控制无线系统中的编码传输的方法

专利名称：控制无线系统中的编码传输的方法
技术领域：
本发明通常涉及电信，尤 及无线通信。
技术背景在诸如蜂窝电话的无线电信领域中，系统典型地包括分布在该系统所服务 的区域内的多个基站。该区域内的各种用户，不管是固定用户还是移动用户， 然后 以通过一个或多个基站访问该系统，以鹏而访问其它互连的电信系统。典型地，当移动设备(也称为用户装备(UE))穿过一个区域时，M51与 一个接一个的基站通信，移动设备维持与系统的通信。移动设备可以与最近的 基站、信号最强的基站、具有足以接^M信的能力的基站等通信。而且，每一 基站可以与很大数目的移动设备通信。一般地，在蜂窝通信系统中，信令消息被加密，因此接收方必须解密。对 于育,将加密信令消息解密的接收方，其必须"知道"发送方使用的加密方案。 因此，当首次E5:连接时，使用未加密的消息来交换关于加密方案的信息。例 如，在通用移动电话系统(UMTS)中，使用显式的安全模式命令启动(或重 配置)加密。必须不加密地携带安全控制消息，因为安全控制信息提供加密信 息，该信息用于加密接下来的消息。显式信令消息的使用增加了过程建立中的 延迟。当有一个加密重配置时，这可能非常严重。而且，对于网络节点中的变化，执行加密(这种情况例如可能发生在当UE移动到移动网络中另一个节点覆盖的区域时)的话还可能涉及安全算法中的变化，在节点中的变化发生之前 会需要新的安全上下文的配置，这导致附加的信令消息和复杂性。通用移动电话系统(UMTS)和全球移动通信系统(GSM)典型地首先调 用了安全模式命令过程，并仅在过程的结束发送下一个信令消息。包含安全模 式命令的无线链路控制器(RLC)分组(分组翻单元(PDU))没有被加密。 包含在下一个信令消息中的RLCPDU被加密。在典型的现有技术系统中，首先 发送加密请求消息，并在接下来的RLCPDU中发送被加密的消息。发明内容本发明一方面JI供一种用于控制编码传输的方法。该方法包括发送具有第 一未编码部分和第二编码部分的消息，所述第一*^码部分中包含关于解码第 二编码部分的信息。本发明的另一方面提供一种用于可控制地接收编码消息的方法。该方法包括接收第一消息以及确定第一消息的一部分是否包含未编码信息，该未编码信 息用于解码第一消息的编码部分。


参考结合附图的以下描述会理解本发明，其中相同的编码标识相同元件， 其中-图1是根据本发明一个具体实施例的通信系统的格式上的(stylistic)方框图；图2描述了图1的通信系统中使用的基站以及移动设备的一个具体实施例 的方框图；图3描述了一个程式化的(stylized)纟凝呈图，示意了在常规无线系统中UE、 UTRAN和CN之间的消息^l奂；图4描述了一个程式化的流程图，示意了在育,将安全模式命令和随后的 RRC或NAS信令消息相组合的系统中，UE、 UTRAN和CN之间的消息交换；图5描述了无线M^制器(RLC)内的发射器的格式上的方框图；图6描述了 RLC内的接收器的格式上的方框图；图7描述了 RLC内的发射器的第一个具体实施例的格式上的方框图，其描 述了根据本发明的一个方面的PDU的结构和生成；图8描述了 RLC内的发射器的第二个具体实施例的格式上的方框图，其描 述了根据本发明的另一个方面的PDU的结构和生成；图9描述了可以在RLCPDU中使用的结构的具体实施例；图10描述了一个控制方法论的程式化流程图表示，该控制方法论可以在 RLC内的接收器中实现，从而处理由图7和8中的，器所生成的RLCPDU;图11描述了 RLC内的，器的第三个具体实施例的格式上的方框图，其 描述了根据本发明的又一个方面的PDU的结构和生成；尽管容易对本发明进行各种修改和格式替换，其特定实施例已会5M附图 中的例子被显示并在这里被详细地描述。但是，应当理解的是，这里描述特定 具体实施例目的不在于将本发明限定于所公开的特定格式，而相反的是，本发 明将覆盖落在所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围内的所有修改、等 价式和替换式。
具体实施方式
