CN104378760A - 防止无线通信系统中随机接入过程的滥用 - Google Patents

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Abstract

本发明用于防止无线通信系统中随机接入过程的滥用。提供一种用于防止移动站中随机接入过程的滥用的方法，包括：发射随机接入前导；接收寻址到标识符的随机接入响应消息，所述标识符与由所述移动站发射的所述随机接入前导具有一对一的关联；以及将所述随机接入响应消息解码。

Description

防止无线通信系统中随机接入过程的滥用
本申请是申请号为201080032938.1、申请日为2010年6月28日、发明名称为“防止无线通信系统中随机接入过程的滥用”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开一般涉及无线通信，并且更具体地涉及防止无线通信系统中的恶意用户终端对随机接入过程的滥用。
背景技术
在3GPP LTE中，RACH过程由UE在RACH时刻将随机接入(RA)前导发送到eNB以及从该eNB接收随机接入响应组成。RA响应包括使用的RACH前导、临时C-RNTI分配以及UL资源分配。UE在RA响应中分配的资源上发射“消息3”。RA响应(在PDCCH上)被寻址到与UE用来发射RA前导的RACH时刻相对应的RA-RNTI。在基于竞争的RACH过程中，消息3可以是RRC连接建立请求或RRC连接重建请求。下面我们示出了RACH过程具有的漏洞，恶意UE能够用该漏洞来否定向其他UE的服务。图1图示了LTE随机接入过程。
现有技术图2图示了用于利用RACH漏洞的已知的过程。恶意UE能够(通过在PDCCH上搜索有效的RA-RNTI)简单监听RA响应并获取UL许可。然后，它可以使用在UL许可中分配的资源来发送假消息3。例如，恶意UE发送RRC连接重建请求作为消息3，将随机选择的MAC-I、任何C-RNTI以及PCI包括在内。eNB不能识别请求重建的UE；因此它拒绝RRC连接建立。合法UE可能已经开始了用于RRC连接重建或RRC连接建立的RACH过程。在这两种情况下，合法UE尝试发送消息3失败并且它重试该过程。恶意UE重复该过程并且这导致了对合法UE的服务的否定。
即使在非竞争的RACH过程的情况下，恶意UE也能够否定对合法UE的服务。例如，在切换期间，当UE执行用于UL同步到目标小区的RACH时，恶意UE可以捕获RA响应并使用在UL许可中指示的资源来发送指示切换失败的RRC连接重建请求。这使得合法UE最终切换失败。
如在图3-5中图示的，当前的LTE MAC规范TS 36.321列出了随机接入响应消息的结构。它示出了由UE使用的RA前导反映(echo)在MAC子报头中，该MAC子报头对应于供UE使用的随机接入响应PDU。注意到，RA响应消息可以包含多个RA响应。也就是说，RA响应消息可以对在特定的RACH时刻发送RA前导的多个UE做出响应。也注意到，RA响应消息被寻址到“RA-RNTI”。在每个无线电帧中，RA-RNTI和RACH时刻之间存在一对一关联。
一旦连同下面描述的附图仔细考虑本公开的下面的具体实施方式，则本公开的各个方面、特征以及优点对于本领域普通技术人员将变得更加完全显而易见。已经为了清楚而简化了附图并且附图不一定按比例绘制。
附图说明
图1图示了现有技术的随机接入过程。
图2图示了用于利用随机接入过程漏洞的现有技术的过程。
图3图示了E/T/RAPID MAC子报头。
图4图示了E/T/R/R/BI MAC子报头。
图5图示了MAC RAR。
具体实施方式
本公开集中于构造随机接入响应，使得仅所希望的UE能够正确地利用在它里面包括的UL许可。
在本公开的第一实施例中，UL许可被加扰在RA响应消息中，使得恶意UE不能正确将它解码。根据这个实施例，eNB被配置成：通过(图5中示出的)MAC RAR块来计算CRC；使用所接收到的RA前导来加扰所计算的CRC；使用所接收到的RA前导来加扰MAC RAR块；以及在RA响应消息中发射已加扰的MAC RAR块和已加扰的CRC。
接收RA响应消息和在它里面的MAC RAR块的UE被配置成：使用它发射的RA前导来解扰所接收到的MAC RAR块和对应的接收到的CRC，以分别获得已解扰的RAR和已解扰的CRC；以及计算已解扰的RAR的CRC。如果已解扰的RAR的CRC等于已解扰的CRC，则UE认为RAR要供给它自己使用。否则，RAR要供另外的UE使用。由合法UE使用的RA前导不被恶意UE所知。恶意UE将不得不尝试所有64个RA前导以尝试成功地解码该消息。在当前的PDU结构中，可以发射CRC取代RA前导ID(“RAPID”)。
根据本公开的另一个实施例，eNB将RA响应消息寻址到RNTI，该RNTI与(实际的)RA-RNTI偏移接收到的RA前导。当前在发射RACH前导以后，UE等待寻址到RA-RNTI的RA响应消息，其中RA-RNTI是t_id+10×f_id；其中0≤t_id<10并且0≤f_id<6。RA-RNTI的最大值是59。代替这个的是，UE将等待寻址到RNTI t_id+10×f_id+(pr×64)的RA响应消息，其中pr是由eNB接收到的RA前导。这确保了RNTI的6个最低有效位是RA-RNTI并且接下来的6个最低有效位是前导pr。
UE通过查找正确的RNTI来接收RA响应消息，并且恶意UE不能确定要查找的正确的RNTI，因为它不知道由合法UE发射的RA前导。这个实施例可以被完整地实现作为MAC规范中的改变。它也消除了在RA响应消息中反映RA前导的需要，因此使得RA响应消息更小。注意到，当前MAC规范允许将多个RA响应包括在单个RA响应消息中。对于要使用的第二实施例，仅一个RA响应可以被包括在RA响应消息中，并且这将要求改变3GPP LTE MAC规范。
根据本公开的第三实施例，eNB发射比特串S，该比特串S是对RA前导ID施加加扰函数SCR的结果。所希望的UE可以使用这个用于验证。eNB通过在UL许可中的信令资源R+f(pr)来分配用于消息3传输的资源R，其中pr是由UE发射的RA前导，并且f是将前导映射到离散数值偏移的函数。偏移可以是频率偏移或时间偏移。注意到，如果使用频率偏移，则f取决于小区带宽。
接收RA响应消息的UE将接收到的所有已加扰的前导ID解扰，并检查以弄清结果是否包括它发射的前导。如果包括它发射的前导ID，则它将用于来自RA响应中用信号通知的RB R’的消息3传输的开始资源块确定为R′-f(pr)。
虽然已经以建立所有权和使得本领域普通技术人员能够制造和使用本公开的方式描述了本公开及其最佳模式，但是将明白和理解，存在与在此公开的示例性实施例的等同物，并且在没有脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其做出修改和变化，本发明的范围和精神不是由示例性实施例来限制，而是由权利要求来限制。

