СПОСОБ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ, МОБИЛЬНАЯ СТАНЦИЯ И БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2013 года по МПК H04W36/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу мобильной связи, мобильной станции и базовой станции радиосвязи.

Уровень техники

В системе мобильной связи типа LTE (Long Term Evolution, долгосрочное развитие), стандартизацией которой занимается группа 3GPP, мобильная станция UE выполняется с возможностью осуществления операции переустановления соединения при обнаружении сбоя канала радиосвязи в соединении RRC (Radio Resource Control, уровень управления ресурсами радиосвязи). Конкретно, мобильная станция выполняется с возможностью осуществления, при операции переустановления соединения, операции выбора соты и передачи в выбранную соту сообщения «запрос переустановления соединения RRC» через общий канал управления (common control channel, CCCH).

Мобильная станция UE выполняется с возможностью, при операции выбора соты, выбора соты, уровень сигнала которой отвечает заданным требованиям, и к которой данная мобильная станция UE имеет право доступа.

Базовая станция eNB радиосвязи, управляющая выбранной сотой, выполняется с возможностью проверки, при операции переустановления соединения, сообщения «Запрос переустановления соединения RRC», производимой на основании второй информации верификации (краткого МАС-I), содержащейся в сообщении «Запрос переустановления соединения RRC», что сделано во избежание описываемых далее проблем.

Когда мобильные станции UE, в разных сотах обнаружившие сбой канала радиосвязи, передают в выбранную соту сообщения «Запрос переустановления соединения RRC», содержащие одинаковые идентификаторы C-RNTI (Cell-Radio Network Temporary Identifier, временный идентификатор соты радиосети) и одинаковые идентификаторы PCI (Physical Cell ID, физический идентификатор соты), базовая станция eNB радиосвязи не может отличить один запрос переустановления соединения RRC от другого.

Базовая станция eNB радиосвязи не может отличить запрос переустановления соединения RRC от других, когда мобильная станция UE злоумышленника передает сообщение «Запрос переустановления соединения RRC», содержащее произвольно заданные идентификаторы C-RNTI и PCI.

Для проверки правомочности запроса переустановления соединения RRC может использоваться краткий МАС-I (Message Authentication Code for Integrity Protection, код подтверждения для защиты целостности сообщения). Иными словами, краткий МАС-I может служить контрольной суммой для проверки достоверности запроса переустановления соединения RRC.

В системе мобильной связи типа LTE проверка достоверности сообщения RRC в выделенном канале управления (dedicated control channel, DCCH) осуществляется функцией PDCP-уровня (Packet Data Convergence Protocol layer, уровень протокола сведения пакетных данных). Конкретно, указанная система выполнена с возможностью формирования на PDCP-уровне контрольной суммы (кода МАС-I) для сообщения RRC и с возможностью передачи данной контрольной суммы, присоединяемой к заголовку PDCP.

В системе мобильной связи типа LTE также существует возможность передачи запроса переустановления соединения RRC через общий канал управления (common control channel, CCCH).

При этом в указанной системе для CCCH функция PDCP-уровня не предусмотрена.

С учетом вышеприведенных обстоятельств понятно, что краткий МАС-I, включаемый в запрос переустановления соединения RRC, невозможно сформировать в соответствии с действующими спецификациями LTE.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение сделано с учетом вышеизложенной проблемы. Целью настоящего изобретения является предложение способа мобильной связи, мобильной станции и базовой станции радиосвязи, дающих возможность формирования краткого МАС-I, включаемого в запрос переустановления соединения RRC.

Первый аспект настоящего изобретения представляет собой способ мобильной связи, включающий следующие шаги: формирование в мобильной станции первой информации верификации с использованием первого ключа, первого параметра и алгоритма для функции защиты целостности; формирование в мобильной станции второй информации верификации путем извлечения заранее определенных битов первой информации верификации; и выполнение в мобильной станции при обнаружении сбоя канала радиосвязи в соединении RRC операции выбора соты и передача из мобильной станции через общий канал управления в базовую станцию радиосвязи, управляющую выбранной сотой, блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC, причем в указанном блоке RRC-PDU задана вторая информация верификации.

