(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】2024-07-05
(45)【発行日】2024-07-16
(54)【発明の名称】ユーザ機器のための無線リンクリカバリ
(51)【国際特許分類】
H04W 36/08 20090101AFI20240708BHJP
H04W 76/19 20180101ALI20240708BHJP
H04W 36/02 20090101ALI20240708BHJP
H04W 12/106 20210101ALI20240708BHJP
H04W 12/041 20210101ALI20240708BHJP
H04W 88/14 20090101ALI20240708BHJP
H04W 92/14 20090101ALI20240708BHJP
【ＦＩ】
H04W36/08
H04W76/19
H04W36/02
H04W12/106
H04W12/041
H04W88/14
H04W92/14
【請求項の数】
41
(21)【出願番号】P 2021209119
(22)【出願日】2021-12-23
(62)【分割の表示】P 2019556832の分割
【原出願日】2018-03-29
(65)【公開番号】P2022034012
(43)【公開日】2022-03-02
【審査請求日】2022-01-24
(31)【優先権主張番号】15/700,940
(32)【優先日】2017-09-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/488,179
(32)【優先日】2017-04-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515076873
【氏名又は名称】ノキア テクノロジーズ オサケユイチア
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(72)【発明者】
【氏名】ネアー，スレッシュ
【審査官】伊藤 嘉彦
(56)【参考文献】
【文献】Intel Corporation，Connected mode mobility for NB-IOT UE using CP CIoT EPS optimisation[online]，3GPP TSG-RAN WG2#95bis R2-166683，Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG2_R，2016年10月14日，pp.1-4
【文献】Qualcomm Incorporated，Protecting the RLF procedure for NB-IoT UEs using the NAS security context[online]，3GPP TSG SA WG3 Meeting #86 S3-170302，Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/WG3_Security/TSGS3_86_Sophia/Docs/S3-170302.zip>，2017年02月10日
【文献】Huawei, HiSilicon, Neul Limited，RRC impact of RRC connection Re-establishment based on NAS solution A[online]，3GPP TSG RAN WG2 #98 Meeting R2-1705394，Internet<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG2_RL2/TSGR2_98/Docs/R2-1705394.zip>，2017年02月19日
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００
Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１，４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線リンクをリカバリするための方法であって、通信システムにおいて、前記通信システムのユーザ機器（ＵＥ）とモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）との間で非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティコンテキストを確立することと、
制御プレーン上でのデータ転送動作中に、前記通信システムの前記ＵＥとソースアクセスノードとの間の無線リンク障害（ＲＬＦ）に応答して、前記ＭＭＥにおいて、前記通信システムのターゲットアクセスノードを介して、前記ＲＬＦが発生したことを示す第１のメッセージを受信することであって、前記第１のメッセージは、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された鍵を使用して完全性保護されており、前記ターゲットアクセスノードは前記ソースアクセスノードと異なるものである、受信することと、
前記ＭＭＥと前記ＵＥの間の前記制御プレーン上での前記データ転送動作中に前記ＲＬＦが発生したときに前記ＵＥへ以前に配送されなかったデータを前記ソースアクセスノードから取り出すことと、
前記ＭＭＥにおいて、前記ターゲットアクセスノードとシグナリングインターフェースのセットアップを開始することと、
前記ＭＭＥにおいて、前記シグナリングインターフェースを介して第２のメッセージを前記ターゲットアクセスノードに送信することによって、前記ＵＥのために前記無線リンクのリカバリをすることであって、前記第２のメッセージは、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された前記鍵を使用して保護されており、前記第２のメッセージは、前記ＭＭＥと前記ＵＥとの間の前記制御プレーン上での前記データ転送動作中に前記ＲＬＦが発生したときに前記ＵＥに以前に配送されなかった前記データを含む、リカバリをすることと、を含む、方法。
【請求項2】
前記鍵は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された完全性鍵である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記完全性鍵は、アップリンクＮＡＳカウントの一部またはダウンリンクＮＡＳカウントの一部のみから推定される、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記第１のメッセージは無線リソース制御接続再確立要求を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項5】
前記ＭＭＥにおいて、以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの一部として作成された前記完全性鍵を使用して、前記第１のメッセージを検証すること、をさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記第１のメッセージの少なくとも一部は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された暗号鍵を使用して保護される、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記第２のメッセージは、前記ＭＭＥが前記ＵＥと前記ソースアクセスノードとの間で前記ＲＬＦが発生したことを確認した指示を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記第２のメッセージは、前記ＭＭＥと前記ＵＥとの間の前記制御プレーン上での前記データ転送動作中に前記ＲＬＦが発生したときに前記ＵＥに以前に配送されなかった前記データを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記データは、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立された前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成される暗号鍵によって暗号化される、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記暗号鍵が、ＮＡＳ暗号鍵を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
