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▶ テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル）の特許一覧
(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】
(24)【登録日】2022-07-11
(45)【発行日】2022-07-20
(54)【発明の名称】データ送信セキュリティを改善するための方法
(51)【国際特許分類】
H04L 9/32 20060101AFI20220712BHJP
H04W 76/30 20180101ALI20220712BHJP
H04W 12/04 20210101ALI20220712BHJP
H04W 76/10 20180101ALI20220712BHJP
【ＦＩ】
H04L9/32 200B
H04L9/32 200E
H04W76/30
H04W12/04
H04W76/10
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2020543020
(86)(22)【出願日】2019-02-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-06-03
(86)【国際出願番号】 IB2019051199
(87)【国際公開番号】W WO2019159095
(87)【国際公開日】2019-08-22
【審査請求日】2020-10-12
(31)【優先権主張番号】62/630,867
(32)【優先日】2018-02-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】598036300
【氏名又は名称】テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン（パブル）
(74)【代理人】
【識別番号】100109726
【弁理士】
【氏名又は名称】園田 吉隆
(74)【代理人】
【識別番号】100161470
【弁理士】
【氏名又は名称】冨樫 義孝
(74)【代理人】
【識別番号】100194294
【弁理士】
【氏名又は名称】石岡 利康
(74)【代理人】
【識別番号】100194320
【弁理士】
【氏名又は名称】藤井 亮
(72)【発明者】
【氏名】スタッティン， マグヌス
(72)【発明者】
【氏名】レフトヴィルタ， ヴェサ
(72)【発明者】
【氏名】ナカルミ， プロジョル クマール
(72)【発明者】
【氏名】ファム ヴァン， ズン
【審査官】金沢 史明
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００２０３８２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００８／００３９０９６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００４－０２３３６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３４５１６９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１６３６０７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】QUALCOMM INCORPORATED，Early data transmission，3GPP TSG RAN WG1 Meeting #90 R1-1712804，2017年08月，pp. 1-17，[2021年10月26日検索]，インターネット，＜URL：https://www.3gpp.org/ftp/TSG_RAN/WG1_RL1/TSGR1_90/Docs/R1-1712804.zip＞
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｌ ９／００－ ９／３８
Ｈ０４Ｗ １２／００－１２／８０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のネットワークノードにおいてデータ送信セキュリティを改善するための方法（１３００）であって、ユーザ機器が第２のネットワークノードによって前の接続から解放された後に、前記第１のネットワークノードから前記ユーザ機器に、プリアンブルメッセージを送出すること（１３０５）と、
前記第１のネットワークノードにおいて前記ユーザ機器から、ハッシュ値と完全性鍵とに基づいて計算されたトークンを含む接続要求メッセージを受信すること（１３１０）であって、前記ハッシュ値が、前記接続要求メッセージ中に含まれるデータを表す、接続要求メッセージを受信すること（１３１０）と、
前記第１のネットワークノードにおいて、前記ハッシュ値を算出することによって、前記接続要求メッセージ中に含まれる前記トークンを検証することであって、
前記トークンを検証することが、
前記データが暗号化される前に前記ハッシュ値が算出されると決定することと、
前記第２のネットワークノードに、解読のために暗号化されたデータをフォワーディングすることと、
前記第２のネットワークノードから、解読されたデータを受信することと、
前記第１のネットワークノードにおいて、前記解読されたデータを用いて前記トークンを検証することと、を含む、又は、
前記トークンを検証することが、
前記データが暗号化された後に前記ハッシュ値が算出されると決定することと、
前記第２のネットワークノードに、前記トークンを検証するために前記ハッシュ値をフォワーディングすることと、
前記第２のネットワークノードから、検証されたトークンを受信することと、を含む、
前記トークンを検証すること（１３２０）と、
前記トークンを検証することに応答して、前記第１のネットワークノードからゲートウェイに、前記データをフォワーディングすること（１３３０）と
を含む、方法（１３００）。
【請求項2】
前記完全性鍵が、前記ユーザ機器において導出された新しい完全性鍵である、請求項１に記載の方法（１３００）。
【請求項3】
前記完全性鍵が、前記第２のネットワークノードへの前記前の接続において使用された現在の完全性鍵である、請求項１に記載の方法（１３００）。
【請求項4】
前記トークンを検証することは、前記第１のネットワークノードにおいて、前記トークンが前記現在の完全性鍵を使用すると決定することと、
前記トークンを検証するために、前記第２のネットワークノードに前記トークンをフォワーディングすることと、
前記第１のネットワークノードにおいて、検証されたトークンを受信することと
を含む、請求項３に記載の方法（１３００）。
【請求項5】
前記ハッシュ値が、ＲＲＣレイヤによって算出され、前記データが、下位レイヤによって前記ＲＲＣレイヤに提供される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法（１３００）。
【請求項6】
前記ハッシュ値が、下位レイヤによって算出され、ＲＲＣレイヤに提供される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法（１３００）。
【請求項7】
システムにおいて、データ送信セキュリティを改善するための方法であって、請求項１に記載のステップを含み、前記方法は、ユーザ機器において、
第１のネットワークノードから、現在の完全性鍵と、接続要求メッセージ中に含まれるべきデータについてのハッシュ値を算出するための命令とを含む、接続解放メッセージを受信すること（１２０５）と、
前記接続解放メッセージ中に含まれる前記命令に基づいて前記ハッシュ値を算出すること（１２１０）と、
前記ハッシュ値に基づいてトークンを計算すること（１２２０）と、
第２のネットワークノードに、前記トークンを含む前記接続要求メッセージを送出すること（１２３０）と、
を行うことを含む、方法。
【請求項8】
データ送信セキュリティを改善するための第１のネットワークノード（２６０）であって、少なくとも１つの処理回路要素（２７０）と、
前記処理回路要素によって実行されたとき、前記第１のネットワークノード（２６０）に、
ユーザ機器（４００）が第２のネットワークノードによって前の接続から解放された後に、前記ユーザ機器にプリアンブルメッセージを送出すること（１３０５）と、
前記ユーザ機器（４００）から、ハッシュ値と完全性鍵とに基づいて計算されたトークンを含む接続要求メッセージを受信すること（１３１０）であって、前記ハッシュ値が、前記接続要求メッセージ中に含まれるデータを表す、接続要求メッセージを受信すること（１３１０）と、
前記ハッシュ値を算出することによって、前記接続要求メッセージ中に含まれる前記トークンを検証することであって、
トークンを検証することが、
前記データが暗号化される前に前記ハッシュ値が算出されると決定することと、
前記第２のネットワークノードに、解読のために暗号化されたデータをフォワーディングすることと、
前記第２のネットワークノードから、解読されたデータを受信することと、
前記解読されたデータを用いて前記トークンを検証することと、を含む、又は
トークンを検証することが、
前記データが暗号化された後に前記ハッシュ値が算出されると決定することと、
前記第２のネットワークノードに、前記トークンを検証するために前記ハッシュ値をフォワーディングすることと、
前記第２のネットワークノードから、検証されたトークンを受信することと、を含む、
検証すること（１３２０）と、
前記トークンを検証することに応答して、ゲートウェイに、前記データをフォワーディングすること（１３３０）と
を行わせる、プロセッサ実行可能命令を記憶する少なくとも１つのストレージと
を備える、第１のネットワークノード（２６０）。
【請求項9】
前記完全性鍵が、前記ユーザ機器において導出された新しい完全性鍵である、請求項８に記載の第１のネットワークノード（２６０）。
【請求項10】
前記完全性鍵が、前記第２のネットワークノードへの前記前の接続において使用された現在の完全性鍵である、請求項８に記載の第１のネットワークノード（２６０）。
【請求項11】
トークンを検証することは、前記トークンが前記現在の完全性鍵を使用すると決定することと、
前記トークンを検証するために、前記第２のネットワークノードに前記トークンをフォワーディングすることと、
検証されたトークンを受信することと
を含む、請求項１０に記載の第１のネットワークノード（２６０）。
【請求項12】
前記ハッシュ値が、ＲＲＣレイヤによって算出され、前記データが、下位レイヤによって前記ＲＲＣレイヤに提供される、請求項８から１０のいずれか一項に記載の第１のネットワークノード（２６０）。
【請求項13】
前記ハッシュ値が、下位レイヤによって算出され、ＲＲＣレイヤに提供される、請求項８から１０のいずれか一項に記載の第１のネットワークノード（２６０）。
【請求項14】
請求項８に記載の第１のネットワークノードを含む、データ送信セキュリティを改善するためのシステムであって、
前記システムは、ユーザ機器を含み、前記ユーザ機器は、
少なくとも１つの処理回路（４０１）と、
前記処理回路に実行されると、前記ユーザ機器（４００）に、
第１のネットワークノードから、現在の完全性鍵と、接続要求メッセージ中に含まれるべきデータについてのハッシュ値を算出するための命令とを含む、接続解放メッセージを受信すること（１２０５）と、
前記接続解放メッセージ中に含まれる前記命令に基づいて前記ハッシュ値を算出すること（１２１０）と、
前記ハッシュ値に基づいてトークンを計算すること（１２２０）と、
第２のネットワークノードに、前記トークンを含む前記接続要求メッセージを送出すること（１２３０）と、
を行わせる、処理実行可能指示を記憶する、少なくとも１つのストレージと、
を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
特定の実施形態は、データ送信セキュリティの分野に関し、より詳細には、ランダムアクセスプロシージャにおけるデータ送信セキュリティを改善するための方法、装置およびシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
最近、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）および／またはモノのインターネット（ＩｏＴ）関係使用事例をカバーするための技術を指定することに関して、３ＧＰＰにおいて多くの作業があった。３ＧＰＰリリース１３および１４のための直近の作業は、最高６つおよび２４個の物理リソースブロック（ＰＲＢ）の低減された帯域幅をサポートする、Ｃａｔ－Ｍ１、Ｃａｔ－Ｍ２の場合のような、新しいＵＥカテゴリーを用いたマシン型通信（ＭＴＣ）と、ＵＥカテゴリーＣａｔ－ＮＢ１およびＣａｔ－ＮＢ２をもつ、新無線インターフェースを提供する狭帯域ＩｏＴ（ＮＢ－ＩｏＴ）ＵＥとをサポートするための拡張を含む。
【0003】
ＭＴＣについての３ＧＰＰリリース１３、１４、および１５において導入されたＬＴＥ拡張は、「ｅＭＴＣ」と呼ばれ、限定はしないが、帯域幅制限されたＵＥ、Ｃａｔ－Ｍ１／Ｍ２のサポートと、カバレッジ拡張のサポートとを含む。これは、説明を、いずれかのリリースのために使用されるＮＢ－ＩｏＴから分離するためであるが、サポートされる特徴は、一般的なレベルで同様である。
【0004】
ｅＭＴＣとＮＢ－ＩｏＴの両方について、リリース１３において、セルラーＩｏＴ ＥＰＳユーザプレーン最適化シグナリング低減、およびセルラーＩｏＴ ＥＰＳ制御プレーン最適化シグナリング低減も導入された。ここではＵＰソリューションと呼ばれる前者は、ＵＥが、前に記憶されたＲＲＣ接続を再開することを可能にし、したがって、ＲＲＣ中断／再開としても知られる。ここではＣＰソリューションと呼ばれる後者は、ユーザプレーンデータオーバー非アクセス層（ｄａｔａ ｏｖｅｒ ｎｏｎ－ａｃｃｅｓｓ ｓｔｒａｔｕｍ）、すなわちＤｏＮＡＳの送信を可能にする。
【0005】
３ＧＰＰリリース１５では、ＬＴＥについてのなお一層の拡張ＭＴＣ（ＬＴＥ＿ｅＭＴＣ４）およびさらなるＮＢ－ＩｏＴ拡張（ＮＢ＿ＩＯＴｅｎｈ２）についての新しい作業項目（ＷＩ）は、それぞれ、ｅＭＴＣ拡張およびＮＢ－ＩｏＴ拡張をターゲットにする。ＬＴＥ＿ｅＭＴＣ４についての新しいＷＩは、ここではＷＩ＿ｅＭＴＣと呼ばれ、ＮＢ＿ＩＯＴｅｎｈ２のための新しいＷＩは、ここではＷＩ＿ＮＢＩＯＴと呼ばれる。これらの両方において、ＷＩの目標のうちの１つは、ランダムアクセス（ＲＡ）プロシージャ中にできるだけ早期にデータを送出する可能性を導入することによって、ＵＥ電力消費およびレイテンシを低減することである。
【0006】
ＷＩ＿ｅＭＴＣは、たとえば、少なくともＲＲＣ中断／再開の場合、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）送信の後におよびＲＲＣ接続セットアップが完了される前に、ＲＡプロシージャ中に、早期データ送信をサポートし、電力消費、レイテンシ利得を評価し、専用リソース上でダウンリンク（ＤＬ）／アップリンク（ＵＬ）データ送信の必要なサポートを指定する。
【0007】
ＷＩ＿ＮＢＩＯＴは、ＮＰＲＡＣＨ送信の後におよびＲＲＣ接続セットアップが完了される前に、ＲＡプロシージャ中に、電力消費、レイテンシ利得を評価し、専用リソース上でＤＬ／ＵＬデータ送信の必要なサポートを指定する。
【0008】
ＲＡＮ２＃９９、ＲＡＮ２＃９９ｂｉｓ、およびＲＡＮ２＃１００など、最近のＲＡＮ２会議では、早期データ送信（ＥＤＴ）に関する多くの寄与文書が検討された。合意のセットは、リリース１３ ＵＰソリューションについて、Ｍｓｇ３中の早期ＵＬデータ送信をサポートすることである。
【0009】
合意のセットは以下のように要約される。（１）制御プレーンについてのＭｓｇ３中の早期ＵＬデータ送信と、ユーザプレーンセルラーＩｏＴ（ＣＩｏＴ）エボルブドパケットシステム（ＥＰＳ）最適化とをサポートすることが達成されることが意図される、（２）ＵＰソリューションでは、Ｍｓｇ３中でＲＲＣメッセージを送信するために、シグナリング無線ベアラ０（ＳＲＢ０）が使用される、（３）ＵＰソリューションでは、Ｍｓｇ３中の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）において、ＲＲＣメッセージのための共通制御チャネル（ＣＣＣＨ）と専用トラフィックチャネル（ＤＴＣＨ）とが多重化される、（４）ＵＰソリューションでは、Ｍｓｇ３を送信する前にアクセス層（ＡＳ）セキュリティが再開され、Ｍｓｇ３中で送信されるデータがＡＳセキュリティによって保護される、（５）Ｍｓｇ３中のパディング問題点にどのように対処するかは、さらなる検討を必要とする、（６）ＥＤＴのために、ｒｅｓｕｍｅＩＤ、ｓｈｏｒｔＲｅｓｕｍｅＭＡＣ－Ｉ、およびｒｅｓｕｍｅＣａｕｓｅが、Ｍｓｇ３中に含まれる、（７）ＥＤＴのために、Ｍｓｇ５中で現在提供されるパラメータのうちのいずれもＭｓｇ３中に含まれない、（８）ＵＥは、ＥＤＴのためにＭｓｇ３を送信するときにＲＲＣ＿ＩＤＬＥにあり、レガシーと同じである、（９）ＵＥは、ＥＤＴを開始する前に、アクセス規制検査を実施するものとする、（１０）ＵＥは、ＵＥコンテキストを復元し、セキュリティを再アクティブ化し、すべてのＳＲＢ／データ無線ベアラ（ＤＲＢ）を再確立または再開するものとし、ＵＥは、前の接続において提供されたＮＣＣと、ＮＣＣが前の接続においてどのメッセージを提供したかとに基づいて新しい鍵を導出するものとし、ＳＡ３フィードバックが、さらなる検討を必要とし得る、ならびに（１１）レガシーＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔメッセージがＭｓｇ３中で使用される。
【0010】
早期データ送信概念を実現するための既存のソリューションが、ＵＰソリューションにおける早期データ送信のセキュリティ態様を有するように、いくつかの前に出願された出願において早最近提示された。
