Способ мобильной связи и мобильная станция

Способ мобильной связи и мобильная станция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

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

Уровень техники

Традиционная система мобильной связи по схеме LTE (Long Term Evolution, долгосрочное развитие), спецификации которой разработаны организацией по стандартизации 3GPP, выполнена с возможностью осуществления связи между мобильной станцией UE и базовой станцией радиосвязи eNB путем использования определенного ключа.

Указанный определенный ключ включает, например, ключ K_RRC__Ciph, используемый для шифрования протокола RRC (radio resource control, протокол управления радиоресурсами), который является протоколом плоскости управления (C-plane) между мобильной станцией UE и базовой станцией радиосвязи eNB (Access Stratum, AS, уровень, обеспечивающий доступ), ключ K_RRC__IP, используемый для защиты целостности в протоколе RRC, и ключ K_UP__Ciph, используемый для шифрования протокола плоскости пользователя (U-plane) между мобильной станцией UE и базовой станцией радиосвязи eNB (Access Stratum, AS, уровень, обеспечивающий доступ), и т.п. Эти ключи формируются с использованием первого ключа K_eNB.

Предпочтительно не использовать одни и те же указанные определенные ключи и первый ключ K_eNB в течение длительного времени, потому что это повышает уязвимость системы. По этой причине организацией по стандартизации 3GPP разработана процедура обновления указанных определенных ключей или первого ключа K_eNB при осуществлении хэндовера (handover).

Ниже со ссылкой на фиг.12 описана работа целевой базовой станции радиосвязи хэндовера (Target eNB, целевая базовая станция радиосвязи eNB), получающей первый ключ K_eNB**, используемый для формирования определенного ключа в процедуре хэндовера мобильной станции UE.

Как показано на фиг.12, исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB, исходная базовая станция радиосвязи eNB) сначала формирует промежуточный ключ K_eNB* на основании сохраненного первого ключа K_eNB, параметра Next Hop (следующее перестраивание), параметра Handover Type (тип хэндовера) и параметра Target PCI (target Physical Cell ID, физический идентификатор целевой соты), представляющего информацию идентификации целевой соты хэндовера.

Затем исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB) передает сформированный промежуточный ключ K_eNB* в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера (Target eNB).

Далее целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) на основании принятого промежуточного ключа K_eNB* и параметра C-RNTI (Cell Radio Network Temporay ID, временный идентификатор соты сети сотовой радиосвязи), выделенного целевой сотой хэндовера, формирует первый ключ K_eNB**, используемый для формирования определенного ключа в целевой базовой станции радиосвязи хэндовера (Target eNB).

Однако, как описано выше, в процедуре хэндовера традиционной системы мобильной связи возникает проблема, заключающаяся в том, что и исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB), и целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) должны использовать множество параметров и функций для формирования первого ключа K_eNB**, используемого в целевой базовой станции радиосвязи хэндовера (Target eNB).

В частности, возникает проблема, заключающаяся в том, что исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB) и целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) должны использовать функции преобразования ключа K_eNB (Key Derivation Function, KDF, функцию получения ключа), отличающиеся параметрами для каждой из станций, причем мобильная станция UE также содержит функции KDF, поэтому процедура является сложной.

Кроме того, представляет неудобство необходимость обновления ключа K_eNB в соответствии с параметром PCI (Physical Cell ID, физический идентификатор соты) целевой базовой станции радиосвязи хэндовера.

Кроме того, возникает ограничение на изменение параметра C-RNTI, так как в соответствии с параметром C-RNTI должен изменяться ключ K_eNB.

Раскрытие изобретения

Соответственно настоящее изобретение сделано с учетом описанных выше проблем, и целью настоящего изобретения является предоставление способа мобильной связи, с помощью которого первый ключ, используемый в целевой базовой станции радиосвязи хэндовера (Target eNB), может формироваться по упрощенной процедуре.

В первом аспекте настоящего изобретения предлагается способ мобильной связи, в котором мобильная станция осуществляет хэндовер из исходной базовой станции радиосвязи хэндовера в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера, включающий шаг (А) получения в целевой базовой станции радиосвязи хэндовера из исходной базовой станции радиосвязи хэндовера или центра коммутации ключа для вычисления первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, и шаг (В) получения в целевой базовой станции радиосвязи хэндовера из центра коммутации второго ключа для вычисления первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между следующей целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией.