В первом аспекте первым параметром может быть параметр COUNT, идентификатор канала (bearer ID) и направление (нисходящее/восходящее); а в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC могут быть заданы физический идентификатор соты и идентификатор C-RNTI.

Второй аспект настоящего изобретения представляет собой способ мобильной связи, включающий следующие шаги: формирование в базовой станции радиосвязи первой информации верификации с использованием первого ключа, первого параметра и алгоритма для функции защиты целостности; формирование в базовой станции радиосвязи второй информации верификации путем извлечения заранее определенных битов первой информации верификации; выполнение в мобильной станции при обнаружении сбоя канала радиосвязи в соединении RRC операции выбора соты и передача из мобильной станции через общий канал управления в базовую станцию радиосвязи, управляющую выбранной сотой, блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC, причем в указанном блоке RRC-PDU задана вторая информация верификации; и проверка в базовой станции радиосвязи принятого из мобильной станции блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC с использованием второй информации верификации.

Во втором аспекте первым параметром может быть параметр COUNT, идентификатор канала и направление (нисходящее/восходящее).

Третий аспект настоящего изобретения представляет собой мобильную станцию, содержащую модуль формирования первой информации верификации, выполненный с возможностью формирования первой информации верификации с использованием первого ключа, первого параметра и алгоритма для функции защиты целостности; модуль формирования второй информации верификации, выполненный с возможностью формирования второй информации верификации путем извлечения заранее определенных битов первой информации верификации; и модуль передачи, выполненный с возможностью, при обнаружении сбоя канала радиосвязи в соединении RRC, выполнения операции выбора соты и передачи через общий канал управления в базовую станцию радиосвязи, управляющую выбранной сотой, блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC, причем в указанном блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC задана вторая информация верификации.

В третьем аспекте первым параметром может быть параметр COUNT, идентификатор канала и направление (нисходящее/восходящее), а в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC могут быть заданы физический идентификатор соты и идентификатор C-RNTI.

В третьем аспекте модуль передачи может быть выполнен с возможностью задания в качестве физического идентификатора соты физического идентификатора той соты, в которой во время соединения RRC произошел сбой канала радиосвязи, и с возможностью задания в качестве идентификатора C-RNTI того идентификатора C-RNTI, который использовался мобильной станцией UE в соте, в которой произошел сбой канала радиосвязи.

В третьем аспекте модуль формирования первой информации верификации может быть выполнен с возможностью формирования первой информации верификации для блока PDU, в котором заданы физический идентификатор соты, в которой во время соединения RRC произошел сбой канала радиосвязи, идентификатор C-RNTI, использовавшийся мобильной станцией UE в соте, в которой произошел сбой канала радиосвязи, и идентификатор выбранной соты.

Четвертый аспект настоящего изобретения представляет собой базовую станцию радиосвязи, содержащую модуль формирования первой информации верификации, выполненный с возможностью формирования первой информации верификации с использованием первого ключа, первого параметра и алгоритма для функции защиты целостности; модуль формирования второй информации верификации, выполненный с возможностью формирования второй информации верификации путем извлечения заранее определенных битов первой информации верификации; и модуль проверки, выполненный с возможностью проверки блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC, принятого из мобильной станции через общий канал управления, с использованием второй информации верификации.

В четвертом аспекте первым параметром может быть параметр COUNT, идентификатор канала и направление (нисходящее/восходящее).

В четвертом аспекте базовая станция радиосвязи может дополнительно включать модуль сообщения, выполненный с возможностью сообщения в соседнюю базовую станцию радиосвязи второй информации верификации с использованием сигнала подготовки хэндовера.

В четвертом аспекте модуль формирования первой информации верификации может быть выполнен с возможностью извлечения физического идентификатора соты и идентификатора C-RNTI из блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC, принятого из мобильной станции, с возможностью формирования блока PDU, содержащего извлеченные физический идентификатор соты, и C-RNTI, а также сообщаемый идентификатор соты, принявшей блок RRC-PDU, и с возможностью формирования первой информации верификации для блока PDU.

В четвертом аспекте базовая станция радиосвязи может быть выполнена с возможностью проверки блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC путем определения того, соответствует ли вторая информация верификации, переданная из соседней базовой станции радиосвязи посредством сигнала подготовки хэндовера и сохраненная после приема, второй информации верификации, содержащейся в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC.

