CN101494858B - 一种用户面处理器倒换时加密恢复的方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用户面处理器倒换时加密恢复的方法、装置及系统，该方法包括：步骤一，在业务建立后，由所述控制面处理器获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；步骤二，所述控制面处理器检测到所述用户面处理器倒换时，获取新时间戳与已记录的所述当前时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；步骤三，所述用户面处理器倒换时，新的用户面处理器根据所述控制面处理器发送的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。本发明用于对采用透明模式无线链路控制的业务进行加密恢复。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及第三代移动通信伙伴关系项目(The3rd Generation Partnership Project，以下简称3GPP)的WCDMA系统中，RNC的用户面处理器发生倒换时，其TM模式业务加密过程进行恢复的方法。
背景技术
随着WCDMA系统在国际上的广泛应用，对WCDMA网络的稳定性、性能要求逐步提高，其中一个重要的特性就是设备是否支持处理器的在线倒换，即在系统运行过程中一旦处理器因某些意外原因发生故障，系统能够利用其他处理器的资源接管故障处理器的业务，从而使得业务不受影响或尽量减少影响，提高服务质量和用户满意度。
图1为WCDMA系统控制面处理器与用户面处理器的逻辑关系图，参考图1，WCDMA系统的无线网络层根据协议功能划分为控制面和用户面，由于功能分工明确，使用独立的处理器来分别承担控制面和用户面功能是一种常见的做法。
RLC(Radio Link Control，无线链路控制)协议是WCDMA用户面的层2协议，实现RLC协议的实体可配置为AM(Acknowledged Mode，应答模式)、UM(非应答模式，Unacknowledged Mode)、TM(透明模式，Transparent Mode)几种工作模式。对于采用TM模式RLC的业务，例如AMR语音业务，其加密功能由用户面的另一个协议-MAC(Medium Access Control，媒体访问控制)协议实现，此时用于加密处理的计数器COUNT-C(加密计数器)由HFN(HyperFrame Number，高位帧号)和CFN(Connection Frame Number，连接帧号)共同构成。CFN每10ms递增，进位后HFN递增。WCDMA系统TM模式的COUNT-C构成示意见图2。
在用户面处理器倒换时，如果HFN和CFN信息没有实时地同步到备用的或者倒换后的用户面处理器上，那么由于COUNT-C本身是个随着时间变化的 变量，此时的COUNT-C值不正确，因此网络侧与UE(User Equipment，即手机等用户终端设备)侧进行加/解密处理后的数据内容不一致，就会导致倒换后用户的数据虽然还能够收发，但数据解密后内容错误，例如AMR语音业务听到的都是杂乱的声音。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种WCDMA系统用户面处理器倒换时加密恢复的方法、装置及系统，可以在用户面处理器倒换后，恢复加密的TM业务，从而保证业务质量。
为达到上述目的，本发明的WCDMA系统用户面处理器倒换时加密恢复的方法，用于针对包括控制面处理器和用户面处理器的WCDMA系统中，采用透明模式无线链路控制的业务进行加密恢复，该方法包括：
步骤一，在业务建立后，由所述控制面处理器获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；
步骤二，所述控制面处理器检测到所述用户面处理器倒换时，获取新时间戳与已记录的所述当前时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；
步骤三，所述用户面处理器倒换时，新的用户面处理器根据所述控制面处理器发送的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。
上述用户面处理器倒换时加密恢复的方法，所述步骤一进一步包括：
步骤11，业务建立后，所述控制面处理器通知所述用户面处理器需要获取用户当前的加密计数器值；
步骤12，所述用户面处理器获取用户当前的加密计数器值；
步骤13，所述用户面处理器将所述当前的加密计数器值发送至所述控制面处理器；
步骤14，所述控制面处理器获取当前时间戳，并同所述加密计数器值一同记录在该用户对应的上下文中。
上述用户面处理器倒换时加密恢复的方法，所述步骤三中，所述新的用户 面处理器根据获得的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值的步骤进一步包括：
步骤31，将所述时间间隔转化为传输时间间隔的数目；
步骤32，根据所述传输时间间隔的数目更新加密计数器值。
上述用户面处理器倒换时加密恢复的方法，所述步骤32中，根据所述传输时间间隔的数目更新加密计数器值依据用如下公式计算：
HFNNew＝HFNOld+ΔHFN，其中ΔHFN＝
ΔTTI/256
CFNNew＝CFNOld+ΔCFN，其中ΔCFN＝ΔTTI Mod 256
其中，ΔTTI表示新旧时间戳代表的TTI间隔，
