JP5092690B2 - 呼接続方法、無線制御装置、および端末 - Google Patents

Description

本発明は呼接続方法、無線制御装置、および端末に関し、特に端末、無線制御装置、および無線制御装置の上位装置を有する無線移動通信システムの呼接続方法、端末と無線通信を行う無線制御装置、および無線制御装置と無線通信を行う端末に関する。

無線技術は、通信速度の向上や通信技術の多様化により、大幅に発展が進んでいる。移動通信端末も機能が大幅に向上し、デザインやユーザインターフェースなども洗練されたものとなっている。このようなことから、近年、移動通信に求められる質が変わってきており、例えば、単に通信ができればよいというレベルから、誰もが日常的に持ち歩いて使用する機器としての使いやすさや繋がりやすさといった「気持ちよさ」が要求されるようになっている。

こうした「気持ちよさ」の１つの指標として、「呼接続時間」が挙げられる。例えば、ユーザが携帯電話をかけた際、直ちに呼接続されるほど、ユーザの受けるストレスが少なくなる。

なお、呼接続シーケンスは、ＲＲＣ（Radio Resource Control）コネクション手続、認証手続などの複数の手続を要する（例えば、非特許文献１〜３参照）。
3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 8)", 3GPP TS36.300, 2007-06, V8.1.0, 19.2.2.3章 3rd Generation Partnership Project, "Interlayer procedures in Connected Mode (Release 7)", 3GPP TS25.303, 2006-03, V7.0.0, 6章 3rd Generation Partnership Project, "Security architecture(Release 7)", 3GPP TS33.102, 2006-12, V7.1.0, 6.3.1章,6.4.5章

しかし、呼接続シーケンスは、上述のように複数の手続を要するため呼接続に時間を要するという問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、呼接続時間を短縮することができる呼接続方法、無線制御装置、および端末を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、端末、無線制御装置、および前記無線制御装置の上位装置を有する無線移動通信システムの呼接続方法が提供される。この呼接続方法は、前記端末、前記無線制御装置、および前記上位装置間で行われる前記端末の認証手続と、前記端末と前記無線制御装置との間で秘匿認証通信を行うための設定を行う秘匿認証設定手続との一部を並列して実行し、前記認証手続の前記無線制御装置から前記端末に対して行われる無線通信資格の確認および秘匿認証鍵の生成要求と、前記秘匿認証設定手続の前記無線制御装置から前記端末に対して行われる前記秘匿認証通信の開始指示とを同時に行う。

開示の方法では、呼接続時間を短縮することができる。

以下、本発明の原理を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、呼接続の概要を示した図である。図には、無線通信システムを構成する端末、無線制御装置、および無線制御装置の上位装置の呼接続手順が示してある。無線通信システムの呼接続は、ＲＲＣコネクション接続手続１、認証手続２、秘匿認証設定手続３、およびデータ回線接続手続４に分けられる。

ＲＲＣコネクション接続手続１では、端末と無線制御装置との間の無線コネクションを接続する。
認証手続２では、端末と上位装置との間で、無線ネットワークにアクセスしてきた端末が正当な端末であるか否か確認する。

秘匿認証設定手続３では、端末と無線制御装置との間で秘匿認証通信を行うための設定を行う。
データ回線接続手続４では、端末、無線制御装置、上位装置間でユーザデータ用の通信回線を接続する。

図の呼接続では、図に示すように認証手続２と秘匿認証設定手続３の一部を並列して実行する。これにより、呼接続時間を短縮することができる。
次に、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図２は、第１の実施の形態に係る無線通信ネットワークの構成例を示した図である。図に示す無線通信ネットワークは、ＵＥ（User Equipment）１１〜１４、ＮｏｄｅＢ（Base）２１〜２３、ＲＮＣ（Radio Network Controller）３１，３２、ＭＳＣ（Mobile-services Switching Center）／ｘＧＳＮ（serving/gateway General packet radio service Support Node）４１、およびＶＬＲ（Visitor Location Register）／ＨＬＲ（Home Location Register）５１によって構築される。図の無線通信ネットワークは、例えば、３．５Ｇ〜４．０Ｇといった次世代の無線通信方式が適用される。

ＵＥ１１〜１４は、例えば、携帯電話などの移動通信端末である。ＵＥ１１〜１４は、基地局であるＮｏｄｅＢ２１〜２３と無線通信を行う。
ＲＮＣ３１，３２は、ＮｏｄｅＢ２１〜２３を制御するとともに、ＮｏｄｅＢ２１〜２３と上位装置のＭＳＣ／ｘＧＳＮ４１との信号のやりとりを仲介する。ＭＳＣ／ｘＧＳＮ４１は、スイッチングノードであり、伝送路間の接続切替えを行う。ＶＬＲ／ＨＬＲ５１は、認証サーバであり、ＵＥ１１〜１４の登録や認証を行う。ＭＳＣ／ｘＧＳＮ４１とＶＬＲ／ＨＬＲ５１は、コアネットワークを構成している。