通信システムが、狭帯域モノのインターネット（ＮＢ－ＩｏＴ）ネットワークを備え、さらに、前記ＵＥが、セルラＩｏＴ（ＣＩｏＴ）ＵＥを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法をおこなわせる実行可能プログラムコードを記憶している非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項13】
通信システムにおけるモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）であって、前記ＭＭＥは無線リンクをリカバリするように動作可能であり、前記ＭＭＥは、プロセッサ及びコンピュータ命令を含むメモリを含み、前記コンピュータ命令は前記プロセッサによって実行されると、前記ＭＭＥに、少なくとも、
前記通信システムにおいて、ユーザ機器（ＵＥ）と前記ＭＭＥとの間で、非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティコンテキストを確立することと、
制御プレーン上でのデータ転送動作中に、前記通信システムの前記ＵＥとソースアクセスノードとの間で無線リンク障害（ＲＬＦ）が発生したことに応答して、前記ＵＥから前記ＲＬＦが発生したことを示す第１のメッセージを受信することであって、ここで、前記第１のメッセージは、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された鍵を使用して完全性保護されている、受信することと、
前記制御プレーン上での前記データ転送動作中に、前記通信システムの前記ＵＥと前記ソースアクセスノードとの間で前記ＲＬＦが発生したことを示す前記第１のメッセージに応答して、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストを維持しつつ、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された前記鍵を使用して、前記ＵＥを検証することと、
前記ＭＭＥと前記ＵＥの間の前記制御プレーン上での前記データ転送動作中に前記ＲＬＦが発生したときに前記ＵＥへ以前に配送されなかったデータを前記ソースアクセスノードから取り出すことと、
前記ターゲットアクセスノードとシグナリングインターフェースのセットアップを開始することと、
前記ＭＭＥにおいて、前記シグナリングインターフェースを介して第２のメッセージを前記ターゲットアクセスノードに送信することによって、前記ＵＥのために前記無線リンクのリカバリをすることであって、前記第２のメッセージは、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストに関連付けられた前記鍵を使用して保護されており、前記第２のメッセージは、前記ＭＭＥと前記ＵＥとの間の前記制御プレーン上での前記データ転送動作中に前記ＲＬＦが発生したときに前記ＵＥに以前に配送されなかった前記データを含む、リカバリをすることと、
実行させる、ＭＭＥ。
【請求項14】
前記鍵は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された完全性鍵である、請求項１３に記載のＭＭＥ。
【請求項15】
前記完全性鍵は、アップリンクＮＡＳカウントの一部またはダウンリンクＮＡＳカウントの一部のみから推定される、請求項１４に記載のＭＭＥ。
【請求項16】
前記第１のメッセージは無線リソース制御接続再確立要求を含む、請求項１４に記載のＭＭＥ。
【請求項17】
前記コンピュータ命令は前記プロセッサによって実行されると、前記ＭＭＥに、以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの一部として作成された前記完全性鍵を使用して、前記第１のメッセージを検証すること、をさらに実行させる請求項１６に記載のＭＭＥ。
【請求項18】
前記第１のメッセージの少なくとも一部は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された暗号鍵を使用して保護される、請求項１４に記載のＭＭＥ。
【請求項19】
前記通信システムが、狭帯域モノのインターネット（ＮＢ－ＩｏＴ）ネットワークを備え、さらに、前記ＵＥが、セルラＩｏＴ（ＣＩｏＴ）ＵＥを備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項20】
無線リンクをリカバリするための方法であって、通信システムのユーザ機器（ＵＥ）とモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）との間で非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティコンテキストを確立することと、
制御プレーン上でのデータ転送動作中に、前記通信システムの前記ＵＥとソースアクセスノードとの間の無線リンク障害（ＲＬＦ）に応答して、前記通信システムの、前記無線リンクのリカバリを、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストを維持しつつ、前記通信システムのターゲットアクセスノードを通じて前記通信システムの前記ＭＭＥに第１のメッセージを送信することによって、開始することであって、前記第１のメッセージは、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された鍵を使用して完全性保護され、前記ターゲットアクセスノードは前記ソースアクセスノードと異なる、リカバリを開始することと、
前記ＵＥにおいて、前記ターゲットアクセスノードから、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストに関連付けられた前記鍵を使用して保護されている第２のメッセージを受信することであって、前記第２のメッセージは、前記ＭＭＥと前記ＵＥとの間の前記制御プレーン上での前記データ転送動作中に前記ソースアクセスノードで前記ＲＬＦが発生したときに前記ＵＥに以前に配送されなかったデータを含む、受信することと、を含む方法。
【請求項21】
前記鍵は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された完全性鍵である、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記第１のメッセージの少なくとも一部は、暗号鍵を使用して保護されており、前記暗号鍵は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストに関連付けられている、請求項２０に記載の方法。
【請求項23】