【0011】
図１は、ＴＳ３６．３００からの例示的な競合ベースランダムアクセス（ＲＡ）プロシージャを示す。ＲＡプロシージャにおけるメッセージは、通常、メッセージ１（Ｍｓｇ１）～メッセージ４（Ｍｓｇ４）と呼ばれる。
【0012】
レガシーＬＴＥでは、Ｍｓｇ３は、早期メッセージであり、機密保護も完全性保護もない。Ｒｅｌ－１３ ＵＰソリューションでは、Ｍｓｇ３は、ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔ（要するにＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔ）を含む。Ｒｅｌ－１４およびより早期のリリースでは、ＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔは、セキュリティトークン、すなわち、ＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔの真正性を妥当性検査するために使用されるｓｈｏｒｔＲｅｓｕｍｅＭＡＣ－Ｉ（ｓＲＭＡＣ－Ｉ）を用いてＲＲＣレイヤにおいて形成される。さらに、Ｒｅｌ－１３ ＵＰソリューションにおけるユーザデータは、ＡＳセキュリティを用いてＲＲＣ接続再開完了の後に送信される。より詳細には、最も早期の時間のＵＬデータがＭｓｇ５中で送信され得、すなわち、アップリンク（ＵＬ）データがＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｓｕｍｅＣｏｍｐｌｅｔｅと多重化される。Ｍｓｇ５の送信は、ｅＮＢが、完全性保護のための３２ビットメッセージ認証コード、たとえば、パケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）サブレイヤにおいて計算および検査されるＭＡＣ－Ｉに基づいて、Ｍｓｇ５中のＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｓｕｍｅＣｏｍｐｌｅｔｅメッセージの検証に成功した場合、正当なＵＥからのものであると見なされる。検証に成功した場合、Ｍｓｇ５中で受信されたＵＬデータは、ｅＮＢからサービングゲートウェイ（Ｓ－ＧＷ）にフォワーディングされる。
【0013】
ＵＰ早期データ送信（ＥＤＴ）ソリューションでは、ＵＬデータは、Ｍｓｇ３中のＭＡＣサブレイヤにおいてＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔと多重化される。ＵＬデータ送信は、ＤＲＢベアラ上の論理チャネルである、専用トラフィックチャネル（ＤＴＣＨ）上でのものであり、したがって、ＰＤＣＰサブレイヤにおいて暗号化される。Ｒｅｌ－１３ ＵＰソリューションと同様に、ＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔは、ＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔの真正性を妥当性検査するためのｓＲＭＡＣ－Ｉを含み、すなわち、ｓＲＭＡＣ－Ｉは、ＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔが正当なＵＥからのものであるかどうかを検査するためにｅＮＢに宛てられる。Ｒｅｌ－１３とＲｅｌ－１５との間の考えられる差は、ｓＲＭＡＣ－Ｉの長さであり、すなわち、Ｒｅｌ－１３における１６ビットからＲｅｌ－１５における３２ビットに拡張することである。
【0014】
現在、（１つまたは複数の）ある課題が存在する。Ｒｅｌ－１３ ＲＲＣ中断／再開ソリューションでは、ＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔはＰＤＣＰサポートを有しないが、ＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔは、再開要求の真正性を妥当性検査するためのセキュリティトークンとしての１６ビットｓＲＭＡＣ－Ｉを含む。しかしながら、ＵＬデータがＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔと多重化されるＭｓｇ３中の早期データに関しては、そのような１６ビットｓＲＭＡＣ－Ｉパラメータは、真正性妥当性検査には不十分であり得る。したがって、ｓＲＭＡＣ－Ｉの長さを３２ビットに拡張することが提案される。
【0015】
このセキュリティトークンｓＲＭＡＣ－Ｉは、ソースセルにおいて使用される、ターゲットセルＩＤと、ソース物理セルＩＤと、Ｃ－ＲＮＴＩとを含む変数のセットに基づいて、ＲＲＣレイヤにおいて計算および検証される。したがって、これは、ｅＮＢが、ｓＲＭＡＣ－Ｉが正当なＵＥによって作り出されたかどうかを知ることを可能にするが、ｓＲＭＡＣ－Ｉが正当なＵＥによって送出されたかどうかを知ることを可能にしない。攻撃者は、再開要求をコピーし得、正当なＵＥであることを装い、すなわち、リプレイアタックする。ｅＮＢは、ｓｈｏｒｔＲｅｓｕｍｅＭＡＣ－Ｉを検証することによって、リプレイされたＭｓｇ３を検出することができない。リプレイアタックについての一例は、再開要求が拒否され、ＵＥがアイドルにされるかまたは中断されているときである。ｅＮＢは、たとえば、リプレイされたＭｓｇ３に応答して、Ｍｓｇ４中で、新しいｒｅｓｕｍｅＩＤを提供するので、正当なＵＥが再びランダムアクセスを試みるとき、ＵＥコンテキストは、そのｒｅｓｕｍｅＩＤが使われていないので、もはや存在しない。再開要求の真正性をさらに向上させるために、いくつかのソリューションは、ｓＲＭＡＣ－Ｉを、一時的Ｃ－ＲＮＴＩなど、ターゲットｅＮＢに関連するフレッシュネスパラメータに関係付ける。一時的Ｃ－ＲＮＴＩがランダムアクセス試行ごとに更新されるので、使われていない一時的Ｃ－ＲＮＴＩを用いた再開要求のリプレイが試行されるとき、そのリプレイはｅＮＢによって検出され得る。この場合、ｅＮＢは、Ｍｓｇ３中で受信された考えられる偽のＵＬデータをＳ－ＧＷにフォワーディングすることを回避することができる。
【0016】
別のセキュリティ態様は、Ｍｓｇ３中のユーザデータの考えられる修正、すなわち、中間者（ＭｉＭ）攻撃である。攻撃者は、たとえば、データビットを反転することによって、Ｍｓｇ３中のユーザデータを変更し得る。たとえば、ＬＴＥおよびＮＢ－ＩｏＴでは、ＤＲＢ上でのユーザデータ送信は、ＰＤＣＰサブレイヤにおいて、暗号化されるが、完全性保護されない。したがって、ｅＮＢは、ペイロードの変更または改変を検出することが可能でないことがある。Ｍｓｇ３に対するＭｉＭ攻撃は、レガシーＬＴＥにおけるデータ送信に対するＭｉＭ攻撃とは異なることに留意されたい。レガシーＬＴＥでは、ｅＮＢが、完全性保護によってＵＥが正当なものであることを検証した後にのみ、データ送信が行われる。しかしながら、ＵＬデータを伴うＭｓｇ３が完全性保護されないので、リプレイ攻撃とＭｉＭ攻撃の両方が同じ攻撃者によって実施され得る。また、他のシナリオにおいてフレッシュネスパラメータを含めることは、リプレイアタックを防ぐのではなくリプレイアタックを制限するのを助けるにすぎないことに留意されたい。その結果、ｅＮＢは、偽造されたデータをＳ－ＧＷにフォワーディングし得る。Ｍｓｇ３中のＵＬデータについてのセキュリティを向上させるために、いくつかのソリューションは、ＵＬデータを完全性保護するためのやり方として、ｓＲＭＡＣ－Ｉの計算においてＵＬデータを含めることを提案する。しかしながら、ＵＥが別のｅＮＢに対して再開するとき、ｓＲＭＡＣ－Ｉの検証は、Ｘ２インターフェースを介した実際のデータの転送を必要とする。これは、Ｘ２シグナリングオーバーヘッドならびにＸ２メッセージの可変サイズを考慮すると、効率的でない。さらに、異なるシナリオにおいてＭｓｇ３を構築するとき、ｓＲＭＡＣ－Ｉの計算においてデータを含めることをどのようにハンドリングすべきかが、依然として対処されるべきである。
【発明の概要】
【0017】
既存のソリューションによる上記の問題に対処するために、ＲＲＣメッセージ、たとえば、Ｍｓｇ３中の早期アップリンクデータのためのデータ送信セキュリティを向上させて、レガシーＬＴＥ動作に関して適切なセキュリティレベルを伴って、Ｍｓｇ３中でターゲットネットワークノードにおいて受信されたＵＬユーザデータのゲートウェイへの即時のフォワーディングをサポートするための、方法、ユーザ機器（ＵＥ）、およびネットワークノードが開示される。本開示は、Ｍｓｇ３中でアップリンクデータを表すために固定サイズハッシュ値を含めることによって、ソースネットワークノードとターゲットネットワークノードとの間のＵＥコンテキストフェッチングにおいて生じるシグナリングオーバーヘッドを最小限に抑えるためのソリューションを実装する。
【0018】
本開示ではいくつかの実施形態が詳述される。ユーザ機器においてデータ送信セキュリティを改善するための方法の第１の実施形態によれば、本方法は、第１のネットワークノードから、現在の完全性鍵と、接続要求メッセージ中に含まれるべきデータについてのハッシュ値を算出するための命令とを含む、接続解放メッセージを受信することを含む。本方法は、ユーザ機器において、接続解放メッセージ中に含まれる命令に基づいてハッシュ値を算出することをさらに含む。本方法は、ユーザ機器において、ハッシュ値と完全性鍵とに基づいてトークンを計算することをさらに含む。本方法は、第２のネットワークノードに、トークンを含む接続要求メッセージを送出することをまたさらに含む。
【0019】
一実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、現在の完全性鍵から導出された新しい完全性鍵である。別の実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、第１のネットワークノードへの前の接続において使用された現在の完全性鍵である。
【0020】
一実施形態では、本方法は、第２のネットワークノードからハッシュ値を算出するための命令を受信することをさらに含む。
【0021】
一実施形態では、ハッシュ値は、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤによって算出され、データは、下位レイヤによってＲＲＣレイヤに提供される。別の実施形態では、ハッシュ値は、下位レイヤによって算出され、ＲＲＣレイヤに提供される。
【0022】
ネットワークノードにおいてデータ送信セキュリティを改善するための方法の第２の実施形態によれば、本方法は、ユーザ機器が第２のネットワークノードによって前の接続から解放された後に、第１のネットワークノードからユーザ機器に、プリアンブルメッセージを送出することを含む。本方法は、第１のネットワークノードにおいてユーザ機器から、ハッシュ値と完全性鍵とに基づいて計算されたトークンを含む接続要求メッセージを受信することであって、ハッシュ値が、接続要求メッセージ中に含まれるデータを表す、接続要求メッセージを受信することをさらに含む。本方法は、第１のネットワークノードにおいて、ハッシュ値を算出することによって、接続要求メッセージ中に含まれるトークンを検証することをさらに含む。本方法は、トークンを検証することに応答して、第１のネットワークノードからゲートウェイに、データをフォワーディングすることをまたさらに含む。
【0023】
一実施形態では、完全性鍵は、ユーザ機器において導出された新しい完全性鍵である。別の実施形態では、完全性鍵は、第２のネットワークノードへの前の接続において使用された現在の完全性鍵である。
【0024】
一実施形態では、トークンを検証することは、第１のネットワークノードにおいて、トークンが現在の完全性鍵を使用すると決定することと、トークンを検証するために、第２のネットワークノードにトークンをフォワーディングすることと、第１のネットワークノードにおいて、検証されたトークンを受信することとを含む。別の実施形態では、トークンを検証することは、第１のネットワークノードにおいて、データが暗号化される前にハッシュ値が算出されると決定することと、第２のネットワークノードに、解読のために暗号化されたデータをフォワーディングすることと、第１のネットワークノードにおいて第２のネットワークノードから、解読されたデータを受信することと、第１のネットワークノードにおいて、解読されたデータを用いてトークンを検証することとを含む。また別の実施形態では、トークンを検証することは、第１のネットワークノードにおいて、データが暗号化された後にハッシュ値が算出されると決定することと、第２のネットワークノードに、トークンを検証するためにハッシュ値をフォワーディングすることと、第１のネットワークノードにおいて第２のネットワークノードから、検証されたトークンを受信することとを含む。
【0025】
一実施形態では、ハッシュ値は、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤによって算出され、データは、下位レイヤによってＲＲＣレイヤに提供される。別の実施形態では、ハッシュ値は、下位レイヤによって算出され、ＲＲＣレイヤに提供される。
【0026】
別の実施形態によれば、データ送信セキュリティを改善するためのユーザ機器が、少なくとも１つの処理回路要素と、処理回路要素によって実行されたとき、ユーザ機器に、第１のネットワークノードから、現在の完全性鍵と、接続要求メッセージ中に含まれるべきデータについてのハッシュ値を算出するための命令とを含む、接続解放メッセージを受信することと、接続解放メッセージ中に含まれる命令に基づいてハッシュ値を算出することと、ハッシュ値に基づいてトークンを計算することと、第２のネットワークノードに、トークンを含む接続要求メッセージを送出することとを行わせる、プロセッサ実行可能命令を記憶する少なくとも１つのストレージとを備える。
【0027】
また別の実施形態によれば、データ送信セキュリティを改善するためのネットワークノードが、少なくとも１つの処理回路要素と、処理回路要素によって実行されたとき、ネットワークノードに、ユーザ機器が第２のネットワークノードによって前の接続から解放された後に、ユーザ機器にプリアンブルメッセージを送出することと、ユーザ機器から、ハッシュ値と完全性鍵とに基づいて計算されたトークンを含む接続要求メッセージを受信することであって、ハッシュ値が、接続要求メッセージ中に含まれるデータを表す、接続要求メッセージを受信することと、ハッシュ値を算出することによって、接続要求メッセージ中に含まれるトークンを検証することと、トークンを検証することに応答して、ゲートウェイに、データをフォワーディングすることとを行わせる、プロセッサ実行可能命令を記憶する少なくとも１つのストレージとを備える。
【0028】
本開示のいくつかの態様およびそれらの実施形態は、これらまたは他の課題のソリューションを提供し得る。本明細書で開示される問題点のうちの１つまたは複数に対処する様々な実施形態が、本明細書で提案される。
【0029】
いくつかの実施形態は、以下の技術的利点のうちの１つまたは複数を提供し得る。本開示で開示される方法は、アップリンクデータを表すハッシュ値をＭｓｇ３についてのトークンの計算に含めることによって、Ｍｓｇ３中でアップリンクデータについてのセキュリティを改善するためのセキュアで効率的なやり方を提供し得る。さらに、Ｍｓｇ３中に含まれるアップリンクを提示するために固定サイズハッシュ値を利用することは、ソースネットワークノードとターゲットネットワークノードとの間でＵＥコンテキストをフェッチするためのシグナリングオーバーヘッドを最小限に抑え得る。
【0030】
ＲＲＣメッセージのセキュリティを向上させるための本実施形態は、ＬＴＥおよびＮＢ－ＩｏＴに関して説明され得るが、５Ｇ／ＮＲなど、他のシステムおよび／または技術にも適用され得る。
【0031】
以下の詳細な説明および図面に照らして、様々な他の特徴および利点が当業者に明らかになろう。いくつかの実施形態は、具陳された利点のいずれをも有しないか、いくつかを有するか、またはすべてを有し得る。
【0032】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付の図面は、本開示のいくつかの態様を示し、説明とともに本開示の原理について解説するように働く。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】例示的な競合ベースランダムアクセスプロシージャを示す図である。
【図2】いくつかの実施形態による、例示的な無線ネットワークを示す図である。
【図3】いくつかの実施形態による、トークン計算にアップリンクデータのハッシュコードを含める例示的なランダムアクセスプロシージャを示す図である。
【図4】いくつかの実施形態による、例示的なユーザ機器を示す図である。
【図5】いくつかの実施形態による、例示的な仮想化環境を示す図である。
【図6】いくつかの実施形態による、中間ネットワークを介してホストコンピュータに接続された例示的な電気通信ネットワークを示す図である。
【図7】いくつかの実施形態による、部分的無線接続上で基地局を介してユーザ機器と通信する例示的なホストコンピュータを示す図である。
【図8】いくつかの実施形態による、ホストコンピュータと、基地局と、ユーザ機器とを含む通信システムにおいて実装される例示的な方法を示す図である。
【図9】いくつかの実施形態による、ホストコンピュータと、基地局と、ユーザ機器とを含む通信システムにおいて実装される別の例示的な方法を示す図である。
【図10】いくつかの実施形態による、ホストコンピュータと、基地局と、ユーザ機器とを含む通信システムにおいて実装される別のさらなる例示的な方法を示す図である。
【図11】いくつかの実施形態による、ホストコンピュータと、基地局と、ユーザ機器とを含む通信システムにおいて実装されるまた別の例示的な方法を示す図である。