В соответствии с вышеизложенным, настоящее изобретение позволяет предложить способ мобильной связи, мобильную станцию и базовую станцию радиосвязи, дающие возможность формирования краткого МАС-I, включаемого в запрос переустановления соединения RRC.

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 стека протоколов между мобильной станцией и базовой станцией радиосвязи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой диаграмму последовательности операций при формировании краткого МАС-I в мобильной станции в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

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

Фиг.5 представляет собой диаграмму последовательности операций при переустановлении соединения в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 представляет собой диаграмму последовательности операций при переустановлении соединения в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения

Далее со ссылкой на фиг.1-6 описывается система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном варианте осуществления система мобильной связи является системой типа LTE.

Как показано на фиг.1, система мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления включает коммутационный ММЕ (Mobility Management Entity, узел управления мобильностью) и множество базовых станций eNB#1-eNB#n радиосвязи.

На фиг.2 показан стек протоколов между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB радиосвязи в соответствии с данным вариантом осуществления.

Конкретно, для каждой мобильной станции UE и базовой станции eNB радиосвязи в соответствии с данным вариантом осуществления имеется функция RRC-уровня, функция PDCP-уровня, функция RLC-уровня, функция МАС-уровня и функция физического уровня.

Кроме того, в системе мобильной связи типа LTE предусмотрены три типа радиоканалов SRB (Signalling Radio Bearers, радиоканалы сигнализации) для плоскости управления (C-plane, С-плоскость): SRBO, SRB1 и SRB2.

Канал SRBO представляет собой радиоканал для общего канала управления (СССН). В восходящей линии связи SRBO используется для передачи сообщений «Запрос установления соединения RRC» и «Запрос переустановления соединения RRC». В нисходящей линии связи SRBO используется для передачи сообщений «Установление соединения RRC», «Отказ установления соединения RRC», «Переустановление соединения RRC» и «Отказ переустановления соединения RRC».

Как правило, в запросе переустановления соединения RRC в качестве элементов информации указанного запроса содержатся идентификатор C-RNTI, идентификатор PCI и краткий МАС-I.

Здесь C-RNTI длиной 16 бит представляет собой идентификатор мобильной станции, UE-ID, использовавшийся мобильной станцией UE в обслуживающей соте непосредственно перед обнаружением сбоя канала радиосвязи. PCI длиной 9 бит представляет собой идентификатор обслуживающей соты, с которой у мобильной станции UE непосредственно перед обнаружением сбоя канала радиосвязи было установлено соединение. Краткий МАС-I предполагается имеющим длину 15 или 16 бит.

Канал SRBO, в частности, используется для передачи сообщения при невозможности конкретного указания отправителя и адресата.

Поскольку SRBO является радиоканалом для общего канала управления (СССН), SRBO не имеет PDCP-уровня. Поэтому в SRBO неприменимы ни функция защиты целостности (Integrity Protection), ни функция шифрования.

Канал SRB1 представляет собой радиоканал для выделенного канала управления (dedicated control channel, DCCH) и используется для передачи всех сообщений RRC (включая сообщения NAS, присоединенные к сообщениям RRC), кроме передаваемых в SRBO.

Следует отметить, что в SRB1 могут быть использованы функция защиты целостности и функция шифрования.

Канал SRB2 представляет собой радиоканал для выделенного канала управления (DCCH) и применяется для целей прямой передачи NAS-уровня (Non-access stratum layer).

По сравнению с SRB1, канал SRB2 имеет более низкий приоритет.В SRB2 могут быть использованы функция защиты целостности и функция шифрования.

В системе мобильной связи типа LTE предусмотрен радиоканал DRB (Data Radio Bearer, радиоканал данных) для плоскости пользователя (U-plane, U-плоскости).

DRB представляет собой радиоканал для выделенного канала трафика (DTCH, dedicated traffic channel). В зависимости от предоставляемых услуг связи предусмотрено необходимое количество каналов DRB. Поскольку DRB имеет PDCP-уровень, в DRB функция шифрования может быть реализована на PDCP-уровне.

Далее со ссылкой на фиг.3 дается описание операции формирования краткого МАС-I (второй информации верификации) в мобильной станции UE и в базовой станции eNB радиосвязи.