前記ターゲットアクセスノードを介して前記ＭＭＥに前記第１のメッセージを送信することは、前記ソースアクセスノードを使用することなく前記ターゲットアクセスノードを介して前記ＭＭＥに前記第１のメッセージを送信することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記ターゲットアクセスノードは、前記ソースアクセスノードを使用することなく前記ＭＭＥに前記第１のメッセージを直接送信するように構成されている、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記第２のメッセージを受信することは、前記ターゲットアクセスノードを介して前記データを含む前記第２のメッセージを前記ＭＭＥから受信することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記ターゲットアクセスノードは前記データを含む前記第２のメッセージを前記ＭＭＥから直接受信するように構成されている、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記データは、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立された前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成される暗号鍵によって暗号化される、請求項２５に記載の方法。
【請求項28】
前記暗号鍵が、ＮＡＳ暗号鍵を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記通信システムが、狭帯域モノのインターネット（ＮＢ－ＩｏＴ）ネットワークを備え、さらに、前記ＵＥが、セルラＩｏＴ（ＣＩｏＴ）ＵＥを備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項30】
前記暗号鍵は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストに関連付けられている、請求項２２に記載の方法。
【請求項31】
前記第１のメッセージは、ＮＡＳカウントについての情報を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項32】
前記第１のメッセージ又は前記第２のメッセージの少なくとも一部は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストに関連付けられた前記暗号鍵を使用して暗号化される、請求項２３に記載の方法。
【請求項33】
プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、請求項２０から３２のいずれか１項に記載の方法をおこなわせる実行可能プログラムコードを記憶している非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項34】
無線リンクを介して通信システムにおいてデータを受信するように構成されたユーザ機器（ＵＥ）であって、前記ＵＥは、プロセッサ及びコンピュータ命令を含むメモリを含み、前記コンピュータ命令は前記プロセッサによって実行されると、前記ＵＥに、少なくとも、
前記ＵＥと前記通信システムのモビリティ管理エンティティ（ＭＥＥ）との間で非アクセス層（ＮＡＳ）セキュリティコンテキストを確立することと、
制御プレーン上でのデータ転送動作中に、前記ＵＥと前記通信システムのソースアクセスノードとの間で無線リンク障害（ＲＬＦ）が発生したことに応答して、前記無線リンクのリカバリを、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストを維持しつつ、前記通信システムのターゲットアクセスノードを通じて前記ＭＭＥに第１のメッセージを送信することによって、開始することであって、前記第１メッセージは、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された鍵を使用して完全性保護され、前記ターゲットアクセスノードは前記ソースアクセスノードと異なる、リカバリを開始することと、
前記ターゲットアクセスノードから、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストに関連付けられた前記鍵を使用して保護されている第２のメッセージを受信することであって、前記第２のメッセージは、前記ＭＭＥと前記ＵＥとの間の前記制御プレーン上での前記データ転送動作中に前記ソースアクセスノードで前記ＲＬＦが発生したときに前記ＵＥに以前に配送されなかったデータを含む、受信することと、
を実行させる、ＵＥ。
【請求項35】
前記鍵は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストの確立の間に作成された完全性鍵である、請求項３４に記載のＵＥ。
【請求項36】
前記ターゲットアクセスノードを介して前記ＭＭＥに前記第１のメッセージを送信することは、前記ソースアクセスノードを使用することなく前記ターゲットアクセスノードを介して前記ＭＭＥに前記第１のメッセージを送信することを含む、請求項３４に記載のＵＥ。
【請求項37】
前記ターゲットアクセスノードは、前記ソースアクセスノードを使用することなく前記ＭＭＥに前記第１のメッセージを直接送信するように構成されている、請求項３６に記載のＵＥ。
【請求項38】
前記通信システムが、狭帯域モノのインターネット（ＮＢ－ＩｏＴ）ネットワークを備え、さらに、前記ＵＥが、セルラＩｏＴ（ＣＩｏＴ）ＵＥを備える、請求項３４に記載のＵＥ。
【請求項39】
前記暗号鍵は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストに関連付けられている、請求項３６に記載のＵＥ。
【請求項40】
前記第１のメッセージは、ＮＡＳカウントについての情報を含む、請求項３９に記載のＵＥ。
【請求項41】
前記第１のメッセージ又は前記第２のメッセージの少なくとも一部は、前記ＵＥと前記ＭＭＥとの間で以前に確立されている前記ＮＡＳセキュリティコンテキストに関連付けられた前記暗号鍵を使用して暗号化される、請求項３４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、その開示が引用によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ（ＣＩｏＴ）ＵＥ Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｕｓｉｎｇ ＮＡＳ Ｋｅｙｓ」という名称の、２０１７年４月２１日に出願された米国整理番号第６２／４８８，１７９号として識別される米国仮特許出願の優先権を主張する。
【0002】
本分野は、一般に、通信システムに関し、より詳細には、ただし、排他的にではなく、そのようなシステム内のセキュリティに関する。
【背景技術】
【0003】
本セクションは、本発明のよりよい理解を容易にするために役立つことが可能な態様を概説する。したがって、本セクションにおいて述べることは、この観点から読まれるべきであり、何が従来技術に含まれるか、または何が従来技術に含まれないかについての承認として理解されるべきではない。
【0004】
ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）技術としても知られている第４世代（４Ｇ）無線モバイル遠隔通信技術は、特に人間との対話に関して高いデータレートを有する高容量のモバイルマルチメディアを提供するように設計された。次世代、すなわち、第５世代（５Ｇ）技術は、人間との対話のために限ってではなく、いわゆるモノのインターネット（ＩｏＴ）ネットワークにおけるマシンタイプの通信のためにも使用されることが意図される。
【0005】
ＬＴＥ例の通信システムにおいて、モバイルデバイスなどのユーザ機器（ＵＥ）は、無線インターフェース上で、進化型ノードＢ（ｅＮＢ）と呼ばれる基地局と通信する。例示として、ｅＮＢは、例えば、進化型ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）などのシステムのアクセスネットワークの一部である。ｅＮＢは、コアネットワーク（ＣＮ）に対するアクセスをＵＥに提供し、ＣＮは、パケットデータネットワーク（例えば、インターネットなどのＰＤＮ）などのデータネットワークに対するアクセスをＵＥに提供する。
