СПОСОБ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2012 года по МПК H04W12/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу мобильной связи, предназначенному для осуществления связи между мобильной станцией и базовой станцией радиосвязи с использованием постоянного ключа.

Уровень техники

В традиционной системе мобильной связи, построенной по схеме LTE (Long Term Evolution, долгосрочное развитие) в соответствии со стандартами группы 3GPP, предусмотрена возможность осуществления связи между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB радиосвязи с использованием постоянного ключа.

Постоянный ключ может включать, например, ключ K_{RRC_Ciph}, используемый для функции шифрования в протоколе RRC (Radio Resource Control, управление радиоресурсами), являющимся протоколом плоскости управления (C-plane, С-плоскость) между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB радиосвязи (AS, Access Stratum, слой доступа), ключ K_{RRC_IP}, используемый для функции защиты целостности в протоколе RRC, и ключ K_{UP_Ciph}, используемый для функции шифрования в протоколе плоскости пользователя (U-plane, U-плоскость) между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB радиосвязи (AS, слой доступа), и т.п. Указанные постоянные ключи формируются с использованием первого ключа K_eNB.

Использование в течение длительного времени одного ключа в качестве постоянного ключа либо первого ключа K_eNB нежелательно, поскольку снижает защищенность системы. По этой причине группой 3GPP разработан способ обновления таких постоянного ключа или первого ключа K_eNB во время хэндовера (переключения связи).

Далее со ссылкой на фиг.8 описываются операции базовой станции радиосвязи (целевой eNB), управляющей целевой сотой переустановления соединения, направленные на получение первого ключа K_eNB**, используемого для формирования постоянного ключа, и выполняемые в операции переустановления соединения для мобильной станции UE.

Как показано на фиг.8, во-первых, базовая станция радиосвязи (исходная eNB), управляющая исходной сотой переустановления соединения, формирует промежуточный ключ K_eNB* на основании хранимого первого ключа K_eNB, параметра «Следующий ретранслятор», параметра «Тип хэндовера», представляющего собой тип хэндовера, и параметра «Целевой PCI», представляющего собой информацию идентификации целевой соты хэндовера.

Во-вторых, базовая станция радиосвязи (исходная eNB), управляющая исходной сотой переустановления соединения, передает сформированный промежуточный ключ K_eNB* в базовую станцию радиосвязи (в целевую eNB), управляющую целевой сотой переустановления соединения.

В-третьих, базовая станция радиосвязи (целевая eNB), управляющая целевой сотой переустановления соединения, формирует первый ключ K_eNB**, используемый для формирования постоянного ключа в базовой станции радиосвязи (целевой eNB), управляющей целевой сотой переустановления соединения, на основании принятого промежуточного ключа K_eNB* и идентификатора C-RNTI (Cell Radio Network Temporary ID, временный идентификатор соты радиосети), назначенного целевой сотой переустановления соединения.

Однако в вышеизложенном традиционном способе переустановления соединения в системе мобильной связи имеет место проблема, состоящая в том, что и базовая станция радиосвязи (исходная eNB), управляющая исходной сотой переустановления соединения, и базовая станция радиосвязи (целевая eNB), управляющая целевой сотой переустановления соединения, должны использовать множество параметров и иметь возможность формирования первого ключа K_eNB**, используемого в базовой станции радиосвязи (в целевой eNB), управляющей целевой сотой переустановления соединения.

В частности, как базовая станция радиосвязи (исходная eNB), управляющая исходной сотой переустановления соединения, так и базовая станция радиосвязи (целевая eNB), управляющая целевой сотой переустановления соединения, должны использовать функции преобразования ключа K_eNB (функции KDF, Key Derivation Function), параметры которых для каждой базовой станции радиосвязи различны, а мобильная станция UE также должна иметь эти функции KDF, что затрудняет применение данного способа.

Дополнительное неудобство создается необходимостью обновления ключа K_eNB в соответствии с PCI (физическим идентификатором соты, physical cell ID) целевой соты переустановления соединения.

В частности, если данный способ зависит от PCI, то при попытке выполнения мобильной станцией UE переустановления соединения с другой сотой под управлением базовой станции радиосвязи, в которой уже хранится контекст UE, в переустановлении соединения может быть отказано из-за несоответствия постоянных ключей в мобильной станции UE и в базовой станции радиосвязи.

