一种系统消息传输方法及通信装置与流程

本技术涉及通信，尤其涉及一种系统消息传输方法及通信装置。

背景技术：

1、现有无线通信技术中，由于终端设备用户在初始入网状态需要获得基站的一些基本信息。基站会在规定的周期内广播系统消息给终端设备，一般这类系统消息通称为主信息块(master information block，mib)和系统信息块(system information block，sib)。终端设备接收基站发送的mib消息和sib消息，获得基站的基本信息，从而完成接入基站的流程。例如，如图1所示，由于在初始状态，基站不知道终端设备什么时候会接入，在终端设备与基站建立好连接之前，两者之间无法建立安全上下文，所以基站发送的mib消息和sib消息无法进行加密保护。从而mib消息和sib消息很容易被伪基站窃取与仿冒。伪基站借此吸附终端设备欺骗终端设备，窃取隐私信息。

2、为了防止重复攻击，基站对系统消息和时间戳进行签名，得到数字签名。基站将系统消息、时间戳和该数字签名一起广播下发给终端设备。终端设备接收到系统消息、时间戳和该数字签名之后，使用基于基站的公钥、系统消息和时间戳对该数字签名进行验证，以确定系统消息的合法性。时间戳精度不同，其量化后所占的信息比特(bit)长度不同。时间戳精度越高，占用的信息比特越多。例如，如图2所示，当时间戳精度为妙级时，从1970-1-1 0:0:0gmt(格林尼治时间)开始计算，时间戳需占用32个比特。当时间戳精度为毫秒级时，从1970-1-1 0:0:0 gmt开始计算，时间戳需占用43个比特。当时间戳精度为微妙级时，从1970-1-1 0:0:0 gmt开始计算，时间戳需占用52个比特。如果在保证时间戳精度的基础上，减少时间戳占用的信息比特的数量是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种系统消息传输方法及通信装置，有利于在保证时间戳精度的基础上，减少时间戳占用的信息比特的数量。

2、第一方面，本技术提供一种系统消息传输方法，该方法可以由终端设备执行，也可以由终端设备的部件(例如处理器、芯片、或芯片系统等)执行，还可以由能实现全部或部分终端设备功能的逻辑模块或软件实现。该方法包括：

3、终端设备基于第一sib1(系统信息块1)中osi(其他系统信息)的调度信息，在系统帧号为λ1且时隙号为υ1时接收接入网设备发送的第一消息，该第一消息包括osi以及第一数字签名，该第一数字签名为对osi和时间戳t1的签名，该时间戳t1为接入网设备在系统帧号为λ1且时隙号为υ1时的绝对时间；终端设备基于系统帧号λ1、时隙号υ1、时间戳t2、系统帧号λ2和时隙号υ2确定时间戳t1，系统帧号λ2和时隙号υ2为第一sib1所在的系统帧号和时隙号，该时间戳t2为接入网设备在系统帧号λ2和时隙号υ2时的绝对时间；终端设备基于osi和时间戳t1对第一数字签名进行验证。

4、基于第一方面所描述的方法，在发送osi时不需要发送时间戳t1，有利于在保证时间戳精度的基础上，减少时间戳占用的信息比特的数量。

5、在一种可能的实现中，终端设备基于第一sib1中osi的调度信息，在系统帧号为λ1且时隙号为υ1时接收接入网设备发送的第一消息之前，终端设备还可执行以下步骤：

6、终端设备在系统帧号为λ2且时隙号为υ2时，接收接入网设备发送的第二消息，该第二消息包括第一sib1、时间戳t2和第二数字签名，该第二数字签名为对第一sib1和时间戳t2的签名；终端设备基于第一sib1、时间戳t2和第二数字签名确定第一sib1合法。

7、在该可能的实现中，在发送第一sib1时还是需要发送其对应的时间戳t2，对协议修改较小，便于实现。

8、在一种可能的实现中，终端设备基于第一sib1中osi的调度信息，在系统帧号为λ1且时隙号为υ1时接收接入网设备发送的第一消息之前，终端设备还可执行以下步骤：

9、终端设备在系统帧号为λ2且时隙号为υ2时，接收接入网设备发送的第二消息，该第二消息包括第一sib1和第二数字签名，该第二数字签名为对第一sib1和时间戳t2的签名；终端设备获取时间戳t3，时间戳t3为接入网设备在系统帧号为0且时隙号为0时的绝对时间；终端设备基于时间戳t3、系统帧号λ2和时隙号υ2确定时间戳t2；终端设备基于第一sib1、时间戳t2、第二数字签名确定第一sib1合法。

