特許 6548675 Ｄ２Ｄブロードキャスト通信のためのセキュリティ保護された通信プロシージャ

(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】6548675

(24)【登録日】2019年7月5日

(45)【発行日】2019年7月24日

(54)【発明の名称】Ｄ２Ｄブロードキャスト通信のためのセキュリティ保護された通信プロシージャ

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/16 20060101AFI20190711BHJP

   H04W 12/02 20090101ALI20190711BHJP

   H04W 92/18 20090101ALI20190711BHJP

【ＦＩ】

   H04L9/00 643

   H04W12/02

   H04W92/18

【請求項の数】11

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-567184(P2016-567184)

(86)(22)【出願日】2015年5月6日

(65)【公表番号】特表2017-518690(P2017-518690A)

(43)【公表日】2017年7月6日

(86)【国際出願番号】IB2015000806

(87)【国際公開番号】WO2015170171

(87)【国際公開日】20151112

【審査請求日】2016年12月20日

(31)【優先権主張番号】14/274,012

(32)【優先日】2014年5月9日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】391030332

【氏名又は名称】アルカテル−ルーセント

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(72)【発明者】

【氏名】チェン，ファン−チェン

(72)【発明者】

【氏名】タテシュ，サイド

【審査官】 青木 重徳

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／０２６６３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０３１４８６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１１−５０２４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１７１１１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０３１８２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 ZTE Corproration, et al.，improvement on section 6.1.3 in ProSa security TS，3GPP TSG SA WG(Security) Meeting #75，［オンライン］，２０１４年 ３月，S3-140858，ＵＲＬ，<http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG3_security?TSGS3_75_Sapporo/docs/S3-140858.zip>

【文献】 China Mobile, et al.，Security analysis for restricted ProSe discovery，3GPP TSG WG3(Security) Meeting #74，［オンライン］，２０１４年 １月，S3-140233，ＵＲＬ，<http://www.3gpp.org/ftp/TSG_SA/WG3_Security/TSGS3_74_Taipei/Docs/S3-140233.zip>

【文献】 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects Study on security issues to support Proximity Services (Release 12)，3GPP TR 33.833，［オンライン］，２０１４年 ５月 ６日，V0.5.0(2014-02)，pp.1-99，ＵＲＬ，<http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/33_series/33.833/33833-050.zip>

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ９／１６

Ｈ０４Ｗ １２／０２

Ｈ０４Ｗ ９２／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のユーザ機器において、第２のユーザ機器とのデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）通信中に、エア・インターフェースを通じて第１のフレームにおいて暗号化されたメッセージを受信するステップであって、前記暗号化されたメッセージは、
ＥＭ＝ｆ（ＰＭ，Ｋｅｙ，ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃ），
ここで、ＥＭは前記暗号化されたメッセージを表し、ＰＭはプレインテキスト・メッセージを表し、Ｋｅｙはセキュリティ・キー、ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃは前記第１のフレームの第１のフレーム番号である暗号関数ｆによって暗号化されたプレインテキスト・メッセージを表し、
前記第１のユーザ機器において、前記暗号関数、前記セキュリティ・キー、および、前記第１のフレーム番号を使用して前記暗号化されたメッセージを暗号解読し、前記プレインテキスト・メッセージを復元する、方法。

【請求項2】

第１のユーザ機器において、第２のユーザ機器とのデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）通信中に、前記第１のユーザ機器と前記第２のユーザ機器との間のエア・インターフェースを通じて受信される第１のフレームの第１のフレーム番号を決定するステップであって、前記第１のフレーム番号は前記第１のユーザ機器によって記憶される基準フレーム番号と、前記第１のユーザ機器によって記憶される対応する基準時間と、現在の時刻とに基づいて決定され、
前記第１のユーザ機器において、
ＥＭ＝ｆ（ＰＭ，Ｋｅｙ，ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃ），
ここで、ＥＭは前記暗号化されたメッセージを表し、ＰＭはプレインテキスト・メッセージを表し、Ｋｅｙはセキュリティ・キー、ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃは前記第１のフレームの前記第１のフレーム番号である暗号関数ｆを使用して、前記第１のフレームにおいて受信される情報を暗号解読するステップを含む、方法。

【請求項3】

前記現在の時刻と、前記第１のフレーム番号と、前記第１のユーザ機器に記憶される少なくとも１つの送信期間と少なくとも１つの送信オフセットとのあらかじめ構成された値とに基づいて、Ｄ２Ｄ同期信号またはスケジューリング割当メッセージのうちの少なくとも一方の少なくとも１つの送信時間を決定するステップ
をさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記Ｄ２Ｄ通信に関連するＤ２Ｄ識別子に基づいて、前記第１のユーザ機器に記憶されるデータ構造にある前記セキュリティ・キーにアクセスするステップであって、前記データ構造は、対応する複数のＤ２Ｄ識別子に関連する複数のセキュリティ・キーを記憶する、アクセスするステップと、
前記第１のユーザ機器によって受信されたスケジューリング割当パケットを復号するステップであって、前記スケジューリング割当パケットは、前記Ｄ２Ｄ通信に関連する前記Ｄ２Ｄ識別子と、前記第１のフレームを含む後続のデータ送信に割り付けられるリソースとを示す情報を含む、復号するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記セキュリティ・キーに適用される前記暗号関数と、第２のフレームの第２のフレーム番号とを使用して、Ｄ２Ｄ通信中に前記エア・インターフェースを通じて前記第２のフレームにおいて送信するための情報を暗号化するステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

第２のユーザ機器とのデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）通信中に第１のユーザ機器と前記第２のユーザ機器との間のエア・インターフェースを通じて第１のフレームにおいて暗号化されたメッセージを受信するためのレシーバを備え、前記暗号化されたメッセージは、
ＥＭ＝ｆ（ＰＭ，Ｋｅｙ，ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃ），
ここで、ＥＭは前記暗号化されたメッセージを表し、ＰＭはプレインテキスト・メッセージを表し、Ｋｅｙはセキュリティ・キー、ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃは前記第１のフレームの第１のフレーム番号である暗号関数ｆによって暗号化されたプレインテキスト・メッセージを表し、
前記暗号関数、前記セキュリティ・キー、および、前記第１のフレーム番号を使用して、前記暗号化されたメッセージを暗号解読し、前記プレインテキスト・メッセージを復元するためのプロセッサをさらに備える、第１のユーザ機器。

【請求項7】

第２のユーザ機器とのデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）通信中に第１のユーザ機器と前記第２のユーザ機器との間のエア・インターフェースを通じて第１のフレームの第１のフレーム番号を決定するためのプロセッサを備え、
前記プロセッサは、前記第１のユーザ機器によって記憶される基準フレーム番号と、前記第１のユーザ機器によって記憶される対応する基準時間と、現在の時刻とに基づいて前記第１のフレーム番号を決定し、
前記プロセッサは、
ＥＭ＝ｆ（ＰＭ，Ｋｅｙ，ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃ），
ここで、ＥＭは前記暗号化されたメッセージを表し、ＰＭはプレインテキスト・メッセージを表し、Ｋｅｙはセキュリティ・キー、ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃは前記第１のフレームの前記第１のフレーム番号である暗号関数を使用して、前記第１のフレームにおいて前記第１のユーザ機器によって受信される情報を暗号解読する、装置。