【0006】
狭帯域ＩｏＴ（ＮＢ－ＩｏＴ）は、セルラ通信ネットワークを使用して多種多様なデバイス（例えば、モバイルデバイス、センサ、スマートメータ、その他）およびサービスの接続を可能にするように開発された低電力ワイドエリアネットワーク（ＬＰＷＡＮ）無線技術である。例えば、前述したＬＴＥネットワークにおいて、Ｅ－ＵＴＲＡＮが、セルラＩｏＴ（ＣＩｏＴ）ＵＥをＣＮに接続し、最終的に、ＰＤＮまたは他のデータネットワークを通じて利用可能なサービスに接続する。しかし、現行で提案される例において、例えば、無線リンクリカバリなどの動作中、ＮＢ－ＩｏＴネットワークにおけるＣＩｏＴ ＵＥに関するセキュリティ問題が存在する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【文献】３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０１、Ｒｅｌ．１４、２０１６－１２、§５．３．４Ｂ．２
【文献】３ＧＰＰ ＴＳ２４．３０１
【文献】３ＧＰＰ ＴＳ３３．４０１
【文献】３ＧＰＰ ＴＳ２３．５０１、Ｖ０．４．０
【文献】３ＧＰＰ ＴＳ３６．４１３
【文献】３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0008】
例示的な実施形態が、通信システムにおけるユーザ機器にセキュアな無線リンクリカバリを提供するための技法を提供する。
【0009】
一実施形態において、方法が、制御プレーン上でのデータ転送動作中に、通信システムの所与のユーザ機器とソースアクセスノードとの間の無線リンク障害に応答して、通信システムのターゲットアクセスノードを通じて所与のユーザ機器のための無線リンクをリカバーすることを含む。無線リンクリカバリは、所与のユーザ機器とモビリティ管理ノードとの間で以前に確立されている非アクセス層セキュリティコンテキストを使用して、通信システムのモビリティ管理ノードを介して可能にされる。
【0010】
別の実施形態において、方法が、制御プレーン上でのデータ転送動作中に、通信システムの所与のユーザ機器とソースアクセスノードとの間の無線リンク障害に応答して、通信システムのターゲットアクセスノードを通じて所与のユーザ機器のための無線リンクをリカバーすることを含む。無線リンクリカバリは、所与のユーザ機器によって、所与のユーザ機器とモビリティ管理ノードとの間で以前に確立されている非アクセス層セキュリティコンテキストを使用して、ターゲットアクセスノードを通じて通信システムのモビリティ管理ノードにメッセージを送信することによって開始される。
【0011】
有利なこととして、例示的な実施形態において、セキュアな無線リンクリカバリが、所与のユーザ機器とターゲットアクセスノードとの間のリンクを保護するように新たなコンテキストがセットアップされることなく、所与のユーザ機器とモビリティ管理ノードとの間の非アクセス層セキュリティコンテキスト、およびその関係する暗号鍵だけが使用されて、実現される。鍵分離のために、新たな鍵は、アップリンクまたはダウンリンクのいずれかにおける、既存の非アクセス層セキュリティパラメータまたは非アクセス層メッセージカウントを使用して計算されてよい。
【0012】
さらなる実施形態が、プロセッサによって実行されたとき、プロセッサに前述のステップをおこなわせる実行可能プログラムコードを具現化している非一時的コンピュータ可読記憶媒体の形態で提供される。さらなる実施形態は、前述のステップをおこなうように構成されたプロセッサおよびメモリを有する装置を備える。
【0013】
本明細書において説明される実施形態のこれら、およびその他の特徴および利点が、添付の図面、および後段の詳細な説明からより明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1A】無線リンクリカバリが例示的な実施形態において実行される通信システムを示す図である。
【図1B】無線リンクリカバリが例示的な実施形態において実行される通信システムを示す図である。
【図2】例示的な実施形態における例示的なユーザ機器およびモビリティ管理エンティティ要素をより詳細に示す図である。
【図3】例示的な実施形態における無線リンクリカバリプロセスに関するメッセージフローを示す図である。
【図4】例示的な実施形態における無線リンクリカバリプロセスを示すフロー図である。
【図5A】別の例示的な実施形態における無線リンクリカバリプロセスに関する鍵計算およびメッセージフローを示す図である。
【図5B】別の例示的な実施形態における無線リンクリカバリプロセスに関する鍵計算およびメッセージフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
実施形態が、例示的な通信システム、およびユーザ機器のための無線リンクリカバリのための関連する技法と併せて本明細書において例示される。しかし、特許請求の範囲は、開示される特定のタイプの通信システムおよび／またはプロセスに限定されないことを理解されたい。実施形態は、代替のプロセスおよび動作を使用して、多種多様な他のタイプの通信システムにおいて実施されることが可能である。例えば、ＬＴＥ進化型パケットコア（ＥＰＣ）などの３ＧＰＰシステム要素を利用する無線セルラシステムのコンテキストにおいて例示されるものの、開示される実施形態は、ＷｉＭＡＸシステムおよびＷｉ－Ｆｉシステムを含むが、これらには限定されない様々な他のタイプの通信システムに単純明快な様態で適合させられることが可能である。また、例示的な実施形態は、ＮＢ－ＩｏＴネットワークにおける実現に特によく適しているが、実施形態は、セキュアな無線リンクリカバリが所望される、または必要とされる他のネットワークにおいて実現されてよい。
【0016】
次に、様々な例示的な実施形態が、図面を参照して説明されるが、すべての図面にわたって同様の要素を参照するために同様の参照符号が使用される。後段の説明において、説明の目的で、例示的な１つ以上の実施形態の徹底的な理解をもたらすために多数の特定の詳細が記載される。しかし、そのような例示的な実施形態は、これらの詳細なしに、または機能的に類似した、もしくは等価な代替を用いて実践されてよいことが明白であり得る。
【0017】
本明細書において例示的に使用されるように、非アクセス層（ＮＡＳ）は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）にトランスペアレントに、ＵＥとコアネットワーク（ＣＮ）の間のいくつかの制御プレーン機能のための非無線シグナリングを提供する通信ネットワークの機能層である。そのような機能は、モビリティ管理、認証、その他を含むが、以上には限定されない。ＮＡＳ機能層を、無線接続上のデータトランスポート、および無線リソース管理を含むが、これらには限定されない、ＵＥとＲＡＮの間の機能を提供する、ＮＡＳより下の機能層であるアクセス層（ＡＳ）と比較されたい。
【0018】
ＣＩｏＴ最適化ソリューションを使用するＮＢ－ＩｏＴ ＵＥに関する無線リンクリカバリおよびモビリティのサポートが、関係のある標準団体によって考慮されている。ＮＡＳ層上のデータ転送に関するこの最適化ソリューションは、データオーバＮＡＳ（ＤｏＮＡＳ）としても参照される。いくつかの提案は、従来の慣行のアクティブモードハンドオーバシナリオと類似した、モビリティシナリオにおけるサービング（またはソース）ｅＮＢからターゲットｅＮＢへのコンテキストフェッチおよびデータ転送を可能にする無線リソース制御（ＲＲＣ）接続再確立手続き、使用を含む。しかし、そのような提案は、悪意のある行為者からの潜在的な害を減らすように対処されなければならないセキュリティリスクをもたらし得る。
【0019】