ＵＥ１１〜１４は、無線通信を行う場合、図の無線通信ネットワークに対して呼接続を行って回線を結び、無線通信を行う。
図３は、呼接続手順を短縮しない場合のＵＥ側からの呼接続シーケンスを示した図である。図には、ＵＥの呼び出し側（例えば、電話をかける側のＵＥ）の呼接続が示してある。呼接続は、図の点線の枠に示すように大きくＲＲＣコネクション接続手続６１、認証手続６２、秘匿／認証設定手続６３、およびデータ回線接続手続６４に分けられる。なお、図３の上位装置は、図２に示したＭＳＣ／ｘＧＳＮ４１とＶＬＲ／ＨＬＲ５１が対応する。認証手続６２と秘匿／認証設定手続６３は、ＶＬＲ／ＨＬＲ５１が行い、データ回線接続手続６４は、ＭＳＣ／ｘＧＳＮ４１が行う。

ＲＲＣコネクション接続手続６１では、ＵＥとＲＮＣ間の無線コネクションを接続する。
認証手続６２では、ＵＥと上位装置（ＶＬＲ／ＨＬＲ）との間で、無線ネットワークにアクセスしてきたＵＥが正当なＵＥであるか否か確認する。また、ＵＥと上位装置は、ＵＥ−ＲＮＣ間で秘匿／認証通信を行うための秘匿／認証鍵を各々で算出する。

秘匿／認証設定手続６３では、認証手続６２で上位装置が算出した秘匿／認証鍵をＲＮＣに通知する。ＲＮＣは、上位装置から通知された秘匿／認証鍵と秘匿／認証条件に従って、ＵＥは、自己が算出した秘匿／認証鍵と秘匿／認証条件とに従って、秘匿／認証通信を行うための秘匿／認証設定を行う。

データ回線接続手続６４では、ＵＥ、ＲＮＣ、および上位装置（ＭＳＣ／ｘＧＳＮ）間でユーザデータ用の通信回線を接続する。
以下、図３のシーケンス図の処理を詳細に説明する。

ステップＳ１において、ＵＥは、ＲＮＣに対し、ＵＥ−ＲＮＣ間の無線コネクションの接続要求を行う（RRC Connection Request）。
ステップＳ２において、ＲＮＣは、ＵＥから無線コネクションの接続要求を受けると、接続要求してきたＵＥに対し、無線コネクション接続のセットアップ要求を行う（RRC Connection Setup Request）。

ステップＳ３において、ＵＥは、ＲＮＣからのセットアップ要求を受けて、無線コネクションのセットアップを行い、それが完了すると、ＲＮＣに対し、無線コネクション接続の完了通知を行う（RRC Connection Setup Complete）。以上の処理によって、ＵＥとＲＮＣの通信が可能となる。

ステップＳ４において、ＵＥは、上位装置に対し、サービス要求を行う（Initial Direct Transfer（Service Request））。このとき、ＵＥは、例えば、自己の加入者番号などの情報を上位装置に送信する。

ステップＳ５において、ＲＮＣは、ＵＥから受信したサービス要求および所定の情報を上位装置に送信する（Initial UE Message（Service Request））。
ステップＳ６において、上位装置は、ＵＥから送信された加入者情報などに基づいて、通信要求しているＵＥが正当なＵＥであるか、ＲＮＣを介してＵＥに対し、正当である（無線通信資格がある）ことの確認と、秘匿／認証暗号鍵を生成することを要求する（Authentication and Ciphering Request）。

ステップＳ７において、ＲＮＣは、上位装置から受信した無線通信資格の確認および秘匿／認証暗号鍵の生成要求をＵＥに通知する（Downlink Direct Transfer（Authentication and Ciphering Request））。

ステップＳ８において、ＵＥは、上位装置からの要求を受信した旨をＲＮＣに通知する（Uplink Direct Transfer（Authentication and Ciphering Response））。
ステップＳ９において、ＲＮＣは、ＵＥから受信した応答を上位装置に通知する（Authentication and Ciphering Response）。

ステップＳ１０ａ，１０ｂにおいて、ＵＥと上位装置は、ＵＥとＲＮＣ間で秘匿／認証通信を行うための秘匿／認証鍵を生成する。ＵＥは、ステップＳ６，Ｓ７で上位装置から送信された所定の情報に基づき、上位装置と共通の秘匿／認証鍵を生成する。

以上の処理によって、ＵＥの認証およびＵＥ−ＲＮＣ間で秘匿／認証通信を行うための秘匿／認証鍵の生成が行われる。
ステップＳ１１において、上位装置は、ＲＮＣとＵＥに対し、秘匿／認証通信を行うように指示する（Security Mode Command）。ＲＮＣは、秘匿／認証鍵を知らないので、上位装置は、秘匿／認証通信指示とともに、ステップＳ１０ｂで生成した秘匿／認証鍵をＲＮＣに送信する。

