(57)【要約】【課題】デュアルコネクティビティにおいて、セキュリティ鍵の更新のタイミングを把握することにより、送信／受信の開始を適切に判断する。【解決手段】異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する移動局は、マスターセルグループの基地局から、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信し、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新し、セキュリティ鍵の更新が完了した際に、セカンダリセルグループの基地局に対して、セキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージの送信又はランダムアクセス手順を実施し、セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信した際に、上りリンクデータの送信を停止し、上記の制御メッセージの応答メッセージを受信した際又は上記のランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する移動局であって、
マスターセルグループの基地局から、セカンダリセルグループと通信するためののセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信する受信部と、
セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するセキュリティ鍵設定部と、
セキュリティ鍵の更新が完了した際に、セカンダリセルグループの基地局に対して、セキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージの送信又はランダムアクセス手順を実施するセキュリティ鍵設定完了通知部と、
セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信した際に、上りリンクデータの送信を停止し、上記の制御メッセージの応答メッセージを受信した際又は上記のランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始する送信／受信開始判定部と、
を有する移動局。
【請求項２】
上りリンクデータの送信を停止してから、上りリンクデータの送信を開始するまで、上りリンクデータを格納する上りリンクデータ格納部を更に有する、請求項１に記載の移動局。
【請求項３】
前記送信／受信開始判定部は、セキュリティ鍵の更新が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの受信を開始する、請求項１又は２に記載の移動局。
【請求項４】
前記送信／受信開始判定部は、上記の制御メッセージの応答メッセージを受信した際又は上記のランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの受信を開始する、請求項１又は２に記載の移動局。
【請求項５】
異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する移動局での送信／受信開始判定方法であって、
マスターセルグループの基地局から、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信するステップと、
セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信した際に、上りリンクデータの送信を停止するステップと、
セカンダリセルグループと通信するためののセキュリティ鍵を更新するステップと、
セキュリティ鍵の更新が完了した際に、セカンダリセルグループの基地局に対して、セキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージの送信又はランダムアクセス手順を実施するステップと、
上記の制御メッセージの応答メッセージを受信した際又は上記のランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始するステップと、
を有する送信／受信開始判定方法。
【請求項６】
移動局が異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する無線システムにおける基地局であって、
マスターセルグループの基地局から、更新されたセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を受信する受信部と、
セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するセキュリティ鍵設定部と、
マスターセルグループの基地局を介して、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを移動局に送信する送信部と、
移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始する送信／受信開始判定部と、
を有する基地局。
【請求項７】
前記送信／受信開始判定部は、セキュリティ鍵の更新が完了した際に、下りリンクデータの送信を停止し、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを含む設定変更要求に対する応答をマスターセルグループの基地局から受信した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの送信を開始する、請求項６に記載の基地局。
【請求項８】
前記送信／受信開始判定部は、セキュリティ鍵の更新が完了した際に、下りリンクデータの送信を停止し、移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの送信を開始する、請求項６に記載の基地局。
【請求項９】
下りリンクデータの送信を停止してから、下りリンクデータの送信を開始するまで、下りリンクデータを格納する下りリンクデータ格納部を更に有する、請求項６乃至８のうちいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１０】
移動局が異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する無線システムにおける基地局での送信／受信開始判定方法であって、
マスターセルグループの基地局から、更新されたセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を受信するステップと、
セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するステップと、
マスターセルグループの基地局を介して、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを移動局に送信するステップと、
移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始するステップと、
を有する送信／受信開始判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局、基地局及び送信／受信開始判定方法に関する。
【０００２】
LTE（Long Term Evolution）システムでは、アクセス層（AS：Access-Stratum）のセキュリティ機能と非アクセス層（NAS：Non-Access-Stratum）のセキュリティ機能とが分離されており、基地局（eNB：evolved Node B）と移動局（UE：User Equipment）との間のアクセス層のセキュリティ関連パラメータ（セキュリティ鍵を設定するためのパラメータ）については、eNBが管理している。
【０００３】
図１に、LTEシステムにおけるセキュリティ鍵の生成手順を示す。LTEシステムでは、AKA（Authentication and Key Agreement）に基づいてセキュリティ鍵が生成される。
【０００４】
予め、USIM（Universal Subscriber Identity Module）とAuC（Authentication Center）との間で鍵Kを共有している。ネットワークとユーザの相互認証が行われるたびに、暗号化及び完全性保証に使われる鍵CK、IKが生成される。UEがネットワークにアタッチした場合、UE及びHSS（Home Subscriber Service）は、鍵CK、IKからKASMEを生成する。UEとMME（Mobility Management Entity）との間のNASプロトコルの暗号化のための鍵KNASenc及び完全性保証のための鍵KNASintは、KASMEから生成される。UEがネットワークに接続するときは、MMEは鍵KeNBを生成し、eNBに渡す。ハンドオーバにおいても、RRC Connection Reconfigurationが完了すると、新たにKeNBが生成される。このKeNBから、U-Planeデータの暗号化の鍵であるKUPencと、RRC（Radio Resource Control）のための暗号化及び完全性保証のための鍵であるKRRCint及びKRRCencが生成される。なお、U-Planeデータの完全性保証のための鍵であるKUPintは生成されない場合がある（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】3GPP TS 33.401 V11.7.0 (2013-06)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、LTEシステムでは、アクセス層のセキュリティ機能はUEとeNBとの間で実現される。更に、アクセス層のセキュリティ鍵KeNBは、MME又はeNBのトリガーにより更新される。例えば、E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）へのハンドオーバ（Inter RAT HO to E-UTRAN）が実施される場合、又はセキュリティの理由で（例えば、UEが所定時間より長くネットワークに接続している場合）、MMEの指示によりセキュリティ鍵KeNBが更新される。例えば、送受信したデータ量が閾値を超えた場合、eNBの判断でセキュリティ鍵KeNBが更新される。
【０００７】
一方、UEが２つ以上のeNBのリソースを使ってデータ通信するデュアルコネクティビティ（Dual Connectivity）が検討されている。Dual Connectivityは、異なるeNBの配下のセルグループを用いて高スループットを実現するキャリアアグリゲーション（CA：Carrier Aggregation）の一形態でありinter eNB CAとも呼ばれる。
【０００８】
Dual Connectivityでは、異なるeNBのそれぞれのセルグループは異なる周波数を用いると想定されている。Dual Connectivityでは、UEとの接続性を担保する信頼性の高いマスターセルグループ（MCG：Master Cell Group）と、マスターセルグループに接続中のUEに追加的に設定されるセカンダリセルグループ（SCG：Secondary Cell Group）とが設定される。MCGに対応する基地局は、MeNB（Master eNB）と呼ばれ、SCGに対応する基地局はSeNB（Secondary eNB）と呼ばれる。
【０００９】
図２に、Dual Connectivityの概念図を示す。図２に示すDual Connectivityの接続形態は、Architecture option 1と呼ばれ、PDCP（Packet Data Convergence Protocol）エンティティが異なるeNBに存在する。従って、セキュリティ関連パラメータもそれぞれのeNBで管理される。更に、MCGと通信するためのセキュリティ鍵（以下、MeNB用セキュリティ鍵KeNBと呼ぶ）の更新と同様に、SCGと通信するためのセキュリティ鍵（以下、SeNB用セキュリティ鍵SKeNBと呼ぶ）も更新される可能性がある。例えば、MeNB用セキュリティ鍵KeNBが更新された場合、又はSeNBで送受信したデータ量が閾値を超えた場合、SeNB用セキュリティ鍵SKeNBが更新される。
【００１０】
一方、セキュリティ関連パラメータは、RRCメッセージでUEに通知されるが、SeNBはRRCメッセージをUEに送信することができない。このため、UEがセキュリティ鍵を更新したタイミングをSeNBが把握することができない。UEとSeNBとが所定のタイミングでセキュリティ鍵を適用しないと、SeNBが送信したデータをUEが正しく受信できない可能性があり、また、UEが送信したデータをSeNBが正しく受信できたとしてもS-GW（Serving Gateway）に正しく送信できずに破棄される可能性がある。
【００１１】
本発明は、デュアルコネクティビティにおいて、セキュリティ鍵の更新のタイミングを把握することにより、送信／受信の開始を適切に判断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一形態に係る移動局は、
異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する移動局であって、