Как показано на фиг.3, на шаге S1001 функция RRC-уровня формирует блок RRC-PDU (RRC Packet Data Unit, элемент пакетных данных уровня RRC) для запроса переустановления соединения RRC, содержащий заранее определенный краткий МАС-I.

В качестве заранее определенного краткого МАС-I функция RRC-уровня может задавать, например, краткий МАС-I, в котором все биты имеют значение 0.

Кроме того, функция RRC-уровня обладает возможностью задания в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC идентификаторов С-RNTI и PCI, известных как мобильной станции UE, так и базовой станции eNB радиосвязи.

Например, в качестве идентификаторов C-RNTI и PCI функция RRC-уровня может задавать используемые мобильной станцией UE текущие значения данных идентификаторов.

При этом функция RRC-уровня может устанавливать заданное число старших значащих битов или младших значащих битов краткого МАС-I равным идентификатору PCI, заполняя остальные биты нулями, в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC.

В случае мобильной станции UE в качестве идентификатора PCI целевой соты может быть задан PCI соты, выбранной при операции выбора соты после обнаружения сбоя канала радиосвязи (то есть соты, в которую мобильная станция UE на самом деле передает запрос переустановления соединения RRC).

С другой стороны, в случае базовой станции eNB радиосвязи в качестве идентификатора PCI целевой соты может быть задан PCI соты, которая выполняет подготовку к хэндоверу (то есть соты, которая, как можно ожидать, получит из мобильной станции UE запрос переустановления соединения RRC).

На шаге S1002 функция RRC-уровня передает сформированный блок RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC в функцию PDCP-уровня.

На шаге S1003 функция PDCP-уровня формирует из принятого блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC МАС-I (первую информацию верификации), используя заранее определенный алгоритм (к примеру, алгоритм защиты целостности, используемый в данный момент).

Более конкретно, функция PDCP-уровня вычисляет МАС-I, подавая на вход используемого в данный момент алгоритма защиты целостности первый ключ K_RRC__IP и три параметра: COUNT (32 бита), идентификатор канала (bearer ID) (8 бит) и направление (нисходящее/восходящее).

Первый ключ K_RRC__IP здесь вычисляется с использованием инкрементируемого универсального ключа K_eNB[n+1].

Универсальный ключ K_eNB во время хэндовера обновляется с текущего универсального ключа K_eNB[n] до следующего универсального ключа K_eNB[n+1], который должен использоваться после хэндовера. Инкрементируемый универсальный ключ K_eNB[n+1], который должен использоваться после следующего хэндовера, может быть применен для вычисления первого ключа K_RRC__IP, используемого для вычисления краткого МАС-I.

В качестве идентификатора канала функция PDCP-уровня использует идентификатор канала SRB1 или SRBO. Следует отметить, что поскольку SRBO является радиоканалом для общего канала управления (СССН), у SRBO обычно нет идентификатора канала. Однако с указанной выше целью для SRBO дополнительно задается идентификатор канала.

С точки зрения безопасности функция PDCP-уровня не должна использовать для защиты нескольких блоков RRC-PDU один и тот же универсальный ключ K_eNB и одни и те же параметры (в частности, параметр COUNT). В этой связи во избежание излишнего усложнения функция PDCP-уровня в качестве идентификатора канала может использовать идентификатор канала SRBO. Если функция PDCP-уровня в качестве идентификатора канала использует идентификатор канала SRB1, то возникает проблема, состоящая в том, что в исходном блоке RRC-PDU канала SRB1 нельзя использовать значение COUNT=0.

Дополнительно, функция PDCP-уровня устанавливает параметр COUNT равным 0. Однако функции PDCP-уровня не нужно инкрементировать COUNT в операции вычисления МАС-I.

Параметр COUNT можно представить с разделением на часть HFN старших значащих битов и часть SN младших значащих битов.

Функция PDCP-уровня вставляет в реальный заголовок только часть SN, и хранит только часть HFN.

Кроме того, функция PDCP-уровня присваивает параметру «направление» значение «восходящее».

На шаге S1004 функция PDCP-уровня передает сформированный МАС-I в функцию RRC-уровня.

