(57)【要約】【課題】デバイス間通信リンクを介した通信を保護するためのセキュリティ鍵を導出するための共通のセキュリティ情報を安全に提供すること。【解決手段】本発明にかかるネットワークエンティティは、セキュリティ情報を第１のメッセージに含めて第１のユーザ装置に送信し、セキュリティ情報を第２のメッセージに含めて第２のユーザ装置に送信する送信手段を備える。送信手段は、第１のユーザ装置および第２のユーザ装置に、第１のユーザ装置と第２のユーザ装置との間のデバイス間通信リンク（device to device communications link）で送信されるデータを保護するためのアルゴリズムに関連した情報を送信する。セキュリティ情報は、データを保護するためのセキュリティ鍵を第１のユーザ装置と第２のユーザ装置とにおいて導出するために用いられる。第１のメッセージおよび第２のメッセージのそれぞれは、他のセキュリティ鍵を用いて保護される。【選択図】図１Ａ
2020102891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル通信システムであって、
第１のコアネットワークに属する第１の端末と、第１のコアネットワークノードと、
第２のコアネットワークに属する第２の端末と、第２のコアネットワークノードと、を有し、
前記第１のコアネットワークノードから、前記第１の端末に第１の鍵を用いて暗号化された第１のセキュリティ情報を送信し、
前記第２のコアネットワークノードから、前記第２の端末に前記第１の鍵を用いて暗号化された第２のセキュリティ情報を送信し、
前記第１のセキュリティ情報を受けた前記第１の端末は、前記第２の端末と共有する第２の鍵を生成し、前記第２のセキュリティ情報を受けた前記第２の端末と、前記第２の鍵を用いて保護したデバイス間通信（device to device communication）を行う
モバイル通信システム。
【請求項２】
前記第１のセキュリティ情報と前記第２のセキュリティ情報は、前記第１の端末と前記第２の端末とにおいて共通である請求項１に記載のモバイル通信システム。
【請求項３】
第１のコアネットワークに属する第１の端末と、第１のコアネットワークノードと、第２のコアネットワークに属する第２の端末と、第２のコアネットワークノードとを有するモバイル通信システムの通信方法であって、
前記第１のコアネットワークノードから、前記第１の端末に第１の鍵を用いて暗号化された第１のセキュリティ情報を送信し、
前記第２のコアネットワークノードから、前記第２の端末に前記第１の鍵を用いて暗号化された第２のセキュリティ情報を送信し、
前記第１のセキュリティ情報を受けた前記第１の端末は、前記第２の端末と共有する第２の鍵を生成し、前記第２のセキュリティ情報を受けた前記第２の端末と、前記第２の鍵を用いて保護したデバイス間通信（device to device communication）を行う、
モバイル通信システムの通信方法。
【請求項４】
前記第１のセキュリティ情報と前記第２のセキュリティ情報は、前記第１の端末と前記第２の端末とにおいて共通である請求項３に記載の通信方法。
【請求項５】
モバイル通信システムにおける第１のコアネットワークに属する端末であって、
前記第１のコアネットワークのノードから、第１の鍵を用いて暗号化された第１のセキュリティ情報を受信する受信手段と、
第２の鍵を生成する鍵生成手段と、
第２のコアネットワークに属し、前記第２のコアネットワークのノードから前記第１の鍵を用いて暗号化された第２のセキュリティ情報を受信した他の端末と、前記第２の鍵を用いて保護したデバイス間通信（device to device communication）を行う通信手段と、
を有する端末。
【請求項６】
前記第１のセキュリティ情報と前記第２のセキュリティ情報は、前記端末と前記他の端末とにおいて共通である請求項５に記載の端末。
【請求項７】
モバイル通信システムにおける第１のコアネットワークに属する端末の通信方法であって、
前記第１のコアネットワークのノードから、第１の鍵を用いて暗号化された第１のセキュリティ情報を受信し、
第２の鍵を生成し、
第２のコアネットワークに属し、前記第２のコアネットワークのノードから前記第１の鍵を用いて暗号化された第２のセキュリティ情報を受信した他の端末と、前記第２の鍵を用いて保護したデバイス間通信（device to device communication）を行う、
端末の通信方法。
【請求項８】
前記第１のセキュリティ情報と前記第２のセキュリティ情報は、前記端末と前記他の端末とにおいて共通である請求項７に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークエンティティ、ユーザ装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、多数の基地局の一つ及びコアネットワークを介して、ユーザ装置（User Equipment (UE)）のユーザに他のユーザとの通信を可能とする。一般的に、ＵＥは、例えば、携帯電話機等の携帯端末である。アクティブ又は接続された状態において、ネットワークはＵＥがどの基地局（又はそのセル）に所属するかを知り、ＵＥへデータを送信又はＵＥからデータを受信できるように、ＵＥは、ネットワークに登録され、基地局との無線リソース制御（Radio Resource Control (RRC)）接続を有する。基地局（すなわち、serving cell）は、ユーザ機器に対して移動性情報（mobility information）及びセキュリティパラメータを提供する。また、ＵＥは、Enhanced Packet Core （ＥＰＣ）ネットワーク、又は、略してコアネットワーク内の基地局、典型的には、ゲートウェイの先のエンドポイントに、デフォルトEvolved Packet System（ＥＰＳ）ベアラを確立する。ＥＰＳベアラは、ネットワークを介した伝送路を定義し、他の通信デバイス、例えば別のＵＥにより伝達され得る、ＵＥにＩＰアドレスを割り当てる。また、ＥＰＳベアラは、ＵＥに関連づけられるサブスクリプション（subscription）により定義され、ネットワークによるＵＥの登録後すぐに、Mobility Management Entity （ＭＭＥ）により確立され、例えば、サービスの質、データレート、及びフロー制御パラメータのようなデータ伝送特性（data transmission characteristics）の集合を有する。
【０００３】
ＥＰＳベアラは、特定のＥＰＳベアラを活性化し（activate）、修正し（modify）、非活性化する（deactivate）必要がある場合、ＵＥへ信号を送るＭＭＥにより管理される。それ故、ＵＥと通信ネットワークの間の２つの接続が常に存在する。すなわち、確立されたＥＰＳベアラ（ユーザプレーンとしても知られる）を用いて伝送されるユーザデータについてのもの、及び、ＥＰＳベアラそれ自身（制御プレーンとしても知られる）を管理するための別のものである。
【０００４】
Ｅ−ＵＴＲＡＮと呼ばれるＵＴＲＡＮ（UMTS Terrestrial Radio Access Network）のLong Term Evolution (LTE)の一端として、ＵＥが、ＬＴＥネットワークリソースを用いる必要なしに、最初のＵＥの伝送範囲内である別のＵＥとユーザデータを通信できる場合、直接のデバイス間（device-to-device (D2D)）通信の機構（feature）を導入する計画がある。この直接通信は、特に、これらが限定される無線インタフェースにおける、利用可能なリソースのより良い利用という結果をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｄ２Ｄ通信は、ネットワークオペレータの制御下で残されなければならない。それ故、そのような直接無線ベアラを設定する場合、ＵＥとネットワーク間のシグナリングを考慮するには十分ではなく、Ｅ−ＵＴＲＡＮとＥＰＣ間のシグナリングも同様である。
【０００６】
その上、Ｄ２Ｄ通信経路を用いる問題は、従来のセキュリティ手段が再利用できないということである。なぜならば、この場合、ユーザ機器は、それらの間で交換されるユーザデータを暗号化可能にするために、お互いに、これらのセキュリティ鍵が共有されなければならないからである。発明者等は、Ｄ２Ｄユーザプレーンデータを暗号化するためのユーザ機器のセキュリティ鍵（すなわち、基地局により正常に使用されるもの）のいずれかを用いることが、それらの間の直接通信だけでなく、その鍵が属するユーザ機器を対象とする全ての通信を他のユーザ機器に傍受させることを可能にするということを、実現していた。このことは、対処される必要のある深刻なプライバシー及びセキュリティの問題を提起する。
【０００７】
しかしながら、理論上は、ユーザ機器に属する再利用セキュリティ鍵の代わりに、基地局により新規なセキュリティパラメータを提供することが可能である。これらの基地局により取り扱われる重複領域内に有害な混信という結果をもたらす、これらのグループに同じセキュリティパラメータを割り当てる異なるユーザ機器のグループを異なる基地局が制御することを防ぐ方法が全くない。
【０００８】
それ故、少なくとも上記問題を軽減する、Ｄ２Ｄベアラを設定するメカニズムを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様において、第１及び第２のユーザデバイス間のデバイス間通信リンク（device to device communications link）の設定を制御するネットワークエンティティが提供され、前記ネットワークエンティティは、前記第１及び第２のユーザデバイスに対する補完（complementary）であり、前記デバイス間通信リンクを経由して送信される無線通信を確立するために、前記第１及び第２のユーザデバイスにより用いられる無線ベアラに関連する情報を提供する手段と、前記第１及び第２のユーザデバイスに向けて前記無線ベアラ情報を送信する手段と、を備える。
【００１０】
前記ネットワークエンティティは、前記第１のユーザデバイスに対して、前記第２のユーザデバイスへの宛先アドレスを含むトラフィックフローテンプレート（traffic flow template）を有する第１のベアラ構成データを提供する手段と、前記第２のユーザデバイスに対して、前記第１のユーザデバイスへの宛先アドレスを含む第２のトラフィックフローテンプレートを有する第２のベアラ構成データを望ましくは提供する手段と、を備える。
【００１１】
前記デバイス間通信リンクは、前記トラフィックフローテンプレートを用いて前記第１及び第２のユーザデバイス間のユーザプレーンデータを伝送することができる。
【００１２】
前記第１及び第２のユーザデバイスに対して共通に提供される情報は、前記デバイス間通信リンクに対するベアラ識別情報（bearer identification）を備える。
【００１３】
前記ネットワークエンティティは、前記第１及び第２のユーザデバイスがお互いの新規なユーザプレーン通信を確立できることを検出する手段を備え、前記提供する手段は、前記検出に応じて、前記第１及び第２のユーザデバイスの少なくとも１つに関連付けられる基地局へ送信される“E-RAB Setup Request”メッセージ、又は、“E-RAB Modify Request”メッセージの中に前記補完無線ベアラ情報を提供する。
【００１４】