ステップＳ１２において、ＲＮＣは、上位装置から受信した秘匿／認証鍵に基づいて、下り通信での秘匿／認証通信を行うための設定を行う。
ステップＳ１３において、ＲＮＣは、ＵＥに対し、秘匿／認証通信を行うように指示する（Security Mode Command）。このとき、ＲＮＣは、いつから下りの秘匿／認証通信を開始するかの下り秘匿開始時期（Activation Time）をＵＥに通知する。例えば、図の例では、データ回線接続手続６４から下りの秘匿／認証通信を開始することをＵＥに通知する。

ステップＳ１４において、ＵＥは、秘匿／認証通信の指示を受信した旨をＲＮＣに通知する（Security Mode Complete）。このとき、ＵＥは、いつから上りの秘匿／認証通信を開始するかの上り秘匿開始時期をＲＮＣに通知する。例えば、図の例では、データ回線接続手続６４から上りの秘匿／認証通信を開始することをＲＮＣに通知する。

ステップＳ１５において、ＲＮＣは、上位装置から受信した秘匿／認証鍵に基づいて、上り通信での秘匿／認証通信を行うための設定を行う。
ステップＳ１６において、ＲＮＣは、秘匿／認証通信の設定が完了した旨を上位装置に通知する（Security Mode Complete）。

ステップＳ１７ａ，１７ｂにおいて、ＵＥとＲＮＣは、ステップＳ１３，Ｓ１４でやりとりした下り秘匿開始時期および上り秘匿開始時期に基づいて、秘匿／認証の通信を開始する。以上の処理によって、ＵＥとＲＮＣの秘匿／認証設定が行われる。

ステップＳ１８において、ＵＥは、ＲＮＣを介して、上位装置（ＭＳＣ／ｘＧＳＮ）に対し、データ回線を結ぶよう要求する（Uplink Direct Transfer）。例えば、ｉモード（登録商標）の回線を結ぶよう要求する。

ステップＳ１９において、ＲＮＣは、ＵＥから受信したデータ回線接続要求を上位装置に通知する（NAS Message）。
ステップＳ２０において、上位装置は、ＲＮＣに対し、データ回線の接続許可を行う（RAB Assignment Request）。このとき、上位装置は、ＵＥに割り当てるデータ回線のサービスチャンネルなどをＲＮＣに通知する。

ステップＳ２１において、ＲＮＣは、ＵＥに対し、データ回線を接続するためのセットアップ要求を行う（RAB Setup）。
ステップＳ２２において、ＵＥは、データ回線接続のためのセットアップが完了した旨をＲＮＣに通知する（RAB Setup Complete）。

ステップＳ２３において、ＲＮＣは、データ回線接続のためのセットアップが完了した旨を上位装置に通知する（RAB Assignment Response）。以上の処理によって、ＵＥは、無線通信ネットワークにデータ回線を接続することができる。

ステップＳ２４ａ，２４ｂにおいて、ＵＥ−ＲＮＣは、データ通信を開始する。
次に、呼接続手順を短縮した場合の呼接続について説明する。
図４は、呼接続手順を短縮した場合のＵＥ側からの呼接続シーケンスを示した図である。図４の呼接続においても、図３と同様にＲＲＣコネクション接続手続７１、認証手続７２、秘匿／認証設定手続７３、およびデータ回線接続手続７４に分けられる。ただし、図４では、認証手続７２の一部の処理と、秘匿／認証設定手続７３の一部の処理を並列に行うことによって、呼接続の接続時間を短縮する。

ステップＳ３１〜ステップＳ３６の処理は、図３のステップＳ１〜ステップＳ６と同様であり、その詳細な説明を省略する。
ステップＳ３７において、ＲＮＣは、上位装置（ＶＬＲ／ＨＬＲ）から受信した無線通信資格があることの確認および秘匿／認証暗号鍵の生成要求をＵＥに通知する。また、ＲＮＣは、ＵＥに対し、秘匿／認証通信を開始するように指示し、秘匿開始時期を通知する。

すなわち、図４のシーケンスでは、図３のステップＳ７の処理とステップＳ１３の処理とを並列（同時も含む）に行うようにする。
ステップＳ３８において、ＵＥは、上位装置からの要求を受信した旨をＲＮＣに通知する。また、ＵＥは、秘匿／認証通信の指示を受信した旨と、上り秘匿開始時期をＲＮＣに通知する。

すなわち、図４のシーケンスでは、図３のステップＳ８の処理とステップＳ１４の処理とを並列して行うようにする。
ステップＳ３９〜ステップＳ４０ａ，４０ｂの処理は、図３のステップＳ９〜ステップＳ１０ａ，１０ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ４１において、ＵＥは、ステップＳ３８でＲＮＣに通知した上り秘匿開始時期に基づき、秘匿／認証通信を開始する。ステップＳ４１の処理は、図３のステップＳ１７ａと同様であり、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ４２において、ＵＥは、ＲＮＣを介して、上位装置（ＭＳＣ／ｘＧＳＮ）に対し、データ回線を結ぶよう要求する。なお、ステップＳ４１において秘匿／認証通信が開始されているので、ＵＥは、ステップＳ４２のデータ回線接続要求の上り信号に対し、秘匿／認証処理を施してＲＮＣに送信する。