【図12】いくつかの実施形態による、例示的な方法の流れ図である。
【図13】いくつかの実施形態による、別の例示的な方法の流れ図である。
【図14】いくつかの実施形態による、例示的なユーザ機器のブロック概略図である。
【図15】いくつかの実施形態による、例示的なネットワークノードのブロック概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
３ＧＰＰ無線アクセスネットワークでは、ユーザ機器がソースネットワークノードによって解放されつつあり、ランダムアクセスプロシージャにおいて別のネットワークノードに接続することを試みるとき、Ｍｓｇ３中のアップリンクデータが完全性保護されないので、リプレイアタックまたは中間者攻撃が、そのアップリンクデータを修正し得る。本開示の特定の実施形態は、アップリンクデータが、暗号化されることに加えて完全性保護され、したがって、ｅＮＢが、ゲートウェイ、たとえば、Ｓ－ＧＷに不良データをフォワーディングすることを回避するために、考えられるＭｉＭ攻撃を検出することを可能にするように、再開要求メッセージ、たとえば、Ｍｓｇ３中にあるべきアップリンクデータのハッシュコードを、ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔ中のトークン、たとえば、ｓＲＭＡＣ－Ｉの計算に入力するための方法を提案する。本開示の特定の実施形態は、ハッシュ値が固定の限られたサイズであるので、ハッシュ値がシグナリングオーバーヘッドを低減し得るように、アップリンクを表すためのハッシュ値を算出するための方法をさらに提案する。
【0035】
詳細には、ハッシュ値は、特定の実施形態では、ｓＲＭＡＣ－Ｉの検証のために、ターゲットｅＮＢとソースｅＮＢとの間のＵＥコンテキストフェッチングにおいて生じるＸ２シグナリングオーバーヘッドを最小限に抑えるのを助ける。ハッシュ値の固定サイズはまた、実際のデータが使用される場合、Ｘ２インターフェースを介したＲＲＣメッセージのサイズを可変ではなく決定性にする。さらに、アップリンクデータをハッシングすることはまた、送信されたデータの完全性を改善する。たとえば、本開示における特定の実施形態は、早期データ送信概念を採用するとき、Ｍｓｇ３中のアップリンクデータについて適切なレベルの保護を提供し得る。特定の実施形態は、ターゲットｅＮＢが、Ｍｓｇ３中で受信されたアップリンクデータをＳ－ＧＷに即時にフォワーディングすることを可能にする。特定の実施形態は、レガシーＭｓｇ３中に含まれるべきアップリンクデータが可変サイズを有することを仮定すれば、特に、Ｍｓｇ３についてのＵＬグラントが決定性でない状況において、ネットワークにおける性能にとって有益である。さらに、提案されるソリューションは、後方互換性を保証する。
【0036】
添付の図面を参照しながら、次に、本明細書で企図される実施形態のうちのいくつかがより十分に説明される。しかしながら、他の実施形態は、本明細書で開示される主題の範囲内に含まれており、開示される主題は、本明細書に記載される実施形態のみに限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、当業者に主題の範囲を伝達するために、例として提供される。
【0037】
図２は、いくつかの実施形態による、例示的な無線ネットワークである。本明細書で説明される主題は、任意の好適な構成要素を使用する任意の適切なタイプのシステムにおいて実装され得るが、本明細書で開示される実施形態は、図２に示されている例示的な無線ネットワークなどの無線ネットワークに関して説明される。簡単のために、図２の無線ネットワークは、ネットワーク２０６、ネットワークノード２６０および２６０ｂ、ならびに無線デバイス（ＷＤ）２１０、２１０ｂ、および２１０ｃのみを図示する。実際には、無線ネットワークは、無線デバイス間の通信、あるいは無線デバイスと、固定電話、サービスプロバイダ、または任意の他のネットワークノードもしくはエンドデバイスなどの別の通信デバイスとの間の通信をサポートするのに好適な任意の追加のエレメントをさらに含み得る。示されている構成要素のうち、ネットワークノード２６０および無線デバイス（ＷＤ）２１０は、追加の詳細とともに図示される。いくつかの実施形態では、ネットワークノード２６０は、図３に図示されているソースｅＮＢまたはターゲットｅＮＢであり得る。いくつかの実施形態では、ネットワークノードは、図１５にさらに図示されているネットワークノードであり得る。いくつかの実施形態では、ネットワークノード２６０は、ｇＮＢなど、基地局であり得る。いくつかの実施形態では、無線デバイス２１０は、図１４にさらに示されている、ユーザ機器であり得る。無線ネットワークは、１つまたは複数の無線デバイスに通信および他のタイプのサービスを提供して、無線デバイスの、無線ネットワークへのアクセス、および／あるいは、無線ネットワークによってまたは無線ネットワークを介して提供されるサービスの使用を容易にし得る。
【0038】
無線ネットワークは、任意のタイプの通信、電気通信、データ、セルラー、および／または無線ネットワーク、あるいは他の同様のタイプのシステムを含み、および／またはそれらとインターフェースし得る。いくつかの実施形態では、無線ネットワークは、特定の規格あるいは他のタイプのあらかじめ規定されたルールまたはプロシージャに従って動作するように設定され得る。したがって、無線ネットワークの特定の実施形態は、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ（ＵＭＴＳ）、Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ならびに／あるいは他の好適な２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ、または５Ｇ規格などの通信規格、ＩＥＥＥ８０２．１１規格などの無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）規格、ならびに／あるいは、ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス（ＷｉＭａｘ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚ－Ｗａｖｅおよび／またはＺｉｇＢｅｅ規格など、任意の他の適切な無線通信規格を実装し得る。
【0039】
ネットワーク２０６は、１つまたは複数のバックホールネットワーク、コアネットワーク、ＩＰネットワーク、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、パケットデータネットワーク、光ネットワーク、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、有線ネットワーク、無線ネットワーク、メトロポリタンエリアネットワーク、およびデバイス間の通信を可能にするための他のネットワークを備え得る。
【0040】
ネットワークノード２６０およびＷＤ２１０は、以下でより詳細に説明される様々な構成要素を備える。これらの構成要素は、無線ネットワークにおいて無線接続を提供することなど、ネットワークノードおよび／または無線デバイス機能性を提供するために協働する。異なる実施形態では、無線ネットワークは、任意の数の有線または無線ネットワーク、ネットワークノード、基地局、コントローラ、無線デバイス、中継局、ならびに／あるいは有線接続を介してかまたは無線接続を介してかにかかわらず、データおよび／または信号の通信を容易にするかまたはその通信に参加し得る、任意の他の構成要素またはシステムを備え得る。
【0041】
本明細書で使用されるネットワークノードは、無線デバイスと、ならびに／あるいは、無線デバイスへの無線アクセスを可能にし、および／または提供する、および／または、無線ネットワークにおいて他の機能（たとえば、アドミニストレーション）を実施するための、無線ネットワーク中の他のネットワークノードまたは機器と、直接または間接的に通信することが可能な、そうするように設定された、構成された、および／または動作可能な機器を指す。ネットワークノードの例は、限定はしないが、アクセスポイント（ＡＰ）（たとえば、無線アクセスポイント）、基地局（ＢＳ）（たとえば、無線基地局、ノードＢ、エボルブドノードＢ（ｅＮＢ）およびＮＲノードＢ（ｇＮＢ））を含む。基地局は、基地局が提供するカバレッジの量（または、言い方を変えれば、基地局の送信電力レベル）に基づいてカテゴリー分類され得、その場合、フェムト基地局、ピコ基地局、マイクロ基地局、またはマクロ基地局と呼ばれることもある。基地局は、リレーを制御する、リレーノードまたはリレードナーノードであり得る。ネットワークノードは、リモート無線ヘッド（ＲＲＨ）と呼ばれることがある、集中型デジタルユニットおよび／またはリモートラジオユニット（ＲＲＵ）など、分散型無線基地局の１つまたは複数（またはすべて）の部分をも含み得る。そのようなリモートラジオユニットは、アンテナ統合無線機としてアンテナと統合されることも統合されないこともある。分散型無線基地局の部分は、分散型アンテナシステム（ＤＡＳ）において、ノードと呼ばれることもある。ネットワークノードのまたさらなる例は、マルチ規格無線（ＭＳＲ）ＢＳなどのＭＳＲ機器、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）または基地局コントローラ（ＢＳＣ）などのネットワークコントローラ、基地トランシーバ局（ＢＴＳ）、送信ポイント、送信ノード、マルチセル／マルチキャスト協調エンティティ（ＭＣＥ）、コアネットワークノード（たとえば、ＭＳＣ、ＭＭＥ）、Ｏ＆Ｍノード、ＯＳＳノード、ＳＯＮノード、測位ノード（たとえば、Ｅ－ＳＭＬＣ）、および／あるいはＭＤＴを含む。別の例として、ネットワークノードは、以下でより詳細に説明されるように、仮想ネットワークノードであり得る。しかしながら、より一般的には、ネットワークノードは、無線ネットワークへのアクセスを可能にし、および／または無線デバイスに提供し、あるいは、無線ネットワークにアクセスした無線デバイスに何らかのサービスを提供することが可能な、そうするように設定された、構成された、および／または動作可能な任意の好適なデバイス（またはデバイスのグループ）を表し得る。
【0042】
図２では、ネットワークノード２６０は、処理回路要素２７０と、デバイス可読媒体２８０と、インターフェース２９０と、補助機器２８８と、電源２８６と、電力回路要素２８７と、アンテナ２６２とを含む。図２の例示的な無線ネットワーク中に示されているネットワークノード２６０は、ハードウェア構成要素の示されている組合せを含むデバイスを表し得るが、他の実施形態は、構成要素の異なる組合せをもつネットワークノードを備え得る。ネットワークノードが、本明細書で開示されるタスク、特徴、機能および方法を実施するために必要とされるハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の好適な組合せを備えることを理解されたい。その上、ネットワークノード２６０の構成要素が、より大きいボックス内に位置する単一のボックスとして、または複数のボックス内で入れ子にされている単一のボックスとして図示されているが、実際には、ネットワークノードは、単一の示されている構成要素を組成する複数の異なる物理構成要素を備え得る（たとえば、デバイス可読媒体２８０は、複数の別個のハードドライブならびに複数のＲＡＭモジュールを備え得る）。
【0043】
同様に、ネットワークノード２６０は、複数の物理的に別個の構成要素（たとえば、ノードＢ構成要素およびＲＮＣ構成要素、またはＢＴＳ構成要素およびＢＳＣ構成要素など）から組み立てられ得、これらは各々、それら自体のそれぞれの構成要素を有し得る。ネットワークノード２６０が複数の別個の構成要素（たとえば、ＢＴＳ構成要素およびＢＳＣ構成要素）を備えるいくつかのシナリオでは、別個の構成要素のうちの１つまたは複数が、いくつかのネットワークノードの間で共有され得る。たとえば、単一のＲＮＣが、複数のノードＢを制御し得る。そのようなシナリオでは、各一意のノードＢとＲＮＣとのペアは、いくつかの事例では、単一の別個のネットワークノードと見なされ得る。いくつかの実施形態では、ネットワークノード２６０は、複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）をサポートするように設定され得る。そのような実施形態では、いくつかの構成要素は複製され得（たとえば、異なるＲＡＴのための別個のデバイス可読媒体２８０）、いくつかの構成要素は再使用され得る（たとえば、同じアンテナ２６２がＲＡＴによって共有され得る）。ネットワークノード２６０は、ネットワークノード２６０に統合された、たとえば、ＧＳＭ、ＷＣＤＭＡ、ＬＴＥ、ＮＲ、ＷｉＦｉ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術など、異なる無線技術のための様々な示されている構成要素の複数のセットをも含み得る。これらの無線技術は、同じまたは異なるチップまたはチップのセット、およびネットワークノード２６０内の他の構成要素に統合され得る。
【0044】
処理回路要素２７０は、ネットワークノードによって提供されるものとして本明細書で説明される、任意の決定動作、計算動作、または同様の動作（たとえば、いくつかの取得動作）を実施するように設定される。処理回路要素２７０によって実施されるこれらの動作は、処理回路要素２７０によって取得された情報を、たとえば、取得された情報を他の情報に変換することによって、処理すること、取得された情報または変換された情報をネットワークノードに記憶された情報と比較すること、ならびに／あるいは、取得された情報または変換された情報に基づいて、および前記処理が決定を行ったことの結果として、１つまたは複数の動作を実施することを含み得る。特定の実施形態では、ネットワークノード２６０の処理回路要素２７０は、図１３にさらに示されている、方法を実施し得る。
【0045】
処理回路要素２７０は、単体で、またはデバイス可読媒体２８０などの他のネットワークノード２６０構成要素と併せてのいずれかで、ネットワークノード２６０機能性を提供するように動作可能な、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、中央処理ユニット、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または任意の他の好適なコンピューティングデバイス、リソースのうちの１つまたは複数の組合せ、あるいはハードウェア、ソフトウェアおよび／または符号化された論理の組合せを備え得る。たとえば、処理回路要素２７０は、デバイス可読媒体２８０に記憶された命令、または処理回路要素２７０内のメモリに記憶された命令を実行し得る。そのような機能性は、本明細書で説明される様々な無線特徴、機能、または利益のうちのいずれかを提供することを含み得る。いくつかの実施形態では、処理回路要素２７０は、システムオンチップ（ＳＯＣ）を含み得る。
【0046】
いくつかの実施形態では、処理回路要素２７０は、無線周波数（ＲＦ）トランシーバ回路要素２７２とベースバンド処理回路要素２７４とのうちの１つまたは複数を含み得る。いくつかの実施形態では、無線周波数（ＲＦ）トランシーバ回路要素２７２とベースバンド処理回路要素２７４とは、別個のチップ（またはチップのセット）、ボード、または無線ユニットおよびデジタルユニットなどのユニット上にあり得る。代替実施形態では、ＲＦトランシーバ回路要素２７２とベースバンド処理回路要素２７４との一部または全部は、同じチップまたはチップのセット、ボード、あるいはユニット上にあり得る。
【0047】
いくつかの実施形態では、ネットワークノード、基地局、ｅＮＢまたは他のそのようなネットワークデバイスによって提供されるものとして本明細書で説明される機能性の一部または全部は、デバイス可読媒体２８０、または処理回路要素２７０内のメモリに記憶された、命令を実行する処理回路要素２７０によって実施され得る。代替実施形態では、機能性の一部または全部は、ハードワイヤード様式などで、別個のまたは個別のデバイス可読媒体に記憶された命令を実行することなしに、処理回路要素２７０によって提供され得る。それらの実施形態のいずれでも、デバイス可読記憶媒体に記憶された命令を実行するか否かにかかわらず、処理回路要素２７０は、説明される機能性を実施するように設定され得る。そのような機能性によって提供される利益は、処理回路要素２７０単独に、またはネットワークノード２６０の他の構成要素に限定されないが、全体としてネットワークノード２６０によって、ならびに／または概してエンドユーザおよび無線ネットワークによって、享受される。
【0048】
デバイス可読媒体２８０は、限定はしないが、永続記憶域、固体メモリ、リモートマウントメモリ、磁気媒体、光媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、大容量記憶媒体（たとえば、ハードディスク）、リムーバブル記憶媒体（たとえば、フラッシュドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）またはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ））を含む、任意の形態の揮発性または不揮発性コンピュータ可読メモリ、ならびに／あるいは、処理回路要素２７０によって使用され得る情報、データ、および／または命令を記憶する、任意の他の揮発性または不揮発性、非一時的デバイス可読および／またはコンピュータ実行可能メモリデバイスを備え得る。デバイス可読媒体２８０は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、論理、ルール、コード、表などのうちの１つまたは複数を含むアプリケーション、および／または処理回路要素２７０によって実行されることが可能であり、ネットワークノード２６０によって利用される、他の命令を含む、任意の好適な命令、データまたは情報を記憶し得る。デバイス可読媒体２８０は、処理回路要素２７０によって行われた計算および／またはインターフェース２９０を介して受信されたデータを記憶するために使用され得る。いくつかの実施形態では、処理回路要素２７０およびデバイス可読媒体２８０は、統合されていると見なされ得る。
