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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Kommunikationssystem
und insbesondere auf ein Verfahren zum Wählen eines Verschlüsselungsprozesses,
wenn eine Funkbetriebsmittel-Steuerungsschicht einen Funkträger bezeichnet.
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2. Hintergrund
der verwandten Technik
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Im
3rd Generation Partnership Project (3GPP),
das ein Netz- und Funkzugriffssystem der dritten Generation ist,
ist die Funkbetriebsmittel-Steuerungsschicht (RRC-Schicht) eine
Protokollschicht, die jede Schicht steuert. Die RRC-Schicht gehört zur dritten
Schicht von 3 unteren Schichten des OSI-Referenzmodells. Die drei
niedrigeren Schichten umfassen eine Paketdatenkonvergenz-Protokollschicht
(PDCP-Schicht), eine Rundfunk-/Sammelsendungs-Schicht (BMC-Schicht), eine Funkverbindungs-Steuerungsschicht
(RLC-Schicht), eine Mediumzugriffs-Steuerungsschicht (MAC-Schicht)
und eine physikalische Schicht (PHY-Schicht). Hierbei gehört die PHY-Schicht
zur ersten Schicht, während
die anderen Schichten, d. h. die PDCP-Schicht, die BMC-Schicht,
die RLC-Schicht und die MAC-Schicht, zur zweiten Schicht gehören.
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1 ist
ein Prinzipschaltbild, das eine Konfiguration des Funkschnittstellenprotokolls
im 3GPP zeigt. Das Funkschnittstellenprotokoll umfasst eine RRC-Schicht 10,
die jede Schicht steuert, eine PDCP-Schicht 21, die Paketdaten überträgt, eine BMC-Schicht 22,
die Rundfunk- und Sammelsendungsdaten überträgt, eine RLC-Schicht 23,
die als Sicherungsschicht für
die Flusskontrolle verantwortlich ist, eine MAC-Schicht 24,
die unter Anwendung einer geeigneten Abbildungsbeziehung zwischen
einem logischen Kanal und einem Transportkanal die von der RLC-Schicht 23 bereitgestellten
Daten überträgt (oder
trägt),
und eine PHY-Schicht 30, die Daten durch Einspeisen der
Daten in einen physikalischen Kanal zu einem Funkabschnitt überträgt.
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Die
RRC-Schicht 10 ist nur auf einer Steuerungsebene definiert
und in Verbindung mit dem Einrichten, dem Rücksetzen und der Freigabe von
Funkträger (RB)
für das
Steuern der Transportkanäle
und der physikalischen Kanäle
verantwortlich. Die Funkträger
einzurichten, heißt
Protokollschichten und Kanaleigenschaften, die erforderlich sind,
um einen spezifischen Dienst bereitzustellen, zu definieren und jeden
konkreten Parameter und jedes konkrete Betriebsverfahren zu bezeichnen.
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Das
PDCP 21 befindet sich in einem oberen Abschnitt der RLC-Schicht
und macht die Daten, die über
ein Netzprotokoll wie etwa IPv4 oder IPv6 gesendet worden sind, über eine
Luftschnittstelle übertragbar.
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Die
BMC-Schicht 22 überträgt eine
Nachricht von einem Zellenrundfunkzentrum (CBC) über die Luftschnittstelle.
Genauer stellt die BMC-Schicht 22 eine Zellenrundfunknachricht,
die durch eine Seite übertragen
worden ist, in einer Liste zusammen, bevor sie die Nachricht wirklich überträgt. Im Allgemeinen überträgt die BMC-Schicht 22 die
Daten über
die RLC-Schicht 23, die in einer Nichtquittierungsbetriebsart
(UM) betrieben wird.
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Die
RLC-Schicht 23 konfiguriert eine geeignete RLC-Protokolldateneinheit
(RLC-PDU) für
die Übertragung,
um das Merkmal einer besseren Segmentierung und Verkettung für die RLC-Dienstdateneinheit
(RLC-SDU), die von einer höheren
Schicht übertragen
wird, zu erzielen. Die RLC-Schicht 23 übt eine Funktion der automatischen
Anforderungswiederholung (ARQ) aus, die für die Rückübertragung einer während der Übertragung
verloren gegangenen RLC-PDU
verantwortlich ist. Auf der Grundlage, wie eine RLC-PDU von einer
höheren
Schicht übertragen wird,
kann der Betrieb der RLC-Schicht 23 als Durchlässigkeitsbetriebsart
(TM), als Quittierungsbetriebsart (AM) und als Nichtquittierungsbetriebsart
(UM) gekennzeichnet werden. Die RLC-Schicht 23 enthält einen
RLC-Puffer zum Speichern der RLC-SDU oder der RLC-PDU.
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Ein
logischer Kanal (L CH: Logical CHannel) ist zwischen die RLC-Schicht 23 und
die MAC-Schicht 24, die auf diesen zugreifen, geschaltet.
