＲＡＣＨメッセージ２）を送信する（８０２）。ＲＡＣＨメッセージ２は、すべての検出された複数のＵＥからのプリアンブルシーケンスに対するＣＬ送信、タイミングアドバンス（１１ビット）、ＲＡプリアンブル識別子（ＲＡＰＩＤ：６ビット）及びＣ−ＲＮＴＩ（１６ビット）のための初期ＵＬグラント（２０ビット）をそれぞれ含む複数のＲＡＲを含む。
【0073】
ＣＬ−ＲＮＴＩのＵＥ１００ａ導出は、ＵＥ１００ａがＣＬプリアンブルを送信する時間（ＰＲＡＣＨオポチュニティ）に基づいて変わり、また、ＵＥ１００ａにより使用された（送信された）ＣＬプリアンブルシーケンスに基づいて変わる。２つのＵＥが同一のＰＲＡＣＨオポチュニティを使用するが、異なるプリアンブルシーケンスを使用する場合に、ＣＬ−ＲＮＴＩは、固有である。ＣＬ−ＲＮＴＩ導出がコード及び時間マルチプレキシングに基づくために、異なるプリアンブルシーケンスが同一のＰＲＡＣＨオポチュニティを通して使用される場合に、競合解決（contention resolution）は、自動で発生する。
【0074】
一実施形態において、一時Ｃ−ＲＮＴＩは、ＲＡＲ（ＲＡＣＨメッセージ２）に含まれない。
【0075】
コネクションレス型送信のためのＲＡＣＨメッセージ２でのＵＬグラントは、ＲＡＣＨメッセージ１でＵＥ１００aにより使用されたＣＬ−ランダムアクセスプリアンブル識別子（CL-Random Access Preamble Identifier：ＣＬ−ＲＡＰＩＤ）に基づいて変わる。ＣＬ ＲＡＰＩＤは、コネクションレス型プリアンブルセットから取られ、ＲＡＣＨメッセージ１で使用されるプリアンブルシーケンスである。
【0076】
ＲＡＰＩＤがＲＡＣＨメッセージ１で送信されたＣＬプリアンブルシーケンスとマッチングされるＵＥは、ＲＡＣＨメッセージ２内に特定されたＵＬグラントのＰＵＳＣＨでＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ３）を送信する。ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ２内の送信されたＣＬプリアンブルシーケンスとＲＡＰＩＤとの間のマッチングを検出する。また、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ２内に特定されたＵＬグラントのＰＵＳＣＨでＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ３）を送信する（８０３）。
【0077】
修正されたＲＡＣＨメッセージ３は、ＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥと、ＵＥ１００ａのＲＲＣからフェッチされたＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを含むＰＤＣＰにより準備されたコネクションレス型データパケットを含む。データパケットは、ＭＡＣ ＳＤＵとしてＰＤＣＰにより配信される。データパケットのペンディング（pending）セグメントが存在する場合に、ＭＡＣは、ＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥを追加する。
【0078】
一実施形態において、ＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥは、コネクションレス型送信モードで送信されるコネクションレス型データパケット及び／又は任意の他のパケットのペンディングセグメントが存在する場合、ペンディング指示子として処理される。
【0079】
一実施形態において、明示的なペンディング指示子は、コネクションレス型送信モードで送信されるコネクションレス型データパケット及び／又は任意の他のパケットのペンディングセグメントが存在する場合に示すように使用される。
【0080】
ペンディング指示子が設定（true）である場合は、ペンディングセグメントを示し、再設定（false）である場合は、コネクションレス型データパケットが送信されるペンディングセグメントを有していないことを示す。
【0081】
複数のＵＥが同一のＰＲＡＣＨオポチュニティを通して同一のＣＬプリアンブルシーケンスを使用する場合に、競合解決は、ＵＥ１００ａがＲＡＣＨメッセージ３の送信を通して競合解決タイマーを開始することにより始まる。競合解決タイマーの最大値は、６４ｍｓであり、より高い値に拡張されることができる。
【0082】
ＲＡＣＨメッセージ３を受信する時、ｅＮＢ１０１ａは、ＲＡＣＨメッセージ２でＵＥ１００ａに送信された一時Ｃ−ＲＮＴＩを使用してＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨでＲＡＣＨメッセージ４を送信する（８０４）。ペンディング指示子がＲＡＣＨメッセージ３で設定（true）である場合、ＲＡＣＨメッセージ４は、ＲＡＣＨメッセージ３でｅＮＢ１０１ａにより受信されたＵＥ ＩＤ及びコネクションレス型データパケットのペンディングセグメントを送信するようにするＵＬグラントを含む。
【0083】
競合解決メッセージ（ＲＡＣＨメッセージ４）は、Ｃ−ＲＮＴＩを使用してＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨで送信される。他の実施形態において、競合解決メッセージ（ＲＡＣＨ ＭＳＧ４）は、ＣＬ−ＲＮＴＩを使用してＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨで送信される。
【0084】
競合は、コネクションレス型データパケットを送信するように許可されるＵＥのＵＥ ＩＤを含むＲＡＣＨメッセージ４の受信で解決される。
【0085】
一実施形態において、ＲＡＣＨメッセージ４を正確にデコーディングし、自身のＵＥ ＩＤを検出するＵＥは、ＨＡＲＱ手順に基づいて肯定応答（acknowledgement：ＡＣＫ）を選択的にさらに送信する。
【0086】
また、ＵＥ１００ａは、ＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを有するペンディングセグメントをＲＡＣＨメッセージ５に付加することにより、ＰＵＳＣＨでコネクションレス型データパケットのペンディングセグメントを送信する（８０５）。
【0087】
図面での修正されたＲＡＣＨ手順は、コネクションレス型送信モードを使用するデータ送信の間に実行される必要があるステップの数を減少させることができ、無線セルラーネットワークのクイックリリーズ（quick release）を可能にする。
【0088】
図９は、本発明の実施形態によるＲＡ−ＲＮＴＩ及びＣＬ−ＲＮＴＩを使用して修正されたＲＡＣＨ手順に基づいてコネクションレス型送信モードでＵＬ送信のための新たなＵｕインターフェース１０６を説明するシーケンス図である。同図は、ＵＥ１００ａ及びｅＮＢ１０１ａを示す。同図は、ＵＥ１００ａとｅＮＢ１０１ａとの間の修正されたＵｕインターフェース１０６を示す。ＵＥ１００ａは、コネクションレス型ＲＡＣＨ手順のために予約された１つのＣＬプリアンブルシーケンスをランダムに選択し、ＲＡＣＨメッセージ１で選択されたプリアンブルシーケンスを送信する（９０１）。選択されたＣＬプリアンブルシーケンスは、ＵＥ１００ａがＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ３）で送信するものと予想されるメッセージのサイズに基づいて変わる。
【0089】
他の実施形態において、ＰＲＡＣＨオポチュニティは、通常のＲＡＣＨ手順及びコネクションレス型ＲＡＣＨ手順のために時間マルチプレキシングされる。ＵＥ１００ａは、コネクションレス型ＲＡＣＨオポチュニティで送信のための６４個のプリアンブルシーケンスの中の１つを選択する。
【0090】
ｅＮＢ１０１ａは、複数のＵＥからのＰＲＡＣＨを通したＣＬプリアンブルシーケンスの送信を検出する。ＵＥ１００ａからのＣＬプリアンブルシーケンスを受信する時、ｅＮＢ１０１ａは、ＲＡ応答ウィンドウ内でＲＡ−ＲＮＴＩを使用してＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨ上にＲＡＲ（ＲＡＣＨメッセージ２）を送信する（９０２）。ＲＡＣＨメッセージ２は、ＣＬ送信、タイミングアドバンス（１１ビット）、ＲＡプリアンブル識別子（ＲＡＰＩＤ：６ビット）及び既存のＲＡＣＨ手順の一時Ｃ−ＲＮＴＩを置き換えるＣＬ−ＲＮＴＩ（１６ビット）と称される新たなＲＮＴＩのための初期ＵＬグラント（２０ビット）のそれぞれを含む複数のＲＡＲを含む。
【0091】
コネクションレス型送信のためのＲＡＣＨメッセージ２でのＵＬグラントは、ＲＡＣＨメッセージ１でＵＥ１００aにより使用されたＣＬ−ランダムアクセスプリアンブル識別子（CL Random Access Preamble Identifier：ＣＬ−ＲＡＰＩＤ）に基づいて変わる。
【0092】
ＲＡＣＨメッセージ１で送信されたＣＬプリアンブルシーケンスとＲＡＰＩＤがマッチングされるＵＥは、ＲＡＣＨメッセージ２で特定されたＵＬグラントのＰＵＳＣＨ上にＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ２）を送信する。ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ２で送信されたＣＬプリアンブルシーケンスとＲＡＰＩＤとの間のマッチングを検出する。また、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ２で特定されたＵＬグラントのＰＵＳＣＨ上にＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ３）を送信する（９０３）。
【0093】
修正されたＲＡＣＨメッセージ３は、ＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥ、ＵＥ１００ａのＲＲＣからフェッチされたＵＥ ＩＥ及びＧＷ ＩＤを含むＰＤＣＰにより準備されたコネクションレス型送信のためのデータパケットを含む。データパケットは、ＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥとしてのＰＤＣＰにより配信される。データパケットのペンディングセグメントが存在する場合に、ＭＡＣは、ＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥを追加する。
【0094】
一実施形態において、ＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥは、コネクションレス型送信モードで送信されるコネクションレス型データパケット及び／又は任意の他のパケットのペンディングセグメントが存在する場合を示すペンディング指示子として処理される。
【0095】
一実施形態において、明示的なペンディング指示子は、コネクションレス型送信モードで送信されるコネクションレス型データパケット及び／又は任意の他のパケットのペンディングセグメントが存在する場合を示すために使用される。
【0096】
ペンディング指示子は、設定（true）がペンディングセグメントを示し、再設定（false）がコネクションレス型データパケットが送信されるペンディングセグメントを有していないことを示す。
【0097】
ＲＡＣＨメッセージ３を受信する時、ｅＮＢ１０１ａは、ＲＡＣＨメッセージ２でＵＥ１００ａに送信された一時Ｃ−ＲＮＴＩを使用してＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨでＲＡＣＨメッセージ４を送信する（９０４）。ペンディング指示子がＲＡＣＨメッセージ３で設定（true）である場合に、ＲＡＣＨメッセージ４は、ＲＡＣＨメッセージ３でｅＮＢ１０１ａにより受信されたＵＥ ＩＤ及びコネクションレス型データパケットのペンディングセグメントを送信するようにするＵＬグラントを含む。
【0098】
競合解決メッセージ（ＲＡＣＨメッセージ４）は、Ｃ−ＲＮＴＩを使用してＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨで送信される。
【0099】
一実施形態において、ＲＡＣＨメッセージ４を正確にデコーディングし、自身のＵＥ ＩＤを検出するＵＥは、ＨＡＲＱ手順に基づいて肯定応答（acknowledgement：ＡＣＫ）を選択的にさらに送信する。
【0100】