前記E-RAB Setup Request メッセージ、又は、前記E-RAB Modify Request メッセージは、Modify EPS Bearer Context Request、又は、Activate Dedicated EPS Bearer Requestを備えるnon-access stratum (NAS) protocol data unit (PDU)を有する。この場合に、前記Modify EPS Bearer Context Request、又は、Activate Dedicated EPS Bearer Requestは、前記Ｄ２Ｄリンクのためのセキュリティ構成に関する情報を備える。一実施形態において、このセキュリティ構成は、ユーザデバイスのそれぞれがお互いに通信を暗号化するために用いることができる共通のセキュリティ基準値を提供する。
【００１５】
前記セキュリティ構成に関する情報は、例えば、“Create PDP Context Request”、又は、“Create PDP Context Response”のようなGPRS Tunnelling Protocol (GTP)メッセージ内に、提供される。
【００１６】
前記ネットワークエンティティは、mobility management entityである。
【００１７】
別の態様において、第２のユーザデバイスとのデバイス間通信リンク（device to device communications link）を設定するユーザデバイスが提供され、前記ユーザデバイスは、ネットワークエンティティから、前記ユーザデバイスと前記第２のユーザデバイスに対する補完（complementary）である無線ベアラに関連する情報を受信する手段と、前記受信した情報を用いて前記第２のユーザデバイスとのデバイス間通信リンクを確立する手段と、前記確立されたデバイス間通信リンクを用いて前記第２のユーザデバイスと通信する手段と、を備える。
【００１８】
さらに別の態様において、第１及び第２のユーザデバイス間のデバイス間通信リンク（device to device communications link）の設定を制御するネットワークエンティティが提供され、前記ネットワークエンティティは、前記第１及び第２のユーザデバイスに対して共通し、前記デバイス間通信リンクを経由して送信される通信を保証する（secure）ために、前記第１及び第２のユーザデバイスにより使用されるセキュリティ情報を提供する手段と、前記第１及び第２のユーザデバイスのそれぞれに向けて前記共通のセキュリティ情報を送信する手段と、を備える。この態様は、上記態様と独立に、又は、組み合わせて、提供され得る。
【００１９】
前記ネットワークエンティティは、前記共通のセキュリティ情報を生成する。あるいは、前記ネットワークエンティティは、別のネットワークエンティティから前記共通のセキュリティ情報を受信する。好ましくは、前記ネットワークエンティティは、前記第１及び第２のユーザデバイスのそれぞれに個別の鍵を用いて前記共通のセキュリティ情報を暗号化する。
【００２０】
前記ネットワークエンティティは、前記第１のユーザデバイスに対して、前記第２のユーザデバイスへの宛先アドレスを含むトラフィックフローテンプレート（traffic flow template）を有するベアラ構成データを提供する手段と、前記第２のユーザデバイスに対して、前記第１のユーザデバイスへの宛先アドレスを含む第２のトラフィックフローテンプレートを有する第２のベアラ構成データを望ましくは提供する手段と、を備える。前記ベアラ構成データは、補完するベアラ設定又は修正メッセージを用いて前記第１及び第２のユーザデバイスに対して提供される。
【００２１】
前記ネットワークエンティティは、前記第１及び第２のユーザデバイスに対する補完であり、前記デバイス間通信リンクを確立するために、前記第１及び第２のユーザデバイスにより用いられる無線ベアラ情報を提供する手段を備える。
【００２２】
前記ネットワークエンティティは、前記第１及び第２のユーザデバイスがお互いの新規なユーザプレーン通信を確立できることを検出する手段を備え、前記提供する手段は、前記検出に応じて、前記第１及び第２のユーザデバイスの少なくとも１つに関連付けられる基地局へ送信される“E-RAB Setup Request”メッセージの中に前記共通のセキュリティ情報を提供する。
【００２３】
前記ネットワークエンティティは、前記第１及び第２のユーザデバイスが通信ネットワークを介してお互いの確立された通信リンクを有することを検出する手段を備え、前記提供する手段は、前記検出に応答し、前記第１及び第２のユーザデバイスの少なくとも１つに関連付けられる基地局へ送信される“E-RAB Modify Request”メッセージの中に前記共通のセキュリティ情報を提供する。
【００２４】
前記ネットワークエンティティは、mobility management entityである。前記他のネットワークエンティティは、mobility management entity又はホーム加入者サーバ（home subscriber server）である。
【００２５】
さらなる態様において、第２のユーザデバイスとのデバイス間通信リンク（device to device communications link）を設定するユーザデバイスが提供され、前記ユーザデバイスは、ネットワークエンティティから、前記ユーザデバイスと前記第２のユーザデバイスに対して共通するセキュリティ情報を受信する手段と、前記第２のユーザデバイスとのデバイス間通信リンクを確立する手段と、前記共通のセキュリティ情報を用いて前記デバイス間通信リンクを経由して送信される通信を保証する（secure）手段と、を備える。
【００２６】
前記ユーザデバイスは、暗号化されたセキュリティ情報を受信し、この場合において、前記ユーザデバイスは、前記ユーザデバイスに特有の鍵を用いて前記受信したセキュリティ情報を復号化する手段を備える。
【００２７】
前記ユーザデバイスは、前記第１及び第２のユーザデバイスについて共通し、前記デバイス間通信リンクを確立するために、前記第１及び第２のユーザデバイスにより用いられる、無線ベアラ情報を受信する手段を備える。
【００２８】
前記ユーザデバイスは、前記第２のユーザデバイスへの宛先アドレスを含み、トラフィックフローテンプレートを有する、ベアラ構成データを受信する。
【００２９】
前記デバイス間通信リンクは、前記トラフィックフローテンプレートを用いる前記ユーザデバイスと前記第２のユーザデバイス間のユーザプレーンデータを伝送することができる。
【００３０】
本発明は、開示される全てのネットワークエンティティ、及び、ユーザデバイスに関して、対応する方法、及び、コンピュータプログラム、又は、対応するユーザ機器、又は、ネットワーク通信デバイス上で実行するコンピュータプログラム製品も提供する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、少なくとも上記問題を軽減する、Ｄ２Ｄベアラを設定するメカニズムを少なくとも提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明の実施形態は、一例として、添付図面を参照して説明される。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態に適用されるセルラ電気通信システムを図式的に示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示されるセルラ電気通信システムに使用されるＥＰＳベアラ構造を示す。
【図２】図２は、図１Ａに示すシステムの一部を形成するＭＭＥ（mobility management entity）の機能性の一部を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、図１Ａに示すシステムの一部を形成する基地局の機能性の一部を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、図１Ａに示すシステムの一部を形成する携帯電話機の機能性の一部を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、ＭＭＥがＤ２Ｄ接続の設定を制御する方法を示すタイミング図である。
【図６】図６は、携帯電話機が異なる基地局により取り扱われる場合に、ＭＭＥがＤ２Ｄ接続の設定を制御する方法を示すタイミング図である。
【図７】図７は、携帯電話機がお互いにユーザプレーンデータを交換する前に、ＭＭＥがＤ２Ｄ接続の設定を制御する方法を示すタイミング図である。
【図８】図８は、携帯電話機が異なる基地局により取り扱われる場合に、携帯電話機がお互いにユーザプレーンデータを交換する前に、ＭＭＥがＤ２Ｄ接続の設定を制御する方法を示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［概観］
図１Ａは、携帯電話機（mobile telephones (MT)）３−１から３−３のユーザが、E-UTRAN基地局５−１及び５−２並びにコアネットワーク７を経由して、お互いに、及び、他のユーザと通信を行う通信ネットワーク１を図式的に示す。当業者に理解されるように、３つの携帯電話機３及び２つの基地局は、説明のために図１Ａに示され、他のものは、実施されるシステムに存在する。従来では、携帯電話機３−１及び３−２がお互いに通信する場合、ユーザプレーンデータは、ユーザ機器３−１から基地局５−１へ送られ、コアネットワーク７を経由して、基地局５−１へ戻り、携帯電話機３−２へ送られる（そして、同様に、ユーザプレーンデータは反対方向へ送られる）。同様に、携帯電話機３−１及び３−３がお互いに通信する場合、ユーザプレーンデータは、従来通り、ユーザ機器３−１から基地局５−１へ送られ、コアネットワーク７を経由して、基地局５−２、及び、携帯電話機３−３へ送られる（そして、同様に、ユーザプレーンデータは反対方向へ送られる）。
【００３４】
上述された通信経路は、データが関連性のあるサブスクリプションパラメータに従って携帯電話機３の間で伝送され、携帯電話機３により要求されるサービス基準（service criteria）及びネットワークに課されるセキュリティ基準（security criteria）を遵守することを保証する。しかしながら、そのような従来の取り決めは、２つの携帯電話機３がお互いの無線通信範囲内であるような基地局５及びコアネットワーク７内でリソースの無駄が多く、その代わりに、直接のユーザプレーン通信リンクを用いることができる。
【００３５】
それ故、本実施形態では、通信ネットワーク１は、互換性のある携帯電話機３の間のデバイス間ユーザプレーン通信もサポートする。（制御プレーンデータは、携帯電話機３及び基地局５／コアネットワーク７の間に未だ存在する。）図１Ａに示すように、そのような直接通信経路は、例えば、携帯電話機３−１及び３−２の間で“Ａ”と記載されるＤ２Ｄ接続などの同一の基地局により取り扱われる（served）携帯電話機３の間、そして、例えば、携帯電話機３−１及び３−３の間で“Ｂ”と記載されるＤ２Ｄ接続などの異なる基地局５により取り扱われる携帯電話機３の間に設定される。
【００３６】
本実施形態が取り組む４つのメインシナリオは以下である。
１）２つの携帯電話機３が、同一の基地局５により取り扱われ、Ｄ２Ｄ接続が確立されるという決定（determination）は、既存の通信セッションの間でなされる。