【請求項8】

前記第１のユーザ機器のアクティベーション中に、前記基準フレーム番号と、対応する基準時間と、前記セキュリティ・キーとを記憶する少なくとも１つのメモリ要素
をさらに備える、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記プロセッサは、現在の時刻と、前記第１のフレーム番号と、前記第１のユーザ機器に記憶される少なくとも１つの送信期間と少なくとも１つの送信オフセットとのあらかじめ構成された値とに基づいて、Ｄ２Ｄ同期信号またはスケジューリング割当メッセージのうちの少なくとも一方の少なくとも１つの送信時間を決定する、請求項６に記載の第１のユーザ機器。

【請求項10】

対応する複数のＤ２Ｄ識別子に関連する複数のセキュリティ・キーを記憶する少なくとも１つのデータ構造をさらに備え、前記プロセッサは、前記Ｄ２Ｄ通信に関連するＤ２Ｄ識別子に基づいて、前記データ構造にある前記セキュリティ・キーにアクセスすることになっている、請求項６に記載の第１のユーザ機器。

【請求項11】

前記プロセッサは、前記セキュリティ・キーに適用される前記暗号関数と、前記第２のフレームの第２のフレーム番号とを使用して、Ｄ２Ｄ通信中に前記エア・インターフェースを通じて第２のフレームにおいて送信するための情報を暗号化する、請求項６に記載の第１のユーザ機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般には、ワイヤレス通信に関し、より詳細には、ワイヤレス・デバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ：ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）通信に関する。

【背景技術】

【0002】

ワイヤレス通信システムは、相互接続されたアクセス・ノードまたは基地局のネットワークを使用して、ユーザ機器にワイヤレス接続性を提供する。ユーザ機器と、基地局との間のエア・インターフェースを通じた通信が、様々な合意済みの規格に従って行われる。例えば、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ：Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ、３ＧＰＰ２）は、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）と称されるパケット交換ワイヤレス通信システムについての規格の組を指定している。ＬＴＥ規格は、単一キャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：ｓｉｎｇｌｅ−ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）を含むアクセス・スキームをサポートする。複数のユーザは、重複していないフーリエ係数またはサブキャリアの異なる組を使用して、ＳＣ−ＦＤＭＡネットワークに同時にアクセスすることができる。ＳＣ−ＦＤＭＡの１つの際だった特徴は、それが、単一コンポーネントキャリア送信信号をもたらすことである。ＬＴＥ規格はまた、トランスミッタまたはレシーバに展開された複数のアンテナを使用して、エア・インターフェースを通じた多入力／多出力（ＭＩＭＯ：ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ／ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ）通信をサポートする。ＬＴＥによってサポートされるキャリア帯域幅は、約２０ＭＨｚであり、これは、約１００Ｍｂｐｓのダウンリンク・ピーク・データ・レートと、約５０Ｍｂｐｓのアップリンクのピーク・データ・レートとをサポートすることができる。

【0003】

ユーザ機器は、ネットワークに向かってアップリンク信号を送信するためのトランスミッタと、ネットワークによって送信されるダウンリンク信号を受信するためのレシーバとを含むトランシーバを実装することができる。ユーザ機器の中で実装されるトランシーバは、重複していないフーリエ係数またはサブキャリアの異なる組を使用して、ＳＣ−ＦＤＭＡ規格に従って通信することができる。ユーザ機器は、従来、第１のユーザ機器のトランスミッタを起点とし、アップリンク（または逆方向リンク）を通ってネットワーク基地局内のレシーバへと移動し、受信する基地局または別の基地局内のトランスミッタへと進み、次いでダウンリンク（または順方向リンク）を通って第２のユーザ機器内のレシーバに送信される通信経路上で、信号を送信することにより、互いに通信する。その結果として、２つのユーザ機器の間の従来のネットワーク通信経路は、基地局、スイッチ、ルータなどのネットワーク要素を含んでいる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

将来の世代のワイヤレス通信プロトコルは、２つのワイヤレス通信デバイス間の通信経路の中のネットワークを必ずしも含んでいるとは限らないデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）通信をサポートする可能性が高い。例えば、Ｄ２Ｄ通信により、２つのユーザ機器は、２つのユーザ機器の間のエア・インターフェースを通じて互いに直接通信することができ、Ｄ２Ｄ通信経路の中にネットワーク要素は含まれていない。Ｄ２Ｄ通信プロトコルを使用して、一対一ベース（ユニキャスト）、プッシュ・ツー・トーク（ＰＴＴ：ｐｕｓｈ−ｔｏ−ｔａｌｋ）などの用途の場合の一対多ベース（グループキャスト）、または一対全ベース（ブロードキャスト）で、音声送信またはデータ送信をサポートすることができる。ネットワーク・サポートの欠如がＤ２Ｄ通信の妨げになるべきではなく、またユーザ機器は、カバレッジ内シナリオ（ユーザ機器がネットワークと通信することができるとき）、またはカバレッジ外シナリオ（ユーザ機器がネットワークと通信していないとき）のいずれにおいてもＤ２Ｄ通信を実行することができる。

【0005】

添付の図面を参照することにより、本開示をよりよく理解することができ、その非常に多くの特徴と利点とが、当業者にとって明らかになる。異なる図面における同じ参照記号の使用は、類似した項目または同一の項目を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】いくつかの実施形態によるワイヤレス通信システムのブロック図である。

【図2】いくつかの実施形態による、Ｄ２Ｄ通信のために使用され得るフレームのタイムスロットについてのリソース・グリッドのブロック図である。

【図3】いくつかの実施形態による、Ｄ２Ｄ通信をサポートするワイヤレス通信システムのブロック図である。

【図4】いくつかの実施形態による、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信のために使用されるフレームのシーケンスの図である。

【図5】いくつかの実施形態による、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信のためにユーザ機器を初期化するための方法の流れ図である。

【図6】いくつかの実施形態によるセキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信のための方法の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

例えば認証およびキー合意（ＡＫＡ：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｋｅｙ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）プロトコルに従って、エア・インターフェースを通じてセキュリティ保護された通信リンクをネゴシエートまたは確立するためにはネットワークは使用できないので、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信を提供することは、とりわけカバレッジ外シナリオにおいては難しい。さらに、ユーザ機器は、例えば、ユーザ機器の間のチャネル状態または相対的距離の変化のために、予測不可能にまたは予想外に、特定のＤ２Ｄのグループキャストまたはブロードキャストに参加し、または離れることがある。従来のセキュリティ・プロトコルでは、グループのメンバーシップが変化するときはいつでも、セキュリティ契約を再ネゴシエートする必要がある。しかしながら、グループ・メンバーシップの変化に応じて、Ｄ２Ｄのグループキャストまたはブロードキャストを中断して、セキュリティ契約を再ネゴシエートすることは、Ｄ２Ｄ通信のオーバーヘッドを増大させ、またユーザのユーザ体感品質を低減させることになる。