В первом аспекте способ мобильной связи может дополнительно включать шаг (С) обновления в мобильной станции, при приеме из исходной базовой станции радиосвязи хэндовера сигнала команды на осуществление хэндовера, первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между исходной базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, до первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией.

В первом аспекте на шаге (С) мобильная станция на основании параметра, включенного в сигнал команды на осуществление хэндовера, может обновлять первый ключ, предназначенный для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между исходной базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, до первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией.

В первом аспекте шаг (С) может включать шаг (С1) формирования в мобильной станции первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, на основании параметра, включенного в сигнал команды на осуществление хэндовера, когда параметр увеличивают, и шаг (С2) формирования в мобильной станции первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хзндовера и мобильной станцией, на основании первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между исходной базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, когда параметр, включенный в сигнал команды на осуществление хэндовера, не увеличивают.

В первом аспекте на шаге (С1), когда параметр, включенный в сигнал команды на осуществление хэндовера, увеличивают, мобильная станция на основании указанного параметра может обновлять второй ключ для вычисления первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, и на основании обновленного второго ключа может формировать первый ключ, предназначенный для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией.

В первом аспекте указанный параметр может являться параметром KI.

В первом аспекте способ мобильной связи может дополнительно включать шаг (D) сохранения в мобильной станции принятого параметра.

Во втором аспекте настоящего изобретения предлагается базовая станция радиосвязи, которая выступает в качестве целевой базовой станции радиосвязи хэндовера, когда мобильная станция осуществляет хэндовер из исходной базовой станции радиосвязи хэндовера в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера, содержащая первый модуль получения, выполненный с возможностью получения из исходной базовой станции радиосвязи хэндовера ключа для вычисления первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, и второй модуль получения, выполненный с возможностью получения из центра коммутации второго ключа для вычисления первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между следующей целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией.

В третьем аспекте настоящего изобретения предлагается мобильная станция, которая осуществляет хэндовер из исходной базовой станции радиосвязи хэндовера в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера, содержащая модуль обновления ключа, выполненный с возможностью обновления, при приеме из исходной базовой станции радиосвязи хэндовера сигнала команды на осуществление хэндовера, первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между исходной базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, до первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией.

В третьем аспекте модуль обновления ключа может быть выполнен с возможностью обновления на основании параметра, включенного в сигнал команды на осуществление хэндовера, первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между исходной базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, до первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией.

В третьем аспекте модуль обновления ключа может быть выполнен с возможностью формирования, если параметр, включенный в сигнал команды на осуществление хэндовера, увеличивается, первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, на основании указанного параметра; и модуль обновления ключа может быть выполнен с возможностью формирования, если параметр, включенный в сигнал команды на осуществление хэндовера, не увеличивается, первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, на основании первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между исходной базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией.

В третьем аспекте модуль обновления ключа может быть выполнен с возможностью обновления, если параметр, включенный в сигнал команды на осуществление хэндовера, увеличивается, второго ключа для вычисления первого ключа, предназначенного для формирования определенного ключа, используемого при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией, на основании указанного параметра, и с возможностью формирования на основании обновленного второго ключа первого ключа, предназначенного для формирования определенных ключей, используемых при осуществлении связи между целевой базовой станцией радиосвязи хэндовера и мобильной станцией.

В третьем аспекте указанный параметр может являться параметром KI.

В третьем аспекте модуль обновления ключа может быть выполнен с возможностью сохранения принятого параметра.

Как описано выше, в настоящем изобретении предлагается способ мобильной связи, с помощью которого первый ключ, используемый в целевой базовой станции радиосвязи хэндовера (Target eNB), может формироваться по упрощенной процедуре.

Краткое описание чертежей

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

Фиг.2 представляет собой схему примера иерархичной структуры и процедуры вычисления ключа, используемых в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой схему последовательности операций процедуры первоначальной установки связи в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой схему последовательности операций процедуры хэндовера Х2 в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой схему последовательности операций процедуры хэндовера S1 в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 представляет собой схему последовательности операций процедуры хэндовера Intra-eNB в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 представляет собой схему последовательности операций процедуры хэндовера S1 в системе мобильной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 представляет собой схему примера иерархичной структуры и процедуры вычисления ключей, используемых в системе мобильной связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9 представляет собой схему последовательности операций процедуры хэндовера Х2 в системе мобильной связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.10 представляет собой схему последовательности операций процедуры хэндовера S1 в системе мобильной связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11 представляет собой схему последовательности операций процедуры хэндовера Intra-eNB в системе мобильной связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12 представляет собой схему примера процедуры вычисления ключей, используемую в традиционной системе мобильной связи.