10、基于该可能的实现，在发送第一sib1时不需要发送时间戳t2，有利于在保证时间戳精度的基础上，减少时间戳占用的信息比特的数量。

11、在一种可能的实现中，终端设备接收接入网设备发送的第二消息之前，终端设备还可执行以下步骤：

12、终端设备在系统帧号为0且时隙号为0时，接收接入网设备发送的第三消息，第三消息包括第二sib1、时间戳tx、差值δ和第三数字签名，第三数字签名为对第二sib1和时间戳t3的签名；终端设备基于时间戳tx和差值δ确定时间戳t3，时间戳m为系统帧号的最大值，时间戳t3等于时间戳tx和差值δ之和；终端设备基于第二sib1、时间戳t3和第三数字签名确定第二sib1合法；终端设备存储差值δ至存储空间；

13、其中，第二消息还包括时间戳tx，终端设备获取时间戳t3的具体实施方式为：

14、终端设备从存储空间获取差值δ；终端设备基于时间戳tx和差值δ确定时间戳t3。

15、基于该可能的实现，在发送第一sib1时不会直接发送时间戳t3，而是发送时间戳tx和差值δ，以便终端设备基于时间戳tx和差值δ确定时间戳t3，时间戳tx和差值δ所占用的信息比特远少于时间戳t3所占用的信息比特，这样有利于减少时间戳占用的信息比特的数量。并且，终端设备通过存储差值δ，能够在接收到携带时间戳tx的第二消息时就能确定时间戳t3，有利于减少网络时延。

16、在一种可能的实现中，终端设备在系统帧号为λ2且时隙号为υ2时，接收接入网设备发送的第二消息之前，终端设备还可执行以下步骤：

17、终端设备在系统帧号为0且时隙号为0时，接收接入网设备发送的第三消息，第三消息包括第二sib1、时间戳tx、差值δ和第三数字签名，第三数字签名为对第二sib1和时间戳t3的签名；终端设备基于时间戳tx和差值δ确定时间戳t3，时间戳m为系统帧号的最大值，时间戳t3等于时间戳tx和差值δ之和；终端设备基于第二sib1、时间戳t3和第三数字签名确定第二sib1合法；终端设备存储时间戳tx和差值δ至存储空间；

18、其中，终端设备获取时间戳t3的具体实施方式为：终端设备从存储空间获取时间戳tx和差值δ；终端设备基于时间戳tx和差值δ确定时间戳t3。

19、基于该可能的实现，在发送第一sib1时不会直接发送时间戳t3，而是发送时间戳tx和差值δ，以便终端设备基于时间戳tx和差值δ确定时间戳t3，时间戳tx和差值δ所占用的信息比特远少于时间戳t3所占用的信息比特，这样有利于减少时间戳占用的信息比特的数量。并且，终端设备通过存储时间戳tx和差值δ，即使后续未接收到时间戳tx和时间戳tx也能在接收第一sib1之后确定时间戳t3，有利于减少网络时延。

20、在一种可能的实现中，时间戳tx和/或差值δ的下发周期由网络设备配置或由协议预先规定。通过网络设备配置时间戳tx和/或差值δ的下发周期，可以使时间戳tx和/或差值δ的下发周期更加灵活。通过协议预先规定时间戳tx和/或差值δ的下发周期，可以节省网络开销。

21、在一种可能的实现中，时间戳t1满足以下公式：

22、t1＝t2+(λ1-λ2)*10+(υ1-υ2)*α

23、其中，时间戳t1的单位为毫秒，α为一个时隙的时间长度，α的单位为毫秒。

24、基于该可能的实现方式，能够准确地确定时间戳t1。

25、在一种可能的实现中，时间戳t2满足以下公式：

26、t2＝t3+λ2*10+υ2*α

27、其中，时间戳t2的单位为毫秒，α为一个时隙的时间长度，α的单位为毫秒。

28、基于该可能的实现方式，能够准确地确定时间戳t2。

29、第二方面，本技术提供一种系统消息传输方法，该方法可以由接入网设备执行，也可以由接入网设备的部件(例如处理器、芯片、或芯片系统等)执行，还可以由能实现全部或部分接入网设备功能的逻辑模块或软件实现。该方法包括：