Кроме того, из-за необходимости обновления K_eNB в соответствии с C-RNTI ограничена возможность гибких изменений в назначении идентификатора C-RNTI.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение сделано с учетом вышеописанных проблем. Целью настоящего изобретения является предложение способа мобильной связи, в котором первый ключ, используемый базовой станцией радиосвязи (целевой eNB), управляющей целевой сотой переустановления соединения, может формироваться с использованием упрощенной операции.

Первый аспект настоящего изобретения представляет собой способ мобильной связи для осуществления связи между мобильной станцией и базовой станцией радиосвязи с использованием постоянного ключа, включающий шаг (А) получения базовой станцией радиосвязи, управляющей целевой сотой переустановления соединения для мобильной станции, из коммутационного центра первого ключа, предназначенного для формирования постоянного ключа, в операции переустановления соединения мобильной станции, причем постоянный ключ подлежит использованию для осуществления связи между мобильной станцией и целевой сотой установления следующего соединения для мобильной станции.

Второй аспект настоящего изобретения представляет собой способ мобильной связи для осуществления связи между мобильной станцией и базовой станцией радиосвязи с использованием постоянного ключа, включающий шаг (А) получения базовой станцией радиосвязи, управляющей целевой сотой переустановления соединения для мобильной станции, из базовой станции радиосвязи, с которой мобильная станция осуществляла связь перед переустановлением соединения, постоянного ключа в операции переустановления соединения мобильной станции, причем постоянный ключ подлежит использованию для осуществления связи между мобильной станцией и целевой сотой переустановления соединения для мобильной станции.

В первом и втором аспекте способ мобильной связи может также включать шаг (В) обновления в мобильной станции первого ключа на основании сигнала подтверждения переустановления соединения, принятого из базовой станции радиосвязи, после передачи сигнала запроса переустановления соединения в базовую станцию радиосвязи.

В первом и втором аспекте на шаге (В) первый ключ обновляется на основании параметра, включенного в сигнал подтверждения переустановления соединения.

Третий аспект настоящего изобретения представляет собой базовую станцию радиосвязи, осуществляющую связь с мобильной станцией с использованием постоянного ключа, включающую модуль получения, выполненный с возможностью получения из коммутационного центра первого ключа, предназначенного для формирования постоянного ключа, в операции переустановления соединения мобильной станции, причем постоянный ключ подлежит использованию для осуществления связи между мобильной станцией и целевой сотой установления следующего соединения для мобильной станции.

Четвертый аспект настоящего изобретения представляет собой базовую станцию радиосвязи, осуществляющую связь с мобильной станцией с использованием постоянного ключа, включающую модуль получения, выполненный с возможностью получения из базовой станции радиосвязи, с которой мобильная станция осуществляла связь перед переустановлением соединения, постоянного ключа в операции переустановления соединения мобильной станции, причем постоянный ключ подлежит использованию для осуществления связи между мобильной станцией и целевой сотой переустановления соединения для мобильной станции.

В третьем и четвертом аспектах базовая станция радиосвязи может также включать модуль сообщения, выполненный с возможностью сообщения параметра для обновления мобильной станцией первого ключа после приема из мобильной станции сигнала запроса переустановления соединения, при этом указанный параметр включен в сигнал подтверждения переустановления соединения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой общую схему системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой схему примера иерархической структуры ключей и операций вычисления ключа, используемого в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой диаграмму последовательности операций при переустановлении соединения в пределах одной базовой станции радиосвязи в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой диаграмму последовательности операций при переустановлении соединения между разными базовыми станциями радиосвязи в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример иерархической структуры ключей и пример операции вычисления ключа, используемого в системе мобильной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 представляет собой диаграмму последовательности операций при переустановлении соединения в пределах одной базовой станции радиосвязи в системе мобильной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 представляет собой диаграмму последовательности операций при переустановлении соединения между разными базовыми станциями радиосвязи в системе мобильной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 представляет собой схему примера вычисления ключа в системе мобильной связи по традиционному способу.

Осуществление изобретения

Система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения

Далее со ссылкой на фиг.1-4 описывается система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Система мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления является системой мобильной связи, выполненной по схеме LTE, и включает множество коммутационных центров ММЕ#1, ММЕ#2, … и множество базовых станций eNB#11, eNB#12, eNB#21, eNB#22, … радиосвязи.

Например, мобильная станция UE выполнена с возможностью осуществления связи с базовой станцией eNB#11 радиосвязи с использованием вышеописанного постоянного ключа в соте #111 под управлением базовой станции eNB#11 радиосвязи.