ΔCFN表示连接帧号CFN的增量，
ΔHFN表示高位帧号HFN的增量，
HFNOld CFNOld表示控制面处理器发送给用户面处理器的加密计数器值中的HFN、CFN记录，
HFNNew、CFNNew表示用户面处理器倒换后新的加密计数器值中的HFN与CFN。
进一步的，本发明还提供了一种采用上述用户面处理器倒换时加密恢复的方法的装置，用于针对包括控制面处理器和用户面处理器的WCDMA系统中，采用透明模式无线链路控制的业务进行加密恢复，该装置包括：
记录维护模块，用于在业务建立后，通过所述控制面处理器获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；
控制模块，用于在所述控制面处理器检测到所述用户面处理器倒换时，控制该控制面处理模块获取新时间戳与已记录的时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与所述记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；
加密恢复模块，用于在所述用户面处理器倒换时，由新的用户面处理器根据获得的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。
上述装置，所述记录维护模块进一步包括：
一加密计数器值获取模块，用于通知所述用户面处理器需要获取并发送用户当前的加密计数器值给所述控制面处理器。
上述装置，所述加密恢复模块进一步包括一计算模块，用于将加密计数器值与时间间隔作为参数根据预设公式计算获得新的加密计数器值。
进一步，本发明还提供了一种采用上述用户面处理器倒换时加密恢复的方法的WCDMA系统，包括控制面处理器和用户面处理器，所述控制面处理器进一步包括：一记录维护模块，用于在业务建立后，获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；一控制模块，用于在检测到所述用户面处理器倒换时，控制该控制面处理模块获取新时间戳与已记录的时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与所述记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；所述用户面处理器进一步包括：一加密恢复模块，用于根据新的用户面处理器获得的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。
上述系统，所述记录维护模块进一步包括：
一加密计数器值获取模块，用于通知所述用户面处理器需要获取并发送用户当前的加密计数器值给所述控制面处理器。
上述系统，所述加密恢复模块进一步包括：一计算模块，用于将加密计数器值与时间间隔作为参数按照预设公式计算获得新的加密计数器值。
与现有技术相比，本发明提供了一种WCDMA系统用户面处理器倒换时加密恢复的方法，使用该方法可以在用户面处理器倒换后，恢复加密的TM业务，从而保证业务质量。
附图说明
图1为控制面处理器与用户面处理器的逻辑关系图；
图2为透明模式加密计数器(TM COUNT-C)的构成示意；
图3为本发明用户面处理器倒换时加密恢复的方法的流程图；
图4为控制面处理器和用户面处理器的时钟与计数器的关系示意；
图5为本发明中业务建立后，控制面处理器获取当前TM COUNT-C、时间戳的过程说明；
图6为本发明中发生用户面处理器倒换后，控制面处理器协助用户面处理器恢复TM COUNT-C的过程说明；
图7为采用本发明用户面处理器倒换时加密恢复的方法的装置示意图；
图8为采用本发明用户面处理器倒换时加密恢复的方法的WCDMA系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明之目的、方案及功效，但并非作为对本发明所附权利要求保护范围的限制。
图3是本发明用户面处理器倒换时加密恢复的方法的流程图，本发明的用户面处理器倒换时加密恢复的方法，用于针对包括控制面处理器和用户面处理器的WCDMA系统中，无线链路控制协议采用透明模式的业务进行加密恢复。参考图3，该方法包括：
步骤S30，在业务建立后，由所述控制面处理器获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；
步骤S31，所述控制面处理器检测到所述用户面处理器倒换时，获取新时间戳与已记录的所述当前时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；
步骤S32，所述用户面处理器倒换时，新的用户面处理器根据所述控制面处理器发送的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。
本发明旨在提供一种针对WCDMA系统架构，用户面处理器发生倒换后，RLC协议使用透明模式的业务恢复加密的方法。
用户发起呼叫时，控制面处理器和用户面处理器将分别为该用户的业务建立控制面上下文和用户面上下文，分别用于对用户及业务的信令控制及数据的处理。本发明在控制面处理器管理的上下文中，增加一部分用于维护COUNT-C同控制面处理器时钟对应关系的记录，后续发生用户面处理器倒换时用于恢复计数器COUNT-C。
下面按照控制面处理器和用户面处理器分别进行具体描述：
控制面处理器有两个过程：
第一个过程，业务建立成功后，获取用户面处理器的COUNT-C值，并且记录当前的时间戳，记录在该用户对应的上下文中。