Um das Frequenzteilungsduplex (FDD) durchzuführen, verwendet das derzeitige
3GPP 6 logische Kanäle,
die DTCH, DCCH, DTCH, CCCH, BCCH und PCCH umfassen.
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Der
Dedicated Traffic CHannel (DTCH) ist ein Kanal, der dedizierte Daten
einer spezifischen Benutzereinrichtung (UE) überträgt, während der Dedicated Control
CHannel (DCCH) ein Kanal ist, der dedizierte Steuerinformationen
einer spezifischen Benutzereinrichtung überträgt. Der Common Traffic CHannel
(CTCH) ist ein Kanal, der gemeinsame Daten an mehrere Benutzereinrichtungen überträgt, während der
Common Control CHannel (CCCH) ein Kanal ist, der gemeinsame Steuerinformationen
an mehrere Benutzereinrichtungen überträgt. Außerdem ist der Broadcast Control
CHannel (BCCH) ein Kanal, der Rundfunkinformationen überträgt, während der
Paging Control CHannel (PCCH) ein Kanal ist, der Funkrufinformationen überträgt.
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Der
Transportkanal (T_CH: Transport CHannel) ist zwischen die MAC-Schicht 24 und
die PHY-Schicht 30, die auf diesen zugreifen, geschaltet. In
diesem Fall werden zur Unterstützung
von FDD 7 Kanäle,
die DCH, BCH, FACH, PCH, RACH, CPCH und DSCH umfassen, verwendet.
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Vor
allen Dingen ist der Dedicated CHannel (DCH) ein Kanal zum Übertragen
von dedizierten Daten einer spezifischen Benutzereinrichtung, während der
Broadcast CHannel (BCH) ein Kanal zum Übertragen von Rundfunkinformationen
ist. Der Forward Access CHannel (FACH) ist ein Kanal zum Übertragen
von Vorwärts-(Abwärts)-Daten,
während
der Paging CHannel (PCH) ein Kanal zum Übertragen von Funkrufinformationen
ist. Der Random Access CHannel (RACH) ist ein Kanal zum Übertragen
von Rückwärtsdaten,
während
der Common Packet CHannel (CPCH) ein Kanal zum Übertragen von Kleinpaketdaten
ist und der Downlink Shared CHannel (DSCH) ein Kanal zum Übertragen
eines großen Datenvolumens
in Vorwärtsrichtung
ist.
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Um
einen Transportkanal (T_CH) zu bilden, können mehrere logische Kanäle (L_CH)
gemultiplext werden. Ähnlich
können
mehrere Transportkanäle
(T_CH) gemultiplext werden, um einen physikalischen Kanal zu bilden.
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Unter
Verwendung der oben beschriebenen und durch 2 veranschaulichten
Konfiguration führt
das Funkschnittstellenprotokoll einen Funkträger-(RB)-Einrichtprozess aus,
um Eigenschaften von Schichten und Kanälen, die zum Bereitstellen
eines spezifischen Dienstes erforderlich sind, zu definieren oder
zu spezifizieren. Dieser Funkträger-Einrichtprozess
ist in 2 gezeigt.
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Genauer
zeigt 2 das Verfahren zum Einrichten eines Funkträgers in
dem Funkschnittstellenprotokoll der verwandten Technik. Um den RB
einzurichten, empfängt
die RRC-Schicht 204 zuerst einen Funkträger-Einrichtbefehl von einer
oder von jeder Schicht einschließlich einer Peer-RRC 201,
einer höheren
Schicht 202 bzw. einer BMC-Schicht 203 (S211 bis
S213). Danach überträgt die RRC-Schicht 204 den
Funkträger-Einrichtbefehl
an niedrigere Schichten (z. B. die BMC-Schicht 203, die
PDCP-Schicht 205, die RLC-Schicht 206, die MAC-Schicht 207 oder
die PHY-Schicht 208), um eine geeignete Schicht für den Datendienst
einzurichten (S221 bis S225). Durch den Funkträger-Einrichtprozess wird daher
entschieden, ob die PDCP-Schicht 205 und die BMC-Schicht 203 zu
verwendet werden sollen. Außerdem
wird entschieden, welche von mehreren RLC-Betriebsarten, darunter
insbesondere die Quittierungsbetriebsart (AM), die Nichtquittierungsbetriebsart
(UM) oder die Durchlässigkeitsbetriebsart
(TM), verwendet werden soll. Überdies
wird während
des Erzeugens einer RLC-Entität
entschieden, welcher logische Kanal zwischen der RLC-Schicht 206 und
der MAC-Schicht 207 verwendet werden soll und welcher physikalische
Kanal in der PHY-Schicht 208 verwendet werden soll. Kurz
gesagt, ein Funkträger
wird eingerichtet, indem seine Parameter und sein Betriebsverfahren
spezifiziert werden.
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Die
RLC-Schicht 206 ist anders als die anderen Schichten nicht
stets verfügbar.
Tatsächlich
wird sie nur erzeugt, wenn der RB eingerichtet und nach dem Bereitstellen
eines Dienstes verworfen wird.