Кроме того, в операции переустановления соединения для мобильной станции UE базовая станция радиосвязи, управляющая целевой сотой переустановления соединения (например, базовая станция eNB#12 радиосвязи), выполнена с возможностью получения первых ключей K_eNB[n+1], K_eNB[n+2] и т.д., предназначенных для формирования постоянного ключа, используемого для осуществления связи с мобильной станцией UE, без использования промежуточного ключа K_eNB*, формируемого базовой станцией радиосвязи, управляющей исходной сотой переустановления соединения (например, базовой станцией eNB#11 радиосвязи).

Фиг.2 иллюстрирует пример иерархической структуры ключей и пример вычисления ключа, используемого в системе мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления (то есть ключа, используемого для вычисления постоянного ключа).

Как показано на фиг.2, ключ K_{RRC_IP}, используемый для функции защиты целостности (Integrity Protection) в протоколе RRC, ключ K_{RRC_Ciph}, используемый для функции шифрования в протоколе RRC, и ключ K_{UP_Ciph}, используемый для функции шифрования в плоскости пользователя слоя доступа (AS), формируются с использованием первого ключа K_eNB[n].

Первый ключ K_eNB[n] вычисляется с использованием универсального ключа K_ASME по нижеприведенным формулам:

K_eNB[0n]=KDF₀ (K_ASME, NAS SN),

K_eNB[n+1]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n]), (n≥0).

Универсальный ключ K_ASME здесь известен только мобильной станции UE и коммутационному центру ММЕ. Базовой станции eNB радиосвязи данный ключ не должен быть известен.

Параметр NAS SN представляет собой порядковый номер (SN) протокола NAS, который является протоколом плоскости управления между мобильной станцией UE и коммутационным центром ММЕ (Non Access Stratum, слой без доступа).

Далее со ссылкой на фиг.3 и фиг.4 описываются операции системы мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления.

Во-первых, со ссылкой на фиг.3 описывается операция переустановления соединения в пределах одной базовой станции радиосвязи (Intra-eNB) в системе мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления.

Как показано на фиг.3, перед началом операции переустановления Intra-eNB мобильная станция UE хранит K_eNB[n] и KI (=n) (шаг S1001), базовая станция eNB радиосвязи хранит K_eNB[n], K_eNB[n+1] и KI (=n) (шаг S1002), а коммутационный центр ММЕ хранит K_ASME, K_eNB[n+1] и KI (=n) (шаг S1003).

На шаге S1004 при установленном между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB радиосвязи соединении RRC и при установленном между базовой станцией eNB радиосвязи и коммутационным центром ММЕ соединении S1 мобильная станция UE обнаруживает в вышеуказанном соединении RRC сбой канала радиосвязи, что может иметь место, если

- RSRP (Reference Signal Received Power, мощность принятого опорного сигнала) в соединении RRC в течение заранее определенного периода времени остается меньше заранее определенного порогового значения;

- операция произвольного доступа не выполнена успешно;

- операция хэндовера завершается неуспешно.

Затем на шаге S1005 мобильная станция UE выполняет операцию выбора соты, а на шаге S1006 через общий канал управления передает в выбранную соту (в базовую станцию eNB радиосвязи, управляющую выбранной сотой) сообщение «Запрос переустановления соединения RRC» (сигнал запроса переустановления соединения).

На шаге S1007 базовая станция eNB радиосвязи передает в мобильную станцию UE сообщение «Переустановление соединения RRC» (сигнал подтверждения переустановления соединения). Данное сообщение может включать KI (=n+1).

Базовая станция eNB радиосвязи сохраняет K_eNB[n+1] и KI (=n+1) (шаг S1008).

На шаге S1109 мобильная станция UE вычисляет K_eNB[n+1] по нижеприведенной формуле, а на шаге S1010, используя данный K_eNB[n+1], передает в базовую станцию eNB радиосвязи сообщение «Завершение переустановления соединения RRC» (сигнал завершения переустановления соединения).

K_eNB[n+1]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n])

Мобильная станция UE сохраняет K_eNB[n+1] и KI (=n+1) (шаг S1011).

На шаге S1012 базовая станция eNB радиосвязи передает в коммутационный центр ММЕ сообщение «Переключение маршрута S1» (сигнал переключения маршрута), содержащее KI (=n+1).

На шаге S1013 коммутационный центр ММЕ вычисляет K_eNB[n+2] по нижеприведенной формуле, а на шаге S1014 передает в базовую станцию eNB радиосвязи сообщение «Подтверждение переключения маршрута S1» (сигнал подтверждения переключения маршрута), содержащий K_eNB[n+2] и KI (=n+1).