На шаге S1005 функция RRC-уровня извлекает заранее определенные биты (к примеру, 16 младших битов, 16 старших битов и т.п.) принятого МАС-I и задает их в качестве краткого МАС-I в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC.

Далее со ссылкой на фиг.4-6 дается описание операции переустановления соединения в системе мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления.

Во-первых, со ссылкой на фиг.4 дается описание примера успешного выполнения операции переустановления соединения.

Как показано на фиг.4, между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB радиосвязи установлено соединение RRC, а между базовой станцией eNB радиосвязи и коммутационным ММЕ установлено соединение S1. Мобильная станция UE и базовая станция eNB радиосвязи здесь вычисляют краткий МАС-I, выполняя операции, показанные на фиг.3 на шагах S2001 и S2002.

Мобильная станция UE и базовая станция eNB радиосвязи могут вычислять краткий МАС-I по завершении операции хэндовера, по завершении операции переустановления соединения, при обнаружении сбоя канала радиосвязи и т.п.

На шаге S2003 при установленном соединении RRC, как описано выше, мобильная станция UE обнаруживает сбой канала радиосвязи. Например, мобильная станция UE обнаруживает сбой канала радиосвязи в одном из следующих случаев:

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

- если операция произвольного доступа не выполнена успешно;

- если операция хэндовера завершается неуспешно.

Затем на шаге S2004 мобильная станция UE выполняет операцию выбора соты и передает в выбранную соту (или в базовую станцию eNB радиосвязи, управляющую выбранной сотой) через общий канал управления запрос переустановления соединения RRC, содержащий C-RNTI, PCI и краткий МАС-I.

Базовая станция eNB радиосвязи, управляет обслуживающей сотой мобильной станции UE и заранее хранит контекст UE (краткий МАС-I) мобильной станции UE. По этой причине на шаге S2006 базовая станция eNB радиосвязи проверяет принятый запрос переустановления соединения RRC путем сравнения заранее сохраненного краткого МАС-I с кратким МАС-I, содержащимся в запросе переустановления соединения RRC.

В примере на фиг.4, поскольку достоверность запроса переустановления соединения RRC успешно подтверждена, на шаге S2007 базовая станция eNB радиосвязи передает в мобильную станцию UE сообщение «Переустановление соединения RRC».

На шаге S2008 мобильная станция UE передает в базовую станцию eNB радиосвязи сообщение «Завершение переустановления соединения RRC».

На шаге S2009 базовая станция eNB радиосвязи передает в мобильную станцию UE сообщение «Перенастройка соединения RRC».

На шаге S2010 мобильная станция UE передает в базовую станцию eNB радиосвязи сообщение «Завершение перенастройки соединения RRC».

Во-вторых, со ссылкой на фиг.5 дается описание примера неуспешного выполнения операции переустановления соединения.

Как показано на фиг.5, между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB#1 радиосвязи установлено соединение RRC, а между базовой станцией eNB#1 радиосвязи и коммутационным ММЕ установлено соединение S1. Мобильная станция UE и базовая станция eNB#1 радиосвязи здесь вычисляют краткий МАС-I, выполняя операции, показанные на фиг.3 на шагах S3001 и S3002.

На шаге S3003 при установленном соединении RRC мобильная станция UE обнаруживает сбой канала радиосвязи.

Затем на шаге S3004 мобильная станция UE выполняет операцию выбора соты и через общий канал управления направляет в выбранную соту (в базовую станцию eNB#2 радиосвязи, управляющую выбранной сотой) запрос переустановления соединения RRC, содержащий C-RNTI, PCI и краткий МАС-I.

Базовая станция eNB#2 радиосвязи не управляет обслуживающей сотой мобильной станции UE и не хранит заранее контекст UE (краткий МАС-I) мобильной станции UE. По этой причине на шаге S3006 базовая станция eNB радиосвязи не имеет возможности проверить запрос переустановления соединения RRC. Как следствие, на шаге S3007 базовая станция eNB#2 радиосвязи передает в мобильную станцию UE сообщение «Отказ переустановления соединения RRC».

На шаге S3008 соединение RRC между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB#1 радиосвязи высвобождается, и мобильная станция UE переходит в состояние ожидания.