マスターセルグループの基地局から、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信する受信部と、
セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するセキュリティ鍵設定部と、
セキュリティ鍵の更新が完了した際に、セカンダリセルグループの基地局に対して、セキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージの送信又はランダムアクセス手順を実施するセキュリティ鍵設定完了通知部と、
セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信した際に、上りリンクデータの送信を停止し、上記の制御メッセージの応答メッセージを受信した際又は上記のランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始する送信／受信開始判定部と、
を有する。
【００１３】
また、本発明の一形態に係る送信／受信開始判定方法は、
異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する移動局での送信／受信開始判定方法であって、
マスターセルグループの基地局から、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信するステップと、
セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信した際に、上りリンクデータの送信を停止するステップと、
セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するステップと、
セキュリティ鍵の更新が完了した際に、セカンダリセルグループの基地局に対して、セキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージの送信又はランダムアクセス手順を実施するステップと、
上記の制御メッセージの応答メッセージを受信した際又は上記のランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始するステップと、
を有する。
【００１４】
また、本発明の一形態に係る基地局は、
移動局が異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する無線システムにおける基地局であって、
マスターセルグループの基地局から、更新されたセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を受信する受信部と、
セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するセキュリティ鍵設定部と、
マスターセルグループの基地局を介して、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを移動局に送信する送信部と、
移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始する送信／受信開始判定部と、
を有する。
【００１５】
また、本発明の一形態に係る送信／受信開始判定方法は、
移動局が異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する無線システムにおける基地局での送信／受信開始判定方法であって、
マスターセルグループの基地局から、更新されたセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を受信するステップと、
セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するステップと、
マスターセルグループの基地局を介して、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを移動局に送信するステップと、
移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始するステップと、
を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、デュアルコネクティビティにおいて、セキュリティ鍵の更新のタイミングを把握することにより、送信／受信の開始を適切に判断することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】LTEシステムにおけるセキュリティ鍵の生成手順を示す図
【図２】Dual Connectivityの概念図
【図３】Dual ConnectivityにおけるSeNB用セキュリティ鍵の更新手順を示すシーケンス図
【図４】Dual Connectivityにおける鍵の階層化を示す図
【図５】本発明の実施例に係る移動局の構成図
【図６】本発明の実施例に係る基地局の構成図
【図７】本発明の実施例に係るセキュリティ鍵更新手順及び送受信開始判定手順を示すシーケンス図（PDCP PDU又はMAC CEを使用する場合）
【図８】本発明の実施例で用いられるPDCP PDUの例を示す図
【図９】本発明の実施例に係るセキュリティ鍵更新手順及び送受信開始判定手順を示すシーケンス図（ランダムアクセス手順を使用する場合）
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１９】
本発明の実施例では、キャリアアグリゲーション（CA）の中でも、移動局が異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する場合について説明する。このようなCAの接続形態をDual Connectivityと呼ぶ。
【００２０】
図２に示す例では、移動局（UE）は、２つの基地局（MeNB及びSeNB）の配下の異なる周波数のセルグループを用いて通信することで、Dual Connectivityを実現している。Dual Connectivityでは、UEとの接続性を担保する信頼性の高いマスターセルグループ（MCG）と、マスターセルグループに接続中のUEに追加的に設定されるセカンダリセルグループ（SCG）とが設定される。MSGに対応する基地局は、MeNBと呼ばれ、SCGに対応する基地局はSeNBと呼ばれる。なお、図２では、２つのセルグループが設定されているが、３つ以上のセルグループが設定されてもよい。
【００２１】