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Nach
dem derzeitigen 3GPP-Standard muss ein RB eine RLC-Entität verwenden.
Außerdem
kann eine Benutzereinrichtung maximal 32 Funkträger gleichzeitig unterbringen,
wobei anders als bei anderen Schichten mehrere RLC-Entitäten gleichzeitig vorhanden
sein können.
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Die
RLC-Entität
ist in eine Durchlässigkeitsbetriebsart-Entität (TM-Entität), an die
keine RLC-Kopfzeile anfügbar
ist, und eine Nichtdurchlässigkeitsbetriebsart-Entität, an die
eine RLC-Kopfzeile anfügbar
ist, unterteilt. Die Nichtdurchlässigkeitsbetriebsart-Entität kann in
die Quittierungsbetriebsart-Entität (AM-Entität), die ein Quittierungssignal
besitzt, und in die Nichtquittierungsbetriebsart-Entität (UM-Entität), die
kein Quittierungssignal besitzt, weiter unterteilt werden.
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Mit
Bezug auf 3 wird nun die Konfiguration
der RLC-AM-Entität
erläutert.
Wie in der Zeichnung gezeigt ist, führt die AM-Entität 320 auf
der Sendeseite einen Segmentierungs-/Verkettungsprozess aus, 301,
um aus den von einer höheren
Schicht empfangenen Dienstdateneinheiten Protokolldateneinheiten
gleicher Größe zu erzeugen.
Anschließend wird
eine Kopfzeile mit einer laufenden Nummer (SN) in die Protokolldateneinheit
integriert, 302.
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Die
PDU einschließlich
der Kopfzeile wird für den
Fall, dass sie später
zurück übertragen
werden muss, in einem Rücksendepuffer
gespeichert, 303. In der Zwischenzeit wird diese PDU durch
einen Multiplexer gemultiplext, 304, und wegen der Datensicherheit
verschlüsselt, 305.
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Nachträglich wird
die verschlüsselte
PDU in dem Sendepuffer vorübergehend
gespeichert, 306, und an einen Einstellfelderblock übertragen, 307.
Mit dem Einstellfelderblock 307 werden andere Felder (z.
B. das D/C- und Abruffeld) mit Ausnahme der laufenden Nummer der
RLC-Kopfzeile auf geeignete Werte eingestellt und an eine niedrigere
Schicht übertragen.
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Die
mit Dateninformationen von einer höheren Schicht beladene PDU
wird als AM-Daten-(AMD)-PDU bezeichnet, wobei ihre Konfiguration in 4 gezeigt
ist. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, enthält die RLC-Schicht zwei Arten
von Protokolldateneinheiten mit unterschiedlichen Formaten. Eine davon
ist eine Nichtquittierte-Daten-PDU (UMD-PDU), die speziell dann
verwendet wird, wenn an die Sendeseite kein Quittierungssignal gesendet werden
muss. Die andere ist eine Quittierte-Daten-PDU (AMD-PDU), die dann
verwendet wird, wenn an die Sendeseite ein Quittierungssignal gesendet
werden muss. Wie in 4 gezeigt ist, enthält eine
AMD-PDU eine Kopfzeile, eine Längenindikatorgruppe,
Daten und Stopfbits (PAD) oder eine Huckepack-PDU.
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Das
Verschlüsseln
wird nur an der AMD-PDU ausgeführt.
Die Kopfzeilengruppe, insbesondere die ersten zwei Bytes (eine Gruppe,
die die laufende Nummer umfasst), wird nicht verschlüsselt; lediglich
die Gruppen nach der Kopfzeilengruppe werden verschlüsselt.
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Die
Empfangsseite der AM-Entität 320 demultiplexiert
die von einer niedrigeren Schicht übertragenen Protokolldateneinheiten, 308,
und speichert die demultiplexierten Protokolldateneinheiten vorübergehend
in dem Empfangspuffer, 309. Sobald alle zum Konfigurieren
einer kompletten SDU erforderlichen Protokolldateneinheiten empfangen
worden sind, entschlüsselt
die AM-Entität 320 diese
Protokolldateneinheiten, 310, entfernt die RLC-Kopfzeile, 311,
vereinigt die entschlüsselten
Protokolldateneinheiten wieder in der SDU, 312, und überträgt sie an eine
höhere
Schicht.
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5 zeigt
eine RLC-UM-Entität 500.
Die UM-Entität 500 der
Sendeseite 501 führt
den Segmentierungs-/Verkettungsprozess aus, 503, um die von
einer höheren
Schicht empfangenen Dienstdateneinheiten zu PDUs gleicher Größe zu formen
und verschlüsselt
die PDU wegen der Datensicherheit, 504. Später konfiguriert
die RLC-UM-Entität 500 UMD-Protokolldateneinheiten
durch Aufnehmen der Kopfzeile mit einer laufenden Nummer, 505,
Speichern der UMD-Protokolldateneinheiten in dem Sendepuffer, 506,
und Übertragen
der UMD-PDUs über eine
niedrigere Schicht an den Funkabschnitt.