В соответствии с приведенным выше описанием, чтобы успешно выполнить операцию переустановления соединения, базовая станция eNB радиосвязи, управляющая сотой, выбранной мобильной станцией UE, должна заранее хранить контекст UE мобильной станции UE.

Здесь, если сота, выбранная мобильной станцией, UE является изначальной обслуживающей сотой мобильной станции UE, то операция переустановления соединения выполняется успешно, поскольку базовая станция eNB радиосвязи заранее хранит контекст UE мобильной станции UE (см. фиг.4).

С другой стороны, чтобы успешно выполнить операцию переустановления соединения даже в случае, когда сота, выбранная мобильной станцией UE, не является изначальной обслуживающей сотой мобильной станции UE, базовая станция eNB радиосвязи, управляющая указанной сотой, должна заранее подготовить контекст UE мобильной станции UE.

Контекст UE может быть подготовлен посредством выполнения операции подготовки хэндовера (переключения связи между базовыми станциями).

При операции хэндовера исходная базовая станция S-eNB радиосвязи хэндовера может пересылать контекст UE мобильной станции UE в целевую базовую станцию T-eNB радиосвязи хэндовера, используя сообщение «Подготовка хэндовера».

Более того, при обнаружении сбоя канала радиосвязи исходная базовая станция S-eNB радиосвязи хэндовера может в любое время передать в одну или более соседних базовых станций радиосвязи сообщение «Подготовка хэндовера», содержащее контекст UE мобильной станции UE, даже при отсутствии намерения выполнить операцию хэндовера.

В-третьих, со ссылкой на фиг.6 дается описание операций системы мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления в вышеописанном случае.

Как показано на фиг.6, между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB#1 радиосвязи установлено соединение RRC, а между базовой станцией eNB#1 радиосвязи и коммутационным ММЕ установлено соединение S1. Мобильная станция UE и базовая станция eNB#1 радиосвязи здесь вычисляют краткий МАС-I, выполняя операции, показанные на фиг.3 на шагах S4001 и S4002.

На шаге S4003 базовая станция eNB#1 радиосвязи передает в соседнюю базовую станцию eNB#2 радиосвязи сообщение «Подготовка хэндовера», содержащее контекст UE (краткий МАС-I) мобильной станции UE.

На шаге S4004, после получения контекста UE (краткого МАС-I) мобильной станции UE, базовая станция eNB#2 радиосвязи в качестве подтверждения этого передает в мобильную станцию UE сообщение «Подтверждение подготовки хэндовера».

На шаге S4005 при установленном соединении RRC, как описано выше, мобильная станция UE обнаруживает сбой канала радиосвязи.

Затем на шаге S4006 мобильная станция UE выполняет операцию выбора соты и через общий канал управления направляет в выбранную соту (или в базовую станцию eNB#2 радиосвязи, управляющую выбранной сотой) запрос переустановления соединения RRC, содержащий C-RNTI, PCI и краткий МАС-I.

Базовая станция eNB#2 радиосвязи заранее хранит контекст UE (краткий МАС-I) мобильной станции UE. По этой причине на шаге S4008 базовая станция eNB радиосвязи проверяет принятый запрос переустановления соединения RRC, сравнивая предварительно сохраненный краткий МАС-I с кратким МАС-I, содержащимся в принятом запросе переустановления соединения RRC.

В примере на фиг.6 поскольку достоверность запроса переустановления соединения RRC успешно подтверждается, на шаге S4009 базовая станция eNB#2 радиосвязи передает в мобильную станцию UE сообщение «Переустановление соединения RRC».

На шаге S4010 мобильная станция UE передает в базовую станцию eNB#2 радиосвязи сообщение «Завершение переустановления соединения RRC».

На шаге S4011 базовая станция eNB#2 радиосвязи передает в коммутационный ММЕ сообщение «Переключение маршрута S1», а на шаге S4012 передает в мобильную станцию UE сообщение «Перенастройка соединения RRC».

На шаге S4013 мобильная станция UE передает в базовую станцию eNB#2 радиосвязи сообщение «Завершение перенастройки соединения RRC».

На шаге S4014 коммутационный ММЕ передает в базовую станцию eNB#2 радиосвязи сообщение «Подтверждение переключения маршрута S1».