【0049】
インターフェース２９０は、ネットワークノード２６０、ネットワーク２０６、および／またはＷＤ２１０の間のシグナリングおよび／またはデータの有線または無線通信において使用される。示されているように、インターフェース２９０は、たとえば有線接続上でネットワーク２０６との間でデータを送出および受信するための（１つまたは複数の）ポート／（１つまたは複数の）端末２９４を備える。インターフェース２９０は、アンテナ２６２に結合されるか、またはいくつかの実施形態では、アンテナ２６２の一部であり得る、無線フロントエンド回路要素２９２をも含む。無線フロントエンド回路要素２９２は、フィルタ２９８と増幅器２９６とを備える。無線フロントエンド回路要素２９２は、アンテナ２６２および処理回路要素２７０に接続され得る。無線フロントエンド回路要素は、アンテナ２６２と処理回路要素２７０との間で通信される信号を調節するように設定され得る。無線フロントエンド回路要素２９２は、無線接続を介して他のネットワークノードまたはＷＤに送出されるべきであるデジタルデータを受信し得る。無線フロントエンド回路要素２９２は、デジタルデータを、フィルタ２９８および／または増幅器２９６の組合せを使用して適切なチャネルおよび帯域幅パラメータを有する無線信号に変換し得る。無線信号は、次いで、アンテナ２６２を介して送信され得る。同様に、データを受信するとき、アンテナ２６２は無線信号を集め得、次いで、無線信号は無線フロントエンド回路要素２９２によってデジタルデータに変換される。デジタルデータは、処理回路要素２７０に受け渡され得る。他の実施形態では、インターフェースは、異なる構成要素および／または構成要素の異なる組合せを備え得る。
【0050】
いくつかの代替実施形態では、ネットワークノード２６０は別個の無線フロントエンド回路要素２９２を含まないことがあり、代わりに、処理回路要素２７０は、無線フロントエンド回路要素を備え得、別個の無線フロントエンド回路要素２９２なしでアンテナ２６２に接続され得る。同様に、いくつかの実施形態では、ＲＦトランシーバ回路要素２７２の全部または一部が、インターフェース２９０の一部と見なされ得る。さらに他の実施形態では、インターフェース２９０は、無線ユニット（図示せず）の一部として、１つまたは複数のポートまたは端末２９４と、無線フロントエンド回路要素２９２と、ＲＦトランシーバ回路要素２７２とを含み得、インターフェース２９０は、デジタルユニット（図示せず）の一部であるベースバンド処理回路要素２７４と通信し得る。
【0051】
アンテナ２６２は、無線信号を送出し、および／または受信するように設定された、１つまたは複数のアンテナまたはアンテナアレイを含み得る。アンテナ２６２は、無線フロントエンド回路要素２９２に結合され得、データおよび／または信号を無線で送信および受信することが可能な任意のタイプのアンテナであり得る。いくつかの実施形態では、アンテナ２６２は、たとえば２ＧＨｚから６６ＧＨｚの間の無線信号を送信／受信するように動作可能な１つまたは複数の全方向、セクタまたはパネルアンテナを備え得る。全方向アンテナは、任意の方向に無線信号を送信／受信するために使用され得、セクタアンテナは、特定のエリア内のデバイスから無線信号を送信／受信するために使用され得、パネルアンテナは、比較的直線ラインで無線信号を送信／受信するために使用される見通し線アンテナであり得る。いくつかの事例では、２つ以上のアンテナの使用は、ＭＩＭＯと呼ばれることがある。いくつかの実施形態では、アンテナ２６２は、ネットワークノード２６０とは別個であり得、インターフェースまたはポートを通してネットワークノード２６０に接続可能であり得る。
【0052】
アンテナ２６２、インターフェース２９０、および／または処理回路要素２７０は、ネットワークノードによって実施されるものとして本明細書で説明される任意の受信動作および／またはいくつかの取得動作を実施するように設定され得る。任意の情報、データおよび／または信号が、無線デバイス、別のネットワークノードおよび／または任意の他のネットワーク機器から受信され得る。同様に、アンテナ２６２、インターフェース２９０、および／または処理回路要素２７０は、ネットワークノードによって実施されるものとして本明細書で説明される任意の送信動作を実施するように設定され得る。任意の情報、データおよび／または信号が、無線デバイス、別のネットワークノードおよび／または任意の他のネットワーク機器に送信され得る。
【0053】
電力回路要素２８７は、電力管理回路要素を備えるか、または電力管理回路要素に結合され得、本明細書で説明される機能性を実施するための電力を、ネットワークノード２６０の構成要素に供給するように設定される。電力回路要素２８７は、電源２８６から電力を受信し得る。電源２８６および／または電力回路要素２８７は、それぞれの構成要素に好適な形式で（たとえば、各それぞれの構成要素のために必要とされる電圧および電流レベルにおいて）、ネットワークノード２６０の様々な構成要素に電力を提供するように設定され得る。電源２８６は、電力回路要素２８７および／またはネットワークノード２６０中に含まれるか、あるいは電力回路要素２８７および／またはネットワークノード２６０の外部にあるかのいずれかであり得る。たとえば、ネットワークノード２６０は、電気ケーブルなどの入力回路要素またはインターフェースを介して外部電源（たとえば、電気コンセント）に接続可能であり得、それにより、外部電源は電力回路要素２８７に電力を供給する。さらなる例として、電源２８６は、電力回路要素２８７に接続された、または電力回路要素２８７中で統合された、バッテリーまたはバッテリーパックの形態の電力源を備え得る。バッテリーは、外部電源が落ちた場合、バックアップ電力を提供し得る。光起電力デバイスなどの他のタイプの電源も使用され得る。
【0054】
ネットワークノード２６０の代替実施形態は、本明細書で説明される機能性、および／または本明細書で説明される主題をサポートするために必要な機能性のうちのいずれかを含む、ネットワークノードの機能性のいくつかの態様を提供することを担当し得る、図２に示されている構成要素以外の追加の構成要素を含み得る。たとえば、ネットワークノード２６０は、ネットワークノード２６０への情報の入力を可能にするための、およびネットワークノード２６０からの情報の出力を可能にするための、ユーザインターフェース機器を含み得る。これは、ユーザが、ネットワークノード２６０のための診断、メンテナンス、修復、および他のアドミニストレーティブ機能を実施することを可能にし得る。
【0055】
本明細書で使用される無線デバイス（ＷＤ）は、ネットワークノードおよび／または他の無線デバイスと無線で通信することが可能な、そうするように設定された、構成された、および／または動作可能なデバイスを指す。別段に記載されていない限り、ＷＤという用語は、本明細書ではユーザ機器（ＵＥ）と互換的に使用され得る。いくつかの実施形態では、無線デバイス２１０は、図１４にさらに図示されている、ユーザ機器であり得る。無線で通信することは、空中で情報を伝達するのに好適な、電磁波、電波、赤外波、および／または他のタイプの信号を使用して無線信号を送信および／または受信することを伴い得る。いくつかの実施形態では、ＷＤは、直接人間対話なしに情報を送信および／または受信するように設定され得る。たとえば、ＷＤは、内部または外部イベントによってトリガされたとき、あるいはネットワークからの要求に応答して、所定のスケジュールでネットワークに情報を送信するように設計され得る。ＷＤの例は、限定はしないが、スマートフォン、モバイルフォン、セルフォン、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）フォン、無線ローカルループ電話、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線カメラ、ゲーミングコンソールまたはデバイス、音楽記憶デバイス、再生器具、ウェアラブル端末デバイス、無線エンドポイント、移動局、タブレット、ラップトップ、ラップトップ内蔵機器（ＬＥＥ）、ラップトップ搭載機器（ＬＭＥ）、スマートデバイス、無線顧客構内機器（ＣＰＥ：ｃｕｓｔｏｍｅｒ ｐｒｅｍｉｓｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、車載無線端末デバイスなどを含む。ＷＤは、たとえばサイドリンク通信、Ｖ２Ｖ（vehicle-to-vehicle）、Ｖ２Ｉ（vehicle-to-infrastructure）、Ｖ２Ｘ（Vehicle-to-Everything）のための３ＧＰＰ規格を実装することによって、Ｄ２Ｄ（device-to-device）通信をサポートし得、この場合、Ｄ２Ｄ通信デバイスと呼ばれることがある。また別の特定の例として、モノのインターネット（ＩｏＴ）シナリオでは、ＷＤは、監視および／または測定を実施し、そのような監視および／または測定の結果を別のＷＤおよび／またはネットワークノードに送信する、マシンまたは他のデバイスを表し得る。ＷＤは、この場合、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）デバイスであり得、Ｍ２Ｍデバイスは、３ＧＰＰコンテキストではＭＴＣデバイスと呼ばれることがある。１つの特定の例として、ＷＤは、３ＧＰＰ狭帯域モノのインターネット（ＮＢ－ＩｏＴ）規格を実装するＵＥであり得る。そのようなマシンまたはデバイスの特定の例は、センサー、電力計などの計量デバイス、産業用機械類、あるいは家庭用または個人用電気器具（たとえば冷蔵庫、テレビジョンなど）、個人用ウェアラブル（たとえば、時計、フィットネストラッカーなど）である。他のシナリオでは、ＷＤは車両または他の機器を表し得、車両または他の機器は、その動作ステータスを監視することおよび／またはその動作ステータスに関して報告すること、あるいはその動作に関連する他の機能が可能である。上記で説明されたＷＤは無線接続のエンドポイントを表し得、その場合、デバイスは無線端末と呼ばれることがある。さらに、上記で説明されたＷＤはモバイルであり得、その場合、デバイスはモバイルデバイスまたはモバイル端末と呼ばれることもある。
【0056】
示されているように、無線デバイス２１０は、アンテナ２１１と、インターフェース２１４と、処理回路要素２２０と、デバイス可読媒体２３０と、ユーザインターフェース機器２３２と、補助機器２３４と、電源２３６と、電力回路要素２３７とを含む。ＷＤ２１０は、ＷＤ２１０によってサポートされる、たとえば、ほんの数個を挙げると、ＧＳＭ、ＷＣＤＭＡ、ＬＴＥ、ＮＲ、ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術など、異なる無線技術のための示されている構成要素のうちの１つまたは複数の複数のセットを含み得る。これらの無線技術は、ＷＤ２１０内の他の構成要素と同じまたは異なるチップまたはチップのセットに統合され得る。
【0057】
アンテナ２１１は、無線信号を送出し、および／または受信するように設定された、１つまたは複数のアンテナまたはアンテナアレイを含み得、インターフェース２１４に接続される。いくつかの代替実施形態では、アンテナ２１１は、ＷＤ２１０とは別個であり、インターフェースまたはポートを通してＷＤ２１０に接続可能であり得る。アンテナ２１１、インターフェース２１４、および／または処理回路要素２２０は、ＷＤによって実施されるものとして本明細書で説明される任意の受信動作または送信動作を実施するように設定され得る。任意の情報、データおよび／または信号が、ネットワークノードおよび／または別のＷＤから受信され得る。いくつかの実施形態では、無線フロントエンド回路要素および／またはアンテナ２１１は、インターフェースと見なされ得る。
【0058】
示されているように、インターフェース２１４は、無線フロントエンド回路要素２１２とアンテナ２１１とを備える。無線フロントエンド回路要素２１２は、１つまたは複数のフィルタ２１８と増幅器２１６とを備える。無線フロントエンド回路要素２１２は、アンテナ２１１および処理回路要素２２０に接続され、アンテナ２１１と処理回路要素２２０との間で通信される信号を調節するように設定される。無線フロントエンド回路要素２１２は、アンテナ２１１に結合されるか、またはアンテナ２１１の一部であり得る。いくつかの実施形態では、ＷＤ２１０は別個の無線フロントエンド回路要素２１２を含まないことがあり、むしろ、処理回路要素２２０は、無線フロントエンド回路要素を備え得、アンテナ２１１に接続され得る。同様に、いくつかの実施形態では、ＲＦトランシーバ回路要素２２２の一部または全部が、インターフェース２１４の一部と見なされ得る。無線フロントエンド回路要素２１２は、無線接続を介して他のネットワークノードまたはＷＤに送出されるべきであるデジタルデータを受信し得る。無線フロントエンド回路要素２１２は、デジタルデータを、フィルタ２１８および／または増幅器２１６の組合せを使用して適切なチャネルおよび帯域幅パラメータを有する無線信号に変換し得る。無線信号は、次いで、アンテナ２１１を介して送信され得る。同様に、データを受信するとき、アンテナ２１１は無線信号を集め得、次いで、無線信号は無線フロントエンド回路要素２１２によってデジタルデータに変換される。デジタルデータは、処理回路要素２２０に受け渡され得る。他の実施形態では、インターフェースは、異なる構成要素および／または構成要素の異なる組合せを備え得る。
【0059】
処理回路要素２２０は、単体で、またはデバイス可読媒体２３０などの他のＷＤ２１０構成要素と併せてのいずれかで、ＷＤ２１０機能性を提供するように動作可能な、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、中央処理ユニット、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または任意の他の好適なコンピューティングデバイス、リソースのうちの１つまたは複数の組合せ、あるいはハードウェア、ソフトウェアおよび／または符号化された論理の組合せを備え得る。そのような機能性は、本明細書で説明される様々な無線特徴または利益のうちのいずれかを提供することを含み得る。たとえば、処理回路要素２２０は、本明細書で開示される機能性を提供するために、デバイス可読媒体２３０に記憶された命令、または処理回路要素２２０内のメモリに記憶された命令を実行し得る。特定の実施形態では、無線デバイス２１０の処理回路要素２２０は、図１２にさらに示されている、方法を実施し得る。
【0060】
示されているように、処理回路要素２２０は、ＲＦトランシーバ回路要素２２２、ベースバンド処理回路要素２２４、およびアプリケーション処理回路要素２２６のうちの１つまたは複数を含む。他の実施形態では、処理回路要素は、異なる構成要素および／または構成要素の異なる組合せを備え得る。いくつかの実施形態では、ＷＤ２１０の処理回路要素２２０は、ＳＯＣを備え得る。いくつかの実施形態では、ＲＦトランシーバ回路要素２２２、ベースバンド処理回路要素２２４、およびアプリケーション処理回路要素２２６は、別個のチップまたはチップのセット上にあり得る。代替実施形態では、ベースバンド処理回路要素２２４およびアプリケーション処理回路要素２２６の一部または全部は１つのチップまたはチップのセットになるように組み合わせられ得、ＲＦトランシーバ回路要素２２２は別個のチップまたはチップのセット上にあり得る。さらに代替の実施形態では、ＲＦトランシーバ回路要素２２２およびベースバンド処理回路要素２２４の一部または全部は同じチップまたはチップのセット上にあり得、アプリケーション処理回路要素２２６は別個のチップまたはチップのセット上にあり得る。また他の代替実施形態では、ＲＦトランシーバ回路要素２２２、ベースバンド処理回路要素２２４、およびアプリケーション処理回路要素２２６の一部または全部は、同じチップまたはチップのセット中で組み合わせられ得る。いくつかの実施形態では、ＲＦトランシーバ回路要素２２２は、インターフェース２１４の一部であり得る。ＲＦトランシーバ回路要素２２２は、処理回路要素２２０のためのＲＦ信号を調節し得る。
【0061】
いくつかの実施形態では、ＷＤによって実施されるものとして本明細書で説明される機能性の一部または全部は、デバイス可読媒体２３０に記憶された命令を実行する処理回路要素２２０によって提供され得、デバイス可読媒体２３０は、いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体であり得る。代替実施形態では、機能性の一部または全部は、ハードワイヤード様式などで、別個のまたは個別のデバイス可読記憶媒体に記憶された命令を実行することなしに、処理回路要素２２０によって提供され得る。それらの特定の実施形態のいずれでも、デバイス可読記憶媒体に記憶された命令を実行するか否かにかかわらず、処理回路要素２２０は、説明される機能性を実施するように設定され得る。そのような機能性によって提供される利益は、処理回路要素２２０単独に、またはＷＤ２１０の他の構成要素に限定されないが、全体としてＷＤ２１０によって、ならびに／または概してエンドユーザおよび無線ネットワークによって、享受される。
【0062】