２）２つの携帯電話機３が、同一のネットワーク７内に存在するが、異なる基地局５により取り扱われ、Ｄ２Ｄ接続が確立されるという決定は、既存の通信セッション内でなされる。
３）２つの携帯電話機３が、同一の基地局５により取り扱われ、Ｄ２Ｄ接続が確立されるという決定は、初期呼設定の間でなされる。
４）２つの携帯電話機３が、同一のネットワーク７内に存在するが、異なる基地局５により取り扱われ、Ｄ２Ｄ接続が確立されるという決定は、初期呼設定の間でなされる。
【００３７】
以下の記述から明らかになるように、各シナリオにおいて、一旦、２つの携帯電話機３の間の接続がＤ２Ｄを生成されるという決定（decision）がされると、コアネットワーク７は、２つの携帯電話機３の間のＤ２Ｄベアラの確立を可能にするという必要なシグナリング（S1AP, RRC）を始動させる（trigger）Ｄ２Ｄベアラは、専用のTraffic Flow Template (TFT)が、２つの携帯電話機３の間で生成されるＤ２Ｄ通信を可能にすることを指定するＥＰＳベアラとして、ネットワークレベルで管理される。このＴＦＴは、直接通信に関するユーザプレーンデータが携帯電話機３とコアネットワーク７との間の代わりに、２つの携帯電話機３の間で（ＩＰフィルタされて）送られることを保証する。このことは、Ｄ２Ｄリンクに関するアップリングデータが、携帯電話機３が基地局５を介してコアネットワーク７のもとへ送信するための他のアップリンクデータと比較される各携帯電話機３により独立に扱われることを保証する。独立した処理及び送信を可能とするために、Ｄ２Ｄリンクのためのアップリンクデータは、他のアップリンクデータから独立に符号化され、分割され、暗号化される。以下により詳細に説明されるように、この独立した暗号化を可能とするために、共通の共有セキュリティ情報（common shared security information）は、これらの直接通信を暗号化するための共通の共有セキュリティ鍵（common shared security key）を生成する２つの携帯電話機３へ提供される。
【００３８】
携帯電話機３は、これらの移動性（すなわち、デフォルトＥＰＳベアラ）、パケットデータネットワーク（Packet Data Network (PDN)）接続、及び、（ネットワーク７に接続されたままの）デバイス間通信に関連していない任意の他のＥＰＳベアラを処理するために、コアネットワーク７との継続している制御プレーン（on-going control plane）の接続を維持する。
【００３９】
本発明の各実施形態は、２つの携帯電話機３の間の通信リンクがＤ２Ｄ通信リンクに変更するために適することを判断するために、コアネットワーク７又はコアネットワーク７に帰属するデバイスを用いる。
【００４０】
各実施形態の利点は、コアネットワーク７に向けた過負荷が、データが携帯電話機間で直接交換され得るため、及び、携帯電話機３の間の直接通信が、追加のスペクトラムに複数のデバイスの使用を可能にする、既存の周波数を超えた短距離通信であるため、減少されるということを含む。Ｄ２Ｄ通信は、ネットワーク又は他の携帯電話機３のいずれかによる盗聴を防ぐために保護される。
【００４１】
［ＥＰＳベアラアーキテクチャ］
上記シナリオを議論する前に、携帯電話機３と基地局５／コアネットワーク７の間でデータを伝送するために用いられるＥＰＳベアラの構造（architecture）を設計する（set out）ことは有益である。図１Ｂは、携帯電話機３の間のＤ２Ｄベアラを調整するために拡大されるようなＥＰＳベアラ構造の概観を与える。さらに詳細は、3GPP TS 23.401 V11.1.0に示され、それの内容は参照によりここに援用する。要約すると、ＥＰＳベアラは以下の要素により実現される。
【００４２】
−  携帯電話機３において、UL TFT(Uplink Traffic Flow Template)は、トラフィックフロー集合（traffic flow aggregate）をアップリンク方向のＥＰＳベアラに対応付ける（map）。
−  PDN GW (Packet Data Network Gateway)において、DL TFT (downlink Traffic Flow Template)は、トラフィックフロー集合（traffic flow aggregate）をダウンリンク方向のＥＰＳベアラに対応付ける。
−  （TS 36.300 V11.1.0に定義される）無線ベアラは、例えば、サービスの品質、トラフィック量、周波数割り当て、変調方式（modulation scheme）、同期（synchronisation）、multiple-input and multiple-output (MIMO)構成等の、関連づけられた特質の特定の集合（set）を有する２点間の無線リンクである。無線ベアラは、ユーザデータ又は制御データのいずれかの転送のためのより高いレイヤへレイヤ２により提供されるチャネルとして知られる。無線ベアラが制御データの送信に用いられる場合、Signaling Radio Bearer (SRB)と呼ばれる。無線ベアラは、携帯電話機及び基地局５の間のＥＰＳベアラのパケットを転送する。携帯電話機３があるサービスを利用する場合はいつでも、そのサービスは常に、関連づけられた送信パラメータを定義するために、レイヤ２及び物理レイヤ構成を特定する無線ベアラに関連づけられる。しかしながら、これらの関連づけられたパラメータは、通信の２つのエンドポイント及びシステムリソースの現在の利用可能性により課される現在の要求によって、無線ベアラの存続期間（lifetime）中、任意の時間に更新され得る。無線ベアラが存在する場合、ＥＰＳベアラとこの無線ベアラとの間で一対一の対応付けが存在する。
−  Ｓ１ベアラは、基地局５及びServing GW８の間のＥＰＳベアラのパケットを転送する。
−  E-RAB (E-UTRAN Radio Access Bearer)は、TS 36.300 V11.1.0に規定されるように、Ｓ１ベアラと対応する無線ベアラの連結と呼ぶ。
−  Ｓ５／Ｓ８ベアラは、Serving GW８とPDN GW１０の間のＥＰＳベアラのパケットを転送する。
−  携帯電話機３は、アップリンク内のトラフィックフロー集合及び無線ベアラの間の対応付けを生成するために、アップリンクパケットフィルタと無線ベアラの間の対応付けを格納する。
−  PDN GW１０は、ダウンリンク内のトラフィックフロー集合及びＳ５／Ｓ８ベアラの間の対応付けを生成するために、ダウンリンクパケットフィルタとＳ５／Ｓ８ベアラの間の対応付けを格納する。
−  基地局５は、アップリンク及びダウンリンクの両方で、無線ベアラとＳ１ベアラの間の対応付けを生成するために、無線ベアラとＳ１ベアラの間の一対一の対応付けを格納する。
−  Serving GW８は、アップリンク及びダウンリンクの両方で、Ｓ１ベアラとＳ５／Ｓ８ベアラの間の対応付けを生成するために、Ｓ１ベアラとＳ５／Ｓ８ベアラの間の一対一の対応付けを格納する。
【００４３】
PDN GW１０は、ＰＤＮ接続内のＥＰＳベアラに割り当てられたＴＦＴ内のダウンリンクパケットフィルタに基づいて、ダウンリンクパケットを異なるＥＰＳベアラへ送る。同様に、携帯電話機３は、ＰＤＮ接続内のＥＰＳベアラに割り当てられたＴＦＴ内のアップリンクパケットフィルタに基づいて、アップリンクパケットを異なるＥＰＳベアラへ送る。
【００４４】
［ＭＭＥ（Mobility management entity）］
図２は、図１Ａに示すＭＭＥ９の機能ブロック図を示す。示されるように、ＭＭＥ９は、基地局インタフェース１３経由で基地局５へ信号を送信し、基地局５から信号を受信するための送受信回路１１と、例えば、ＨＳＳ、ゲートウェイ及び他のＭＭＥ９のようなコアネットワーク７（又は他のオペレータにより操作される他のコアネットワーク）内で他のエンティティへ信号を送信し、他のエンティティから信号を受信するためのコアネットワークインタフェース１５とを有する。ＭＭＥ９は、ＭＭＥ９のオペレーションを制御するコントローラ１７を有する。コントローラ１７は、記憶部１９と関連付けられる。必ずしも図２に示されるわけではないが、ＭＭＥ９は、当然、従来のＭＭＥの通常の機能性の全てを有し、適宜、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアの任意の1つまたは任意の組合せにより提供される。ソフトウェアは、例えば、記憶部１９にプレインストールされ、及び／又は、通信ネットワーク１経由、又は、リムーバブルデータストレージデバイス（removable data storage device (RMD)）からダウンロードされる。コントローラ１７は、この例では、記憶部１９内に格納されたプログラム命令群又はソフトウェア命令群により、ＭＭＥ９の全体の機能を制御する構成をとる。示されるように、これらのソフトウェア命令群は、他のもの、オペレーティングシステム２１、Ｄ２Ｄ設定モジュール２５、及び、セキュリティ機能モジュール２７内に含む。
【００４５】
Ｄ２Ｄ設定モジュール２５は、ＭＭＥ９により取り扱われる携帯電話機３のＤ２Ｄ接続の設定及び修正を制御する。携帯電話機３が別の携帯電話機３とのＤ２Ｄ通信を開始するようにその条件が満たされることを決定（determination）した後に、Ｄ２Ｄ設定モジュール２５は、（場合によって）ＲＲＣ構成又は再構成を初期化する携帯電話機３を取り扱う基地局５に命令する。
【００４６】
セキュリティ機能モジュール２７は、携帯電話機３が安全なＤ２Ｄ通信を実行するためにセキュリティ情報を生成し、提供する。このセキュリティ情報は、共通の共有セキュリティ基準値（common shared security base value）を含む。セキュリティ情報は、携帯電話機３へ配信するために、送受信回路１１及び基地局インタフェース１３を経由して基地局５へ送信される。別のＭＭＥ９が関連する場合、すなわち、ＵＥ３の一つが異なるコアネットワーク（不図示）を経由して帰属するため、セキュリティ機能モジュール２７は、基地局５へ提供する前に、他のＭＭＥ９の対応するモジュールを用いてセキュリティ情報を取り決める。
【００４７】
記憶部１９内に格納されるプログラム命令群又はソフトウェア命令群は、Ｄ２Ｄ監視モジュール２３及びＤ２Ｄ準拠モジュールを含む。
【００４８】
［基地局］
図３は、図１Ａに示す基地局５のそれぞれの機能ブロック図を示す。示されるように、基地局５は、１以上のアンテナ５３を経由して携帯電話機３へ信号を送信し、携帯電話機３から信号を受信する送受信回路５１と、（例えば、ＭＭＥ９のような）コアネットワーク７内のデバイスへ信号を送信し、デバイスから信号を受信するコアネットワークインタフェース５５とを有する。コアネットワークインタフェース５５は、ＭＭＥインタフェース５５と呼ばれる。基地局５は、基地局５のオペレーションを制御するコントローラ５７を有する。コントローラ５７は記憶部５９と関連付けられる。必ずしも図３に示されるわけではないが、基地局５は、当然、携帯端末ネットワーク基地局の通常の機能性の全てを有し、適宜、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアの任意の1つまたは任意の組合せにより提供される。ソフトウェアは、例えば、記憶部５９にプレインストールされ、及び／又は、通信ネットワーク１経由、又は、リムーバブルデータストレージデバイス（removable data storage device (RMD)）からダウンロードされる。コントローラ５７は、この例では、記憶部５９内に格納されたプログラム命令群又はソフトウェア命令群により、基地局５の全体の機能を制御する構成をとる。示されるように、これらのソフトウェア命令群は、他のもの、オペレーティングシステム６１、通信制御モジュール６３、Ｄ２Ｄ設定モジュール６５、及び、セキュリティ機能モジュール６７内に含む。