【0008】

ユーザ機器の動的に変化する組の間のセキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信は、あらかじめプロビジョニングされたセキュリティ・キーに適用される暗号関数と、フレームのフレーム番号とを使用して、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信のフレームを暗号化または暗号解読することができるユーザ機器によってサポートされる可能性がある。本明細書において使用される場合、用語「あらかじめプロビジョニングされた」は、ユーザ機器にセキュリティ・キーを供給するためにネットワークが使用できなくなることに先立って、またはユーザ機器がセキュリティ・キーを使用して１つまたは複数の他のユーザ機器とのセキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信を確立することに先立って、セキュリティ・キーがネットワークによってユーザ機器に提供されていることを意味するものと理解される。それゆえに、あらかじめプロビジョニングされたセキュリティ・キーを使用して、ネットワーク外のシナリオにおいてセキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信を確立することができる。

【0009】

ユーザ機器のいくつかの実施形態は、基準フレーム番号と、対応する基準時間とに基づいて、フレームのフレーム番号を決定することができる。例えば、ユーザ機器は、基準フレーム番号と、基準時間との値を記憶することができる。次いで、ユーザ機器は、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のタイミング基準やロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）タイミング基準などのグローバル・タイミング基準に基づいて、現在の時刻を決定することができる。ユーザ機器は、現在の時刻と基準時間を比較して、基準時間以来どれだけの時間が経過したかを決定することができ、またその結果として、ユーザ機器は、基準フレーム番号以来いくつのフレームが経過したかを決定することができる。それゆえに、ユーザ機器は、ネットワークが存在していないときにユーザ機器において使用可能な情報に基づいて、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信の各フレームについての暗号化または暗号解読のために必要とされるセキュリティ・パラメータを決定することができる。ネットワークの支援および制御は、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信をサポートするために各ユーザ機器に配分されるものと考えられる。さらに、ユーザ機器は、ネットワークまたは他のユーザ機器からの追加の制御情報なしに、任意のフレームから、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信の暗号解読を開始することができる。

【0010】

ユーザ機器のいくつかの実施形態は、それぞれの認可されたタイプのセキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信についての物理レイヤ識別子を対応するセキュリティ・キーにマッピングするデータ構造を含んでいる。例えば、ユーザ機器が、１つの他のユーザ機器とのユニキャストＤ２Ｄ通信と、ユーザ機器のグループとのグループキャストＤ２Ｄ通信と、ブロードキャストＤ２Ｄ通信とのために認可される場合には、データ構造は、他のユーザ機器と共用されるユニキャスト・セキュリティ・キーにユニキャスト識別子をマッピングし、ユーザ機器のグループと共用されるグループキャスト・セキュリティ・キーにグループキャスト識別子をマッピングし、また公開キーにブロードキャスト識別子をマッピングすることができる。

【0011】

図１は、いくつかの実施形態によるワイヤレス通信システム１００のブロック図である。ワイヤレス通信システム１００は、対応するセル１１５、１１６内のユーザ機器１１０、１１１、１１２（本明細書においてはまとめて「ユーザ機器１１０〜１１２」と称する）に対してワイヤレス接続性を提供するように構成されている基地局１０５、１０６を含んでいる。ワイヤレス通信システム１００のいくつかの実施形態はまた、システム１００の内部の基地局１０５、１０６や他の要素などのネットワーク要素、またはシステム１００の外部にある要素の間で、通信を容易にするためのネットワーク１２０も含んでいる。基地局１０５、１０６と、ユーザ機器１１０〜１１２との間の通信は、パケット交換ワイヤレス通信システムについてのＬＴＥ規格に従って、実行することができる。しかしながら、いくつかの実施形態は、ワイヤレス通信システム１００の内部で通信をサポートするために他の規格またはプロトコルを使用することができる。

【0012】

セル１１５、１１６は、独立してサービスされることが可能なセクタ１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６（まとめて「セクタ１２１〜１２６」と称する）にさらに分割される。例えば、基地局１０５、１０６は、異なるセクタ１２１〜１２６の中のユーザ機器１１０〜１１２が、独立してサービスされることを可能にするアンテナ構成と、ハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとを実施あるいは展開することができる。ユーザ機器１１０〜１１２は、異なるセクタ１２１〜１２６間を遷移するときに、ハンドオフすることができる。図１ではセル１１５、１１６が正六角形として示され、セクタ１２１〜１２６が、セル１１５、１１６を完全に分割する同一の平行四辺形として示されるが、実際のセル１１５、１１６またはセクタ１２１〜１２６は、地理、地形、環境条件、基地局１０５、１０６の構成、変化するアンテナ構成、または他の要因に起因して、時間とともに変化し得る不規則な形状を有する可能性がある。

【0013】

ワイヤレス通信システム１００は、ワイヤレス通信システム１００内のＤ２Ｄ通信を構成または制御するために使用されることが可能な１つまたは複数のＤ２Ｄ制御装置１３０を含んでいる。本明細書において使用される場合、用語「Ｄ２Ｄ通信」は、Ｄ２Ｄ通信セッションに参加しているユーザ機器１１０〜１１２の間の通信経路中に基地局１０５、１０６などのネットワーク要素を含んでいない、少なくとも２つのユーザ機器１１０〜１１２の間の通信を意味する。それゆえに、Ｄ２Ｄ通信は、Ｄ２Ｄ通信セッションに関与する異なるユーザ機器１１０〜１１２の間で確立されるエア・インターフェースを通じて行われる。例えば、ユーザ機器１１０とユーザ機器１１１とは、エア・インターフェース１３５を通じて確立される１つまたは複数のＤ２Ｄ通信チャネルを使用して通信することができる。Ｄ２Ｄ通信は、２つのユーザ機器間に確立されるエア・インターフェースを通じて、または２つよりも多いユーザ機器によって共用されるエア・インターフェースを通じて、例えば、グループキャストまたはブロードキャストのＤ２Ｄ通信のために行われる可能性がある。エア・インターフェース１３５を通じた送信は、基地局１０５、１０６と、ユーザ機器１１０〜１１２との間の通信の同期化を容易にするためにフレームまたはサブフレームに分割されることもある。