処理回路要素２２０は、ＷＤによって実施されるものとして本明細書で説明される、任意の決定動作、計算動作、または同様の動作（たとえば、いくつかの取得動作）を実施するように設定され得る。処理回路要素２２０によって実施されるようなこれらの動作は、処理回路要素２２０によって取得された情報を、たとえば、取得された情報を他の情報に変換することによって、処理すること、取得された情報または変換された情報をＷＤ２１０によって記憶された情報と比較すること、ならびに／あるいは、取得された情報または変換された情報に基づいて、および前記処理が決定を行ったことの結果として、１つまたは複数の動作を実施することを含み得る。
【0063】
デバイス可読媒体２３０は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、論理、ルール、コード、表などのうちの１つまたは複数を含むアプリケーション、および／または処理回路要素２２０によって実行されることが可能な他の命令を記憶するように動作可能であり得る。デバイス可読媒体２３０は、コンピュータメモリ（たとえば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または読取り専用メモリ（ＲＯＭ））、大容量記憶媒体（たとえば、ハードディスク）、リムーバブル記憶媒体（たとえば、コンパクトディスク（ＣＤ）またはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ））、ならびに／あるいは、処理回路要素２２０によって使用され得る情報、データ、および／または命令を記憶する、任意の他の揮発性または不揮発性、非一時的デバイス可読および／またはコンピュータ実行可能メモリデバイスを含み得る。いくつかの実施形態では、処理回路要素２２０およびデバイス可読媒体２３０は、統合されていると見なされ得る。
【0064】
ユーザインターフェース機器２３２は、人間のユーザがＷＤ２１０と対話することを可能にする構成要素を提供し得る。そのような対話は、視覚、聴覚、触覚など、多くの形式のものであり得る。ユーザインターフェース機器２３２は、ユーザへの出力を作り出すように、およびユーザがＷＤ２１０への入力を提供することを可能にするように動作可能であり得る。対話のタイプは、ＷＤ２１０にインストールされるユーザインターフェース機器２３２のタイプに応じて変動し得る。たとえば、ＷＤ２１０がスマートフォンである場合、対話はタッチスクリーンを介したものであり得、ＷＤ２１０がスマートメーターである場合、対話は、使用量（たとえば、使用されたガロンの数）を提供するスクリーン、または（たとえば、煙が検出された場合）可聴警報を提供するスピーカーを通したものであり得る。ユーザインターフェース機器２３２は、入力インターフェース、デバイスおよび回路、ならびに、出力インターフェース、デバイスおよび回路を含み得る。ユーザインターフェース機器２３２は、ＷＤ２１０への情報の入力を可能にするように設定され、処理回路要素２２０が入力情報を処理することを可能にするために、処理回路要素２２０に接続される。ユーザインターフェース機器２３２は、たとえば、マイクロフォン、近接度または他のセンサー、キー／ボタン、タッチディスプレイ、１つまたは複数のカメラ、ＵＳＢポート、あるいは他の入力回路要素を含み得る。ユーザインターフェース機器２３２はまた、ＷＤ２１０からの情報の出力を可能にするように、および処理回路要素２２０がＷＤ２１０からの情報を出力することを可能にするように設定される。ユーザインターフェース機器２３２は、たとえば、スピーカー、ディスプレイ、振動回路要素、ＵＳＢポート、ヘッドフォンインターフェース、または他の出力回路要素を含み得る。ユーザインターフェース機器２３２の１つまたは複数の入力および出力インターフェース、デバイス、および回路を使用して、ＷＤ２１０は、エンドユーザおよび／または無線ネットワークと通信し、エンドユーザおよび／または無線ネットワークが本明細書で説明される機能性から利益を得ることを可能にし得る。
【0065】
補助機器２３４は、概してＷＤによって実施されないことがある、より固有の機能性を提供するように動作可能である。これは、様々な目的のために測定を行うための特殊化されたセンサー、有線通信などのさらなるタイプの通信のためのインターフェースなどを備え得る。補助機器２３４の構成要素の包含およびタイプは、実施形態および／またはシナリオに応じて変動し得る。
【0066】
電源２３６は、いくつかの実施形態では、バッテリーまたはバッテリーパックの形態のものであり得る。外部電源（たとえば、電気コンセント）、光起電力デバイスまたは電池など、他のタイプの電源も使用され得る。ＷＤ２１０は、電源２３６から、本明細書で説明または指示される任意の機能性を行うために電源２３６からの電力を必要とする、ＷＤ２１０の様々な部分に電力を配信するための、電力回路要素２３７をさらに備え得る。電力回路要素２３７は、いくつかの実施形態では、電力管理回路要素を備え得る。電力回路要素２３７は、追加または代替として、外部電源から電力を受信するように動作可能であり得、その場合、ＷＤ２１０は、電力ケーブルなどの入力回路要素またはインターフェースを介して（電気コンセントなどの）外部電源に接続可能であり得る。電力回路要素２３７はまた、いくつかの実施形態では、外部電源から電源２３６に電力を配信するように動作可能であり得る。これは、たとえば、電源２３６の充電のためのものであり得る。電力回路要素２３７は、電源２３６からの電力に対して、その電力を、電力が供給されるＷＤ２１０のそれぞれの構成要素に好適であるようにするために、任意のフォーマッティング、変換、または他の修正を実施し得る。
【0067】
図３は、いくつかの実施形態による、トークン計算にアップリンクデータのハッシュコードを含める例示的なランダムアクセスプロシージャを示す。いくつかの実施形態では、ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔ中のｓＲＭＡＣ－Ｉの計算は、Ｍｓｇ３中のＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔとＭＡＣ多重化されるべきアップリンクデータのハッシュコードに基づく。いくつかの実施形態では、ハッシュコードは、ハッシュ値、ダイジェスト、またはハッシュと呼ばれることがある。いくつかの実施形態では、ハッシュコードはまた、ＲＭＡＣ－Ｉなど、任意の他の好適なトークンに適用され得る。ｓＲＭＡＣ－Ｉを計算するやり方は、ｅＮＢからＭｓｇ３中で受信されたアップリンクデータをＳ－ＧＷにフォワーディングすることが即時に行われ得るように、ｅＮＢがＭｓｇ３中のデータ部分の考えられる修正を検出することを可能にするために、アップリンクデータが完全性保護されることである。
【0068】
一実施形態では、ｓＲＭＡＣ計算にアップリンクデータのハッシュコードを含めることは、ｓＲＭＡＣ－Ｉの検証がどこで実施されるか、すなわち、ソースｅＮＢにおいて実施されるのかターゲットｅＮＢにおいて実施されるのかにかかわらず行われ得る。
【0069】
一実施形態では、ｓＲＭＡＣ計算にアップリンクデータのハッシュコードを含めることは、ｓＲＭＡＣ－Ｉ計算のための新しい完全性鍵を使用して行われ得る。別の実施形態では、ｓＲＭＡＣ計算にアップリンクデータのハッシュコードを含めることは、現在の完全性鍵、すなわち、前の接続において使用された現在の完全性鍵を使用して行われ得る。現在の完全性鍵が使用される場合、ｓＲＭＡＣ－Ｉの検証は、古い鍵がターゲットｅＮＢにおいて利用可能でないことがあるので、ソースｅＮＢにおいて行われる必要があり得る。
【0070】
一実施形態では、ハッシュアルゴリズムまたは生成するための関数など、ハッシング機能性を可能にするための詳細が、ｅＮＢによって決められ、ＵＥ固有シグナリングを介してＵＥに通知され得る。いくつかの実施形態では、その詳細は、ハッシュコードと、ハッシュコードの長さ、たとえば、１６ビットとを含み得る。
【0071】
一実施形態では、ハッシュコードは、アップリンクデータが暗号化される前に、すなわち、平文データを介して算出され得る。ｓＲＭＡＣ－Ｉの検証のために、次いで、ユーザデータが、ハッシュコードを算出する前に解読される。Ｍｓｇ３を受信するターゲットｅＮＢがまだ暗号化鍵を有しないとき、ターゲットｅＮＢは、ターゲットｅＮＢがデータを解読することができないので、即時にハッシュコードを算出することが可能でない。ターゲットｅＮＢは、次いで、暗号化されたアップリンクデータを、ハッシュコードの算出のために、ソースｅＮＢに知られていない場合、ハッシュ関数など、ハッシュコードについての詳細とともにソースｅＮＢに転送する必要がある。ハッシュコードが復号された後に、前に、ｓＲＭＡＣ－Ｉは検証され得る。いくつかの実施形態では、アップリンクデータは、ユーザデータを含み得る。
【0072】
別の実施形態では、ハッシュコードは、アップリンクデータが暗号化された後に算出され得る。この場合、ターゲットｅＮＢがＭｓｇ３を受信したとき、ターゲットｅＮＢは、データを解読するための暗号化鍵の必要なしに、ハッシュコードを算出し得る。ｓＲＭＡＣ－Ｉの検証がソースｅＮＢにおいて行われる場合、ターゲットｅＮＢは、ｓＲＭＡＣ－Ｉの検証のために固定サイズハッシュコードをソースｅＮＢに転送するにすぎない。したがって、ソースｅＮＢに、データ全体もハッシュ関数のための詳細も転送する必要がない。
【0073】
いくつかの実施形態では、ｓＲＭＡＣ－Ｉの計算および検証に関してＲＲＣメッセージを構築するプロセスにおいて、ＲＲＣレイヤと下位レイヤとの間のレイヤ間対話が必要とされる。これは、ＲＲＣサブレイヤがパラメータを計算するが、このＲＲＣサブレイヤにおいてアップリンクデータが利用可能でないからである。一実施形態では、ハッシュコードは、ＲＲＣレイヤによって算出され得、その場合、下位レイヤ、たとえば、ＰＤＣＰ、無線リンク制御（ＲＬＣ）、またはＭＡＣが、ｓＲＭＡＣ－Ｉ中に含まれるべきハッシュコードの算出のために、暗号化されていないまたは暗号化されたデータをＲＲＣレイヤに提供する。暗号化されていないまたは暗号化されたデータは、ＲＲＣによる要求時に下位レイヤによって提供され得る。別の実施形態では、ハッシュコードは、下位レイヤ、たとえば、ＰＤＣＰ、ＲＬＣまたはＭＡＣによって算出され、ｓＲＭＡＣ－Ｉの計算のためにＲＲＣレイヤに提供され得る。ハッシュコードは、ＲＲＣによる要求時に下位レイヤによって提供され得る。
【0074】
後続のＭｓｇ３送信、すなわち、Ｍｓｇ３バッファのコンテンツを送信する試みの場合、Ｍｓｇ３中のＤＴＣＨサービスデータユニット（ＳＤＵ）部分の再構築が必要とされる場合、ｓＲＭＡＣ－Ｉの再計算も必要とされる。一実施形態では、ＲＲＣレイヤは、データ部分のそれぞれの変更が必要とされるときはいつでも、Ｍｓｇ３中に含まれるべき新しいＤＴＣＨ ＳＤＵに基づいてｓＲＭＡＣ－Ｉを再計算する。一実施形態では、ＲＲＣは、再計算されたｓＲＭＡＣ－Ｉをもつ新しいまたは更新されたＲＲＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を下位レイヤに提供する。別の実施形態では、ＲＲＣは、再計算されたｓＲＭＡＣ－Ｉを下位レイヤ、たとえば、ＭＡＣレイヤに提供し、下位レイヤは、ＰＤＵ、たとえば、ＭＡＣ ＰＤＵ中の関連するロケーションにおいて、新しい値を挿入し、古いｓＲＭＡＣ－Ｉを交換し、メッセージの関連するビットおよび／またはセクションのみを更新する。別の実施形態では、ＭＡＣレイヤは、ｓＲＭＡＣ－Ｉを再算出し、新しい値をＭｓｇ３ ＭＡＣ ＰＤＵ中のそのそれぞれのロケーションに挿入し得、すなわち、メッセージの関連するビットおよび／またはセクションのみを更新する。
【0075】
いくつかの実施形態では、ハッシュコードは、データユニット、およびデータユニットに関連する情報またはデータユニットのうちの１つまたは複数の関数であり得る。たとえば、Ｈ＝関数（データ）またはＨ＝関数（データ、情報）である。一実施形態では、データユニットに関連する情報は、ハッシュ関数に入力される代わりに、ｓＲＭＡＣ－Ｉの計算への入力としてハッシュコードとともに受け渡され得る。データユニットに関連する情報またはデータユニットは、ＭＡＣサブヘッダ、論理チャネル識別子、無線ベアラ識別子、およびデータユニットの長さなど、制御情報を含み得る。
【0076】
いくつかの実施形態では、ハッシュコードが算出されるデータユニット、たとえば、ＲＬＣ ＰＤＵまたはＭＡＣ ＳＤＵは、送信のために利用可能なアップリンクデータの一部分またはユーザデータパケットの一部分、たとえば、ＰＤＣＰ ＳＤＵまたはＰＤＣＰ ＰＤＵまたはＲＬＣ ＳＤＵまたはＩＰパケットを含む。
【0077】
例示的なハッシュ関数［Ｈａｓｈ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ］が、ＴＳ３３．４０１［ＴＳ３３．４０１］のアネックスＩ．２において以下のように記載されている。モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）およびＵＥにおけるハッシュ関数、ＨＡＳＨＭＭＥおよびＨＡＳＨＵＥに関して、ＭＭＥおよびＵＥは、ＴＳ３３．２２０［８］において与えられるＫＤＦへの入力として以下のパラメータ、すなわち、Ｓ＝保護されていないアタッチ要求またはトラッキングエリア更新（ＴＡＵ）要求メッセージ、およびＫｅｙ＝全０の２５６ビットストリングなどを使用して、それぞれＨＡＳＨＭＭＥおよびＨＡＳＨＵＥを導出し得るとき。ハッシュアルゴリズムへの入力Ｓをパックする順序は、ＭＭＥへのアップリンク非アクセス層（ＮＡＳ）メッセージをパックする順序と同じであることに留意されたい。また、ＨＡＳＨＭＭＥまたはＨＡＳＨＵＥは、鍵導出関数（ＫＤＦ）出力の２５６ビットのうちの６４個の最下位ビットであることに留意されたい。
【0078】
図４は、本明細書で説明される様々な態様による、ＵＥの一実施形態を示す。本明細書で使用されるユーザ機器またはＵＥは、必ずしも、関連するデバイスを所有し、および／または動作させる人間のユーザという意味におけるユーザを有するとは限らない。代わりに、ＵＥは、人間のユーザへの販売、または人間のユーザによる動作を意図されるが、特定の人間のユーザに関連付けられないことがあるか、または特定の人間のユーザに初めに関連付けられないことがある、デバイス（たとえば、スマートスプリンクラーコントローラ）を表し得る。代替的に、ＵＥは、エンドユーザへの販売、またはエンドユーザによる動作を意図されないが、ユーザに関連付けられるか、またはユーザの利益のために動作され得る、デバイス（たとえば、スマート電力計）を表し得る。ＵＥ４００は、ＮＢ－ＩｏＴ ＵＥ、ＭＴＣ ＵＥ、および／または拡張ＭＴＣ（ｅＭＴＣ）ＵＥを含む、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によって識別される任意のＵＥであり得る。図４に示されているＵＥ４００は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、および／または５Ｇ規格など、３ＧＰＰによって公表された１つまたは複数の通信規格による通信のために設定されたＷＤの一例である。いくつかの実施形態では、ユーザ機器４００は、図１４にさらに図示されている、ユーザ機器であり得る。前述のように、ＷＤおよびＵＥという用語は、互換的に使用され得る。したがって、図４はＵＥであるが、本明細書で説明される構成要素は、ＷＤに等しく適用可能であり、その逆も同様である。
【0079】
図４では、ＵＥ４００は、入出力インターフェース４０５、無線周波数（ＲＦ）インターフェース４０９、ネットワーク接続インターフェース４１１、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４１７と読取り専用メモリ（ＲＯＭ）４１９と記憶媒体４２１などとを含むメモリ４１５、通信サブシステム４３１、電源４１３、および／または他の構成要素、あるいはそれらの任意の組合せに動作可能に結合された、処理回路要素４０１を含む。記憶媒体４２１は、オペレーティングシステム４２３と、アプリケーションプログラム４２５と、データ４２７とを含む。他の実施形態では、記憶媒体４２１は、他の同様のタイプの情報を含み得る。いくつかのＵＥは、図４に示されている構成要素のすべてを利用するか、またはそれらの構成要素のサブセットのみを利用し得る。構成要素間の統合のレベルは、ＵＥごとに変動し得る。さらに、いくつかのＵＥは、複数のプロセッサ、メモリ、トランシーバ、送信機、受信機など、構成要素の複数のインスタンスを含んでいることがある。
【0080】
図４では、処理回路要素４０１は、コンピュータ命令およびデータを処理するように設定され得る。処理回路要素４０１は、（たとえば、ディスクリート論理、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどにおける）１つまたは複数のハードウェア実装状態機械など、機械可読コンピュータプログラムとしてメモリに記憶された機械命令を実行するように動作可能な任意の逐次状態機械、適切なファームウェアと一緒のプログラマブル論理、適切なソフトウェアと一緒のマイクロプロセッサまたはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）など、１つまたは複数のプログラム内蔵、汎用プロセッサ、あるいは上記の任意の組合せを実装するように設定され得る。たとえば、処理回路要素４０１は、２つの中央処理ユニット（ＣＰＵ）を含み得る。データは、コンピュータによる使用に好適な形式での情報であり得る。いくつかの実施形態では、処理回路要素４０１は、図１３にさらに示されている、方法を実施し得る。
【0081】