下面描述本发明的示意性具体实施例。为了清楚起见，本说明书并非描述 实际实现的所有特性。当然可以明白的是，在这样的实际具体实施例的开发中， 必须做出许多特定于实现的决定以达到开发者的特定目标，比如遵从与系统相关的(system-ralated)以及与事务相关的(business-ralated)约束，这些约束从 一个实现到另一个实现是变化的。而且，可以明白的是，开发所付出的这么一 个努力可能是复杂和费时的，但^t那些得益于本发明的本领域技术人员来说 可能是一个日常任务。现在转向附图，尤其参考图1，根据本发明的一个具体实施例示意了通信 系统励。出于示意的目的，图1的通信系统濯是无线电话系统，其4顿了通 常被称为LTE (长期演进)的宽带 标准，但是应当理解，本发明可以应用 于支t機据和/或语音通信的其它系统。M31—个或多个基站或UMTS陆地无线 接入网络(UTRAN) 130和诸如杨。、网络(CN)的附加电路138，通信系统100 允许一个或多个移动设备或UE 120与诸如因特网的数据网络125和/或公共电 话系统(PSTN) 160进纟fffl信。移动设备120可以采用任何不同设备形式，包 括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、膝上型电脑、数對专呼机、无线卡和任何 其它能够M51基站130访问数据网络125禾口/或PSTN160的设备。因此，本领域技术人员会明白，通信系统100育,使移动设备120与 网络125和/或PSTN 160通信。但是，应当理解的是，实际上图l的通信系统 100的配置是示范性的，不背离本发明的精神和范围的情况下可以在通信系统 100的其它具体实施例中4顿更少的附加组件。现在参考图2，显示了与典型的基站130和移动设备120相关的功能性结 构的一个具体实施例的方框图。基站130包括接口单元200、控制器210、纖 215和诸如共享信道220、 信道230和控制信道240的多个信道。在该示意 性的具体实施例中，接口单元200控制基站130和诸如CN138 (如图1所示)的上行电路之间的信息流。通常，控制器210运行以控制经由織215和多个 信道220、 230、 240的数据和控制信号的发送和接收，以及经由接口单元200 向RNC 138发ii^接收信息的至少一部分。移动设备120与基站130共享某些功能性属性。例如，移动设备120包括 控制器250和天线255和诸如共享信道260、繊信道270和控制信道280的多 个信道。通常，控制器250运行以控制经由天线255和多个信道260、 270、 280的繊及控制信号的发送和接收。一般地，移动设备120中的信道260、 270、 280与基站130中相应的信道 220、 230、 240通信，并可以纟贼上fi^和下《滩S縮道。在控制器210、 250 的运行下，信道220和260、 230和270、 240和280被用于实现从移动设备120 到基站130的通信的受控调度。现在转向图3，图3显示的程式化流程图示意了在常规系统中UE 120、 UTRAN130和CN138之间的消息交换。为了确保安全连接(security association) 的启动，其中该安^i接涉及由UTRAN 130进行加密和完整粗尉户，CN138 首先向UTRAN 130请求安全模式过程。UTRAN 130初始化自身的安全引擎并 向UE 120转发安全模式命令300。 UE 120完成自身的安全上下文的初始化并用 传懇U UTRAN130进而传递到CN138的安全模式完成消息302进行确认。只 有i!M这样，UTRAN130或CN138才可以进一步发送无线资源控制器(RRC) 或非接入层(NAS)消息304。这些消息被UTRAN130加密，并发送到UE120。现在转向图4，图4显示的程式化流程图示意了在能够将安全模式命令禾口 随后的RRC或NAS信令消息相组合的系统中，UE120、 UTRAN130和CN138 之间的消息効奂。信号400的斑巾组合会加速该过程，因为该系统在发送随后 的RRC或NAS信令消息之前不必等待安全模式命令的完成。图5描述了在无线f被各控制器(RLC)内的鄉器500的格式上的方框图， 其描述了分组数据单元(PDU)的结构和生成。在UMTS系统中，由RLC层 执行加密。第一RLC业务f^单元(SDU) 502和第二RLCSDU504组合起来 形成串联的SDU506。没有被加密的RLC头标508被附着到串联的SDU506。 "其它用于加密的输入"510由更高的层配置，并且包括诸如安全密钥的参数， 并被用于开，用于串联SDU 506从而形成加密的SDU 514的加密函数512。 本领域技术人员可以明白，RLC头标508保持未加密，并且被附着到加密的SDU514从而形成RLC PDU 516。如图6所示，在接收端，RLC必须执行相反的功能。