KR101638908B1

KR101638908B1 - 듀얼 모뎀 디바이스

Info

Publication number: KR101638908B1
Application number: KR1020100018874A
Authority: KR
Inventors: 박수만; 이창재; 박성진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2016-07-12
Also published as: CN101827364A; US8676251B2; EP2227049B1; KR20100100641A; CN101827364B; US20100227591A1; EP2227049A1

Abstract

본 발명은 듀얼 모뎀 디바이스에 관한 것이다. 구체적으로, 제 1 통신망과 통신하기 위한 제 1 프로세서, 제 2 통신망과 통신하기 위한 제 2 프로세서, 및 상기 제 1 통신망에 대응하는 단말 식별자, 하나 이상의 인증 파라미터 및 인증 알고리즘을 저장하며, 상기 제 1 통신망에 대응하는 인증 알고리즘을 수행하는 가입자 식별 모듈을 포함하며, 상기 가입자 식별 모듈은 상기 제 2 프로세서와 연결되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 제 1 통신망은 LTE(Long Term Evolution) 통신망이며, 상기 제 2 통신망은 eHRPD(enhanced High-Rate Packet Data) 통신망인 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼 모뎀 디바이스{DUAL MODEM DEVICE}

본 발명은 듀얼 모뎀 디바이스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, CDMA 신호 또는 LTE 신호를 송수신 할 수 있는 듀얼 모뎀 디바이스가 효과적으로 인증을 수행할 수 있는 구조에 관한 것이다.

무선 이동 통신 분야에서는 음성 통화뿐만 아니라 데이터 고속 송수신 측면에서 꾸준한 진화를 거듭하고 있으며 현재 4세대 이동 통신 기술 예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 무선 통신 시스템이 주목 받고 있다. 그러나, 4세대 통신 망과 기존에 상용화된 3세대 통신 망이 혼재한 상황에서, 이동 통신 단말기 또는 이동 통신 데이터 카드는 4세대 이동 통신 기술뿐만 아니라, 기존에 상용화되어 현재 널리 사용되고 있는 3G 이동 통신 기술을 동시에 포함해야 한다. 따라서 다음 세대의 이동통신 기술과 기존 세대의 이동통신 기술을 동시에 지원하기 위하여, 듀얼 모뎀 프로세서를 지닌 이동 단말기나 데이터 카드 타입의 디바이스(이하, 듀얼 모뎀 디바이스)가 필요하게 된다.

듀얼 모뎀 디바이스는 통신 방식이 다른 2개의 모뎀을 탑재하여 각각을 이용한 무선통신을 지원하며, 이종의 통신망이 혼재된 지역에서 주로 사용된다. 듀얼 모뎀 디바이스의 대표적인 예로서, LTE(Long Term Evolution) 방식의 무선 통신과 CDMA(Code Divisional Multiple Access) 방식의 무선 통신이 모두 이용 가능한 디바이스가 주목 받고 있다. 본 발명에서는 LTE 망, CDMA 망 모두와 통신할 수 있는 듀얼 모뎀 디바이스로 예를 들어 설명하지만, 다른 방식의 무선 통신 역시 적용할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

이와 같은 듀얼 모뎀 디바이스, 특히 듀얼 모뎀 데이터 카드는 PC(Personal Computer)에 USB(Universal Serial Bus) 동글(Doggle) 형태로 연결되어, 무선 랜(Wireless Local Area Network) 카드를 대체할 수 있는 수단으로 각광 받고 있다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 이종 통신망에서도 효과적으로 인증을 수행할 수 있는 듀얼 모뎀 디바이스의 구조를 제안하고자 한다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 듀얼 모뎀 디바이스는 제 1 통신망과 통신하기 위한 제 1 프로세서; 제 2 통신망과 통신하기 위한 제 2 프로세서; 및 상기 제 1 통신망에 대응하는 단말 식별자, 하나 이상의 인증 파라미터 및 인증 알고리즘을 저장하며, 상기 제 1 통신망에 대응하는 인증 알고리즘을 수행하는 가입자 식별 모듈을 포함하며, 상기 가입자 식별 모듈은 상기 제 2 프로세서와 연결되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제 1 통신망은 LTE(Long Term Evolution) 통신망이며, 상기 제 2 통신망은 eHRPD(enhanced High-Rate Packet Data) 통신망인 것이 바람직하다.

또한, 상기 단말 식별자는 IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 값이며, 상기 제 1 통신망에 대응하는 인증 알고리즘은 EPC(Evolved Packet System)-AKA(Authentication and Key Agreement) 알고리즘인 것을 특징으로 한다.