より詳細には、ＣＩｏＴ制御プレーン最適化（ＤｏＮＡＳ）のための無線リソース制御（ＲＲＣ）接続再確立手続きをＵＥが使用することは、ｅＮＢに対するＣＩｏＴ ＵＥのＲＲＣ接続がセキュアではないので、攻撃に対して脆弱であり得る。後段の説明の様々な態様は、それぞれが引用によりその全体が本明細書に組み込まれる、ＴＳ２３．４０１、Ｒｅｌ．１４、２０１６－１２、§５．３．４Ｂ．２、ＴＳ２４．３０１、ＴＳ３３．４０１を参照することによって明らかにされ得る。
【0020】
ＣＩｏＴ制御プレーン最適化戦略のための少なくとも１つの現在の提案は、単一の短いデータパケットの戦略を含む。しかし、本明細書において、そのような戦略は、セキュリティの点で危険にさらされ得ることが認識される。脅威分析が、ＵＥ－ｅＮＢリンクが保護されない限り、それが攻撃に対して脆弱であることを実証する。以下の所見が、そのような脅威分析からもたらされる：
【0021】
（ｉ）ＵＥが、送信すべき、または受信すべき大量のデータを有する場合、ＵＥは、ｅＮＢと確立されたアクセス層（ＡＳ）コンテキスト、およびモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）と確立されたＮＡＳコンテキストを有し得る。そのような事例において、ＲＲＣメッセージは、保護されなければならない。そのようなコンテキストおよび保護なしには、ｅＮＢとＵＥの持続した接続を維持することは、可能でないことがあり、例えば、ＵＥ接続が、攻撃者ＵＥによって乗っ取られる、または閉じられる可能性がある。また、ｅＮＢは、アップリンク（ＵＬ）において偽のデータおよび／または制御パケットを用いた攻撃を受ける可能性もある。
【0022】
（ｉｉ）いくつかの現在の提案において、ＡＳコンテキストを信頼できる様態で確立することなしにどのようにモビリティ（例えば、サービングまたはソースｅＮＢからターゲットｅＮＢへのＵＥのハンドオーバ）が確立されるかは、明確ではない。このため、信頼できるＸ２またはＳ１ハンドオーバのために、ＡＳコンテキストが確立される必要がある。
【0023】
（ｉｉｉ）サービングまたはソースｅＮＢ、およびターゲットｅＮＢにおけるＡＳセキュリティコンテキストなしには、ＤｏＮＡＳ ＵＥに関するダウンリンク（ＤＬ）上への、およびＵＬ上への、ならびにＤｏＮＡＳ ＵＥのＳ１アプリケーションプロトコル（Ｓ１ＡＰ）リンクへの攻撃シナリオが存在する。
【0024】
様々な例示的な実施形態において、前述のセキュリティリスクのうちの１つ以上が、ＵＥとＣＮのＭＭＥ要素（ノード）の間のＮＡＳコンテキスト、およびそのコンテキストに関連付けられたＮＡＳ鍵を利用して、ＵＥとｅＮＢの間のリンクを保護することによって無線リンクリカバリに関するセキュリティを可能にすることによって軽減されてよい。
【0025】
【0026】
図１Ａは、無線インターフェース１０３を介して進化型ノードＢ（ｅＮＢ）１０４と通信するユーザ機器（ＵＥ）１０２を備える通信システム１００を示す。この例示的な実施形態において、通信システム１００は、無線セルラシステム、より詳細には、ＬＴＥシステムを備える。通信システム１００は、ＮＢ－ＩｏＴネットワークの少なくとも一部を示す。
【0027】
ユーザ機器１０２は、移動局であってよく、そのような移動局は、例として、モバイル電話、コンピュータ、センサ、スマートメータ、または他の任意のタイプの通信デバイスを備えてよい。したがって、本明細書において使用される「ユーザ機器」という用語は、様々な異なるタイプの、移動局、加入者局、または、より一般的に、通信デバイスに挿入されたデータカードの組合せなどの例を含む、通信デバイスを包含するように広く解釈されることが意図される。また、そのような通信デバイスは、アクセス端末として一般に参照されるデバイスを包含することも意図される。この例示的な実施形態において、ＵＥ１０２は、ＣＩｏＴ ＵＥとみなされる。
【0028】
ｅＮＢ１０４は、例示として、通信システム１００のアクセスネットワークの一部である。そのような無線アクセスネットワークは、例えば、複数の基地局と、１つ以上の関連付けられた無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）とを有するＥ－ＵＴＲＡＮを備えてよい。基地局とＲＮＣは、論理的に別々のエンティティであるが、所与の実施形態において、例えば、基地局ルータまたはフェムトセルラアクセスポイントなどの同一の物理ネットワーク要素において実現されてよい。ｅＮＢは、より一般的に、アクセスノードとして参照されてよい。
【0029】
図１Ａは、４Ｇネットワーク命名法を例示するが、通信１００は、５Ｇネットワークまたはハイブリッド４Ｇ／５Ｇネットワークであってよいことを理解されたい。このため、４ＧネットワークにおいてｅＮＢとして参照されるアクセスポイントは、５ＧネットワークにおいてｇＮＢとして参照される。アクセスノード（例えば、ｇＮＢ／ｅＮＢ）は、例示として、通信システムの無線アクセスネットワークの一部である。４Ｇネットワークは、Ｅ－ＵＴＲＡＮを無線アクセスネットワークとして利用するが、５Ｇネットワークにおいて、アクセスネットワークは、５Ｇシステムとして参照され、その開示が引用によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｓｐｅｃｔｓ； Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ５Ｇ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の５Ｇ技術仕様書（ＴＳ）２３．５０１、Ｖ０．４．０において説明される。一般に、アクセスノード（例えば、ｇＮＢ／ｅＮＢ）は、ＣＮに対するアクセスをＵＥに提供し、ＣＮは、次に、他のＵＥ、および／またはパケットデータネットワーク（例えば、インターネット）などのデータネットワークに対するアクセスをＵＥに提供する。この例示的な実施形態において、ＣＩｏＴ ＵＥは、データパケットネットワークを介してＣＩｏＴサービスにアクセスしてよい。
【0030】
この例示的な実施形態におけるｅＮＢ１０４は、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１０６に動作上、結合される。ＭＭＥ１０６は、「モビリティ管理エンティティ要素」、「モビリティ管理エンティティ機能」、または、より一般的に、「モビリティ管理ノード」として参照されるものの一例である。本明細書において使用されるモビリティ管理ノードは、ネットワーク動作のなかでもとりわけ、ＵＥとの（ｅＮＢを通じて）無線リンクリカバリ動作を可能にする通信システムにおける要素または機能である。また、ｅＮＢ１０４は、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（ＰＧＷ）１１０に動作上、結合されたサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）１０８にも動作上、結合される。ＰＧＷ１１０は、パケットデータネットワーク、例えば、インターネット１１２に動作上、結合される。また、ＭＭＥ１０６も、ＳＧＷ１０８に動作上、結合される。ＭＭＥ１０６およびＳＧＷ１０８は、ＣＮの一部とみなされる。いくつかの実施形態において、ＰＧＷ１１０もＣＮの一部とみなされる。
【0031】
システム要素のこの特定の配置は、例に過ぎず、他の実施形態において通信システムを実現するために他のタイプまたは配置のさらなる、または代替の要素が使用されることが可能であることを認識されたい。例えば、他の実施形態において、システム１００は、認証要素、ならびに本明細書において明示されない他の要素を備えてよい。
【0032】
したがって、図１Ａの配置は、無線セルラシステムの１つの例示的な構成に過ぎず、システム要素の多数の代替の構成が使用されてよい。例えば、単独のＵＥ、ｅＮＢ、ＭＭＥ、ＳＧＷ、およびＰＧＷ要素が図１Ａの実施形態に示されるものの、このことは、説明を簡単、明瞭にするために過ぎない。所与の代替の実施形態は、無論、より多くの数のそのようなシステム要素、機能、および／またはノード、ならびに従来のシステム実装形態に一般に関連付けられるタイプのさらなる、または代替の要素、機能、および／またはノードを含んでよい。