ステップＳ４３において、上位装置（ＶＬＲ／ＨＬＲ）は、ＲＮＣとＵＥに対し、秘匿通信を行うように指示する。ＲＮＣは、秘匿／認証鍵を知らないので、上位装置は、秘匿／認証通信指示とともに、ステップＳ４０ｂで生成した秘匿／認証鍵をＲＮＣに送信する。

ステップＳ４４において、ＲＮＣは、上位装置から受信した秘匿／認証鍵に基づいて、下り／上り通信での秘匿／認証通信を行うための設定を行う。
ステップＳ４５，Ｓ４６の処理は、図３のステップＳ１６，Ｓ１７ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ４７において、ＲＮＣは、ステップＳ４２のデータ回線接続要求を受信する。すなわち、ＲＮＣは、ステップＳ４２の秘匿／認証鍵で暗号化されたデータ回線接続要求を受信したときには、まだ、上位装置からステップＳ４０ｂの秘匿／認証鍵を受信していないため、ＵＥのデータ回線接続要求を受信することができない。そのため、ＲＮＣは、ＵＥのデータ回線接続要求の受信処理を、ステップＳ４６の秘匿／認証通信の設定が完了するまで、保留する。

ステップＳ４８〜ステップＳ５３ａ，５３ｂの処理は、図３のステップＳ１９〜ステップＳ２４ａ，２４ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。
図５は、データ回線接続要求の保留を説明するシーケンス図である。図のシーケンスには、図４のステップＳ３１からステップＳ４６までの処理を示している。

ＵＥは、認証手続７２のステップＳ４０ａにおいて、秘匿／認証鍵を算出する。従って、ＵＥは、ステップＳ４１から秘匿／認証通信を開始することができる。そして、ＵＥは、ステップＳ４２において、データ回線接続手続を行うことが可能なため、上位装置に対し、データ回線の接続要求をする。

上述したように、ＲＮＣは、ステップＳ４３において、上位装置から秘匿／認証鍵を受信する。すなわち、ＲＮＣは、ステップＳ４２の信号を受信する段階では、秘匿／認証鍵を受信しておらず、ＵＥからの信号の秘匿／認証を解くことができない。

そこで、ＲＮＣは、ステップＳ４２のＵＥからの信号を、例えば、バッファなどに保留しておき、秘匿／認証を行うことができるようになるステップＳ４６の後に、ステップＳ４２の信号の受信処理を行う。

図６は、ＲＮＣの機能ブロック図である。図に示すようにＲＮＣ８０は、タスク管理部８１、タスク実行部８２、およびバッファ８３を有している。ＲＮＣ８０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行することにより、図に示すような機能を有する。

タスク管理部８１は、図４で説明したＲＮＣの各処理を行うタスクの管理を行う。例えば、ＲＮＣが適正な順序で処理を実行するようにタスクの順番を管理する。タスク実行部８２は、タスク管理部８１によって管理されるタスクを実行する。バッファ８３には、ＵＥおよび上位装置から送信される信号（データ）が一時格納される。

タスク管理部８１は、上位装置から図４のステップＳ３６の信号を受信すると、ＵＥに対し、無線通信資格があることの確認と、秘匿／認証暗号鍵の生成要求の通知と、秘匿／認証通信の開始指示（秘匿開始時期を含む）とを同時に行うタスクを呼び出す（図４のステップＳ３７）。

また、タスク管理部８１は、ＵＥから送信されたデータ回線接続要求の信号がバッファ８３に格納されても、データ回線接続要求の信号の受信処理を行わないようにタスク管理を行う。タスク管理部８１は、図４のステップＳ４６の秘匿／認証開始処理が完了して、データ回線接続要求の信号の受信処理を行うようにタスク管理を行う（図４のステップＳ４７）。

なお、ＵＥも図６と同様の機能を有し、所定の処理を実行する。ＵＥのタスク管理部は、ＲＮＣから図４のステップＳ３７の信号を受信すると、ＲＮＣに対し、上位装置から要求を受信した旨の通知と、秘匿／認証通信の開始指示を受信した旨の通知とを同時に行うタスクを呼び出す（図４のステップＳ３８）。

このように、認証手続７２の一部の処理と、秘匿／認証設定手続７３の一部の処理とをステップＳ３７，Ｓ３８に示すように並列して行う。そして、ステップＳ４７に示すように、ＲＮＣが秘匿／認証の通信が行えるまで、ＵＥからのデータ回線接続要求を保留する。これによって、呼接続の接続時間を短縮することができる。