상기 가입자 식별 모듈은 USIM(Universal Subscriber Identity Module)을 포함하며, 상기 제 2 통신망에 대응하는, 단말 식별자, 하나 이상의 인증 파라미터 및 인증 알고리즘을 더 저장하며, 상기 제 2 통신망에 대응하는 인증 알고리즘을 더 수행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 eHRPD 통신망에 대응하는, 단말 식별자, 하나 이상의 인증 파라미터 및 인증 알고리즘을 저장하며, 상기 eHRPD 통신망에 대응하는 인증 알고리즘을 수행하는 eHRPD 통신망 전용 가입자 식별 모듈을 더 포함하며, 상기 eHRPD 통신망에 대응하는 인증 알고리즘은 EAP(Extensible Authentication Protocol)-AKA’(Authentication and Key Agreement Prime) 알고리즘인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제 1 프로세서와 상기 제 2 프로세서를 연결하는 IPC(Inter-Processor Communication) 인터페이스 모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다. IPC 인터페이스의 종류에는 SDIO(Secure Digital Input Output), USB, Shared 메모리, UART등이 있다.

또한, 상기 제 1 프로세서는 상기 LTE 통신망으로부터 수신한 AUTN(Authentication Token)과 RAND(Random Challenge) 값을 상기 제 2 프로세서를 통하여 상기 가입자 식별 모듈로 전달하며, 상기 가입자 식별 모듈은 상기 AUTN 값과 RAND 값을 인자로 하는 AKA 알고리즘을 수행하여 RES(Response), IK(Integrity Key) 및 CK(Ciphering Key)를 생성하며, 상기 RES, 상기 IK 및 상기 CK를 상기 제 2 프로세서를 통하여 상기 제 1 프로세서로 전달하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 제 1 프로세서는 상기 RES를 상기 LTE 통신망으로 송신하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 프로세서는 상기 eHRPD 통신망으로부터 수신한 AUTN(Authentication Token)과 RAND(Random Challenge)을 상기 가입자 식별 모듈로 전달하며, 상기 가입자 식별 모듈은 상기 AUTN 값과 RAND 값을 인자로 하는 AKA 알고리즘을 수행하여 RES(Response), IK(Integrity Key) 및 CK(Ciphering Key)를 생성하며, 상기 RES, 상기 IK 및 상기 CK를 상기 제 2 프로세서로 전달한다. 상기 제 2 프로세서는 상기 IK 및 상기 CK를 이용하여 IK’(Integrity Key) 및 CK’(Ciphering Key)를 생성한다. 이 경우, 상기 제 2 프로세서는 상기 RES를 상기 eHRPD 통신망으로 송신하는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 레거시 CDMA 통신망에 대응하는 단말 식별자와 하나 이상의 인증 파라미터를 저장하는 CSIM(CDMA Subscriber Identity Module)을 더 포함하며, 상기 제 2 프로세서는 상기 레거시 CDMA 통신망과 통신하기 위한 제 3 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 듀얼 모뎀 디바이스는 제 1 통신망과 통신하기 위한 제 1 프로세서; 및 제 2 통신망과 통신하기 위한 제 2 프로세서를 포함하며, 상기 제 1 프로세서는 상기 제 1 통신망에 대응하는 단말 식별자, 하나 이상의 인증 파라미터 및 인증 알고리즘을 저장하고, 상기 제 1 통신망에 대응하는 인증 알고리즘을 수행하며, 상기 제 2 프로세서는 상기 제 2 통신망에 대응하는 단말 식별자, 하나 이상의 인증 파라미터 및 인증 알고리즘을 저장하고, 상기 제 2 통신망에 대응하는 인증 알고리즘을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면 듀얼 모뎀 단말기에서 인증을 보다 효율적으로 수행할 수 있으며, 특히 호스트 프로세서가 CDMA 프로세서인 경우에는 더욱 효과적인 인증을 수행할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모뎀 디바이스와 PC로 구성되는 통신 시스템의 구조를 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모뎀 디바이스의 부팅 과정을 설명하기 위한 순서도.
도 3은 LTE 통신망과 eHPRD 통신망의 구조를 도시하는 개념도
도 4는 eHPRD 통신망에서의 인증 방식인 EAP-AKA’를 개략적으로 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 LTE 통신망에서의 인증 방식인 EPS-AKA를 개략적으로 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 UICC가 CDMA 프로세서에 연결된 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 UICC가 CDMA 프로세서에 연결된 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 UICC가 CDMA 프로세서에 연결된 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 UICC가 LTE 프로세서에 연결된 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 UICC에 인증 과정에 필요한 정보가 존재하지 않는 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 프로세서 별로 연결되는 각각의 UICC들이 존재하는 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 주된 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말 또는 디바이스는 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말 또는 디바이스와 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