Осуществление изобретения

Система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения

Ниже со ссылкой на фиг.1-6 описана система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Система мобильной связи в соответствии с этим вариантом осуществления является системой мобильной связи, в которой используется схема LTE, и включает множество центров коммутации ММЕ#1, ММЕ#2, … и множество базовых станций радиосвязи eNB#11, eNB#12, eNB#21, eNB#22, ….

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

Кроме того, в процедуре хэндовера мобильной станции UE целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (например, базовая станция радиосвязи eNB#12) выполнена с возможностью получения первых ключей K_eNB[n+1], K_eNB[n+2] и т.п. для формирования определенных ключей, используемых при осуществлении связи с мобильной станцией UE, без использования промежуточного ключа K_eNB*, формируемого исходной базовой станцией радиосвязи (например, базовой станцией радиосвязи eNB#11).

На фиг.2 показан пример иерархичной структуры и процедуры вычисления ключа (то есть ключа, используемого для вычисления определенного ключа), используемые в системе мобильной связи в соответствии с этим вариантом осуществления.

Как показано на фиг.2, ключ K_RRC__IP, используемый для защиты целостности в протоколе RRC, ключ K_RRC__Ciph, используемый для шифрования в протоколе RRC, и ключ K_UP__Ciph, используемый для шифрования в плоскости пользователя уровня AS, формируются с использованием первого ключа K_eNB[n].

Первый ключ K_eNB[n] вычисляется путем использования главного ключа K_ASME по приведенным ниже формулам.

K_eNB[0]=KDF₀ (K_ASME, NAS SN)

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

При этом главный ключ K_ASME известен только мобильной станции UE и центру коммутации ММЕ, но не должен быть известен базовой станции радиосвязи eNB.

Кроме того, параметр NAS SN является порядковым номером (SN, Sequence Number) протокола уровня NAS (Non Access Stratum, уровень, не обеспечивающий доступ), который является протоколом плоскости управления между мобильной станцией UE и центром коммутации ММЕ.

Далее со ссылкой на фиг.3-6 описана работа системы мобильной связи в соответствии с этим вариантом осуществления.

Вначале со ссылкой на фиг.3 описана процедура первоначальной установки связи в системе мобильной связи в соответствии с этим вариантом осуществления.

Как показано на фиг.3, перед началом процедуры первоначальной установки связи система мобильной связи UE (на шаге S101) содержит ключ K_ASME, базовая станция радиосвязи eNB (на шаге S102) не содержит ключей, используемых для формирования определенных ключей, и центр коммутации ММЕ (на шаге S103) содержит ключ K_ASME.

На шаге S104 мобильная станция UE передает в базовую станцию радиосвязи eNB запрос RRC-соединения (сигнал запроса RRC-соединения), а на шаге S105 базовая станция радиосвязи eNB передает в мобильную станцию UE сообщение установки RRC-соединения (сигнал установки RRC-соединения).

На шаге S106 мобильная станция UE передает в базовую станцию радиосвязи eNB сообщение завершения установки RRC-соединения (сигнал завершения установки RRC-соединения) и запрос обслуживания NAS (сигнал запроса обслуживания NAS), включающий параметр NAS SN (номер последовательности NAS).

На шаге S107 базовая станция радиосвязи eNB передает в центр коммутации ММЕ сообщение первоначальной установки связи S1 с мобильной станцией UE и запрос обслуживания NAS (сигнал запроса обслуживания NAS), включающий параметр NAS SN.

На шаге S108 центр коммутации ММЕ вычисляет ключ K_eNB[0] и ключ K_eNB[1] по приведенным ниже формулам.

K_eNB[0]=KDF₀ (K_ASME, NAS SN)

K_eNB[1]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[0])

На шаге S109 центр коммутации ММЕ передает в базовую станцию радиосвязи eNB сообщение первоначальной установки контекста S1 с мобильной станцией UE (сигнал первоначальной установки контекста с мобильной станцией UE), включающее ключ K_eNB[0], ключ K_eNB[1] и параметр NAS SN. Кроме того, в это сообщение может быть включен или не включен параметр KI (=0).