В результате описанная выше операция переустановления соединения успешно выполняется, так что между мобильной станцией UE и базовой станцией eNB#2 радиосвязи устанавливается соединение RRC, а между базовой станцией eNB#2 радиосвязи и коммутационным ММЕ устанавливается соединение S1.

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

Система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения дает возможность вычисления краткого МАС-I, включаемого в запрос переустановления соединения RRC, передаваемый через общий канал управления, не имеющий функции PDCP-уровня.

Кроме того, в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения базовой станции eNB радиосвязи, принявшей краткий МАС-I посредством сообщения «Подготовка хэндовера», не требуется вычислять краткий МАС-I. Тем самым базовая станция eNB радиосвязи может проверить запрос переустановления соединения RRC простым сравнением краткого МАС-I, используя функцию RRC-уровня.

Помимо этого, в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения достоверность запроса переустановления соединения RRC может быть успешно проверена, даже если в исходной базовой станции S-eNB радиосвязи хэндовера и в целевой базовой станции T-eNB радиосвязи хэндовера используются различные алгоритмы защиты целостности (в системе LTE указанным алгоритмом, по выбору, может быть AES или Snow3G).

Модифицированный пример

Базовая станция eNB#1 радиосвязи может также не передавать сообщение «Подготовка хэндовера», не содержащее краткий МАС-I. Однако следует иметь в виду, что такое сообщение «Подготовка хэндовера» содержит идентификаторы С-RNTI и PCI.

В данном случае, во-первых, функция RRC-уровня соседней базовой станции eNB#2 радиосвязи извлекает C-RNTI и PCI, содержащиеся в запросе переустановления соединения RRC, принятом из мобильной станции UE, и на основании извлеченных C-RNTI и PCI временно создает блок RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC.

При этом функция RRC-уровня соседней базовой станции eNB#2 радиосвязи устанавливает в 0 все биты краткого МАС-I в блоке RRC-PDU для запроса переустановления RRC.

Как вариант, функция RRC-уровня соседней базовой станции eNB#2 радиосвязи устанавливает старшие значащие биты или младшие значащие биты краткого МАС-I равными идентификатору PCI (идентификатору PCI базовой станции eNB#2 радиосвязи, принявшей из мобильной станции UE запрос переустановления соединения RRC), заполняя остальные биты нулями, в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC.

Во-вторых, функция RRC-уровня соседней базовой станции eNB#2 радиосвязи передает сформированный указанным образом блок RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC функции PDCP-уровня соседней базовой станции eNB#2 радиосвязи.

В-третьих, функция PDCP-уровня соседней базовой станции eNB#2 радиосвязи вычисляет МАС-I (который также может называться Х-МАС, поскольку обозначение МАС-I используется на приемной стороне). Первый ключ K_{RRC_IP}, параметр COUNT, идентификатор канала и направление обрабатываются здесь так же, как в операции вычисления, выполняемой в мобильной станции UE.

В-четвертых, функция RRC-уровня соседней базовой станции eNB#2 радиосвязи извлекает 16 младших значащих битов или 16 старших значащих битов из МАС-I, принятого из функции PDCP-уровня (так называемый краткий Х-МАС).

Функция RRC-уровня соседней базовой станции eNB#2 радиосвязи проверяет, соответствует ли краткий Х-МАС краткому МАС-I, содержащемуся в запросе переустановления соединения RRC, принятом из мобильной станции UE. Таким образом функция RRC-уровня проверяет правомочность запроса переустановления соединения RRC.

Следует отметить, что если операция подготовки для соседней базовой станции eNB#2 радиосвязи не была выполнена, то соседняя базовая станция eNB#2 радиосвязи, не имея заранее контекст UE, не имеет первого ключа K_RRC__IP. Поэтому в данном случае соседняя базовая станция eNB#2 радиосвязи передает сообщение «Отказ переустановления соединения RRC» без вычисления краткого Х-МАС.