이하에서 언급되는 CDMA 통신망은 레거시 CDMA 통신망과 eHRPD(enhanced High-Rate Packet Data) 통신망으로 구분된다. 레거시 CDMA 통신망은 CDMA 1x-RTT(Radio Transmission Technology)와 CDMA EV-DO(Evolution Data Optimized)를 의미하며, eHRPD 통신망은 3GPP2 기반의 통신망으로 LTE 통신망과 핸드오버를 수행할 수 있도록 개선된 통신망이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모뎀 디바이스와 PC로 구성되는 통신 시스템의 구조를 도시하는 블록도이다. 특히 도 1에서 듀얼 모뎀 디바이스는 USB 데이터 카드 형태의 디바이스로 예시하고 있으나, 복수의 모뎀을 구비하여 이종망에 접속할 수 있는 어떠한 형태의 디바이스가 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 통신 시스템의 듀얼 모뎀 디바이스(100)는 CDMA 통신망과의 통신을 담당하는 CDMA 프로세서(120)와 LTE 통신망과의 통신을 담당하는 LTE 프로세서(110)를 포함하며, LTE 프로세서(110)는 CDMA 프로세서(120)가 PC(150)와 송수신하는 모든 CDMA 제어 신호 또는 CDMA 데이터 신호를 중계(relay)하는 역할을 담당한다. 또한, 디바이스의 저장 수단으로서 NAND 플래시 메모리(130)가 포함되며, 호스트 프로세서인 CDMA 프로세서(120)와 연결된다.

LTE 프로세서(110)는 PC(150)와 USB 인터페이스를 이용하여 신호를 송수신하며, CDMA 프로세서(120)와 LTE 프로세서(110)는 IPC 인터페이스(140)를 통하여 신호를 전달한다. 여기서 IPC 인터페이스(140)의 종류에는 SDIO(Secure Digital Input Output), USB, Shared 메모리, UART등이 있다

한편, 본 발명의 통신 시스템의 PC(150) 측의 구성을 살펴보면, 다양한 PC 어플리케이션들(160)이 PC에서 구동되어, 듀얼 모뎀 디바이스(100)와 통신하거나 듀얼 모뎀 디바이스(100)를 제어한다. 또한, PC(150) 측에는 PC(150)와 듀얼 모뎀 디바이스(100)간에 데이터 신호 또는 제어 신호를 송수신하기 위한 인터페이스를 제공하는 USB 드라이버(170)가 포함된다.

또한, 호스트 제어 모듈(121)은 CDMA 프로세서(120)에 위치하며, 인터-RAT(Radio Access Technology) 핸드오버 제어, 인터-RAT 신호 품질 제어, 서비스, QoS(Quality of Service)와 IP(Internet Protocol) 주소의 세션(session) 제어등을 담당한다.

도 1에서는 호스트 프로세서가 CDMA 프로세서(120)이기 때문에, UICC (Universal Integrated Circuit Card)(135)가 CDMA 프로세서(120)에 연결되며, CDMA 프로세서(120)에 포함된 호스트 제어 모듈(121)이 상기 UICC(135)를 제어한다. 그러나, 호스트 프로세서가 LTE 프로세서(110)인 경우 또는 CDMA 프로세서(120)가 호스트 프로세서인 경우 일지라도 UICC(135)가 LTE 프로세서(110)에 연결될 수 있으며, 이 경우에는 그 구성 또한 변형될 수 있음을 인지할 필요가 있다.

UICC(135)란 USIM(Universal Subscriber Identity Module), CSIM(CDMA Subscriber Identity Module) 및 ISIM(IP Multimedia Services Identity Module)을 포함하며, 일반적으로 USIM은 LTE 통신망에 관한 네트워크 파라미터와 인증 관련 어플리케이션 등을 포함하며, CSIM은 CDMA 통신망에 관한 네트워크 파라미터와 인증 관련 어플리케이션 등을 포함한다. 또한 ISIM은 IP 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 파라미터 및 어플리케이션을 포함한다.

