CN100367823C - 用于向多个用户站传输作为业务的有用信息的方法和无线电通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于向多个用户站传输作为业务的有用信息的方法和无线电通信系统，该无线电通信系统具有至少一个无线电网络控制设备、至少一个基站和至少一个用户站，其中基站和用户站通过无线电通信接口相互连接；其中基站和无线电网络控制设备是基站子系统的组成部分；以及其中无线电网络控制设备与核心网络的接入设备相连接。按照本发明，无线电网络控制设备和用户站保存针对业务的密钥，该密钥包含使用所述业务的许可。该针对业务的密钥优选地适用于多个用户站，也就是说该密钥不是针对用户的。

Description

用于向多个用户站传输作为业务的有用信息的方法和无线电通信系统
技术领域
本发明涉及一种在无线电通信系统中传输有用信息的方法，该无线电通信系统具有至少一个无线电网络控制设备、至少一个基站和至少一个用户站，其中所述至少一个基站和所述至少两个用户站通过无线电通信接口相互连接，所述至少一个基站和所述无线电网络控制设备是基站子系统的组成部分，所述无线电网络控制设备与核心网络的接入设备相连接。
此外，本发明还涉及一种无线电通信系统，其包括至少一个无线电网络控制设备、至少一个基站和至少两个用户站，其中所述至少一个基站和所述至少两个用户站通过无线电通信接口相连接，所述至少一个基站和所述无线电网络控制设备是基站子系统的组成部分，所述无线电网络控制设备与核心网络的接入设备相连接。
背景技术
通信系统在经济领域、甚至在私人领域获得越来越重要的意义。人们正努力使有线通信系统与无线电通信系统相结合。产生的混合通信系统将导致可使用业务的数量的提高，还可以在通信方面实现更大的灵活性。因此研发可以利用不同系统(多归属)的设备。
在此，基于可实现的用户移动性，无线电通信系统具有重要的意义。
在无线电通信系统中，借助于电磁波通过发射站和接收站(基站以及用户站)之间的无线电接口传输信息(例如语音、图像信息、视频信息、SMS(短消息业务)或者其他数据)。在此，利用位于规定用于各个系统的频带内的载频辐射电磁波。
对于所熟悉的GSM移动无线电系统(移动通信全球系统)来说，使用900、1800和1900 MHz的频率。这些系统基本上传输语音、电传和短消息SMS(Short Message Service短消息业务)以及数字数据。
对于未来的利用CDMA或TD/CDMA传输方法的移动无线电系统、例如UMTS(通用移动通信系统)或其他第三代系统来说，频率被设在大约2000 MHz的频带内。研发这些第三代系统的目的是：实现世界范围的无线电覆盖，提供大量的数据传输业务，特别是灵活地管理在无线电通信系统中具有最少资源的无线电接口的容量。在这些无线电通信系统中，首先应通过灵活地管理无线电接口来实现在需要时用户站可以用高数据速度发送和/或接收大量数据。
在这些无线电通信系统中，通过多路复用方法(MultipeAccess，MA)来控制站到传输介质所共有的无线电资源、例如时间、频率、功率或空间的接入。
在时分复用方法(TDMA)中，每个发射和接收频带被划分成时隙，其中将一个或多个周期性重复的时隙分配给站。通过TDMA，针对站分离无线电资源“时间”。
在频分复用方法(FDMA)中，整个频域被划分成窄带区域，其中将一个或多个窄频带分配给站。通过FDMA，针对站分离无线电资源“频率”。
在码分复用方法(CDMA)中，通过扩展码对特定站需传输的功率/信息进行编码，该扩展码由许多单个的所谓的码片组成，由此需传输的功率依赖于编码而被随机地扩展到大的频率范围上。在一个小区/基站内由不同站使用的扩展码分别相互正交或基本上正交，由此接收者识别出准备给他的信号功率并抑制其他信号。通过CDMA，针对站通过扩展码分离无线电资源“功率”。