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6 zeigt
die Konfiguration der UMD-PDU. Wie in 6 gezeigt
ist, enthält
eine UMD-PDU eine Kopfzeile, eine Längenindikatorgruppe, Daten
und Stopfbits (PAD). Das erste Byte in dem UMD-PDU-Format gibt eine
Kopfzeile mit einer laufenden Nummer an. Diese Kopfzeilengruppe
wird nicht verschlüsselt;
jedoch wird der Rest der Gruppe verschlüsselt.
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Wie
wiederum in 5 gezeigt ist, empfängt die
UM-Entität 500 der
Empfangsseite 502 die UMD-PDU und speichert sie vorübergehend
in dem Empfangspuffer, 507. Wenn alle zum Konfigurieren einer
kompletten SDU erforderlichen Protokolldateneinheiten empfangen
worden sind, wird die RLC-Kopfzeile aus den Protokolldateneinheiten
entfernt, 508. Danach entschlüsselt die UM-Entität 500 die
Protokolldateneinheiten, 509, vereinigt die entschlüsselten
Protokolldateneinheiten wieder in den SDUs, 510, und überträgt die SDUs
schließlich
an eine höhere
Schicht.
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Das
3GPP-System führt
den Verschlüsselungsprozess
aus, um die Benutzerdaten zu sichern. Der Verschlüsselungsprozess
wird in der RLC-Schicht insbesondere dann, wenn die AM und die UM
betroffen sind, gemäß der RLC-Betriebsart ausgeführt. Andererseits
wird das Verschlüsseln
in der MAC-Schicht ausgeführt,
wenn die TM betroffen ist. Eine Sache, die hierbei anzumerken ist,
ist, dass nicht alle Daten verschlüsselt werden. Das heißt, dass
der Verschlüsselungsprozess
im Fall der AM und der UM nur an den Daten, die an die logischen Kanäle DTCH
oder DCCH übertragen
werden, jedoch nicht für
die anderen logischen Kanäle
ausgeführt
wird. Außerdem
durchlaufen im Fall der TM nur die an den Transportkanal DCH, jedoch
nicht an die anderen Transportka näle übertragenen Daten den Verschlüsselungsprozess.
Dieser Verschlüsselungsprozess
ist aber nicht für
jeden Funkträger
verfügbar. Stattdessen
wird entschieden, ob der Verschlüsselungsprozess
insgesamt an sämtlichen
der Funkträger
ausgeführt
werden soll.
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Im
Allgemeinen stellt die Empfangsseite, wenn an sie die verschlüsselten
Daten von der Sendeseite übertragen
werden, die Daten durch den Verschlüsselungsprozess wieder her.
Zu diesem Zeitpunkt ist es wichtig, dass die Sendeseite und die Empfangsseite
denselben Algorithmus und dieselben Verschlüsselungsparameter bzw. verschlüsselten
Parameter verwenden, um Daten genauer zu senden und zu empfangen.
Dies wird durch Bezugnahme auf die 3 und 5 verständlicher.
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Jedoch
besteht ein Problem des herkömmlichen
Verfahrens darin, dass der Verschlüsselungsprozess nicht an einem
einzelnen Funkträger
ausgeführt
werden kann, da der Verschlüsselungsprozess an
allen Funkträgern
oder an keinem ausgeführt
wird. Mit anderen Worten, wenn der Benutzer den Verschlüsselungsprozess
lediglich an einem bestimmten Funkträger ausführen und die anderen Funkträger unverändert belassen
will, ist das Verfahren der verwandten Technik zum Einrichten des
Funkträgers
gewiss nicht die richtige Wahl.
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Beispielsweise
verwenden die BMC-Daten gegenwärtig
die RLC-UM-Entität
und werden an den CTCH aus der Zahl anderer logischer Kanäle übertragen.
Daher wird an den BMC-Daten kein Verschlüsselungsprozess ausgeführt. Das
Problem ist hierbei, dass es innerhalb der BMC-Daten sowohl Daten,
die nicht verschlüsselt
werden müssen,
als auch Daten, die verschlüsselt
werden müssen,
gibt. Folglich muss der Verschlüsselungsprozess
an den Funkträgern
selektiv ausgeführt
werden, Beispielsweise umfasst der BMC-Dienst den Kurznachrichtendienst-Zellenrundfunkdienst
(SMS-CB-Dienst), den Kurznachrichtendienst-Punkt-zu-Punkt-Dienst (SMS-PP-Dienst),
den IP-Sammelsendungsdienst usw. Der SMS-CB-Dienst enthält die Informationen für die gesamte
Benutzereinrichtung in einer Zelle, so dass keine Notwendigkeit
besteht, den Verschlüsselungsprozess
auszuführen.