이하에서는 특별한 언급이 없는 이상, 설명의 편의를 위하여 도 1에 도시된 듀얼 모뎀 디바이스의 구성을 기준으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모뎀 디바이스의 부팅 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 단계 201에서 PC와 듀얼 모뎀 디바이스가 USB 인터페이스를 이용하여 연결되며, 단계 202에서 듀얼 모뎀 디바이스의 시스템 부팅 과정이 진행된다. 시스템 부팅 과정을 보다 상세히 설명하면, LTE 프로세서와 CDMA 프로세서간의 하드웨어 인터페이스인 SDIO가 초기화되면 LTE 프로세서는 CDMA 프로세서로부터 동기를 획득하기 위한 신호를 수신하기까지 대기한다. CDMA 프로세서의 초기화가 완료된 경우, CDMA 프로세서의 NAND 플래시 메모리에 저장되어 있던 LTE 이미지, 즉, LTE 프로세서 구동 프로그램이 SDIO를 통하여 LTE 프로세서로 전달되어 LTE 프로세서의 초기화가 완료된다.

계속하여, 단계 203에서 CDMA 프로세서는 USIM, CSIM 및 ISIM을 포함하는 UICC이 연결되어 있는지 판단하며, 연결되어 있지 않다면 단계 204에서 사용자에게 UICC의 연결을 요청한다. UICC가 연결되어 있다면, 단계 205에서 CDMA 프로세서가 UICC 초기화를 수행하며, USIM과 CSIM을 구동한다. 이 경우, 단계 206과 같이 필요에 따라 PC로부터 PIN(Personal Identification Number)을 입력 받을 수도 있다.

단계 207에서는 사용자의 선택에 의하여 또는 기 저장된 설정에 따라 접속하고자 하는 통신망을 선택하며, 단계 208에서 선택된 통신망으로 접속한다.

한편, 접속한 통신망이 LTE 통신망 또는 eHPRD 통신망인 경우, 단계 208에서 IMS(IP Multimedia Subsystem) PDN(Packet Data Network)이 IPv6 프로토콜을 이용하여 연결되어, SMS(Short Message Service)를 송수신할 수 있도록 한다. IMS PDN이 활성화 된 이후에, 인터넷 PDN은 지동적으로 연결되어, 단계 209에서 어플리케이션들이 인터넷을 통하여 구동된다.

도 3은 LTE 통신망과 eHPRD 통신망의 구조를 도시하는 개념도이다.

도 3을 참조하면, 단말(UE)이 LTE 통신망에 접속하여 인증을 수행하기 위해서는, 경로 300과 같이 eNodeB, MME(Mobile Management Entity) 및 HSS(Home Subscriber Server)를 통하여 인증이 이루어지며, 그 인증 방식으로는 EPS(Evolved Packet System)--AKA(Authentication and Key Agreement)이 이용된다.

한편, 단말이 eHPRD 통신망에 접속하여 인증을 수행하는 경우, 경로 350과 같이 HRPD BTS, eAN, HSGW(HRPD Serving Gateway), 3GPP2 AAA(Authentication, Authorization, 및 Accounting) 프록시(Proxy) 및 3GPP2 AAA 서버, HSS(Home Subscriber Server)를 통하여 인증이 이루어지며, 그 인증 방식으로는 EAP-AKA’ (Authentication and Key Agreement Prime)이 이용된다.

이하에서는 도 3을 참고하여, eHPRD 통신망과 LTE 통신망에서 수행되는 인증 방식에 관하여 개략적으로 살펴본다.

도 4는 eHPRD 통신망에서의 인증 방식인 EAP-AKA’를 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하여 설명하면, 우선 단계 401에서 PPP(Point-to-Point Protocol) LCP(Link Control Protocol) 교섭(Negotiation)이 발생하고, EAP(Extensible Authentication Protocol)가 인증 프로토콜로 선택된다. 단계 402에서 HSGW는 UE로 EAP-Request/Identity 메시지를 송신하며, 단계 403에서 UE는 HSGW로 EAP-Response/Identity 메시지로 송신하여 응답한다. 또한, HSGW는 단계 404에서 EAP-Response/Identity 메시지를 3GPP2 AAA 프록시로 전달하며, 단계 405에서 3GPP2 AAA 프록시는 3GPP2 AAA 서버로 EAP-Response/Identity 메시지를 전달한다.