図示された実施形態では、入出力インターフェース４０５は、入力デバイス、出力デバイス、または入出力デバイスに通信インターフェースを提供するように設定され得る。ＵＥ４００は、入出力インターフェース４０５を介して出力デバイスを使用するように設定され得る。出力デバイスは、入力デバイスと同じタイプのインターフェースポートを使用し得る。たとえば、ＵＥ４００への入力およびＵＥ４００からの出力を提供するために、ＵＳＢポートが使用され得る。出力デバイスは、スピーカー、サウンドカード、ビデオカード、ディスプレイ、モニタ、プリンタ、アクチュエータ、エミッタ、スマートカード、別の出力デバイス、またはそれらの任意の組合せであり得る。ＵＥ４００は、ユーザがＵＥ４００に情報をキャプチャすることを可能にするために、入出力インターフェース４０５を介して入力デバイスを使用するように設定され得る。入力デバイスは、タッチセンシティブまたはプレゼンスセンシティブディスプレイ、カメラ（たとえば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなど）、マイクロフォン、センサー、マウス、トラックボール、方向パッド、トラックパッド、スクロールホイール、スマートカードなどを含み得る。プレゼンスセンシティブディスプレイは、ユーザからの入力を検知するための容量性または抵抗性タッチセンサーを含み得る。センサーは、たとえば、加速度計、ジャイロスコープ、チルトセンサー、力センサー、磁力計、光センサー、近接度センサー、別の同様のセンサー、またはそれらの任意の組合せであり得る。たとえば、入力デバイスは、加速度計、磁力計、デジタルカメラ、マイクロフォン、および光センサーであり得る。
【0082】
図４では、ＲＦインターフェース４０９は、送信機、受信機、およびアンテナなど、ＲＦ構成要素に通信インターフェースを提供するように設定され得る。ネットワーク接続インターフェース４１１は、ネットワーク４４３ａに通信インターフェースを提供するように設定され得る。ネットワーク４４３ａは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、コンピュータネットワーク、無線ネットワーク、電気通信ネットワーク、別の同様のネットワークまたはそれらの任意の組合せなど、有線および／または無線ネットワークを包含し得る。たとえば、ネットワーク４４３ａは、Ｗｉ－Ｆｉネットワークを備え得る。ネットワーク接続インターフェース４１１は、イーサネット、ＴＣＰ／ＩＰ、ＳＯＮＥＴ、ＡＴＭなど、１つまたは複数の通信プロトコルに従って通信ネットワーク上で１つまたは複数の他のデバイスと通信するために使用される、受信機および送信機インターフェースを含むように設定され得る。ネットワーク接続インターフェース４１１は、通信ネットワークリンク（たとえば、光学的、電気的など）に適した受信機および送信機機能性を実装し得る。送信機および受信機機能は、回路構成要素、ソフトウェアまたはファームウェアを共有し得るか、あるいは、代替的に、別個に実装され得る。
【0083】
ＲＡＭ４１７は、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、およびデバイスドライバなど、ソフトウェアプログラムの実行中に、データまたはコンピュータ命令の記憶またはキャッシングを提供するために、バス４０２を介して処理回路要素４０１にインターフェースするように設定され得る。ＲＯＭ４１９は、処理回路要素４０１にコンピュータ命令またはデータを提供するように設定され得る。たとえば、ＲＯＭ４１９は、不揮発性メモリに記憶される、基本入出力（Ｉ／Ｏ）、起動、またはキーボードからのキーストロークの受信など、基本システム機能のための、不変低レベルシステムコードまたはデータを記憶するように設定され得る。記憶媒体４２１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、プログラマブル読取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気ディスク、光ディスク、フロッピーディスク、ハードディスク、取外し可能カートリッジ、またはフラッシュドライブなど、メモリを含むように設定され得る。一例では、記憶媒体４２１は、オペレーティングシステム４２３と、ウェブブラウザアプリケーション、ウィジェットまたはガジェットエンジン、あるいは別のアプリケーションなどのアプリケーションプログラム４２５と、データファイル４２７とを含むように設定され得る。記憶媒体４２１は、ＵＥ４００による使用のために、多様な様々なオペレーティングシステムまたはオペレーティングシステムの組合せのうちのいずれかを記憶し得る。
【0084】
記憶媒体４２１は、独立ディスクの冗長アレイ（ＲＡＩＤ）、フロッピーディスクドライブ、フラッシュメモリ、ＵＳＢフラッシュドライブ、外部ハードディスクドライブ、サムドライブ、ペンドライブ、キードライブ、高密度デジタル多用途ディスク（ＨＤ－ＤＶＤ）光ディスクドライブ、内蔵ハードディスクドライブ、Ｂｌｕ－Ｒａｙ光ディスクドライブ、ホログラフィックデジタルデータ記憶（ＨＤＤＳ）光ディスクドライブ、外部ミニデュアルインラインメモリモジュール（ＤＩＭＭ）、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、外部マイクロＤＩＭＭ ＳＤＲＡＭ、加入者識別モジュールまたはリムーバブルユーザ識別情報（ＳＩＭ／ＲＵＩＭ）モジュールなどのスマートカードメモリ、他のメモリ、またはそれらの任意の組合せなど、いくつかの物理ドライブユニットを含むように設定され得る。記憶媒体４２１は、ＵＥ４００が、一時的または非一時的メモリ媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令、アプリケーションプログラムなどにアクセスすること、データをオフロードすること、またはデータをアップロードすることを可能にし得る。通信システムを利用する製造品などの製造品は、記憶媒体４２１中に有形に具現され得、記憶媒体４２１はデバイス可読媒体を備え得る。
【0085】
図４では、処理回路要素４０１は、通信サブシステム４３１を使用してネットワーク４４３ｂと通信するように設定され得る。ネットワーク４４３ａとネットワーク４４３ｂとは、同じ１つまたは複数のネットワークまたは異なる１つまたは複数のネットワークであり得る。通信サブシステム４３１は、ネットワーク４４３ｂと通信するために使用される１つまたは複数のトランシーバを含むように設定され得る。たとえば、通信サブシステム４３１は、ＩＥＥＥ８０２．５、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＵＴＲＡＮ、ＷｉＭａｘなど、１つまたは複数の通信プロトコルに従って、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の別のＷＤ、ＵＥ、または基地局など、無線通信が可能な別のデバイスの１つまたは複数のリモートトランシーバと通信するために使用される、１つまたは複数のトランシーバを含むように設定され得る。各トランシーバは、ＲＡＮリンク（たとえば、周波数割り当てなど）に適した送信機機能性または受信機機能性をそれぞれ実装するための、送信機４３３および／または受信機４３５を含み得る。さらに、各トランシーバの送信機４３３および受信機４３５は、回路構成要素、ソフトウェアまたはファームウェアを共有し得るか、または、代替的に、別個に実装され得る。
【0086】
示されている実施形態では、通信サブシステム４３１の通信機能は、データ通信、ボイス通信、マルチメディア通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離通信、ニアフィールド通信、ロケーションを決定するための全地球測位システム（ＧＰＳ）の使用などのロケーションベース通信、別の同様の通信機能、またはそれらの任意の組合せを含み得る。たとえば、通信サブシステム４３１は、セルラー通信と、Ｗｉ－Ｆｉ通信と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信と、ＧＰＳ通信とを含み得る。ネットワーク４４３ｂは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、コンピュータネットワーク、無線ネットワーク、電気通信ネットワーク、別の同様のネットワークまたはそれらの任意の組合せなど、有線および／または無線ネットワークを包含し得る。たとえば、ネットワーク４４３ｂは、セルラーネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク、および／またはニアフィールドネットワークであり得る。電源４１３は、ＵＥ４００の構成要素に交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）電力を提供するように設定され得る。
【0087】
本明細書で説明される特徴、利益および／または機能は、ＵＥ４００の構成要素のうちの１つにおいて実装されるか、またはＵＥ４００の複数の構成要素にわたって分割され得る。さらに、本明細書で説明される特徴、利益、および／または機能は、ハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアの任意の組合せで実装され得る。一例では、通信サブシステム４３１は、本明細書で説明される構成要素のうちのいずれかを含むように設定され得る。さらに、処理回路要素４０１は、バス４０２上でそのような構成要素のうちのいずれかと通信するように設定され得る。別の例では、そのような構成要素のうちのいずれかは、処理回路要素４０１によって実行されたとき、本明細書で説明される対応する機能を実施する、メモリに記憶されたプログラム命令によって表され得る。別の例では、そのような構成要素のうちのいずれかの機能性は、処理回路要素４０１と通信サブシステム４３１との間で分割され得る。別の例では、そのような構成要素のうちのいずれかの非計算集約的機能が、ソフトウェアまたはファームウェアで実装され得、計算集約的機能がハードウェアで実装され得る。
【0088】
図５は、いくつかの実施形態による、例示的な仮想化環境を示す。図５は、いくつかの実施形態によって実装される機能が仮想化され得る、仮想化環境５００を示す概略ブロック図である。本コンテキストでは、仮想化することは、ハードウェアプラットフォーム、記憶デバイスおよびネットワーキングリソースを仮想化することを含み得る、装置またはデバイスの仮想バージョンを作成することを意味する。本明細書で使用される仮想化は、ノード（たとえば、仮想化された基地局または仮想化された無線アクセスノード）に、あるいはデバイス（たとえば、ＵＥ、無線デバイスまたは任意の他のタイプの通信デバイス）またはそのデバイスの構成要素に適用され得、機能性の少なくとも一部分が、（たとえば、１つまたは複数のネットワークにおいて１つまたは複数の物理処理ノード上で実行する、１つまたは複数のアプリケーション、構成要素、機能、仮想マシンまたはコンテナを介して）１つまたは複数の仮想構成要素として実装される、実装形態に関する。
【0089】
いくつかの実施形態では、本明細書で説明される機能の一部または全部は、ハードウェアノード５３０のうちの１つまたは複数によってホストされる１つまたは複数の仮想環境５００において実装される１つまたは複数の仮想マシンによって実行される、仮想構成要素として実装され得る。さらに、仮想ノードが、無線アクセスノードではないか、または無線コネクティビティ（たとえば、コアネットワークノード）を必要としない実施形態では、ネットワークノードは完全に仮想化され得る。
【0090】
機能は、本明細書で開示される実施形態のうちのいくつかの特徴、機能、および／または利益のうちのいくつかを実装するように動作可能な、（代替的に、ソフトウェアインスタンス、仮想アプライアンス、ネットワーク機能、仮想ノード、仮想ネットワーク機能などと呼ばれることがある）１つまたは複数のアプリケーション５２０によって実装され得る。アプリケーション５２０は、処理回路要素５６０とメモリ５９０－１とを備えるハードウェア５３０を提供する、仮想化環境５００において稼働される。メモリ５９０－１は、処理回路要素５６０によって実行可能な命令５９５を含んでおり、それにより、アプリケーション５２０は、本明細書で開示される特徴、利益、および／または機能のうちの１つまたは複数を提供するように動作可能である。
【0091】
仮想化環境５００は、１つまたは複数のプロセッサのセットまたは処理回路要素５６０を備える、汎用または専用のネットワークハードウェアデバイス５３０を備え、１つまたは複数のプロセッサのセットまたは処理回路要素５６０は、商用オフザシェルフ（ＣＯＴＳ：ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｏｆｆ－ｔｈｅ－ｓｈｅｌｆ）プロセッサ、専用の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、あるいは、デジタルもしくはアナログハードウェア構成要素または専用プロセッサを含む任意の他のタイプの処理回路要素であり得る。各ハードウェアデバイスはメモリ５９０－１を備え得、メモリ５９０－１は、処理回路要素５６０によって実行される命令５９５またはソフトウェアを一時的に記憶するための非永続的メモリであり得る。各ハードウェアデバイスは、ネットワークインターフェースカードとしても知られる、１つまたは複数のネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）５７０を備え得、ネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）５７０は物理ネットワークインターフェース５８０を含む。各ハードウェアデバイスは、処理回路要素５６０によって実行可能なソフトウェア５９５および／または命令を記憶した、非一時的、永続的、機械可読記憶媒体５９０－２をも含み得る。ソフトウェア５９５は、１つまたは複数の（ハイパーバイザとも呼ばれる）仮想化レイヤ５５０をインスタンス化するためのソフトウェア、仮想マシン５４０を実行するためのソフトウェア、ならびに、それが、本明細書で説明されるいくつかの実施形態との関係において説明される機能、特徴および／または利益を実行することを可能にする、ソフトウェアを含む、任意のタイプのソフトウェアを含み得る。
【0092】
仮想マシン５４０は、仮想処理、仮想メモリ、仮想ネットワーキングまたはインターフェース、および仮想記憶域を備え、対応する仮想化レイヤ５５０またはハイパーバイザによって稼働され得る。仮想アプライアンス５２０の事例の異なる実施形態が、仮想マシン５４０のうちの１つまたは複数上で実装され得、実装は異なるやり方で行われ得る。
【0093】
動作中に、処理回路要素５６０は、ソフトウェア５９５を実行してハイパーバイザまたは仮想化レイヤ５５０をインスタンス化し、ハイパーバイザまたは仮想化レイヤ５５０は、時々、仮想マシンモニタ（ＶＭＭ）と呼ばれることがある。仮想化レイヤ５５０は、仮想マシン５４０に、ネットワーキングハードウェアのように見える仮想動作プラットフォームを提示し得る。
【0094】
図５に示されているように、ハードウェア５３０は、一般的なまたは特定の構成要素をもつスタンドアロンネットワークノードであり得る。ハードウェア５３０は、アンテナ５２２５を備え得、仮想化を介していくつかの機能を実装し得る。代替的に、ハードウェア５３０は、多くのハードウェアノードが協働し、特に、アプリケーション５２０のライフサイクル管理を監督する、管理およびオーケストレーション（ＭＡＮＯ）５１００を介して管理される、（たとえば、データセンターまたは顧客構内機器（ＣＰＥ）の場合のような）ハードウェアのより大きいクラスタの一部であり得る。
【0095】
ハードウェアの仮想化は、いくつかのコンテキストにおいて、ネットワーク機能仮想化（ＮＦＶ）と呼ばれる。ＮＦＶは、多くのネットワーク機器タイプを、データセンターおよび顧客構内機器中に位置し得る、業界標準高ボリュームサーバハードウェア、物理スイッチ、および物理記憶域上にコンソリデートするために使用され得る。
【0096】
ＮＦＶのコンテキストでは、仮想マシン５４０は、プログラムを、それらのプログラムが、物理的な仮想化されていないマシン上で実行しているかのように稼働する、物理マシンのソフトウェア実装形態であり得る。仮想マシン５４０の各々と、その仮想マシンに専用のハードウェアであろうと、および／またはその仮想マシンによって仮想マシン５４０のうちの他の仮想マシンと共有されるハードウェアであろうと、その仮想マシンを実行するハードウェア５３０のその一部とは、別個の仮想ネットワークエレメント（ＶＮＥ）を形成する。
【0097】
さらにＮＦＶのコンテキストでは、仮想ネットワーク機能（ＶＮＦ）は、ハードウェアネットワーキングインフラストラクチャ５３０の上の１つまたは複数の仮想マシン５４０において稼働する固有のネットワーク機能をハンドリングすることを担当し、図５中のアプリケーション５２０に対応する。
【0098】
いくつかの実施形態では、各々、１つまたは複数の送信機５２２０と１つまたは複数の受信機５２１０とを含む、１つまたは複数の無線ユニット５２００は、１つまたは複数のアンテナ５２２５に結合され得る。無線ユニット５２００は、１つまたは複数の適切なネットワークインターフェースを介してハードウェアノード５３０と直接通信し得、無線アクセスノードまたは基地局など、無線能力をもつ仮想ノードを提供するために仮想構成要素と組み合わせて使用され得る。
【0099】
いくつかの実施形態では、何らかのシグナリングが、ハードウェアノード５３０と無線ユニット５２００との間の通信のために代替的に使用され得る制御システム５２３０を使用して、影響を及ぼされ得る。
【0100】
図６は、いくつかの実施形態による、中間ネットワークを介してホストコンピュータに接続された例示的な電気通信ネットワークを示す。図６を参照すると、一実施形態によれば、通信システムが、無線アクセスネットワークなどのアクセスネットワーク６１１とコアネットワーク６１４とを備える、３ＧＰＰタイプセルラーネットワークなどの電気通信ネットワーク６１０を含む。アクセスネットワーク６１１は、ＮＢ、ｅＮＢ、ｇＮＢまたは他のタイプの無線アクセスポイントなど、複数の基地局６１２ａ、６１２ｂ、６１２ｃを備え、各々が、対応するカバレッジエリア６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃを規定する。各基地局６１２ａ、６１２ｂ、６１２ｃは、有線接続または無線接続６１５上でコアネットワーク６１４に接続可能である。カバレッジエリア６１３ｃ中に位置する第１のＵＥ６９１が、対応する基地局６１２ｃに無線で接続するか、または対応する基地局６１２ｃによってページングされるように設定される。カバレッジエリア６１３ａ中の第２のＵＥ６９２が、対応する基地局６１２ａに無線で接続可能である。この例では複数のＵＥ６９１、６９２が示されているが、開示される実施形態は、唯一のＵＥがカバレッジエリア中にある状況、または唯一のＵＥが対応する基地局６１２に接続している状況に等しく適用可能である。いくつかの実施形態では、複数のＵＥ６９１、６９２は、図１４に関して説明されるユーザ機器であり得る。
【0101】
電気通信ネットワーク６１０は、それ自体、ホストコンピュータ６３０に接続され、ホストコンピュータ６３０は、スタンドアロンサーバ、クラウド実装サーバ、分散型サーバのハードウェアおよび／またはソフトウェアにおいて、あるいはサーバファーム中の処理リソースとして具現され得る。ホストコンピュータ６３０は、サービスプロバイダの所有または制御下にあり得、あるいはサービスプロバイダによってまたはサービスプロバイダに代わって動作され得る。電気通信ネットワーク６１０とホストコンピュータ６３０との間の接続６２１および６２２は、コアネットワーク６１４からホストコンピュータ６３０に直接延び得るか、または随意の中間ネットワーク６２０を介して進み得る。中間ネットワーク６２０は、パブリックネットワーク、プライベートネットワーク、またはホストされたネットワークのうちの１つ、またはそれらのうちの２つ以上の組合せであり得、中間ネットワーク６２０は、もしあれば、バックボーンネットワークまたはインターネットであり得、特に、中間ネットワーク６２０は、２つまたはそれ以上のサブネットワーク（図示せず）を備え得る。
【0102】
図６の通信システムは全体として、接続されたＵＥ６９１、６９２とホストコンピュータ６３０との間のコネクティビティを可能にする。コネクティビティは、オーバーザトップ（ＯＴＴ）接続６５０として説明され得る。ホストコンピュータ６３０および接続されたＵＥ６９１、６９２は、アクセスネットワーク６１１、コアネットワーク６１４、任意の中間ネットワーク６２０、および考えられるさらなるインフラストラクチャ（図示せず）を媒介として使用して、ＯＴＴ接続６５０を介して、データおよび／またはシグナリングを通信するように設定される。ＯＴＴ接続６５０は、ＯＴＴ接続６５０が通過する、参加する通信デバイスが、アップリンクおよびダウンリンク通信のルーティングに気づいていないという意味で、透過的であり得る。たとえば、基地局６１２は、接続されたＵＥ６９１にフォワーディング（たとえば、ハンドオーバ）されるべき、ホストコンピュータ６３０から発生したデータを伴う着信ダウンリンク通信の過去のルーティングについて、通知されないことがあるかまたは通知される必要がない。同様に、基地局６１２は、ＵＥ６９１から発生してホストコンピュータ６３０に向かう発信アップリンク通信の将来ルーティングに気づいている必要がない。
【0103】
図７は、いくつかの実施形態による、部分的無線接続上で基地局を介してユーザ機器と通信する例示的なホストコンピュータを示す。次に、一実施形態による、前の段落において説明されたＵＥ、基地局およびホストコンピュータの例示的な実装形態が、図７を参照しながら説明される。通信システム７００では、ホストコンピュータ７１０が、通信システム７００の異なる通信デバイスのインターフェースとの有線接続または無線接続をセットアップおよび維持するように設定された通信インターフェース７１６を含む、ハードウェア７１５を備える。ホストコンピュータ７１０は、記憶能力および／または処理能力を有し得る、処理回路要素７１８をさらに備える。特に、処理回路要素７１８は、１つまたは複数のプログラマブルプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または、命令を実行するように適応されたこれらの組合せ（図示せず）を備え得る。ホストコンピュータ７１０は、ホストコンピュータ７１０に記憶されるかまたはホストコンピュータ７１０によってアクセス可能であり、処理回路要素７１８によって実行可能である、ソフトウェア７１１をさらに備える。ソフトウェア７１１は、ホストアプリケーション７１２を含む。ホストアプリケーション７１２は、ＵＥ７３０およびホストコンピュータ７１０において終端するＯＴＴ接続７５０を介して接続するＵＥ７３０など、リモートユーザにサービスを提供するように動作可能であり得る。リモートユーザにサービスを提供する際に、ホストアプリケーション７１２は、ＯＴＴ接続７５０を使用して送信されるユーザデータを提供し得る。
【0104】
通信システム７００は、電気通信システム中に提供される基地局７２０をさらに含み、基地局７２０は、基地局７２０がホストコンピュータ７１０およびＵＥ７３０と通信することを可能にするハードウェア７２５を備える。いくつかの実施形態では、基地局７２０は、図１５に関して説明されるネットワークノードであり得る。ハードウェア７２５は、通信システム７００の異なる通信デバイスのインターフェースとの有線接続または無線接続をセットアップおよび維持するための通信インターフェース７２６、ならびに基地局７２０によってサーブされるカバレッジエリア（図７に図示せず）中に位置するＵＥ７３０との少なくとも無線接続７７０をセットアップおよび維持するための無線インターフェース７２７を含み得る。通信インターフェース７２６は、ホストコンピュータ７１０への接続７６０を容易にするように設定され得る。接続７６０は直接であり得るか、あるいは、接続７６０は、電気通信システムのコアネットワーク（図７に図示せず）を、および／または電気通信システムの外部の１つまたは複数の中間ネットワークを通過し得る。図示の実施形態では、基地局７２０のハードウェア７２５は、処理回路要素７２８をさらに含み、処理回路要素７２８は、１つまたは複数のプログラマブルプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または、命令を実行するように適応されたこれらの組合せ（図示せず）を備え得る。基地局７２０は、内部的に記憶されるかまたは外部接続を介してアクセス可能なソフトウェア７２１をさらに有する。
【0105】
通信システム７００は、すでに言及されたＵＥ７３０をさらに含む。いくつかの実施形態では、ＵＥ７３０は、図１５に関して説明されるユーザ機器であり得る。ＵＥ７３０のハードウェア７３５は、ＵＥ７３０が現在位置するカバレッジエリアをサーブする基地局との無線接続７７０をセットアップおよび維持するように設定された、無線インターフェース７３７を含み得る。ＵＥ７３０のハードウェア７３５は、処理回路要素７３８をさらに含み、処理回路要素７３８は、１つまたは複数のプログラマブルプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または、命令を実行するように適応されたこれらの組合せ（図示せず）を備え得る。ＵＥ７３０は、ＵＥ７３０に記憶されるかまたはＵＥ７３０によってアクセス可能であり、処理回路要素７３８によって実行可能である、ソフトウェア７３１をさらに備える。ソフトウェア７３１は、クライアントアプリケーション７３２を含む。クライアントアプリケーション７３２は、ホストコンピュータ７１０のサポートのもとに、ＵＥ７３０を介して人間のまたは人間でないユーザにサービスを提供するように動作可能であり得る。ホストコンピュータ７１０では、実行しているホストアプリケーション７１２は、ＵＥ７３０およびホストコンピュータ７１０において終端するＯＴＴ接続７５０を介して、実行しているクライアントアプリケーション７３２と通信し得る。ユーザにサービスを提供する際に、クライアントアプリケーション７３２は、ホストアプリケーション７１２から要求データを受信し、要求データに応答してユーザデータを提供し得る。ＯＴＴ接続７５０は、要求データとユーザデータの両方を転送し得る。クライアントアプリケーション７３２は、クライアントアプリケーション７３２が提供するユーザデータを生成するためにユーザと対話し得る。
【0106】
図７に示されているホストコンピュータ７１０、基地局７２０およびＵＥ７３０は、それぞれ、図６のホストコンピュータ６３０、基地局６１２ａ、６１２ｂ、６１２ｃのうちの１つ、およびＵＥ６９１、６９２のうちの１つと同様または同等であり得ることに留意されたい。つまり、これらのエンティティの内部の働きは、図７に示されているようなものであり得、別個に、周囲のネットワークトポロジーは、図６のものであり得る。
【0107】
図７では、ＯＴＴ接続７５０は、仲介デバイスとこれらのデバイスを介したメッセージの正確なルーティングとへの明示的言及なしに、基地局７２０を介したホストコンピュータ７１０とＵＥ７３０との間の通信を示すために抽象的に描かれている。ネットワークインフラストラクチャが、ルーティングを決定し得、ネットワークインフラストラクチャは、ＵＥ７３０からまたはホストコンピュータ７１０を動作させるサービスプロバイダから、またはその両方からルーティングを隠すように設定され得る。ＯＴＴ接続７５０がアクティブである間、ネットワークインフラストラクチャは、さらに、ネットワークインフラストラクチャが（たとえば、ネットワークの負荷分散考慮または再設定に基づいて）ルーティングを動的に変更する決定を行い得る。
【0108】
ＵＥ７３０と基地局７２０との間の無線接続７７０は、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従う。様々な実施形態のうちの１つまたは複数は、無線接続７７０が最後のセグメントを形成するＯＴＴ接続７５０を使用して、ＵＥ７３０に提供されるＯＴＴサービスの性能を改善する。より正確には、これらの実施形態の教示は、送信バッファ中の冗長データのハンドリングを改善し、それにより、無線リソース使用の効率の改善（たとえば、冗長データを送信しないこと）ならびに新しいデータを受信する際の遅延の低減（たとえば、バッファ中の冗長データを削除することによって、新しいデータがより早く送信され得る）など、利益を提供し得る。
【0109】
１つまたは複数の実施形態が改善する、データレート、レイテンシおよび他のファクタを監視する目的での、測定プロシージャが提供され得る。測定結果の変動に応答して、ホストコンピュータ７１０とＵＥ７３０との間のＯＴＴ接続７５０を再設定するための随意のネットワーク機能性がさらにあり得る。測定プロシージャおよび／またはＯＴＴ接続７５０を再設定するためのネットワーク機能性は、ホストコンピュータ７１０のソフトウェア７１１およびハードウェア７１５でまたはＵＥ７３０のソフトウェア７３１およびハードウェア７３５で、またはその両方で実装され得る。実施形態では、ＯＴＴ接続７５０が通過する通信デバイスにおいてまたはそれに関連して、センサー（図示せず）が展開され得、センサーは、上記で例示された監視された量の値を供給すること、またはソフトウェア７１１、７３１が監視された量を算出または推定し得る他の物理量の値を供給することによって、測定プロシージャに参加し得る。ＯＴＴ接続７５０の再設定は、メッセージフォーマット、再送信セッティング、好ましいルーティングなどを含み得、再設定は、基地局７２０に影響を及ぼす必要がなく、再設定は、基地局７２０に知られていないかまたは知覚不可能であり得る。そのようなプロシージャおよび機能性は、当技術分野において知られ、実施され得る。いくつかの実施形態では、測定は、スループット、伝搬時間、レイテンシなどのホストコンピュータ７１０の測定を容易にするプロプライエタリＵＥシグナリングを伴い得る。測定は、ソフトウェア７１１および７３１が、ソフトウェア７１１および７３１が伝搬時間、エラーなどを監視する間にＯＴＴ接続７５０を使用して、メッセージ、特に空のまたは「ダミー」メッセージが送信されることを引き起こすことにおいて、実装され得る。
【0110】
図８は、いくつかの実施形態による、ホストコンピュータと、基地局と、ユーザ機器とを含む通信システムにおいて実装される例示的な方法を示す。より詳細には、図８は、一実施形態による、通信システムにおいて実装される方法を示すフローチャートである。通信システムは、ホストコンピュータと、基地局と、図１４を参照しながら説明されるユーザ機器であり得るＵＥとを含む。本開示の簡単のために、図８への図面参照のみがこのセクションに含まれる。ステップ８１０において、ホストコンピュータはユーザデータを提供する。ステップ８１０の（随意であり得る）サブステップ８１１において、ホストコンピュータは、ホストアプリケーションを実行することによって、ユーザデータを提供する。ステップ８２０において、ホストコンピュータは、ＵＥにユーザデータを搬送する送信を始動する。（随意であり得る）ステップ８３０において、基地局は、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、ホストコンピュータが始動した送信において搬送されたユーザデータをＵＥに送信する。（また、随意であり得る）ステップ８４０において、ＵＥは、ホストコンピュータによって実行されるホストアプリケーションに関連するクライアントアプリケーションを実行する。
【0111】
図９は、いくつかの実施形態による、ホストコンピュータと、基地局と、ユーザ機器とを含む通信システムにおいて実装される例示的な方法を示す。より詳細には、図９は、一実施形態による、通信システムにおいて実装される方法を示すフローチャートである。通信システムは、ホストコンピュータと、基地局と、図１４を参照しながら説明されるユーザ機器であり得るＵＥとを含む。本開示の簡単のために、図９への図面参照のみがこのセクションに含まれる。本方法のステップ９１０において、ホストコンピュータはユーザデータを提供する。随意のサブステップ（図示せず）において、ホストコンピュータは、ホストアプリケーションを実行することによって、ユーザデータを提供する。ステップ９２０において、ホストコンピュータは、ＵＥにユーザデータを搬送する送信を始動する。送信は、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、基地局を介して進み得る。（随意であり得る）ステップ９３０において、ＵＥは、送信において搬送されたユーザデータを受信する。
【0112】
図１０は、いくつかの実施形態による、ホストコンピュータと、基地局と、ユーザ機器とを含む通信システムにおいて実装される別のさらなる例示的な方法を示す。より詳細には、図１０は、一実施形態による、通信システムにおいて実装される方法を示すフローチャートである。通信システムは、ホストコンピュータと、基地局と、図１４を参照しながら説明されるユーザ機器であり得るＵＥとを含む。本開示の簡単のために、図１０への図面参照のみがこのセクションに含まれる。（随意であり得る）ステップ１０１０において、ＵＥは、ホストコンピュータによって提供された入力データを受信する。追加または代替として、ステップ１０２０において、ＵＥはユーザデータを提供する。ステップ１０２０の（随意であり得る）サブステップ１０２１において、ＵＥは、クライアントアプリケーションを実行することによって、ユーザデータを提供する。ステップ１０１０の（随意であり得る）サブステップ１０１１において、ＵＥは、ホストコンピュータによって提供された受信された入力データに反応してユーザデータを提供する、クライアントアプリケーションを実行する。ユーザデータを提供する際に、実行されたクライアントアプリケーションは、ユーザから受信されたユーザ入力をさらに考慮し得る。ユーザデータが提供された特定の様式にかかわらず、ＵＥは、（随意であり得る）サブステップ１０３０において、ホストコンピュータへのユーザデータの送信を始動する。本方法のステップ１０４０において、ホストコンピュータは、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、ＵＥから送信されたユーザデータを受信する。
【0113】
図１１は、いくつかの実施形態による、ホストコンピュータと、基地局と、ユーザ機器とを含む通信システムにおいて実装される別の例示的な方法を示す。より詳細には、図１１は、一実施形態による、通信システムにおいて実装される方法を示すフローチャートである。通信システムは、ホストコンピュータと、基地局と、図１４を参照しながら説明されるユーザ機器であり得るＵＥとを含む。本開示の簡単のために、図１１への図面参照のみがこのセクションに含まれる。（随意であり得る）ステップ１１１０において、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、基地局は、ＵＥからユーザデータを受信する。（随意であり得る）ステップ１１２０において、基地局は、ホストコンピュータへの、受信されたユーザデータの送信を始動する。（随意であり得る）ステップ１１３０において、ホストコンピュータは、基地局によって始動された送信において搬送されたユーザデータを受信する。
【0114】
本明細書で開示される任意の適切なステップ、方法、特徴、機能、または利益は、１つまたは複数の仮想装置の１つまたは複数の機能ユニットまたはモジュールを通して実施され得る。各仮想装置は、いくつかのこれらの機能ユニットを備え得る。これらの機能ユニットは、１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含み得る、処理回路要素、ならびに、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、専用デジタル論理などを含み得る、他のデジタルハードウェアを介して実装され得る。処理回路要素は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、キャッシュメモリ、フラッシュメモリデバイス、光記憶デバイスなど、１つまたはいくつかのタイプのメモリを含み得る、メモリに記憶されたプログラムコードを実行するように設定され得る。メモリに記憶されたプログラムコードは、１つまたは複数の電気通信および／またはデータ通信プロトコルを実行するためのプログラム命令、ならびに本明細書で説明される技法のうちの１つまたは複数を行うための命令を含む。いくつかの実装形態では、処理回路要素は、それぞれの機能ユニットに、本開示の１つまたは複数の実施形態による、対応する機能を実施させるために使用され得る。
【0115】
図１２は、いくつかの実施形態による、例示的な方法の流れ図である。本方法は、ＵＥまたはＷＤによって実施され得る。方法１２００は、ステップ１２０５において開始し、第１のネットワークノードから、現在の完全性鍵と、接続要求メッセージ中に含まれるべきデータについてのハッシュ値を算出するための命令とを含む、接続解放メッセージを受信する。ユーザ機器は、図２に図示されている無線デバイスまたは図３および図４に示されているユーザ機器であり得る。いくつかの実施形態では、第１のネットワークノードはソースネットワークノードであり得る。いくつかの実施形態では、方法１２００は、第２のネットワークノードからハッシュ値を算出するための命令をさらに受信する。いくつかの実施形態では、第２のネットワークノードはターゲットネットワークノードであり得る。
【0116】
ステップ１２１０において、方法１２００は、接続解放メッセージ中に含まれる命令に基づいてハッシュ値を算出する。いくつかの実施形態では、ハッシュ値は、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤによって算出され得、データは、下位レイヤによってＲＲＣレイヤに提供される。いくつかの実施形態では、ハッシュ値は、下位レイヤによって算出され、ＲＲＣレイヤに提供され得る。
【0117】
ステップ１２２０において、方法１２００は、ハッシュ値と完全性とに基づいてトークンを計算する。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、現在の完全性鍵から導出された新しい完全性鍵であり得る。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、第１のネットワークノードへの前の接続において使用された現在の完全性鍵であり得る。
【0118】
ステップ１２３０において、方法１２００は、第２のネットワークノードに、トークンを含む接続要求メッセージを送出する。
【0119】
図１３は、いくつかの実施形態による、別の例示的な方法の流れ図である。本方法は、ネットワークノードによって実施され得る。ネットワークノードは、図２および図３に図示されているネットワークノードであり得る。方法１３００は、ステップ１３０５において開始し、ＵＥが第２のネットワークノードによって前の接続から解放された後に、第１のネットワークノードからＵＥに、プリアンブルメッセージを送出する。いくつかの実施形態では、第１のネットワークノードはターゲットネットワークノードであり得、第２のネットワークノードはソースネットワークノードであり得る。
【0120】
ステップ１３１０において、方法１３００は、ＵＥから、ハッシュ値と完全性鍵とに基づいて計算されたトークンを含む接続要求メッセージを受信する。いくつかの実施形態では、ハッシュ値は、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤによって算出され得、データは、下位レイヤによってＲＲＣレイヤに提供される。いくつかの実施形態では、ハッシュ値は、下位レイヤによって算出され、ＲＲＣレイヤに提供され得る。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、現在の完全性鍵から導出された新しい完全性鍵であり得る。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、第１のネットワークノードへの前の接続において使用された現在の完全性鍵であり得る。
【0121】
ステップ１３２０において、方法１３００は、ハッシュ値を算出することによって、接続要求メッセージ中に含まれるトークンを検証する。いくつかの実施形態では、トークンを検証することは、第１のネットワークノードにおいて、トークンが現在の完全性鍵を使用すると決定することと、トークンを検証するために、第２のネットワークノードにトークンをフォワーディングすることと、第１のネットワークノードにおいて、検証されたトークンを受信することとを含む。いくつかの実施形態では、トークンを検証することは、第１のネットワークノードにおいて、データが暗号化される前にハッシュ値が算出されると決定することと、第２のネットワークノードに、解読のために暗号化されたデータをフォワーディングすることと、第１のネットワークノードにおいて第２のネットワークノードから、解読されたデータを受信することと、第１のネットワークノードにおいて、解読されたデータを用いてトークンを検証することとを含む。いくつかの実施形態では、トークンを検証することは、第１のネットワークノードにおいて、データが暗号化された後にハッシュ値が算出されると決定することと、第２のネットワークノードに、トークンを検証するためにハッシュ値をフォワーディングすることと、第１のネットワークノードにおいて第２のネットワークノードから、検証されたトークンを受信することとを含む。
【0122】
ステップ１３３０において、方法１３００は、トークンを検証することに応答して、ゲートウェイに、データをフォワーディングする。いくつかの実施形態では、ゲートウェイはＳ－ＧＷであり得る。
【0123】
図１４は、いくつかの実施形態による、例示的なユーザ機器１４００の概略ブロック図である。ユーザ機器１４００は、無線ネットワーク、たとえば、図２に示されている無線ネットワーク２０６において使用され得る。いくつかの実施形態では、ユーザ機器１４００は、図２に示されている無線デバイス２１０において実装され得る。ユーザ機器１４００は、図１４に関して説明される例示的な方法、および、場合によっては、本明細書で開示される任意の他のプロセスまたは方法を行うように動作可能である。また、図１４における方法は、必ずしもユーザ機器１４００のみによって行われるとは限らないことを理解されたい。その方法の少なくともいくつかの動作は、１つまたは複数の他のエンティティによって実施され得る。
【0124】
ユーザ機器１４００は、１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含み得る、処理回路要素、ならびに、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、専用デジタル論理などを含み得る、他のデジタルハードウェアを備え得る。いくつかの実施形態では、ユーザ機器１４００の処理回路要素は、図２に示されている処理回路要素２２０であり得る。いくつかの実施形態では、ユーザ機器１４００の処理回路要素は、図４に示されているプロセッサ４０１であり得る。処理回路要素は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ、キャッシュメモリ、フラッシュメモリデバイス、光記憶デバイスなど、１つまたはいくつかのタイプのメモリを含み得る、図４に示されているメモリ４１５に記憶されたプログラムコードを実行するように設定され得る。メモリに記憶されたプログラムコードは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の電気通信および／またはデータ通信プロトコルを実行するためのプログラム命令、ならびに本明細書で説明される技法のうちの１つまたは複数を行うための命令を含む。いくつかの実装形態では、処理回路要素は、受信ユニット１４１０、算出ユニット１４２０、計算ユニット１４３０、および送出ユニット１４４０、ならびにユーザ機器１４００の任意の他の好適なユニットに、送信機および受信機など、本開示の１つまたは複数の実施形態による、対応する機能を実施させるために使用され得る。
【0125】
図１４に示されているように、ユーザ機器１４００は、受信ユニット１４１０と、算出ユニット１４２０と、計算ユニット１４３０と、送出ユニット１４４０とを含む。受信ユニット１４１０は、第１のネットワークノードから、現在の完全性鍵と、接続要求メッセージ中に含まれるべきデータについてのハッシュ値を算出するための命令とを含む、接続解放メッセージを受信するように設定され得る。いくつかの実施形態では、第１のネットワークノードはソースネットワークノードであり得る。いくつかの実施形態では、受信ユニット１４１０は、第２のネットワークノードからハッシュ値を算出するための命令をさらに受信する。いくつかの実施形態では、第２のネットワークノードはターゲットネットワークノードであり得る。
【0126】
算出ユニット１４２０は、接続解放メッセージ中に含まれる命令に基づいてハッシュ値を算出するように設定され得る。いくつかの実施形態では、ハッシュ値は、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤによって算出され得、データは、下位レイヤによってＲＲＣレイヤに提供される。いくつかの実施形態では、ハッシュ値は、下位レイヤによって算出され、ＲＲＣレイヤに提供され得る。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、現在の完全性鍵から導出された新しい完全性鍵であり得る。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、第１のネットワークノードへの前の接続において使用された現在の完全性鍵であり得る。
【0127】
計算ユニット１４３０は、ハッシュ値と完全性とに基づいてトークンを計算するように設定され得る。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、現在の完全性鍵から導出された新しい完全性鍵であり得る。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、第１のネットワークノードへの前の接続において使用された現在の完全性鍵であり得る。
【0128】
送出ユニット１４４０は、第２のネットワークノードに、トークンを含む接続要求メッセージを送出するように設定され得る。
【0129】
図１５は、いくつかの実施形態による、無線ネットワークにおける例示的なネットワークノード１５００の概略ブロック図である。いくつかの実施形態では、無線ネットワークは、図２に示されている無線ネットワーク２０６であり得る。ネットワークノードは、無線デバイス（たとえば、図２に示されている無線デバイス２１０）において実装され得る。ネットワークノード１５００は、図１５に関して説明される例示的な方法、および、場合によっては、本明細書で開示される任意の他のプロセスまたは方法を行うように動作可能である。また、図１５の方法は、必ずしもネットワークノード１５００のみによって行われるとは限らないことを理解されたい。その方法の少なくともいくつかの動作は、１つまたは複数の他のエンティティによって実施され得る。
【0130】
ネットワークノード１５００は、１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含み得る、処理回路要素、ならびに、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、専用デジタル論理などを含み得る、他のデジタルハードウェアを備え得る。いくつかの実施形態では、ネットワークノード１５００の処理回路要素は、図２に示されている処理回路要素２７０であり得る。処理回路要素は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ、キャッシュメモリ、フラッシュメモリデバイス、光記憶デバイスなど、１つまたはいくつかのタイプのメモリを含み得るメモリに記憶されたプログラムコードを実行するように設定され得る。メモリに記憶されたプログラムコードは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の電気通信および／またはデータ通信プロトコルを実行するためのプログラム命令、ならびに本明細書で説明される技法のうちの１つまたは複数を行うための命令を含む。いくつかの実装形態では、処理回路要素は、送出ユニット１５１０、受信ユニット１５２０、検証ユニット１５３０、およびフォワーディングユニット１５４０、ならびにネットワークノード１５００の任意の他の好適なユニットに、受信機および送信機など、本開示の１つまたは複数の実施形態による、対応する機能を実施させるために使用され得る。
【0131】
図１５に示されているように、ネットワークノード１５００は、送出ユニット１５１０と、受信ユニット１５２０と、検証ユニット１５３０と、フォワーディングユニット１５４０とを含む。送出ユニット１５１０は、ＵＥが第２のネットワークノードによって前の接続から解放された後に、ＵＥにプリアンブルメッセージを送出するように設定され得る。いくつかの実施形態では、送出ユニット１５１０を含むネットワークノードはターゲットネットワークノードであり得、第２のネットワークノードはソースネットワークノードであり得る。
【0132】
受信ユニット１５２０は、ユーザ機器から、ハッシュ値と完全性鍵とに基づいて計算されたトークンを含む接続要求メッセージを受信するように設定され得る。いくつかの実施形態では、ハッシュ値は、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤによって算出され得、データは、下位レイヤによってＲＲＣレイヤに提供される。いくつかの実施形態では、ハッシュ値は、下位レイヤによって算出され、ＲＲＣレイヤに提供され得る。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、現在の完全性鍵から導出された新しい完全性鍵であり得る。いくつかの実施形態では、トークンを計算するために使用される完全性鍵は、第１のネットワークノードへの前の接続において使用された現在の完全性鍵であり得る。
【0133】
検証ユニット１５３０は、ハッシュ値を算出することによって、接続要求メッセージ中に含まれるトークンを検証するように設定され得る。いくつかの実施形態では、検証ユニット１５３０は、第１のネットワークノードにおいて、トークンが現在の完全性鍵を使用すると決定することと、トークンを検証するために、第２のネットワークノードにトークンをフォワーディングすることと、第１のネットワークノードにおいて、検証されたトークンを受信することとを行うことによって、トークンを検証し得る。いくつかの実施形態では、検証ユニット１５３０は、第１のネットワークノードにおいて、データが暗号化される前にハッシュ値が算出されると決定することと、第２のネットワークノードに、解読のために暗号化されたデータをフォワーディングすることと、第１のネットワークノードにおいて第２のネットワークノードから、解読されたデータを受信することと、第１のネットワークノードにおいて、解読されたデータを用いてトークンを検証することとによって、トークンを検証し得る。いくつかの実施形態では、検証ユニット１５３０は、第１のネットワークノードにおいて、データが暗号化された後にハッシュ値が算出されると決定することと、第２のネットワークノードに、トークンを検証するためにハッシュ値をフォワーディングすることと、第１のネットワークノードにおいて第２のネットワークノードから、検証されたトークンを受信することとによって、トークンを検証し得る。
【0134】
フォワーディングユニット１５４０は、トークンを検証することに応答して、ゲートウェイに、データをフォワーディングするように設定され得る。いくつかの実施形態では、ゲートウェイはＳ－ＧＷであり得る。
【0135】
ユニットという用語は、エレクトロニクス、電気デバイス、および／または電子デバイスの分野での通常の意味を有し得、たとえば、本明細書で説明されるものなど、それぞれのタスク、プロシージャ、算出、出力、および／または表示機能を行うための、電気および／または電子回路要素、デバイス、モジュール、プロセッサ、受信機、送信機、メモリ、論理固体および／または個別デバイス、コンピュータプログラムまたは命令などを含み得る。
【0136】
様々な実施形態によれば、本明細書の特徴の利点は、データ送信セキュリティを改善するために、ＲＲＣメッセージ中に、ＲＲＣメッセージ中に含まれるべきアップリンクデータのハッシュコードに基づいて計算された、トークンを有することである。さらに、本明細書の特徴の別の利点は、本開示における固定サイズのハッシュコードが、トークンを検証するために、ネットワークノード間のデータ送信を回避することによって、送信オーバーヘッドを低減するための効率的なやり方を提供し得ることである。
【0137】
図におけるプロセスが本発明のいくつかの実施形態によって実施される動作の特定の順序を示し得るが、そのような順序は例示的である（たとえば、代替実施形態が、異なる順序で動作を実施する、いくつかの動作を組み合わせる、いくつかの動作を重ね合わせる、などを行い得る）ことを理解されたい。
【0138】
本発明はいくつかの実施形態に関して説明されたが、当業者は、本発明が、説明された実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内で修正および改変を加えて実施され得ることを認識されよう。したがって、説明は、限定ではなく、例示的と考えられるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】