Следует учесть, что функции вышеописанных мобильной станции UE и базовой станции eNB радиосвязи могут быть реализованы аппаратными средствами, программным модулем, выполняемым процессором, или 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 соединен 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. Кроме того, носитель информации совместно с процессором может быть выполнен в составе специализированной интегральной схемы, которая может быть предусмотрена в мобильной станции UE и в базовой станции eNB радиосвязи. Кроме того, носитель информации и процессор могут быть предусмотрены в 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 должно быть 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 системам связи. Технический результат заключается в повышении защищенности связи. Способ мобильной связи в соответствии с настоящим изобретением включает следующие шаги: формирование в мобильной станции (UE) первой информации верификации с использованием первого ключа, первого параметра и алгоритма для функции защиты целостности; формирование в мобильной станции (UE) второй информации верификации путем извлечения заранее определенных битов первой информации верификации; и выполнение в мобильной станции (UE) при обнаружении сбоя канала радиосвязи в соединении RRC операции выбора соты и передача из мобильной станции через общий канал управления в базовую станцию радиосвязи, управляющую выбранной сотой, блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC, причем в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC задана вторая информация верификации. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ мобильной связи, включающий следующие шаги:
в мобильной станции и в базовой станции радиосвязи, обслуживающей мобильную станцию, формируют первую информацию верификации с использованием первого ключа, первых параметров и алгоритма для функции защиты целостности, причем первыми параметрами являются параметр COUNT, идентификатор канала и направление (нисходящее/восходящее);
в мобильной станции и указанной базовой станции радиосвязи формируют вторую информацию верификации путем извлечения заранее определенных битов первой информации верификации;
из указанной базовой станции радиосвязи в соседнюю базовую станцию радиосвязи передают вторую информацию верификации с использованием сигнала подготовки хэндовера;
в мобильной станции при обнаружении сбоя канала радиосвязи в соединении уровня управления ресурсами радиосвязи (RRC) выполняют операцию выбора соты и передают из мобильной станции через общий канал управления в базовую станцию радиосвязи, управляющую выбранной сотой, блок элемента пакетных данных уровня RRC (RRC-PDU) для запроса переустановления соединения RRC, причем в указанном блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC задана вторая информация верификации, причем базовая станция радиосвязи, управляющая выбранной сотой, является базовой станцией радиосвязи, обслуживающей мобильную станцию, или соседней базовой станцией; в базовой станции радиосвязи, управляющей выбранной сотой, проверяют принятый из мобильной станции блок RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC с использованием второй информации верификации;
причем в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC заданы физический идентификатор соты и временный идентификатор соты радиосети (идентификатор C-RNTI).

2. Базовая станция радиосвязи, содержащая модуль формирования первой информации верификации, выполненный с возможностью формирования первой информации верификации с использованием первого ключа, первых параметров и алгоритма для функции защиты целостности;
причем первыми параметрами являются параметр COUNT, идентификатор канала и направление (нисходящее/восходящее);
модуль формирования второй информации верификации, выполненный с возможностью формирования второй информации верификации путем извлечения заранее определенных битов первой информации верификации;
модуль проверки, выполненный с возможностью проверки блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC, принятого из мобильной станции через общий канал управления, с использованием второй информации верификации, причем в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC заданы вторая информация верификации, физический идентификатор соты и C-RNTI; и модуль сообщения, выполненный с возможностью сообщения в соседнюю базовую станцию радиосвязи второй информации верификации с использованием сигнала подготовки хэндовера.

3. Базовая станция радиосвязи по п.2, отличающаяся тем, что модуль сообщения выполнен с возможностью сообщения в одну или более соседних базовых станций радиосвязи второй информации верификации с использованием сигнала подготовки хэндовера при обнаружении сбоя канала радиосвязи в отсутствие намерения выполнить операцию хэндовера.

4. Базовая станция по п.2, отличающаяся тем, что модуль формирования первой информации верификации выполнен с возможностью извлечения физического идентификатора соты и идентификатора C-RNTI из блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC, принятого из мобильной станции, с возможностью формирования блока PDU, содержащего извлеченные физический идентификатор соты и С-RNTI, а также сообщаемый идентификатор соты, принявшей блок RRC-PDU, и с возможностью формирования первой информации верификации для блока PDU.

5. Базовая станция по п.2, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью проверки блока RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC путем определения того, соответствует ли вторая информация верификации, переданная из соседней базовой станции радиосвязи посредством сигнала подготовки хэндовера и сохраненная после приема, второй информации верификации, содержащейся в блоке RRC-PDU для запроса переустановления соединения RRC.