단계 406에서 3GPP2 AAA 서버는 HSS로 단말의 IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 값을 이용한 AKA 벡터를 요청하며, 단계 407에서 HSS는 AKA 벡터를 계산하여, TS 33.402에 개시된 바와 같이 계산된 AKA 벡터를 변형한다. 여기서 변형된 AKA 벡터는 AKA’ 벡터로 표기한다. 계속하여, HSS는 단계 408에서 3GPP2 AAA 서버로 RAND(Random Value), AUTN(Authentication Token) 및 XRES(expected response)를 포함하는 AKA’ 벡터, IK(Integrity Key)’ 및 CK(Ciphering Key)’를 전달함으로써 응답한다. 또한 3GPP2 AAA 서버는 HSS로부터 전달받은 AKA’ 벡터를 저장하고, 단계 409에서 EAP-AKA’에 따라 IK’와 CK’를 이용하여 새로운 키 재료(keying material)를 생성한다. 여기서 3GPP2 AAA 서버는 익명 ID (Pseudonym ID) 및/또는 재인증(re-authentication) ID를 선택할 수 있으며, 이는 생성된 새로운 키 재료에 의하여 보호될 수 있다

계속하여, 단계 410에서 3GPP2 AAA 서버는 3GPP2 AAA 프록시로 RAND와 AUTN을 포함하는 EAP-Request/AKA’-Challenge 메시지를 전달하고, 단계 411에서 3GPP2 AAA 프록시는 HSGW로 상기 EAP-Request/AKA’-Challenge 메시지를 전달하며, 단계 412에서 HSGW는 UE로 EAP-Request/AKA’-Challenge 메시지를 전달한다. 이에 UE는 단계 413에서 AKA’ 알고리즘을 구동하여 AUTN 값을 검증하고, 검증된 경우 RES(Response), IK’ 및 CK’를 계산하고, 새로운 키 재료인 MSK를 생성한다 특히 단계 413의 과정은 UE에 포함된 USIM에서 이루어진다.

단계 414에서 UE는 MSK를 이용하여 EAP 메시지 전송에 이용할 새로운 MAC(message authentication code) 값을 계산하고, 이를 이용하여 RES, 새로운 MAC 및 EAP Response/AKA’-Challenge를 HSGW로 전달한다. 단계 415에서 HSGW는 AT-RES, AT-MAC 및 EAP Response/AKA’-Challenge 메시지를 AAA 메시지로 변환하여 3GPP2 AAA 프록시로 전달하고, 단계 416에서 3GPP2 AAA 프록시는 3GPP2 AAA 서버로 전달된다. 계속하여, 단계 417에서 3GPP2 AAA 서버는 AT-RES를 XRES와 비교하여 검증한다.

검증을 통과한 경우, 단계 418에서 3GPP2 AAA 서버는 HSS로부터 검색된 가입자 프로파일과 MSK를 포함하는 EAP-Success 메시지를 생성하여 3GPP2 AAA 프록시로 전달하고, 단계 419에서 3GPP2 AAA 프록시는 이를 HSGW로 전달한다. 마지막으로 단계 420에서 HSGW는 UE로 EAP-Success 메시지를 전달한다.

도 5는 LTE 통신망에서의 인증 방식인 EPS-AKA를 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5를 참조하여 설명하면, LTE 통신망에서의 인증 방식인 EPS-AKA는 단계 501과 같이 MME가 UE로 Identity Request Message를 송신하여 IMSI 값을 요청함에 의하여 개시된다. 이 경우, UE는 단계 502와 같이 USIM으로 Read EF_IMSI Request를 전달하고, USIM은 단계 503에서 Read EF_IMSI Response 메시지로 응답하면서 IMSI 값을 전달한다. 또한 단계 504에서 UE는 MME로 Identity Response Message로 응답하여 IMSI 값을 전달한다.

단계 505에서 MME는 HSS로 Authentication Data Request 메시지를 전달한다. 이 경우, Authentication Data Request 메시지는 IMSI 값, 서빙 네트워크의 ID 및 네트워크 타입에 관한 정보를 포함한다. HSS는 단계 506에서 유저 인증에 필요한 EPS-Authentication Vector를 생성하고 이를 포함하는 Authentication Data Response 메시지로 응답하며, EPS-Authentication Vector는 아래 표 1과 같은 정보들을 포함한다.

계속하여, MME는 단계 507에서 RAND와 AUTN를 포함하는 User Authentication Request 메시지를 UE로 송신하고, 단계 508에서 UE는 이러한 메시지를 USIM으로 전달하거나, MME로 User Authentication Response 메시지를 전달한다. 구체적으로, UE는 단계 507에서 전달받은 AUTN의 AMF값의 Bit0가 1이 아닐 경우 CAUSE 값으로 MME에게 User Authentication Reject 메시지를 전달하며, 같은 경우 USIM으로 RAND와 AUTN전달하여 AKA 알고리즘을 진행하도록 한다.

