CN1934890B - 移动通信系统、基站及其中使用的hsdpa传输方法 - Google Patents

移动通信系统、基站及其中使用的hsdpa传输方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种基站，使得能够将HSDPA应用于例如电路交换呼叫的RLC-TM中的无线承载，且能够充分地使用无线容量。呼叫控制器23终止例如NBAP和ALCAP的控制信号，并且在调度器24、加密功能单元21和无线调制器22上施加控制。调度器24进行下行链路用户数据传递中的时分调度。加密控制器21基于呼叫控制器23所提供的加密控制信息，对调度器24中调度的数据执行加密，并将结果数据发送至无线调制器22。无线调制器22进行无线调制，并将数据发送至移动站。

Description

移动通信系统、基站及其中使用的HSDPA传输方法
技术领域
本发明涉及一种移动通信系统、基站和HSDPA(高速下行链路分组接入)传输方法。具体地，本发明涉及一种在HSDPA传输方法中对RLC(无线链路控制)透明型传输模式下的无线承载进行加密。
背景技术
典型地，在DCH(专用信道)中，在移动基站(UE：用户设备)和UTRAN(通用陆地无线接入网)之间建立传输信道级的同步，通过被称为CFN(连接帧数)的定时来传送其传输定时。
在RLC-TM(无线链路控制-透明模式)下的无线承载中，MAC(媒体访问控制)-d协议进行如图4所示的加密，且CFN用于COUNT-C中，用于加密计算。
加密在RLC_AM(无线链路控制-应答模式)和RLC_UM(无线链路控制-非应答模式)下、在无线承载上按照RLC_AM和RLC_UM协议来执行。
另一方面，在HSDPA中，在时分方式下，基本上一个物理信道被多个用户设备共用，且在基站中进行用于实际进行无线通信的调度(例如，参见非专利文档1)。
非专利文档1：“High Speed Downlink PacketAccess(HSDPA)；Overrall description；Stage 2”[3GPP(3rdGeneration Partnership Project)TS25.308 V6.0.0(2003-12)]
发明内容
在上述HSDPA传输方法中，CFN不能用作实际数据传输定时。这导致了一个问题，即不能在RLC-TM下对无线承载(例如电路交换的呼叫)上执行加密。
因此，在HSDPA传输方法应用于IMT(国际移动通信系统)-2000的移动通信网络时，需要将无线资源(例如下行链路信道化代码和下行链路功率)划分并分配为RLC-TM下的无线承载(例如电路交换呼叫)使用的非HSDPA资源和除了RLC-TM之外的无线承载(例如分组呼叫)使用的HSDPA资源。然而，上述移动通信网络具有一个问题，即导致了无线资源中的分配损失并由此使得无线资源不能被全部使用。
因此，本发明的目的是解决上述问题并提供一种移动通信系统，在所述移动通信系统中HSDPA能够应用到RLC-TM下的无线承载，且无线容量能够被全部使用，并且提出了一种基站和其中所使用的HSDPA传输方法。
根据当前系统的移动通信系统是使用HSDPA的移动通信系统，其中由多个移动站以时分的形式共用一个物理信道，且通过基站来进行物理信道上执行无线传输的调度，其中基站具有加密功能，用于防止定向到移动站的控制信号和用户信息在无线部分中被非法窃听。
根据本发明的基站是一种包括于使用HSDPA的移动通信系统之中的基站，其中由多个移动站以时分的形式共用一个物理信道，其中由基站进行调度以执行物理信道上的数据传输，且基站具有加密功能，用于防止定向到移动站的控制信号和用户信息在无线部分中被非法窃听.