また、ＵＥ１００ａは、 ＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを有するペンディングセグメントをＲＡＣＨメッセージ５に付加することにより、ＰＵＳＣＨでコネクションレス型データパケットのペンディングセグメントを送信する（９０５）。
【0101】
図面での修正されたＲＡＣＨ手順は、コネクションレス型送信モードを使用するデータ送信の間に実行される必要があるステップの数を減少させることができ、無線セルラーネットワークのクイックリリーズ（quick release）を可能にする。
【0102】
図１０は、本発明の実施形態による固有のプリアンブルシーケンスを有する最適化されたＲＡＣＨ手順に基づいてコネクションレス型送信モードでＵＬ送信のための新たなＵｕインターフェース１０６を説明するシーケンス図である。同図は、ＵＥ１００ａ及びｅＮＢ１０１ａを示す。同図は、ＵＥ１００ａとｅＮＢ１０１ａとの間の修正されたＵｕインターフェース１０６を示す。ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ１でＲＡＣＨオポチュニティを通して固有のプリアンブルシーケンスを送信する（１００１）。固有のプリアンブルシーケスは、コネクションレス型送信モードのために予約されたＣＬプリアンブルシーケンス（新たなプリアンブルシーケンス）とともに情報ビットを送信するように修正される。固有のプリアンブルシーケンスの情報は、ＵＥ ＩＤ及び／又はＢＳＲを示すビットを含む。ＵＥ１００ａは、ＰＲＡＣＨでの送信のためのコネクションレス型ＲＡＣＨのために予約された１つのプリアンブルシーケンスをランダムに選択する。
【0103】
一実施形態において、選択されたＣＬプリアンブルシーケンスは、ＢＳＲをｅＮＢに内在的に送信する。
【0104】
受信された固有のプリアンブルをデコーディングする時、ｅＮＢ１０１ａは、固有のプリアンブルシーケンス内のＵＥ−ＩＤ及びＢＳＲからＵＥ１００ａを識別する。ｅＮＢ１０１ａは、複数のＵＥからのＰＲＡＣＨを通した固有のプリアンブルシーケンス送信を検出する。ＵＥ１００ａからの固有のプリアンブル送信を検出する時、ｅＮＢ１０１ａは、ＲＡ応答ウィンドウ内でＲＡ−ＲＮＴＩを使用してＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨでＲＡ応答（RA response：ＲＡＲ）を送信する（１００２）。ＲＡ−ＲＮＴＩのＵＥ導出は、プリアンブルを送信した時間（ＰＲＡＣＨオポチュニティ）に基づいており、使用されたプリアンブルに基づいて異なるように修正される。ＲＡ−ＲＮＴＩは、２つのＵＥが同一のＰＲＡＣＨオポチュニティであるが、異なるプリアンブルシーケンスを使用する場合に固有である。したがって、ＲＡ−ＲＮＴＩ導出は、コード及び時間マルチプレキシングに基づいており、ＲＡ−ＲＮＴＩレベルに競合解決を提供する。これは、ＲＡ−ＲＮＴＩレベルに対する競合解決の目的で提供される。しかしながら、２つのＵＥにより使用されたＲＰＡＣＨオポチュニティ及びプリアンブルシーケンスが同一である場合に、それは、同一のＲＡ−ＲＮＴＩ導出をもたらす。
【0105】
一実施形態において、競合は、初期ＵＬグラント（２０ビット）、タイミングアドバンス（１１ビット）、ＲＡプリアンブル識別子（選択的）及び（ｅＮＢからのコネクションレス型ＤＬデータをデコーディングするための）ＣＬ−ＲＮＴＩも含むＲＡＣＨメッセージ２でＵＥ１００ａのＵＥ−ＩＤを含むことによりｅＮＢにより解決される。
【0106】
ＲＡＣＨメッセージ２で受信されたＵＥ ＩＤがＲＡＣＨメッセージ１に送信されたそれらのＲＡプリアンブルシーケンスとマッチングされるＵＥは、ＲＡＣＨメッセージ２で特定されたＵＬグラントのＰＵＳＣＨでＲＡメッセージ（ＲＡＣＨメッセージ３）を送信する。ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ２でそれのＵＥ ＩＤを識別し、ＲＡＣＨメッセージで特定されたＵＬグラントのＰＵＳＣＨでＲＡＣＨメッセージ３を送信する（１００３）。ＲＡＣＨメッセージ３は、修正され、ＲＲＣからフェッチされたＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤを含むＰＤＣＰにより準備されたコネクションレス型データパケットを含む。コネクションレス型パケットのペンディングセグメントが存在する場合に、コネクションレス型データパケットは、ＭＡＣがＢＳＲ ＭＡＣ ＣＥを付加するＭＡＣ ＳＤＵとしてＰＤＣＰにより配信される。ペンディング指示子は、コネクションレス型パケットのペンディングセグメントが存在するか否かを明示的に示すように選択的に含まれ得る。ＲＡＣＨメッセージ３の送信とともに、競合解決タイマーが開始される。既存の方法では、競合解決タイマーの最大値が６４ｍｓであるが、これは、より高い値に拡張されることができる。
【0107】
また、ペンディングセグメント指示子がＲＡＣＨメッセージ３でＵＥ１００ａにより送信される場合、ｅＮＢ１０１ａは、ＣＬ−ＲＮＴＩを使用してＰＤＳＣＨでＲＡＣＨメッセージ４にペンディングセグメントのためのＵＬグラントを送信する（１００４）。ペンディングセグメントのためのＵＬグラントを受信する時、ＵＥ１００ａは、ＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤがＲＡＣＨメッセージ５に付加されたデータパケットのペンディングセグメントを送信する（１００５）。一実施形態において、接続型送信モードキーの生成のために要請される任意のパラメータが送信される場合に、ＵＥ１００ａは、図４のＲＡＣＨメッセージ３（４０３）でパラメータを送信する。その後に、ｅＮＢ１０１ａは、ＭＭＥ１０２への要請（メッセージは、Ｓ−ＴＭＳＩ及びキー導出パラメータ（いずれの場合（例えば、Ｎｏｎｃｅ、ｅＫＳＩ））を含む）を送信する。その後に、ＭＭＥ１０２は、コネクションレス型送信をセキュアにするためのキーを導出し、ｅＮＢ１０１ａで導出されたキー及びそれのライフタイムを送信する。ＭＭＥ１０２は、キー導出のために、いずれの場合には、要請メッセージに含まれたキー導出パラメータを使用する。また、ＭＭＥ１０２は、ｅＮＢ１０１ａへのキーとともにキー導出パラメータ（いずれの場合（例えば、Ｎｏｎｃｅ、ＮＣＣ値、ｅＫＳＩ））を含むこともある。ｅＮＢ１０１ａは、キーを記憶し、競合解決メッセージ（ＲＡＣＨメッセージ４）でキー導出パラメータ（いずれの場合（例えば、Ｎｏｎｃｅ、ＮＣＣ値））をＵＥ１００ａに送信する。また、ＵＥ１００ａは、キー導出のための、いずれの場合にＲＡＣＨメッセージ４で受信されたキー導出パラメータを使用してコネクションレス型パケットを保護する。保護されたパケットは、図４に示すように、その後に、ステップ５において、ｅＮＢ１０１ａに送信される。このメカニズムは、図８、図９、及び図１０に示す向上した（４−ステージ）コネクションレス型ＲＡＣＨ手順のために適用されることができる。
【0108】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の実施形態によるコネクションレス型送信モードでＵＬ送信のための無線セルラーネットワークのエンティティの間のネットワークアクセス層（Network Access Stratum：ＮＡＳ）レベルシグナリングを説明するシーケンス図である。同図は、ＵＥ１００ａ、ｅＮＢ１０１ａ、ＭＭＥ１０２、ＳＧＷ１０３、及びＰＧＷ１０４を示す。ＭＭＥ１０２は、図２に示すようなコネクションレス型送信モードに対する共通ベアラーを確立する（１１０１）。ｅＮＢ１０１ａとＳＧＷ１０３との間には、Ｓ１共通ベアラーが確立される。ＳＧＷ１０３とＰＧＷ１０４との間には、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーが確立される。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａのサービングｅＮＢである。
【0109】
一実施形態において、ＵＥのパケットデータネットワーク（Packet Data Network：ＰＤＮ）接続確立の間に生成されたレガシー専用Ｓ５／Ｓ８ベアラーがすでに存在する場合（損傷（tear down）されない場合）、ＵＥ１００ａのレガシー専用Ｓ５／Ｓ８ベアラーは、コネクションレス型送信モードのため使用される。ＵＥ１００ａは、初期接続手順を開始し（１１０２）、認証手順を実行し、ベースキー（ＫＡＳＭＥ）を確立する。ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａが加入されているか否か及び／又はコネクションレス型送信が可能であるか否かをチェックする。ＵＥ１００ａが承認及び／又はコネクションレス型送信が可能な場合に、ＭＭＥ１０２は、コネクションレス型送信モードのための新たなセキュリティキー（ＫＣＬＴ）を導出する。ＭＭＥ１０２は、コネクションレス型送信及びＧＷ ＩＤのために選択されたセキュリティアルゴリズムに対してＵＥ１００ａに通知する。一実施形態において、ＭＭＥは、ＳＭＣ手順でコネクションレス型送信のために選択されたセキュリティアルゴリズムを通知する。
【0110】
一実施形態において、ＭＭＥ１０２が選択されたセキュリティアルゴリズムを提供しない場合に、アクセス層（Access Stratum：ＡＳ）の保護のために選択されたアルゴリズムが使用される。
【0111】
初期接続手順が実行され、ＵＥ１００ａが転送される何のデータも有しない場合には、ＵＥ１００ａは、アイドル状態にスイッチングする（１１０３）。また、ＵＥ１００ａは、モバイルオリジネイテッド（mobile originated：ＭＯ）データ転送を開始するためにアプリケーションレイヤーから（少量の）データパケットを受信する（１１０３）。ＵＬ ＴＦＴに基づいて、ＵＥ１００ａは、コネクションレス型送信モードを使用してＵＬ送信を実行することを決定する。一実施形態において、ＵＥ１００ａが何のＡＳコンテキストを有しない場合に、ＵＥ１００ａは、Ｃｅｌｌ−ＩＤ又はｅＮＢ ＩＤに対してＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴを“０”に初期化する（１１０４）。その後に、ＵＥ１００ａは、ＫＡＳＭＥからＫＣＬＴを導出する。ＭＭＥ１０２及びＵＥ１００ａは、同一の方法を使用してＫＣＬＴを導出する。ＵＥ１００ａは、導出されたキー、選択されたアルゴリズム及びＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴを使用してデータパケットをセキュアにする。
【0112】
一実施形態において、完全性保護及び暗号化がコネクションレス型データパケットに対して適用される。個別のキーが機密保護（暗号化／復号化）及び（ＭＡＣ−Ｉを導出するための）完全性保護のためにＫＣＬＴから導出される。
【0113】
一実施形態において、同一のＫＣＬＴが暗号化及び完全性保護のために使用される。
また、ＵＥ１００ａは、パケットヘッダー情報のような暗号化されたデータパケットにルーティング情報（ＧＷ ＩＤ）及びＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）を付加する（１１０５）。付加されたＧＷ ＩＤ及びＵＥ ＩＤは、個別的に修正されたＵｕインターフェース１０６を通して、そして、自己持続可能な方式で無線セルラーネットワークで確立された共通ベアラー上にデータパケットをルーティングする。
【0114】
セキュリティを適用した後に、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を使用してデータパケットを送信する。ＲＡＣＨ手順は、既存の競合基盤ＲＡＣＨ、修正されたＲＡＣＨ又は最適化されたＲＡＣＨなどであり得る。
【0115】