K_eNB[n+2]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n+1])

На шаге S1015 коммутационный центр ММЕ сохраняет K_ASME, K_eNB[n+2] и KI (=n+1).

На шаге S1016 базовая станция eNB радиосвязи принимает сообщение «Подтверждение переключения маршрута S1» и сохраняет K_eNB[n+1], K_eNB[n+2] и KI (=n+1).

Тем самым базовая станция eNB радиосвязи, управляющая целевой сотой переустановления соединения, получает первый ключ K_eNB[n+2], предназначенный для формирования постоянного ключа, который будет использоваться для осуществления связи между мобильной станцией UE и целевой сотой переустановления следующего соединения, для мобильной станции UE.

На шаге S1017 базовая станция eNB радиосвязи передает в мобильную станцию UE сообщение «Перенастройка соединения RRC», а на шаге S1018 мобильная станция UE передает в базовую станцию eNB радиосвязи сообщение «Завершение перенастройки соединения RRC».

В результате выполнения вышеперечисленных шагов в операции переустановления соединения Intra-eNB обновляются ключ K_eNB и постоянный ключ.

Как показано на фиг.4, перед началом операции переустановления соединения между разными базовыми станциями радиосвязи (Inter-eNB) мобильная станция UE хранит K_eNB[n] и KI (=n) (шаг S2001), базовая станция eNB#1 радиосвязи хранит K_eNB[n], K_eNB[n+1] и KI (=n) (шаг S2002), а коммутационный центр ММЕ хранит K_ASME, K_eNB[n+1] и KI (=n) (шаг S2003).

На шаге S2004 базовая станция eNB#1 радиосвязи передает в соседнюю базовую станцию eNB#2 радиосвязи сообщение «Подготовка хэндовера Х2» (сигнал подготовки хэндовера), содержащее K_eNB[n+1] и KI (=n+1).

На шаге S2005 базовая станция eNB#2 радиосвязи сохраняет принятые K_eNB[n+1] и KI (=n+1), а на шаге S2006 передает в базовую станцию eNB#1 радиосвязи сообщение «Подтверждение подготовки хэндовера Х2» (сигнал подтверждения подготовки хэндовера).

Тем самым базовая станция eNB#2 радиосвязи, управляющая целевой сотой переустановления соединения, получает первый ключ K_eNB[n+1], предназначенный для формирования постоянного ключа, который будет использоваться для осуществления связи с мобильной станцией UE.

На шаге S2007 при установленном между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB#1 радиосвязи соединении RRC и при установленном между базовой станцией eNB#1 радиосвязи и коммутационным центром ММЕ соединении S1 мобильная станция UE обнаруживает в вышеуказанном соединении RRC сбой канала радиосвязи.

Затем на шаге S2008 мобильная станция UE выполняет операцию выбора соты, а на шаге S2009 через общий канал управления передает в выбранную соту (в целевую базовую станцию eNB#2 радиосвязи переустановления соединения) сообщение «Запрос переустановления соединения RRC» (сигнал запроса переустановления соединения).

На шаге S2010 целевая базовая станция eNB#2 радиосвязи переустановления соединения передает в мобильную станцию UE сообщение «Переустановление соединения RRC» (сигнал подтверждения переустановления соединения), которое может включать KI (=n+1).

На шаге S2011 мобильная станция UE вычисляет K_eNB[n+1] по нижеприведенной формуле, а на шаге S2013, используя данный K_eNB[n+1], передает в целевую базовую станцию eNB#2 радиосвязи переустановления соединения сообщение «Завершение переустановления соединения RRC» (сигнал завершения переустановления соединения).

K_eNB[n+1]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n])

На шаге S2012 мобильная станция UE сохраняет K_eNB[n+1] и KI (=n+1).

На шаге S2014 базовая станция eNB#2 радиосвязи передает в коммутационный центр ММЕ сообщение «Переключение маршрута S1» (сигнал переключения маршрута), содержащее KI (=n+1).

На шаге S2015 базовая станция eNB#2 радиосвязи передает в мобильную станцию UE сообщение «Перенастройка соединения RRC», а на шаге S2016 мобильная станция UE передает в базовую станцию eNB#2 радиосвязи сообщение «Завершение перенастройки соединения RRC».

На шаге S2017 коммутационный центр ММЕ вычисляет K_eNB[n+2] по нижеприведенной формуле, а на шаге S2019 передает в целевую базовую станцию eNB#2 радиосвязи переустановления соединения сообщение «Подтверждение переключения маршрута S1» (сигнал подтверждения переключения маршрута), содержащий K_eNB[n+2] и KI (=n+1).