根据本发明的HSDPA传输方法是一种使用HSDPA的传输方法，其中由多个移动站以时分的形式共用一个物理信道，且通过基站来进行物理信道上执行无线传输的调度，其中基站这一方执行加密过程，用于防止定向到移动站的控制信号和用户信息在无线部分中被非法窃听。
归功于下面对配置和操作的说明，本发明引起了一种效果，即HSDPA能够应用到RLC-TM中的无线承载(例如电路交换呼叫)，且无线容量能够被全部使用。
附图说明
图1是示出了根据本发明实施例的移动通信系统的配置的框图；
图2是示出了图1中所示的基站的内部配置的框图；
图3是示出了根据本发明实施例的移动通信系统中节点间的操作序列的序列图；
图4是示出了3GPP定义的加密计数器(COUNT-C)的图；以及
图5是示出了根据本发明实施例的加密计数器(COUNT-C)的图。
标号说明
1：移动站(UE：用户设备)
2：基站(节点B)
3：基站控制器(RNC：无线网络控制器)
4：移动转换中心(CN：核心网络)
21：加密功能单元
22：无线调制器
23：呼叫控制器
24：调度器
具体实施方式
在根据本发明的移动通信系统中，使用HSDPA(高速下行链路分组接入)在IMT(国际移动通信系统)的移动系统中实际进行调度的基站执行RLC-TM(无线链路控制-透明模式)下对无线承载的加密。
这样，加密是用于防止控制信号和用户信息在无线部分中被非法窃听的处理方法。通过利用每一个用户的加密密钥和用于加密的加密(ciphering)算法，对控制信号和用户信息进行加密。
当执行加密时，基站控制器将加密参数(密钥、START、加密算法、加密执行定时)通知给基站。基站根据START，对COUNT-C中的高阶比特形成的HFN(超帧数)进行初始化，并组合当前SFN(小区系统帧数计数器)来构建加密计数器(COUNT-C)。基站在加密执行定时之后，执行RLC_TM下对无线承载的加密。
在根据本发明的移动通信系统中，HSDPA还能被应用于使用RLC-TM的无线承载(例如电路交换的呼叫)，作为使用HSDPA的IMT-2000中的移动通信系统中的无线承载。
在使用HSDPA的IMT-2000中的传统移动通信系统中，仅有基站控制器(RNC：无线网络控制器)配备有加密功能.然而在该配置中，不能在如非专利文档1所描述的HSDPA方案中的RLC-TM无线承载上执行加密.
这里，HSDPA传输方法是一种引入的无线方案，用于增加下行链路峰值传输速率、减少延迟以及增加吞吐量，以加快IMT-2000传输方案。
更具体地，通过在基站(节点B)上安装加密功能单元，也可以在根据本发明的移动通信系统中将HSDPA运用于RLC-TM无线承载。基站控制器发送用于提供关于加密的信息通知给基站。结果，可以在基站这一方来执行加密。
由于3GPP定义的加密计数器(COUNT-C)由HFN和CFN(连接帧数)形成，所以不能被应用到HSDPA系统。
另一方面，在根据本发明的移动通信系统中，加密计数器(COUNT-C)由SFN和HFN形成。结果，也能在基站这一方进行加密。
这里，在RLC-TM的情况下，COUNT-C由8位CFN和24位MAC-d HFN形成。HFN在CFN周期递增。COUNT-C与加密密钥和加密计算的算法种类一同使用。
CFN用作移动站(UE：用户设备)和UTRAN(通用陆地无线接入网)之间的第2层/传送信道级的帧计数器。CFN处于0至255帧的范围内[“Synchronization in UTRAN Stage 2”(3GPP TS25.402V6.0.0(2003-12))(在此之后，被称为参考文档1)。
SFN偏离BFN[(节点B帧数(计数器)]T_cells，并用于对广播信息进行寻呼和调度。SFN处于0至4095帧的范围内(见参考文档1)。