На шаге S110 базовая станция радиосвязи eNB передает в мобильную станцию UE команду на переход в безопасный режим RRC (сигнал команды на переход в безопасный режим RRC), включающую параметр NAS SN.

На шаге S111 мобильная станция UE вычисляет ключ K_eNB[0] по приведенной ниже формуле.

K_eNB[0]=KDF₀ (K_ASME, NAS SN)

Кроме того, мобильная станция UE на основании ключа K_eNB[0] вычисляет ключ K_{RRC_IP}, ключ K_{RRC_Ciph} и ключ K_{UP_Ciph} и использует их для осуществления последующей связи в уровне AS.

На этом этапе (на шаге S114) мобильная станция UE содержит ключ K_eNB[0] и параметр KI (=0), (на шаге S113) базовая станция радиосвязи eNB содержит ключ K_eNB[0], ключ K_eNB[1] и параметр KI (=0), и (на шаге S112) центр коммутации ММЕ содержит ключ K_ASME, ключ K_eNB[1] и параметр KI (=0).

Если на шаге S109 параметр KI (=0) не включен в сообщение первоначальной установки контекста S1 с мобильной станцией UE (сигнал первоначальной установки контекста с мобильной станцией UE), базовая станция радиосвязи eNB может инициализировать параметр KI (=0) автоматически путем приема указанного выше сообщения.

Кроме того, базовая станция радиосвязи eNB на основании ключа K_eNB[0] вычисляет ключ K_RRC__IP, ключ K_RRC__Ciph и ключ K_UP__Ciph и использует их для осуществления последующей связи в уровне AS.

На шаге S115 базовая станция радиосвязи eNB передает в мобильную станцию UE сообщение реконфигурации RRC-соединения (сигнал реконфигурации RRC-соединения).

На шагах S116 и S117 мобильная станция UE передает в базовую станцию радиосвязи eNB соответственно сообщение завершения команды перехода в безопасный режим RRC (сигнал завершения команды перехода в безопасный режим RRC) и сообщение завершения реконфигурации RRC (сигнал завершения реконфигурации RRC).

На шаге S118 базовая станция радиосвязи eNB передает в центр коммутации ММЕ сообщение завершения первоначальной установки контекста S1 с мобильной станцией UE (сигнал завершения первоначальной установки контекста с мобильной станцией UE).

Посредством описанной выше процедуры в мобильной станции UE, базовой станции радиосвязи eNB и центре коммутации ММЕ подготавливаются все ключи, необходимые для защиты связи (защиты целостности и шифрования) в уровне AS.

Далее со ссылкой на фиг.4 описана процедура хэндовера Х2 (процедура хэндовера между разными базовыми станциями радиосвязи) в системе мобильной связи в соответствии с этим вариантом осуществления.

Как показано на фиг.4, перед началом процедуры хэндовера Х2 мобильная станция UE (на шаге S1001) содержит ключ K_eNB[n] и параметр KI (=n), исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB) (на шаге S1002) содержит ключ K_eNB[n], ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n), а центр коммутации ММЕ (на шаге S1003) содержит ключ K_ASME, ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n).

Если выполняются заданные условия, на шаге S1004 мобильная станция UE передает в исходную базовую станцию радиосвязи хэндовера (Source eNB) сообщение об измерении RRC (сигнал сообщения об измерении).

На шаге S1005 исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB) передает в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера (Target eNB) сообщение подготовки хэндовера Х2 (сигнал подготовки хэндовера), включающее ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n+1).

На шаге S1006 целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) сохраняет ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n+1) и на шаге S1007 передает в исходную базовую станцию радиосвязи хэндовера (Source eNB) сообщение подтверждения хэндовера Х2 (сигнал подтверждения хэндовера).

Кроме того, базовая станция радиосвязи eNB на основании ключа K_eNB[n+1] вычисляет ключ K_RRC__IP, ключ K_RRC__Ciph и ключ K_UP__Ciph и использует их для осуществления последующей связи в уровне AS.

На шаге S1008 исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB) передает в мобильную станцию UE команду на осуществление хэндовера RRC (сигнал команды на осуществление хэндовера).