K_eNB[n+2]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n+1])

На шаге S2018 коммутационный центр ММЕ сохраняет K_ASME, K_eNB[n+2] и KI (=n+1).

На шаге S2020 целевая базовая станция eNB#2 радиосвязи переустановления соединения принимает сообщение «Подтверждение переключения маршрута S1» и сохраняет K_eNB[n+1], K_eNB[n+2] и KI (=n+1).

Тем самым базовая станция eNB#2 радиосвязи, управляющая целевой сотой переустановления соединения, получает первый ключ K_eNB[n+2], предназначенный для формирования постоянного ключа, который будет использоваться для осуществления связи между мобильной станцией UE и целевой сотой переустановления следующего соединения для мобильной станции UE.

В результате выполнения вышеперечисленных шагов в операции переустановления соединения Inter-eNB между разными базовыми станциями радиосвязи обновляются ключ K_eNB и постоянный ключ.

Полезный эффект системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения

В системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения K_eNB[n+1] и другие ключи, предназначенные для использования базовой станцией eNB или eNB#2 радиосвязи, управляющей целевой сотой переустановления соединения, могут формироваться с использованием упрощенных действий.

Система мобильной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения

Далее со ссылкой на фиг.5-7 описывается система мобильной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения с основным вниманием к отличиям указанной системы от вышеописанной системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 иллюстрирует пример иерархической структуры ключей и пример операции вычисления ключа, используемого в системе мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления (то есть ключа, используемого для вычисления постоянного ключа).

Как показано на фиг.5, ключ K_{RRC_IP}, используемый для функции защиты целостности в протоколе RRC, ключ K_{RRC_Ciph}, используемый для функции шифрования в протоколе RRC, и ключ K_{UP_Ciph}, применяемый для функции шифрования в плоскости пользователя слоя доступа, формируются с использованием ключа K_eNB[n][m].

Ключ K_eNB[n][m] вычисляется с использованием K_eNB[n] по нижеприведенным формулам.

K_eNB[n][0]=K_eNB[n]

K_eNB[n][m+1]=KDF₂ (K_eNB[n][m]), (m≥0)

Ключ K_eNB[n] вычисляется с использованием K_ASME по нижеприведенным формулам.

K_eNB[0]=KDF₀ (K_ASME, NAS SN)

K_eNB[n+1]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n]), (n≥0)

Далее со ссылкой на фиг.6 и фиг.7 описываются операции системы мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления.

Во-первых, со ссылкой на фиг.6 описывается операция переустановления соединения в пределах одной базовой K_eNB[n][m] станции радиосвязи (Intra-eNB) в системе мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления.

Как показано на фиг.6, перед началом операции переустановления соединения Intra-eNB мобильная станция UE хранит K_eNB[n], K_eNB[n][m], KI (=n) и RC (=m) (шаг S3001), базовая станция eNB радиосвязи хранит K_eNB[n], K_eNB[n+1], K_eNB[n][m], KI (=n) и RC (=m) (шаг S3002), а коммутационный центр ММЕ хранит K_ASME, K_eNB[n+1] и KI (=n) (шаг S3003).

На шаге S3004 при установленном между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB радиосвязи соединении RRC и при установленном между базовой станцией eNB радиосвязи и коммутационным центром ММЕ соединении S1 мобильная станция UE обнаруживает в вышеуказанном соединении RRC сбой канала радиосвязи.

Затем на шаге S3005 мобильная станция UE выполняет операцию выбора соты, а на шаге S3006 через общий канал управления передает в выбранную соту (в базовую станцию eNB радиосвязи, управляющую выбранной сотой) сообщение «Запрос переустановления соединения RRC» (сигнал запроса переустановления соединения).

На шаге S3007 базовая станция eNB радиосвязи передает в мобильную станцию UE сообщение «Переустановление соединения RRC» (сигнал подтверждения переустановления соединения), содержащий KI (=n) и RC (=m+1).

На шаге S3008 мобильная станция UE вычисляет K_eNB[n][m+1] по нижеприведенной формуле, а на шаге S3009 сохраняет K_eNB[n], K_eNB[n][m+1], KI (=n+1) и RC(m+1).

K_eNB[n][m+1]=KDF₂ (K_eNB[n][m])

Аналогично, на шаге S3010 базовая станция eNB радиосвязи вычисляет K_eNB[n] по нижеприведенной формуле, а на шаге S3011 сохраняет K_eNB[n], K_eNB[n+1], K_eNB[n][m+1], KI (n+1) и RC (=m+1).

