JP2008148314A - 無線通信システムにおいてリオーダーを処理する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムのＰＤＣＰ層においてリオーダーを処理する方法及び装置を提供する。
【解決手段】方法は、シーケンスパケットを受信する段階と、該シーケンスパケットをリオーダーする段階と、リオーダーの完了後に該シーケンスパケットを復号する段階とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は無線通信システムにおいてリオーダーを処理する方法及び装置に関し、特に暗号化失敗を回避して送信効率を増強する方法及び装置に関する。

第三世代移動通信技術は高スペクトル利用効率、高カバー率、優れた通話品質と高速伝送を実現するとともに、ＱｏＳ（サービス品質）の確保、柔軟性のある双方向通信の実現、通話中断率の低減に大きく寄与する。しかし、高速データ伝送とマルチメディアアプリケーションが発展する中で、第三世代移動通信のスペクトル利用効率と送信速度はもはや市場の要求に対応できなくなっている。それに鑑みて、次世代通信技術の開発が進められ、それにかかる通信プロトコルの改定も行われている。

ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信システムは、第三世代移動通信システム（例えばＵＭＴＳ（汎用移動通信システム））をもとに確立されたアドバンスド高速無線通信システムである。ＬＴＥ無線通信システムはパケット交換のみサポートし、そのＲＬＣ（無線リンク制御）層とＭＡＣ（媒体アクセス制御）層は基地局（ノードＢ）とＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）に別々に設けるのでなく、同一のネットワークエンティティー（例えば基地局）に統合されているので、構造が比較的に簡単である。

ＬＴＥ無線通信システムの規格によれば、ＲＬＣ層はアップリンク送信にハンドオーバーがなかった場合にＰＤＵ（プロトコルデータユニット）を順次送信（ｉｎ−ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｄｅｌｉｖｅｒｙ）し、ＰＤＣＰ（パケットデータ収斂プロトコル）層はアップリンク送信にハンドオーバーがあった場合ＰＤＵを順次送信する。いわゆる順次送信とは、パケットの生成順序に従って送信することで、この生成順序はパケットのヘッダ部のシーケンス番号によって判断される。したがって、パケット送信時はＲＬＣ層でリオーダープロセスでパケットの順序を回復してから送信すべきである。しかし、ＰＤＣＰ層でもリオーダーを実行するかどうかは、研究を待たなければならない。現在のＬＴＥ無線通信システムの構造からいえば、ＲＬＣ層とＰＤＣＰ層でリオーダープロセスを実行するか、またはＲＬＣ層のみでリオーダープロセスを実行することが可能である。

なぜＰＤＣＰ層でＰＤＵを順次送信するかといえば、ＰＤＣＰ層ではＲＯＨＣ（ロバストヘッダ圧縮）技術でパケットのヘッダ部を圧縮し、ヘッダを正確に解凍するためには、圧縮前のパケット順序と出力時のパケット順序が一致することを確保しなければならないからである。

パケットヘッダの圧縮・解凍以外、ＰＤＣＰ層はパケットを暗号化・復号化して信号情報の傍聴による損害を回避する。従来の無線通信システムの暗号化方法は、送信端で暗号鍵、暗号化シーケンス番号（ＳＮ）などのパラメータや変数に基づいて、特定のアルゴリズムで鍵ストリームデータを算出してから、これで平文を暗号化して暗号文とする。それに対して、暗号文の復号は受信端で逆のプロセスで実行される。暗号化ＳＮは、送信端の受信端に保存されたＨＦＮ（ハイパーフレーム番号）と、送信パケットのヘッダに組み込まれたパケットＳＮからなる。ＨＦＮはパケットＳＮの繰り上がり数に相当する。パケットＳＮのビット数で表示可能な値を超えた場合、パケットＳＮは初期値に戻され、ＨＦＮには１を加算される。例えば、パケットＳＮが７ビットの場合、即ち表示可能な範囲が０〜１２７であった場合、パケットＳＮが１２７を超えるとＨＦＮに１を加算し、パケットＳＮを０に戻す。したがって、各パケットのＳＮを利用して送信端と受信端でＨＦＮを適時に累加し、両方のＨＦＮを同期することで暗号化／復号化を円滑に進めることが可能である。