На шаге S1009 мобильная станция UE вычисляет ключ K_eNB[n+1] по приведенной ниже формуле и на шаге S1010 сохраняет ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n+1).

K_eNB[n+1]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n])

Кроме того, мобильная станция UE на основании ключа K_eNB[n+1] вычисляет ключ K_{RRC_IP}, ключ K_RRC__Ciph и ключ K_UP__Ciph и использует их для осуществления последующей связи в уровне AS.

На шаге S1011 мобильная станция UE передает в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера (Target eNB) сообщение завершения хэндовера RRC (сигнал выполнения хэндовера).

На шаге S1012 целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) передает в центр коммутации ММЕ сообщение коммутации тракта S1 (сигнал коммутации тракта), включающее параметр KI (=n+1).

На шаге S1013 центр коммутации ММЕ вычисляет ключ K_eNB[n+2] по приведенной ниже формуле и на шаге S1014 сохраняет ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+1).

K_eNB[n+2]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n+1])

На шаге S1015 центр коммутации ММЕ передает в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера (Target eNB) сообщение подтверждения коммутации тракта S1 (сигнал подтверждения коммутации тракта), включающее ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+1).

На шаге S1016 целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) сохраняет ключ K_eNB[n+1], ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+1).

Посредством описанной выше процедуры при осуществлении хэндовера Х2 обновляются ключ K_eNB и указанные определенные ключи.

Далее со ссылкой на фиг.5 описана процедура хэндовера S1 (процедура хэндовера между разными центрами коммутации) в системе мобильной связи в соответствии с этим вариантом осуществления.

Как показано на фиг.5, перед началом процедуры хэндовера S1 мобильная станция UE (на шаге S2001) содержит ключ K_eNB[n] и параметр KI (=n), исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB) (на шаге S2002) содержит ключ K_eNB[n], ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n), а центр коммутации ММЕ (на шаге S2003) содержит ключ K_ASME, ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n).

Если выполняются заданные условия, на шаге S2004 мобильная станция UE передает в исходную базовую станцию радиосвязи хэндовера (Source eNB) сообщение об измерении RRC (сигнал сообщения об измерении).

На шаге S2005 исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB) передает в исходный центр коммутации хэндовера (Source MME) сообщение требования хэндовера S1 (сигнал приема запроса хэндовера), включающее ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n+1).

На шаге S2006 исходный центр коммутации хэндовера (Source MME) передает в целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) запрос перемещения (сигнал запроса перемещения), включающий ключ K_ASME, ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n+1).

На шаге S2007 целевой центр коммутации (Target MME) вычисляет ключ K_eNB[n+2] по приведенной ниже формуле и на шаге S2008 сохраняет ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+1).

K_eNB[n+2]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n+1])

На шаге S2009 целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) передает в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера (Target eNB) запрос хэндовера S1 (сигнал запроса хэндовера), включающий ключ K_eNB[n+1], ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+1).

На шаге S2010 целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) передает в целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) сообщение подтверждения запроса хэндовера S1 (сигнал подтверждения запроса хэндовера).

На шаге S2011 целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) передает в исходный центр коммутации хэндовера (Source MME) сообщение подтверждения запроса перемещения (сигнал подтверждения запроса перемещения), включающее параметр KI (=n+1).

На шаге S2012 исходный центр коммутации хэндовера (Source MME) передает в исходную базовую станцию радиосвязи хэндовера (Source eNB) сообщение подтверждения требования хэндовера S1 (сигнал подтверждения приема запроса хэндовера), включающее параметр KI (=n+1).

На шаге S2013 исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB) передает в мобильную станцию UE команду на осуществление хэндовера RRC (сигнал команды на осуществление хэндовера).

На шаге S2014 мобильная станция UE вычисляет ключ K_eNB[n+1] по следующей формуле и на шаге S2015 сохраняет ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n+1).

K_eNB[n+1]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n])

Кроме того, мобильная станция UE на основании ключа K_eNB[n+1] вычисляет ключ K_{RRC_IP}, ключ K_RRC__Ciph и ключ K_UP__Ciph и использует их для осуществления последующей связи в уровне AS.

На этом этапе (на шаге S2016) целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) содержит ключ K_eNB[n+1], ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+1). Базовая станция радиосвязи eNB на основании ключа K_eNB[n+1] вычисляет ключ K_{RRC_IP}, ключ K_RRC__Ciph и ключ K_UP__Ciph и использует их при осуществлении последующей связи в уровне AS.