【0014】

基地局１０５、１０６などのネットワーク要素は、Ｄ２Ｄ通信中に通信経路の中にないが、ネットワークは、依然として通信を制御し、監視することができる。例えば、ネットワークは、Ｄ２Ｄ通信中に他のユーザ機器のタイミングを導き出すための基準時間としてユーザ機器１１０〜１１２によって使用され得るネットワーク・タイミング（ＬＴＥ基準時間など）を提供することができる。ネットワークは、Ｄ２Ｄ通信のために動的に無線リソースを割り付けることができる。ユーザ機器１１０〜１１２はまた、全地球測位システム（ＧＰＳ）のタイミング基準によって提供されるタイミングを使用することもできる。さらに、ネットワーク１２０の中のエンティティまたはＤ２Ｄ制御装置１３０は、２つ以上のユーザ機器間のＤ２Ｄ通信を監視することができ、例えば、その結果、ネットワークは、Ｄ２Ｄ通信のためにエア・インターフェース・リソースを「リースする」ために無線リソースを管理し、ユーザを制御することができる。

【0015】

Ｄ２Ｄ制御装置１３０は、ネットワーク１２０を経由して基地局１０５、１０６と通信することができる独立したエンティティとして、図１に示される。しかしながら、Ｄ２Ｄ制御装置１３０のいくつかの実施形態は、異なる場所に、またはワイヤレス通信システム１００内の複数の場所に分散して、展開されることもある。例えば、Ｄ２Ｄ制御装置１３０は、基地局１０５、１０６の中に、またはワイヤレス通信システム１００の内部の他の場所に実施されることもある。

【0016】

Ｄ２Ｄ制御装置１３０のいくつかの実施形態は、２つの異なるモード、すなわち、ネットワーク支援モード（ネットワーク内モードとも称される）と、ネットワーク不在モード（ネットワーク外モードとも称される）とにおけるＤ２Ｄ通信のためにユーザ機器１１０〜１１２を認証することができる。ネットワーク支援モードにおいては、基地局１０５、１０６やＤ２Ｄ制御装置１３０などのネットワーク側要素が使用可能であり、それらの要素がユーザ機器１１０〜１１２と通信することができる。ユーザ機器１１０〜１１２は、それゆえに、ネットワークとの通信ならびにＤ２Ｄ通信についてネットワーク・タイミング基準を使用することができる。ネットワークはまた、ネットワーク支援モードにおいてユーザ機器１１０〜１１２がＤ２Ｄ通信を開始するのと同時に、Ｄ２Ｄの認証パラメータ、認可パラメータ、通信パラメータなどを提供することもできる。ネットワーク不在モードにおいては、ネットワーク・タイミング基準、または信号の制御情報やシステム情報などの他の情報をユーザ機器に提供するためにネットワークは使用可能ではない。したがって、ネットワーク不在のＤ２Ｄ通信に参加するユーザ機器１１０〜１１２は、Ｄ２Ｄ通信セッションの時にプロビジョニングされたネットワーク制御を用いてＤ２Ｄ通信を実行するようにあらかじめ構成されているか、またはあらかじめ認可されている可能性がある。

【0017】

ネットワーク支援モードを実施する一実施形態においては、ワイヤレス通信システム１００は、ユーザ機器１１０〜１１２からの要求に応じて、またユーザ機器１１０〜１１２が他のユーザ機器１１０〜１１２を検出するデバイス発見を実行する前に、Ｄ２Ｄ通信のためにユーザ機器１１０〜１１２を認可することができる。ＬＴＥネットワークとの任意の通信、またはＤ２Ｄ通信の開始の前に、新しいユーザ機器のＤ２Ｄ通信のためにユーザ機器１１０〜１１２を認可し、構成するプロセスは、ユーザ機器１１０〜１１２の「アクティベーション」と称されることもある。本明細書において考察されるように、セキュリティ・キーと、Ｄ２Ｄ通信識別子と、基準フレーム番号と、対応する基準時間とが、アクティベーション中にユーザ機器１１０〜１１２に対して提供されることもある。要求元のユーザ機器１１０〜１１２は、そのユーザ機器がＬＴＥネットワーク・カバレッジの中にあるときに、Ｄ２Ｄデバイスの発見または通信を実行することが認可される前に、ＬＴＥシステム情報を獲得しており、各自のサービング・セル１１５のダウンリンク・タイミングにロックされている可能性がある。要求元のユーザ機器１１０〜１１２は、Ｄ２Ｄ同期化の信号またはプリアンブルを検出することにより他のユーザ機器１１０〜１１２を発見することができ、そのため、ユーザ機器１１０〜１１２は、ワイヤレス通信システム１００内の他のデバイスによって知られている可能性のある構成可能な時間間隔を有する同期信号を送信するように構成されることもある。

【0018】

ネットワーク不在モードを実施する一実施形態においては、ワイヤレス通信システム１００は、ユーザ機器１１０〜１１２がＤ２Ｄ通信を開始することに先立って、アクティベーション・プロセス中にＤ２Ｄ通信のためにユーザ機器１１０〜１１２を認可することができ、その結果、ユーザ機器１１０〜１１２は、ネットワークが、使用不可能になるか、または不在になる場合にＤ２Ｄ通信を行うようにあらかじめ認可され、またはあらかじめ構成されている。ネットワーク不在モードは、自然災害時における緊急事態と、公衆安全が危険にさらされる場合の他の状況とにおいて、Ｄ２Ｄ通信をサポートするために特に有用である可能性がある。ネットワーク不在モードにおいて動作することに先立って、ユーザ機器１１０〜１１２は、デバイス発見と通信とを支援するためにネットワークが使用可能でないときに、後続のＤ２Ｄ通信のためにＤ２Ｄ制御装置１３０によってあらかじめ認可されることもある。ユーザ機器１１０〜１１２は、ネットワークが、使用可能でない、または存在していないと決定することに応じて、Ｄ２Ｄ通信のネットワーク不在モードを確立することができる。

【0019】

アクティブにされており、Ｄ２Ｄ通信に参加することが認可されているユーザ機器１１０〜１１２は、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信をサポートするためにＤ２Ｄ制御装置１３０によって提供される情報を記憶することができる。ユーザ機器１１０〜１１２のいくつかの実施形態には、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信のためにＤ２Ｄ制御装置１３０によって認可されている各Ｄ２Ｄ関係を識別する１つまたは複数のＤ２Ｄ識別子を提供することができる。例えば、ユーザ機器１１０〜１１２は、１つまたは複数のユニキャストＤ２Ｄ通信セッションと、１つまたは複数のグループキャストＤ２Ｄ通信セッションと、１つまたは複数のブロードキャストＤ２Ｄ通信セッションとについてのＤ２Ｄ識別子を記憶することができる。Ｄ２Ｄ制御装置１３０はまた、Ｄ２Ｄ通信中に通信される情報を暗号化または暗号解読するために使用され得るセキュリティ・キーをユーザ機器１１０〜１１２に提供することもある。例えば、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信は、セキュリティ・キーを使用した暗号関数と、Ｄ２Ｄ通信の暗号化されたフレームのフレーム番号などの暗号同期とに基づいて、暗号化または暗号解読される可能性がある。ユーザ機器１１０〜１１２のいくつかの実施形態は、本明細書において考察されるように、ユーザ機器１１０〜１１２によって記憶される基準フレーム番号と基準時間とに基づいて、現在の時刻からフレーム番号を導き出すことができる可能性がある。