Claims (27)

1.一种在移动站中防止随机接入过程的滥用的方法，所述方法包括：
发射包括第一标识符的随机接入前导，所述第一标识符对应于所述移动站用来发射所述随机接入前导的随机接入信道时刻；
接收寻址到第二标识符的随机接入响应消息，所述第二标识符从所述第一标识符偏移；以及
将所述随机接入响应消息解码。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二标识符以离散数值偏移从所述第一标识符偏移。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述离散数值偏移等于pr乘以64，其中，pr是所述随机接入前导。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二标识符从所述第一标识符时间偏移。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二标识符从所述第一标识符频率偏移。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二标识符是随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
接收寻址到所述第二标识符以外的标识符的随机接入响应消息；以及
丢弃所述随机接入响应消息。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括接收随机接入前导集合的指示，并且其中发射随机接入前导包括发射来自所述随机接入前导集合的随机接入前导。
9.一种在基站中防止随机接入过程的滥用的方法，所述方法包括：
从移动站接收包括第一标识符的随机接入前导，所述第一标识符对应于曾用来发射所述基站所接收到的随机接入前导的随机接入信道时刻；
构造寻址到第二标识符的用于第一移动站的随机接入响应消息，所述第二标识符从所述第一标识符偏移；以及
发射所述随机接入响应消息。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二标识符以离散数值偏移从所述第一标识符偏移。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述离散数值偏移等于pr乘以64，其中，pr是所述随机接入前导。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二标识符从所述第一标识符时间偏移。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二标识符从所述第一标识符频率偏移。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二标识符是随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)。
15.根据权利要求9所述的方法，进一步包括发射随机接入前导集合的指示，并且其中接收随机接入前导包括接收来自所述随机接入前导集合的随机接入前导。
16.一种无线通信装置，包括：
收发器，所述收发器被配置成发射具有第一标识符的随机接入前导以及接收随机接入响应消息，所述第一标识符对应于所述收发器用来发射所述随机接入前导的随机接入信道时刻；
耦合到所述收发器的控制器，所述控制器被配置成控制所述无线通信装置的操作，
所述控制器包括随机接入响应处理模块，
所述随机接入响应处理模块被配置成对所述收发器编程以将寻址到第二标识符的随机接入响应消息解码，其中，所述第二标识符从所述第一标识符偏移。
17.根据权利要求16所述的无线通信装置，其中，所述第二标识符以离散数值偏移从所述第一标识符偏移。
18.根据权利要求17所述的无线通信装置，其中，所述离散数值偏移等于pr乘以64，其中，pr是所述随机接入前导。
19.根据权利要求16所述的无线通信装置，其中，所述第二标识符从所述第一标识符时间偏移。
20.根据权利要求16所述的无线通信装置，其中，所述第二标识符从所述第一标识符频率偏移。
21.根据权利要求16所述的无线通信装置，其中，所述第二标识符是随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)。
22.一种基站，包括：
收发器，所述收发器被配置成接收包括第一标识符的随机接入前导以及发射随机接入响应到移动站，所述第一标识符对应于移动站曾用来发射所述收发器所接收到的随机接入前导的随机接入信道时刻；
耦合到所述收发器的控制器，所述控制器被配置成向移动站分配用于消息的传输的资源，
所述控制器包括随机接入响应消息生成模块，
所述随机接入响应消息生成模块被配置成生成寻址到第二标识符的随机接入响应消息，其中，所述第二标识符从所述第一标识符偏移。
23.根据权利要求22所述的v，其中，所述第二标识符以离散数值偏移从所述第一标识符偏移。
24.根据权利要求23所述的基站，其中，所述离散数值偏移等于pr乘以64，其中，pr是所述随机接入前导。
25.根据权利要求22所述的基站，其中，所述第二标识符从所述第一标识符时间偏移。
26.根据权利要求22所述的基站，其中，所述第二标识符从所述第一标识符频率偏移。
27.根据权利要求22所述的基站，其中，所述第二标识符是随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)。
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