在正交频分复用方法(OFDM)中，在宽带上传输数据，其中频带被划分成等距离的、正交的子载波，因此子载波同时的相移在时域-频域展开二维的数据流。通过OFDM，借助于正交的子载波针对站分离无线电资源“频率”。在一个时间单元内用正交的子载波传输的组合的数据符号被称为OFDM符号。
可以将这些多路复用方法进行组合。因此，许多无线电通信系统使用TDMA和FDMA方法的组合，其中每个窄频带被划分成时隙。
对于所提到的UMTS移动无线电系统来说，在所谓的FDD模式(频分复用)和TDD模式(时分复用)之间进行区分。TDD模式尤其出色的是为上行方向(UL-Uplink)上的信号传输以及下行方向(DL-Downlink)上的信号传输使用共同的频带，而FDD模式为两个传输方向分别使用不同的频带。
在第二和/或第三代的无线电通信连接中，可以通过信道交换(CSCircuit Switched)或分组交换(PS Packet Switched)传输信息。
至少一个基站和至少一个用户站之间的连接通过无线电通信接口实现。至少一个基站和无线电网络控制设备是基站子系统(RNS无线电网络子系统)的组成部分。无线电通信系统通常包含多个连接在核心网络(CN核心网络)上的基站子系统。在此，基站子系统的无线电网络控制设备与核心网络的接入设备相连接。
在无线电通信系统中除了传输个人的有用信息之外还传输可供多个用户使用的数据。这种有用信息例如包含视频流。可供多个用户使用的有用信息被概括为概念“MBMS”(多媒体广播和多播业务)。
基本上，尽可能经济地利用所有网络资源具有很大的意义。人们尤其致力于使无线电网络需要尽可能少的关于各个用户的信息，因为否则可能必须在无线电网络中存储大量的数据。
因此，已公开了与核心网络连接的无线电通信系统，其中以下网络节点具有用于传输所述业务的重要功能：
-核心网络的接入设备(SGSN：GPRS服务支持节点)，其不仅保存针对业务的信息，而且保存针对用户的信息，
-无线电网络控制设备(RNC：无线电网络控制器)，其保存针对业务的信息。
发明内容
因此，本发明所基于的任务是，提供文章开头所述的那种方法和无线电通信系统，其可以经济地利用网络资源。在该无线电通信系统中应尤其能够判断，是否可以允许特定的用户站使用某一业务，而该用户站本身不知情。此外，应能够尽可能简单地实现小区切换。
该任务通过以下方法和无线电通信系统来解决。
根据本发明，无线电网络控制设备和用户站保存针对业务的密钥，该密钥包含使用该业务的许可。
为此，根据本发明的用于在无线电通信系统中传输MBMS业务的有用信息的方法，所述无线电通信系统具有至少一个无线电网络控制设备、至少一个基站和至少两个用户站，其中所述至少一个基站和所述至少两个用户站通过无线电通信接口相互连接；其中所述至少一个基站和所述无线电网络控制设备是基站子系统的组成部分；其中所述无线电网络控制设备与核心网络的接入设备相连接。针对MBMS业务的密钥不仅由所述无线电网络控制设备而且由所述两个用户站保存，所述密钥包含对使用所述MBMS业务的许可，其中所述针对MBMS业务的密钥不包含针对所述用户站的信息，以及所述无线电网络控制设备从所述用户站中的至少一个用户站处接收密钥，接着只有当所述无线电网络控制设备仅仅基于所接收的密钥进行的检验表明所接收的密钥与所述针对MBMS业务的密钥一致时，才向所述用户站传输所述MBMS业务的有用信息。
随着密钥的使用，在无线电网络中可以检验多个用户接入或使用业务的合法性，而无线电网络不需要关于该业务的针对用户的信息。因此，优选地使用针对业务的密钥，该密钥适用于多个用户站，而不是针对用户选择该密钥。
有利地是，核心网络的接入设备在业务开始时将针对该业务的密钥不仅传输给无线电网络控制设备而且传输给用户站。用这种方式，在向无线电网络的设备可靠地传输接入许可时，可以使信令开销保持很低。
