[发明专利]基站、用户设备及其执行的方法

说明书

本发明提供基站、用户设备及其执行的方法。所述基站包括：控制器；以及收发器，其中，所述控制器被配置为控制所述收发器进行以下操作：向用户设备提供用户面通信；以及从向所述用户设备提供控制面信令的另一基站接收由该另一基站得出的第一安全密钥，以及所述控制器还被配置为使用所述第一安全密钥得出用于保护用户面流量的用户面安全密钥。

本申请是申请日为2013年12月10日、申请号为201380070857.4、发明名称为“用户面与控制面分离的蜂窝系统中的安全通信”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及移动通信装置和网络，尤其但不仅仅涉及根据3GPP(第三代合作伙伴计划)标准、其等效物或其衍生物进行操作的移动通信装置和网络。本发明尤其但不仅仅涉及UTRAN(通用陆地无线接入网)的所谓的LTE(长期演进)/LTE-A(LTE的演进)的进一步发展(称作演进型通用陆地无线接入网，E-UTRAN)。

背景技术

作为3GPP标准化进程中的一部分，已经确定系统带宽超过20MHz的下行链路操作将以不同频率的多个分量载波的聚合为基础。这样的载波聚合能够用于支持具有连续频谱和不具有连续频谱(例如，非连续系统可以包括以800MHz、2GHz和3.5GHz的分量载波)的系统中的操作。传统移动装置可能只能够使用单个后向兼容的分量载波来进行通信，而具有多载波能力的更先进的终端能够同时使用多个分量载波。

随着移动(蜂窝)通信技术的发展，已经存在通过设置与较大的(“宏(marco)”)小区共存的小小区(small cell)(例如“微微(pico)”或“毫微微(femto)”小区)来在相对小的地理区域中提供增强通信并且在该小小区所覆盖的局部地理区域中提供增强的通信能力的提议。可以将这些小小区和宏小区设置在相同的载波上，或者可以设置在不同的(例如更高频率)的专用载波上。

最近，已经有人提出使得诸如移动电话或其它移动通信装置(也称为“用户设备”或“UE”)等的特殊用户装置的用户数据和该用户装置的控制数据能够经由不同的小区进行通信。具体地，已经有人提出允许特殊用户装置的用户面(U-plane)和控制面(C-plane)在小小区和宏小区之间分离，以使得经由小小区进行用户面数据通信并且经由宏小区进行控制面数据通信。

该提议中的小小区实际上是“伪”小区或“虚拟”小区，这是因为该小小区不提供诸如载波参考信号、主信息/系统信息广播、主/辅同步信号等的传统的小区专用信号和/或信道。

理论上，该提议中的控制面/用户面的分离提供了以下优点：通常由宏小区所提供的针对关键控制信令的更好连通性的益处；以及小小区针对更大的用户数据量而使用更高和/或更宽频带所提供的更高的吞吐率以及更灵活、节能和经济的通信的益处。

然而，如果要在全球通信网络中实际实现控制面/用户面的分离的提议，则该提议存在若干需要解决的挑战。

其中的一个挑战，是在不同的基站分别负责用户面信令和控制面信令、同时确保用户装置能够正确地加密/解密用户数据和控制数据的情况下提供适当的通信安全。这有可能会给核心网络、基站和用户装置之间的信令增加非常不希望的复杂性。

此外，为了确保适当的安全，能够间或地重新生成用于加密和完整性保护的安全密钥(“重置密钥(re-keying)”或“密钥刷新(key-refresh)”)是有益的。这种动态密钥的变化可以是显式重置密钥或隐式密钥刷新过程的结果。为了确保用于加密和完整性保护的安全参数保持唯一，例如，通常当用作加密操作的输入的PDCP(Packet Data ConvergenceProtocol，分组数据汇聚层协议)计数器(“PDCP COUNT”)达到其极限并且“绕”回或者“跳”回到其初始值时需要进行密钥刷新。重置密钥/密钥刷新避免了与相同的安全密钥相组合地重复使用之前所使用的PDCP COUNT值作为针对加密操作的输入的风险，从而避免了较早安全参数的周期性重复使用。