На шаге S2017 мобильная станция UE передает в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера (Target eNB) сообщение завершения хэндовера RRC (сигнал выполнения хэндовера).

На шаге S2018 целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) передает в целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) сообщение завершения хэндовера S1 (сигнал завершения хэндовера).

На шаге S2019 целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) передает в исходный центр коммутации хэндовера (Source MME) сообщение завершения перемещения (сигнал завершения перемещения), и на шаге S2020 исходный центр коммутации хэндовера (Source MME) передает в целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) сообщение подтверждения завершения перемещения (сигнал подтверждения завершения перемещения).

Посредством описанной выше процедуры при осуществлении хэндовера S1 обновляются ключ K_eNB и указанные определенные ключи.

Операции мобильной станции UE в процедуре хэндовера S1 те же, что и операции в процедуре хэндовера Х2, показанной на фиг.3. Благодаря использованию одних и тех же операций мобильная станция UE выполнена с возможностью осуществления как процедуры хэндовера Х2, так и процедуры хэндовера S1. То есть мобильная станция UE выполнена с возможностью осуществления хэндовера независимо от типа хэндовера: Х2 или S1.

Далее со ссылкой на фиг.6 описана процедура хэндовера Intra-eNB (процедура хэндовера внутри базовой станции радиосвязи) в системе мобильной связи в соответствии с этим вариантом осуществления.

Как показано на фиг.6, перед началом процедуры хэндовера Intra-eNB мобильная станция UE (на шаге S4001) содержит ключ K_eNB[n] и параметр KI (=n), базовая станция радиосвязи (Source eNB) (на шаге S4002) содержит ключ K_eNB[n], ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n), а центр коммутации ММЕ (на шаге S4003) содержит ключ K_ASME, ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n).

Если выполняются заданные условия, на шаге S4004 мобильная станция UE передает в базовую станцию радиосвязи (Source eNB) сообщение об измерении RRC (сигнал сообщения об измерении).

На шаге S4005 базовая станция радиосвязи (Source eNB) передает в мобильную станцию UE команду на осуществление хэндовера RRC (сигнал команды на осуществление хэндовера).

На шаге S4006 мобильная станция UE вычисляет ключ K_eNB[n+1] по приведенной ниже формуле и на шаге S4007 сохраняет ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n+1).

K_eNB[n+1]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n])

Кроме того, мобильная станция UE на основании ключа K_eNB[n+1] вычисляет ключ K_RRC__IP, ключ K_RRC__Ciph и ключ K_UP__Ciph и использует их для осуществления последующей связи в уровне AS.

На этом этапе (на шаге S4008) базовая станция радиосвязи (Source eNB) содержит ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n+1). Базовая станция радиосвязи eNB на основании ключа K_eNB[n+1] вычисляет ключ K_RRC__IP, ключ K_RRC__Ciph и ключ K_UP__Ciph и использует их при осуществлении последующей связи в уровне AS.

На шаге S4009 мобильная станция UE передает в базовую станцию радиосвязи (Source eNB) сообщение завершения хэндовера RRC (сигнал завершения хэндовера).

На шаге S4010 базовая станция радиосвязи (Source eNB) передает в центр коммутации ММЕ сообщение коммутации тракта S1 (сигнал коммутации тракта), включающее параметр KI (=n+1).

На шаге S4011 центр коммутации ММЕ вычисляет ключ K_eNB[n+2] по приведенной ниже формуле и на шаге S4012 сохраняет ключ K_ASME, ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+1).

K_eNB[n+2]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n+1])

На шаге S4013 центр коммутации ММЕ передает в базовую станцию радиосвязи (Source eNB) сообщение подтверждения коммутации тракта S1 (сигнал подтверждения коммутации тракта), включающий ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+1).

На шаге S4014 базовая станция радиосвязи (Source eNB) сохраняет ключ K_eNB[n+1], ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+1). На этом этапе (на шаге S4015) мобильная станция UE содержит ключ K_eNB[n+1] и параметр KI (=n+1).

Посредством описанной выше процедуры при осуществлении хэндовера Intra-NB обновляются ключ K_eNB и указанные определенные ключи.