K_eNB[n][m+1]=KDF₂ (K_eNB[n][m])

На шаге S3012 мобильная станция UE передает в базовую станцию eNB радиосвязи сообщение «Завершение переустановления соединения RRC» (сигнал завершения переустановления соединения) с использованием вышеуказанного K_eNB[n+1].

На шаге S3013 базовая станция eNB радиосвязи передает в мобильную станцию UE сообщение «Перенастройка соединения RRC», а на шаге S3014 мобильная станция UE передает в базовую станцию eNB радиосвязи сообщение «Завершение перенастройки соединения RRC».

В данном варианте осуществления операция переключения маршрута при переустановлении соединения Intra-eNB может быть исключена.

Во-вторых, со ссылкой на фиг.7 описывается операция переустановления соединения между разными базовыми станциями радиосвязи в системе мобильной связи (Inter-eNB) в соответствии сданным вариантом осуществления.

Как показано на фиг.7, перед началом операции переустановления соединения Inter-eNB мобильная станция UE хранит K_eNB[n], K_{eNB[n] [m]}, KI (=n) и RC (=m) (шаг S4001), базовая станция eNB#1 радиосвязи хранит K_eNB[n], K_eNB[n+1], K_eNB[n][m], KI (=n) и RC (=m) (шаг S4002), а коммутационный центр ММЕ хранит K_ASME, K_eNB[n+1] и KI (=n) (шаг S4003).

На шаге S4004 базовая станция eNB#1 радиосвязи передает в соседнюю базовую станцию eNB#2 радиосвязи сообщение «Подготовка хэндовера Х2» (сигнал подготовки хэндовера), содержащее K_eNB[n+1] и KI (=n+1).

На шагах S4005 и S4006 базовая станция eNB#2 радиосвязи сохраняет K_eNB[n+1], K_eNB[n+1][0], KI (=n+1) И RC (=0). Здесь предполагается, что K_eNB[n+1][0]=K_eNB[n+1].

На шаге S4007 базовая станция eNB#2 радиосвязи передает в базовую станцию eNB#1 радиосвязи сообщение «Подтверждение подготовки хэндовера Х2» (сигнал подтверждения подготовки хэндовера).

Тем самым базовая станция eNB#2 радиосвязи, управляющая целевой сотой переустановления соединения, получает первый ключ K_eNB[n+1][0], предназначенный для формирования постоянного ключа, который будет использоваться для осуществления связи с мобильной станцией UE.

На шаге S4008 при установленном между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB#1 радиосвязи соединении RRC и при установленном между базовой станцией eNB#1 радиосвязи и коммутационным центром ММЕ соединении S1 мобильная станция UE обнаруживает в вышеуказанном соединении RRC сбой канала радиосвязи.

Затем на шаге S4009 мобильная станция UE выполняет операцию выбора соты, а на шаге S4010 через общий канал управления передает в целевую соту переустановления соединения (в целевую базовую станцию eNB#2 радиосвязи переустановления соединения) сообщение «Запрос переустановления соединения RRC» (сигнал запроса переустановления соединения).

На шаге S4011 целевая базовая станция eNB#2 радиосвязи переустановления соединения передает в мобильную станцию UE сообщение «Переустановление соединения RRC», содержащее KI (=n+1) и RC (=0).

На шаге S4012 мобильная станция UE вычисляет K_eNB[n+1] и K_eNB[n+1][0] по нижеприведенным формулам, а на шаге S4013 сохраняет K_eNB[n+1], K_eNB[n+1][0], KI (=n+1) и RC (=0).

K_eNB[n+1]=KDF₁(K_ASME, K_eNB[n])

K_eNB[n+1][0]=K_eNB[n+1]

На шаге S4014 мобильная станция UE передает в целевую базовую станцию eNB#2 радиосвязи переустановления соединения сообщение «Завершение переустановления соединения RRC» с использованием вышеуказанного K_eNB[n+1].

На шаге S4015 целевая базовая станция eNB#2 радиосвязи переустановления соединения передает в коммутационный центр ММЕ сообщение «Переключение маршрута S1», содержащее KI (=n+1).

На шаге S4016 целевая базовая станция eNB#2 радиосвязи переустановления соединения передает в мобильную станцию UE сообщение «Перенастройка соединения RRC», а на шаге S4017 мобильная станция UE передает в целевую базовую станцию eNB#2 радиосвязи переустановления соединения сообщение «Завершение перенастройки соединения RRC».