RLC(无线链路控制)层向上层提供了三种模式的数据传送服务，即RLC-AM(RLC应答模式)、RLC-UM(RLC非应答模式)和RLC-TM[“RadioLink Control(RLC)protocol specification”(3GPP TS25.322V6.0.0)(2003-12)](在此之后被称为参考文档2)。
如上所述，在根据本发明的移动通信系统中，通过使RLC-TM中的无线承载也能进行加密，能够将HSDPA运用于所有的无线承载。
在根据本发明的移动通信系统中，HSDPA可以应用于所有承载。结果，不需要将无线资源的下行链路信道化代码和下行链路功率划分为HSDPA资源和非HSDPA资源。因此，能够充分地使用用于HSDPA的无线资源。
实施例
将参考附图对本发明的实施例进行说明。图1是示出了根据本发明实施例的移动通信系统的配置的框图。在图1中，根据本发明实施例的移动通信系统包括移动站(UE：用户设备)1、基站(节点B)2、基站控制器(RNC：无线网络控制器)3和移动交换中心(CN：核心网络)4。为基站2设置了加密功能单元21。
图2是示出了图1中所示的基站2的内部配置的框图。在图2中，基站2由加密功能单元21、无线调制器22、呼叫控制器23和调度器24形成。
呼叫控制器23终止例如NBAP(节点B应用部分)和ALCAP(访问链路控制应用协议)的控制信号，并对调度器24、加密功能单元21和无线调制器22施加控制。
调度器24进行下行链路用户数据传输中的时分调度。加密控制器21基于呼叫控制器23提供的加密控制信息，对调度器24调度的数据执行加密，并向无线调制器22发送结果数据。无线调制器22进行无线调制，并向移动站1发送数据。
这里，加密是用于防止控制信号和用户信息在无线部分中被非法窃听的处理方法.通过利用每一个用户的密钥和用于加密算法来加密控制信号和用户信息，来执行加密.
图3是示出了根据本发明实施例的移动通信系统中节点间的操作序列的序列图。图4是示出了3GPP定义的加密计数器(COUNT-C)的图。图5是示出了根据本发明实施例的加密计数器(COUNT-C)的图。将参考图1至5对根据本发明实施例的移动通信系统中节点间的进行操作加以说明。
在根据本发明实施例的使用HSDPA方案的无线传输中，基站2中的加密控制器21在使用RLC-TM(无线链路控制-透明模式)的无线承载上执行加密。
基本地，在HSDPA中，多个移动站通过时分的方式共同使用单一信道。基站进行调度，用于实际进行无线传输。
参考图3，将建立电路交换的呼叫时所施加的加密控制作为例子，对本实施例中的进行操作加以说明。典型地，在电路交换建立前，当DCCH(专用控制信道)(信令连接)在移动站1和移动交换中心4之间建立时，加密控制已经开始。
换句话说，假定关于DCCH的加密已经执行的情况。而且，假定DCCH建立于HS-DSCH(高速-下行链路共享信道)之上。
由于DCCH使用RLC-UM(RLC-非应答模式)和RLC-AM(RLC-应答模式)，如常规方案中，通过基站控制器3这一方上的RLC-UM和RLC-AM实体来进行加密。
参考图3，当建立电路交换呼叫时，通过使用RANAP(无线接入网应用部分)：RAB(无线接入承载)分配请求协议(图3中的A1)，移动交换中心4向基站控制器3发出对电路交换呼叫的RAB建立请求。
基站控制器3决定将电路交换呼叫映射到HS-DSCH上。通过使用NBAP：RL(无线链路)重配置准备，基站控制器3将关于适于建立RAB的HS-DSCH的信息通知给基站2(图3中的A2)。基站通过使用RL重配置就绪返回其应答(图3中的A3)。
之后，基站控制器3根据ALCAP过程，执行建立上行链路的DCH(专用信道)传送承载和下行链路的HS-DSCH传送承载(图3中的A4和A5)。
在网络内的准备完成后，基站控制器3向移动站1发送RRC(无线资源控制)：无线承载建立消息，用于将关于建立电路交换承载的HS-DSCH的信息通知给移动站1(图3中的A7)。同时，基站控制器3向基站2发送RL重配置提交，用于将应用新设定的定时通知给基站2(图3中的A6)。
之后，移动站1设置应用加密的加密执行定时(COUNT-C激活时间)和加密计数器初始值(START)，并通过使用RRC：无线承载建立完成消息，来将加密执行定时和加密计数器初始值通知给基站控制器3(图3中的A8)。到目前为止所描述的操作是普通3GPP中规定的操作。
在本实施例中，基站控制器3向基站2发送“加密开始”消息，致使加密开始，从而将加密执行定时(COUNT-C激活时间)、加密计数器初始值(START)、加密密钥和加密算法通知给基站2(图3中的A9)。之后，基站控制器向移动交换中心4返回RANAP：RAB分配响应(图3中的A10)。
基站2中的呼叫控制器23命令加密功能单元21使用基站控制器3所通知的加密参数来执行加密。加密功能单元21对调度器24发送的RLC-TM无线承载的下行链路数据执行加密，并进行至无线调制器22的传输。
在加密控制中，加密计数器(COUNT-C)用作加密计算的输入。然而，如图4所示，由于RLC-TM的加密计数器(COUNT-C)包括HFN(超帧数)和CFN(连接帧数)，加密计数器不能应用于HSDPA，在HSDPA中基站2原样进行调度。
如图5所示，在本实施例中没有使用CFN，但使用了SFN(小区系统帧数计数器)。换句话说，COUNT-C的32位中包括的12位形成了SFN且剩余的20位形成了HFN。通过加密计数器初始值(START)对HFN进行初始化，然后HFN以SFN为周期递增。顺便提及，在无线解调后，也需要在移动站1这一方进行加密的解密。
因此，在本实施例中，通过当向基站2应用HSDPA时对RLC-TM承载执行加密功能，HSDPA也能够应用于RLC-TM中的无线承载(例如电路交换呼叫)。
此外，在本实施例中，HSDPA方案能够应用于所有承载。因此，不需要将无线资源(信道化代码和功率)划分并分配为HSDPA(例如分组呼叫)和非HSDPA(例如电路交换呼叫)，且HSDPA能够应用于所有无线承载。因此，无线容量可以被充分使用。

Claims (3)

1.一种使用高速下行链路分组接入(HSDPA)的移动通信系统，其中由多个移动站以时分的形式共用一个物理信道，且由基站来进行用于在物理信道上执行无线传输的调度，
其中所述基站具有加密功能，利用加密计数器防止定向到移动站的控制信号和用户信息在无线链路控制-透明模式(RLC-TM)的无线部分中被非法监听，
其中所述加密功能根据在由移动站发布的加密参数中所包括的初始值来初始化超帧数(HFN)，并且通过将初始化的HFN与小区系统帧数(SFN)进行组合来构造所述加密计数器。
2.一种在使用高速下行链路分组接入(HSDPA)的移动通信系统中进行调度以便在物理信道上执行无线传输的基站，在所述移动通信系统中，由多个移动站以时分的形式共用一个物理信道，所述基站包括：
加密功能单元，利用加密计数器来防止定向到移动站的控制信号和用户信息在无线链路控制-透明模式(RLC-TM)的无线部分中被非法监听，
其中所述加密功能单元根据在由移动站发布的加密参数中所包括的初始值来初始化超帧数(HFN)，并且通过将初始化的HFN与小区系统帧数(SFN)进行组合来构造所述加密计数器。
3.一种使用高速下行链路分组接入(HSDPA)的HSDPA传输方法，其中由多个移动站以时分的形式共用一个物理信道，且由基站来进行在物理信道上执行无线传输的调度，所述基站利用加密计数器来防止定向到移动站的控制信号和用户信息在无线链路控制-透明模式(RLC-TM)的无线部分中被非法监听，所述方法包括步骤：
根据在由移动站发布的加密参数中所包括的初始值来初始化超帧数(HFN)；以及
通过将初始化的HFN与小区系统帧数(SFN)进行组合来构造所述加密计数器。
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