第二个过程，检测到用户面处理器倒换发生之后，将第一个过程记录的COUNT-C，以及第一过程记录的时间戳同此时的时间戳间的时间间隔发送给新的用户面处理器。
相应的，用户面处理器也有两个过程：
第一个过程，向控制面处理器发送当前的TM COUNT-C记录。第二个过程，接收到控制面发送的TM COUNT-C(表示为TM COUNT-Cold)及新旧时间戳的间隔信息，新旧时间戳之间的时间间隔直接转化为10毫秒TTI(传输时间间隔)的个数，该TTI数目将作为更新HFN/CFN取值的依据。由于在正常情况下，HFN/CFN与TTI的关系遵循如下规则：CFN与TTI同步递增，但由于CFN存在CFNmax＝255的取值上限，因此当CFN到达CFNmax时，再递增则从0重新开始，同时由HFN递增1完成进位，依此类推。因此在恢复COUNT-C时，将新旧时间戳TTI间隔的数目模CFNmax的结果与TMCOUNT-Cold中的CFN相加即可得到当前的CFN，将新旧时间戳TTI间隔的数目除以CFNmax且向下取整，结果与TM COUNT-C中的HFN相加即可得到当前的HFN。这样就利用控制面发送的信息计算得到了当前的TM COUNT-C(表示为TM COUNT-Cnew)，用户面即可还原当前的COUNT-C计数器的正确值，从而确保后续加解密结果的正确性。具体计算公式及说明如下：
ΔTTI表示新旧时间戳代表的TTI间隔，ΔHFN表示HFN的增量，ΔCFN表示CFN的增量，HFNNew、CFNNew表示当前的HFN与CFN，HFNOld CFNOld 表示控制面发送的HFN、CFN记录，
HFNNew＝HFNOld+ΔHFN，其中ΔHFN＝
ΔTTI/256
CFNNew＝CFNOld+ΔCFN，其中ΔCFN＝ΔTTI Mod 256
由于连接帧号CFN的取值上限为255，到达256则进位，因此上述公式使用256进行计算。
控制面处理器和用户面处理器中计数器与时钟的关系参考图3。
下面具体的实施例流程进一步阐述本发明方法：
图5说明业务建立后，控制面处理器获取并记录TM COUNT-C及时间戳的过程。
步骤S501，业务建立完成，控制面处理器通知用户面处理器需要获取此时的TM COUNT-C计数器；
步骤S502，用户面处理器获取当前该用户的TM COUNT-C值；
步骤S503，用户面处理器将TM COUNT-C发送至控制面处理器；
步骤S504，控制面处理器获取当前时刻的时间戳，并同TM COUNT-C值一同记录。
图6示出了根据本发明实施例的用户面处理器倒换的TM COUNT-C恢复过程。
步骤S601，控制面处理器检测到用户面处理器倒换完成，计算此时时间戳同上述步骤S504中记录的时间戳的时间间隔；
步骤S602，控制面处理器将上述时间间隔与记录的TM COUNT-C发送至新的用户面处理器；
步骤S603，新的用户面处理器根据获得的TM COUNT-C与时间间隔计算此时的TM COUNT-C值；
步骤S604，用户面处理器使用计算得到的TM COUNT-C值作为后续加/解密计算中使用的参数，由于此时COUNT-C值已经同UE使用的相一致，因此就恢复了TM模式业务的加/解密处理。
参考图7，示出了一种采用上述用户面处理器倒换时加密恢复的方法的装置70，该装置70包括：记录维护模块701，用于在业务建立后，通过所述控制面处理器获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；控制模块702，用于在所述控制面处理器检测到所述用户面处理器倒换时，控制该控制面处理模块获取新时间戳与已记录的时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与所述记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；加密恢复模块703，用于在所述用户面处理器倒换时，由新的用户面处理器根据获得的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。所述记录维护模块701进一步包括：一加密计数器值获取模块711，用于通知所述用户面处理器需要获取并发送用户当前的加密计数器值给所述控制面处理器。所述加密恢复模块703进一步包括一计算模块731，用于将加密计数器值与时间间隔作为参数根据预设公式计算获得新的加密计数器值。
参考图8，示出了一种采用上述用户面处理器倒换时加密恢复的方法的WCDMA系统80，包括控制面处理器801和用户面处理器802，所述控制面处理器801进一步包括：一记录维护模块811，用于在业务建立后，获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；一控制模块812，用于在检测到所述用户面处理器倒换时，控制该控制面处理模块获取新时间戳与已记录的时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与所述记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；所述用户面处理器802进一步包括：一加密恢复模块821，用于根据新的用户面处理器获得的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。上述记录维护模块811进一步包括：一加密计数器值获取模块8111，用于通知所述用户面处理器需要获取并发送用户当前的加密计数器值给所述控制面处理器。上述加密恢复模块821进一步包括：一计算模块8211，用于将加密计数器值与时间间隔作为参数按照预设公式计算获得新的加密计数器值。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种用户面处理器倒换时加密恢复的方法，用于针对包括控制面处理器和用户面处理器的WCDMA系统中，采用透明模式无线链路控制的业务进行加密恢复，其特征在于，该方法包括：