上記では、ＵＥ側からの呼接続要求について説明した。以下では、上位装置（交換機側（ＭＳＣ／ｘＧＳＮ側））からＵＥを呼び出す場合の呼接続要求について説明する。
図７は、呼接続手順を短縮しない場合の交換機側からの呼接続シーケンスを示した図である。呼接続は、図３のシーケンス図と同様にＲＲＣコネクション接続手続９１、認証手続９２、秘匿／認証設定手続９３、およびデータ回線接続手続９４に分けられる。

なお、データ回線接続手続９４の方向が図３のシーケンス図のデータ回線接続手続６４と異なる。また、ステップＳ５１〜ステップＳ６７ａ，６７ｂの処理は、図３のステップＳ１〜ステップＳ１７ａ，１７ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ６８において、上位装置（ＭＳＣ／ｘＧＳＮ）は、相手側のＵＥからデータ回線接続要求のあった旨をＲＮＣに通知する（NAS Message）。
ステップＳ６９において、ＲＮＣは、ＵＥに対し、相手側のＵＥからデータ回線接続要求のあった旨をＵＥに通知する（Downlink Direct Transfer）。

ステップＳ７０において、上位装置は、ＵＥに割り当てるデータ回線のサービスチャンネルなどをＲＮＣに通知する（RAB Assignment Request）。
ステップＳ７１において、ＲＮＣは、ＵＥに対し、データ回線を接続するためのセットアップ要求を行う（RAB Setup）。

ステップＳ７２において、ＵＥは、データ回線接続のためのセットアップが完了した旨をＲＮＣに通知する（RAB Setup Complete）。
ステップＳ７３において、ＲＮＣは、データ回線接続のためのセットアップが完了した旨を上位装置に通知する（RAB Assignment Response）。以上の処理によって、ＵＥは、無線通信ネットワークにデータ回線を接続することができる。

ステップＳ７４ａ，７４ｂにおいて、ＵＥ−ＲＮＣは、データ通信を開始する。
図８は、呼接続手順を短縮した場合の交換機側からの呼接続シーケンスを示した図である。図８の呼接続においても、図７と同様にＲＲＣコネクション接続手続１０１、認証手続１０２、秘匿／認証設定手続１０３、およびデータ回線接続手続１０４に分けられる。ただし、図８では、認証手続１０２の一部の処理と、秘匿／認証設定手続１０３の一部の処理を同時に行うことによって、呼接続の接続時間を短縮する。

ステップＳ８１〜ステップＳ９１の処理は、図４のステップＳ３１〜ステップＳ４１と同様である。すなわち、図８のシーケンスでは、図７のステップＳ５７とステップＳ６３の処理を同時に行い、また、ステップＳ５８とステップＳ６４の処理を同時に行い、呼接続の時間を短縮している。

ステップＳ９２において、上位装置（ＭＳＣ／ｘＧＳＮ）は、データ回線接続要求をＲＮＣに送信する。
ステップＳ９３において、上位装置（ＶＬＲ／ＨＬＲ）は、ＲＮＣとＵＥに対し、秘匿／認証通信を行うように指示する。ＲＮＣは、秘匿／認証鍵を知らないので、上位装置は、秘匿／認証通信指示とともに、ステップＳ９０ｂで生成した秘匿／認証鍵をＲＮＣに通知する。

ステップＳ９４において、ＲＮＣは、上位装置から受信した秘匿／認証鍵に基づいて、下り／上り通信での秘匿／認証通信を行うための設定を行う。
ステップＳ９５，Ｓ９６の処理は、図７のステップＳ６６，Ｓ６７ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ９７において、ＲＮＣは、ステップＳ９２の上位装置からのデータ回線接続要求を受信する。すなわち、ＲＮＣは、ステップＳ９２のデータ回線接続要求を受信したときには、まだ、上位装置からステップＳ９３の秘匿／認証鍵を受信していないため、ＵＥに秘匿／認証処理を施したデータ回線接続要求を送信することができない。そのため、ＲＮＣは、上位装置からのデータ回線接続要求の受信処理を、ステップＳ９６の秘匿／認証開始設定が完了するまで、保留する。

ステップＳ９８〜ステップＳ１０３ａ，１０３ｂの処理は、図７のステップＳ６９〜ステップＳ７４ａ，７４ｂと同様であり、その説明を省略する。
このように、認証手続１０２の一部の処理と、秘匿／認証設定手続１０３の一部の処理とをステップＳ８７，Ｓ８８に示すように同時に行う。そして、ＲＮＣは、ステップＳ９７に示すように、秘匿／認証の通信が行えるまで、上位装置からのデータ回線接続要求を保留する。これによって、呼接続の接続時間を短縮することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態では、ＲＮＣが秘匿／認証の通信を行えるようになるまで、ＲＮＣ自身がデータ回線接続要求の受信処理を保留していた。第２の実施の形態では、ＲＮＣが秘匿／認証の通信が行えるまで、ＵＥ側で秘匿／認証の通信開始を遅らせる。