【００４９】
通信制御モジュール６３は、基地局５に接続される携帯電話機３及び他のネットワークエンティティのための制御信号を処理する（handle）（例えば、生成し、送信し、及び、受信する）。通信制御モジュール６３は、子の基地局５を経由するネットワークに帰属する携帯電話機３へのＲＲＣ接続も管理する。
【００５０】
Ｄ２Ｄ制御モジュール６５は、通信制御モジュール６３に、ＭＭＥ９から受信される情報に基づいて、２つの携帯電話機３の間のデバイス間通信リンクを設定するように要求されるシグナリングメッセージを送信するように命令する。
【００５１】
セキュリティモジュール６７は、基地局５と通信するための携帯電話機３のために必要なセキュリティパラメータ、及び、携帯電話機３がＤ２Ｄ通信リンクを用いる他の携帯電話機３と安全に通信することを可能にするＭＭＥ９から受信されるセキュリティパラメータ、を提供する。
【００５２】
［携帯電話機］
図４は、図１Ａに示す携帯電話機３の機能ブロック図を示す。示されるように、携帯電話機３は、１以上のアンテナ７３経由で基地局５へ信号を送信し、基地局５から信号を受信する送受信回路７１を有する。携帯電話機３は、携帯電話機３の機能を制御するコントローラ７７を有する。コントローラ７７は、記憶部７９と関連付けられ、送受信回路７１と接続される。必ずしも図４に示されるわけではないが、携帯電話機３は、当然、従来の携帯電話機３（例えばユーザインタフェースのような）の通常の機能性の全てを有し、適宜、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアの任意の1つまたは任意の組合せにより提供される。ソフトウェアは、例えば、記憶部７９にプレインストールされ、及び／又は、通信ネットワーク経由、又は、リムーバブルデータストレージデバイス（removable data storage device (RMD)）からダウンロードされる。
【００５３】
コントローラ７７は、この例では、記憶部７９内に格納されたプログラム命令群又はソフトウェア命令群により、携帯電話機３の全体の機能を制御する構成をとる。示されるように、これらのソフトウェア命令群は、他のもの、オペレーティングシステム８１、通信制御モジュール８３、Ｄ２Ｄ設定モジュール８５、及び、セキュリティモジュール８７内に含む。
【００５４】
通信制御モジュール８３は、携帯電話機３及び他の携帯電話機３又は基地局５の間の通信を制御するための制御信号を処理する（handle）（例えば、生成し、送信し、及び、受信する）。通信制御モジュール８３は、他の携帯電話機３又は基地局５へ送信されるアップリンクデータ及び制御データの分離フローも制御する。
【００５５】
Ｄ２Ｄ制御モジュール８５は、通信制御モジュール８３に、基地局５を経由してＭＭＥ９から受信される情報に基づいて、デバイス間通信経路を設定するように命令する。
【００５６】
セキュリティモジュール８７は、携帯電話機３が異なるエンティティ、例えば、基地局５又は他の携帯電話機３と通信する場合に使用するものであるセキュリティパラメータを受信する。Ｄ２Ｄ制御モジュール８５は、別の携帯電話機３とＤ２Ｄ経路を設定する場合、セキュリティモジュール８７は、Ｄ２Ｄ通信リンクのためにＭＭＥ９から受信されるセキュリティ情報を用いる。
【００５７】
［接続が存在する間  −  同一の基地局により取り扱われる携帯電話機］
ここで、Ｄ２Ｄ通信リンクが、コアネットワーク７を通じて確立される通信リンクを既に有し、同一の基地局５−１により現在、取り扱われる、２つの携帯電話機３−１及び３−２の間で確立されることになっている上で議論されるシナリオについて（図５参照）、以下により詳細に説明する。
【００５８】
最初に、ステップＳ５０１及びＳ５０３に示すように、第１の携帯電話機３−１は、Ｓ−ＧＷ８、ＰＤＮゲートウェイ１０、基地局５−１を介した、第２の携帯電話機３−２とのユーザプレーンデータ接続を有する。ステップＳ５０５において、コアネットワーク７（又は、コアネットワーク７の外部のデバイス）は、２つの携帯電話機３−１及び３−２がお互いに通信し、Ｄ２Ｄ通信の基準を満たすことを見つけ出す（determine）。それに応じて、ＭＭＥ９は、Traffic Flow Templateが新規なＥＰＳベアラ用のエンドポイントとして携帯電話機３−１及び３−２を確立するための専用のＥＰＳベアラを確立することにより、Ｄ２Ｄベアラを設定する。このとき、ＭＭＥ９は、新規なＤ２Ｄリンクのための適切なセキュリティ情報を生成する。ここでは、ステップＳ５０６において、携帯電話機３−１及び３−２のために共通の共有セキュリティ基準値（ＲＡＮＤ又は鍵）を生成すること、並びに、key derivation function (KDF)及び２つの携帯電話機３−１及び３−２に特有の鍵を独立して暗号化することを含む。ステップＳ５０７において、ＭＭＥ９は、２つのセキュリティ構成値：第１の携帯電話機３−１に特有の鍵（KASME_UE1）を用いて暗号化された「base1」値、及び、第２の携帯電話機３−２に特有の鍵（KASME_UE2）を用いて暗号化された「base2」値を生成する。
【００５９】
ステップＳ５０８において、ＭＭＥ９は、第１の携帯電話機３−１に向けて前方へ送信するために基地局５−１へ“E-RAB Modify Request”メッセージを送信する。このE-RAB Modify Requestメッセージは、携帯電話機３−１が第２の携帯電話機３−２との通信に用いている既存のＥＰＳベアラを修正するものである（ＥＰＳベアラＩＤにより識別される）。特に、このE-RAB Modify Request メッセージは、ベアラＩＤを用いて修正されるＥＰＳベアラを識別し、Ｄ２Ｄ通信リンクについての第１の携帯電話機３−１のtraffic flow template (TFT)の送り先として第２の携帯電話機３−２を設定する。ＭＭＥ９は、ステップＳ５０７で算出されるbase1値及びＤ２Ｄ接続内でユーザプレーンデータを暗号化するために用いられるセキュリティアルゴリズムを含む、Ｄ２Ｄベアラ構成及びＤ２Ｄベアラを設定するためのセキュリティ情報もこのメッセージに含める。
【００６０】
ステップＳ５０９において、ＭＭＥ９は、第２の携帯電話機３−２に向けて前方へ送信するために基地局５−１へ、類似の“E-RAB Modify Request”メッセージを送信する。このE-RAB Modify Requestメッセージは、第２の携帯電話機３−２が第１の携帯電話機３−１との通信に用いている既存のＥＰＳベアラを修正するものである（ＥＰＳベアラＩＤにより識別される）。特に、このE-RAB Modify Request メッセージは、ＥＰＳベアラＩＤを用いて修正されるＥＰＳベアラを識別し、第２の携帯電話機３−２のTFTの送り先として第１の携帯電話機３−１を設定するＤ２Ｄベアラに対する更新されたＴＦＴ情報を含む。ステップＳ５０９において送信されるE-RAB Modify Requestメッセージは、ステップＳ５０７で算出されるbase2値を含み、Ｄ２Ｄベアラ構成及びＤ２Ｄベアラを設定するためのセキュリティ情報を含む。The E-RAB Modify Requestメッセージは、参照によりここに取り込まれる内容である、TS 36.413 V10.5.0で定義されるような様々な他のパラメータを含む。
【００６１】
ステップＳ５０８で送信される第１の“E-RAB Modify Request”メッセージの受信に応じて、基地局５−１は、“RRC Connection Reconfiguration”メッセージを生成し、ステップＳ５１１で第１の携帯電話機３−１へ送信する。“RRC Connection Reconfiguration”メッセージは、Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成情報（例えば、送受信電力、使用される周波数等を含む、Ｄ２Ｄリンクのための無線パラメータ）及びセキュリティ構成、例えば、上述したbase1値及び使用される暗号化アルゴリズム、を含む。基地局５は、例えば、制限された帯域幅に起因してオペレータにより使用され得ない空きの周波数内でＤ２Ｄ接続のための周波数を割り当てる。このRRC Connection Reconfigurationメッセージを受信した後、ステップＳ５１２において、第１の携帯電話機３−１は、KASME_UE1鍵及びkey derivation function (KDF)を用いて受信された“base1”値から共通の共有セキュリティ基準値を復元する（recover）。
【００６２】
ステップＳ５０９で送信される第２の“E-RAB Modify Request”の受信に応じて、基地局５−１は、別の“RRC Connection Reconfiguration”メッセージを生成し、ステップＳ５１３で第２の携帯電話機３−２へ送信する。“RRC Connection Reconfiguration”メッセージは、Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成情報及びセキュリティ構成、例えば、上述したbase2値及び使用される暗号化アルゴリズム、を含む。このRRC Connection Reconfigurationメッセージを受信した後、ステップＳ５１４において、第２の携帯電話機３−２は、KASME_UE2鍵及びkey derivation function (KDF)を用いて“base2”値から共通の共有セキュリティ基準値を復元する。
【００６３】
共通の共有セキュリティ基準値を復元し、ＲＲＣ接続を再構成することに成功した後、ステップＳ５１５において、第１の携帯電話機３−１は、基地局５−１へ“RRC Connection Reconfiguration Complete”メッセージを送信し、同様に、ステップＳ５１７において、“E-RAB Modify Request”メッセージの受信を確認し、ＭＭＥ９へ“E-RAB Modify Response”メッセージを送信する。
【００６４】
同様に、共通の共有セキュリティ基準値を復元し、ＲＲＣ接続を再構成することに成功した後、ステップＳ５１９において、第２の携帯電話機３−２は、基地局５−１へ“RRC Connection Reconfiguration Complete”メッセージを送信し、同様に、ステップＳ５２１において、“E-RAB Modify Request”メッセージの受信を確認し、ＭＭＥ９へ別の“E-RAB Modify Response”メッセージを送信する。基地局５−１は、再構成前に通信のために使用されていた過去の無線ベアラも解放する。
【００６５】