На шаге S4018 коммутационный центр ММЕ вычисляет K_eNB[n+2] по нижеприведенной формуле, а на шаге S4019 сохраняет K_ASME, K_eNB[n+2] и KI (=n+1).

K_eNB[n+2]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n+1])

На шаге S4020 коммутационный центр ММЕ передает в целевую базовую станцию eNB#2 радиосвязи переустановления соединения сообщение «Подтверждение переключения маршрута S1», содержащее K_eNB[n+2] и KI (=n+1).

На шаге S4021 целевая базовая станция eNB#2 радиосвязи переустановления соединения сохраняет K_eNB[n+1], K_eNB[n+2], KI (=n+1), K_eNB[n+1][0] и RC (=0).

Как показано на фиг.6 и фиг.7, при включении K_eNB в операцию обновления в базовой станции радиосвязи с использованием параметра RC можно обновлять K_eNB без обращения в коммутационный центр ММЕ.

В то же время в операциях, иллюстрируемых фиг.6 и фиг.7, параметр RC может не включаться в сообщение «Переустановление соединения RRC».

Когда параметр RC не включен в сообщение «Переустановление соединения RRC», необходимость инкрементирования RC может быть определена посредством определения того, был ли инкрементирован параметр KI.

Если параметр KI был инкрементирован, то может быть выполнен сброс RC в 0, а если KI инкрементирован не был, то может быть выполнено инкрементирование RC.

Как вариант, если параметр RC не включен в сообщение «Переустановление соединения RRC», то мобильная станция UE может выполнить ряд попыток с текущим значением RC, инкрементированным значением RC и нулевым значением RC, проверить целостность по отношению к сообщениям, полученным в каждом из перечисленных случаев, и самостоятельно определить, какой из данных случаев корректен.

Модификации

Функции вышеописанных коммутационного центра ММЕ, мобильной станции UE и базовой станции еNВ радиосвязи могут быть реализованы аппаратным образом, программным модулем, выполняемым процессором, либо сочетанием указанных способов.

Указанный программный модуль может находиться на носителе информации любого типа, например в оперативном запоминающем устройстве (RAM, Random Access Memory), во флэш-памяти, в постоянном запоминающем устройстве (ROM, Read Only Memory), в постоянном стираемом запоминающем устройстве (EPROM, Erasable Programmable ROM), в электрически программируемом стираемом постоянном запоминающем устройстве (EEPROM, Electronically Erasable and Programmable ROM), в регистре, на жестком диске, на съемном диске или на компакт-диске (CD-ROM).

Носитель информации соединяется с процессором так, чтобы процессор мог считывать информацию с носителя информации и записывать информацию на носитель информации. Носитель информации может также быть встроен в процессор либо совместно с процессором выполнен в составе специализированной интегральной схемы, которая может быть предусмотрена в коммутационном центре ММЕ, мобильной станции UE и в базовой станции eNB радиосвязи. Кроме того, носитель информации и процессор могут быть предусмотрены в коммутационном центре ММЕ, мобильной станции UE и в базовой станции eNB радиосвязи как самостоятельные компоненты.

Хотя настоящее изобретение подробно описано здесь с использованием вышеприведенных вариантов осуществления, для специалиста в данной области очевидно, что настоящее изобретение не может быть ограничено вариантом осуществления, приведенным в данном здесь описании. Настоящее изобретение может быть осуществлено в модифицированном или измененном виде без выхода за пределы сущности и объема охраны настоящего изобретения, определяемых формулой изобретения. Тем самым все описание настоящего изобретения носит иллюстративный характер и не имеет целью какое-либо ограничение настоящего изобретения.