図９は、第２の実施の形態に係る呼接続手順を短縮した場合のＵＥ側からの呼接続シーケンスを示した図である。図９の呼接続においても、図３と同様にＲＲＣコネクション接続手順１１１、認証手続１１２、秘匿／認証設定手続１１３、およびデータ回線接続手続１１４に分けられる。ただし、図９では、認証手続１１２の一部の処理と、秘匿／認証設定手続１１３の一部の処理を並列して行うことによって、呼接続の接続時間を短縮する。

ステップＳ１１１〜ステップＳ１２０ａ，１２０ｂの処理は、図４のステップＳ３１〜ステップＳ４０ａ，４０ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。
ステップＳ１２１において、ＵＥは、ＲＮＣを介して、上位装置（ＭＳＣ／ｘＧＳＮ）に対し、データ回線を結ぶようデータ回線接続要求をする。

ステップＳ１２２において、上位装置（ＶＬＲ／ＨＬＲ）は、ＲＮＣとＵＥに対し、秘匿通信を行うように指示する。ＲＮＣは、秘匿／認証鍵を知らないので、上位装置は、秘匿通信指示とともに、ステップＳ１２０ｂで生成した秘匿／認証鍵をＲＮＣに送信する。

ステップＳ１２３において、ＲＮＣは、上位装置から受信した秘匿／認証鍵に基づいて、下り／上り通信での秘匿／認証通信を行うための設定を行う。
ステップＳ１２４において、ＵＥは、秘匿／認証通信を開始する。

ステップＳ１２５において、ＲＮＣは、秘匿／認証通信の設定が完了した旨を上位装置に通知する
ステップＳ１２６において、ＲＮＣは、ＵＥから受信したステップＳ１２１のデータ回線接続要求を上位装置に通知する。

ステップＳ１２７において、ＲＮＣは、秘匿／認証の通信を開始する。
なお、ステップＳ１２８〜ステップＳ１３２ａ，１３２ｂの処理は、図４のステップＳ４９〜ステップＳ５３ａ，５３ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。

図のシーケンスに示すように、ＵＥは、ステップＳ１２０ａにおいて秘匿／認証鍵を生成しているが、ステップＳ１２１では、通信の秘匿／認証処理を行わないでデータ回線接続要求を行う。これは、ＲＮＣがまだ上位装置（ＶＬＲ／ＨＬＲ）から秘匿／認証鍵を取得しておらず、秘匿／認証処理が施されたデータ回線接続要求を解くことができないからである。なお、ステップＳ１２１のデータ回線接続要求は、ＵＥの電話番号など、重要な情報が含まれていないので、秘匿／認証処理を施さずＲＮＣに送信しても問題はない。

図１０は、ＵＥの機能ブロック図である。図に示すようにＵＥ１２０は、タスク管理部１２１およびタスク実行部１２２を有している。ＵＥ１２０は、例えば、不揮発性メモリなどの記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵによって実行することにより、図に示すような機能を有する。

タスク管理部１２１は、図９で説明したＵＥの各処理を行うタスクの管理を行う。例えば、ＵＥが適正な順序で処理を実行するようにタスクの順番を管理する。タスク実行部１２２は、タスク管理部１２１によって管理されるタスクを実行する。

タスク管理部１２１は、ＲＮＣから無線通信資格があることの確認と、秘匿／認証鍵の生成要求の通知とを受けると（図９のステップＳ１１７）、ＲＮＣに対し、無線通信資格があることを受信した旨の通知と、秘匿／認証暗号鍵の生成要求を受信した旨の通知とを同時に行うタスクを呼び出す（図９のステップＳ１１８）。

また、タスク管理部１２１は、図９のステップＳ１２０ａに示すように秘匿／認証鍵を生成すると、通常、秘匿／認証の通信を開始するように、秘匿／認証開始のタスクを呼び出す。しかし、ＲＮＣは、上述したようにまだ、秘匿／認証鍵を上位装置から受信していない場合がある。そこで、タスク管理部１２１は、先にデータ回線接続要求を行うようにそのタスクを呼び出す。そして、ＲＮＣの秘匿／認証設定処理が完了して（データ回線接続要求を先に行って）、秘匿／認証開始のタスクを呼び出すようにする。

なお、ＲＮＣも図１０と同様の機能を有し、所定の処理を実行する。ＲＮＣのタスク管理部は、上位装置から図９のステップＳ１１６の信号を受信すると、ＵＥに対し、無線通信の資格があることの確認と秘匿／認証暗号鍵の生成要求を通知とを同時に行うタスクを呼び出す（図９のステップＳ１１７）。

このように、認証手続１１２の一部の処理と、秘匿／認証設定手続１１３の一部の処理とをステップＳ１１７，Ｓ１１８に示すように同時に行う。そして、ステップＳ１２４に示すように、ＲＮＣが秘匿／認証の通信が行えるようになるまで、ＵＥ側で秘匿／認証の通信開始を遅らせる。これによって、呼接続の接続時間を短縮することができる。