【0033】
また、図１Ａは、システム要素、機能、および／またはノードを個々の機能ブロックとして例示するが、５Ｇネットワークを構成する様々なサブネットワークは、いわゆるネットワークスライスに分割されることにも留意されたい。ネットワークスライス（ネットワークパーティション）は、共通の物理インフラストラクチャ上でネットワーク機能仮想化（ＮＦＶ）を使用する対応する各サービスタイプごとに一連の機能セット（すなわち、機能チェーン）を備える。ネットワークスライスは、所与のサービス、例えば、エンハンストモバイルブロードバンド（ｅＭＢＢ）サービス、大規模なＩｏＴサービス、およびミッションクリティカルなＩｏＴサービスに必要とされるのに応じてインスタンス化される。このため、ネットワークスライスまたは機能セットは、そのネットワークスライスまたは機能セットのインスタンスが作成されるときにインスタンス化される。いくつかの実施形態において、このことは、基礎をなす物理インフラストラクチャの１つ以上のホストデバイス上にネットワークスライスまたは機能セットをインストールすること、またはそうでなければ、そのようなデバイス上でネットワークスライスまたは機能セットを走らせることを含む。ＵＥ１０２は、ｅＮＢ１０４を介してＣＮを通じてこれらのサービスのうちの１つ以上にアクセスする。
【0034】
前述したとおり、ＵＥ１０２が、様々な典型的な理由でｅＮＢ１０４との接続を失う無線リンク障害が生じることが可能である。そのような事例において、図１Ｂに示されるとおり、ＵＥ１０２がｅＮＢ１０４（ソースｅＮＢとして示される）との接続を失ったとき、ＵＥ１０２は、例示的な実施形態による無線リンクリカバリプロセスによりｅＮＢ１１４（ターゲットｅＮＢとして示される）と接続（無線インターフェース１０３）を再確立してよい。
【0035】
図１Ａおよび図１Ｂに例示される通信システム１００は、ｅＮＢ１０４とｅＮＢ１１４がともに同一のＭＭＥ１０６およびＳＧＷ１０８に動作上、結合されていることを認識されたい。しかし、代替の実施形態において、ｅＮＢ１０４とｅＮＢ１１４はそれぞれ、異なるＭＭＥおよび／または異なるＳＧＷに動作上、結合されることが可能である。後段においても説明されるとおり、ｅＮＢ１０４とｅＮＢ１１４は、実際には、同一のｅＮＢであることが可能である。
【0036】
ＵＥ１０２が、ソースｅＮＢ１０４との接続を失い、ターゲットｅＮＢ１１４と接続を再確立することを求めるとき、例示的な実施形態は、ＵＥ１０２とＭＭＥ１０６の間に確立された既存のＮＡＳセキュリティコンテキストおよび鍵を使用してＵＥ１０２に関するセキュアな無線リンクリカバリ動作を提供する。
【0037】
図２は、例示的な実施形態におけるＵＥ１０２およびＭＭＥ１０６のより詳細な図を示す。ＵＥ１０２は、メモリ２０２およびインターフェース回路２０４に結合されたプロセッサ２００を備える。ＵＥ１０２のプロセッサ２００は、少なくとも部分的に、プロセッサによって実行されるソフトウェアの形態で実装されてよいリカバリ処理モジュール２１０を含む。「リカバリ処理」によって、例示的な１つ以上の実施形態による無線リンクリカバリに関連付けられた処理ステップ（動作、プロセス、実行される命令、その他）を参照することが意味される。より具体的には、リカバリ処理モジュール２１０は、後続の図に関連して説明される、およびそうでなければ本明細書において説明される無線リンクリカバリプロセスのユーザ機器動作をおこなう。ＵＥ１０２のメモリ２０２は、ターゲットｅＮＢ１１４を通じてＭＭＥ１０６との無線リンクリカバリ動作中に生成されたデータを記憶するリカバリストレージモジュール２１２を含む。
【0038】
ＭＭＥ１０６は、メモリ２２２およびインターフェース回路２２４に結合されたプロセッサ２２０を備える。ＭＭＥ１０６のプロセッサ２２０は、少なくとも部分的に、プロセッサによって実行されるソフトウェアの形態で実装されてよいリカバリ処理モジュール２３０を含む。リカバリ処理モジュール２３０は、後続の図に関連して説明される、およびそうでなければ本明細書において説明されるＵＥとターゲットｅＮＢの間の無線リンクリカバリプロセスのコンテキストにおいてＭＭＥ動作を実行する。ＭＭＥ１０６のメモリ２２２は、ターゲットｅＮＢ１１４を通じてＵＥ１０２との無線リンクリカバリ動作中に生成されたデータを記憶するリカバリストレージモジュール２３２を含む。
【0039】
それぞれのＵＥ１０２およびＭＭＥ１０６のプロセッサ２００および２２０は、例えば、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、または他のタイプの処理デバイス、ならびにそのような要素の部分もしくは組合せを備えてよい。
【0040】
それぞれのＵＥ１０２およびＭＭＥ１０６のメモリ２０２および２２２は、本明細書において説明される機能の少なくとも一部分を実装するように、それぞれのプロセッサ２００および２２０によって実行される、１つ以上のソフトウェアプログラムを記憶するために使用されてよい。例えば、後続の図に関連して説明される、およびそうでなければ本明細書において説明される無線リンクリカバリ動作および他の機能が、プロセッサ２００および２２０によって実行されるソフトウェアコードを使用して単純明快な様態で実装されてよい。
【0041】
したがって、メモリ２０２または２２２の所与の１つが、本明細書において、コンピュータプログラム製品としてより一般的に参照されるもの、または実行可能プログラムコードを具現化しているプロセッサ可読（もしくはコンピュータ可読）記憶媒体としてさらに一般的に参照されるものの例と見なされてよい。プロセッサ可読記憶媒体の他の例は、ディスク、または他のタイプの磁気媒体もしくは光媒体を任意の組合せで含んでよい。例示的な実施形態は、そのようなコンピュータプログラム製品または他のプロセッサ可読記憶媒体を備える製造品を含むことが可能である。
【0042】
メモリ２０２または２２２は、より詳細には、例えば、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、または他のタイプの揮発性電子メモリもしくは不揮発性電子メモリなどの電子ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備えてよい。不揮発性電子メモリは、例えば、フラッシュメモリ、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、相変化ＲＡＭ（ＰＣ－ＲＡＭ）、または強誘電体ＲＡＭ（ＦＲＡＭ（登録商標））などの不揮発性メモリを含んでよい。本明細書において使用される「メモリ」という用語は、広く解釈されることが意図され、例えば、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ディスクベースのメモリ、または他のタイプのストレージデバイス、ならびにそのようなデバイスの部分もしくは組合せをさらに、または代替として包含してよい。
【0043】
それぞれのＵＥ１０２およびＭＭＥ１０６のインターフェース回路２０４および２２４は、例示として、関連付けられたシステム要素が本明細書において説明される様態で互いに通信することを可能にするトランシーバまたは他の通信ハードウェアもしくは通信ファームウェアを備える。
【0044】
図２から、ＵＥ１０２は、インターフェース回路２０４を介したＭＭＥ１０６との通信のために構成され、ＭＭＥ１０６は、インターフェース回路２２４を介したＵＥ１０２との通信のために構成されることが明白である。ＵＥ１０２は、ｅＮＢ１１４を介してＭＭＥ１０６と通信する。この通信は、ＵＥ１０２がｅＮＢ１１４を介してＭＭＥ１０６にデータを送信すること、およびＭＭＥ１０６がｅＮＢ１１４を介してＵＥ１０２にデータを送信することを含む。しかし、代替の実施形態において、他のネットワーク要素が、ＵＥとＭＭＥの間に動作上、結合されてよい。本明細書において説明される「データ」という用語は、無線リンクリカバリデータ、制御データ、オーディオ、ビデオ、マルチメディア、任意のセンサデバイスからのデータ、その他を含むが、以上には限定されない、基地局要素を介してユーザ機器とコアネットワークの間で送信されてよい任意のタイプの情報を包含するように広く解釈されることが意図される。