一実施形態において、使用されるセキュリティコンテキストがＵＥとｅＮＢとの間で同一であることを確認するために、進化したキーセット識別子（evolved Key Set Identifier：ｅＫＳＩ）は、ｅＮＢに送信された第１のパケットに含まれる。ＵＥ１００ａからコネクションレス型データパケットを受信した後に（コネクションレス型パケットで受信された場合に）、ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ ＩＤ及びｅＫＳＩを送信することにより、ＵＥ１００ａに対するコネクションレス型セキュリティコンテキストをＭＭＥ１０２に要請する（１１０６）。ＭＭＥ１０２は、Ｓ１−ＡＰメッセージでＫＣＬＴ及びライフタイムでｅＮＢ１０１ａに応答する（１１０７）。ｅＮＢ１０１ａは、ＫＣＬＴ、ライフタイムを記憶し（１１０８）、タイマーを開始する。ｅＮＢは、データパケットを解読する。完全性保護がデータパケットに適用される場合に、ｅＮＢ１０１ａは、データパケットの完全性を検証する。データパケットに付加されたＵＥ ＩＤ及び／又はＧＷ ＩＤは、データパケットの転送及びコスト請求のために使用される。ｅＮＢ１０１ａは、ゲートウェイ及び、選択的にはアップリンク（ＵＬ）ＴＥＩＤのＩＰアドレスでパケットヘッダー情報としてデータパケットで受信されたＧＷ ＩＤを分析する。一実施形態において、ゲートウェイＩＰアドレスは、ＳＧＷ１０３であり、また、選択的にＩＰアドレスは、宛先であるＰＧＷ１０４である。宛先であるＰＧＷは、コネクションレス型データパケットが転送されなければならない無線セルラーネットワークでのＰＧＷである。また、ｅＮＢ１０１ａは、パケットヘッダー情報としてゲートウェイのＵＥ ＩＤ及びＩＰアドレス（ＳＧＷ１０３及び／又はＰＧＷ１０４）で復号化されたデータパケットを付加する。その後に、ｅＮＢ１０１ａは、ＧＷ ＩＤから予約されたＳＧＷ１０３のＩＰアドレスを使用してＳ１−ＵＰメッセージが含まれたＳ１共通ベアラーでＳＧＷ１０３にＧＴＰ−Ｕ ＰＤＵのようなコネクションレス型データパケットを転送する（１１０９）。
【0116】
一実施形態において、ｅＮＢ１０１ａは、宛先であるＰＧＷ１０４のＳ５／Ｓ８ ＴＥＩＤでＧＷ ＩＤを分析し、パケットヘッダー情報としてその宛先であるＰＧＷ１０４のＵＥ ＩＤ及びＳ５／Ｓ８ ＴＥＩＤで復号化されたデータパケットを付加する。
【0117】
ＩＰアドレスへのＧＷ ＩＤの分析及び／又は宛先であるＰＧＷ１０４のＳ５／Ｓ８ ＴＥＩＤは、ＭＭＥ１０２によりｅＮＢ１０１ａが提供したマッピングテーブルを使用して実行される。
【0118】
一実施形態において、ＩＰアドレスへのＧＷ ＩＤの分析及び／又はアップリンクＴＥＩＤは、ドメインネームサーバ（Domain Name Server：ＤＮＳ）又はコアネットワークでサーバを分析する新たな専用ＧＷ ＩＤを使用して実行される。
【0119】
また、ＳＧＷ１０３は、受信されたデータパケットのＵＥ ＩＤをＵＥ１００ａの国際移動体加入者識別子（Internal Mobile Subscriber Identity：ＩＭＳＩ）にマッピングする。その後に、受信されたデータパケット内のパケットヘッダー情報が宛先であるＰＧＷ１０４のＩＰアドレスを含む場合に、ＳＧＷ１０３は、確立されたＳ５／Ｓ８共通ベアラーを使用してＧＰＲＳトンネリングプロトコル−ユーザ（GPRS tunneling protocol-user：ＧＴＰ−Ｕ）Ｓ５／Ｓ８メッセージで宛先であるＰＧＷ１０４にコネクションレス型データパケットを転送する（１１１０）。
【0120】
一実施形態において、受信されたデータパケット内のパケットヘッダー情報がＵＬ ＴＥＩＤ（例えば、宛先であるＰＧＷ１０４のＳ５／Ｓ８ ＴＥＩＤ）を含む場合に、ＳＧＷ１０３は、ＵＥ１００ａのために確立された既存のベアラーでコネクションレス型（少量の）データパケットを転送する。
【0121】
その後に、ＰＧＷ１０４は、そのデータパケットをパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）に送信する（１１１１）。
【0122】
一実施形態において、ＳＧＷ１０３が複数のＰＧＷに接続される場合又はＰＧＷ１０４が複数のＰＤＮポートを有する場合に、ＳＧＷは、それぞれのＰＧＷ又はＰＤＮポートでデータパケットをルーティングするようにマッピングテーブルを保持する。
【0123】
また、ＵＥ１００ａは、アプリケーションレイヤーからコネクションレス型送信モードを使用してＵＬ送信のための他のデータパケットを受信する。ＵＥ１００ａは、ＫＣＬＴ及び記憶されたＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴを使用してデータパケットを保護する（１１１２）。その後に、ＵＥ１００ａは、ＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴを増加させ、それを記憶させる。データパケットのセキュリティは、ＵＥ１００ａ（及びＤＬのためのｅＮＢ１０１ａ）でのＰＤＣＰレイヤーでなされる。ＵＥ１００ａは、自律的パケット（self-sustained packet）としてこのようなコネクションレス型送信データパケットを作るために、セッション設定の間（例えば、ＡＰＮの間）にＭＭＥから受信されたＧＷ ＩＤ及び選択的にデータパケットにＵＥ ＩＤを付加する。あるいは、ＧＷ ＩＤもＵＥ ＩＤを分析することができる。
【0124】
また、データパケットは、上述したように、コネクションレス型送信モード手順を使用して宛先にルーティングされる。ＵＥ１００ａは、データパケットに保護を適用し、ＲＡＣＨ手順を開始する（１１１３）。ｅＮＢ１０１ａは、使用されたＲＡＣＨ手順に基づいてＲＡＣＨメッセージ３又はＲＡＣＨメッセージ５でデータパケットを受信する。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＬ ＰＤＣＰカウント及びＫＣＬＴを使用してデータパケットの処理及び検証を行い（１１１４）、データパケットをＳＧＷ１０３に送信するようにデータパケットで受信されたＧＷ ＩＤを使用して共通ベアラー経路を分析する。ｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１−ＵＰメッセージを使用してＳ１共通ベアラーでＧＴＰＵ ＰＤＵのようなデータパケットをＳＧＷ１０３に転送する（１１１５）。ＳＧＷ１０３は、ＧＴＰ−Ｕ Ｓ５／Ｓ８メッセージでＳ５／Ｓ８ベアラーでデータパケットをＰＧＷ１０４に転送する（１１１６）（Ｓ５／Ｓ８ベアラーは、共通ベアラー又はＵＥのために確立された既存のベアラーであり得る）。また、ＰＧＷ１０４は、データパケットをそれぞれのＰＤＮに転送する。
【0125】
図１２は、本発明の実施形態によるサービングゲートウェイ（Serving Gateway：ＳＧＷ）でアップデートされた有効なＵＥコンテキストを有するコネクションレス型送信モードでＤＬ送信のための無線セルラーネットワークのエンティティの間のシグナリングを説明するシーケンス図である。同図は、（アイドル状態の）ＵＥ１００ａ、ｅＮＢ１０１ａ、ＭＭＥ１０２、ＳＧＷ１０３、及びＰＧＷ１０４を示す。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａのサービングｅＮＢである。ＰＧＷ１０４は、ＩＰネットワーク１０５からデータパケットを受信し、（例えば、ＴＦＴを使用して）ＵＥ１００ａ ＩＭＳＩを識別する。したがって、ＵＥ１００ａに対するモバイル終了されたデータ（mobile terminated data）が存在する。データパケットは、フィルターに基づいてＰＧＷ１０４でのＴＦＴによるコネクションレス型送信モードのために識別される。ＰＧＷ１０４は、確立されたＳ５／Ｓ８共通ベアラー又はコネクションレス型送信モードのためにＵＥに対して生成された既存の専用Ｓ５／Ｓ８ベアラーでコネクションレス型データパケットをＳＧＷ１０３に送信する（１２０１）。データパケットは、ＣＬ−指示子でフラグ（flag）されており、ＵＥ１００ａのＩＰアドレス及びＩＭＳＩを含む。あるいは、データパケットは、ＤＰＩに基づいてＳＧＷ１０３によりコネクションレス型送信モードのために識別される。この場合、ＰＧＷ１０４は、コネクションレス型送信に対する指示なしにパケットを送信し、ＳＧＷ１０３は、パケットを識別する。ＣＬ−指示子及びＩＭＳＩを有するデータパケットを受信する時、ＳＧＷ１０３は、可能な場合に、ＳＧＷ１０３で保持された有効なＵＥコンテキストを使用してＵＥ１００ａのサービングｅＮＢ１０１ａを識別する。ＵＥコンテキストは、ＭＭＥ１０２によりＳＧＷ１０３に提供され（ＵＥ１００ａとＳＧＷ１０３との間でセキュリティが適用される場合、ＵＥコンテキストは、セキュリティコンテキストを含み、また、ＵＥ１００ａのセキュリティコンテキストは、異なる有効性タイマーを有することができる）、ＳＧＷ１０３で関連したタイマーが満了しないまで有効状態に保持する。ＵＥコンテキストは、無線セルラーネットワークにおいて複数のｅＮＢの中でＵＥ１００ａのサービングｅＮＢ１０１ａのＩＰアドレスを識別し、対応するＵＥ ＩＤ（例えば、Ｓ−ＴＭＳＩ）及びＩＭＳＩをマッピングする。ＵＥ１００ａとＳＧＷ１０３との間にセキュリティが適用される場合に、オペレータポリシーに基づいてコネクションレス型送信のためのキーＫＣＬＴ及び選択されたセキュリティアルゴリズムを使用してデータパケットにセキュリティを適用した後に、有効なＵＥコンテキストを使用する場合、ＳＧＷ１０３は、ＵＥコンテキストのｅＮＢ ＩＰアドレスに従って共通Ｓ１でｅＮＢ１０１ａに直接データパケットを送信する。ＵＥコンテキストが有効でないか又は使用できない場合に、ＳＧＷ１０３は、ＰＧＷ１０４により転送されたコネクションレス型データパケットを保持し、ＤＤＮメッセージをＭＭＥ１０２に送信する（１２０２）。ダウンリンクデータ通知メッセージは、対応するＩＭＳＩ及びＣＬ−指示子のためのＵＥ ＩＤを含む。
【0126】
ＵＥ１００ａがアイドル状態にあるために、ＵＥ１００ａが接続状態からアイドル状態にスイッチングされる場合、ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａのコンテキストを有する。ＵＥコンテキストを使用して、ＭＭＥ１０２は、ステップにおいて、ＵＥ１００ａの（ｅＮＢ１０１ａを含む）トラッキング領域のすべてのｅＮＢにページメッセージを送信する（１２０３）。ｅＮＢがアイドル状態にあるＵＥ１００ａのＵＥコンテキストを維持しないために、ページメッセージは、ＵＥ１００ａのＣＬ−指示子及びＵＥ ＩＤを含む。
【0127】
一実施形態において、アイドル状態にあるＵＥ１００ａが他の新たなｅＮＢに対してセル再選択を実行する場合に、ＵＥ１００ａは、新たなｅＮＢに対するＲＡＣＨ手順を開始することにより、それぞれの新たなサービングｅＮＢがＭＭＥ１０２でＵＥ１００ａの現在キャンプされているセルをアップデートする。一実施形態において、ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａの現在キャンプされているｅＮＢでまずページする。他の実施形態において、アイドル状態であるＵＥがセル再選択を実行し、ＵＥがＲＡＣＨ手順を使用して現在キャンプされているｅＮＢに対するセルアップデートを実行する度に、ＭＭＥがＳＧＷでのＵＥコンテキストをアップデートすることにより現在のｅＮＢのＩＰアドレスがＭＭＥでアップデートされるようにする。
【0128】
ＭＭＥ１０２からページメッセージを受信する時に、トラッキング領域でのｅＮＢは、一般的なアイドル状態ページング手順を実行し、ＭＭＥ１０２からのページングメッセージ内のＣＬ指示子から識別されるようなコネクションレスデータパケットの送信のためにＵＥ１００ａにページング通知を送信する（１２０４）。アイドル状態のＵＥ１００ａは、それのページングオポチュニティをモニタリングし、レガシー手順を使用してページング通知を受信する。アイドル状態のＵＥ１００ａがＣＬ−指示子を搬送するページング通知を受信する場合に、ＵＥ１００ａは、ｅＮＢ１０１ａがＵＥ１００ａからＵＥ ＩＤを受信するようにｅＮＢ１０１ａに対するＲＡＣＨ手順を開始する（１２０５）。ＲＡＣＨ手順は、既存のＲＡＣＨ、修正されたＲＡＣＨ、又は最適化されたＲＡＣＨなどであり得る。ｅＮＢ１０１ａでのＵＥ識別は、ＭＭＥ１０２から受信されたＵＥ ＩＤ及びＵＥ１００ａからのＵＥ ＩＤのマッチングで完了する。ＵＥ１００ａを識別したｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１−ＡＰメッセージでサービングｅＮＢ１０１ａのＵＥ ＩＤ及びＩＰアドレスでＭＭＥ１０２に応答する。ＵＥ１００ａとｅＮＢ１０１ａとの間でセキュリティが適用される場合、ＭＭＥ１０２は、Ｓ１−ＡＰメッセージでＵＥ１００ａのＫＣＬＴ及びＵＥ 初期ＵＥコンテキスト設定要請を要請するｅＮＢ１０１ａにＩＤを送信する（１２０７）。ｅＮＢ１０１ａは、さらなる使用のために、ＵＥ１００ａのコンテキスト（ＵＥ ＩＤ及びＫＣＬＴ）を記憶する（１２０８）。また、ｅＮＢ１０１ａは、初期コンテキスト設定応答をＳ１−ＡＰメッセージに送信する（１２０９）。ｅＮＢ１０１ａから応答を受信する時、ＭＭＥ１０２は、ｅＮＢ ＩＰアドレス、ＩＭＳＩ、及び関連ＵＥ ＩＤ（例えば、Ｓ−ＴＭＳＩ）を含むＧＰＲＳトンネリングプロトコル制御（GPRS Tunneling protocol control：ＧＴＰ−Ｃ）要請メッセージをＳＧＷ１０３に送信する（１２１０）。ここで、ＧＴＰ−Ｃ要請メッセージは、セッション生成要請（create session request）及びベアラー修正要請（modify bearer request）の中の少なくとも１つである。ＳＧＷ１０３は、ＧＴＰ−Ｃ応答メッセージにより応答する（１２１１）。ここで、ＧＴＰ−Ｃ応答メッセージは、セッション生成応答（Create Session Response）、ベアラー修正応答（Modify bearer Response）の中の少なくとも１つである。共通ベアラーが前に確立されていない場合、これは、コネクションレス型送信モードのためのＳ１共通ベアラーを確立する。共通ベアラーが前に確立されているが、ＵＥコンテキストが有効でないか又は使用することができない場合、ＵＥコンテキストは、現在キャンプされているｅＮＢ ＩＰアドレス及びＩＭＳＩとＵＥ ＩＤのマッピングでアップデートされる。また、ＳＧＷ１０３は、生成される有効なＵＥコンテキストを使用してＳ１共通ベアラーで（識別されたＵＥ１００ａに対して予定された）コネクションレス型データパケットをそれぞれのｅＮＢ１０１ａに転送する（１２１２）。一実施形態において、ＵＥ１００ａとＳＧＷ１０３との間でセキュリティが適用される場合、ＭＭＥは、ＧＴＰ−Ｃ要請メッセージでＳＧＷ１０３に対するコネクションレス型送信モードの保護のための（必須セキュリティパラメータを含む）セキュリティコンテキストを送信する。