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Umgekehrt
ist, soweit der SMS-PP-Dienst betroffen ist, der Verschlüsselungsprozess
notwendig, weil eine spezifische Benutzereinrichtung lediglich eine Nachricht
für eine
andere spezifische Benutzereinrichtung enthält. Ähnlich sollten beim IP-Sammelsendungsdienst
die Informationen an eine Benutzereinrichtung in einer besonderen
Gruppe übertragen
werden, damit der Verschlüsselungsprozess nicht
nochmals erfolgen muss. Jedoch gibt es gemäß dem vorhergehenden Verfahren
zum Einrichten des Funkträgers,
wenn der SMS-PP-Dienst
oder der IP-Sammelsendungsdienst betroffen sind, nur zwei Optionen
für die
Einrichtungen, nämlich,
diese gemeinsam oder gar nicht zu verschlüsseln. Daher war eine unterschiedliche
Behandlung des Verschlüsselungsdienstes
unmöglich
und konnten der SMS-CB-Dienst und der SMS-PP-Dienst keinesfalls gleichzeitig
ausgeführt
werden.
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Im Übrigen könnte das
herkömmliche
Verfahren zum Einrichten des Funkträgers dann, wenn ein spezifischer
Dienst unter gleichzeitigem Verschlüsseln von diesem bereitgestellt
wird und danach entschieden wird, den Dienst ab einem bestimmten Punkt
nicht mehr zu verschlüsseln,
die Verschlüsselung
an dem spezifischen Funkträger
nicht einfach ändern
und müssten
stattdessen sämtliche
Funkträger
von Beginn an zurückgesetzt
werden. Ferner müssen
die Informationen über
jede Schicht erneut gesammelt werden, um alle Funkträger einzurichten, wobei,
während
dies erfolgt, eine Vielzahl von Zeichengabe-Overheads erzeugt werden.
Noch schlimmer ist, dass beim Entscheiden, ob der spezifische Funkträger verschlüsselt werden
soll, eine große Menge
an Zeit verschwendet wird.
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Der
Stand der Technik, wie er oben beschrieben worden ist, ist z. B.
in den 3GPP-Standards TS 25.301 V4.0.0 (2001-03), TS 25.322 V3.6.0 (2001-03),
TS 25.331 V4.0.0 (2001-03) und TS 24.007 V3.7.0 (2001-03) offenbart.
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WO
00/54456 offenbart ein Verfahren zum Verschlüsseln der Datenübertragung
in einem Funksystem, das die Schritte umfasst, in denen ein Verschlüsselungsschlüssel erzeugt
wird und in einem Verschlüsselungsalgorithmus
anhand des Verschlüsselungsschlüssels und
eines zusätzlichen
kanalspezifischen Parameters eine Verschlüsselungsmaske erzeugt wird,
um so jeden Kanal einer Benutzereinrichtung einzeln zu verschlüsseln.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, wenigstens die oben genannten Probleme und/oder
Nachteile zu beseitigen und wenigstens die nachstehenden Vorteile
zu schaffen.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
für das
Einrichten eines Funkträgers
in einem Funkschnittstellenprotokoll zu schaffen, um einen Verschlüsselungsprozess
an jedem Funkträger
wahlweise durch Entscheiden, ob der Verschlüsselungsprozess beim Einrichten
eines Funkträgers
ausgeführt
werden soll, auszuführen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zum Ändern
der Verschlüsselungsleistungsinformationen
im Verlauf des Bereitstellens eines Datendienstes unter Verwendung
der eingerichteten Funkträger
zu schaffen.
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Diese
Aufgaben werden durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Verfeierungen
und vorteilhafte Umgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
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Die
bezeichnete Schicht umfasst eine höhere Schicht, eine Rundfunk-/Sammelsendungs-Schicht
(BMC-Schicht) oder/und eine Peer-RRC-Schicht.
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Die
Funkverbindungs-Steuerungsschicht (RLC-Schicht) wird erzeugt, wenn
ein Funkträger
eingerichtet wird.
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Die
Verschlüsselungsleistungsinformationen
können
während
der Bereitstellung eines Datendienstes unter Verwendung eines Funkträgers, der eingerichtet
worden ist, geändert
werden, wobei das Ändern
der Verschlüsselungsleistungsinformationen dadurch
erzielt wird, dass ein Verschlüsselungsindikator,
der von der bezeichneten Schicht übertragen wird, geändert wird.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zum Ausführen
eines Verschlüsselungsprozesses
in einem Funkschnittstellenprotokoll vorgesehen, wobei das Verfahren
das Übertragen
von Verschlüsselungsleistungsinformationen
und Funkträger-Einrichtungsinformationen
von einer bezeichneten Schicht an eine Funkbetriebsmittel-Steuerungsschicht
(RRC-Schicht) bei
Empfang einer Funkträger-Einrichtanforderung,
das Einrichten in der RRC-Schicht eines Funkträgers einer niedrigeren Schicht
in Übereinstim mung
mit den Funkträger-Einrichtungsinformationen,
das Erzeugen einer Funkerbindungs-Steuerungsschicht (RLC-Schicht)
in Reaktion auf die Anforderung nach der Einrichtung eines Funkträgers und
das Verschlüsseln
von Daten in der RLC-Schicht in Übereinstimmung
mit den Verschlüsselungsleistungsinformationen
umfasst.