Dual Connectivityにおいて、S-GWからMeNBを経由してUEに設定されるベアラと、S-GWからSeNBを経由してUEに設定されるベアラは異なってもよい。このような場合、PDCP（Packet Data Convergence Protocol）エンティティが異なるeNBに存在するため、セキュリティ関連パラメータもそれぞれのeNBで管理される。更に、MeNB用セキュリティ鍵KeNBの更新と同様に、SeNB用セキュリティ鍵SKeNBも更新される可能性がある。例えば、MeNB用セキュリティ鍵KeNBが更新された場合、又はSeNBで送受信したデータ量が閾値を超えた場合、SeNB用セキュリティ鍵SKeNBが更新される。
【００２２】
一方、セキュリティ関連パラメータは、RRCメッセージでUEに通知されるが、SeNBはRRCメッセージをUEに送信することができないため、SeNBのセキュリティ関連パラメータは、MeNBからのRRCメッセージでUEに通知される。具体例を以下に説明する。
【００２３】
図３に、Dual ConnectivityにおけるSeNB用セキュリティ鍵の更新手順を示す。
【００２４】
MeNB用セキュリティ鍵KeNBが更新された場合、又はSeNBで送受信したデータ量が閾値を超えた場合、MeNBは、SeNB用セキュリティ鍵SKeNBの更新を決定する（Ｓ１０）。なお、UEは、定期的に信号品質の測定結果（Meas Report）をMeNBに報告している（Ｓ１１）。
【００２５】
MeNBは、MeNB用セキュリティ鍵KeNBに基づいてSeNB用セキュリティ鍵SKeNBを生成する（Ｓ１３）。具体的には、図４に示すように、SeNB用セキュリティ鍵SKeNBは、SKeNB=KDF(KeNB, SCC)により生成される。ただし、KDFはセキュリティ鍵を生成するためのハッシュ関数であり、SCC（SKeNB chaining count）は、セキュリティ鍵SKeNBを特定するためのカウンタである。SeNB用セキュリティ鍵SKeNBの更新に伴い、このSKeNBから、U-Planeデータの暗号化の鍵であるSKUPencが生成される。なお、U-Planeデータの完全性保証のための鍵であるKUPintは生成されない場合がある。
【００２６】
そして、MeNBは、生成したセキュリティ鍵SKeNBの情報を含むSCG（Secondary Cell Group） modification indicationをSeNBに送信する（Ｓ１５）。SeNBは、SCG modification indicationに対して、SeNB用セキュリティ鍵SKeNBを更新すると共に、UEに通知するセキュリティ鍵のパラメータを含むSCG modification requestをMeNBに送信する（Ｓ１７）。この時点で、SeNBはSeNB用セキュリティ鍵SKeNBを使用することが可能になる（Ｓ１９）。
【００２７】
MeNBは、SCG modification requestに含まれるセキュリティ鍵のパラメータをRRC Connection ReconfigurationによりUEに送信する（Ｓ２１）。UEは、SeNB用セキュリティ鍵SKeNBを更新すると共に、RRC Connection Reconfigurationの設定が完了したことを報告するためにRRC Connection Reconfiguration CompleteをMeNBに送信する（Ｓ２３）。この時点で、UEはSeNB用セキュリティ鍵SKeNBを使用することが可能になる（Ｓ２５）。そして、MeNBはSCG modification requestに対する応答として、SCG modification responseをSeNBに送信する（Ｓ２７）。
【００２８】
上記のように、SeNBがSeNB用セキュリティ鍵SKeNBを更新するタイミングとUEがSeNB用セキュリティ鍵SKeNBを更新するタイミングは異なり、SeNBは、UEがSeNB用セキュリティ鍵を更新したタイミングを直接把握することはできない。更に、SeNBは、UEがSeNB用セキュリティ鍵を正常に更新したか否かも把握することはできない。従って、本発明の実施例では、セキュリティ鍵の更新のタイミングを通知するために、UEとSeNBとの間でセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージ又はランダムアクセス手順を使用する。
【００２９】
具体的なUE及びeNBの構成及び動作について以下に説明する。
【００３０】
＜移動局の構成＞
図５に、本発明の実施例に係る移動局の構成図を示す。移動局１０は、DL（Downlink）信号受信部１０１と、UL（Uplink）信号送信部１０３と、信号測定部１０５と、セキュリティ鍵設定部１０７と、セキュリティ鍵設定完了通知部１０９と、ULデータバッファ部１１１と、送信／受信開始判定部１１３とを有する。
【００３１】
DL信号受信部１０１は、MeNB及びSeNBからの下り信号を受信する。SeNB用セキュリティ鍵の更新に関して、DL信号受信部１０１は、MeNBからSeNB用セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信する。このパラメータは、例えば、MeNBでKeNBが更新された場合、又はSeNBで送受信したデータ量が閾値を超えた場合にMeNBから送信されるRRC Connection Reconfigurationに含まれてもよい。また、DL信号受信部１０１は、基地局に対する信号品質を測定するための信号を受信する。更に、DL信号受信部１０１は、SeNBから、移動局１０におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージに対する応答メッセージ又はランダムアクセス手順に関するメッセージを受信する。セキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージに対する応答メッセージは、PDCPレイヤのメッセージ（PDCP PDU（PDCP Protocol Data Unit））又はMACレイヤの制御情報（MAC CE（MAC Control Element））でもよい。
【００３２】
UL信号送信部１０３は、MeNB及びSeNBへの上り信号を送信する。SeNB用セキュリティ鍵の更新に関して、UL信号送信部１０３は、RRC Connection Reconfigurationへの応答であるRRC Connection Reconfiguration CompleteをMeNBに送信する。また、UL信号送信部１０３は、信号品質の測定結果をMeNBに送信する。更に、UL信号送信部１０３は、移動局１０におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージ又はランダムアクセス手順に関するメッセージをSeNBに送信する。セキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージは、PDCPレイヤのメッセージ（PDCP PDU）又はMACレイヤの制御情報（MAC CE）でもよい。