【0129】
一実施形態において、Ｓ１共通ベアラーがすでに確立されている場合に、ＵＥ１００ａを識別したｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１共通ベアラーでＵＥ１００ａにコネクションレス型データパケットをプッシングするようにＳＧＷ１０３に要請する。
【0130】
ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａのＩＭＳＩ及びＵＥ ＩＤ（マッピングテーブル）をＳＧＷ１０３に提供し、ＳＧＷ１０３は、すべてのコネクションレス型データパケットの対応するＵＥ ＩＤにＵＥ１００ａのＩＭＳＩをスワップ（swap）する。ｅＮＢ１０１ａは、受信されたコネクションレス型データパケット内のＵＥ ＩＤを使用してＵＥ１００ａを識別する（１２１３）。
【0131】
ｅＮＢがＩＭＳＩを認識できない時に、スワップ動作は、ｅＮＢ１０１ａがＵＥ１００ａを識別することを可能にする。ｅＮＢ１０１ａは、一時Ｃ−ＲＮＴＩ又はＣＬ−ＲＮＴＩの中の１つによりスクランブルされたＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨを通したＵＥ１００ａにコネクションレス型データパケットを転送する（１２１４）。コネクションレス型データパケットは、ｅＮＢ１０１ａ又はＳＧＷ１０３により保護される。ＵＥ１００ａ及び無線セルラーネットワークは、どのエンティティがセキュリティメカニズムを適用するかを認識する。ＵＥ１００ａは、ＵＥ１００ａで使用可能なセキュリティコンテキストに基づいて保安されたデータパケットを処理する。
【0132】
一実施形態において、ページング通知は、ＣＬ−指示子フラグ（CL-Indication flag）（例えば、１ビット）及びランダムアクセスプリアンブル識別子（ＲＡＰＩＤ：６ビット）を含む。ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を開始するために、ページング通知に提供されたＲＡＰＩＤを使用する。ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ２をアドレッシングするＰＤＣＣＨをデコーディングするためにＲＡ−ＲＮＴＩを使用する。ＲＡＣＨメッセージ２でのｅＮＢ１０１ａは、一時Ｃ−ＲＮＴＩ又はＣＬ−ＲＮＴＩの中の１つをＵＥ１００ａに提供する。ＲＡＣＨメッセージ２は、ＵＬグラント及び／又はＤＬ割り当て（assignment）を含むことができる。
【0133】
一実施形態において、ページング通知は、ＣＬ−Ｉｎｄフラグ、ＲＡＰＩＤ（６ビット）及びコネクションレス型ＲＮＴＩ（例えば、ＣＬ−ＲＮＴＩ：１６ビット）を含む。ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を開始するためにページング通知に提供されたＲＡＰＩＤを使用する。ＵＥ１００ａは、ｅＮＢ１０１ａからＵＬグラント／ＤＬ割り当てのＲＡＣＨメッセージ２又は任意の他のメッセージをアドレッシングするＰＤＣＣＨをデコーディングするために、ページング通知に提供されたＣＬ−ＲＮＴＩを使用する。
【0134】
図４、図８、及び図９に説明されたように、ｅＮＢ１０１ａでのＵＥ１００ａ識別は、ＭＭＥ１０２から受信されたＵＥ ＩＤをＲＡＣＨメッセージ３でＵＥ１００ａから受信されたＵＥ ＩＤとマッチングするもので完了する。したがって、コネクションレス型データパケット配信は、ＲＡＣＨメッセージ４又はＲＡＣＨメッセージ４でのＤＬ割り当ての中の１つで発生し得、これは、コネクションレス型パケット配信のためのシステムフレーム番号（System Frame number：ＳＦＮ）及び配信ウィンドウ（delivery window）を示す。
【0135】
一実施形態において、コネクションレス型データパケットの配信は、ＲＡＣＨメッセージ４にあり、競合解決タイマーは、数百ミリ秒単位で拡張される。ＵＥ１００ａは、一時Ｃ−ＲＮＴＩ又はＣＬ−ＲＮＴＩでＲＡＣＨメッセージ４をアドレッシングするＰＤＣＣＨをデコーディングする。
【0136】
一実施形態において、ＲＡＣＨメッセージ４は、コネクションレス型パケットの配信を示すＤＬ割り当てを搬送する。ＲＡＣＨメッセージ４のＤＬ割り当ては、コネクションレス型パケット配信のためのＳＦＮ、サブフレーム、及び配信ウィンドウを示す。ＵＥ１００ａは、示されたＳＦＮでウェークアップし、示された配信ウィンドウと同一の時間期間の間に一時Ｃ−ＲＮＴＩ又はＣＬ−ＲＮＴＩでＰＤＣＣＨをモニタリングする。ページ指示子がＲＡＰＩＤを搬送し、対応するＲＡＰＩＤがＣＬデータに対するＲＡＣＨにトリガーリングされたＵＥ１００ａで使用される場合に、ｅＮＢでのＵＥ識別は、ＲＡＣＨメッセージ１で実行することができる。その後に、データパケット又はデータパケットに対するＤＬ割り当ては、ＲＡＣＨメッセージ２自体で送信されることができる。
【0137】
一実施形態において、ＲＡＣＨメッセージ２のＤＬ割り当ては、コネクションレス型データパケットの配信を示す。一般的に、ＲＡＣＨメッセージ２は、ＵＬグラントを含むが、ＲＡＣＨ手順がＲＡＰＩＤを有するＣＬ−指示子があるページング通知により開始される場合、ＲＡＣＨメッセージ２は、ＵＬグラントの代りにＤＬ割り当てを含む。ＲＡＣＨメッセージ２のＤＬ割り当ては、コネクションレス型データパケット配信のためのＳＦＮ、サブフレーム、及び配信ウィンドウを示す。ＵＥ１００ａは、示されたＳＦＮでウェークアップし、示された配信ウィンドウと同一の時間期間の間に一時Ｃ−ＲＮＴＩ又はＣＬ−ＲＮＴＩでＰＤＣＣＨをモニタリングする。
【0138】
一実施形態において、コネクションレス型パケットの配信は、ＲＡＣＨメッセージ２で存在する。ＲＡＣＨメッセージ２がコネクションレス型データパケットの配信のために使用される場合に、ＲＡＲウィンドウは、ＣＬデータ配信のために増加される。ＵＥ１００ａは、ページメッセージで提供されたＣＬ−ＲＮＴＩ又はＲＡＣＨメッセージ１を送信する前にＵＥ１００ａにより導出された固有のＣＬ−ＲＮＴＩ又はＲＡ−ＲＮＴＩを有するＲＡＣＨメッセージ２をアドレッシングするＰＤＣＣＨをデコーディングする。
【0139】
ｅＮＢ１０１ａでのＵＥ１００ａ識別は、図４、図８、図９に従うか、または固有のプリアンブルシーケンスの受信（図１０に従って、ＵＥ ＩＤを含むＲＡＣＨメッセージ１）で開始されたＲＡＣＨ手順のためのＲＡＣＨメッセージ３でのＵＥ１００ａから受信されたＵＥ ＩＤとＭＭＥ１０２から受信されたＵＥ ＩＤのマッチングで完了する。従って、コネクションレス型データパケット配信は、ＲＡＣＨメッセージ２又はＲＡＣＨメッセージ２でのＤＬ割り当てを発生させ得、これは、コネクションレス型データパケット配信のためのＳＦＮ及び配信ウィンドウを示す。
【0140】
ＣＬ−ＲＮＴＩがページング通知に提供される場合に、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ２をアドレッシングするＰＤＣＣＨをデコーディングするためにＣＬ−ＲＮＴＩを使用する。ＣＬ−ＲＮＴＩがページング通知に提供されない場合、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨメッセージ２をアドレッシングするＰＤＣＣＨをデコーディングするためにＲＡ−ＲＮＴＩ又はＣＬ−ＲＮＴＩを使用する。ＣＬ−ＲＮＴＩは、ページング通知に提供されたＲＡＰＩＤ及びＲＡＰＩＤがＰＲＡＣＨ上に送信された時間を使用する数学的な関数に基づいて導出され得る。ＲＡ−ＲＮＴＩがＲＡＣＨメッセージ２をアドレッシングするＰＤＣＣＨをデコーディングするために使用される場合、ＲＡＣＨメッセージ２は、ｅＮＢ１０１ａからの任意の他のメッセージＵＬグラント／ＤＬ割り当てをアドレッシングするＰＤＣＣＨをデコーディングするための一時Ｃ−ＲＮＴＩ又はＣＬ−ＲＮＴＩを含む。
【0141】
図１３は、本発明の他の実施形態によるＳＧＷでアップデートされたＵＥコンテキストをアップデートした後にコネクションレス型送信モードでＤＬ送信のための無線セルラーネットワークのエンティティの間のシグナリングを説明するシーケンス図である。同図は、（アイドル状態の）ＵＥ１００ａ、ｅＮＢ１０１ａ、ＭＭＥ１０２、ＳＧＷ１０３、及びＰＧＷ１０４を示す。一実施形態において、ＭＭＥ１０２は、コネクションレス型送信モードのためのＳ１及びＳ５／Ｓ８共通ベアラーを確立する。他の実施形態において、共通ベアラーは、無線セルラーネットワークにより（例えば、自己組織化ネットワーク（Self Organization Network：ＳＯＮ）方法を使用して）静的及び／又は手動で確立される。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａのサービングｅＮＢである。ＰＧＷ１０４は、ＩＰネットワーク１０５からデータパケットを受信し、選択的にＴＦＴを使用してＵＥ１００ａを識別する。データパケットは、フィルターに基づいてＰＧＷ１０４でのＴＦＴによるコネクションレス型送信モードのために識別される。ＰＧＷ１０４は、コネクションレス型送信モードのために、ＳＧＷ１０３及び確立されたＳ５／Ｓ８共通ベアラー又はＵＥのために確立された既存のＳ５／Ｓ８ベアラーでコネクションレス型データパケットを送信する（１３０１）。データパケットは、ＣＬ−指示子でフラグされ、ＵＥ１００ａのＩＰアドレス及びＩＭＳＩを含む。ＣＬ−指示子（識別がＰＧＷ１０４により実行される場合、あるいは、ＳＧＷ１０３は、コネクションレス型送信を識別する（例えば、ＤＰＩを使用して））及びＩＭＳＩが含まれたデータパケットを受信する時、ＳＧＷ１０３で保持されたＵＥコンテキストがＳＧＷ１０３の関連したタイマーの満了により有効でないために、ＳＧＷ１０３は、ＵＥ１００ａのサービングｅＮＢ１０１ａを識別することができない。ＵＥコンテキストは、ＳＧＷ１０３でアップデートされなければならない。その後に、ＳＧＷ１０３は、ＰＧＷ１０４により転送されたコネクションレス型データパケットを保持し、ＤＤＮをＭＭＥ１０２に送信する（１３０２）。ＤＤＮは、ＩＭＳＩ及びＣＬ−指示子に対応するためのＵＥ ＩＤを含む。
【0142】
ＵＥ１００ａがアイドル状態に存在するために、ＵＥ１００ａが接続状態からアイドル状態にスイッチングする場合、ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａのコンテキストを有する。ＵＥコンテキストを使用して、ＭＭＥ１０２は、ステップにおいて、ＵＥ１００ａの（ｅＮＢ１０１ａを含む）トラッキング領域のすべてのｅＮＢにページメッセージを送信する（１３０３）。ｅＮＢは、ＵＥ１００ａのアイドル状態でＵＥコンテキストを保持しないために、ページングメッセージは、ＵＥ１００ａのＣＬ指示子及びＵＥ ＩＤを含む。
【0143】