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Der
Verschlüsselungsprozess
wird von der RLC-Schicht ausgeführt,
die jedes Mal, wenn die Anforderung nach der Einrichtung eines Funkträgers gestellt
wird, neu erzeugt wird.
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In
einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
Verfahren zum Ändern
einer Verschlüsselung
vorgesehen, die das Ausführen eines
Verschlüsselungsprozesses
an Daten in einer Funkverbindungs-Steuerungsschicht (RLC-Schicht) in Übereinstimmung
mit den Verschlüsselungsleistungsinformationen,
die von einer bezeichneten Schicht übertragen werden, das Aktualisieren
der Verschlüsselungsleistungsinformationen
in der bezeichneten Schicht, das Übertragen der aktualisierten
Verschlüsselungsleistungsinformationen
an die RLC-Schicht und das Ausführen
des Verschlüsselungsprozesses
an den Daten in Übereinstimmung mit
den aktualisierten Verschlüsselungsleistungsinformationen
umfasst.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Datenverschlüsselungsverfahren
in einem Mobiltelekommunikations-Sender/Empfänger vorgesehen, das das Einrichten
einer Funkverbindungs-Steuerungsschicht (RLC-Schicht) und eines Funkträgers in
einer Funkbetriebsmittel-Steuerungsschicht (RRC-Schicht), um eine
Datendienstanforderung zu erfüllen,
das Übertragen
von Verschlüsselungsleistungsinformationen
auf dem Funkträger
von der RRC-Schicht
an die RLC-Schicht und das Verschlüsseln von Daten, die von der
RLC-Schicht über den
Funkträger übertragen
werden, in Übereinstimmung
mit den Verschlüsselungsleistungsinformationen
umfasst.
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Vorzugsweise
werden die Funkträger-Einrichtungsinformationen
von der bezeichneten Schicht an die RRC-Schicht übertragen.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zum Einrichten eines Funkträgers
in einem Funkträgerprotokoll
vorgesehen, das das Übertragen
von Verschlüsselungsleistungsinformationen
von einer bezeich neten Schicht an eine Funkverbindungssteuerungs-Steuerungsschicht
(RLC-Schicht) und
das Verschlüsseln
von durch den Funkträger übermittelten
Informationen in der RLC-Schicht in Übereinstimmung mit den Verschlüsselungsleistungsinformationen
umfasst.
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Zusätzliche
Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in
der folgenden Beschreibung dargelegt und werden teilweise Fachleuten
bei Durchsicht des Folgenden deutlich oder sind aus der praktischen
Anwendung der Erfindung erlernbar. Die Aufgaben und Vorteile der
Erfindung können
so erfüllt
und erzielt werden, wie dies speziell in den beigefügten Ansprüchen aufgezeigt
wird.
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KURZBESCHREIBUND
DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die folgende Zeichnung, in der gleiche
Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, genau beschrieben. In
der Zeichnung zeigen:
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1 ein
Prinzipschaltbild, das eine Konfiguration eines Funkschnittstellenprotokolls
im 3rd Generation Partnership Project (3GPP)
der verwandten Technik zeigt;
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2 ein
Verfahren zum Einrichten eines Funkträgers in einem Funkschnittstellenprotokoll
gemäß der verwandten
Technik;
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3 eine
Konfiguration einer Funkverbindungssteuerungs-Quittierungsbetriebsart-Entität (RLC-AM-Entität);
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4 eine
Formatkonfiguration der in 3 verwendeten
Funkverbindungssteuerungs-AM-Daten-Protokolldateneinheit (RLC-AMD-PDU);
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5 eine
Konfiguration einer Funkverbindungssteuerungs-Nichtquittierungsbetriebsart-Entität (RLC-UM-Entität);
-
6 eine
Formatkonfiguration der in 5 verwendeten
Funkverbindungssteuerungs-UM-Daten-PDU (RLC-UMD-PDU);
-
7 ein
Verfahren zum Einrichten eines Funkträgers in einem Funkschnittstellenprotokoll
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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8 einen
Funkbetriebsmittelsteuerungs-Dienstzugriffspunkt (RRC-SAP) gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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7 zeigt
ein Verfahren zum Einrichten eines Funkträgers in einem Funkschnittstellenprotokoll in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zum Einrichten eines
Funkträgers
der vorliegenden Erfindung unterstützt die Übertragung von Informationen,
die angeben, ob ein Verschlüsselungsprozess
ausgeführt
werden soll. Das Verfahren ist besonders nützlich, wenn wenigstens eine
Schicht unter einer höheren
Schicht, einer Peer-Funkbetriebsmittel-Steuerungsschicht (RRC-Schicht)
oder einer Rundfunk-/Sammelsendungs-Steuerungsschicht (BMC-Schicht)
die Funkträgereinrichtung
von einer RRC-Schicht anfordert, wobei die RRC-Schicht den Funkträger gemäß der Anforderung
in einer niedrigeren Schicht einrichtet und gleichzeitig die Informationen
darüber,
ob der Verschlüsselungsprozess ausgeführt werden
soll, an eine Funkverbindungs-Steuerungsschicht (RLC-Schicht) überträgt, die
als Folge das Verschlüsseln
von Daten bestimmt. Es sei angemerkt, dass die oben erwähnte RLC-Schicht
jedes Mal, wenn der Funkträger
eingerichtet wird, erzeugt werden kann.