【0020】

図２は、いくつかの実施形態による、Ｄ２Ｄ通信のために使用され得るフレーム２００の中のタイムスロット２０５についてのリソース・グリッドのブロック図である。フレーム２００は、図１に示されるエア・インターフェース１３５などのエア・インターフェースを通じたＤ２Ｄ通信のために使用されることもあり、また図２に示されるタイムスロット２０５など、１つまたは複数のタイムスロットを含むことができる。タイムスロット２０５は、時間間隔と、周波数帯域またはサブキャリア周波数とによって規定される複数のリソース要素または物理リソース・ブロック２１０（分かりやすいように１つのみを参照数字によって示す）に分割される。例えば、タイムスロット２０５は、０．５ｍｓの合計持続時間を有することができ、また図２において水平方向に沿って分布している７つの時間間隔に分割されることもある。タイムスロット２０５はまた、図２において垂直方向に沿って分布している所定の数２１５の周波数帯域またはサブキャリア周波数を含むこともできる。数２１５は、エア・インターフェースの送信帯域幅に依存することもある。所定の数２１５はまた、物理リソース・ブロックの１つまたは複数のサブセット２２０に分割される可能性もある。

【0021】

図３は、いくつかの実施形態による、Ｄ２Ｄ通信をサポートするワイヤレス通信システム３００のブロック図である。ワイヤレス通信システム３００は、ユーザ機器３０５、３１０を含んでおり、このユーザ機器は、図１に示されるユーザ機器１１０〜１１２のいくつかの実施形態に対応する可能性がある。ユーザ機器３０５、３１０は、トランスミッタ３１５、３２０と、レシーバ３２５、３３０とを含む。トランスミッタ３１５、３２０と、レシーバ３２５、３３０とは、図３では別個の構造として示されるが、ユーザ機器３０５、３１０のいくつかの実施形態は、トランスミッタ３１５、３２０と、レシーバ３２５、３３０との両方を単一のトランシーバ構造の形にして実施することができる。トランスミッタ３１５、３２０と、レシーバ３２５、３３０とを使用して、ユーザ機器３０５、３１０の間で直接形成されるエア・インターフェース３３５のＤ２Ｄ通信チャネル上で信号を送信および受信することができる。Ｄ２Ｄ通信中に、ユーザ機器３０５、３１０の間の通信経路の中にネットワーク要素は存在しない。

【0022】

ユーザ機器３０５、３１０は、Ｄ２Ｄ通信のための基準フレーム番号を表すか、または示す情報を記憶するメモリ要素３４０、３４５を含んでいる。ユーザ機器３０５、３１０はまた、基準フレーム番号に対応する基準時間を表すか、または示す情報を記憶するために使用されるメモリ要素３５０、３５５も含んでいる。基準フレーム番号および基準時間は、ワイヤレス通信システム３００内のＤ２Ｄ通信について認可されるすべてのユーザ機器３０５、３１０について同じである。したがって、基準フレーム番号および基準時間は、ネットワーク支援モード、またはネットワーク不在モードの間のＤ２Ｄ通信中にデフォルトのフレーム・カウンタ機構として使用される可能性がある。基準フレーム番号および基準時間は、例えば、図１に示されるＤ２Ｄ制御装置１３０などのＤ２Ｄ制御装置により、ユーザ機器３０５、３１０のアクティベーション中に提供されることもある。いくつかの実施形態においては、異なるワイヤレス通信システムまたはネットワークは、同じ基準フレーム番号または関連する基準時間を持たない場合があり、その場合には、ローミング・ユーザ機器３０５、３１０は、訪問先ネットワークの基準フレーム番号および基準時間と再同期化し、メモリ要素３４０、３４５、３５０、３５５に変更後の値を記憶する必要があることもある。

【0023】

ユーザ機器３０５、３１０のいくつかの実施形態は、一次Ｄ２Ｄ同期信号（ＰＤ２ＤＳＳ：ｐｒｉｍａｒｙ Ｄ２Ｄ ｓｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）チャネル、二次Ｄ２Ｄ同期信号（ＳＤ２ＤＳＳ：ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｄ２Ｄ ｓｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）チャネル、スケジューリング割当（ＳＡ：ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）メッセージ・チャネルなど、Ｄ２Ｄ物理チャネルの送信時間を導き出すデフォルトのフレーム・カウンタとして、Ｄ２Ｄ基準番号（ＤＦＮ：Ｄ２Ｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）と称されることもある基準フレーム番号を使用することができる。例えば、ＤＦＮは、０からＤＦＮ_ｍａｘ−１の範囲である可能性があり、ここでＤＦＮの最大値は、ＤＦＮ_ｍａｘである。各サブフレームにおいて送信期間Ｐ_ｓｙｎｃと送信オフセットＳｙｎｃ_{ｏｆｆｓｅｔ}とを有するＰＤ２ＤＳＳ／ＳＤ２ＤＳＳでは、ＰＤＳＤＳＳ／ＳＤ２ＤＳＳは、以下の条件、
（（１０＊ＤＦＮ＋サブフレーム_ｉ＋Ｓｙｎｃ_{ｏｆｆｓｅｔ}）ｍｏｄ（ＤＦＮ_ｍａｘ＊１０））ｍｏｄ（Ｐ_ｓｙｎｃ）＝０
が、満たされるときに送信することができる。同様に、サブフレーム_ｉにおける期間Ｐ_ＳＡと送信オフセットＳＡ_{ｏｆｆｓｅｔ}とを有するＳＡメッセージでは、ＳＡメッセージは、以下の条件、
（（１０＊ＤＦＮ＋サブフレーム_ｉ＋ＳＡ_{ｏｆｆｓｅｔ}）ｍｏｄ（ＤＦＮ_ｍａｘ＊１０））ｍｏｄ（Ｐ_ＳＡ）＝０
が、満たされるときに、送信される。

【0024】

Ｄ２Ｄ物理チャネルについての送信時間を導き出すために使用されるデフォルト・パラメータは、ユーザ機器３０５、３１０が、カバレッジの下にあり、例えば、ネットワーク支援モードにある間に、構成または再構成されることもある。いくつかの実施形態は、送信期間Ｐ_ｓｙｎｃや送信オフセットＳｙｎｃ_{ｏｆｆｓｅｔ}などのパラメータを恒久的に更新することができる。例えば、図１に示されるＤ２Ｄ制御装置１３０などのＤ２Ｄ制御装置は、新しいパラメータを送信して、ユーザ機器３０５、３１０を恒久的に再構成することができる。本明細書において使用される場合、用語「恒久的に」は、再構成されたパラメータに対して時限が存在しないことを意味する。しかしながら、「恒久的に」再構成されたユーザ機器３０５、３１０は、後でＤ２Ｄ制御装置によって再構成されることもある。いくつかの実施形態は、期間Ｐ_ＳＡや送信オフセットＳＡ_{ｏｆｆｓｅｔ}などのパラメータを一時的に更新することができる。例えば、Ｄ２Ｄ制御装置は、新しいパラメータを送信して、所定の時間間隔にわたってユーザ機器３０５、３１０を再構成することができ、所定の時間間隔の後に、ユーザ機器３０５、３１０は、各自の以前の構成に戻ることができる。