USIM은 단계 508에서 전달받은 RAND와 AUTN를 이용하여 IK와 CK를 생성하며, 또한, AUTN의 검증을 수행한다. AUTN의 검증을 통과한 경우 RES를 생성한다. 계속하여 USIM은 단계 509에서 UE에게 User Authentication Response 메시지를 전달하며, 단계 510에서 RES를 포함하는 User Authentication Response 메시지를 MME에게 전달하여 인증을 완료한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 UICC가 CDMA 프로세서에 연결된 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 UICC는 LTE와 eHRPD에 대응하는 USIM만을 도시한다. 또한 이하의 듀얼 모드 디바이스의 구조에서 CDMA 프로세서가 호스트 프로세서라는 가정하에 설명하지만, LTE 프로세서가 호스트 프로세서로 동작할 수 있으며 구체적 구성 역시 이에 대응하도록 변형될 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.

도 6을 참조하면, USIM은 LTE와 eHRPD의 인증 과정에 이용되는 IMSI, AKA 키 및 AKA 알고리즘을 포함한다. LTE와 eHRPD는 동일한 IMSI 값과 AKA 키를 이용하고, 레거시 CDMA는 상기 USIM에 저장된 IMSI 값과 동일한 값을 사용할 수도 있고 다른 값을 사용할 수도 있다.

구체적으로, 디바이스가 부팅한 후, CDMA 프로세서는 eHRPD 사용자 인지(identity)를 위한 IMSI 값을 USIM으로부터 획득하며, LTE 프로세서는 CDMA 프로세서를 통하여 USIM으로부터 LTE 사용자 인지를 위한 IMSI 값을 획득한다.

만약, eHRPD의 인증 과정이 수행되는 경우, CDMA 프로세서는 CDMA 통신망으로부터 수신한 인증 파라미터들, 예를 들어, AUTN, RAND를 USIM에 입력하고, USIM은 AKA 알고리즘을 이용하여 RES, IK 및 CK를 생성하여 CDMA 프로세서로 전달한다. 또한 CDMA 프로세서는 IK 및 CK를 이용하여 IK’ 및 CK’를 생성하고, RES는 CDMA 네트워크로 송신하여 RES 값의 검증 과정이 수행되도록 한다.

한편, LTE의 인증 과정이 수행되는 경우, LTE 프로세서는 LTE 통신망으로부터 수신한 인증 파라미터들을 CDMA 프로세서를 통하여 USIM에 입력하고, USIM은 AKA 알고리즘을 이용하여 RES, IK 및 CK를 생성하여 CDMA 프로세서를 거쳐 LTE 프로세서로 전달한다. 또한 LTE 프로세서는 RES는 LTE 네트워크로 송신하여 RES 값의 검증 과정이 수행되도록 한다.

나아가, 레거시 CDMA의 인증 과정은 UICC의 CSIM에 포함된 인증 파라미터를 이용하는 것이 일반적이지만, 상기 레거시 CDMA의 인증 파라미터는 듀얼 모뎀 디바이스의 비활성 메모리에 저장되는 것으로 구현할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 UICC가 CDMA 프로세서에 연결된 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, USIM은 LTE의 인증 과정에 이용되는 IMSI, AKA 키 및 AKA 알고리즘을 포함한다. LTE와 eHRPD는 서로 상이한 IMSI 값과 AKA 키를 이용하고, 레거시 CDMA는 eHRPD의 인증 과정에 이용되는 IMSI 값과 동일한 값을 사용한다.

디바이스가 부팅한 후, LTE 프로세서는 CDMA 프로세서를 통하여 USIM으로부터 LTE 사용자 인지를 위한 IMSI 값을 획득한다. eHRPD의 인증 과정이 수행되면, CDMA 프로세서는 EAP-AKA’ 알고리즘과 CDMA 통신망으로부터 수신한 인증 파라미터들을 이용하여 RES, IK’ 및 CK’를 생성하고, CDMA 프로세서는 RES는 CDMA 네트워크로 송신하여 RES 값의 검증 과정이 수행되도록 한다.

또한, LTE의 인증 과정이 수행되는 경우, LTE 프로세서는 LTE 통신망으로부터 수신한 인증 파라미터들을 CDMA 프로세서를 통하여 USIM에 입력하고, USIM은 AKA 알고리즘을 이용하여 RES, IK 및 CK를 생성하여 CDMA 프로세서를 거쳐 LTE 프로세서로 전달한다. 또한 LTE 프로세서는 RES는 LTE 네트워크로 송신하여 RES 값의 검증 과정이 수행되도록 한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 UICC가 LTE 프로세서에 연결된 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다.