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Wie
in 7 gezeigt ist, werden dann, wenn ein Funkträger-Einrichtbefehl
von der Peer-RRC-Schicht 701, der höheren Schicht 702 bzw.
der BMC-Schicht 703 an die RRC-Schicht 704 übertragen
wird, um verschiedenartige Dienste für eine spezifische Benutzereinrichtung
(UE) bereitzustellen, auch die Verschlüsselungsleistungsinformationen übertragen
(S611 bis S613). Die Verschlüsselungsleistungsinformationen
geben an, ob der Verschlüsselungsprozess
ausgeführt
werden soll, und sind vorzugsweise ein Verschlüsselungsindikator.
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8 zeigt
einen Funkbetriebsmittelsteuerungs-Dienstzugriffspunkt (RRC-SAP)
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die
Anwendung dieser Prozedur auf verschiedene Schichten wird nun beschrieben.
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1)
Der Funkträger-Einrichtbefehl
und die Verschlüsselungsleistungsinformationen
werden von der höheren
Schicht 702 an die RRC-Schicht 704 übertragen
(S612).
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Wenn
von der höheren
Schicht 702 ein bestimmter Dienst für eine niedrigere Schicht bereitgestellt
wird, schickt sie zuerst den Funkträger-Einrichtbefehl an ihre
niedrigere Schicht, die RRC-Schicht 704, um in dieser den
Funkträger
einzurichten (S612). Dies wird als Nichtzugriffsschicht-Nachricht (NAS-Nachricht,
wobei die NAS einer oberen Gruppe einer AS entspricht) bezeichnet.
Die NAS-Nachricht ist in einer Steuerebene angeordnet und kann von der
NAS 801 über
einen Funkbetriebsmittelsteuerungs-Dienstzugriffspunkt (RRC-SAP) 803 an
die Zugriffsschicht (AS) 802 (d. h. eine Gruppe, die die RRC-Schicht,
die BMC-Schicht, die PDCP-Schicht, die RLC-Schicht, die MAC-Schicht,
die PHY-Schicht usw.
umfasst) übertragen
werden. Der RRC-SAP 803 umfasst drei verschiedenartige
Dienstzugriffspunkte wie etwa einen Gesamtsteuerungs-(GC)-SAP, einen Benachrichtigungs-(Nt)-SAP und
einen Dediziertsteuerungs-(DC)-SAP.
Daher kann beim Übertragen
des Funkträger-Einrichtbefehls
an die RRC-Schicht 704 mittels
der NAS-Nachricht der Verschlüsselungsindikator
in der NAS-Nachricht enthalten sein. Die RRC-Schicht 704,
die die NAS-Nachricht empfangen hat, richtet einen geeigneten Funkträger für den Dienst,
der für
ihre niedrigeren Schichten, vorzugsweise die BMC-Schicht 703, die
PDCP-Schicht 705, die RLC-Schicht 706, die MAC-Schicht 707 und
die PHY-Schicht 708, bereitzustellen ist, ein (S621 bis
S625). Zusätzlich überträgt die RRC-Schicht 704 den
Verschlüsselungsindikator an
die RLC-Schicht 706. Dann führt die RLC-Schicht 706 die
Datenverschlüsselung
gemäß dem Verschlüsselungsbezeichner
aus. Zu diesem Zeitpunkt können
je nach Art des Dienstes die BMC-Schicht 703 und
die PDCP-Schicht 705 verwendet werden.
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2)
Der Funkträger-Einrichtbefehl
und die Verschlüsselungsleistungsinformationen
werden von der Peer-RRC-Schicht 701 an die RRC-Schicht 704 übertragen
werden (S611).