【００３３】
信号測定部１０５は、DL信号受信部１０１で受信した所定の信号に基づいてeNBに対する受信品質を測定する。測定された受信品質は、移動局が接続するeNBを選択するために用いられる。
【００３４】
セキュリティ鍵設定部１０７は、DL信号受信部１０１で受信したSeNB用セキュリティ鍵のパラメータを用いて、SeNB用セキュリティ鍵を更新する。
【００３５】
セキュリティ鍵設定完了通知部１０９は、セキュリティ鍵設定部１０７においてセキュリティ鍵の更新が完了したことをSeNBに通知する。セキュリティ鍵設定完了通知部１０９は、セキュリティ鍵の更新が完了した際に、SeNBに対してセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージの送信又はランダムアクセス手順を実施してもよい。
【００３６】
ULデータバッファ部１１１は、SeNB用セキュリティ鍵の更新に伴い、更新されたSeNB用セキュリティ鍵を使用した上りリンクデータの送信の開始まで、上りリンクデータを格納する。
【００３７】
送信／受信開始判定部１１３は、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用した上りリンクデータの送信及び下りリンクデータの受信の開始を判定する。送信／受信開始判定部１１３は、MeNBからSeNB用セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信した際に、上りリンクデータの送信を停止する。送信／受信開始判定部１１３は、セキュリティ鍵設定完了通知部１０９により送信された制御メッセージへの応答メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始する。
【００３８】
また、送信／受信開始判定部１１３は、SeNB用セキュリティ鍵の更新が完了した際に、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの受信を開始する。或いは、上りリンクと同様に、セキュリティ鍵設定完了通知部１０９により送信された制御メッセージへの応答メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの受信を開始してもよい。
【００３９】
＜基地局の構成＞
図６に、本発明の実施例に係る基地局の構成図を示す。図６はSeNBに相当する基地局２０を示しており、基地局２０は、UL信号受信部２０１と、DL信号送信部２０３と、セキュリティ鍵更新要求部２０５と、セキュリティ鍵設定部２０７と、DLデータバッファ部２０９と、送信／受信開始判定部２１１と、基地局間インタフェース部２１３とを有する。
【００４０】
UL信号受信部２０１は、UEからの信号を受信する。SeNBはRRCメッセージを送受信できないため、UL信号受信部２０１は、主にデータ信号をUEから受信する。SeNB用セキュリティ鍵の更新に関して、UL信号受信部２０１は、UEからUEにおけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージ又はランダムアクセス手順に関するメッセージを受信する。
【００４１】
DL信号送信部２０３は、UEに信号を送信する。SeNBはRRCメッセージを送受信できないため、DL信号送信部２０３は、主にデータ信号をUEに送信する。SeNB用セキュリティ鍵の更新に関して、DL信号送信部２０３は、UEにおけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージに対する応答メッセージ又はランダムアクセス手順に関するメッセージをUEに送信する。
【００４２】
セキュリティ鍵更新要求部２０５は、基地局２０で送受信したデータ量が閾値を超えた場合、SeNB用セキュリティ鍵の更新をMeNBに対して要求する。なお、セキュリティ鍵更新要求部２０５は、単にデータ量をMeNBに通知し、MeNBにおいてデータ量が閾値を超えたか否かが判断されてもよい。
【００４３】
MeNBがSeNB用セキュリティ鍵の更新を決定した場合、MeNBは、MeNB用セキュリティ鍵に基づいてSeNB用セキュリティ鍵を生成し、SCGの変更指示（SCG modification indication）にSeNB用セキュリティ鍵を入れてSeNBに送信する。なお、SeNB用セキュリティ鍵は、ベアラ毎に生成されてもよく、SCG毎に生成されてもよい。
【００４４】
セキュリティ鍵設定部２０７は、MeNBがSeNB用セキュリティ鍵の更新を決定したときにMeNBから送信されるSCG modification indicationに含まれるセキュリティ鍵の情報を用いて、SeNB用セキュリティ鍵を更新する。
【００４５】
DLデータバッファ部２０９は、SeNB用セキュリティ鍵の更新に伴い、更新されたSeNB用セキュリティ鍵を使用した下りリンクデータの送信の開始まで、下りリンクデータを格納する。
【００４６】
送信／受信開始判定部２１１は、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用した下りリンクデータの送信及び上りリンクデータの受信の開始を判定する。送信／受信開始判定部２１１は、UEにおけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始する。
【００４７】
また、送信／受信開始判定部２１１は、セキュリティ鍵の更新が完了した際に、下りリンクデータの送信を停止し、SeNB用セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを含むSCGの設定変更要求（SCG modification request）に対する応答（SCG modification response）をMeNBから受信した際に、下りリンクデータの送信を開始する。或いは、上りリンクと同様に、UEにおけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの送信を開始する。
【００４８】
基地局間インタフェース部２１３は、MeNBと通信するためのインタフェースである。SeNB用セキュリティ鍵の更新に関して、基地局間インタフェース部２１３は、MeNBからSeNB用セキュリティ鍵の情報を含むSCG modification indicationを受信する。また、基地局間インタフェース部２１３は、SCG modification indicationに応じて、UEに通知するセキュリティ鍵のパラメータを含むSCG modification requestをMeNBに送信する。更に、基地局間インタフェース部２１３は、SCG modification requestに対する応答であるSCG modification responseをMeNBから受信する。
【００４９】
＜PDCP PDU又はMAC CEを使用する場合＞
SeNB用セキュリティ鍵が更新される場合、UEが上りリンクデータの送信を開始する契機として、PDCP PDU又はMAC CEを使用することができる。
【００５０】
図７に、本発明の実施例に係るセキュリティ鍵更新手順及び送受信開始判定手順を示す。
【００５１】
SeNBは、SeNBで送受信したデータ量が閾値を超えた場合、SeNB用セキュリティ鍵の更新をMeNBに要求する（Ｓ１１０）。なお、SeNBは、データ量をMeNBに通知し、MeNBにおいてデータ量が閾値を超えたか否かが判断されてもよい。SeNB用セキュリティ鍵はベアラ毎に生成されてもよいため、この場合にはベアラ毎にデータ量が閾値と比較されてもよい。また、SeNB用セキュリティ鍵はSCG毎に生成されてもよいため、この場合にはSeNB全体のデータ量が閾値と比較されてもよい。なお、UEは、定期的に信号品質の測定結果（Meas Report）をMeNBに報告している（Ｓ１１１）。
【００５２】
MeNBは、MME又はeNBのトリガーによりMeNB用セキュリティ鍵を更新する（Ｓ１１２）。例えば、E-UTRANへのハンドオーバが実施される場合、セキュリティの理由がある場合、又はMeNBで送受信したデータ量が閾値を超えた場合、MeNBはMeNB用セキュリティ鍵を更新する。
【００５３】
Ｓ１１０に応じてSeNB用セキュリティ鍵の更新が必要な場合、又はＳ１１２におけるMeNB用セキュリティ鍵の更新に伴ってSeNB用セキュリティ鍵の更新が必要な場合、MeNBは、SeNB用セキュリティ鍵を更新する（Ｓ１１３）。そして、更新したSeNB用セキュリティ鍵の情報を含むSCG modification indicationをSeNBに送信する（Ｓ１１５）。このSCG modification indicationには、SCC毎に生成されたセキュリティ鍵SKeNB、セキュリティ鍵SKeNBを特定するためのSCCが含まれる。SeNBは、SCG modification indicationに対して、SeNB用セキュリティ鍵を更新すると共に、SCG modification requestをMeNBに送信する（Ｓ１１７）。SCG modification requestには、UEに通知するセキュリティ鍵のパラメータとして、SCC、DRB ID（Data Radio Bearer ID）又はSCG IDが含まれる。SeNB用セキュリティ鍵がベアラ毎に生成される場合、SCG modification requestにDRB IDが含まれ、SeNB用セキュリティ鍵がSCG毎に生成される場合、SCG modification requestにSCG IDが含まれる。SeNBは、SeNB用セキュリティ鍵の更新が完了してSCG modification requestを送信した時点で、SeNB用セキュリティ鍵を使用することが可能になる（Ｓ１１９）。この時点で、SeNBは、下りリンクデータの送信を停止する（Ｓ１２０）。下りリンクデータの送信の開始まで、下りリンクデータは、バッファに格納される。バッファには、更新されたSeNB用セキュリティ鍵で暗号化されたデータが格納されてもよい。
【００５４】
MeNBは、SCG modification requestに含まれるセキュリティ鍵のパラメータをRRC Connection ReconfigurationによりUEに送信する（Ｓ１２１）。すなわち、RRC Connection Reconfigurationには、UEに通知するセキュリティ鍵のパラメータとして、SCC、DRB ID又はSCG IDが含まれる。更に、MeNB用セキュリティ鍵も更新される場合、RRC Connection Reconfigurationには、MeNB用セキュリティ鍵KeNBを特定するためのパラメータeKSI（Key Set Identifier in E-UTRAN）も含まれる。UEがRRC Connection Reconfigurationを受信した時点で、UEは、上りリンクデータの送信を停止する（Ｓ１２２）。上りリンクデータの送信の開始まで、上りリンクデータは、バッファに格納される。バッファには、更新されたSeNB用セキュリティ鍵で暗号化されたデータが格納されてもよい。
【００５５】
UEは、SCCを用いてMeNB用セキュリティ鍵KeNB及び／又はSeNB用セキュリティ鍵SKeNBを更新すると共に、RRC Connection Reconfigurationの設定が完了したことを報告するためにRRC Connection Reconfiguration CompleteをMeNBに送信する（Ｓ１２３）。UEは、SeNB用セキュリティ鍵の更新が完了してRRC Connection Reconfigurationを送信した時点で、SeNB用セキュリティ鍵を使用することが可能になる（Ｓ１２５）。この時点で、UEは、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの受信を開始してもよい（Ｓ１２６）。
【００５６】
そして、MeNBはSCG modification requestに対する応答として、SCG modification responseをSeNBに送信する（Ｓ１２７）。SeNBは、SCG modification responseを受信した時点で、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの送信を開始してもよい（Ｓ１２９）。
【００５７】
UEは、PDCP PDU又はMAC CEにより、SeNB用セキュリティ鍵の更新の完了をSeNBに通知する（Ｓ１３１）。SeNBは、PDCP PDU又はMAC CEにより、UEからのセキュリティ鍵の更新の完了に応答する（Ｓ１３２）。
【００５８】
UEは、SeNBからSeNB用セキュリティ鍵の更新の完了に対する応答メッセージを受信した時点で、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始する（Ｓ１３３）。また、Ｓ１２６の代わりに、この時点で、UEは更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの受信を開始してもよい。
【００５９】
SeNBは、UEからSeNB用セキュリティ鍵の更新の完了を受信した時点で、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始する（Ｓ１３５）。また、Ｓ１２９の代わりに、この時点で、SeNBは更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの送信を開始してもよい。