30、接入网设备生成第一数字签名，该第一数字签名为对osi(其他系统信息)和时间戳t1的签名，该时间戳t1为接入网设备在系统帧号为λ1且时隙号为υ1时的绝对时间；接入网设备在系统帧号为λ1且时隙号为υ1时向终端设备发送第一消息，该第一消息包括osi以及第一数字签名，第一消息中不包括时间戳t1。

31、在一种可能的实现中，接入网设备生成第一数字签名之前，接入网设备还可在系统帧号为λ2且时隙号为υ2时，向终端设备发送第二消息，该第二消息包括第一sib1(系统信息块1)、时间戳t2和第二数字签名，该第二数字签名为对第一sib1和时间戳t2的签名，时间戳t2为接入网设备在系统帧号λ2和时隙号υ2时的绝对时间，第一sib1中包括osi的调度信息。

32、在一种可能的实现中，接入网设备生成第一数字签名之前，接入网设备还可在系统帧号为λ2且时隙号为υ2时，向终端设备发送第二消息，该第二消息包括第一sib1(系统信息块1)和第二数字签名，该第二数字签名为对第一sib1和时间戳t2的签名，该时间戳t2为接入网设备在系统帧号λ2和时隙号υ2时的绝对时间，第二消息不包括时间戳t2，第一sib1中包括osi的调度信息。

33、在一种可能的实现中，接入网设备还可在系统帧号为0且时隙号为0时，向终端设备发送的第三消息，该第三消息包括第二sib1、时间戳tx、差值δ和第三数字签名，第三数字签名为对第二sib1和时间戳t3的签名，该时间戳t3为所述接入网设备在系统帧号为0且时隙号为0时的绝对时间，时间戳m为系统帧号的最大值，时间戳t3等于时间戳tx和差值δ之和。

34、在一种可能的实现中，第二消息还包括时间戳tx。

35、在一种可能的实现中，时间戳tx和/或差值δ的下发周期由网络设备配置或由协议预先规定。

36、第二方面的有益效果可参见第一方面的有益效果，在此不赘述。

37、第三方面，本技术提供了一种通信装置，该通信装置可以是终端设备，也可以是终端设备中的装置，或者是能够和终端设备匹配使用的装置。其中，该通信装置还可以为芯片系统。该通信装置可执行第一方面的方法。该通信装置的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的单元或模块。该单元或模块可以是软件和/或硬件。该通信装置执行的操作及有益效果可以参见上述第一方面的方法以及有益效果。

38、第四方面，本技术提供了一种通信装置，该通信装置可以是接入网设备，也可以是接入网设备中的装置，或者是能够和接入网设备匹配使用的装置。其中，该通信装置还可以为芯片系统。该通信装置可执行第二方面的方法。该通信装置的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的单元或模块。该单元或模块可以是软件和/或硬件。该通信装置执行的操作及有益效果可以参见上述第二方面的方法以及有益效果。

39、第五方面，本技术提供了一种通信装置，通信装置包括处理器，当处理器调用存储器中的计算机程序时，如第一方面或第二方面的方法被执行。

40、第六方面，本技术提供了一种通信装置，通信装置包括处理器和存储器，处理器和存储器耦合；处理器用于实现如第一方面或第二方面的方法。

41、第七方面，本技术提供了一种通信装置，通信装置包括处理器、存储器和收发器，处理器和存储器耦合；收发器用于收发数据，处理器用于实现如第一方面或第二方面的方法。

42、第八方面，本技术提供了一种通信装置，通信装置包括处理器和接口，该接口用于接收或输出信号，处理器用于通过逻辑电路或执行代码指令实现如第一方面或第二方面的方法。

43、第九方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有计算机程序或指令，当计算机程序或指令被通信装置执行时，实现如第一方面或第二方面的方法。

44、第十方面，本技术提供一种包括指令的计算机程序产品，当计算机读取并执行计算机程序产品时，使得计算机执行如第一方面或第二方面的方法。