ステップＳ５２３において、第１の携帯電話機３−１は、Ｄ２Ｄ接続についてそのベアラを再構成した後、第１の携帯電話機３−１は、Ｄ２Ｄベアラが、“Modify EPS Bearer Confirmation”メッセージを送信することにより、設定に成功したことをＭＭＥ９へ通知する。ステップＳ５２５において、第２の携帯電話機３−２は、Ｄ２Ｄ接続についてそのベアラを再構成した後、第２の携帯電話機３−２も、Ｄ２Ｄベアラが、“Modify EPS Bearer Confirmation”メッセージを送信することにより、設定に成功したことをＭＭＥ９へ通知する。ＭＭＥ９は、（呼（call）が未だ進行中であるとして）請求目的でＮＡＳベアラを維持する。ＭＭＥ９が基地局からE-RAB Modify Responseメッセージを受信しない場合、Ｄ２Ｄ接続は失敗したと仮定し、携帯電話機３は基地局５を介して通信中の過去の構成に戻る。
【００６６】
最後に、ステップＳ５２７において、第１及び第２の携帯電話機３−１及び３−２は、お互いに、但し今回を除き、（図１Ａに“Ａ”と付された）確立されたＤ２Ｄ接続を経由して、ユーザプレーンデータを通信することを再開する。
【００６７】
通常は、携帯電話機３は、電話機３が購入され、ネットワークにも認識される場合に、携帯電話機３内へ（ＵＳＩＭ内へ）プログラムされるセキュリティ基準値を用いて、無線インタフェース（air interface）上で送信されるこれらの通信を暗号化するために用いられるセキュリティ鍵を生成する。本実施形態に従って、共通の共有セキュリティ基準値は、携帯電話機３−１及び３−２のそれぞれへネットワークから送信され、予め格納されたセキュリティ基準値の一つを用いる代わりに、それらの間で確立されたＤ２Ｄリンク上で、整合性が保護され、暗号化されたメッセージを交換するために用いられる共通セキュリティ鍵として用いられる（又は、生成することを可能にする）。このように、携帯電話機３−１及び３−２には、これらがＤ２Ｄリンク上の通信に使用する一時的なセキュリティ基準値が効果的に提供される。さらに、共通の共有セキュリティ基準値は、ネットワークの向こう側及び無線インタフェース上で送信される前に、携帯電話機を特定する鍵（例えば、KASME）を用いて暗号化されるため、Ｄ２Ｄリンクを経由して交換される通信上で盗聴するために復元及び利用し得る他のネットワークエンティティ（又は携帯電話機３）はない。
【００６８】
［接続が存在する間  −  同一のコアネットワークであるが、異なる基地局により取り扱われる携帯電話機］
ここで、Ｄ２Ｄ通信リンクが、同一のコアネットワーク７を通じて確立される通信リンクを既に有し、異なる基地局５−１及び５−２により現在取り扱われる、２つの携帯電話機３−１及び３−３の間で確立されることになっている上で議論されるシナリオについて（図６参照）、以下により詳細に説明する。
【００６９】
最初に、ステップＳ６０１及びＳ６０３に示すように、第１の携帯電話機３−１は、Ｓ−ＧＷ８、第１及び第２の基地局５−１及び５−２を介した、第３の携帯電話機３−３とのユーザプレーンデータ接続を有する。ステップＳ６０５において、２つの携帯電話機３−１及び３−３がお互いに通信し、Ｄ２Ｄ通信の基準を満たすことが、コアネットワーク７により決定（decision）される。それに応じて、ＭＭＥ９は、Traffic Flow Templateが新規なＥＰＳベアラ用のエンドポイントとして携帯電話機３−１及び３−３を確立するための専用のＥＰＳベアラを確立することにより、Ｄ２Ｄベアラを設定する。このとき、ＭＭＥ９は、新規なＤ２Ｄリンクのための適切なセキュリティ情報を生成する。ここでは、ステップＳ６０６において、携帯電話機３−１及び３−３のために共通の共有セキュリティ基準値（ＲＡＮＤ又は鍵）を生成すること、並びに、key derivation function (KDF)及び２つの携帯電話機３−１及び３−３に特有の鍵を独立して暗号化することを含む。ステップＳ６０７において、ＭＭＥ９は、２つのセキュリティ構成値：第１の携帯電話機３−１に特有の鍵（KASME_UE1）を用いて暗号化された「base1」値、及び、第３の携帯電話機３−３に特有の鍵（KASME_UE3）を用いて暗号化された「base3」値を生成する。
【００７０】
ステップＳ６０８において、ＭＭＥ９は、第１の携帯電話機３−１に向けて前方へ送信するために基地局５−１へ“E-RAB Modify Request”メッセージを送信する。前述の通り、このE-RAB Modify Requestメッセージは、携帯電話機３−１が第３の携帯電話機３−３との通信に用いている既存のＥＰＳベアラを修正するものである。特に、このE-RAB Modify Request メッセージは、Ｄ２Ｄ通信リンクについての第１の携帯電話機３−１のtraffic flow template (TFT)の送り先として第３の携帯電話機３−３を設定する。ＭＭＥ９は、ステップＳ６０７で算出されるbase1値及びＤ２Ｄ接続内でユーザプレーンデータを暗号化するために用いられるセキュリティアルゴリズムを含む、Ｄ２Ｄベアラ構成及びＤ２Ｄベアラを設定するセキュリティ情報もこのメッセージに含める。ＭＭＥ９は、現在の３ＧＰＰ標準とは異なり、使用されるセキュリティアルゴリズムを定義することを基地局５に要求し、ユーザプレーンデータのためのセキュリティアルゴリズムを選択する。ステップＳ６０９において、ＭＭＥ９は、第３の携帯電話機３−３に向けて前方へ送信するために第２の基地局５−２へ、類似の“E-RAB Modify Request”メッセージを送信する。このE-RAB Modify Requestメッセージは、第３の携帯電話機３−３のTraffic Flow Templateの送り先として第１の携帯電話機３−１を設定するＤ２Ｄベアラのために更新されたＴＦＴ情報を含む。ステップＳ６０９で送信されるE-RAB Modify Requestメッセージは、ステップＳ６０７で算出されるbase3値を含み、Ｄ２Ｄベアラ構成及びＤ２Ｄベアラを設定するためのセキュリティ情報も含む。
【００７１】
ステップＳ６０８で送信される第１の“E-RAB Modify Request”メッセージの受信に応じて、第１の基地局５−１は、“RRC Connection Reconfiguration”メッセージを生成し、ステップＳ６１１で第１の携帯電話機３−１へ送信する。“RRC Connection Reconfiguration”メッセージは、Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成情報及びセキュリティ構成、例えば、上述したbase1値及び使用される暗号化アルゴリズム、を含む。このRRC Connection Reconfigurationメッセージを受信した後、ステップＳ６１２において、第１の携帯電話機３−１は、KASME_UE1鍵及びkey derivation function (KDF)を用いて受信された“base1”値から共通の共有セキュリティ基準値を復元する。
【００７２】
ステップＳ６０９で送信される“E-RAB Modify Request”の受信に応じて、第２の基地局５−２は、 “RRC Connection Reconfiguration”メッセージを生成し、ステップＳ６１３で第３の携帯電話機３−３へ送信する。“RRC Connection Reconfiguration”メッセージは、Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成情報及びセキュリティ構成、例えば、上述したbase3値及び仕様される暗号化アルゴリズム、を含む。このRRC Connection Reconfigurationメッセージを受信した後、ステップＳ６１４において、第３の携帯電話機３−３は、KASME_UE3鍵及びkey derivation function (KDF)を用いて“base3”値から共通の共有セキュリティ基準値を復元する。
【００７３】
共通の共有セキュリティ基準値を復元し、ＲＲＣ接続を再構成することに成功した後、ステップＳ６１５において、第１の携帯電話機３−１は、第１の基地局５−１へ“RRC Connection Reconfiguration Complete”メッセージを送信し、同様に、ステップＳ６１７において、“E-RAB Modify Request”メッセージの受信を確認し、ＭＭＥ９へ“E-RAB Modify Response”メッセージを送信する。
【００７４】
同様に、共通の共有セキュリティ基準値を復元し、ＲＲＣ接続を再構成することに成功した後、ステップＳ６１９において、第３の携帯電話機３−３は、第２の基地局５−２へ“RRC Connection Reconfiguration Complete”メッセージを送信し、同様に、ステップＳ６２１において、“E-RAB Modify”メッセージの受信を確認し、ＭＭＥ９へ“E-RAB Modify Response”メッセージを送信する。ＭＭＥ９が各基地局５からE-RAB Modify Responseメッセージを受信しない場合、Ｄ２Ｄ接続は失敗したと仮定し、各携帯電話機３は基地局５を介して通信中の過去の構成に戻る。
【００７５】
ステップＳ６２３において、第１の携帯電話機３−１は、Ｄ２Ｄ接続についてそのベアラを再構成した後、第１の携帯電話機３−１は、Ｄ２Ｄベアラが、“Modify EPS Bearer Confirmation”メッセージを送信することにより、設定に成功したことをＭＭＥ９へ通知する。ステップＳ６２５において、第３の携帯電話機３−３は、Ｄ２Ｄ接続についてそのベアラを再構成した後、第３の携帯電話機３−３も、Ｄ２Ｄベアラが、“Modify EPS Bearer Confirmation”メッセージを送信することにより、設定に成功したことをＭＭＥ９へ通知する。
【００７６】
最後に、ステップＳ６２７において、第１及び第３の携帯電話機３−１及び３−３は、お互いに、但し今回を除き、（図１Ａに“Ｂ”と付された）確立された直接Ｄ２Ｄ接続を経由して、ユーザプレーンデータを通信することを再開する。
【００７７】
［接続設定時  −  同一の基地局により取り扱われる携帯電話機］
ここで、Ｄ２Ｄ通信リンクが、お互いに接続を確立するために探索し、同一の基地局５−１により現在、取り扱われる、２つの携帯電話機３−１及び３−２の間で確立されることになっている上で議論されるシナリオについて（図７参照）、以下により詳細に説明する。
【００７８】
ステップＳ７０５に示すように、コアネットワーク７（又は、コアネットワーク７の外部のデバイス）は、２つの携帯電話機３−１及び３−２がお互いに通信する必要があり、Ｄ２Ｄ通信の基準を満たすことを見つけ出す。それに応じて、ＭＭＥ９は、Traffic Flow Templateが新規なＥＰＳベアラ用のエンドポイントとして携帯電話機３−１及び３−２を確立するための専用のＥＰＳベアラを確立することにより、Ｄ２Ｄベアラを設定する。このとき、ＭＭＥ９は、新規なＤ２Ｄリンクのための適切なセキュリティ情報を生成する。ここでは、ステップＳ７０６において、携帯電話機３−１及び３−２のために共通の共有セキュリティ基準値（ＲＡＮＤ又は鍵）を生成すること、並びに、key derivation function (KDF)及び２つの携帯電話機３−１及び３−２に特有の鍵を独立して暗号化することを含む。ステップＳ７０７において、ＭＭＥ９は、２つのセキュリティ構成値：第１の携帯電話機３−１に特有の鍵（KASME_UE1）を用いて暗号化された「base1」値、及び、第２の携帯電話機３−２に特有の鍵（KASME_UE2）を用いて暗号化された「base2」値を生成する。
【００７９】
ステップＳ７０８において、ＭＭＥ９は、第１の携帯電話機３−１に向けて前方へ送信するために基地局５−１へ“E-RAB Setup Request”メッセージを送信する。このE-RAB Setup Requestメッセージは、第１の携帯電話機３−１が第２の携帯電話機３−２との通信に用いることができるＥＰＳベアラを設定するものである。特に、このE-RAB Setup Request メッセージは、Ｄ２Ｄ通信リンクについての第１の携帯電話機３−１のtraffic flow template (TFT)の送り先として第２の携帯電話機３−２を設定する。ＭＭＥ９は、ステップＳ７０７で算出されるbase1値及びＤ２Ｄ接続内でユーザプレーンデータを暗号化するために用いられるセキュリティアルゴリズムを含む、Ｄ２Ｄベアラ構成及びＤ２Ｄベアラを設定するためのセキュリティ情報もこのメッセージに含める。ステップＳ７０９において、ＭＭＥ９は、第２の携帯電話機３−２に向けて前方へ送信するために基地局５−１へ同様の“E-RAB Setup Request”メッセージを送信する。このE-RAB Setup Requestメッセージは、第２の携帯電話機３−２のTFTの送り先として第１の携帯電話機３−１を設定する、Ｄ２ＤベアラのためのＴＦＴ情報を含む。ステップＳ７０９において送信されるE-RAB Setup Requestメッセージは、ステップＳ７０７で算出されるbase2値を含む、Ｄ２Ｄベアラ構成及びＤ２Ｄベアラを設定するためのセキュリティ情報を含む。
【００８０】
ステップＳ７０８で送信される第１の“E-RAB Setup Request”メッセージの受信に応じて、基地局５−１は、“RRC Connection Reconfiguration”メッセージを生成し、ステップＳ７１１で第１の携帯電話機３−１へ送信する。“RRC Connection Reconfiguration”メッセージは、Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成情報及びセキュリティ構成、例えば、上述したbase1値及び使用される暗号化アルゴリズム、を含む。このRRC Connection Reconfigurationメッセージを受信した後、ステップＳ７１２において、第１の携帯電話機３−１は、KASME_UE1鍵及びkey derivation function (KDF)を用いて受信された“base1”値から共通の共有セキュリティ基準値を復元する。
【００８１】
ステップＳ７０９で送信される第２の“E-RAB Modify Request”の受信に応じて、基地局５−１は、別の“RRC Connection Reconfiguration”メッセージを生成し、ステップＳ７１３で第２の携帯電話機３−２へ送信する。“RRC Connection Reconfiguration”メッセージは、Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成情報及びセキュリティ構成、例えば、上述したbase2値及び使用される暗号化アルゴリズム、を含む。このRRC Connection Reconfigurationメッセージを受信した後、ステップＳ７１４において、第２の携帯電話機３−２は、KASME_UE2鍵及びkey derivation function (KDF)を用いて“base2”値から共通の共有セキュリティ基準値を復元する。
【００８２】
共通の共有セキュリティ基準値を復元し、ＲＲＣ接続を構成することに成功した後、ステップＳ７１５において、第１の携帯電話機３−１は、基地局５−１へ“RRC Connection Reconfiguration Complete”メッセージを送信し、同様に、ステップＳ７１７において、“E-RAB Setup Request”メッセージの受信を確認し、ＭＭＥ９へ“E-RAB Setup Response”メッセージを送信する。
【００８３】
同様に、共通の共有セキュリティ基準値を復元し、ＲＲＣ接続を再構成することに成功した後、ステップＳ７１９において、第２の携帯電話機３−２は、基地局５−１へ“RRC Connection Reconfiguration Complete”メッセージを送信し、同様に、ステップＳ７２１において、“E-RAB Setup Request”メッセージの受信を確認し、ＭＭＥ９へ別の“E-RAB Setup Response”メッセージを送信する。
【００８４】
ステップＳ７２３において、第１の携帯電話機３−１は、Ｄ２Ｄ接続についてそのベアラを構成した後、第１の携帯電話機３−１は、Ｄ２ＤＥＰＳベアラが、活性化されるための準備が整っていることを確認する“Activate Dedicated EPS Bearer Confirm”メッセージをＭＭＥ９へ送信する。ステップＳ７２５において、第２の携帯電話機３−２は、Ｄ２Ｄ接続についてそのベアラを構成した後、第２の携帯電話機３−２も、Ｄ２ＤＥＰＳベアラが、活性化されるための準備が整っていることを確認する“Activate Dedicated EPS Bearer Confirm”メッセージをＭＭＥ９へ送信する。
【００８５】
最後に、ステップＳ７２７において、第１及び第２の携帯電話機３−１及び３−２は、（図１Ａに“Ａ”と付された）確立されたＤ２Ｄ接続を経由してお互いにユーザプレーンデータを通信することを開始できる。
【００８６】
［接続設定時  −  同一のコアネットワークであるが、異なる基地局により取り扱われる携帯電話機］
ここで、Ｄ２Ｄ通信リンクが、お互いに通信リンクを確立することを望み、異なる基地局５−１及び５−２により現在、取り扱われる、２つの携帯電話機３−１及び３−３の間で確立されることになっている上で議論されるシナリオについて（図８参照）、以下により詳細に説明する。
【００８７】
ステップＳ８０５に示すように、コアネットワーク７（又は、コアネットワーク７の外部のデバイス）は、２つの携帯電話機３−１及び３−３がお互いに通信する必要があり、Ｄ２Ｄ通信の基準を満たすことを見つけ出す。それに応じて、ＭＭＥ９は、Traffic Flow Templateが新規なＥＰＳベアラ用のエンドポイントとして携帯電話機３−１及び３−３を確立するための専用のＥＰＳベアラを確立することにより、Ｄ２Ｄベアラを設定する。このとき、ＭＭＥ９は、新規なＤ２Ｄリンクのための適切なセキュリティ情報を生成する。ここでは、ステップＳ８０６において、携帯電話機３−１及び３−３のために共通の共有セキュリティ基準値（ＲＡＮＤ又は鍵）を生成すること、並びに、key derivation function (KDF)及び２つの携帯電話機３−１及び３−３に特有の鍵を独立して暗号化することを含む。ステップＳ８０７において、ＭＭＥ９は、２つのセキュリティ構成値：第１の携帯電話機３−１に特有の鍵（KASME_UE1）を用いて暗号化された「base1」値、及び、第３の携帯電話機３−３に特有の鍵（KASME_UE3）を用いて暗号化された「base3」値を生成する。
【００８８】
ステップＳ８０８において、ＭＭＥ９は、第１の携帯電話機３−１に向けて前方へ送信するために第１の基地局５−１へ“E-RAB Setup Request”メッセージを送信する。このE-RAB Setup Requestメッセージは、第１及び第３の携帯電話機３−１、３−３がお互いに通信することができるＥＰＳベアラを設定するものである。このE-RAB Setup Request メッセージは、Ｄ２Ｄ通信リンクについての第１の携帯電話機３−１のtraffic flow template (TFT)の送り先として第３の携帯電話機３−３を設定する。ＭＭＥ９は、ステップＳ８０７で算出されるbase1値及びＤ２Ｄ接続内でユーザプレーンデータを暗号化するために用いられるセキュリティアルゴリズムを含む、Ｄ２Ｄベアラ構成及びＤ２Ｄベアラを設定するためのセキュリティ情報もこのメッセージに含める。ステップＳ８０９において、ＭＭＥ９は、第３の携帯電話機３−３に向けて前方へ送信するために基地局５−２へ同様の“E-RAB Setup Request”メッセージを送信する。このE-RAB Setup Requestメッセージは、第３の携帯電話機３−３のTFTの送り先として第１の携帯電話機３−１を設定する、Ｄ２ＤベアラのためのＴＦＴ情報を含む。ステップＳ８０９において送信されるE-RAB Setup Requestメッセージは、ステップＳ８０７で算出されるbase3値を含む、Ｄ２Ｄベアラ構成及びＤ２Ｄベアラを設定するためのセキュリティ情報を含む。
【００８９】
ステップＳ８０８で送信される第１の“E-RAB Modify Request”メッセージの受信に応じて、第１の基地局５−１は、“RRC Connection Reconfiguration”メッセージを生成し、ステップＳ８１１で第１の携帯電話機３−１へ送信する。“RRC Connection Reconfiguration”メッセージは、Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成情報及びセキュリティ構成、例えば、上述したbase1値及び使用される暗号化アルゴリズム、を含む。このRRC Connection Reconfigurationメッセージを受信した後、ステップＳ８１２において、第１の携帯電話機３−１は、KASME_UE1鍵及びkey derivation function (KDF)を用いて受信された“base1”値から共通の共有セキュリティ基準値を復元する。
【００９０】
ステップＳ８０９で送信される “E-RAB Setup Request”の受信に応じて、第２の基地局５−２は、 “RRC Connection Reconfiguration”メッセージを生成し、ステップＳ８１３で第３の携帯電話機３−３へ送信する。“RRC Connection Reconfiguration”メッセージは、Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成情報及びセキュリティ構成、例えば、上述したbase3値及び使用される暗号化アルゴリズム、を含む。このRRC Connection Reconfigurationメッセージを受信した後、ステップＳ８１４において、第３の携帯電話機３−３は、KASME_UE3鍵及びkey derivation function (KDF)を用いて“base3”値から共通の共有セキュリティ基準値を復元する。
【００９１】
共通の共有セキュリティ基準値を復元し、ＲＲＣ接続を構成することに成功した後、ステップＳ８１５において、第１の携帯電話機３−１は、第１の基地局５−１へ“RRC Connection Reconfiguration Complete”メッセージを送信し、同様に、ステップＳ８１７において、“E-RAB Setup Request”メッセージの受信を確認し、ＭＭＥ９へ“E-RAB Setup Response”メッセージを送信する。
【００９２】
同様に、共通の共有セキュリティ基準値を復元し、ＲＲＣ接続を構成することに成功した後、ステップＳ８１９において、第３の携帯電話機３−３は、第２の基地局５−２へ“RRC Connection Reconfiguration Complete”メッセージを送信し、同様に、ステップＳ８２１において、“E-RAB Setup Request”メッセージの受信を確認し、ＭＭＥ９へ“E-RAB Setup Response”メッセージを送信する。
【００９３】
ステップＳ８２３において、第１の携帯電話機３−１は、Ｄ２Ｄ接続についてそのベアラを構成した後、第１の携帯電話機３−１は、Ｄ２ＤＥＰＳベアラが、活性化されるための準備が整っていることを確認する“Activate Dedicated EPS Bearer Confirm”メッセージをＭＭＥ９へ送信する。ステップＳ８２５において、第３の携帯電話機３−２は、Ｄ２Ｄ接続についてそのベアラを構成した後、第３の携帯電話機３−３も、Ｄ２ＤＥＰＳベアラが、活性化されるための準備が整っていることを確認する“Activate Dedicated EPS Bearer Confirm”メッセージをＭＭＥ９へ送信する。
【００９４】
最後に、ステップＳ８２７において、第１及び第３の携帯電話機３−１及び３−２は、（図１Ａに“Ｂ”と付された）確立されたＤ２Ｄ接続を経由してお互いにユーザプレーンデータを通信することを開始できる。
【００９５】
結論として、ＭＭＥ９は、基地局５へのＳ１"E-RAB setup request"メッセージ、又は、Ｓ１"E-RAB modify request"のいずれかにおいて、（3GPP TS 36.413に示す）携帯電話機の両方の間で専用のＥＰＳベアラを用いてＤ２Ｄベアラ構成に関する情報を提供する。これらのメッセージは、以下の情報を含む。
【００９６】
上述した第１のシナリオでは、第１の携帯電話機３−１に向けたE-RAB Modify Requestメッセージ、すなわち、ステップＳ５０８において送信されるメッセージは、以下の情報を含めてもよい。
MME UE1 S1AP ID,
eNB UE1 S1AP ID,
修正されたE-RABリスト{E-RAB_UE1, E-RAB Level QoS parameters, E-RAB D2D ID, E-RAB D2D security info, NAS_PDU_UE1 (Modify EPS bearer context request(updated TFT))}、 “updated TFT”パラメータはTFT_UE1を特定する: {送信先アドレス＝UE2 IP アドレス}。
Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成情報及びセキュリティ構成は以下のように含まれる。
−  “MME UE1 S1AP ID”は、第１の携帯電話機３−１のためのＭＭＥ９を識別する。
−  “eNB UE1 S1AP ID”は、第１の携帯電話機３−１へ向けてネットワークを通じてメッセージを正確に送信するために、第１の携帯電話機３−１のための基地局５−１を識別する。
−  E-RABリストは、第１の携帯電話機３−１（“E-RAB_UE1”） のための無線ベアラに関連する情報、Ｄ２Ｄリンクに提供されるためのサービスの品質（Quality of Service）（“E-RAB Level QoS parameters”）、新規なＤ２Ｄリンクの識別情報（“E-RAB D2D ID”）、セキュリティ構成（暗号化された共通基準セキュリティ値を含む“E-RAB D2D security info”）、及び、Ｄ２ＤＥＰＳベアラの送信先として第２の携帯電話機３−２を設定した、第１の携帯電話機３−１のための 非アクセス階層（non-access stratum (NAS)）プロトコルデータ部（protocol data unit (PDU)）（“NAS_PDU_UE1”）を含む。ＮＡＳ  ＰＤＵは、その機能を調整するために第１の携帯電話機３−１へ、基地局５−１を経由して配信される、Modify EPS bearer context requestも含む。
【００９７】
同様に、第２の携帯電話機３−２に向けたE-RAB Modify Request、すなわち、ステップＳ５０９において送信されるメッセージは、以下の補完情報を含めても良い。
MME UE2 S1AP ID,
eNB UE2 S1AP ID,
修正されたE-RABリスト{E-RAB_UE2, E-RAB Level QoS parameters, E-RAB D2D ID, E-RAB D2D security info, NAS_PDU_UE2 (Modify EPS bearer context request(updated TFT))}、 “updated TFT”パラメータはTFT_UE2を特定する: {送信先アドレス＝UE1 IP アドレス}。
【００９８】
それ故、第２の携帯電話機３−２のためのＤ２Ｄ無線ベアラ構成情報及びセキュリティ構成は、第１の携帯電話機３−１のために提供されるものを補完するもの（complementary）である。このような補完の無線ベアラ構成情報（complementary radio bearer configuration information）は、とりわけ、変調方式、ＭＩＭＯ構成、周波数、及び周波数スケジューリングに関する情報も含み得る。
【００９９】
それ故、補完情報を包含する２つのE-RAB Modify Requestは、既存のベアラを修正し、第１及び第２の携帯電話機３−１及び３−２の間の単独のＤ２Ｄベアラ内でそれらを連結するために有利に用いられる。
【０１００】
さらに、上述した第１のシナリオでは、第１の携帯電話機３−１に向けたRRC Connection Reconfigurationメッセージ、すなわち、ステップＳ５１１において送信されるメッセージは、以下の情報を含めてもよい。
ＵＥ−ＵＥの無線ベアラ構成（UE-to-UE radio bearer configuration）＝｛RBToMod=RBID_UE1, Ｄ２Ｄベアラのための無線構成｝、ＡＳセキュリティ構成（AS Security configuration）＝｛共有されたパラメータ、ＡＳ暗号化アルゴリズム（AS CipheringAlgo）｝
【０１０１】
この情報は、修正された第１の携帯電話機３−１の無線ベアラ（RBID_UE1）、２つの携帯電話機３−１及び３−２の間の(Uu)インタフェース上で使用される無線構成、この例において、共有されたパラメータ（すなわち、base1値）及びアクセス階層上で使用される暗号化アルゴリズムに関連する情報を含む、アクセス階層のためのセキュリティ構成(AS セキュリティ構成)、の詳細を含む。先行するステップで受信されたＮＡＳ  ＰＤＵは、このメッセージ内の第１の携帯電話機３−１へも転送される。
【０１０２】
同様に、第２の携帯電話機３−２に向けたRRC Connection Reconfigurationメッセージ、すなわち、ステップＳ５１３において送信されるメッセージは、以下の補完情報を含めても良い。
ＵＥ−ＵＥの無線ベアラ構成（UE-to-UE radio bearer configuration）＝｛RBToMod=RBID_UE2, Ｄ２Ｄベアラのための無線構成｝、ＡＳセキュリティ構成（AS Security configuration）＝｛共有されたパラメータ、ＡＳ暗号化アルゴリズム（AS CipheringAlgo）｝
【０１０３】
この情報は、修正された第２の携帯電話機３−２の無線ベアラ（RBID_UE2）、２つの携帯電話機３−１及び３−２の間の(Uu)インタフェース上で使用される無線構成、この例において、共有されたパラメータ（すなわち、base2値）及びアクセス階層上で使用される暗号化アルゴリズムに関連する情報を含む、アクセス階層のためのセキュリティ構成(AS セキュリティ構成)、の詳細を含む。先行するステップで受信されたＮＡＳ  ＰＤＵは、このメッセージ内の第２の携帯電話機３−２へも転送される。
上述した第３のシナリオでは、第１の携帯電話機３−１に向けたE-RAB Setup Request、すなわち、ステップＳ７０８において送信されるメッセージは、以下の情報を含めてもよい。
MME UE1 S1AP ID,
eNB UE1 S1AP ID,
修正されたE-RABリスト｛E-RAB_UE1, E-RAB Level QoS parameters, E-RAB D2D ID, E-RAB D2D security info, NAS_PDU_UE1 (Activate Dedicated EPS bearer request(created TFT))｝、“created TFT”パラメータはTFT_UE1を特定する：｛送信先アドレス＝ＵＥ２アドレス（例えば、ＩＰアドレス）｝。
【０１０４】
同様に、第２の携帯電話機３−２に向けたE-RAB Setup Request、すなわち、ステップＳ７０９において送信されるメッセージは、以下の補完情報を含めても良い。
MME UE2 S1AP ID,
eNB UE2 S1AP ID,
修正されたE-RABリスト{E-RAB_UE2, E-RAB Level QoS parameters, E-RAB D2D ID, E-RAB D2D security info, NAS_PDU_UE2 (Activate Dedicated EPS bearer request(created TFT))}、 “created TFT”パラメータはTFT_UE2を特定する: {送信先アドレス＝ＵＥ１アドレス（例えば、ＩＰアドレス）}。
【０１０５】
それ故に、補完情報を包含する２つのE-RAB Setup Requestは、第１及び第２の携帯電話機３−１及び３−２の間に、Ｄ２Ｄベアラを生成する。
【０１０６】
ＭＭＥ９は、Ｓ１"E-RAB setup request"、又は、S1 "E-RAB modify request"の中のデバイス間ベアラ、及び／又は、暗号化（及び／又は整合性）アルゴリズム（群）を用いて通信を保護するために使用されるセキュリティベクトル（セキュリティ基準値）も提供する。RRC Connection Configurationメッセージにおいて、基地局は、Ｄ２Ｄ無線ベアラを確立するための携帯電話機３のための構成情報、及び、ＭＭＥ９から受信したセキュリティ情報を提供する。
【０１０７】
RRC Connection Configurationメッセージは、Ｄ２Ｄベアラの生成／修正（又は、DRB-ToAdd Information Element、又は、DRB-ToMod Information Elementを再利用する）のために構成する(以下に示すような)新規な情報要素（Information Element (IE)）を含めても良い。
【０１０８】
New D2D-ToAddMod ::=SEQUENCE {
eps-BearerIdentity    INTEGER (0..15)              OPTIONAL,  -- Cond DRB-Setup
drb-Identity  DRB-Identity,
pdcp-Config  PDCP-Config            OPTIONAL,                           -- Cond PDCP
rlc-Config               RLC-Config   OPTIONAL,                    -- Cond Setup
logicalChannelIdentity  INTEGER (3..10)        OPTIONAL,   -- Cond DRB-Setup
logicalChannelConfig   LogicalChannelConfig   OPTIONAL,   -- Cond Setup
...
}
【０１０９】
携帯電話機３は、基地局経由でＭＭＥ９から受信した新規なセキュリティベクトル、その秘密鍵KASME、及び、それに関する新規なKey Derivation Functionからユーザプレーン鍵を生成する。Ｄ２Ｄ無線ベアラ構成及びセキュリティ構成が両方完了した場合、携帯電話機３は、基地局へ通知し、それに応じて、基地局は、この携帯電話機３との間に確立されていた過去の無線ベアラを解除し、Ｄ２Ｄベアラの終了をＭＭＥへ通知する。
【０１１０】
ＭＭＥ９は、携帯電話機３の両方からのＤ２Ｄベアラの終了を同期する。例えば、第２の携帯電話機３−２のＤ２Ｄベアラは設定に成功したが、第１の携帯電話機３−１のＤ２Ｄベアラは設定に失敗した場合、ＭＭＥ９は、第１の携帯電話機３−１のために基盤経路通信（infrastructure path communication）を復元できる。
【０１１１】
ＭＭＥ９は、GTP (GPRS Tunnelling Protocol) “Create PDP Context request/response”又は“Update PDP Context request/response”のいずれかのＤ２Ｄセキュリティ情報を提供してもよい。この件について、読者は、さらなる詳細については3GPP TS 29.060を参照される。
【０１１２】
［変更形態及び代替形態］
詳細な実施形態について説明した。当業者に理解されるように、上述の実施形態に対し、いくつかの変更形態及び代替形態を作ることができ、その中で具現化される発明から利益を得ることができる。例示のために、これらの代替形態及び変更形態のいくつかについてのみ説明する。
【０１１３】
上記シナリオに加えて、お互いに通信するか、お互いに通信を希望する（及び、Ｄ２Ｄ接続を確立するための基準を満たす）２つの携帯電話機３が、異なるコアネットワーク７に接続される異なる基地局５に現在帰属する、というシナリオもある。例えば、２つの携帯電話機が異なるネットワークオペレータに承認される場合が生じ得る。そのような実施形態のオペレーションは、そのプロセスに関与する２つのＭＭＥ９が存在することを除いて、図６及び８に示されたものと非常に類似する。特に、この場合では、２つのＭＭＥ９は、基準値を取り決める（又は、２つのＭＭＥが基準値を算出することを少なくとも取り決める）。そして、第１のＭＭＥ９は、それと共に関連する携帯電話機についてbase1値を算出し、第２のＭＭＥ９は、それと共に関連する携帯電話機についてbase2値を算出する。そして、第１のＭＭＥは、関連づけられた携帯電話機に向けて適切なEPS Setup 又は Modify Requestメッセージを送信し、第２のＭＭＥ９は、関連づけられた携帯電話機に向けて適切なEPS Setup 又は Modify Requestメッセージを送信する。そして、その処理は、図６又は８に示したようである。
【０１１４】
上記実施形態において、２つの携帯電話機は、お互いにＤ２Ｄ接続を確立することが可能とされた。当業者に理解されるように、Ｄ２Ｄ接続は、例えば、携帯電話機のユーザ達が電話会議設定で共に接続するように、３以上の携帯電話機の間で確立されてもよい。
【０１１５】
２以上の携帯電話機がお互いの（及び、それ故、Ｄ２Ｄ接続にとって適切な）無線範囲内にいる場合を示す近接情報（Proximity information）は、コアネットワーク内又は接続されたノードにより、又は、各携帯電話機自身により、基地局へ提供されてもよい。
【０１１６】
上記実施形態は、共有セキュリティ情報を生成する望ましい方法、及び、Ｄ２Ｄ通信リンク内で共有する携帯電話機へセキュリティ情報をシグナリングする望ましい方法を記載してきた。当業者に理解されるように、他のシグナリングメッセージは、個別のユーザデバイスに向けて共有セキュリティ情報を伝送するために使用されてもよい。例えば、上記シナリオでは、セキュリティ情報は、E-RAB Modify Request 又は the E-RAB Setup Requestを用いるＭＭＥと基地局の間、及び、RRC Connection Reconfigurationメッセージを用いる基地局と携帯電話機の間で送信される。セキュリティ情報が、例えば、携帯電話機に特有のNAS PDU内で、上記メッセージの任意の部分で送信され得ることはいうまでもない。さらに、セキュリティ情報が、NAS PDUが含まれるか、独立して送信されるかのいずれかを示す、Modify EPS Bearer Context Request又はActivate Dedicated EPS Bearer Requestのいずれかを用いて送信され得ることはいうまでもない。代わりに、セキュリティ情報は、GPRS Tunnelling Protocol (GTP)メッセージ、例えば、“Create PDP Context Request” 又は “Create PDP Context Response”のような、異なる手順を用いて提供されてもよい。
【０１１７】
上記実施形態では、携帯電話機（mobile telephones）は、cellular telephonesである。例えば、携帯情報端末、ラップトップ型コンピュータ、ウェブブラウザ等のような他のタイプのユーザデバイスを用いることができる。
【０１１８】
上述したように、ＭＭＥは共通の共有セキュリティ基準値を生成するが、この基準値は、例えば、ホーム加入者サーバ、又は、専用のセキュリティ基準値生成ネットワークエンティティのような、別のネットワークデバイスにより生成されてもよい。
【０１１９】
Ｄ２Ｄ通信経路の設定は、同一の通信ネットワーク内で携帯電話機の間で説明されていたが、本発明にかかるＤ２Ｄ通信経路は、異なる通信ネットワークに設置された携帯電話機の間で設定してもよい。この場合、個別の携帯電話機のためのＭＭＥ（及び、任意のケースにおいて、基地局）は、異なるネットワークに設置されてもよい。
【０１２０】
上記の記述において、ＭＭＥ９、基地局５及び携帯電話機３は、理解を容易にするために、いくつかの個別の機能コンポーネント又はモジュールを有するものとして記載されている。これらのモジュールは、例えば本発明を実施するよう修正された既存のシステムといった特定のアプリケーションのために、このように提供されてもよい一方で、例えば最初から本発明の特徴を念頭において設計されたシステムといった他のアプリケーションにおいて、これらのモジュールは、全体的なオペレーティングシステム又はコードに内蔵されていてもよいので、これらのモジュールは個別のエンティティとして区別できなくてもよい。
【０１２１】
上記実施形態では、いくつかのソフトウェアモジュールが示された。当業者に理解されるように、ソフトウェアモジュールは、コンパイルされた形式又はコンパイルされていない形式で提供することができ、ＭＭＥ、又は、基地局、又は、携帯電話機へと、コンピュータネットワークを介した信号又は記録媒体上の信号として供給することができる。さらに、このソフトウェアの一部又は全てによって実行される機能は、１つ以上の専用ハードウェア回路を用いて実行されうる。しかしながら、ＭＭＥ９、基地局５及び携帯電話機３の機能の更新が容易であるため、ソフトウェアモジュールを使用することが好ましい。
【０１２２】
ここではさらに詳細には説明しないが、当業者には種々の他の変形が明らかであろう。
【０１２３】
例えば、本発明は、図５から８に示される処理をＣＰＵ(Central Processing Unit)のようなコンピュータに実行させるプログラムにより、実現され得る。
【０１２４】
本プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（compact disc recordable）、ＣＤ−Ｒ／Ｗ（compact disc rewritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、（電線及び光ファイバ等の）有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給するために使用され得る。
【０１２５】
本出願は、２０１２年３月３０日に出願された英国特許出願第１２０５８０３．８号からの優先権の利益を主張し、該特許出願の開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。
【０１２６】
［３ＧＰＰ専門用語集］
D2D            - Device to Device
eNB            - Evolved NodeB, E-UTRAN base station
EPC            - Evolved Packet Core
EPS            - Evolved Packet System
E-UTRA        - Evolved UMTS Terrestrial Radio Access
E-UTRAN        - Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network
HSS            - Home Subscriber Server
LTE            - Long Term Evolution (of UTRAN)
MME            - Mobility Management Entity
NAS            - Non-Access-Stratum
OAM            - Operation And Maintenance
P-GW          - PDN Gateway
(E-)RAB        - (EPS-) Radio Access Bearer
RRC            - Radio Resource Control
S1-MME        - S1 for the control plane
S1-U          - S1 for the user plane
S-GW          - Serving Gateway
TFT            - Traffic Flow Template
UE            - User Equipment
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、通信システム及び部品並びにそれらの方法に関する。本発明は、３ＧＰＰ標準又はそれらと同等もしくは派生物に従って動作し、特定の、しかし排他的でない無線通信システム及びそれらのデバイスに適用できる。
【符号の説明】
【０１２８】
１    通信ネットワーク
３（３−１，  ３−２，  ３−３）    携帯電話機
５（５−１，  ５−２）    基地局
７    コアネットワーク
８    Ｓ−ＧＷ（SERVING GATEWAY）
９    ＭＭＥ（mobility management entity）
１０    ＰＤＮ（PACKET DATA NETWORK GATEWAY）
１１，  ５１，  ７１    送受信回路
１３    基地局インタフェース
１５，  ５５    コアネットワークインタフェース
１７，  ５７，  ７７    コントローラ
１９，  ５９，  ７９    記憶部
２１，  ６１，  ８１    オペレーティングシステム
２３    Ｄ２Ｄ監視モジュール
２５    Ｄ２Ｄ設定モジュール
２７    セキュリティ機能モジュール
２９    Ｄ２Ｄ準拠モジュール
５３，  ７３    アンテナ
６３，  ８３    通信制御モジュール
６５，  ８５    Ｄ２Ｄ制御モジュール
６７，  ８７    セキュリティモジュール
Ａ，  Ｂ    Ｄ２Ｄ接続
【図１Ａ】
2020102891.tif 000003
【図１Ｂ】
2020102891.tif 000004
【図２】
2020102891.tif 000005
【図３】
2020102891.tif 000006
【図４】
2020102891.tif 000007
【図５】
2020102891.tif 000008
【図６】
2020102891.tif 000009
【図７】
2020102891.tif 000010
【図８】
2020102891.tif 000011