図１１は、呼接続手順を短縮した場合の別の呼接続シーケンスを示した図である。図１１の呼接続においても、図９と同様にＲＲＣコネクション接続手続１３１、認証手続１３２、秘匿／認証設定手続１３３、およびデータ回線接続手続１３４に分けられる。ただし、図１１では、図９のシーケンスに対し、さらに、ＲＲＣコネクション接続手続１３１と認証手続１３２とを短縮している。

図１１のステップＳ１４１では、図９のステップＳ１１１とステップＳ１１４とを同時に行っている。これにより、ＲＲＣコネクション接続手続１３１と認証手続１３２とが短縮される。

なお、ステップＳ１４５〜ステップＳ１６１ａ，Ｓ１６１ｂの処理は、図９のステップＳ１１６〜ステップＳ１３２ａ，１３２ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。また、ＲＲＣコネクション接続手続１３１と認証手続１３２の短縮については、非特許文献１に記載されている。

このように、認証手続１３２の一部の処理と、秘匿／認証設定手続１３３の一部の処理とを重ねて処理するとともに、ＲＲＣコネクション接続手続１３１と認証手続１３２の処理の一部とを重ねて処理することにより、呼接続時間をより短縮することができる。

上記では、ＵＥ側からの呼接続要求について説明した。以下では、交換機側（ＭＳＣ／ｘＧＳＮ）からの呼び出し処理について説明する。
図１２は、呼接続手順を短縮した場合の交換機側からの呼接続シーケンスを示した図である。図１２の呼接続においても、図９と同様にＲＲＣコネクション接続手順１４１、認証手続１４２、秘匿／認証設定手続１４３、およびデータ回線接続手続１４４に分けられる。

ステップＳ１７１〜ステップＳ１８０ａ，１８０ｂの処理は、図９のステップＳ１１１〜ステップＳ１２０ａ，１２０ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。
ステップＳ１８１において、上位装置（ＭＳＣ／ｘＧＳＮ）は、相手側のＵＥからデータ回線接続要求のあった旨をＲＮＣに通知する。

ステップＳ１８２において、ＲＮＣは、ＵＥに対し、相手側のＵＥからデータ回線接続要求のあった旨をＵＥに通知する
ステップＳ１８３において、上位装置（ＶＬＲ／ＨＬＲ）は、ＲＮＣとＵＥに対し、秘匿／認証通信を行うように指示する。ＲＮＣは、秘匿／認証鍵を知らないので、上位装置は、秘匿／認証通信指示とともに、ステップＳ１８０ｂで生成した秘匿／認証鍵をＲＮＣに送信する。

ステップＳ１８４において、ＲＮＣは、上位装置から受信した秘匿／認証鍵に基づいて、下り／上り通信での秘匿／認証通信を行うための設定を行う。
ステップＳ１８５において、ＵＥは、秘匿／認証の通信を開始する。

ステップＳ１８６において、ＲＮＣは、秘匿／認証通信の設定が完了した旨を上位装置に通知する。
以下、ステップＳ１８７〜ステップＳ１９２ａ，１９２ｂの処理は、図９のステップＳ１２７〜ステップＳ１３２ａ，１３２ｂと同様であり、その詳細な説明を省略する。

このように、認証手続の一部の処理と、秘匿／認証設定手続の一部の処理との処理をステップＳ１７７，Ｓ１７８に示すように同時に行う。そして、ステップＳ１８５に示すように、ＲＮＣが秘匿／認証の通信が行えるまで、ＵＥ側で秘匿／認証の通信開始を遅らせる。これによって、呼接続の接続時間を短縮することができる。

なお、図１１で説明したＲＲＣコネクション接続手続１４１と認証手続１４２の一部を重ねる処理は、図４、図８、および図１２のシーケンスにも適用することができる。

呼接続の概要を示した図である。 第１の実施の形態に係る無線通信ネットワークの構成例を示した図である。 呼接続手順を短縮しない場合のＵＥ側からの呼接続シーケンスを示した図である。 呼接続手順を短縮した場合のＵＥ側からの呼接続シーケンスを示した図である。 データ回線接続要求の保留を説明するシーケンス図である。 ＲＮＣの機能ブロック図である。 呼接続手順を短縮しない場合の交換機側からの呼接続シーケンスを示した図である。 呼接続手順を短縮した場合の交換機側からの呼接続シーケンスを示した図である。 第２の実施の形態に係る呼接続手順を短縮した場合のＵＥ側からの呼接続シーケンスを示した図である。 ＵＥの機能ブロック図である。 呼接続手順を短縮した場合の別の呼接続シーケンスを示した図である。 呼接続手順を短縮した場合の交換機側からの呼接続シーケンスを示した図である。

符号の説明

１ ＲＲＣコネクション接続手続
２ 認証手続
３ 秘匿認証設定手続
４ データ回線接続手続

Claims (10)