Изобретение относится к способу мобильной связи, предназначенному для осуществления связи между мобильной станцией и базовой станцией радиосвязи с использованием постоянного ключа. Технический результат заключается в обеспечении формирования первого ключа с использованием упрощенной операции. Для этого способ включает: шаг (А) передачи из мобильной станции в базовую станцию радиосвязи сигнала запроса переустановления соединения при обнаружении сбоя канала радиосвязи и шаг (В) выполнения перенастройки канала радиосвязи между мобильной станцией и базовой станцией радиосвязи в ответ на передачу сигнала запроса переустановления соединения. Причем на шаге (В) базовая станция радиосвязи передает в мобильную станцию сигнал подтверждения переустановления соединения, содержащий индексный параметр для идентификации второго ключа, который служит для вычисления первого ключа, предназначенного для формирования постоянного ключа, подлежащего использованию в базовой станции радиосвязи после операции переустановления соединения, а мобильная станция вычисляет первый ключ, подлежащий хранению в мобильной станции, с использованием второго ключа, идентифицируемого посредством индексного параметра, содержащегося в принятом сигнале подтверждения переустановления соединения. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ мобильной связи для осуществления связи между мобильной станцией и базовой станцией радиосвязи через канал радиосвязи с использованием постоянного ключа, включающий
шаг (А) передачи из мобильной станции в базовую станцию радиосвязи сигнала запроса переустановления соединения при обнаружении сбоя канала радиосвязи;
и шаг (В) выполнения перенастройки канала радиосвязи между мобильной станцией и базовой станцией радиосвязи в ответ на передачу сигнала запроса переустановления соединения;
причем на шаге (В) базовая станция радиосвязи передает в мобильную станцию сигнал подтверждения переустановления соединения, содержащий индексный параметр для идентификации второго ключа, который служит для вычисления первого ключа, предназначенного для формирования постоянного ключа, подлежащего использованию в базовой станции радиосвязи после операции переустановления соединения, а мобильная станция вычисляет первый ключ, подлежащий хранению в мобильной станции, с использованием второго ключа, идентифицируемого посредством индексного параметра, содержащегося в принятом сигнале подтверждения переустановления соединения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый ключ идентифицируют посредством первого индексного параметра и второго индексного параметра; и на шаге (В) базовая станция радиосвязи передает в мобильную станцию сигнал подтверждения переустановления соединения, содержащий первый индексный параметр, но не содержащий второй индексный параметр.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на шаге (В) мобильная станция выполняет сброс второго индексного параметра, если первый индексный параметр, содержащийся в принятом сигнале подтверждения переустановления соединения, инкрементирован, и выполняет инкрементирование второго индексного параметра, если первый индексный параметр не инкрементирован.

4. Базовая станция радиосвязи, осуществляющая связь с мобильной станцией через канал радиосвязи с использованием постоянного ключа, содержащая модуль приема, выполненный с возможностью приема сигнала запроса переустановления соединения из мобильной станции;
модуль перенастройки, выполненный с возможностью выполнения перенастройки канала радиосвязи с мобильной станцией в соответствии с сигналом запроса переустановления соединения; при этом модуль перенастройки выполнен с возможностью передачи в мобильную станцию сигнала подтверждения переустановления соединения, содержащего индексный параметр для идентификации второго ключа, который служит для вычисления первого ключа, предназначенного для формирования постоянного ключа, подлежащего использованию в базовой станции радиосвязи после операции переустановления соединения.

5. Базовая станция по п.4, отличающаяся тем, что первый ключ идентифицируется посредством первого индексного параметра и второго индексного параметра; а модуль перенастройки выполнен с возможностью передачи в мобильную станцию сигнала подтверждения переустановления соединения, содержащего первый индексный параметр, но не содержащего второй индексный параметр.

6. Мобильная станция, осуществляющая связь с базовой станцией радиосвязи через канал радиосвязи с использованием постоянного ключа, содержащая модуль передачи, выполненный с возможностью передачи в базовую станцию сигнала запроса переустановления соединения при обнаружении сбоя канала радиосвязи; и модуль перенастройки, выполненный с возможностью выполнения перенастройки канала радиосвязи с базовой станцией радиосвязи; при этом модуль перенастройки выполнен с возможностью вычисления первого ключа, подлежащего хранению в мобильной станции, при приеме из базовой станции радиосвязи сигнала подтверждения переустановления соединения, содержащего индексный параметр для идентификации второго ключа, который служит для вычисления первого ключа, причем первый ключ представляет собой ключ для формирования постоянного ключа, подлежащего использованию в базовой станции радиосвязи после операции переустановления соединения.

7. Мобильная станция по п.6, отличающаяся тем, что первый ключ идентифицируется посредством первого индексного параметра и второго индексного параметра; а модуль перенастройки выполнен с возможностью вычисления первого ключа, подлежащего хранению в мобильной станции, с использованием второго ключа, идентифицируемого посредством первого индексного параметра, при приеме сигнала подтверждения переустановления соединения, содержащего первый индексный параметр, но не содержащего второй индексный параметр.

8. Мобильная станция по п.7, отличающаяся тем, что модуль перенастройки выполнен с возможностью выполнения сброса второго индексного параметра, если первый индексный параметр, содержащийся в принятом сигнале подтверждения переустановления соединения, инкрементирован, и с возможностью выполнения инкрементирования второго индексного параметра, если первый индексный параметр не инкрементирован.