【００６０】
図８に、図７のＳ１３１及びＳ１３２で用いられるPDCP PDUの例を示す。PDCP PDUには、データ又はPDCPレイヤの制御メッセージを示すフィールド（D/C）と、PDUの種別を示すフィールド（PDU Type）と、未使用のフィールド（Reserved）とが存在する。
【００６１】
SeNB用セキュリティ鍵の設定の完了を示すために、D/Cに、PDCPレイヤの制御メッセージであるという情報が設定され、且つ、PDU Typeに、SeNB用セキュリティ鍵の設定完了を示す種別が設定されてもよい。PDU Typeは、SeNBからUEへの通知と、UEからSeNBへの通知とで異なる種別が設定されてもよい。
【００６２】
或いは、SeNB用セキュリティ鍵の設定の完了を示すために、４つのRビットが使用されてもよい。例えば、0001の場合には、SeNBからUEへの通知を示してもよく、0010の場合には、UEからSeNBへの通知を示してもよい。
【００６３】
なお、図８は本発明の実施例で用いられるPDCP PDUの単なる例であり、他の種類のPDCP PDU又はMAC CEが使用されてもよい。
【００６４】
＜ランダムアクセス手順を使用する場合＞
SeNB用セキュリティ鍵が更新される場合、UEが上りリンクデータの送信を開始する契機として、ランダムアクセス手順を使用することができる。
【００６５】
図９に、本発明の実施例に係るセキュリティ鍵更新手順及び送受信開始判定手順を示す。図９のＳ２１０〜Ｓ２２９は、図７のＳ１１０〜Ｓ１２９と同様である。
【００６６】
UEは、ランダムアクセス手順により、SeNB用セキュリティ鍵の更新の完了をSeNBに通知する（Ｓ２３１）。
【００６７】
UEは、ランダムアクセス手順が完了した時点で、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始する（Ｓ２３３）。また、Ｓ２２６の代わりに、この時点で、UEは更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの受信を開始してもよい。
【００６８】
SeNBも、ランダムアクセス手順が完了した時点で、更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始する（Ｓ２３５）。また、Ｓ２２９の代わりに、この時点で、SeNBは更新したSeNB用セキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの送信を開始してもよい。
【００６９】
＜本発明の実施例の効果＞
本発明の実施例によれば、デュアルコネクティビティにおいて、セキュリティ鍵の更新のタイミングを把握することにより、送信／受信の開始を適切に判断することが可能になる。
【００７０】
このため、セキュリティ鍵の更新のタイミング差によりデータが破棄されるという状況を回避することができる。
【００７１】
SeNB用セキュリティ鍵の更新のタイミングを把握するために、図７に示すようにPDCP PDU又はMAC CEを使用してもよく、図９に示すようにランダムアクセス手順を使用してもよい。ベアラ毎にSeNB用セキュリティ鍵が生成される場合には、PDCP PDU又はMAC CEを使用することにより、既に設定されている他のベアラがランダムアクセス手順によって瞬断されるという状況を回避することができる。
【００７２】
説明の便宜上、本発明の実施例に係る基地局及び移動局は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明の実施例に係る基地局及び移動局は、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせで実現されてもよい。また、各機能部が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。また、本発明の実施例に係る方法は、実施例に示す順序と異なる順序で実施されてもよい。
【００７３】
以上、デュアルコネクティビティにおいて、セキュリティ鍵の設定のタイミングを把握することにより、送受信の開始を適切に判断するための手法について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０    移動局
１０１  DL信号受信部
１０３  UL信号送信部
１０５  信号測定部
１０７  セキュリティ鍵設定部
１０９  セキュリティ鍵設定完了通知部
１１１  ULデータバッファ部
１１３  送信／受信開始判定部
２０    基地局
２０１  UL信号受信部
２０３  DL信号送信部
２０５  セキュリティ鍵更新要求部
２０７  セキュリティ鍵設定部
２０９  DLデータバッファ部
２１１  送信／受信開始判定部
２１３  基地局間インタフェース部
【図１】
2015185960.tif 000003
【図２】
2015185960.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015185960.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015185960.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月28日(2014.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する移動局であって、
マスターセルグループの基地局から、セカンダリセルグループと通信するためののセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信する受信部と、
セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するセキュリティ鍵設定部と、
セキュリティ鍵の更新が完了した際に、セカンダリセルグループの基地局に対して、セキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージの送信又はランダムアクセス手順を実施するセキュリティ鍵設定完了通知部と、
セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信した際に、上りリンクデータの送信を停止し、上記の制御メッセージの応答メッセージを受信した際又は上記のランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始する送信／受信開始判定部と、
を有する移動局。
【請求項２】