1. 端末、無線制御装置、および前記無線制御装置の上位装置を有する無線移動通信システムの呼接続方法において、
   前記端末、前記無線制御装置、および前記上位装置間で行われる前記端末の認証手続と、前記端末と前記無線制御装置との間で秘匿認証通信を行うための設定を行う秘匿認証設定手続との一部を並列して実行し、
   前記認証手続の前記無線制御装置から前記端末に対して行われる無線通信資格の確認および秘匿認証鍵の生成要求と、前記秘匿認証設定手続の前記無線制御装置から前記端末に対して行われる前記秘匿認証通信の開始指示とを同時に行う、
   ことを特徴とする呼接続方法。
2. 端末、無線制御装置、および前記無線制御装置の上位装置を有する無線移動通信システムの呼接続方法において、
   前記端末、前記無線制御装置、および前記上位装置間で行われる前記端末の認証手続と、前記端末と前記無線制御装置との間で秘匿認証通信を行うための設定を行う秘匿認証設定手続との一部を並列して実行し、
   前記認証手続の前記端末から前記無線制御装置に対して行われる前記上位装置から無線通信資格があることを受信した旨の通知および秘匿認証鍵の生成要求を受信した旨の通知と、前記秘匿認証設定手続の前記端末から前記無線制御装置に対して行われる前記秘匿認証通信の開始指示を受信した旨の通知とを同時に行う、
   ことを特徴とする呼接続方法。
3. 前記認証手続の前記端末から前記無線制御装置に対して行われる前記上位装置から無線通信資格があることを受信した旨の通知および秘匿認証鍵の生成要求を受信した旨の通知と、前記秘匿認証設定手続の前記端末から前記無線制御装置に対して行われる前記秘匿認証通信の開始指示を受信した旨の通知とを同時に行うことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の呼接続方法。
4. 前記無線制御装置は、前記秘匿認証設定手続の秘匿認証設定処理が完了するまで前記端末からのデータ回線接続要求の受信処理を保留することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の呼接続方法。
5. 前記無線制御装置は、前記秘匿認証設定手続の秘匿認証設定処理が完了するまで前記上位装置からのデータ回線接続要求の受信処理を保留することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の呼接続方法。
6. 前記端末は、前記無線制御装置の前記秘匿認証通信の設定が完了して、前記秘匿認証通信を開始することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の呼接続方法。
7. 端末と無線通信を行う無線制御装置において、
   前記端末、当該無線制御装置、および当該無線制御装置の上位装置間で行われる前記端末の認証手続と、前記端末と当該無線制御装置との間で秘匿認証通信を行うための設定を行う秘匿認証設定手続との一部を並列して実行する実行手段、
   を備え、
   前記実行手段は、前記認証手続の前記無線制御装置から前記端末に対して行われる無線通信資格の確認および秘匿認証鍵の生成要求と、前記秘匿認証設定手続の前記無線制御装置から前記端末に対して行われる前記秘匿認証通信の開始指示とを同時に行う、
   ことを特徴とする無線制御装置。
8. 無線制御装置と無線通信を行う端末において、
   当該端末、前記無線制御装置、および前記無線制御装置の上位装置間で行われる当該端末の認証手続と、当該端末と前記無線制御装置との間で秘匿認証通信を行うための設定を行う秘匿認証設定手続との一部を並列して実行する実行手段、
   を備え、
   前記実行手段は、前記認証手続の前記無線制御装置から前記端末に対して行われる無線通信資格の確認および秘匿認証鍵の生成要求と、前記秘匿認証設定手続の前記無線制御装置から前記端末に対して行われる前記秘匿認証通信の開始指示とを同時に行う、
   ことを特徴とする端末。
9. 端末と無線通信を行う無線制御装置において、
   前記端末、当該無線制御装置、および当該無線制御装置の上位装置間で行われる前記端末の認証手続と、前記端末と当該無線制御装置との間で秘匿認証通信を行うための設定を行う秘匿認証設定手続との一部を並列して実行する実行手段、
   を備え、
   前記実行手段は、前記認証手続の前記端末から前記無線制御装置に対して行われる前記上位装置から無線通信資格があることを受信した旨の通知および秘匿認証鍵の生成要求を受信した旨の通知と、前記秘匿認証設定手続の前記端末から前記無線制御装置に対して行われる前記秘匿認証通信の開始指示を受信した旨の通知とを同時に行う、
   ことを特徴とする無線制御装置。
10. 無線制御装置と無線通信を行う端末において、
    当該端末、前記無線制御装置、および前記無線制御装置の上位装置間で行われる当該端末の認証手続と、当該端末と前記無線制御装置との間で秘匿認証通信を行うための設定を行う秘匿認証設定手続との一部を並列して実行する実行手段、
    を備え、
    前記実行手段は、前記認証手続の前記端末から前記無線制御装置に対して行われる前記上位装置から無線通信資格があることを受信した旨の通知および秘匿認証鍵の生成要求を受信した旨の通知と、前記秘匿認証設定手続の前記端末から前記無線制御装置に対して行われる前記秘匿認証通信の開始指示を受信した旨の通知とを同時に行う、
    ことを特徴とする端末。

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