ＨＦＮはパケットＳＮの繰り上がり数に相当するので、受信端で送信端の送信順序どおりにパケットを受信しなければ、ＨＦＮが誤って累加され、受信端と送信端のＨＦＮが同期しなくなって暗号化が失敗することが必至である。換言するとＰＤＣＰ層でパケットを復号する前に、パケットの受信順序が出力時の順序と一致することを確保しなければならない。しかし、従来の技術ではＰＤＣＰ層の暗号化とリオーダーについて規定しておらず、暗号化が失敗しやすい。

本発明は上記従来の問題を解決することを目的として、無線通信システムにおいてリオーダーを処理する方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明は無線通信システムのＰＤＣＰ層においてリオーダーを処理する方法を提供する。該方法は、シーケンスパケットを受信する段階と、上記シーケンスパケットをリオーダーする段階と、上記リオーダーの完了後、上記シーケンスパケットを復号する段階とを含む。

本発明は更に、無線通信システムにおいてリオーダーを正確に実行する通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵ（中央処理装置）と、制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、通信装置のＰＤＣＰ層でシーケンスパケットを受信するコードと、上記ＰＤＣＰ層でシーケンスパケットをリオーダーするコードと、上記リオーダーの完了後、ＰＤＣＰ層で上記シーケンスパケットを復号するコードとを含む。

本発明ではＰＤＣＰ層で受信パケットを復号する前にパケットをリオーダーすることで、復号失敗を回避して送信効率を向上させる。

かかる方法及び装置の特徴を詳述することを目的として、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。

図１を参照する。図１は無線通信システムに設けられる無線通信装置１００のブロック図である。該無線通信システムは望ましくはＬＴＥ無線通信システムである。説明を簡素化することを目的として、図１では無線通信装置１００の入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、ＣＰＵ（中央処理装置）１０８、記憶装置１１０、プログラムコード１１２及びトランシーバー１１４のみ描かれている。無線通信装置１００では、制御回路１０６はＣＰＵ１０８を用いて記憶装置１１０に記録されたプログラムコード１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御し、入力装置１０２（例えばキーボード）でユーザーが入力した信号を受信し、出力装置１０４（スクリーン、スピーカーなど）で映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー１１４は受信した信号を制御回路１０６に送信し、または制御回路１０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実現する。

図２を参照する。図２は図１に示すプログラムコード１１２を表す説明図である。プログラムコード１１２はアプリケーション層２００と、第三層インターフェイス２０２と、第二層インターフェイス２０６を備え、第一層インターフェイス２１８と接続されている。ＰＤＣＰ層インターフェイス２０８とＲＲＣ層インターフェイス２１０を含む第三層インターフェイス２０２は資源制御に用いられ、第二層インターフェイス２０６はリンク制御に用いられ、第一層インターフェイス２１８は物理接続に用いられる。

パケットデータを正確に回復するので、ＰＤＣＰ層インターフェイス２０８でパケットをリオーダーすることができる。それに鑑みて、本発明はリオーダーを正確に実行するためのリオーダープログラムコード２２０を提供する。図３を参照する。図３は本発明による方法３０のフローチャートである。下記方法３０は無線通信システムのＰＤＣＰ層で行われるリオーダーに用いられ、リオーダープログラムコード２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ３００：開始。
ステップ３０２：シーケンスパケットを受信する。
ステップ３０４：上記シーケンスパケットをリオーダーする。
ステップ３０６：リオーダーの完了後にシーケンスパケットを復号する。
ステップ３０８：終了。

以上のとおり、本発明ではＰＤＣＰ層で受信パケットを復号する前に先にリオーダーする。言い換えれば、本発明はＰＤＣＰ層の受信パケットをリオーダーしてから復号する。このリオーダーは望ましくはパケットのＰＤＣＰシーケンス番号に基づいて行われる。復号が完了した後はヘッダを解凍する。この場合、ＰＤＣＰ層でのパケット処理順序は図４に示すとおりである。

図４に描いた矢印方向は処理の順序を示す。つまり、ＰＤＣＰ層でパケットを受信すると、本発明ではパケットをリオーダーしてから復号し、最後にパケットを解凍する。そうすると、解凍は正確に実行することができる。

以上のとおり、ＰＤＣＰ層では、パケットの復号は暗号化ＳＮに基づいて行われ、この暗号化ＳＮはＨＦＮとパケットＳＮからなる。ＨＦＮはパケットＳＮの繰り上がり数に相当し、受信端のパケット受信順序が送信端の送信順序と一致しなかった場合、ＨＦＮが誤って累加され、受信端と送信端のＨＦＮが同期しなくなって暗号化が失敗することは免れない。この場合、本発明ではＰＤＣＰ層でパケットを受信した後に、まず受信パケットをリオーダーしてから復号し、復号時のパケット順序が送信順序と一致することを確保できるので、復号化失敗を回避することができる。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

本発明は従来の動作条件を変更したのみであり、実施可能である。

本発明による無線通信装置のブロック図である。 図１に示すプログラムコードを表す説明図である。 本発明による方法のフローチャートである。 図３に示す方法のパケット処理順序を表す説明図である。

符号の説明

１００ 無線通信装置
１０２ 入力装置
１０４ 出力装置
１０６ 制御回路
１０８ ＣＰＵ
１１０ 記憶装置
１１２ プログラムコード
１１４ トランシーバー
２００ アプリケーション層
２０２ 第三層インターフェイス
２０６ 第二層インターフェイス
２０８ ＰＤＣＰ層インターフェイス
２１０ ＲＲＣ層インターフェイス
２１８ 第一層インターフェイス
２２０ リオーダープログラムコード

Claims (6)

1. 無線通信システムのＰＤＣＰ層においてリオーダーを処理するリオーダー処理方法であって、
   シーケンスパケットを受信する段階と、
   上記シーケンスパケットをリオーダーする段階と、
   上記リオーダーの完了後、上記シーケンスパケットを復号する段階と
   を含むことを特徴とするリオーダー処理方法。
2. 前記シーケンスパケットをリオーダーする段階は、シーケンスパケットのＰＤＣＰ（パケットデータ収斂プロトコル）シーケンス番号に基づいて該シーケンスパケットをリオーダーすることを内容とすることを特徴とする請求項１に記載のリオーダー処理方法。
3. 前記方法は更に、シーケンスパケットを復号した後に該シーケンスパケットのヘッダを解凍する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のリオーダー処理方法。
4. 無線通信システムにおいてリオーダーを正確に実行する通信装置であって、
   通信装置の機能を実現する制御回路と、
   制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵ（中央処理装置）と、
   制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置と
   を含み、
   該プログラムコードは、
   通信装置のＰＤＣＰ層でシーケンスパケットを受信するコードと、
   上記ＰＤＣＰ層でシーケンスパケットをリオーダーするコードと、
   上記リオーダーの完了後、ＰＤＣＰ層で上記シーケンスパケットを復号するコードと
   を含むことを特徴とする通信装置。
5. 前記シーケンスパケットをリオーダーするコードは、シーケンスパケットのＰＤＣＰシーケンス番号に基づいて該シーケンスパケットをリオーダーすることを内容とすることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記プログラムコードは更に、シーケンスパケットを復号した後にＰＤＣＰ層で該シーケンスパケットのヘッダを解凍する段階を含むことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。

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