도 8을 참조하면, USIM은 LTE와 eHRPD의 인증 과정에 이용되는 IMSI, AKA 키 및 AKA 알고리즘을 포함한다. LTE와 eHRPD는 동일한 IMSI 값과 AKA 키를 이용하고, 레거시 CDMA는 상기 USIM에 저장된 IMSI 값과 동일한 값을 사용할 수도 있고 다른 값을 사용할 수도 있다.

CDMA 프로세서는 eHRPD 사용자 인지를 위한 IMSI 값을 LTE 프로세서를 거쳐 USIM으로부터 획득하며, LTE 프로세서는 USIM으로부터 직접 LTE 사용자 인지를 위한 IMSI 값을 획득한다.

만약, eHRPD의 인증 과정이 수행되면, CDMA 프로세서는 CDMA 통신망으로부터 수신한 인증 파라미터들을 LTE 프로세서를 거쳐 USIM에 입력하고, USIM은 AKA 알고리즘을 이용하여 RES, IK 및 CK를 생성하여 LTE 프로세서를 거쳐 CDMA 프로세서로 전달한다.

한편, LTE의 인증 과정이 수행되는 경우, CDMA 프로세서가 호스트 프로세서이기 때문에, LTE 통신망으로부터 수신한 인증 파라미터들은 LTE 프로세서에서 CDMA 프로세서로 전달되고, CDMA 프로세서에서 다시 LTE 프로세서로 전달되어 USIM에 입력된다. USIM은 AKA 알고리즘을 이용하여 RES, IK 및 CK를 생성하며, 우선 LTE 프로세서를 거쳐 CDMA 프로세서로 전달된 후, 다시 CDMA 프로세서를 거쳐 LTE 프로세서로 전달한다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 UICC가 LTE 프로세서에 연결된 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다.

도 9를 참조하면, USIM은 LTE의 인증 과정에 이용되는 IMSI, AKA 키 및 AKA 알고리즘을 포함한다. LTE와 eHRPD는 서로 상이한 IMSI 값과 AKA 키를 이용하고, 레거시 CDMA는 eHRPD의 인증 과정에 이용되는 IMSI 값과 동일한 값을 사용한다.

CDMA 프로세서는 비휘발성 메모리로부터 CDMA 사용자 인지를 위한 IMSI 값을 획득한다. eHRPD의 인증 과정이 수행되면, CDMA 프로세서는 EAP-AKA’ 알고리즘과 CDMA 통신망으로부터 수신한 인증 파라미터들을 이용하여 RES, IK’ 및 CK’를 생성하고, CDMA 프로세서는 RES를 CDMA 네트워크로 송신하여 RES 값의 검증 과정이 수행되도록 한다.

또한, CDMA 프로세서가 호스트 프로세서이기 때문에, LTE 통신망으로부터 수신한 인증 파라미터들은 LTE 프로세서에서 다시 CDMA 프로세서로 전달되고, CDMA 프로세서에서 다시 LTE 프로세서로 전달되어 USIM에 입력된다. USIM에서 생성된 RES, IK 및 CK는 우선 LTE 프로세서를 거쳐 CDMA 프로세서로 전달된 후, 다시 CDMA 프로세서를 거쳐 LTE 프로세서로 전달한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 UICC에 인증 과정에 필요한 정보가 존재하지 않는 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다.

도 10을 참조하면, 각각의 프로세서는 대응하는 인증 과정에 이용되는 IMSI, AKA 키 및 AKA 알고리즘을 포함한다. LTE와 eHRPD는 서로 상이한 IMSI 값과 AKA 키를 이용하고, 레거시 CDMA는 eHRPD의 인증 과정에 이용되는 IMSI 값과 동일한 값을 사용한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 프로세서 별로 연결되는 각각의 UICC들이 존재하는 듀얼 모드 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다. 도 11에서는 복수의 UICC들이 존재하고, 각각의 UICC에 USIM이 존재하는 경우를 도시하였으나, 하나의 UICC에 2개의 USIM이 존재하는 것으로 구현할 수도 있다.