接收器600接受RLC PDU 516，并将解密函数602应用于加密的SDU 514从而重现串联的SDU 506， 进而重mm—和第二 RLC SDU 502和504。解密函数602应当具有"其它用于 解密的输入"604，其尤其包括安全密钥。从RRC安全模式命令中包含的信息 以及UE 120中存储的一些内部参数得出位于接收端的安全密钥。结合图5和6所描述的系统中，RLC加密函数对除了头标以外的旨RLC 分组加密。而且，"其它用于加密的输入"必须在RLC接收器600倉^^解密RLC PDU并生成SDU之前初始化。因此，直到接收并处理RRC安全模式命令才解 密RLCPDU。本领域技术人员会明白，以上描述的图5和6中的系统操作可以M向RLC 提供RRC安^|莫式^^令和随后的{言令消息、以M1使得RLC "知道"RRC 安全模式命令的特定处理要求来改进。发送端的RLC可以不加密那个RRC安 全模式命令SDU，但是仍加密随后的信令消息。关于这如何完成，有几个实现 选项。下面提供两个可能性，但是其它实现也是可能的。在第一个具体实施例中，图7描述了无线链路控制器(RLC)内的鄉器 700的格式上的方框图，其描述了根据本发明的一个方面的分组娜单元(PDU) 的结构和生成。RRC安全模式命令702被加载到不应当被加密的第一 RLC SDU 704。第二RRC消息706被加载到应当被加密的第二RLCSDU708。不打算被 加密的RLC头标710被附着到第一和第二RLC SDU 704、 708。"其它用于加 密的输入"712被更高的层配置，包括诸如安全密钥的参数，并被用于开发应用 于第二 RLC SDU 708的加密函数714。加密函数714被馈送了带指针716的第 一和第二RLCSDU704、 708和RLC头标710，其中指针716标识应当从哪个 字节开始加密。也即，指针716标识第二RLCSDU708从何开始。因此，加密 函数714的结果是RLCPDU718，其由三部分组成:l)未加密的RLC头标710、 未加密的RLCSDU704 (安^:模式^^令)以及加密的SDU720。在第二个具体实施例中，图8描述了无线链路控制器(RLC)内的鄉器 800的格式上的方框图，其描述了根据本发明的另一个方面的分组数据单元 (PDU)的结构和生成。在该可替换的具体实施例中，显示了加密的另一镇 项，其中加密函数802仅具有应当被加密的RRC消息706，并且之后完整的RLCPDU 718被被合并M。，器700和800的^4^具体实施例产生^*上相同 的RLCPDU718。如图9所示，RLCPDU718具有RLC头标710中的信息， 因此该PDU包含需要首先在接收端处理的未加密SDU。转向图10，图10显示了控制程序1000的流程图表示，该控制禾ii宇1000 可以由接收端的接收方执行从而处理RLCPDU718。该过程在方框1002开始， 使控制转至柳定框1004。在方框1004，控制禾將1000确定RLCPDU 718是否 包含未加密的SDU。 RLC解密函数被提供了解 入以便于其能够解密。"其 它用刊军密的输入"需要来自RRC安全模式命令的输入，其是RLC PDU 718 自身的一部分。因此，如果判定框腦4确定出i脉加密的SDU，夷P么控帝啭到 ，1008，在方框1008，这些未加密的SDU被，和转发至!J更高的层，同时 RLCPDU718自身被缓存在接收方的RLC层。 一旦更高的层已经处理RRC安 全模式命令，其就在方框1010初始化"其它用于解密的输入"。然后在方框1012， RLC层可以再次处理RLC PDU 718并将加密的RLC SDU 718解密，并将剩下 的RLC SDU 718发蹈U更高的层。如图11和12所示的一个替换具体实施例中，RLC头标1100或RLC "控 制帧"可以被用于携带在RRC安全模式命令中携带的安全参数。如果使用了 RLC控制帧，那么该控制帧被插入在RLC头标1100和RLCSDU 1102之间。 因此，非显式的RRC安全模式命令被发出。这允许所有的RLCSDU如在当前 的RLC中一样被加密(如果该可能性被使用，贝iJ不加密RLC头标或控制帧)。在接收端的处理也更简单。在方框1200， RLC会M头标1100从而确定 头标或PDU是否包含包括安全参数在内的加密参数。如果安全参数包括在RLC 头标1100中，那么在方框1204解密RLCSDU之前，在方框1202，该RLC重 新初始化RLC层内的"其它用于解密的输入"。本领域技术人员会明白，这里各种具体实施例中所示意的各种系统层、程 序淑穀央者阿以是可执行的控制单元(诸如控制器210、 250 (参见图2))。控 制器210、 250可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、处理器卡(包 括一个或多个微处理器或控制器)、或其它控制或计算设备。在本讨论中所提到 的存储设备包括一个或多^i十算机可读存储介质用于存储数据和指令。存储介 质可以包括不同格式的存储器，包括半导，储器设备，诸如动态或静态随 机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦除和可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)以及闪存；磁盘，诸如固定磁盘、 软盘、可移动磁盘；包括磁带在内的其它磁介质；以及光介质，诸如光盘(CD) 或数字视频盘(DVD)。在各种系统中組成各种软件层、禾i^，块的指令可以 存储在各自的存储设备中。当控制器210和250执《豫些指令，可以引起相应 的系统执行被编程的动作。以上公开的特定具体实施例仅是示意性的，因为本发明可以以不同的但等 价的方式被修改和实践，iW受益于本发明教导的本领域技术人员来说是显而 易见的。而且，除了下面的权利要求书所描述的，不限制这里显示的构架或设 计的细节。因此，该方法、系统和其中的部分以及所描述的方法和系统的部分 可以在不同4體实现，比如无线单元、基站、基站控制器和/或移动効奂中心。 而且，如受益于本发明的本领域普通脉人员可以明白的，实现和〗細所描述 的系纟舒万需要的处理电路可以在以下中实现特定应用综合电路、软件驱动处 理电路、固件、可编禾徵辑设备、硬件、离散组件或以上组件的排列。因此显 而易见的是，以上公开的特定具体实施例可以被改变或修改，所有这样的变形 都被看做在本发明的范围和精神之内。因此，这里所寻找的保护如下面的权利 要求书所阐明的。
权利要求
1. 一种控制编码传输的方法，包括发送具有第一未编码部分和第二编码部分的消息，所述第一未编码部分中包含关于解码所述第二编码部分的信息。
2、 如权利要求i所述的方法，其中发送具有所述第一未编码部分和戶;M第二编码部分的消息进一步包括，发送具有所述第一未编码部分和第二编码部分 的分组数据单元。
3、 如权利要求2所述的方法，进一步包括，发送的所述消息具有头标部分， 该头标部分中包含标识所述消息的第一^码部分的信息。
4、 如权利要求2所述的方法，进一步包括，发送的所述消息具有头标部分， 该头标部分中包含标识所述消息的第二编码部分的信息。
5、 一种可控制地接收编码消息的方法，包括接收第一消息；确定所述第一消息的一部分是否包含*^码信息；以及4OT所^i码信息来解码所述第一消息的编码部分。
6、 如权利要求5所述的方法，进一步包括，4柳所述未编離息来解码第二消息的编码部分。
7、 如权利要求5所述的方法，其中接收第一消息进一步包括，接收第一数 据分组单元中第一消息。
8、 如权利要求7所述的方法，进一步包括，4顿所述第一数据分组单元中 的未编码消息来解码第二娜分组单元中的消息的编码部分。
9、 如权利要求5所述的方法，其中确定所述第一消息的一部分是否包含未 编码信息进一步包括，使用所述第一消息的头标部分中包含的信息来确定所述 第一消息的一部分是否包含未编码信息。
10、 如禾又利要求9所述的方法，其中tOT所述第一消息的头标部分中包含 的信息来确定所述第一消息的一部分是否包含未编码信息进一步包括，获取所 述第一消息的头标部分内的信息，该信息标识未编码信息在所述第一消息内出 现的健。
11、 如权利要求9所述的方法，其中4柳所述第一消息的头标部分中包含的信息来确定所述第一消息的一部分是否包含未编码信息进一步包括，获^^f 述第一消息的头标部分内的信息，该信息标识编^t息在所述第一消息内出现 的位置。
全文摘要
提供一种控制无线系统中的编码传输的方法。在系统的发送端，该方法包括发送具有第一未编码部分和第二编码部分的消息，该第一未编码部分中包含关于解码第二编码部分的信息。在系统的接收端，该方法包括接收第一消息以及确定第一消息的一部分是否包含未编码信息。该未编码信息用于解码第一消息的编码部分。
文档编号H04W12/02GK101277544SQ20081010925
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月20日 优先权日2007年3月21日
发明者A·卡萨蒂, A·法纽奥洛, S·K·帕拉特, S·塔特什 申请人:卢森特技术有限公司