CZ292988B6 - Radiokumunikační přístroj typu zabezpečené komunikace a rozšiřovací jednotka jako součást tohoto přístroje - Google Patents

Abstract

Přístroj zahrnuje rádiový terminál (10) přizpůsobený pro připojení na veřejnou síť mobilních telefonů podporující zvukové a datové kanály. Přístroj dále zahrnuje mimo jiné rozšiřovací jednotku (60) připojitelnou na rozhraní dat rádiového terminálu (10) a umožňující komunikace na kanálech dat sítě. Tato rozšiřovací jednotka (60) obsahuje mikrofon (62), sluchátko (64), digitalizér (66) zvuku a šifrovací modul (67). Její vnější vzhled je stejný jako vzhled klasického mobilního rádiového terminálu. V režimu zabezpečené komunikace signál pocházející z mikrofonu (62) rozšiřovací jednotky (60) je zpracován digitalizérem (66) zvuku, pak šifrovacím modulem (67) pro výrobu dat vyslaných na datové rozhraní terminálu a data přijatá na datovém rozhraní (32) terminálu (10) jsou zpracována šifrovacím modulem (67) a digitalizérem (66) zvuku pro sluchátko (64) rozšiřovací jednotky (60).ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká radiokomunikačního mobilního přístroje, který svému uživateli nabízí možnost důvěrné komunikace s ostatními účastníky hovoru.

Důvěrnou komunikací se zde rozumí komunikace mající zvukové signály šifrované podle šifrovací metody a/nebo šifrovacího klíče, které znají pouze účastníci nebo organizace, která je seskupuje.

Vynález má zejména za cíl autorizovat takové důvěrné komunikace v širokých zeměpisných zónách.

Dosavadní stav techniky

Současný rozmach veřejných radiotelefonických celulámích sítí nabízí lákavou možnost vzhledem k existujícímu počtu stanic které zajišťují velmi významné územní pokrytí.

Některé z celulámích sítí umožňují šifrování zvukové komunikace. To je případ zejména evropského systému GSM a systémů od něj odvozených. Nicméně provedené šifrování zpravidla zajišťuje důvěrnost spojení jen v prostředí fázového rozhraní. Dokonce v případě GSM komunikace mezi dvěma mobilními terminály jsou zvukové signály dešifrovány a transkódovány (mezi 13 a 64 kbitů/S) pro spoje mezi různými entitami infrastruktury v zemi. Bezpečnost komunikace pak není dokonalá. Mimo toho jsou funkce šifrování pod kontrolou obsluhy sítě a nikoliv uživatelů, což není uspokojivá situace pro zajištění důvěrnosti ve výše uvedeném smyslu.

Cílem předkládaného vynálezu je vyřešit radiokomunikační zařízení vhodné pro důvěrnou komunikaci prostřednictvím stávající infrastruktury veřejné sítě mobilních telefonů. Je rovněž žádoucí, aby bylo možné použít zařízení diskrétně a navíc za přijatelnou mírnou cenu.

Podstata vynálezu

Vynález tedy řeší radiokomunikační přístroj, zahrnující rádiový terminál přizpůsobený pro připojení na veřejnou síť mobilních telefonů podporující zvukové a datové kanály, přičemž rádiový terminál zahrnuje datové rozhraní pro připojení jednotky vstupu/výstupu dat umožňující komunikaci na datových kanálech sítě. Podle vynálezu dále obsahuje jednotku vstupu/výstupu dat a rozšiřovací jednotku, která má vnější vzhled podobný radiokomunikačnímu terminálu a která obsahuje alespoň mikrofon, sluchátko, digitalizér zvuku a šifrovací modul. V režimu zabezpečené komunikace tvoří digitalizér zvuku ze signálu vycházejícího z mikrofonu binární tok, který šifrovací modul zpracuje na data předaná na datové rozhraní pro přenos datovým kanálem a data přítomná na datovém rozhraní po příjmu datovým kanálem jsou dešifrována šifrovacím modulem, takže vzniká binární tok, který digitalizér zvuku dekóduje pro sluchátko.

Vynález rovněž využívá existence datového kanálu v některých radiotelefonických sítích. Důvěrné komunikace používají těchto datových kanálů jednoduše. Data takto vyměněná představují zvukové signály a jsou šifrována a dešifrována na každém konci komunikace. Třetí strana, dohlížející na komunikační dráhu, nemá bez znalosti způsobu kódování, způsobu šifrování a klíčů použitých k šifrování žádný přístup ke zvukovým signálům.

-1 CZ 292988 B6

Nezbytné funkce zabezpečeného způsobu komunikace jsou seskupeny v rozšiřovací jednotce stávajícího rádiového terminálu. Pro sestavení sady pro toto zvláštní využití se takto lze vyhnout nutnosti vytvořit samostatný rádiový terminál kompatibilní s veřejnou sítí. Důsledkem je významné snížení pořizovací ceny zařízení. Výhoda úspory je ještě posílena využitím běžného rádiového terminálu tím, že těží z výhod velkého množství běžných radiomobilů, například z rozvoje celulámích numerických sítí jako GSM.

Další výhodou zařízení podle vynálezu je jeho diskrétnost. Použitý rádiový terminál může uživatel nosit diskrétně v oděvu a připojený například kabílkem k rozšiřovací jednotce, kterou drží v ruce. Rozšiřovací jednotka má přitom vnější vzhled jako radiokomunikační terminál, takže pozorovatel má pocit, že se jedná o běžné rádiové spojení a ne o spojení zvláštní, důvěrné.

Další zvláštnosti a výhody předkládaného vynálezu vyplynou z popisu příkladu konkrétního provedení a z připojených obrázků.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje radiokomunikační přístroj podle vynálezu ve funkci. Obrázky 2 a 3 jsou příslušná bloková schémata rozšiřovací jednotky a rádiového terminálu, tvořící část zařízení podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje osobu, používající radiokomunikační zařízení podle vynálezu, a to rádiový terminál 10. rozšiřovací jednotku 60 a spojovací kabel 50. Uživatel si nese sestavu diskrétním způsobem, může totiž rádiový terminál 10 umístit do kapsy oděvu a rozšiřovací jednotku 60 držet v ruce, kabely 50 mohou procházet například rukávem oděvu a nemusí být viditelné.

Rádiový terminál 10. jehož blokové schéma je nakresleno na obr. 3, je obyčejný terminál, kompatibilní s veřejnou radiotelefonní sítí. V pokračování popisu a vysvětlování se bude uvažovat případ sítě GSM, aniž by se však vynález na tento případ omezoval.

Podrobný popis GSM je běžnému odborníkovi znám. Rádiový terminál 10 zahrnuje: mikrofon 12 a sluchátko 14. digitalizér 16 zvuku (typu RPE-LTP) v souladu s normou GSM, modulátor/demodulátor 18 zajišťující funkci kódování dekódování kanálu a tvarování rastru AMTR (násobný přístup distribuce v čase) pod kontrolou řídicího modulu 20, rádiový stupeň 22 uskutečňující rozhraní s anténou 24 terminálu, snímač 26 dat z přenosných nosičů nebo karty STM (Subscriber Identity Module - identifikační modul účastníka), kde jsou uskladněny údaje o předplatném účastníka, aby mohl řídicí modul 20 provádět úlohy ověřování a řízení předvolání podle norem GSM, klávesnici 28 pro volbu čísel účastníků nebo volání jiných funkcí, znovunabíjecí baterii 30 pro elektrické napájení různých modulů terminálu.

Terminál 10 je mimo to opatřen jistým počtem externích rozhraní seskupených v jednotném konektoru 40, na kterém se větví spojovací kabel 50. Tato rozhraní zahrnují: datové rozhraní 32 pro připojení vnější jednotky vstupu/výstupu dat. Rozhraní 32 je spojeno s modulátorem/demodulátorem 18 pro dodávání dat k vysílání podle datového kanálu rádiové sítě a pro přenos demodulovaných dat po příjmu na datovém kanálu rádiové sítě směrem k jednotce vstupu/výstupu dat. Ve většině známých aplikací jednotka vstupu/výstupu dat je zpravidla mikropočítač nebo fax: rozhraní 34 antény pro připojení externí antény. Takové rozhraní je často plánováno pro využití terminálu v automobilu, aby rádiový stupeň 22 mohl využít anténu vozidla, audio rozhraní 36. aby digitalizér 16 zvuku mohl přijímat své audio signály externího mikrofonu místo mikrofonu 12 a předávat audio signály směrem k hlasitému mluvítku nebo externímu sluchátku

-2CZ 292988 B6 spíše než ke sluchátku 14. Takové audio rozhraní 36 je často plánováno pro spojení se zařízením volných rukou na terminálu, povelové rozhraní 38 pro připojení externí klávesnice místo klávesnice 28 pro volbu čísel nebo pro další povely (nejčastěji je externí klávesnice mikropočítač nebo fax připojený k datovému rozhraní 32).

Příklad terminálu GSM 10 seskupujícího výše uvedená rozhraní vtémže konektoru 40 je terminál MATRACOM 2050 prodávaný přihlašovatelem.

Vynález navrhuje připojit k takovému rádiovému terminálu rozšiřovací jednotku 60, která má vnější vzhled stejný jako radiotelefonní terminál a je opatřena konektorem 90, který je doplňkovým konektorem ke konektoru 40 pro větvení spojovacího kabelu 50.

Rozšiřovací jednotka 60 zahrnuje mikrofon 62 a sluchátko 64, specifický digitalizér 66 zvuku pro zabezpečenou komunikaci a šifrovací modul 67. Šifrovací modul 67 je připojen na datové rozhraní 32 rádiového terminálu 10 prostřednictvím konektoru 90 a spojovacího kabelu 50.

V režimu zabezpečené komunikace tvoří rozšiřovací jednotka 60, přesněji šifrovací modul 67, jednotku vstupu/výstupu dat připojenou k datovému rozhraní 32 rádiového terminálu 10. Zvukové signály přijaté z mikrofonu 62 jsou kódovány digitalizérem 66 zvuku, pak šifrovány šifrovacím modulem 67, který takto vyrábí data odesílaná na datové rozhraní 32. V jiném smyslu, data přijatá od datového rozhraní 32 jsou dešifrována šifrovacím modulem 67, pak dekódována digitalizérem 66 zvuku, přičemž zvukový signál takto převedený je převeden do sluchátka 64.

Šifrovaná zvuková komunikace používá tedy datových kanálů celulámí sítě. V případě sítí GSM se předpokládají (viz doporučení GSM 02,02) datové kanály až do 9600 bitů/s, s výkonností minimálně postačující pro velký počet známých digitalizérů zvuku. Protistrana uživatele může být vybavena zařízením téhož typu nebo ještě nehybným zařízením vysílání/příjem dat, které je schopné dešifrovat přenášenou zprávu.

Funkce rozšiřovací jednotky 60 je kontrolována řídicím modulem 70, který spolupracuje se snímačem 76 přenosného nosiče dat. Tímto nosičem dat je například čipová karta svěřená uživateli, která může obsahovat data stejného druhu jako SIM moduly systému GSM a která může mít stejné vlastnosti rozhraní. Ale tyto údaje se týkají uživatele ve vztahu k jeho organizaci nebo k jeho korespondentům a nikoliv ve vztahu k operátorovi veřejné sítě (modul SIM systému GSM musí proto být přítomen ve snímači 28 terminálu GSM 10). Řídicí modul 70 zajišťuje zejména postupy ověření a/nebo identifikace mezi uživatelem a jeho korespondentem podle předem určeného protokolu tím, že porovnává odpovídající data s přenosným nosičem přítomným ve snímači 76. Řídicí modul 70 mimo jiné definuje podle protokolu šifrovací klíč nebo klíče, které modul 67 potřebuje.

Rozšiřovací jednotka 60 obsahuje s výhodou anténu 74. která se připojí na rozhraní 34 antény prostřednictvím konektoru 90 a kabelu 50 pro ustavení externí antény rádiového terminálu 10.

Mikrofon 62 a sluchátko 64 rozšiřovací jednotky 60 mohou rovněž být využity v audio rozhraní 36 prostřednictvím konektoru 90 a propojovacího kabelu 50 pro vytvoření externího mikrofonu a externího sluchátka s digitalizérem 16 zvuku rádiového terminálu 10. Uživatel může tedy využít rozšiřovací jednotku 60 jak pro komunikaci v bezpečnostním režimu (přes digitalizér 66 zvuku, šifrovací modul 67 a datový kanál), tak i může zvolit komunikační režim nezabezpečený (prostřednictvím digitalizérů 16 zvuku a zvukového kanálu sítě).

Řídicí modul 70 je připojen k dalšímu rozhraní uživatele tvořeného klávesnicí 78, která umožňuje uživateli volit číslo jeho korespondentů (přičemž klávesnice 78 je připojena jako externí klávesnice k povelovému rozhraní 38 prostřednictvím řídicího modulu 70, zvolit režim komuni-3CZ 292988 B6 kace (zabezpečený nebo nezabezpečený) a případně zvolit další funkce. Rozšiřovací jednotka 60 může rovněž obsahovat oznamovací obrazovku, neznázoměno.

Konečně rozšiřovací jednotka 60 obsahuje nabíjecí baterii pro elektrické napájení jejích různých 5 součástí.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Radiokomunikační přístroj, zahrnující rádiový terminál (10) přizpůsobený pro připojení na veřejnou síť mobilních telefonů podporující zvukové a datové kanály, přičemž rádiový terminál

   15 (10) zahrnuje datové rozhraní (32) pro připojení jednotky vstupu/výstupu dat umožňující spojení na datových kanálech sítě, vyznačující se tím, že dále obsahuje jako vstup/výstup dat rozšiřovací jednotku (60), která má vnější vzhled podobný terminálu radiokomunikace a která obsahuje alespoň mikrofon (62), sluchátko (64), digítalizér (66) zvuku spojený s mikrofonem (62) a sluchátkem (64), a šifrovací modul (67) spojený na jedné straně s digitalizérem 20 (66) zvuku a na druhé straně s datovým rozhraním (32), a tím, že přístroj má režim zabezpečené komunikace, a tím, že digítalizér (66) zvuku je vybaven k tvorbě binárního toku ze signálu vycházejícího z mikrofonu, a tím, že šifrovací modul (67) je vybaven ke zpracování binárního toku, aby vytvořil v režimu zabezpečené komunikace data, která předá na datové rozhraní (32) pro přenos datovým kanálem, a tím, že šifrovací modul (67) je vybaven pro dešifrování dat 25 přítomných na datovém rozhraní (32) v režimu zabezpečené komunikace po příjmu dat datovým kanálem pro vytvoření binárního toku, a tím, že digítalizér (66) zvuku je vybaven k dekódování binárního toku pro řízení sluchátka.
2. 2. Přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že rádiový terminál (10) zahrnuje 30 rozhraní (34) antény vybavené k umožnění připojení externí antény pro vysílání a příjem rádiových vln terminálem (10), a tím, že rozšiřovací jednotka (60) obsahuje anténu (74) připojenou na rozhraní (34) antény rádiového terminálu (10) jako externí anténa.
3. 3. Přístroj podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že rádiový terminál (10) 35 zahrnuje digítalizér (16) zvuku přizpůsobený na zvukový kanál veřejné sítě mobilních telefonů a audio rozhraní (36) uzpůsobené k připojení na digítalizér (16) zvuku rádiového terminálu (10) externího mikrofonu a externího sluchátka, a tím, že mikrofon (62) a sluchátko (64) rozšiřovací jednotky (60) jsou připojeny na audio rozhraní (36) jakožto externí mikrofon a externí sluchátko v režimu nezabezpečené komunikace.
4. 4. Přístroj podle nároků laž3, vyznačující se tím, že rádiový terminál (10) zahrnuje povelové rozhraní (38) vybavené k umožnění připojení vnější klávesnice pro číselnou volbu a že rozšiřovací jednotka (60) obsahuje klávesnici (78) připojenou na povelové rozhraní (38) jako vnější klávesnice.
5. 5. Přístroj podle nároků laž4, vyznačující se tím, že rozšiřovací jednotka (60) obsahuje řídicí modul (70) uzpůsobený křížení alespoň způsobu zabezpečené komunikace a snímač (76) přenosného nosiče dat uzpůsobený k výměně dat ověření a/nebo identifikace mezi řídicím modulem (70) a nosičem dat předaným snímači (76).
6. 6. Rozšiřovací jednotka (60) pro rádiový terminál (10) přizpůsobený pro spojení s veřejnou sítí mobilních telefonů podporující zvukové a datové kanály, přičemž rozšiřovací jednotka (60) je napojena na rádiový terminál (10) datovým rozhraním (32) pro umožnění komunikace po

   -4CZ 292988 B6 datových kanálech sítě, vyznačující se tí m, že rozšiřovací jednotka (60) je spojitelná s rádiovým terminálem (10) jako jednotka vstupu/výstupu dat, a tím, že má vnější vzhled podobný radiokomunikačnímu terminálu, a tím, že obsahuje alespoň mikrofon (62), sluchátko (64), digitalizér (66) zvuku spojený s mikrofonem (62) a sluchátkem (64) a šifrovací modul (67) spojený na jedné straně s digitalizérem (66) zvuku a na druhé straně s datovým rozhraním (32), a tím, že digitalizér (66) zvuku je vybaven k tvorbě binárního toku ze signálu vycházejícího z mikrofonu (62), a tím, že šifrovací modul (67) je vybaven ke zpracování binárního toku, aby vytvořil v režimu zabezpečené komunikace data, která předá na datové rozhraní (32) pro přenos datovým kanálem, a tím, že šifrovací modul (67) je vybaven pro dešifrování dat přítomných na datovém rozhraní (32) v režimu zabezpečené komunikace pro vytvoření binárního toku, a tím, že digitalizér (66) zvuku je vybaven k dekódování binárního toku pro řízení sluchátka (64).
7. 7. Rozšiřovací jednotka (60) pro rádiový terminál (10) podle nároku 6, vyznačující se tím, že zahrnuje rozhraní (34) antény vybavené kumožnění připojení externí antény pro vysílání a příjem rádiových vln terminálem a obsahuje anténu (74) připojitelnou na rozhraní (34) antény jako anténa externí.
8. 8. Rozšiřovací jednotka (60) pro rádiový terminál (10) podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že zahrnuje digitalizér (16) zvuku uzpůsobený kpřipojení na veřejnou síť mobilních telefonů aaudio rozhraní (36) vybavené k umožnění připojení k digitalizéru (16) zvuku rádiového terminálu (10) z externího mikrofonu a externího sluchátka, přičemž mikrofon (62) a sluchátko (64) rozšiřovací jednotky (60) jsou připojitelné k audio rozhraní (36) jakožto externí mikrofon a externí sluchátko v režimu nezabezpečené komunikace.
9. 9. Rozšiřovací jednotka (60) pro rádiový terminál (10) podle kteréhokoliv nároku 6 až 8, vyznačující se tím, že obsahuje povelové rozhraní (38) vybavené k umožnění připojení vnější klávesnice pro číselnou volbu a zahrnuje klávesnici (78) připojitelnou na povelové rozhraní (38) jako vnější klávesnice.
10. 10. Rozšiřovací jednotka (60) pro rádiový terminál (10) podle kteréhokoliv nároku 6 až 9, vyznačující se tím, že obsahuje řídicí modul (70) uzpůsobený k řízení alespoň režimu zabezpečené komunikace a snímač (76) přenosného nosiče dat vybavený k výměně dat ověření a/nebo identifikace mezi řídicím modulem (70) a nosičem dat předaným snímači (76).