ＭＭＥ１０２からページメッセージを受信する時、トラッキング領域のｅＮＢは、一般的なアイドル状態ページング手順を実行し、ＭＭＥ１０２からのページメッセージでのＣＬ指示子から識別されるようにコネクションレス型データパケットの配信のためたページング通知をＵＥ１００ａに送信する（１３０４）。
【0144】
アイドル状態のＵＥ１００ａは、そのページングオポチュニティをモニタリングし、レガシー手順を使用してページング通知を受信する。アイドル状態のＵＥ１００ａがＣＬ−指示子を搬送するページング通知を受信すると、ＵＥ１００ａは、ｅＮＢがＵＥ１００ａからＵＥ ＩＤを受信するまでＲＡＣＨ手順を開始する（１３０５）。ＲＡＣＨ手順は、既存のＲＡＣＨ、修正されたＲＡＣＨ、又は最適化されたＲＡＣＨなどであり得る。ｅＮＢ１０１ａでのＵＥ識別は、ＭＭＥ１０２から受信されたＵＥ ＩＤとＵＥ１００ａからのＵＥ ＩＤのマッチングで完了する。ＵＥ１００ａを識別したｅＮＢ１０１ａは、ＧＰＲＳトンネリングプロトコルユーザ（ＧＴＰ−Ｕ）Ｓ１メッセージで前に確立されたＳ１共通ベアラーを通してＵＥ ＩＤ及びそれのＩＰアドレス及びｅＮＢ ＴＥＩＤでＳＧＷ１０３に応答し（１３０６）、Ｓ１共通ベアラーを通してｅＮＢ１０１ａにコネクションレス型データパケットをプッシングするようにＳＧＷ１０３に要請する。
【0145】
ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａのＩＭＳＩ及びＵＥ ＩＤマッピングをＳＧＷ１０３に提供し、コネクションレス型データパケット内の対応するＵＥ ＩＤにＵＥ１００ａのＩＭＳＩをスワッピングする。その後に、ＳＧＷ１０３は、アップデートされたＵＥコンテキストを使用してＧＴＰ−Ｕ ＰＤＵのような（示されたＵＥ１００ａのために予定された）コネクションレス型データパケットをそれぞれのｅＮＢ１０１ａに転送する（１３０７）。ｅＮＢ１０１ａは、一時Ｃ−ＲＮＴＩ又はＣＬ−ＲＮＴＩによりスクランブルされたＰＤＣＣＨによりアドレッシングされたＰＤＳＣＨでコネクションレス型データパケットをＵＥ１００ａに配信する（１３０８）。
【0146】
図１４Ａ及び１４Ｂは、本発明の実施形態によるＵＥノンス（nonce）及び基本キー（ＫＡＳＭＥ）を使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。同図は、ＵＥ１００ａ、ｅＮＢ１０１ａ、ＭＭＥ１０２、ＳＧＷ１０３、及びＰＧＷ１０４を示す。ＭＭＥ１０２は、コネクションレス型送信モードのための共通ベアラーを確立する（１４０１）。 Ｓ１共通ベアラーがｅＮＢ１０１ａとＳＧＷ１０３との間で確立される。Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーは、ＳＧＷ１０３とＰＧＷ１０４との間で確立される。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１０１ａのサービングｅＮＢである。
【0147】
ＵＥ１００ａは、初期接続手順を開始し（１４０２）、認証手順を実行し、基本キー（ＫＡＳＭＥ）を確立する。ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａが加入されているか否か及び／又はコネクションレス型送信が可能であるか否かをチェックする。ＵＥ１００ａは、Ｌ３メッセージでの新たなセキュリティキー（ＫＣＬＴ）導出のためのＵＥノンスが含まれたＭＭＥを提供する。ＵＥ１００ａが承認及び／又はコネクションレス型送信を行うことができる場合、ＭＭＥ１０２及びＵＥ１００ａは、コネクションレス型送信モードに対するＵＥノンス及びＫＡＳＭＥを使用して新たなセキュリティキー（ＫＣＬＴ）を導出する。ＵＥノンスを使用するＫＣＬＴ導出は、次のように与えられる。
【0148】
ＫＣＬＴ＝ＫＤＦ｛ＫＡＳＭＥ、ＵＥノンス｝。キーは、新規ＵＥノンスを使用してリフレッシュされる：
ＫＣＬＴ−ｉｎｔ及びＫＣＬＴ−ｅｎｃは、ＵＥ１００ａ及びｅＮＢ１０１ａから導出される。
【0149】
ＫＣＬＴ−ｉｎｔ及びＫＣＬＴ−ｅｎｃの導出は、次のように与えられる：
ＫＣＬＴ−ｉｎｔ＝ＫＤＦ｛ＫＣＬＴ、Ｉｎｔ Ａｌｇ−ＩＤ、ＣＬＴ−ｉｎｔ−ａｌｇ｝
ＫＣＬＴ−ｅｎｃ＝ＫＤＦ｛ＫＣＬＴ、Ｅｎｃ Ａｌｇ−ＩＤ、ＣＬＴ−ｅｎｃ−ａｌｇ｝
【0150】
初期接続手順が実行されると、ＵＥ１００ａが転送される何のデータも有していない場合に、ＵＥ１００ａは、アイドル状態にスイッチングする（１４０３）。また、ＵＥ１００ａは、コネクションレス型送信モードを使用してＵＬ送信を実行するようにアプリケーションレイヤーから（少量の）データパケットを受信する。ＵＥ１００ａは、何のＡＳコンテキストも有しておらず、したがって、ＵＥ１００ａは、Ｃｅｌｌ−ＩＤ又はｅＮＢ ＩＤに対してＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴを“０”に初期化する（１４０４）。その後に、ＵＥ１００ａは、ＫＣＬＴを使用してデータパケットを確保する。他の実施形態において、ＵＥとｅＮＢ１０１ａとの間のコネクションレス型送信モードの間に確保したデータパケットが、ＵＥの接続状態の間に確立されたＡＳセキュリティコンテキストを使用して適用され、ここで、ＵＥ及びＲＡＮノードは、それをキャッシング（caching）することによりＡＳセキュリティコンテキストを保持し、また、コネクションレス型送信のためにそれを使用する。このようなシナリオにおいて、ＫＣＬＴは、導出されない。
【0151】
一実施形態において、完全性保護及び暗号化のすべてがコネクションレス型データパケットに適用される。個別のキーが機密保護（暗号化／復号化）及び（ＭＡＣ−Ｉの導出のための）完全性保護のためにＫＣＬＴから導出される。
【0152】
一実施形態において、同一のＫＣＬＴが暗号化及び完全性保護のために使用される。
また、ＵＥ１００ａは、個別的に修正されたＵｕインターフェース１０６を通して、そして自己持続可能な方式で無線セルラーネットワークで確立された共通ベアラーを通してデータパケットをルーティングするようにパケットヘッダー情報のような暗号化されたデータパケットにルーティング情報（ＧＷ ＩＤ）及び／又はＵＥ ＩＤを付加する（１４０５）。
【0153】
暗号化及び／又は完全性保護されたデータパケットが付加された後、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を使用してデータパケットを送信する。ＲＡＣＨ手順は、既存の競合基盤ＲＡＣＨ、修正されたＲＡＣＨ、又は最適化されたＲＡＣＨなどであり得る。
【0154】
一実施形態において、使用されたセキュリティコンテキストがＵＥとｅＮＢとの間で同一であるか否かを確認するために、進化したキーセット識別子（ｅＫＳＩ）は、ｅＮＢへの１番目のパケットに含まれる。ＵＥ１００ａからコネクションレス型データパケットを受信した後、ｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１−ＡＰメッセージからＵＥ ＩＤ及びｅＫＳＩ（コネクションレス型パケットで受信された場合）を送信することにより、ＵＥ１００ａに対するコネクションレス型セキュリティコンテキストをＭＭＥ１０２に要請する。ＭＭＥ１０２は、Ｓ１−ＡＰメッセージでコネクションレス型送信モードのためのＫＣＬＴ、ＫＣＬＴライフタイム、及び選択されたアルゴリズムを含むコネクションレス型セキュリティコンテキストでｅＮＢ１０１ａに応答する（１４０７）。ｅＮＢ１０１ａは、ＫＣＬＴ及びそれのライフタイムを記憶し（１４０８）、タイマーを開始する。ｅＮＢは、データパケットを解読し、アップリンクＰＤＣＰカウントを増加させ、増加されたＰＤＣＰカウントを記憶し、ｅＫＳＩを記憶する。また、完全性保護がＵＥ１００ａにより適用される場合、ｅＮＢ１０１ａは、パケットの完全性をチェックする。データパケットに付加されたＵＥ ＩＤ及び／又はＧＷ ＩＤは、データパケットの転送及びコスト請求のために使用される。ｅＮＢ１０１ａは、データパケットで受信されたＧＷ ＩＤをゲートウェイ（ＳＧＷ１０３及び／又はＰＧＷ１０４）のＩＰアドレス及びＵＬ ＴＥＩＤに分析する。さらに、ｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１−ＵＰメッセージを有するＳ１共通ベアラーを通してコネクションレス型データパケットをＳＧＷ１０３に送信する（１４０９）。また、ＳＧＷ１０３は、ステップ１４０９及びステップ１４１０で説明されたように、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーを通してＧＴＰ−Ｕ Ｓ５／Ｓ８メッセージで受信されたデータパケットをＰＧＷ１０４に転送する（１４１０）。その後に、ＰＧＷ１０４は、データパケットをＰＤＮポートに転送する（１４１１）。
【0155】
また、複数の（少量の）データパケットが送信され、ＰＤＣＰカウントラップアラウンド（wrap around）が発生した後に、ＵＥ１００ａは、新たなＵＥノンスを生成し（１４１２）、新たなＫＣＬＴを導出する。ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を開始し、新たなＵＥノンス、ＵＥ ＩＤ及びｅＫＳＩを使用してＫＣＬＴをリフレッシュするようにｅＮＢ１０１ａに要請する（１４１３）。ｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１−ＡＰメッセージでＵＥ１００ａからの要請をＭＭＥ１０２に転送する（１４１４）。ＭＭＥは、新たなＫＣＬＴを導出し（１４１５）、新たなＫＣＬＴ及びそれのライフタイムを含む新たなコネクションレス型セキュリティコンテキストをｅＮＢ１０１ａに送信する（１４１６）。ｅＮＢは、成功的なキーリフレッシュ手順に対してＵＥ１００ａに通知する（１４１７）。
【0156】
図１５Ａ及び１５Ｂは、本発明の実施形態によるコネクションレス型送信（ＣＬＴ）アルゴリズムＩＤ及びＫＡＳＭＥを使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。同図は、ＵＥ１００ａ、ｅＮＢ１０１ａ、ＭＭＥ１０２、ＳＧＷ１０３、及びＰＧＷ１０４を示す。ＭＭＥ１０２は、コネクションレス型送信モードのための共通ベアラーを確立する（１５０１）。ｅＮＢ１０１ａとＳＧＷ１０３との間にＳ１共通ベアラーが確立される。ＳＧＷ１０３とＰＧＷ１０４との間には、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーが確立される。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａのサービングｅＮＢである。
【0157】
ＵＥ１００ａは、初期接続手順を開始し（１５０２）、認証手順を実行し、基本キーＫＡＳＭＥを確立する。ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａが加入されているか否か及び／又はコネクションレス型送信が可能であるか否かをチェックする。ＭＭＥ１０２は、ＮＡＳセキュリティモードコマンド（NAS Security Mode Command：ＮＡＳ ＳＭＣ）手順の間のコネクションレス型送信のために選択されたセキュリティアルゴリズム（ＣＬＴ Ａｌｇｏ ＩＤ）又は事前に選択された暗号化アルゴリズムをＵＥ１００ａに通知する。ＵＥ１００ａがグラントされており、及び／又はコネクションレス型送信が可能な場合、ＭＭＥ１０２及びＵＥ１００ａは、コネクションレス型送信モードのためにＣＬＴ Ａｌｇｏ ＩＤ及びＫＡＳＭＥを使用して新たなセキュリティキー（ＫＣＬＴ）を導出する。ＣＬＴ Ａｌｇｏ ＩＤを使用するＫＣＬＴは、次のように与えられる：
ＫＣＬＴ＝ＫＤＦ｛ＫＡＳＭＥ、ＣＬＴ Ａｌｇｏ ＩＤ}。キーは、新たなＫＡＳＭＥを使用してリフレッシュされる。
【0158】
初期接続手順が実行され、ＵＥ１００ａが転送される何のデータも有していない場合、ＵＥ１００ａは、アイドル状態にスイッチングする（１５０３）。また、ＵＥ１００ａは、コネクションレス型送信モードを使用してＵＬ送信を実行するようにアプリケーションレイヤーから（少量の）データパケットを受信する。ＵＥ１００ａは、何のＡＳコンテキストも有しておらず、したがって、ＵＥ１００ａは、Ｃｅｌｌ−ＩＤ又はｅＮＢ ＩＤに対してＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴを“０”に初期化する（１５０４）。その後に、ＵＥ１００ａは、ＫＣＬＴを使用してデータパケットをセキュアにする。
【0159】