在本发明的扩展方案中，针对业务的密钥通过针对用户的无线电信道从基站向用户站传输。用这种方式可以保证，密钥通过可靠的连接传送给用户站并且未授权的用户站不能用不合法的方式利用业务。
本发明可以实现，在无线电网络内部切换小区时能够检验用户站的接入合法性，而不必与核心网络的接入设备进行交互。因为在用户站进行小区切换而切换到属于相同的无线电网络控制设备的无线电小区中时，对于该无线电网络控制设备来说该用户站的接入合法性是已知的。在用户站切换到另一个属于其他无线电网络控制设备的无线电小区的情况下，该用户站在使用针对业务的密钥的情况下可以在其他无线电网络控制设备处注册。用这种方式保证了在每次小区切换时能够避免与核心网络的接入设备进行交互。针对业务的密钥可以在用户站已在新的无线电小区的其他无线电控制设备处注册的情况下使用，例如用于加密消息，将密钥用于完整性保护，将密钥应用于用户站的寻址或相似机制。因为对该无线电网络控制设备来说所使用的密钥是已知的，所以该无线电网络控制设备可以判断，各个用户站是否为启动业务而已按照规定在核心网络的接入设备处注册。
在本发明的改进方案中，针对业务的密钥作为通过核心网络提供的业务的上下文(Kontext)被保存在至少一个无线电网络控制设备中，或更确切地说被保存在支持该业务的多个无线电网络控制设备中。
优选地，该业务是多媒体业务(例如视频流)。
针对业务的密钥可以是临时密钥或固定密钥。在此，例如可以从安全性角度来选择密钥的类型。
在按照本发明的无线电通信系统中，在无线电网络控制设备和用户站中存在工具，以便保存针对业务的密钥，该密钥包含使用该业务的许可。
核心网络的接入设备可以具有工具，以便在业务开始时不仅向无线电网络控制设备而且向用户站传输针对该业务的密钥。
有利地是，在按照本发明的无线电通信系统中设有工具，其用于由基站通过针对用户的无线电信道向用户站传输针对业务的密钥。
所述的无线电通信系统尤其适合于执行本发明的方法。
为此，根据本发明的用于向多个用户站传输MBMS业务的有用信息的无线电通信系统，其包括至少一个无线电网络控制设备、至少一个基站和至少两个用户站，其中所述至少一个基站和所述至少两个用户站通过无线电通信接口相连接；其中所述至少一个基站和所述无线电网络控制设备是基站子系统的组成部分；其中所述无线电网络控制设备与核心网络的接入设备相连接。所述无线电网络控制设备和所述用户站中存在工具，以便保存针对MBMS业务的密钥，所述密钥包含对使用所述MBMS业务的许可，其中所述针对MBMS业务的密钥不包含针对所述用户站的信息，以及所述无线电网络控制设备具有工具，以便在从所述用户站中的至少一个用户站处接收了密钥的情况下，随后只有当通过所述无线电网络控制设备的检验工具进行的检验表明所接收的密钥与所述针对MBMS业务的密钥一致时，才向所述用户站传输所述MBMS业务的有用信息，其中所述检验仅仅基于所接收的密钥而进行。
附图说明
下面借助附图来详细讲述本发明。
在此：
图1示出了用户站、无线电网络控制设备和核心网络的接入设备之间的信令。
具体实施方式
在图1中示出了鉴于示例性选择的一个用户站(UE用户设备)使用业务时的信令。首先，用户站(UE)为使用业务而在核心网络的接入设备(SGSN：GPRS服务支持节点)处注册。紧接着，核心网络的接入设备(SGSN)将密钥传输到无线电网络控制设备(RNC：无线电网络控制器)。此外，核心网络的接入设备(SGSN)还将密钥传输到用户站(UE)。紧接着，该用户站可以像其他用户站一样接收有用信息(密钥分配)。
在小区切换(Cell change)的情况下，通过小区更新(Cellupdate)实现无线电小区的更新，其中用户站还向无线电网络控制设备(RNC)传输针对业务的密钥。在该无线电网络控制设备(RNC)中，借助该针对业务的密钥进行解释。通过由无线电网络控制设备(RNC)发送消息(“接受”)来对多个用户使用业务的合法性进行确认。