【0045】
図２に示される構成要素の特定の配置は、例に過ぎず、他の実施形態において多数の代替の構成が使用されてよいことを認識されたい。例えば、ユーザ機器およびモバイル管理エンティティは、さらなる、もしくは代替の構成要素を組み込むように、および他の通信プロトコルをサポートするように構成されることが可能である。
【0046】
ｅＮＢ１０４、ｅＮＢ１１４、ＳＧＷ１０８、およびＰＧＷ１１０などの他のシステム要素はそれぞれ、プロセッサ、メモリ、およびネットワークインターフェースなどの構成要素を含むように構成されてもよい。これらの要素は、別々のスタンドアロンの処理プラットフォーム上に実現されなくてもよく、代わりに、例えば、単一の共通の処理プラットフォームの異なる機能部分を表すことが可能である。そのような処理プラットフォームは、ｅＮＢの少なくとも部分と、関連付けられるＲＮＣとをさらに備えてよい。
【0047】
例示的な実施形態は、サービングまたはソースｅＮＢ（例えば、ｅＮＢ１０４）との接続を失い、ターゲットｅＮＢ（例えば、ｅＮＢ１１４）と接続を再確立することを求めるＣＩｏＴ ＵＥ（例えば、ＵＥ１０２）に無線リンクリカバリを提供する。より詳細には、後段でさらに説明されるとおり、例示的な実施形態は、ＵＥとＭＭＥ（例えば、ＭＭＥ１０６）の間の既存のＮＡＳ鍵およびＮＡＳコンテキストを使用する。ソースｅＮＢ１０４における無線リンク障害（ＲＬＦ）シナリオにおいて、ＵＥ１０２が、ターゲットｅＮＢ１１４を通じてＭＭＥ１０６にＮＡＳメッセージを直接送信するまで、ｅＮＢにおける一時的ＡＳコンテキストが作成されてよい。いくつかの他の実施形態は、通常のＮＡＳメッセージと無線リンクリカバリ手続きの間の鍵分離のために、ＵＥとＭＭＥの間の既存のＮＡＳコンテキストパラメータまたはＮＡＳメッセージカウントから計算された代替の鍵を使用して、ターゲットｅＮＢと接続を再確立してもよい。
【0048】
いくつかの実施形態において、ターゲットｅＮＢ１１４は、ソースｅＮＢ１０４と同一であってよく、すなわち、ＵＥは、ＵＥがそれとの接続を失った同一のｅＮＢと接続を再確立することを求めることに留意されたい。そのような事例において、その同一のｅＮＢは、サービングまたはソースアクセスノードであり、したがって、ターゲットアクセスノードである。
【0049】
ＭＭＥ１０６は、ソースｅＮＢ１０４においてバッファリングされたパケットを取り出す。ＭＭＥ１０６は、ターゲットｅＮＢ１１４と新たなＳ１ＡＰをセットアップし、さらなるパケット（ソースｅＮＢ１０４から取り出されたパケットを含む）を送信する。Ｓ１ＡＰは、Ｓ１インターフェースのためのＥ－ＵＴＲＡＮ無線ネットワーク層シグナリングプロトコルの役割をするＳ１アプリケーションプロトコルである。Ｓ１ＡＰは、その開示が引用によりその全体が本明細書に組み込まれる、３ＧＰＰ ＴＳ３６．４１３において定義されるシグナリング手続きによってＳ１インターフェースの機能をサポートする。
【0050】
有利なこととして、例示的な実施形態によれば、１セットのＮＡＳ鍵以外に他の鍵計算は存在しない。ＭＭＥ１０６が、通常のＮＡＳ完全性鍵ＫNASintを使用して、ＲＬＦを示すＮＡＳメッセージを検証する。ＮＡＳ完全性鍵ＫNASintおよびＮＡＳ暗号化鍵ＫNASencを含むが、これらには限定されないＮＡＳセキュリティコンテキスト確立および鍵生成について、その開示が引用によりその全体が本明細書に組み込まれる、３ＧＰＰ ＴＳ２４．３０１および３ＧＰＰ ＴＳ３３．４０１において説明される。無線リンクリカバリ手続きおよび鍵計算は、その開示が引用によりその全体が本明細書に組み込まれる、３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００、３ＧＰＰ ＴＳ３６．４１３、および３ＧＰＰ ＴＳ３３．４０１において詳細に記述される。
【0051】
例示的な無線リンクリカバリ実施形態が、図３において説明される。より詳細には、図３は、ユーザ機器のための無線リンクリカバリプロセスに関するメッセージフローを示す。図３に示されるシステム要素、機能、および／またはノード（ＵＥ、ｅＮＢ（ソース）、ｅＮＢ（ターゲット）、およびＭＭＥ）は、図１Ａ、図１Ｂ、図２において同様のラベルが付けられたシステム要素、機能、および／またはノードに対応することを認識されたい。後段の番号が付けられたステップは、図３におけるメッセージフローの番号に対応する。
【0052】
１．制御プレーン（ＣＰ）データ転送をおこなうことを求めるＣＩｏＴ ＵＥ１０２（「ＣＩｏＴ」は、図、および本明細書の他の箇所において「ＮＢＩｏＴ」としても参照され得ることに留意されたい）が、ＵＬまたはＤＬのいずれかにおけるデータ転送のためにＭＭＥ１０６とＮＡＳリンク（セキュリティコンテキスト）を確立する。ＭＭＥ１０６は、パケット転送のためにソースｅＮＢ１０４へのＳ１ＡＰ経路をセットアップする。ソースｅＮＢ１０４は、ＵＥ１０２に関するさらなるコンテキストを全く有さないことに留意されたい。
【0053】
２．データ転送中、ＵＥ１０２が、無線リンク障害（ＲＬＦ）を検出する。さらに、または代替として、ＲＬＦは、いくつかの事例においてｅＮＢ１０４によって検出されることが可能である。
【0054】
２ａ．ｅＮＢ１０４がＲＬＦを検出した場合、ｅＮＢ１０４は、そのバッファに入っている、ＵＥ１０２のためのまだ送信されていないパケットデータユニット（ステップ１で言及されるデータ転送に関連付けられたＰＤＵ）をプロアクティブにＭＭＥ１０６に送信して、Ｓ１ＡＰにおいて示されるＵＥ１０２にＲＬＦを報告してよい。
【0055】
３／３ａ．ＵＥ１０２がＲＬＦを検出したとき、ＵＥ１０２は、ターゲットｅＮＢ１１４を選択し（この場合も、これが、ソースｅＮＢ１０４と同一のｅＮＢであることが可能であることに留意されたい）、ＲＬＦに遭遇したことを報告するＮＡＳメッセージを送信する。ＮＡＳメッセージは、ステップ１において言及されたＭＭＥ１０６とのＮＡＳセキュリティコンテキストの一部として作成された通常のＮＡＳ完全性鍵ＫNASintを使用して保護される。
【0056】
４．ＭＭＥ１０６が、通常のＫNASintを使用してＮＡＳメッセージを検証する。
【0057】
５．完全性検査が合格であった場合、ＭＭＥ１０６は、ＵＥ１０２のための未送信の残りのパケットをソースｅＮＢ１０４から取り出す。ソースｅＮＢ１０４が、ステップ２ａにおいて残りのデータをプロアクティブに送信している場合、このパケット転送は、このステップにおいて必要とされない。ＭＭＥ１０６は、ソースｅＮＢ１０４に対するＳ１ＡＰコンテキストおよび経路を取り消す。
【0058】
６ａ／６ｂ．ＭＭＥ１０６が、新たなＳ１ＡＰコンテキストセットアップをターゲットｅＮＢ１１４に送信する。ＭＭＥ１０６は、ターゲットｅＮＢ１１４を介して、新しいデータと一緒にＮＡＳ ＲＬＦ肯定応答をＵＥ１０２に送信する。ＮＡＳメッセージは、同一の通常のＫNASintを使用して完全性保護され、データは、ＮＡＳ暗号化鍵ＫNASencを使用して暗号化される（ともに、ステップ１において言及されたＭＭＥ１０６とのＮＡＳセキュリティコンテキストの一部として作成される）。
【0059】
多くの利点が、例示的な実施形態による無線リンクリカバリ技法から実現される。例えば、これらの利点のいくつかは、以下を含むが、以下には限定されない：
【0060】
ｉ）ＵＥ１０２とターゲットｅＮＢ１１４の間のリンクを保護するようにセットアップされる新たなコンテキストが存在せず、ＵＥ１０２とＭＭＥ１０６の間のＮＡＳコンテキスト、およびＮＡＳ鍵だけが使用される。無線リンクリカバリ中に通常のＮＡＳメッセージからの鍵分離が所望される場合、代替の鍵が、現在のＮＡＳコンテキストから計算されてよい。