【0025】

ユーザ機器３０５、３１０はまた、タイミング信号、例えば、ＧＰＳ基準タイミング信号、またはＬＴＥネットワーク基準タイミング信号を受信するタイミング・レシーバ３６０、３６５を含んでもいる。基準時間は、タイミング・レシーバ３６０、３６５から直接に取得される基準時間などの絶対時間とすることができる。例えば、基準時間は、ＧＰＳレシーバから受信されるタイミング信号、ＬＴＥシステム・フレーム番号（ＳＦＮ：ｓｙｓｔｅｍ ｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ）などのネットワーク・システム・タイミング基準、またはＬＴＥシステム情報ブロック（ＳＩＢ：ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ）などのＬＴＥシステム情報から導き出されるタイミングとすることができる。タイミング・レシーバ３６０、３６５によって受信される信号を使用して、ユーザ機器３０５、３１０内で実施される局部発振器３７０、３７５などのローカル・タイミング基準を定期的に調整または再調整することができる。局部発振器３７０、３７５を調整することは、局部発振器３７０、３７５を訓練することと称されることもある。いくつかの実施形態においては、タイミング・レシーバ３６０、３６５によって受信されるタイミング信号、または局部発振器３７０、３７５によって提供されるタイミング基準のいずれかが、ユーザ機器３０５、３１０の間のＤ２Ｄ通信についての基準時間として使用されることもある。

【0026】

各ユーザ機器３０５、３１０は、恒久的グローバル一意識別子３８０、３８５によって識別され、これらの識別子は、近接サービス識別子またはＰｒｏＳｅ識別子と称されることもある。例えば、ユーザ機器３０５、３１０は、恒久的グローバル一意１２８ビット識別子３８０、３８５によって識別されることもある。識別子３８０、３８５を使用して、ユーザ機器３０５、３１０間のＤ２Ｄ通信のための追加の識別子を生成することができる。いくつかの実施形態においては、ユーザ機器３０５、３１０における物理リンク・レイヤ（レイヤ１またはＬ１）およびデータ・リンク・レイヤ（レイヤ２またはＬ２）のための識別子が、識別子３８０、３８５から生成される可能性がある。例えば、Ｌ２ Ｄ２Ｄ識別子は、対応するユーザ機器３０５、３１０に記憶される識別子３８０、３８５から導き出される可能性があり、またＬ２ Ｄ２Ｄ識別子を使用して、一対一通信（ユニキャスト）、一対多通信（グループキャスト）、または一対全通信（ブロードキャスト）をサポートすることができる。１つまたは複数のＬ１宛先識別子も、識別子３８０、３８５から導き出される可能性もある。Ｌ１宛先識別子は、ユニキャストＤ２Ｄ通信、グループキャストＤ２Ｄ通信、またはブロードキャストＤ２Ｄ通信のための対応するＬ１ Ｄ２Ｄ識別子にマッピングされる可能性がある。各Ｌ１ Ｄ２Ｄ識別子は、１タイプのＤ２Ｄ通信と１つのＤ２Ｄ関係とに関連づけられる。例えば、ユーザ機器３０５、３１０は、別のユーザ機器とのユニキャストＤ２Ｄ関係についての第１のＬ１ Ｄ２Ｄ識別子と、ユーザ機器のグループとのグループキャストＤ２Ｄ関係についての第２のＬ１ Ｄ２Ｄ識別子と、Ｄ２Ｄブロードキャストについての第３のＬ１ Ｄ２Ｄ識別子とを含むことができる。

【0027】

セキュリティ・キーは、各Ｌ１ Ｄ２Ｄ識別子に関連づけられ、また対応するＤ２Ｄ通信のフレームの暗号化または暗号解読に使用されることもある。セキュリティ・キーは、あらかじめプロビジョニングされることもある。例えば、図１に示されるＤ２Ｄ制御装置１３０などのＤ２Ｄ制御装置は、アクティベーション中にユーザ機器３０５、３１０に対してセキュリティ・キーをプロビジョニングすることができる。セキュリティ・キーをあらかじめプロビジョニングすることにより、ユーザ機器３０５、３１０は、ネットワーク支援モードまたはネットワーク不在モードのいずれかの間にセキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信を実行することができるようになる。Ｄ２Ｄ関係ごとに異なるセキュリティ・キーが使用される。例えば、第１のセキュリティ・キーが、第１のセキュリティ・キーを共用する別のユーザ機器とのセキュリティ保護されたユニキャストＤ２Ｄ通信のための第１のＬ１ Ｄ２Ｄ識別子に関連づけられることがあり、第２のセキュリティ・キーが、第２のセキュリティ・キーを共用するユーザのグループとのセキュリティ保護されたグループキャストＤ２Ｄ通信をサポートするために第２のＬ１ Ｄ２Ｄ識別子に関連づけられることがあり、第３のセキュリティ・キーが、セキュリティ保護されたＤ２Ｄブロードキャストをサポートするために第３のＬ１ Ｄ２Ｄ識別子に関連づけられることがある。第３のセキュリティ・キーは、公開キーとすることができる。ローミングするユーザ機器３０５、３１０は、訪問先ネットワークから、新しいＬ２ Ｄ２Ｄ識別子と、Ｌ１宛先識別子と、Ｌ１ Ｄ２Ｄ識別子と、関連するセキュリティ・キーとを取得する必要がある可能性がある。

【0028】

ユーザ機器３０５、３１０は、Ｄ２Ｄ通信に関連するセキュリティ情報を記憶するための、テーブル３９０、３９５などのデータ構造を含んでいる。テーブル３９０、３９５のいくつかの実施形態は、それぞれの認可されたＤ２Ｄ関係についてのＬ１識別子、Ｄ２Ｄ関係のタイプのインジケータ、Ｄ２Ｄ関係に関連するセキュリティ・キーなどの識別子を記憶する。例えば、テーブル３９０、３９５は、セキュリティ・キーＫＥＹ＿１に関連づけられたユニキャスト（ＵＮ）Ｄ２Ｄ関係を識別するＬ１−ＩＤ１と、セキュリティ・キーＫＥＹ＿２に関連づけられたグループキャスト（ＧＰ）Ｄ２Ｄ関係を識別するＬ１−ＩＤ２と、セキュリティ・キーＫＥＹ＿３に関連づけられたブロードキャスト（ＢＤ）Ｄ２Ｄ関係を識別するＬ１−ＩＤ３と、を含む。ユーザ機器３０５、３１０が、互いに、ユニキャストＤ２Ｄ通信のために認可され、認可されたグループキャストＤ２Ｄ通信のための同じグループの一部分であり、また同じブロードキャストＤ２Ｄ通信のために認可されるので、キーの値（ＫＥＹ＿１、ＫＥＹ＿２、およびＫＥＹ＿３）は、テーブル３９０、３９５の両方で同じである。しかしながら、テーブル３９０、３９５は、同じ情報のすべては含まないこともあり、また他のセキュリティ・キーと、他のユーザ、グループ、またはブロードキャストとの他の認可されたＤ２Ｄ関係を識別する情報とを含む可能性がある。