上りリンクデータの送信を停止してから、上りリンクデータの送信を開始するまで、上りリンクデータを格納する上りリンクデータ格納部を更に有する、請求項１に記載の移動局。
【請求項３】
前記送信／受信開始判定部は、セキュリティ鍵の更新が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの受信を開始する、請求項１又は２に記載の移動局。
【請求項４】
前記送信／受信開始判定部は、上記の制御メッセージの応答メッセージを受信した際又は上記のランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの受信を開始する、請求項１又は２に記載の移動局。
【請求項５】
異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する移動局での送信／受信開始判定方法であって、
マスターセルグループの基地局から、セカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信するステップと、
セキュリティ鍵を更新するためのパラメータを受信した際に、上りリンクデータの送信を停止するステップと、
セカンダリセルグループと通信するためののセキュリティ鍵を更新するステップと、
セキュリティ鍵の更新が完了した際に、セカンダリセルグループの基地局に対して、セキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージの送信又はランダムアクセス手順を実施するステップと、
上記の制御メッセージの応答メッセージを受信した際又は上記のランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの送信を開始するステップと、
を有する送信／受信開始判定方法。
【請求項６】
移動局が異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する無線システムにおける基地局であって、
マスターセルグループの基地局から、移動局がセカンダリセルグループと通信するための更新されたセキュリティ鍵を受信する受信部と、
移動局がセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するセキュリティ鍵設定部と、
マスターセルグループの基地局を介して、移動局がセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを移動局に送信する送信部と、
移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始する送信／受信開始判定部と、
を有する基地局。
【請求項７】
前記送信／受信開始判定部は、セキュリティ鍵の更新が完了した際に、下りリンクデータの送信を停止し、移動局がセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを含む設定変更要求に対する応答をマスターセルグループの基地局から受信した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの送信を開始する、請求項６に記載の基地局。
【請求項８】
前記送信／受信開始判定部は、セキュリティ鍵の更新が完了した際に、下りリンクデータの送信を停止し、移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して下りリンクデータの送信を開始する、請求項６に記載の基地局。
【請求項９】
下りリンクデータの送信を停止してから、下りリンクデータの送信を開始するまで、下りリンクデータを格納する下りリンクデータ格納部を更に有する、請求項６乃至８のうちいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１０】
移動局が異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する無線システムにおける基地局での送信／受信開始判定方法であって、
マスターセルグループの基地局から、移動局がセカンダリセルグループと通信するための更新されたセキュリティ鍵を受信するステップと、
移動局がセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するステップと、
マスターセルグループの基地局を介して、移動局がセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを移動局に送信するステップと、
移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始するステップと、
を有する送信／受信開始判定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の一形態に係る基地局は、
移動局が異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する無線システムにおける基地局であって、
マスターセルグループの基地局から、移動局がセカンダリセルグループと通信するための更新されたセキュリティ鍵を受信する受信部と、
移動局がセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するセキュリティ鍵設定部と、
マスターセルグループの基地局を介して、移動局がセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを移動局に送信する送信部と、
移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始する送信／受信開始判定部と、
を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の一形態に係る送信／受信開始判定方法は、
移動局が異なる基地局の配下のセルグループを用いて通信する無線システムにおける基地局での送信／受信開始判定方法であって、
マスターセルグループの基地局から、移動局がセカンダリセルグループと通信するための更新されたセキュリティ鍵を受信するステップと、
移動局がセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するステップと、
マスターセルグループの基地局を介して、移動局がセカンダリセルグループと通信するためのセキュリティ鍵を更新するためのパラメータを移動局に送信するステップと、
移動局におけるセキュリティ鍵の更新の完了を示す制御メッセージを受信した際又はランダムアクセス手順が完了した際に、更新したセキュリティ鍵を使用して上りリンクデータの受信を開始するステップと、
を有する。