도 11을 참조하면, USIM #1은 eHRPD 전용 USIM이고, USIM #2은 LTE 전용 USIM이며, 각각의 USIM은 대응하는 인증 과정에 이용되는 IMSI, AKA 키 및 AKA 알고리즘을 포함한다. LTE와 eHRPD는 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 IMSI 값과 AKA 키를 이용하고, 레거시 CDMA는 eHRPD의 인증 과정에 이용되는 IMSI 값과 동일한 값을 사용하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛 또는 기록 매체에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

제 1 통신망과 통신하기 위한 제 1 모뎀을 포함하는 제 1 프로세서;
제 2 통신망과 통신하기 위한 제 2 모뎀과 상기 제 1 프로세서를 제어하기 위한 호스트 모듈을 포함하는 제 2 프로세서; 및
상기 제 1 통신망에 대응하는 단말 식별자, 하나 이상의 인증 파라미터 및 인증 알고리즘을 저장하며, 상기 제 1 통신망에 대응하는 인증 알고리즘을 수행하는 가입자 식별 모듈을 포함하며,
상기 가입자 식별 모듈은, 상기 제 2 프로세서와 연결되고,
상기 제 1 프로세서는, PC(Personal Computer)와 연결되고, 상기 PC와 제어 신호들 및 데이터 신호들을 송수신하고, 상기 PC와 송수신하는 상기 제어 신호들 및 데이터 신호들을 상기 제 2 프로세서로 중계하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 통신망은,
LTE(Long Term Evolution) 통신망이며,
상기 제 2 통신망은,
eHRPD(enhanced High-Rate Packet Data) 통신망인,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 2 항에 있어서,
상기 단말 식별자는,
IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 값인,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 통신망에 대응하는 인증 알고리즘은
EPS(Evolved Packet System)-AKA(Authentication and Key Agreement) 알고리즘인,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 가입자 식별 모듈은,
USIM(Universal Subscriber Identity Module)을 포함하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 가입자 식별 모듈은,
상기 제 2 통신망에 대응하는, 단말 식별자, 하나 이상의 인증 파라미터 및 인증 알고리즘을 더 저장하며, 상기 제 2 통신망에 대응하는 인증 알고리즘을 더 수행하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 2 항에 있어서,
상기 eHRPD 통신망에 대응하는, 단말 식별자, 하나 이상의 인증 파라미터 및 인증 알고리즘을 저장하며, 상기 eHRPD 통신망에 대응하는 인증 알고리즘을 수행하는 eHRPD 통신망 전용 가입자 식별 모듈을 더 포함하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 7 항에 있어서,
상기 eHRPD 통신망에 대응하는 인증 알고리즘은,
EAP(Extensible Authentication Protocol)-AKA’(Authentication and Key Agreement Prime) 알고리즘인
듀얼 모뎀 디바이스.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 프로세서와 상기 제 2 프로세서를 연결하는 IPC(Inter-Processor Communication) 인터페이스 모듈을 더 포함하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 프로세서는,
상기 LTE 통신망으로부터 수신한 AUTN(Authentication Token)과 RAND(Random Challenge) 값을 상기 제 2 프로세서를 통하여 상기 가입자 식별 모듈로 전달하며,
상기 가입자 식별 모듈은,
상기 AUTN 값과 RAND 값을 인자로 하는 AKA 알고리즘을 수행하여 RES(Response), IK(Integrity Key) 및 CK(Ciphering Key)를 생성하며, 상기 RES, 상기 IK 및 상기 CK를 상기 제 2 프로세서를 통하여 상기 제 1 프로세서로 전달하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 프로세서는,
상기 RES를 상기 LTE 통신망으로 송신하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 프로세서는,
상기 eHRPD 통신망으로부터 수신한 AUTN(Authentication Token)과 RAND(Random Challenge)을 상기 가입자 식별 모듈로 전달하며,
상기 가입자 식별 모듈은,
상기 AUTN 값과 RAND 값을 인자로 하는 AKA 알고리즘을 수행하여 RES(Response), IK(Integrity Key) 및 CK(Ciphering Key)를 생성하며, 상기 RES, 상기 IK 및 상기 CK를 상기 제 2 프로세서로 전달하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 프로세서는,
상기 RES를 상기 eHRPD 통신망으로 송신하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
제 2 항에 있어서,
레거시 CDMA 통신망에 대응하는 단말 식별자와 하나 이상의 인증 파라미터를 저장하는 CSIM(CDMA Subscriber Identity Module)을 더 포함하며,
상기 제 2 프로세서는,
상기 레거시 CDMA 통신망과 통신하기 위한 제 3 통신 모듈을 더 포함하는,
듀얼 모뎀 디바이스.
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