【0029】

ユーザ機器３０５、３１０は、セキュリティ・キーと、他の記憶された情報とを使用して、エア・インターフェース３３５を通じたセキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信をサポートすることができる。ユーザ機器３０５、３１０のいくつかの実施形態は、セキュリティ・キーに基づいたあらかじめプロビジョニングされた暗号関数と、Ｄ２Ｄ通信のための現在のフレーム番号などの暗号同期値とを使用して、Ｄ２Ｄ通信のフレームを暗号化するか、または暗号解読する。例えば、暗号化されたメッセージ（ＥＭ：ｅｎｃｒｙｐｔｅｄ ｍｅｓｓａｇｅ）は、暗号関数（ｆ）と、セキュリティ・キー（Ｋｅｙ）と、暗号同期値とを使用して、Ｄ２Ｄ通信のフレームの中に含まれるプレインテキスト・メッセージ（ＰＭ：ｐｌａｉｎｔｅｘｔ ｍｅｓｓａｇｅ）から生成されることもあり、すなわち、
ＥＭ＝ｆ（ＰＭ，Ｋｅｙ，ｃｒｙｐｔｏｓｙｎｃ）
である。
セキュリティ保護されたハッシュ・アルゴリズムなど非常に多くの暗号関数が当技術分野で知られており、理解しやすいように本明細書においては考察しない。ユーザ機器３０５、３１０は、メモリ要素３４０、３４５に記憶される基準フレーム番号と、メモリ要素３５０、３５５に記憶される基準時間と、現在の時刻とに基づいて、現在のフレーム番号（およびそれゆえに暗号同期値）を決定することができ、この現在の時刻は、タイミング・レシーバ３６０、３６５または局部発振器３７０、３７５によって提供されることもある。

【0030】

図４は、いくつかの実施形態による、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信のために使用されるフレームのシーケンス４００の図である。水平軸は、左から右へと増大する時刻を示す。Ｄ２Ｄ通信に参加するユーザ機器は、ＧＰＳタイミング基準やＬＴＥネットワーク・タイミング基準などのグローバル・タイミング基準に同期される。基準時間（Ｔ＿ＲＥＦ）は、００００の基準フレーム番号を有する基準フレーム４０５に対応する。しかしながら、基準フレーム番号のフォーマット、値、または範囲は、設計の選択の問題である。各フレームは、所定の時間間隔（１０ｍｓなど）を占有し、また各フレームのフレーム番号は、連続するフレームごとに増分される。ユーザ機器は、それゆえに、基準時間と、基準フレーム番号と、現在の時刻とを使用して、現在のフレーム番号を決定することができる。例えば、ユーザ機器は、図３に示されるタイミング・レシーバ３６０、３６５などのタイミング・レシーバを使用して、現在の時刻（Ｔ＿１）を決定することができる。次いで、現在の時刻（Ｔ＿１）を使用して、基準時間（Ｔ＿ＲＥＦ）以来の経過時間４１０を算出することができる。経過時間４１０は、基準フレーム４０５以来、経過したフレームの数を示す。それゆえに、ユーザ機器は、経過フレーム数に基づいて、基準フレーム番号からフレーム番号を増分することにより、現在のフレーム４１５のフレーム番号を決定することができる。

【0031】

現在のフレーム４１５のフレーム番号は、ワイヤレス通信システムから基準フレーム番号と基準時間とを受信した任意のユーザ機器によって決定され得るので、それゆえに、暗号同期値として使用されることもある。さらに、現在のフレーム４１５のフレーム番号は、現在のフレーム４１５を決定するために必要とされる情報がユーザ機器に対してあらかじめプロビジョニングされるので、ネットワーク支援なしに決定される可能性があり、またはネットワーク支援なしにユーザ機器によって決定される可能性がある。ユーザ機器はまた、任意の時に現在のフレーム４１５のフレーム番号を決定することもできる。例えば、ユーザは、電力投入に応じて、またはＤ２Ｄ通信を送信している別のユーザ機器の範囲内に入ることに応じて、現在のフレーム番号を決定することができる。

【0032】

図５は、いくつかの実施形態による、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信のためにユーザ機器を初期化するための方法５００の流れ図である。本方法５００は、図１に示されるＤ２Ｄ制御装置１３０およびユーザ機器１１０〜１１２の実施形態、または図４に示されるユーザ機器３０５、３１０の実施形態において実施されることがある。本方法５００は、ユーザ機器が、Ｄ２Ｄ通信のためにアクティブにされるか、または認可されることに応じて、ブロック５０５において開始される。ブロック５１０において、ユーザ機器は、基準時間を示す情報を記憶し、この基準時間は、Ｄ２Ｄ通信についてのアクティベーション・プロセス中にＤ２Ｄ制御装置によって提供されることもある。ブロック５１５において、ユーザ機器が、基準時間に対応する基準フレーム番号を示す情報を記憶する。基準フレーム番号は、アクティベーション・プロセス中にＤ２Ｄ制御装置によって提供されることもある。基準フレーム番号と、基準時間とは、図３に示される要素３４０、３４５、３５０、３５５などのメモリ要素に記憶されることもある。ブロック５２０において、ユーザ機器内のテーブル（図３に示されるテーブル３９０、３９５のうちの１つなど）などのデータ構造に、認可されたＤ２Ｄ関係ごとに、Ｄ２Ｄ識別子と、関連するセキュリティ・キーとが入れられる。例えば、Ｄ２Ｄ識別子および対応するセキュリティ・キーは、それぞれの認可されたユニキャストＤ２Ｄ関係と、それぞれの認可されたグループキャストＤ２Ｄ関係と、それぞれの認可されたＤ２Ｄブロードキャストとのために、ユーザ機器に対してプロビジョニングされることもある。本方法５００は、ブロック５２５において終了する。