また、ＵＥ１００ａは、修正されたＵｕインターフェース１０６を通して、そして自己持続可能な方式で無線セルラーネットワークで確立された共通ベアラーでデータパケットを独立してルーティングするようにルーティング情報（ＧＷ ＩＤ）及びＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）をパケットヘッダー情報のような暗号化されたデータパケットに付加する（１５０５）。
【0160】
暗号化及び／又は完全性保護されたデータパケットが付加された後、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を使用してデータパケットを送信する。ＲＡＣＨ手順は、既存の競合基盤ＲＡＣＨ、修正されたＲＡＣＨ、又は最適化されたＲＡＣＨなどであり得る。
【0161】
一実施形態において、使用されたセキュリティコンテキストがＵＥとｅＮＢとの間で同一であるか否かを確認するために、進化したキーセット識別子（ｅＫＳＩ）は、ｅＮＢに対する１番目のパケットに含まれる。ＵＥ１００ａからコネクションレス型データパケットを受信した後、ｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１−ＡＰメッセージからＵＥ ＩＤ及びｅＫＳＩ（コネクションレス型パケットで受信された場合）を送信することにより、ＵＥ１００ａに対するコネクションレス型セキュリティコンテキストをＭＭＥ１０２に要請する。ＭＭＥ１０２は、Ｓ１−ＡＰメッセージでコネクションレス型送信モードのためのＫＣＬＴ及びＫＣＬＴライフタイム及び選択されたアルゴリズムを含むコネクションレス型セキュリティコンテキストでｅＮＢ１０１ａに応答する（１５０７）。ｅＮＢ１０１ａは、ＫＣＬＴ及びそれのライフタイムを記憶し（１５０８）、タイマーを開始する。ｅＮＢ１０１ａは、データパケットを解読し、アップリンクＰＤＣＰカウントを増加させ、増加されたＰＤＣＰカウントを記憶し、ｅＫＳＩを記憶する。また、完全性保護がＵＥ１００ａにより適用される場合、ｅＮＢは、パケットの完全性を確認する。データパケットに付加されたＵＥ ＩＤ及び／又はＧＷ ＩＤは、データパケットの転送及びコスト請求のために使用される。ｅＮＢ１０１ａは、ＳＧＷ１０３のＩＰアドレス及び宛先であるＰＧＷ１０４のＩＰアドレスにデータパケットで受信されたＧＷ ＩＤを分析する。また、ｅＮＢ１０１ａは、図１５Ａ及び１５Ｂで説明されたように、Ｓ１−ＵＰメッセージが含まれたＳ１共通ベアラーでコネクションレス型データパケットをＳＧＷ１０３に送信する（１５０９）。さらに、ＳＧＷ１０３は、図１５Ａ及び図１５Ｂで説明されたように、Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーを通してＧＴＰＵ Ｓ５／Ｓ８メッセージで受信されたデータパケットをＰＧＷ１０４に転送する（１５１０）。その後に、ＰＧＷ１０４は、（少量の）データパケットをＰＤＮポートに転送する（１５１１）。
【0162】
また、複数のデータパケットが送信され、ＰＤＣＰカウントラップアラウンド（wrap around）が発生しようした後に、ＵＥ１００ａは、ＲＲＣ接続を確立し（１５１３）、接続状態にスイッチングする。ｅＮＢ１０１ａで接続が確立されると、ＵＥ１００ａは、ＫＣＬＴリフレッシュ要請を含むＴＡＵに対するＮＡＳメッセージを送信する（１５１４）。応答でのＭＭＥ１０２は、新たな認証及びキー同意（Authentication and Key Agreement：ＡＫＡ）手順を実行し、新たなＫＡＳＭＥ及びＫＣＬＴを導出し、それをｅＮＢ１０１ａに提供する。ＭＭＥ１０２は、新たなセキュリティ識別子（ｅＫＳＩ）も割り当てる。一実施形態において、ＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴがラップアラウンドされようとする場合、ｅＮＢ１０１ａは、ＭＭＥ１０２から新たなキーを要請する。その後に、ＭＭＥ１０２は、本明細書に詳細に説明したような新たなＫＣＬＴを生成し、それをｅＮＢに送信する。その後に、ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａとのフライ手順（fly procedure）に対するキー変化を開始し、新たなＫＣＬＴを生成するようにＵＥ１００ａに必要なパラメータを提供する。
【0163】
図１６Ａ及び１６Ｂは、本発明の実施形態によるＭＭＥノンス及びＫＡＳＭＥを使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。同図は、ＵＥ１００ａ、ｅＮＢ１０１ａ、ＭＭＥ１０２、ＳＧＷ１０３、及びＰＧＷ１０４を示し、ＭＭＥ１０２は、コネクションレス型送信モードのための共通ベアラーを確立する（１６０１）。Ｓ１共通ベアラーは、ｅＮＢ１０１ａとＳＧＷ１０３との間に確立される。Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーは、ＳＧＷ１０３とＰＧＷ１０４との間に確立される。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａのサービングｅＮＢである。
【0164】
ＵＥ１００ａは、初期接続手順を開始し（１６０２）、認証手順を実行し、基本キーＫＡＳＭＥを確立する。ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａが加入されているか否か及び／又はコネクションレス型送信が可能であるか否かを確認する。ＭＭＥ１０２は、ＮＡＳセキュリティモードコマンド（Security Mode Command：ＳＭＣ）手順の間のコネクションレス型送信のために選択されたセキュリティアルゴリズム（ＣＬＴ Ａｌｇｏ ＩＤ）をＵＥ１００ａに通知し、ＭＭＥノンスを提供する。ＵＥ１００ａがグラントされており及び／又はコネクションレス型送信が可能な場合、ＭＭＥ１０２及びＵＥ１００ａは、コネクションレス型送信モードのためにＭＭＥノンス及びＫＡＳＭＥを使用して新たなセキュリティキーＫＣＬＴを導出する。ＭＭＥノンスを使用するＫＣＬＴ導出は、次のようである：
ＫＣＬＴ＝ＫＤＦ ＫＡＳＭＥ、ＭＭＥノンス。キーは、新規ＭＭＥノンスを使用してリフレッシュされる。ＫＣＬＴは、ＵＥ１００ａ及びＭＭＥ１０２から導出される。ＫＣＬＴ−ｉｎｔ及びＫＣＬＴ−ｅｎｃは、ＵＥ１００ａ及びｅＮＢ１０１ａから導出される。
【0165】
ＫＣＬＴ−ｉｎｔ及びＫＣＬＴ−ｅｎｃの導出は、次のようである。
ＫＣＬＴ−ｉｎｔ＝ＫＤＦ｛ＫＣＬＴ、Ｉｎｔ Ａｌｇ−ＩＤ、ＣＬＴ−ｉｎｔ−ａｌｇ｝
ＫＣＬＴ−ｅｎｃ＝ＫＤＦ｛ＫＣＬＴ Ｅｎｃ Ａｌｇ−ＩＤ、ＣＬＴ−ｅｎｃ−ａｌｇ｝
【0166】
初期接続手順が実行されると、ＵＥ１００ａが転送される何のデータも有していない場合に、ＵＥ１００ａは、アイドル状態にスイッチングする（１６０３）。また、ＵＥ１００ａは、コネクションレス型送信モードを使用してＵＬ送信を実行するようにアプリケーションレイヤーから（少量の）データパケットを受信する。ＵＥ１００ａは、何のＡＳコンテキストも有しておらず、したがって、ＵＥ１００ａは、Ｃｅｌｌ−ＩＤ又はｅＮＢ ＩＤに対して“０”にＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴを初期化する（１６０４）。その後に、ＵＥ１００ａは、ＫＣＬＴを使用してデータパケットを確保する。
【0167】
一実施形態において、完全性保護及び暗号化のすべてがコネクションレス型データパケットに適用される。個別のキーが機密保護（暗号化／復号化）及び（ＭＡＣ−Ｉの導出のための）完全性保護のためにＫＣＬＴから導出される。
【0168】
一実施形態において、同一のＫＣＬＴが暗号化及び完全性保護のために使用される。
また、ＵＥ１００ａは、修正されたＵｕインターフェース１０６を通して、そして自己持続可能な方式で無線セルラーネットワークで確立された共通ベアラーでデータパケットを個別的にルーティングするように暗号化されたデータパケットヘッダー情報にルーティング情報（ＧＷ ＩＤ）及びＵＥ ＩＤを付加する（１６０５）。
【0169】
暗号化及び／又は完全性保護されたデータパケットが付加された後、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を使用してデータパケットを送信する。ＲＡＣＨ手順は、既存の競合基盤ＲＡＣＨ、修正されたＲＡＣＨ、又は最適化されたＲＡＣＨなどであり得る。
【0170】
一実施形態において、使用されたセキュリティコンテキストがＵＥとｅＮＢとの間で同一であるか否かを確認するために、進化したキーセット識別子（ｅＫＳＩ）は、ｅＮＢに対する１番目のパケットに含まれる。ＵＥ１００ａからコネクションレス型データパケットを受信した後、ｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１−ＡＰメッセージでＵＥ ＩＤ及びｅＫＳＩ（コネクションレス型パケットで受信された場合）を送信することにより、ＵＥ１００ａのためにコネクションレス型セキュリティコンテキストをＭＭＥ１０２に要請する（１６０６）。ＭＭＥ１０２は、Ｓ１−ＡＰメッセージでコネクションレス型送信モードのためのＫＣＬＴ、ＫＣＬＴライフタイム、及び選択されたアルゴリズムを含むコネクションレス型セキュリティコンテキストでｅＮＢ１０１ａに応答する（１６０７）。ｅＮＢ１０１ａは、ＫＣＬＴ及びそのライフタイムを記憶し（１６０８）、タイマーを開始する。ｅＮＢは、データパケットを解読し、アップリンクＰＤＣＰカウントを増加させ、増加されたＰＤＣＰカウントを記憶し、ｅＫＳＩを記憶する。また、完全性保護がＵＥにより適用される場合、ｅＮＢ１０１ａは、データパケットの完全性もチェックする。データパケットに付加されたＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤは、データパケットの転送及びコスト請求のために使用される。ｅＮＢ１０１ａは、ＳＧＷ１０３のＩＰアドレス及び／又は宛先であるＰＧＷ１０４のＩＰアドレス、及び／又はいずれの場合には、ＵＬ ＴＥＩＤでデータパケットで受信されたＧＷ ＩＤを分析する。また、ｅＮＢ１０１ａは、図１６Ａ及び図１６Ｂで説明されるように、Ｓ１−ＵＰメッセージが含まれたＳ１共通ベアラーを通してコネクションレス型データパケットをＳＧＷ１０３に転送する（１６０９）。また、ＳＧＷ１０３は、図１６Ａ及び図１６Ｂで説明されるように、受信されたデータパケットをＳ５／Ｓ８共通ベアラーを通してＰＧＷ１０４に転送する（１６１０）。その後に、ＰＧＷ１０４は、データパケットをＰＤＮポートに転送する（１６１１）。
【0171】
また、複数の（少量の）データパケットが送信され、ＰＤＣＰカウントラップアラウンドが発生した後に、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を開始し、ｅＮＢ１０１ａへの要請とともにＵＥ ＩＤ及びｅＫＳＩを送信することにより、ＫＣＬＴをリフレッシュするようにｅＮＢ１０１ａに要請する（１６１３）。ｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１−ＡＰメッセージでＵＥ１００ａからの要請をＭＭＥ１０２に転送する（１６１４）。ＭＭＥは、新たなＭＭＥノンスを生成することにより、新たなＫＣＬＴを導出する（１６１５）。また、ＭＭＥ１０２は、Ｓ１−ＡＰメッセージで新たなＫＣＬＴ、そのライフタイム、及びＭＭＥノンスを含む新たなコネクションレスセキュリティコンテキストをｅＮＢ１０１ａに送信する（１６１６）。ｅＮＢは、ＭＭＥノンスを含む成功的なＫＣＬＴリフレッシュ手順についてＵＥ１００ａに通知する（１６１７）。ＭＭＥノンスを受信する時、ＵＥ１００ａは、新たなＫＣＬＴを導出する。
【0172】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、本発明の実施形態による基地局キー（ＫｅＮＢ）、ネクストホップ（ＮＨ）、及びＫＡＳＭＥを使用する新たなキー（ＫＣＬＴ）導出を示す図である。同図は、ＵＥ１００ａ、ｅＮＢ１０１ａ、ＭＭＥ１０２、ＳＧＷ１０３、及びＰＧＷ１０４を示す。ＭＭＥ１０２は、コネクションレス型送信モードのための共通ベアラーを確立する（１７０１）。Ｓ１共通ベアラーは、ｅＮＢ１０１ａとＳＧＷ１０３との間で確立される。Ｓ５／Ｓ８共通ベアラーは、ＳＧＷ１０３とＰＧＷ１０４との間で確立される。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａのサービングｅＮＢである。
【0173】