Операции мобильной станции UE в процедуре хэндовера Intra-eNB те же, что и операции в процедуре хэндовера Х2, показанной на фиг.3, и в процедуре хэндовера S1, показанной на фиг.4. Благодаря использованию одних и тех же операций мобильная станция UE выполнена с возможностью осуществления процедур хэндовера Х2, S1 и Intra-eNB. То есть мобильная станция UE выполнена с возможностью осуществления хэндовера независимо от типа хэндовера: Х2, S1 или Intra-eNB.

Технический результат и преимущества системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения

В системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения ключ K_eNB[n+1] и т.п., используемый в целевой базовой станции радиосвязи хэндовера (Target eNB), может формироваться по упрощенной процедуре.

Кроме того, в системе мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения не требуется изменять операции мобильной станции UE в процедуре хэндовера независимо от типа хэндовера (хэндовер Х2, хэндовер S1 или хэндовер Intra-eNB).

Система мобильной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения

Далее со ссылкой на фиг.7 описана система мобильной связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения путем указания отличий от описанной выше системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Более конкретно, далее со ссылкой на фиг.7 описана процедура хэндовера S1 (процедура хэндовера между разными центрами коммутации) в системе мобильной связи в соответствии с этим вариантом осуществления.

Как показано на фиг.7, операции на шагах с S3001 по S3006 те же, что и операции на шагах с S2001 по S2006, показанных на фиг.5.

На шаге S3007 целевой центр коммутации (Target MME) вычисляет ключ K_eNB[n+3] по приведенным ниже формулам и на шаге S3008 сохраняет ключ K_eNB[n+3] и параметр KI (=n+2).

K_eNB[n+2]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n+1])

K_eNB[n+3]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n+2])

На шаге S3009 целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) передает в целевую базовую станцию радиосвязи хэндовера (Target eNB) запрос хэндовера S1 (сигнал запроса хэндовера), включающий ключ K_eNB[n+2], ключ K_eNB[n+3] и параметр KI (=n+2).

На шаге S3010 целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) передает в целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) сообщение подтверждения запроса хэндовера S1 (сигнал подтверждения запроса хэндовера).

На шаге S3011 целевой центр коммутации хэндовера (Target MME) передает в исходный центр коммутации хэндовера (Source MME) сообщение подтверждения запроса перемещения (сигнал подтверждения запроса перемещения), включающее параметр KI (=n+2).

На шаге S3012 исходный центр коммутации хэндовера (Source MME) передает в исходную базовую станцию радиосвязи хэндовера (Source eNB) сообщение подтверждения требования хэндовера S1 (сигнал подтверждения приема запроса хэндовера), включающее параметр KI (=n+2).

На шаге S3013 исходная базовая станция радиосвязи хэндовера (Source eNB) передает в мобильную станцию UE команду на осуществление хэндовера RRC (сигнал команды на осуществление хэндовера). Это сообщение может включать информацию, указывающую на параметр KI (=n+2).

На шаге S3014 мобильная станция UE вычисляет ключ K_eNB[n+2] по приведенным ниже формулам и на шаге S3015 сохраняет ключ K_eNB[n+2] и параметр KI (=n+2).

K_eNB[n+1]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n])

K_eNB[n+2]=KDF₁ (K_ASME, K_eNB[n+1])

Кроме того, мобильная станция UE на основании ключа K_eNB[n+2] вычисляет ключ K_{RRC_IP}, ключ K_{RRC_Ciph} и ключ K_{UP_Ciph} и использует их для осуществления последующей связи в уровне AS.

На этом этапе (на шаге S3016) целевая базовая станция радиосвязи хэндовера (Target eNB) содержит ключ K_eNB[n+2], ключ K_eNB[n+3] и параметр KI (=n+1). Базовая станция радиосвязи eNB на основании ключа K_eNB[n+2] вычисляет ключ K_{RRC_IP}, ключ K_RRC__Ciph и ключ K_UP__Ciph и использует их при осуществлении последующей связи в уровне AS.

Далее операции на шагах с S3017 по S3020 те же, что и операции на шагах с S2017 по S2020, показанных на фиг.5.

Посредством описанной выше процедуры указанные определенные ключи и ключ K_eNB, используемые в целевой базовой станции радиосвязи хэндовера (Target eNB) при осуществлении связи в уровне AS, становятся неидентифицируемыми для исходной базовой станции радиосвязи хэндовера (Source eNB), что повышает безопасность системы.

Система мобиль