从这个例子中可以清楚地看出，随着密钥的使用，在无线电网络中可以检验用户站(UE)接入或使用业务的合法性，而该无线电网络不需要关于该业务的针对用户的信息。在此，信令开销保持很低。

Claims (9)

1.用于在无线电通信系统中传输MBMS业务的有用信息的方法，所述无线电通信系统具有至少一个无线电网络控制设备、至少一个基站和至少两个用户站，其中所述至少一个基站和所述至少两个用户站通过无线电通信接口相互连接；其中所述至少一个基站和所述无线电网络控制设备是基站子系统的组成部分；其中所述无线电网络控制设备与核心网络的接入设备相连接，
其特征在于，
针对MBMS业务的密钥不仅由所述无线电网络控制设备而且由所述两个用户站保存，所述密钥包含对使用所述MBMS业务的许可，其中所述针对MBMS业务的密钥不包含针对所述用户站的信息，以及
所述无线电网络控制设备从所述用户站中的至少一个用户站处接收密钥，接着只有当所述无线电网络控制设备仅仅基于所接收的密钥进行的检验表明所接收的密钥与所述针对MBMS业务的密钥一致时，才向所述用户站传输所述MBMS业务的有用信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核心网络的接入设备在所述MBMS业务开始时不仅向所述无线电网络控制设备而且向所述用户站传送所述针对MBMS业务的密钥。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对MBMS业务的密钥通过针对用户站的无线电信道由所述基站传输给所述用户站。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，当所述两个用户站中的一个用户站进行小区切换而切换到另一个属于其他无线电网络控制设备的无线电小区中时，所述用户站在使用所述针对MBMS业务的密钥情况下在所述其他无线电网络控制设备处注册。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对MBMS业务的密钥作为通过所述核心网络提供的MBMS业务的上下文而保存在支持所述MBMS业务的所述无线电网络控制设备中。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对业务的密钥是临时密钥或固定密钥。
7.用于向多个用户站传输MBMS业务的有用信息的无线电通信系统，其包括至少一个无线电网络控制设备、至少一个基站和至少两个用户站，其中所述至少一个基站和所述至少两个用户站通过无线电通信接口相连接；其中所述至少一个基站和所述无线电网络控制设备是基站子系统的组成部分；其中所述无线电网络控制设备与核心网络的接入设备相连接，
其特征在于，在所述无线电网络控制设备和所述用户站中存在工具，以便保存针对MBMS业务的密钥，所述密钥包含对使用所述MBMS业务的许可，其中所述针对MBMS业务的密钥不包含针对所述用户站的信息，以及
所述无线电网络控制设备具有工具，以便在从所述用户站中的至少一个用户站处接收了密钥的情况下，随后只有当通过所述无线电网络控制设备的检验工具进行的检验表明所接收的密钥与所述针对MBMS业务的密钥一致时，才向所述用户站传输所述MBMS业务的有用信息，其中所述检验仅仅基于所接收的密钥而进行。
8.如权利要求7所述的无线电通信系统，其特征在于，所述核心网络的接入设备具有工具，以便在所述MBMS业务开始时不仅向所述无线电网络控制设备而且向所述用户站传送所述针对MBMS业务的密钥。
9.如权利要求8所述的无线电通信系统，其特征在于，设有工具，用于分别通过针对用户站的无线电信道从所述基站向所述用户站传输所述针对MBMS业务的密钥。
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