ＵＥ１００ａは、初期接続手順を開始し（１７０２）、認証手順を実行し、基本キーＫＡＳＭＥを確立する。ＭＭＥ１０２は、ＵＥ１００ａが加入されているか否か及び／又はコネクションレス型送信が可能であるか否かをチェックする。初期接続手順が実行され、ＵＥ１００ａが転送される何のデータも有していない場合に、ＵＥ１００ａは、アイドル状態にスイッチングする（１７０３）。ＵＥ１００ａがグラントされており、及び／又はコネクションレス型送信が可能な場合、ＵＥ１００ａは、アイドル状態で新たなＮＨ値及びＫＣＬＴを導出する。新たなＮＨ値及びＫｅＮＢを使用するＫＣＬＴ導出は、次のように与えられる：
ＫＣＬＴ−ｉｎｔ＝ＫＤＦ｛ＫｅＮＢ／ＮＨ、Ｉｎｔ Ａｌｇ−ＩＤ、ＣＬＴ−ｉｎｔ−ａｌｇ｝
ＫＣＬＴ−ｅｎｃ＝ＫＤＦ｛ＫｅＮＢ／ＮＨ、Ｅｎｃ Ａｌｇ−ＩＤ、ＣＬＴ−ｅｎｃ−ａｌｇ｝
また、キーリフレッシングは、ＮＨ値を使用して行われる。
【0174】
さらに、ＵＥ１００ａは、コネクションレス型送信モードを使用してＵＬ送信を実行するためにアプリケーションレイヤーから（少量の）データパケットを受信する。ＵＥ１００ａは、何のＡＳコンテキストを有しておらず、したがって、ＵＥ１００ａは、Ｃｅｌｌ−ＩＤ又はｅＮＢ ＩＤに対してＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴを“０”に初期化する（１７０４）。その後に、ＵＥ１００ａは、ＫＣＬＴを使用してデータパケットをセキュアにする。
【0175】
一実施形態において、完全性保護及び暗号化のすべてがコネクションレス型データパケットに適用される。個別のキーが機密保護（暗号化／復号化）及び（ＭＡＣ−Ｉの導出のための）完全性保護のためにＫＣＬＴから導出される。
【0176】
一実施形態において、同一のＫＣＬＴが暗号化及び完全性保護のために使用される。
また、ＵＥ１００ａは、修正されたＵｕインターフェース１０６を通して、そして自己持続可能な方式で無線セルラーネットワークで確立された共通ベアラーを通してデータパケットを独立してルーティングするようにパケットヘッダー情報のような暗号化されたデータパケットにルーティング情報（ＧＷ ＩＤ）、ＵＥ識別子（ＵＥ ＩＤ）、及びＮＣＣを付加する（１７０５）。
【0177】
暗号化及び／又は完全性保護及び／又は完全性保護されたデータパケットが付加された後に、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を使用してデータパケットを送信する。ＲＡＣＨ手順は、既存の競合基盤ＲＡＣＨ、修正されたＲＡＣＨ、又は最適化されたＲＡＣＨなどであり得る。
【0178】
一実施形態において、使用されたセキュリティコンテキストがＵＥとｅＮＢとの間で同一であるか否かを確認するために、進化したキーセット識別子（ｅＫＳＩ）は、ｅＮＢに対する１番目のパケットに含まれる。ＵＥ１００ａからコネクションレス型データパケットを受信した後、ｅＮＢ１０１ａは、Ｓ１−ＡＰメッセージ内のＵＥ ＩＤ及びｅＫＳＩ（コネクションレス型パケットで受信された場合）及びネクストホップチェーンカウンター（Next hop Chaining Counter：ＮＣＣ）を送信することにより、ＵＥ１００ａのためのコネクションレス型セキュリティコンテキストをＭＭＥ１０２に要請する。ＭＭＥ１０２は、Ｓ１−ＡＰメッセージでＮＨ値及びライフタイムを含むコネクションレス型セキュリティコンテキストでｅＮＢ１０１ａに応答する（１７０７）。ｅＮＢ１０１ａは、ＫＣＬＴを導出し（１７０８）、ＫＣＬＴを使用してデータパケットを解読し、アップリンクＰＤＣＰカウントを増加させ、増加されたＰＤＣＰカウントを記憶し、ｅＫＳＩを記憶する。また、完全性保護がＵＥにより適用される場合に、ｅＮＢ１０１ａは、パケットの完全性もチェックする。データパケットに付加されたＵＥ ＩＤ及びＧＷ ＩＤは、データパケットの転送及びコスト請求のために使用される。ｅＮＢ１０１ａは、ＳＧＷ１０３のＩＰアドレス及び宛先であるＰＧＷ１０４のＩＰアドレスにデータパケットで受信されたＧＷ ＩＤを分析する。また、ｅＮＢ１０１ａは、図１７Ａ及び図１７Ｂで説明されるように、Ｓ１−ＵＰメッセージを有するＳ１共通ベアラーを通してコネクションレス型データパケットをＳＧＷ１０３に転送する（１７０９）。また、ＳＧＷ１０３は、図１７Ａ及び図１７Ｂで説明されるように、受信されたデータパケットをＳ５／Ｓ８共通ベアラーを通してＧＴＰ−Ｕ Ｓ５／Ｓ８メッセージでＰＧＷ１０４に転送する（１７１０）。その後に、ＰＧＷ１０４は、データパケットをＰＤＮポートに転送する（１７１１）。
【0179】
また、複数の（少量の）データパケットが送信され、ＰＤＣＰカウントラップアラウンドが発生した後（１７１２）、ＵＥ１００ａは、新たなＮＨ値を生成し、新たなＮＨ値を使用してＫＣＬＴを導出する。その後に、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順を開始し、ｅＮＢ１０１ａへの要請とともにＵＥ ＩＤ、ｅＫＳＩ、及びＮＣＣ値を送信することにより、ＫＣＬＴをリフレッシュするようにｅＮＢ１０１ａに要請する（１７１３）。ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ ＩＤ、ｅＫＳＩ、及びＮＣＣ値を含むＳ１−ＡＰメッセージでＵＥ１００ａからの要請をＭＭＥ１０２に転送する（１７１４）。ＭＭＥは、３ＧＰＰＰ標準ＴＳ３３．４０１により明示されたような新たなＮＨ値を生成する（１７１５）。さらに、ＭＭＥ１０２は、Ｓ１−ＡＰメッセージでＮＨ値及びそのライフタイムを含む新たなコネクションレス型セキュリティコンテキストをｅＮＢ１０１ａに送信する（１７１６）。ｅＮＢは、新たなＫＣＬＴを導出する（１７１７）。また、ｅＮＢ１０１ａは、ＮＣＣ値及びｅＫＳＩを含むＲＡＣＨ手順を通して成功的なＫＣＬＴリフレッシュに対してＵＥ１００ａに通知する。一実施形態において、ＫＵＰｅｎｃ及びＫＵＰ−ｉｎｔがコネクションレス型送信モードの保護のために使用される場合、ＭＭＥ１０２は、ＮＨ値から導出されたＫｅＮＢをｅＮＢ１０１ａに送信する。ｅＮＢ１０１ａは、ＫｅＮＢからＫＵＰｅｎｃ及びＫＵＰ−ｉｎｔを導出する。ＭＭＥ１０２は、コネクションレス型データパケットの保護のためにｅＮＢ１０１ａからのすべての要請に対してＮＣＣカウントを増加させ、ＮＣＣ値をｅＮＢ１０１ａに提供する。その後に、ｅＮＢ１０１は、正確なＫｅＮＢの導出のためにＮＣＣ値をＵＥ１００ａに送信する。コネクションレス型送信モードの保護のために、すべてのＰＤＣＰ ＣＯＵＮＴラップアップ（wrap-up）（ラップアラウンド（wrap-around））及びセル再選択は、ハンドオーバとして見なされる。
【0180】
開示された方法は、セル再選択の間のセキュリティキー処理を提供する。ＵＥ１００ａ及び無線セルラーネットワークは、セル再選択の後にＫＣＬＴキーを常にリフレッシュする。ＵＥ１００ａは、セル再選択の間にすべての既存のキーを削除し、セル再選択の後の新たなＫＣＬＴを導出する。一実施形態において、ＵＥは、キーをリフレッシュするために、指示子を使用してネットワークに明示的に示す。ＵＥは、ｅＫＳＩ値、新たなＵＥノンス、又はＭＭＥノンス、新たなＮＣＣ値などのようなキーリフレッシュのために必要なパラメータとともに明示的な指示子を含む。
【0181】
一実施形態において、ＵＥ１００ａは、自己持続可能なパケットとともに、ｅＫＳＩ値、新たなＵＥノンス又はＭＭＥノンス、新たなＮＣＣ値などのようなキーリフレッシュのために必要なパラメータを含むことにより、無線セルラーネットワークに暗黙的にキー（ＫＣＬＴ）のリフレッシュを示す。
【0182】
ＭＭＥ１０２は、要請される度に、常に新たなキーをｅＮＢ１０１ａに提供する。
ＫＣＬＴからの完全性及び機密キーの導出
開示された方法は、暗号化及び完全性キーをＫＣＬＴから次のように導出する。：
ＫＣＬＴ−ｉｎｔ＝ＫＤＦ｛ＫＣＬＴ、Ｉｎｔ Ａｌｇ−ＩＤ、ＣＬＴ−ｉｎｔ−ａｌｇ｝
ＫＣＬＴ−ｅｎｃ＝ＫＤＦ｛ＫＣＬＴ、Ｅｎｃ Ａｌｇ−ＩＤ、ＣＬＴ−ｅｎｃ−ａｌｇ｝
【0183】
Ｉｎｔ Ａｌｇ−ＩＤ値は、次のように定義される。：
“００００２” ＥＩＡ０ ヌル完全性保護アルゴリズム
“０００１２” １２８−ＥＩＡ１ ＳＮＯＷ ３Ｇ
“００１０２” １２８−ＥＩＡ２ ＡＥＳ
“００１１２” １２８−ＥＩＡ３ ＺＵＣ
【0184】
Ｅｎｃ Ａｌｇ−ＩＤ値は、次のように定義される。：
“００００２” ＥＥＡ０ ヌル完全性保護アルゴリズム
“０００１２” １２８−ＥＥＡ１ ＳＮＯＷ ３Ｇ基盤アルゴリズム
“００１０２” １２８−ＥＥＡ２ ＡＥＳ基盤アルゴリズム
“００１１２” １２８−ＥＥＡ３ ＺＵＣ基盤アルゴリズム
【0185】
【表1】
【0186】
一実施形態において、コネクションレス型送信モードでデータパケットをセキュアにすることは、ＵＥ１０１ａとＳＧＷ１０３との間でなされることができ、ＫＡＳＭＥからのＫＣＬＴの導出に基づき、ＫＣＬＴは、コネクションレス型送信モードのためのセキュリティモードコマンド（Security Mode Command：ＳＭＣ）手順、又はＵＥ１００ａの接続状態で選択されたＮＡＳ暗号化アルゴリズム、又はコネクションレス型送信モードのために再設定された暗号化アルゴリズムを使用するＵＥ１００ａの接続状態での交渉された暗号化アルゴリズムを使用して導出される。ＫＣＬＴは、ＵＥ１００ａ及びＭＭＥ１０２によりＫＡＳＭＥから導出される。また、ＭＭＥ１０２は、ＧＴＰ−Ｃメッセージでコネクションレス型送信トラフィックをセキュアにする処理をするために、ＫＣＬＴ及び選択されたアルゴリズムのリストをＳＧＷ１０３に提供する。ＫＣＬＴは、上述した方法の中の１つで明示されたように、新たなＵＥノンス、新たなＭＭＥノンス、新たな（ＮＨ）値、及び新たなＫＡＳＭＥを使用してリフレッシュされる。
【0187】
図１８は、本発明の実施形態によるＵＥとｅＮＢとの間でセキュアにされたデータパケットに対するキー導出を示す図である。コネクションレス型送信モードのための新たなセキュリティキー（ＫＣＬＴ）は、ＫＡＳＭＥからＵＥ１００ａ及びＭＭＥ１０２により導出されるだけではなく、上述したような方法の中の１つに明示されたように、キー導出機能（key derivation function：ＫＤＦ）を使用して完全性アルゴリズムに対する識別子により導出される。
【0188】
図１９は、本発明の実施形態による暗号アルゴリズムを有する暗号化／復号化メカニズムを示す図である。同図は、パケットデータとして転送されるデータの暗号化又は復号化を行うために使用される暗号化アルゴリズムＥＥＡに対する入力パラメータを示す。入力パラメータは、１２８ビット暗号キーであるＫＣＬＴ（ＫＥＹ）、３２ビットカウントであるＰＤＣＰカウント値（ＣＯＵＮＴ）、コネクションレス型送信モード無線ベアラー（Radio Bearer：ＲＢ）識別のための基準値である５ビットベアラー識別（ＢＥＡＲＥＲ）、コネクションレス型送信モードの方向を示す１ビットの方向（ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ）、及び要求されるキーストリームの長さ（ＬＥＮＧＴＨ）を含む。ＤＩＲＥＣＴＩＯＮビットは、ＵＬ送信に対しては０であり、ＤＬ送信に対しては１である。
【0189】
送信器側セキュリティメカニズムは、ＥＥＡアルゴリズムにより生成されたキーストリームブロックを使用するプレーンテキスト（送信されるデータ）の暗号化を含む。
【0190】
暗号化された暗号テキストブロックは、受信器側により受信され解読される。解読は、ＥＥＡアルゴリズムを使用して受信器で生成された送信器識別キーストリームブロックを使用して実行される。
【0191】
既存の技術では、ネットワークのアイドル状態セルレベルでＵＥが識別されなかった。一実施形態において、無線セルラーネットワークのセルレベルでアイドル状態にあるＵＥ１００ａが識別される。これを可能にするために、セル再選択において、ＵＥ１００ａは、ＲＡＣＨ手順（例えば、ＣＬＴに最適化されたＲＡＣＨ）を実行し、したがって、ｅＮＢ１０１ａは、ＭＭＥ１０２で現在キャンプされているＵＥ１００ａのセルをアップデートすることにより、ＭＭＥ１０２が現在キャンプされているセルでのページングを開始する。
【0192】
図２０は、本発明の実施形態によるＵＥがセルレベルで識別される場合にページングに含まれたＤＬ割り当て情報を有するコネクションレス型送信モードでＤＬ送信の間に受信されたデータパケットを示す図である。同図は、ページングからのオフセットで 受信されたデータパケットを示す。
【0193】
ＵＥ１００ａに対するページング通知は、ＣＬ指示、及びＤＬ割り当て、及び／又はＵＬグラントを含む。ＵＥ１０１ａは、ＰＤＳＣＨをデコーディングし、ＤＬデータを取得するために、ページング通知で提供されるＤＬ割り当てを使用する。
【0194】
一実施形態では、ＤＬ割り当てをページメッセージに提供する代わりに、コネクションレス型送信のためのＤＬ割り当てが予め構成される。
【0195】
図２１は、本発明の実施形態によるＵＥがセルレベルで識別される場合にページングに含まれたＣＬ−ＲＮＴＩを有するコネクションレス型送信モードでＤＬ送信の間に受信されたデータパケットを示す図である。同図は、ページングからのオフセットで受信されたデータパケットを示す。ＵＥ１００ａに対するページング通知は、ＣＬ指示及びＣＬ−ＲＮＴＩ（１６ビット）を含む。ＵＥ１００ａは、ＰＤＣＣＨチャネルをデコーディングするためにページング通知で提供されたＣＬ−ＲＮＴＩを使用する。オフセットは、ＰＤＣＣＨがＵＥ１００ａのためにスケジューリングされる時間を識別するために使用されることができる。このオフセットは、ＵＥ１００ａのページング状況に関するものであり得る。これらのデータパケットに対するＨＡＲＱ ＡＣＫを防止するために、ｅＮＢ１０１ａは、その次のサブフレームで同一のデータパケットを選択的に再送信できる。このようなアプローチ方式では、ＰＤＣＣＨをデコーディングし、ＰＡＧＥメッセージでＣＬ−ＲＮＴＩを防止するためにＳ−ＲＮＴＩ自体が使用され得る。
【0196】
図２２は、本発明の実施形態によるＵＥがセルレベルで識別される場合にコネクションレス型送信モードでＤＬ送信の間に共通ＲＮＴＩを通して受信されたデータパケットを示す図である。同図は、ページングからオフセットで受信されたデータパケットを示す。
【0197】
ＵＥ１００ａに対するページング通知は、Ｓ−ＴＭＳＩのためのＣＬ指示だけを含む。ｅＮＢ１０１ａは、データパケットにエンベデッドされたＵＥ ＩＤとともに、すべてのＵＥに対して共通ＲＮＴＩで識別される共通リソースを通してコネクションレス型データパケットを送信する。このようなアプローチ方式では、ページングの受信の時に、ＵＥ１００ａは、オフセットで共通ＲＮＴＩをもって事前に定義された方式でＰＤＣＣＨのデコーディングを開始する。このような共通ＲＮＴＩをもってＰＤＣＣＨがデコーディングされる時に、ＵＥは、データをデコーディングし、ＵＥ ＩＤがマッチングされるか否かを検証する。ＵＥ ＩＤがマッチングされる場合、ＵＥ１００ａは、ＩＰパケットをデコーディングするためのセキュリティをさらに適用する。データパケットに対するＨＡＲＱ ＡＣＫを防止するために、ｅＮＢ１０１ａは、その次のサブフレームで同一のデータを選択的に再送信できる。
【0198】
一実施形態において、ページング通知は、Ｓ−ＴＭＳＩのためのＣＬ指示を含み、また、データパケットも含む。このようなデータに対するＨＡＲＱ ＡＣＫを防止するために、ｅＮＢは、後続サブフレームで同一のデータを選択的に再送信できる。
【0199】
上述した方法において、ｅＮＢ１０１ａがＤＬ送信のためにペンディングされたデータパケットをさらに有している場合、ｅＮＢ１０１ａは、フィールドをデータパケットに付加することにより同一のものを指示することができ、これは、デコーディングの後にＵＥ１００ａにより識別されることができる。このようなペンディングデータは、後の時間に定義されたオフセットで送信されることができる。
【0200】
一実施形態において、ＰＤＣＣＨをモニタリングするための幾つかのオフセット又はＰＤＣＣＨをモニタリングするためのＤＲＸ種類のメカニズムが適用されることにより、ＵＥ１００ａがＰＤＣＣＨを継続してモニタリングすることを防止できる。
【0201】
他の実施形態において、コネクションレス型送信モードがＵＥ１００ａの移動状況に基づいてトリガーされることができる。例えば、ＵＥ１００ａが低い移動性又は中間の移動性である場合には、それがトリガーされることができ、ＵＥ１００ａが高い移動性である場合には、それがトリガーされないこともできる。
【0202】
また他の実施形態において、コネクションレス型送信モードは、コネクションレス型送信モードを使用することができるデータパケットを蓄積した後にＵＥ１００ａによりトリガーされることができる。この蓄積は、送信されるデータがペンディングされている時間に対応するしきい値であり得、又はペンディングデータのバイト単位の大きさであり得る。このような基準は、すべての少量のデータに対してコネクションレス型送信モードでスイッチングしようとするＵＥ１００ａの試みの数を減少させることができる。
【0203】
コネクションレス型データ配信のための移動性処理：
コネクションレス型送信モードでのＵＬ送信の間には、ＵＥ１００ａがコネクションレス型データパケットのセグメントをＲＡＣＨメッセージ３又は任意の次のＲＡＣＨメッセージでのデータパケットをＣｅｌｌ＃１に送信する場合、ＵＥ１００ａが移動性によりＣｅｌｌ＃２に対してセル再選択を実行する状況が存在し得る。開示された方法は、Ｔ再選択期間の間に、Ｃｅｌｌ＃１に残っているものをＵＥ１００ａに指示する。Ｔ再選択タイマーが実行されており、ペンディングセグメントに対するＵＬグラントがＣｅｌｌ＃１により与えられる場合、コネクションレス型データパケットのペンディングセグメントは、Ｃｅｌｌ＃１に送信されることができる。Ｔ再選択タイマーが満了した場合、ＵＥ１００ａは、Ｃｅｌｌ＃１に送信されたすべてのセグメントをＣｅｌｌ＃２に再送信し、Ｃｅｌｌ＃２に対する再選択の後に、その次のセグメントをＣｅｌｌ＃２に再送信する。Ｃｅｌｌ＃１を処理するｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａにより送信されたコネクションレス型パケットのセグメントをドロップ（drop）させ、他方、Ｃｅｌｌ＃２を処理するｅＮＢ１０１ａは、コネクションレス型パケットのすべてのセグメントをＳＧＷ１０３に送信する。
【0204】
コネクションレス型送信モードでのデータパケットのＤＬ送信の間に、ｅＮＢ１０１ａは、ＵＥ１００ａに配信される１つ以上のデータパケットを有することができ、又は、そのデータパケットは、分割されることもある。しかしながら、ＵＥ１００ａがすべてのセグメント又はすべてのデータパケットを送信する前にセルを変更する場合には、データの損失が存在することもある。
【0205】
一実施形態において、移動性を有するＤＬデータパケットの配信を処理するために、ｅＮＢ１０１ａは、常に全データパケット（ＩＰパケット）を送信し、データパケットのＤＬ配信に対する分割を防止する。ｅＮＢは、ＤＬデータパケットにペンディング指示子を入力し、このペンディング指示子を使用して、ＵＥ１００ａは、移動性を処理する。
【0206】
データパケットのＤＬ送信の開始の後に、データパケットが分割されるか、又はＤＬデータがペンディング指示子を有する場合に、ＵＥ１００ａは、コネクションレス型データが完了するまでセル再選択を防止する。
【0207】
他の実施形態において、ＵＥ１００ａは、Ｔ再選択タイマーを次のように処理する。
コネクションレス型データの送信又は受信の間にＴ再選択が満了した場合、ＵＥ１００ａは、即座にセル再選択過程を中断するが、データパケットのＤＬ又はＵＬ送信を継続する。ＵＬ又はＤＬ送信の完了の後に、ＵＥ１００ａは、セル再選択のために進む。
【0208】
Ｔ再選択タイマーが実行されている間に、データパケットのＵＬ又はＤＬ送信が進行中である場合、ＵＥ１００ａは、データパケットの送信又は受信の持続時間（duration）をＴ再選択の一部として計算しない。
【0209】
ＣＬデータ配信のためのＲＬＣモード：
データパケットのバックグラウンド種類のためにコネクションレス型送信モードが使用されることができるために、ＲＬＣは、非承認モード（unacknowledged mode）で動作されることができ、ＲＬＣレイヤーでのＡＣＫ／ＮＡＣＫを防止できる。
【0210】
ＲＬＣレベルでも信頼性ある送信を必要とする幾つかの高い優先順位データが処理される必要がある場合には、ＲＬＣが承認モード（acknowledged mode）で動作されることができる。
【0211】
無線セルラーネットワークに対するコネクションレス型データパケットの使用可能性の指示
一実施形態において、ＵＥ１００ａがＵＬ送信の間に無線セルラーネットワークに送信されるコネクションレス型データパケットを有する場合、ＵＥ１００ａは、ＵＥ−ＩＤを搬送するＲＡＣＨ手順又はＵＥ１００ａを識別するスケジューリング要請（scheduling Request：ＳＲ）のような一部の通知手続きをトリガーする。この手続きは、特定のＵＥがＵＬ送信用に送信されるデータパケットを有していることを認識するためにｅＮＢ１０１ａにより使用されることができる。その後に、ｅＮＢ１０１ａは、それのロード又はページング状況に基づいて、それぞれのＵＥ１００ａに対するページングを開始することによりコネクションレス型データ交換を開始する。この場合に、ｅＮＢ１０１ａがＰＡＧＥをＵＥ１００ａに送信する前のｅＮＢ１０１ａに対するＲＡＣＨ手続き又はＳＲの個数は、制限されることができる。
【0212】
他の実施形態において、共通リソースは、共通リソースを使用してｅＮＢ１０１ａに対するＵＥ１００ａ識別子を送信することにより、コネクションレス型データパケットの使用可能性を示すためにＵＥ１００ａにより使用されることができる。
【0213】
コネクションレス型データパケットに対する共通リソース：
一実施形態において、ＵＬ送信の間に、ｅＮＢ１０１ａは、コネクションレス型データ送信の目的で共通使用するためのＵＬリソースを割り当てる。ＵＥ１００ａは、特殊なプリアンブルを使用してこのような共通ＵＬリソースでコネクションレス型データパケットを送信し、Ｓ−ＴＭＳＩのようなＵＥ識別子に関する情報を搬送する。共通ＵＬリソースは、１つより多いＵＥが共通ＵＬリソースで同時に送信する場合の衝突に敏感である。
【0214】
一実施形態において、ＤＬ送信の間に、ｅＮＢ１０１ａは、コネクションレス型データパケットの送信のために共通リソースを使用する。このようなアプローチ方式において、コネクションレス型送信モードをサポートするすべてのＵＥは、共通リソースに対するＰＤＣＣＨをデコーディングするために共通ＲＮＴＩを使用できる。このような共通ＲＮＴＩに対するＰＤＣＣＨデコーディングは、以前のＵＥ１００ａに対するページング状況がコネクションレス型データパケットが存在するもので示された場合に発生し得る。共通リソースにおいて、コネクションレス型送信モードでのＵＬ及び／又はＤＬ送信は、次のような方法の中の１つで実行されることができる。
【0215】
共通リソースにおいて、ＵＥ１００ａは、Ｓ−ＴＭＳＩをデータパケットに含めることにより識別されることができ、あるいは、共通リソースは、対応するデータパケットに対する対応するオフセット及びＳ−ＴＭＳＩのようなＵＥ ＩＤを含むヘッダーを有することができる。
【0216】
ここに開示された実施形態は、少なくとも１つのハードウェアデバイスで実行され、エレメントを制御するためのネットワーク管理機能を実行する少なくとも１つのソフトウェアプログラムを通して具現されることができる。図１４、図８〜図１７、及び図１９に示すエレメントは、ハードウェアデバイス、又はハードウェアデバイスとソフトウェアモジュールとの組み合せの中の少なくとも１つであり得るブロックを含む。
【0217】
特定の実施形態についての上記のような説明は、現在の知識を適用することにより様々なアプリケーションに対して全体のコンセプトから逸脱することなく特定の実施形態を容易に修正及び／又は適応を行えるここでの実施形態の一般的な特性を完全に示すはずであり、したがって、上記のような適応及び修正は、開示されている実施形態の均等物の意味及び範囲内で理解されるべきであり理解されるように意図される。ここで使用される表現及び用語は、説明のためのものであり限定されないことが理解されなければならない。したがって、上述した実施形態が望ましい実施形態の観点で説明されたとしても、上述した実施形態が本発明の思想及び範囲内で修正され実現されることができることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【符号の説明】
【0218】
１００ａ〜１００ｆ ＵＥ
１０１ａ〜１０１ｂ ｅＮＢ
１０２ ＭＭＥ
１０３ ＳＧＷ
１０４ ＰＧＷ
１０５ ＩＰネットワーク
１０６ Ｕｕインターフェース
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
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