【0033】

図６は、いくつかの実施形態による、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信のための方法６００の流れ図である。本方法６００は、図１に示されるユーザ機器１１０〜１１２の実施形態、または図４に示されるユーザ機器３０５、３１０の実施形態において実施されることがある。本方法６００は、ユーザ機器が、Ｄ２Ｄ通信についてのスケジューリング割当メッセージを受信することに応じて、ブロック６０５において開始される。スケジューリング割当メッセージのいくつかの実施形態は、エア・インターフェースを通じた後続のＤ２Ｄ通信のために割り付けられたリソースを示す情報、ならびにユニキャストＤ２Ｄ通信を受信することになるユーザ機器、グループキャストＤ２Ｄ通信を受信することになるユーザ機器のグループ、またはブロードキャストＤ２Ｄ通信を識別する情報を含んでいる。識別情報は、ユーザ機器のＬ１ Ｄ２Ｄ識別子、グループ識別子、またはブロードキャスト識別子を含むことができる。ブロック６１０において、ユーザ機器は、スケジューリング割当メッセージを復号して、スケジューリング割当メッセージ中の情報にアクセスする。

【0034】

決定ブロック６１５において、ユーザ機器は、復号されたスケジューリング割当メッセージ中の識別情報が、ユーザ機器がＤ２Ｄ通信を受信することになることを示すかどうかを決定する。例えば、識別情報は、ユーザ機器がユニキャストＤ２Ｄ通信の宛先であること、ユーザ機器がグループキャストＤ２Ｄ通信を受信することになるグループのメンバであること、または、ユーザ機器がブロードキャストＤ２Ｄ通信を受信することになることを示すことができる。ユーザ機器がＤ２Ｄ通信を受信することを意図していない場合、本方法６００は、ブロック６２０において終了する。

【0035】

ユーザ機器が、Ｄ２Ｄ通信を受信することを意図している場合、ユーザ機器は、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信の現在のフレームについての暗号同期値を決定することができる（ブロック６２５）。ユーザ機器のいくつかの実施形態は、記憶された基準フレーム番号と、記憶された基準時間と、外部のタイミング基準（例えば、ＧＰＳタイミング基準またはＬＴＥタイミング基準）あるいは局部発振器などの内部のタイミング基準によって示される可能性のある現在の時刻とに基づいて、暗号同期値を決定することができる。例えば、ユーザ機器は、記憶された基準時間と現在の時刻との間の経過時間に基づいて、記憶された基準フレーム番号に対して算出される現在のフレーム番号の値に等しい暗号同期の値を設定することができる。

【0036】

ブロック６３０において、ユーザ機器は、Ｄ２Ｄ関係についての暗号同期と記憶されたセキュリティ・キーとに基づいて、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信の現在のフレームを暗号解読する。セキュリティ・キーは、図３に示されるテーブル３９０、３９５などのテーブルから取り出されることもある。セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信の現在のフレーム中の情報を暗号化するために使用された暗号同期の値は、送信するユーザ機器と受信するユーザ機器との両方が、同じ基準時間と基準フレーム番号とを使用して現在の基準フレーム番号を決定するので、ユーザ機器によって計算される暗号同期の値と同じになる。複数のフレームが、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信の一部分として送信される場合、ユーザ機器は、セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信のフレームが暗号解読されてしまうまで、それぞれの後続のフレームについての暗号同期の値を決定し（６２５）、それぞれの後続のフレームを暗号解読し（６３０）続けることができる。セキュリティ保護されたＤ２Ｄ通信が暗号解読されると、本方法６００は、ブロック６２０において終了する。

【0037】

いくつかの実施形態においては、図１〜６に説明される技法またはデバイスのある種の態様は、ソフトウェアを実行する処理システムの１つまたは複数のプロセッサによって実施されることもある。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ読取り可能記憶媒体に記憶され、そうでなければ有形に実施される実行可能命令の１つまたは複数の組を含む。ソフトウェアは、１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、１つまたは複数のプロセッサを操作して、上記で説明される技法の１つまたは複数の態様を実行する命令と、ある種のデータとを含むことができる。非一時的コンピュータ読取り可能記憶媒体は、これらに限定されないが、光媒体（例えば、コンパクト・ディスク（ＣＤ：ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）、ブルーレイ・ディスク）、磁気媒体（例えば、フロッピー・ディスク、磁気テープ、または磁気ハード・ドライブ）、揮発性メモリ（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）またはキャッシュ）、不揮発性メモリ（例えば、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュ・メモリ）、あるいはマイクロエレクトロメカニカル・システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）ベースの記憶媒体を含むことができる。コンピュータ読取り可能記憶媒体は、コンピューティング・システムの中に埋め込まれる（例えば、システムＲＡＭまたはＲＯＭ）、コンピューティング・システムに固定的に取り付けられる（例えば、磁気ハード・ドライブ）、コンピューティング・システムに着脱可能に取り付けられる（例えば、光ディスクまたはユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ベースのフラッシュ・メモリ）、あるいは有線ネットワークまたはワイヤレス・ネットワークを経由してコンピュータ・システムに結合される（例えば、ネットワーク・アクセス可能ストレージ（ＮＡＳ：ｎｅｔｗｏｒｋ ａｃｃｅｓｓｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ））こともある。非一時的コンピュータ読取り可能記憶媒体に記憶される実行可能命令は、１つまたは複数のプロセッサにより解釈されるかそれ以外の方法で実行可能なソース・コード、アセンブリ言語コード、オブジェクト・コード、または他の命令フォーマットの形とすることができる。

【0038】

一般的な説明において上記で説明される動作または要素のすべてが必要とされるとは限らないこと、特定の動作またはデバイスのうちの一部分が必要とされない場合もあること、および、記載されるものに加えて、１つまたは複数のさらなる動作が実行されるか、あるいは要素が含まれることもあることに留意されたい。さらにまた、動作が列挙される順序は、必ずしもそれらが実行される順序であるとは限らない。また概念は、特定の実施形態に関連して説明されている。しかしながら、当業者なら、様々な修正および変更が、添付の特許請求の範囲に記載される本開示の範囲を逸脱することなく行われ得ることを理解する。それに応じて、明細書および図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で見なされるべきであり、またすべてのそのような修正形態は、本開示の範囲内に含められることを意図している。

【0039】

利益、他の利点、および問題に対する問題解決手法が、特定の実施形態に関して上記で説明されている。しかしながら、任意の利益、利点、または問題解決手法を出現させるか、またはより顕著にさせる可能性がある利益、利点、問題の解決手法、および任意の特徴は、いずれかまたはすべての請求項の重大な特徴、必要とされる特徴、または不可欠な特徴として解釈されるべきではない。さらに、上記で開示される特定の実施形態は、開示された主題が、本明細書における教示の恩恵を受ける当業者にとって明らかな、異なるが、同等なやり方で修正され、また実行され得るので、例示的なものにすぎない。添付の特許請求の範囲に記載される以外の、本明細書に示される構造または設計の詳細に対して、限定は意図されてはいない。それゆえに、上記で開示される特定の実施形態は、変更または修正される可能性があり、またすべてのそのような変形形態は開示される主題の範囲内と考えられることは、明らかである。それに応じて、本開示において求められる保護は、添付の特許請求の範囲の中で説明されるようなものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】