步骤一，在业务建立后，由所述控制面处理器获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；
步骤二，所述控制面处理器检测到所述用户面处理器倒换时，获取新时间戳与已记录的所述当前时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；
步骤三，所述用户面处理器倒换时，新的用户面处理器根据所述控制面处理器发送的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。
2.根据权利要求1所述的用户面处理器倒换时加密恢复的方法，其特征在于，所述步骤一进一步包括：
步骤11，业务建立后，所述控制面处理器通知所述用户面处理器需要获取用户当前的加密计数器值；
步骤12，所述用户面处理器获取用户当前的加密计数器值；
步骤13，所述用户面处理器将所述当前的加密计数器值发送至所述控制面处理器；
步骤14，所述控制面处理器获取当前时间戳，并同所述加密计数器值一同记录在该用户对应的上下文中。
3.根据权利要求1所述的用户面处理器倒换时加密恢复的方法，其特征在于，所述步骤三中，所述新的用户面处理器根据获得的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值的步骤进一步包括：
步骤31，将所述时间间隔转化为传输时间间隔的数目；
步骤32，根据所述传输时间间隔的数目更新加密计数器值。
4.根据权利要求3所述的用户面处理器倒换时加密恢复的方法，其特征在于，所述步骤32中，根据所述传输时间间隔的数目更新加密计数器值依据如下公式计算：
HFNNew＝HFNOld+ΔHFN，其中
CFNNew＝CFNOld+ΔCFN，其中ΔCFN＝ΔTTI Mod 256
其中，ΔTTI表示新旧时间戳代表的TTI间隔，
ΔCFN表示连接帧号CFN的增量，
ΔHFN表示高位帧号HFN的增量，
HFNOld CFNOld表示控制面处理器发送给用户面处理器的加密计数器值中的HFN、CFN记录，
HFNNew、CFNNew表示用户面处理器倒换后新的加密计数器值中的HFN与CFN。
5.一种采用上述权利要求1～4中任一项所述用户面处理器倒换时加密恢复的方法的装置，用于针对包括控制面处理器和用户面处理器的WCDMA系统中，采用透明模式无线链路控制的业务进行加密恢复，其特征在于，该装置包括：
记录维护模块，用于在业务建立后，通过所述控制面处理器获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；
控制模块，用于在所述控制面处理器检测到所述用户面处理器倒换时，控制该控制面处理模块获取新时间戳与已记录的时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与所述记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；
加密恢复模块，用于在所述用户面处理器倒换时，由新的用户面处理器根据获得的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述记录维护模块进一步包括：
一加密计数器值获取模块，用于通知所述用户面处理器需要获取并发送用户当前的加密计数器值给所述控制面处理器。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述加密恢复模块进一步包括一计算模块，用于将加密计数器值与时间间隔作为参数根据预设公式计算获得新的加密计数器值。
8.一种采用上述权利要求1～4中任一项所述用户面处理器倒换时加密恢复的方法的WCDMA系统，包括控制面处理器和用户面处理器，其特征在于，
所述控制面处理器进一步包括：
一记录维护模块，用于在业务建立后，获取并记录所述用户面处理器的加密计数器值，同时记录当前时间戳；
一控制模块，用于在检测到所述用户面处理器倒换时，控制该控制面处理模块获取新时间戳与已记录的时间戳的时间间隔，并将该时间间隔与所述记录的加密计数器值发送至新的用户面处理器；
所述用户面处理器进一步包括：
一加密恢复模块，用于根据新的用户面处理器获得的加密计数器值与时间间隔获得新的加密计数器值，并使用该新的加密计数器值作为后续加/解密计算中使用的参数，恢复透明模式业务的加/解密处理。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述记录维护模块进一步包括：
一加密计数器值获取模块，用于通知所述用户面处理器需要获取并发送用户当前的加密计数器值给所述控制面处理器。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述加密恢复模块进一步包括：一计算模块，用于将加密计数器值与时间间隔作为参数按照预设公式计算获得新的加密计数器值。
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110105 Termination date: 20180121 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |