DE20321486U1 - Endgerät zum Entschlüsseln eines geteilten Hochgeschwindigkeits-Kontrollkanals - Google Patents

Endgerät zum Entschlüsseln eines geteilten Hochgeschwindigkeits-Kontrollkanals Download PDF

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Abstract

Basisstation zur Verwendung in einem CDMA-Kommunikationssystem, welche folgendes umfasst:
ein Mittel zum Verarbeiten einer Endgerätidentifikation (UE ID) durch Faltungscodieren mit Codierungsrate R = ½ der Endgerätidentifikation, um dadurch einen Code zu erzeugen, der von der Basisstation zum Verschlüsseln eines geteilten Hochgeschwindigkeits-Kontrollkanals (HS-SCCH) verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation zum Senden eines Funksignals konfiguriert ist, über das Nutzdaten an das Endgerät geleitet werden, welche auf einem physikalischen geteilten Hochgeschwindigkeits-Downlink-Kanal (HS-PDSCH) transportiert werden, wobei der HS-PDSCH mit dem HS-SCCH verbunden ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die Erfindung betrifft Funkkommunikationssysteme. Im besonderen betrifft die Erfindung für die Endgerätidentifikation spezifische Verschlüsselungssequenzen für geteilte Hochgeschwindigkeits-Kontrollkanäle (engl. High Speed Shared Control Channels, HS-SCCH).
  • Ein Hochgeschwindigkeits-Downlink-Paketzugriff (engl. High Speed Downlink Packet Access, HSDPA) ist für sogenannte WCDMA-Kommunikationssysteme (engl. Wideband Code Division Multiple Access, Breitbandsystem mit Vielfachzugriff durch Codetrennung) vorgeschlagen worden. Dieser HSDPA-Standard ermöglicht bei hohen Downlink-Datenraten die Unterstützung von Multimediadiensten.
  • Zur Unterstützung von HSDPA werden geteilte Hochgeschwindigkeits-Kontrollkanäle (HS-SCCHs) eingesetzt. Die HS-SCCHs werden zur Signalisierung wichtiger Steuerinformationen an die Endgeräte (UEs) verwendet. Jeder HS-SCCH besteht aus zwei Teilen, die jeweils als Teil-1 und Teil-2 bezeichnet werden. Teil-1 enthält vom Nutzer benötigte zeitkritische Informationen. Diese Informationen sind unter anderem der Channelizationcode-Satz sowie die Art der Modulation, die der physikalische geteilte Hochgeschwindigkeits-Downlink-Kontrollkanal (engl. High Speed Physical Downlink Shared Control Channel, HS-PDSCH) verwendet, auf dem sich die HSDPA-Nutzdaten befinden. Diese Informationen sind zur Unterstützung von HSDPA äußerst wichtig, da bei HSDPA adaptive Modulation und Codierung (AMC) eingesetzt wird.
  • Zum Erhalt seiner Teil-1-Informationen überwacht jedes HSDPA-Endgerät bis zu vier HS-SCCHs auf seine Informationen hin. Die Informationen für ein bestimmtes Endgerät unterscheiden sich von denen anderer Endgeräte durch seine für die Endgerätidentifikation (UE ID) spezifische Verschlüsselungssequenz. Das Endgerät verarbeitet jeden überwachten HS-SCCH mit seiner endgerätidentifikationsspezifischen Verschlüsselungssequenz, um den für das Endgerät beabsichtigten HS-SCCH zu erkennen. Nach der Verarbeitung bestimmt das Endgerät unter Verwendung seiner Verschlüsselungssequenz, auf welchem HS-SCCH, wenn überhaupt, Informationen enthalten waren. Das Endgerät entschlüsselt die auf Teil-1 seines HS-SCCH befindlichen Daten unter Verwendung seiner Verschlüsselungssequenz.
  • Bis vor kurzem wurde eine UE ID mit einer Länge von 10 Bit als Grundlage für die UE ID-spezifische Verschlüsselungssequenz eingesetzt. In diesem Fall wurde diese UE ID in eine Verschlüsselungssequenz einer Länge von 40 Bit konvertiert. Zur Umwandlung der 10 Bit-UE ID in eine UE ID-spezifische Verschlüsselungssequenz mit 40 Bit wird die 10 Bit-UE ID von einem Reed-Muller-Block verarbeitet, woraus sich ein 32 Bit-Code ergibt. Die ersten acht Bit des erzeugten Codes werden wiederholt und an den 32 Bit-Code hinten angehängt, um einen 40 Bit-Code zu erzeugen.
  • Obwohl vorgeschlagen wurde, die Länge der UE ID auf 16 Chips zu erweitern, wird beim gegenwärtigen Vorschlag für die HS-SCCHs eine 10 Bit-UE ID verwendet. Diese UE ID wird zu einer 40 Bit-Verschlüsselungssequenz konvertiert. Um die 10 Bit-UE ID in die 40 Bit-Verschlüsselungssequenz umzuwandeln, wird die 10 Bit-UE ID einer Reed-Muller-Block-Verarbeitung unterzogen, um einen 32 Bit-Code zu erzeugen. Die ersten 8 Bit des erzeugten Codes werden wiederholt und hinten an den 32 Bit-Code angehängt, um einen 40 Bit-Code zu erzeugen.
  • Um die Häufigkeit des Vorkommens von Fehlerkennungen zu verringern, besteht der Wunsch danach, eine gute Trennung zwischen den erzeugten Verschlüsselungscodes für jede UE ID zu haben. Dementsprechend besteht der Wunsch danach, über alternative Ansätze zur Erzeugung von Verschlüsselungscodes zu verfügen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Endgerät umfasst einen Faltungscodierer mit Codierungsrate R = ½. Bei diesem Faltungscodierer ist ein Eingang zum Empfang einer Endgerätidentifikation (UE ID) konfiguriert, und er erzeugt einen mit R = ½ faltungscodierten Code. Bei einer Ratenanpassungs vorrichtung ist ein Eingang zum Empfang des Codes konfiguriert und sie erzeugt einen ratenangepassten Verschlüsselungscode. Eine Mischvorrichtung mischt einen empfangenen Hochgeschwindigkeits-Kontrollkanal (HS-SCCH) mit dem Verschlüsselungscode zum Verschlüsseln codierter Daten des HS-SCCH.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG(EN)
  • Es zeigen:
  • 1A ein bevorzugtes Diagramm einer Schaltung zur Erzeugung eines Codes, der einem bestimmten Nutzer für einen HS-SCCH zugeordnet ist;
  • 1B ein Diagramm eines in Verbindung mit 1A verwendeten Ratenanpassungsblocks;
  • 2A ein bevorzugtes Diagramm einer Schaltung zur Erzeugung eines Codes, der einer Nutzeridentifikation mit einer Länge von 16 Bit zugeordnet ist;
  • 2B ein Diagramm eines in Verbindung mit 2A verwendeten Ratenanpassungsblocks;
  • 3 ein vereinfachtes Endgerät, das den UE ID-spezifischen Verschlüsselungscode verwendet;
  • 4 eine vereinfachte Basisstation, die den UE ID-spezifischen Verschlüsselungscode verwendet.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen anhand der bevorzugten Anwendung der Erfindung zur Verwendung mit dem HSDPA-Standard des WCDMA-Kommunikationssystems des Partnerschaftsprojekts für die 3. Generation (engl. Third Generation Partnership Project, 3GPP) beschrieben werden, kann die Erfindung auch bei anderen CDMA-Kommunikationssystemen eingesetzt werden. Die 1A und 1B zeigen Diagramme einer bevorzugten Schaltung für eine UE ID-spezifische Verschlüsselungssequenz. Eine Endgerätidentifikation (UE ID), XUE, der Länge L wird der Schaltung eingegeben. L kann jede beliebige Länge haben, beispielsweise 8 Bit, 10 Bit, 16 Bit, usw. Die UE ID, XUE = {XUE1, ..., XUEL} wird einem Faltungscodierer 10 mit R = ½ eingegeben, wie es in 1A gezeigt ist. Zusammen mit der UE ID können zusätzliche Bits, beispielsweise Nullen, an das Ende der Eingabezeichenkette angehängt werden, um die Länge der Eingabezeichenkette und somit auch diejenige der Ausgabezeichenkette zu erweitern. Die Verwendung eines Faltungscodierers 10 mit R = ½ ermöglicht ein hohes Maß an Codetrennung zwischen den von verschiedenen UE IDs erzeugten Ausgabezeichenketten. Außerdem wird bei gegenwärtig vorgeschlagenen 3GPP-WCDMA-Kommunikationssystemen ein Faltungscodierer 10 mit R = ½ für eine Vorwärtsfehlerkorrekturtechnik (engl. Forward Error Correction, FEC) eingesetzt. Dementsprechend ist keine zusätzliche Hardware erforderlich, um die faltungscodierte UE ID-spezifische Verschlüsselungssequenz zu erzeugen. Nach der Codierung kann je nach Länge der Ausgabezeichenkette eine Ratenanpassungsstufe 12 hinzugefügt werden, um für den Erhalt einer gewünschten Zeichenkettenlänge Bits zu punktieren.
  • Die 2A und 2B sind Diagramme einer bevorzugten UE ID-spezifischen Verschlüsselungssequenz-Schaltung für einen bevorzugten UE ID-Code der Länge 16, L = 16. Die 16 Bit-UE ID, XUE = {XUE1, ..., XUE16}, wird zusammen mit acht Null-Bits, die an das Ende der Eingabezeichenkette angehängt werden, einem Faltungscodierer 14 mit R = ½ eingegeben. Hieraus ergibt sich die Eingabezeichenkette als XUE1, ..., XUE16, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0. Nach Verarbeitung durch den Faltungscodierer 14 mit R = ½ hat der Ausgabecode eine Länge von 48 Bit, CUE = {CUE1, ..., CUE48}.
  • Zur Verringerung der Länge des Code auf eine bevorzugte Länge von 40 Bit werden acht Bits vorzugsweise punktiert. 2B zeigt die Ratenanpassungsstufe 16 zur Durchführung dieser Punktierung. Nach der Ratenanpassungsstufe 16 beträgt die effektive Länge des Verschlüsselungscodes 40 Bit.
  • 3 zeigt ein vereinfachtes Diagramm eines Endgeräts bei der Entschlüsselung eines HS-SCCH unter Verwendung des UE ID-spezifischen Verschlüsselungscodes. Der UE ID-spezifische Verschlüsselungscode wird, beispielsweise mittels eines Exklusives-ODER-Gatters 18, mit dem empfangenen HS-SCCH zur Verwendung bei der Wiederherstellung der codierten HS-SCCH-Daten gemischt.
  • 4 zeigt ein vereinfachtes Diagramm einer Basisstation bei der Verschlüsselung von codierten Daten mit dem UE ID-spezifischen Verschlüsselungscode zur Übertragung über den HS-SCCH. Die codierten Daten werden mit dem UE ID-Verschlüsselungscode für einen bestimmten Nutzer, beispielsweise mittels eines Exklusives-ODER-Gatters 20, gemischt. Die verschlüsselten Daten werden dann zur Erzeugung des HS-SCCH zur Übertragung an den bestimmten Nutzer verwendet.

Claims (15)

  1. Basisstation zur Verwendung in einem CDMA-Kommunikationssystem, welche folgendes umfasst: ein Mittel zum Verarbeiten einer Endgerätidentifikation (UE ID) durch Faltungscodieren mit Codierungsrate R = ½ der Endgerätidentifikation, um dadurch einen Code zu erzeugen, der von der Basisstation zum Verschlüsseln eines geteilten Hochgeschwindigkeits-Kontrollkanals (HS-SCCH) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation zum Senden eines Funksignals konfiguriert ist, über das Nutzdaten an das Endgerät geleitet werden, welche auf einem physikalischen geteilten Hochgeschwindigkeits-Downlink-Kanal (HS-PDSCH) transportiert werden, wobei der HS-PDSCH mit dem HS-SCCH verbunden ist.
  2. Basisstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der HS-SCCH einen ersten und einen zweiten Teil umfasst und der Code von der Basisstation zum Verschlüsseln lediglich des ersten Teils des HS-SCCH verwendet wird.
  3. Basisstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Endgerätidentifikation 16 Bit beträgt.
  4. Basisstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verarbeiten der Endgerätidentifikation des Weiteren zum Verarbeiten der Endgerätidentifikation und acht an die Endgerätidentifikation angehängter Nullbits konfiguriert ist, um den von der Basisstation zum Entschlüsseln des ersten Teils des HS-SCCHs verwendeten Code zu erzeugen.
  5. Basisstation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verarbeiten der Endgerätidentifikation die Endgerätidentifikation und die acht an die Endgerätidentifikation angehängten Nullbits verarbeitet und das Mittel zum Verarbeiten der Endgerätidentifikation einen 48-Bit-Code erzeugt, und dadurch, dass die Basisstation des Weiteren folgendes umfasst: ein Mittel zum Punktieren von 8 Bit des 48-Bit-Codes zur Erzeugung des von der Basisstation zum Entschlüsseln des ersten Teils des HS-SCCH verwendeten Codes.
  6. Basisstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil des HS-SCCH Channelization- und Modulationsinformation enthält, die zum HS-PDSCH gehört.
  7. Basisstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation Multimediadienste unterstützt.
  8. Basisstation zur Verwendung in einem CDMA-Kommunikationssystem, wobei die Basisstation zum Senden von auf einer Vielzahl von geteilten Hochgeschwindigkeits-Kontrollkanälen (HS-SCCHs) vorhandenen Steuerdaten konfiguriert ist, wobei mindestens einer der Vielzahl von HS-SCCHs von der Basisstation verschlüsselt und anschließend an einem mit dem Kommunikationssystem verbundenen Endgerät mittels eines Entschlüsselungscodes entschlüsselt wird, wobei der Entschlüsselungscode durch Faltungscodieren mit R = ½ einer zum Endgerät gehörenden Endgerätidentifikation (UE ID) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation des Weiteren zum Senden eines Funksignals an das Endgerät konfiguriert ist, welches das Endgerät mit Nutzdaten versorgt, die auf einem mit dem HS-SCCH verbundenen physikalischen Hochgeschwindigkeits-Downlink-Kanal (HS-PDSCH) vorhanden sind.
  9. Basisstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Vielzahl von HS-SCCHs einen ersten und einen zweiten Teil umfasst und dass lediglich der erste Teil des mindestens einen der Vielzahl von HS-SCCHs von der Basisstation verschlüsselt wurde.
  10. Basisstation nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil des mindestens einen der Vielzahl von HS-SCCHs zum HS-PDSCH gehörende Channelization- und Modulationsinformation enthält.
  11. Basisstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Endgerätidentifikation 16 Bit beträgt.
  12. Basisstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation des Weiteren folgendes umfasst: einen Faltungscodierer mit Codierungsrate R = ½, der zur Verarbeitung der Endgerätidentifikation und an der Endgerätidentifikation angehängter acht Nullbits konfiguriert ist, um einen 48-Bit-Code zu erzeugen; ein Mittel zum Punktieren von 8 Bit des 48-Bit-Codes; und ein Mittel zum Mischen des ersten Teils des mindestens einen der Vielzahl von HS-SCCHs mit dem punktierten 48-Bit-Code, um den mindestens einen der Vielzahl von HS-SCCHs zu verschlüsseln.
  13. Basisstation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Mischen des ersten Teils des mindestens einen der Vielzahl von HS-SCCHs mit dem punktierten 48-Bit-Code ein Exklusives-ODER-Gatter umfasst.
  14. Basisstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation Multimediadienste unterstützt.
  15. CDMA-System, das folgendes umfasst: eine Basisstation mit einem Mittel zum Verarbeiten einer Endgerätidentifikation (UE ID) durch Faltungscodieren mit R = ½ der Endgerätidentifikation, um einen Verschlüsselungscode zu erzeugen, der von der Basisstation zum Verschlüsseln eines geteilten Hochgeschwindigkeits-Kontrollkanals (HS-SCCH) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation zum Senden eines Funksignals konfiguriert ist, welches Nutzdaten bereitstellt, die auf einem physikalischen Hochgeschwindigkeits-Downlink-Kanal (HS-PDSCH) vorhanden sind, wobei der HS-PDSCH mit dem HS-SCCH verbunden ist; und ein Endgerät, das zum Empfang des von der Basisstation gesendeten Funksignals konfiguriert ist, wobei dieses Endgerät ein Mittel zum Verarbeiten der Endgerätidentifikation durch Faltungscodieren mit R = ½ der Endgerätidentifikation aufweist, um den Verschlüsselungscode zur Entschlüsselung des verschlüsselten HS-SCCH wiederherzustellen.
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