【0061】
ｉｉ）想定は、ＣＩｏＴ ＵＥに関して、ＲＬＦ（ＲＲＣ接続再確立要求）が、ＮＡＳコンテキストパラメータによって保護されたｅＮＢによって処理されることである。ＣＩｏＴ ＵＥは、ＲＬＦに遭遇した場合、それらがＮＡＳコンテキストだけしか有さないので、ＮＡＳメッセージ（ＲＬＦを示す）をＭＭＥに送信するか、またはＮＡＳコンテキストパラメータによって保護されたＲＲＣ接続再確立要求メッセージをターゲットｅＮＢに送信するかのいずれかである。
【0062】
ｉｉｉ）ＮＡＳメッセージまたはＲＲＣ接続再確立要求メッセージは、保護されるので、これらのメッセージを使用する攻撃も、別のｅＮＢへの経路切替えもどちらも可能ではない。
【0063】
ｉｖ）ＮＡＳメッセージだけが使用される場合、ネットワークの既存の要素、機能、および／またはノードにおける変更はまさに最小であり、すなわち、ＲＬＦを報告し肯定応答を戻すＵＥ１０２とＭＭＥ１０６の間の２つのＮＡＳメッセージ、バッファパケット取出しおよびＳ１ＡＰ経路変更のためのＭＭＥ１０６とｅＮＢの間の２つのＳ１ＡＰメッセージである。
【0064】
ｖ）ＵＥ１０２は、動作全体においてＮＡＳコンテキストだけしか使用しない。
【0065】
ｖｉ）ＭＭＥ１０６は、他のノードにＮＡＳアルゴリズムもＮＡＳ識別子も転送する必要がない。
【0066】
したがって、一般に、制御プレーン上でのデータ転送動作中に、通信システムの所与のユーザ機器（例えば、ＵＥ１０２）とソースアクセスノード（例えば、ｅＮＢ１０４）との間の無線リンク障害に応答して、プロセスは、通信システムのターゲットアクセスノード（例えば、ｅＮＢ１１４）を通じて、所与のユーザ機器のための無線リンクをリカバーする。無線リンクリカバリは、所与のユーザ機器とモビリティ管理ノードとの間で以前に確立されているＮＡＳセキュリティコンテキストを使用して、通信システムのモビリティ管理ノード（例えば、ＭＭＥ１０６）を介して可能にされる。
【0067】
例えば、図４に示されるとおり、例示的な実施形態による無線リンクリカバリプロセスは、以下のステップを含む。
【0068】
ステップ４００が、モビリティ管理ノードにおいて、所与のユーザ機器から第１のＮＡＳメッセージを受信する。第１のＮＡＳメッセージは、所与のユーザ機器が、ソースアクセスノードとＲＬＦを経験したことを示し、および、所与のユーザ機器とモビリティ管理ノードとの間のＮＡＳセキュリティコンテキストの前の確立中に作成された暗号鍵（例えば、ＮＡＳ完全性鍵ＫNASint）を使用して保護される。
【0069】
ステップ４０２が、モビリティ管理ノードにおいて、暗号鍵（ＫNASint）を使用して所与のユーザ機器を検証する。
【0070】
ステップ４０４が、モビリティ管理ノードにおいて、ターゲットアクセスノードとシグナリングインターフェース（例えば、Ｓ１ＡＰ）のセットアップを開始する。
【0071】
ステップ４０６が、モビリティ管理ノードから、ターゲットアクセスノードを通じて所与のユーザ機器に第２のＮＡＳメッセージを送信する。第２のＮＡＳメッセージは、ＲＬＦの肯定応答を示し、および、所与のユーザ機器とモビリティ管理ノードとの間のＮＡＳセキュリティコンテキストの前の確立中に作成された暗号鍵（ＫNASint）を使用して保護される。第２のＮＡＳメッセージは、データ転送に関連付けられたデータを収容する。データは、以前にバッファリングされたデータおよび／または新たなデータである。データは、所与のユーザ機器とモビリティ管理ノードとの間のＮＡＳセキュリティコンテキストの前の確立中に作成された別の暗号鍵（ＮＡＳ暗号化鍵ＫNASenc）を使用して暗号化される。
【0072】
やはりいくつかの実施形態において、異なる手続きの間の鍵分離のために、代替の鍵が、ＮＡＳコンテキストパラメータを、アップリンクメッセージカウントまたはダウンリンクメッセージカウントと一緒に使用して計算されてよい。
【0073】
この代替の鍵実施形態において、ＮＢＩｏＴ ＵＥは、ＲＬＦを報告する、ＭＭＥに対するアップリンクＮＡＳメッセージを保護するために別の鍵「ＫRLFint」を使用する。図５Ａにおける鍵導出関数（ＫＤＦ）に示されるとおり、鍵計算は、ＮＡＳアップリンクカウントパラメータおよびＫNASintを現在のＫASMEと一緒に使用する。ＮＡＳアップリンクカウントは、すべてのアップリンクＮＡＳメッセージに含められるので、受信側は、完全性鍵ＫRLFintを計算し、無線リンク障害状況におけるメッセージカウントの同期誤りを回避するために、受信されたメッセージにおけるカウント値を使用することが可能である。このことは、不安定な無線条件中に複数のメッセージが伝送される場合に無線リンク障害メッセージの適切なセキュリティおよびカウント検証に役立つことが可能である。ＲＬＦ発生時中により良好な同期のためにダウンリンクメッセージにおける「ＮＡＳダウンリンクカウント」をＭＭＥ１０６によって使用することも可能である。
【0074】
このため、図５Ｂに示されるメッセージフローは、ステップ１、２、２ａ、３ａ、５、６ａ、および６ｂに関して図３に示されるものと同一であるが、ステップ３および４に関して、ＵＥ１０２は、ＲＬＦを報告するメッセージを完全性保護するために、通常の鍵ＫNASintの代わりに、ＫRLFint（例えば、図５Ａに示されるとおり導出される）を使用する。
【0075】
本明細書において言及されるネットワーク要素の命名は、例示を目的とするに過ぎないことを認識されたい。このため、本明細書においてこれらのネットワーク要素に与えられる特定の名前または頭字語のいずれも、実施形態をいずれの様態においても限定することは意図していない。
【0076】
前述したとおり、実施形態は、ＬＴＥのコンテキストに限定されず、開示される技法は、他の３ＧＰＰシステムおよび非３ＧＰＰシステムを含むが、これらには限定されない多種多様な他の通信システムのコンテキストに単純明快な様態で適合させられることが可能である。
【0077】
本明細書において開示される通信システムのユーザ機器要素または基地局要素のプロセッサ、メモリ、コントローラ、および他の構成要素は、上で説明された無線リンクリカバリ機能の少なくとも一部分を実現するように適切に変形された、よく知られている回路を含んでよい。
【0078】
上で説明されたとおり、実施形態は、通信システムのユーザ機器、基地局、または他の要素の処理回路によって実行される１つ以上のソフトウェアプログラムをそれぞれが備える製造品の形態で実現されてよい。そのような回路の従来の態様は、当業者にはよく知られており、したがって、本明細書において詳細に説明されることはない。
【0079】
また、実施形態は、任意の組合せにおける、１つ以上のＡＳＩＣ、ＦＰＧＳ、または他のタイプの集積回路デバイスにおいて実施されてもよい。そのような集積回路デバイス、ならびにそのような集積回路デバイスの部分または組合せは、その用語が本明細書において使用されるとおりの「回路」の例である。
【0080】
多種多様な他の配置のハードウェア、および関連付けられるソフトウェアまたはファームウェアが、例示的な実施形態を実施する際に使用されてよい。
【0081】
したがって、本明細書において説明される様々な実施形態は、説明的な例として提示されるに過ぎず、特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではないことがやはり強調されるべきである。例えば、代替の実施形態が、例示的な実施形態のコンテキストにおいて上で説明されたものとは異なる、通信システム構成、ユーザ機器構成、基地局構成、無線リンクリカバリプロセス、メッセージングプロトコル、およびメッセージフォーマットを利用することが可能である。添付の特許請求の範囲に含まれる、これら、および他の多数の代替の実施形態が、当業者には容易に明白となろう。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】