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Der
Funkträger-Einrichtprozess
der Peer-RRC-Schicht 701 ist Teil der Funkträger-Einstellprozedur
für die
höhere
Schicht 702. Falls von der höheren Schicht 702 ein
bestimmter Dienst bereitgestellt werden sollte, richtet die höhere Schicht 702 daher
ihre niedrigere Schicht und gleichzeitig mit dieser ihre ei gene
Peer-Entität
ein. In dieser Weise werden die Daten, die übertragen werden müssen, an
die Peer-RRC-Schicht 701 ausgesendet. Dazu schickt die
RRC-Schicht 704,
die einen Funkträger-Einrichtbefehl
von der höheren
Schicht 702 empfangen hat, den Funkträger-Einrichtbefehl über ein Informationselement
an ihre Peer-RRC-Schicht 701. Die Peer-RRC-Schicht 701 richtet
außerdem
ihre niedrigere Schicht eine (S611). Die Datenverschlüsselung
kann in der RLC-Schicht 706 initiiert
werden, indem der Verschlüsselungsindikator
in das Informationselement eingeführt wird, um die RLC-Schicht 706 darüber zu informieren,
ob der Verschlüsselungsprozess
ausgeführt
werden soll. Der Grund, weshalb zwischen der höheren Schicht 702 und
der Peer-RRC-Schicht 701 unterschieden wird, ist der, dass
vom Gesichtspunkt einer RRC-Schicht 704 der Funkträger-Einrichtbefehl
an die NAS 801 oder an die Peer-RRC-Schicht 701 übertragen
werden kann.
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3)
Der Funkträger-Einrichtbefehl
und die Verschlüsselungsleistungsinformationen
werden von der BMC-Schicht 703 an die RRC-Schicht 704 übertragen
(S613).
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Die
Rundfunk-/Sammelsendungs-Dienstfunktion wird in einem Zellenrundfunkzentrum
(CBC), das sich in einem Kernnetz (CN) befindet, ausgeübt. Beim Übertragen
irgendwelcher Rundfunkinformationen schickt das CBS einen Funkträger-Einrichtbefehl an
die BMC-Schicht 703, wobei die BMC-Schicht 703 den
Funkträger-Einrichtbefehl über ein
Stammelement an ihre RRC-Schicht 704 überträgt (S613).
Zu diesem Zeitpunkt wird der Verschlüsselungsindikator zur Übertragung
in das Stammelement eingeführt. Die
RRC-Schicht 704,
die das Stammelement empfängt,
richtet ihre niedrigere Schicht ein und übermittelt diese zum selben
Zeitpunkt an die RRC-Schicht der anderen Partei, was bewirkt, dass
eine niedrigere Schicht der anderen Partei ebenso eingerichtet wird. Zusätzlich überträgt die BMC-Schicht 703 den
Verschlüsselungsindikator
zum Verschlüsseln
der Daten an die RLC-Schicht 706 (S621 bis S625).
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Da
die Informationen, die von der höheren Schicht 702,
der Peer-RRC-Schicht 701 und der BMC-Schicht 703 übertragen
werden, eine Signalisierungsnachricht ist, die Steuerinformationen
anstatt Benutzerdaten liefert, besitzt sie keine besondere Form
wie die PDU oder SDU. Genauer gesagt werden der Funkträger-Einrichtbefehl
und der Verschlüsselungsindikator
durch die NAS-Nach richt, wenn die höhere Schicht 702 den
Funkträger-Einrichtbefehl
sendet, durch das Informationselement, wenn die Peer-RRC-Schicht 701 den
Funkträger-Einrichtbefehl
sendet, und durch das Stammelement, wenn die BMC-Schicht 703 den Funkträger-Einrichtbefehl
sendet, übertragen.
Wenn die RRC-Schicht 704 die
den Funkträger-Einrichtbefehl betreffende
Anforderung empfängt,
schickt sie den Befehl über
das Stammelement an ihre niedrigere Schicht.
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Normalerweise
kann das Verschlüsseln
in der RLC-Schicht 706 und in der MAC-Schicht 707 ausgeführt werden.
Genauer muss der Verschlüsselungsprozess
nicht an jedem Funkträger
ausgeführt werden,
da alle Funkträger
die MAC-Schicht 707 gemeinsam verwenden. Wenn die RLC-Schicht 706 betroffen
ist, kann jedoch das wahlweise Verschlüsseln wahlweise ausgeführt werden,
da die Schicht für
jeden Funkträger
getrennt erzeugt wird.
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Beispielsweise
wird im Fall der RLC-Schicht 706 der Verschlüsselungsprozess
für jeden
Funkträger
lediglich in der AM und der UM, jedoch nicht in der TM ausgeführt. Der
Grund dafür
ist, dass die Verschlüsselung
in der TM in der MAC-Schicht 707 ausgeführt wird, so dass für einen
Funkträger
kein eigener Verschlüsselungsprozess
notwendig ist.
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Die
RLC-AM oder die RLC-UM empfängt
den Funkträger-Einrichtbefehl
von der RRC-Schicht 704, richtet weitere Parameter ein
und entscheidet gleichzeitig, ob der Verschlüsselungsprozess auszuführen ist.
Falls entschieden wird, den Verschlüsselungsprozess auszuführen, verschlüsselt die
RLC-AM oder die RLC-UM die Daten und überträgt die verschlüsselten
Daten an die MAC-Schicht 707. Falls andererseits der Verschlüsselungsprozess
nicht ausgeführt worden
ist, überträgt die RLC-AM
oder die RLC-UM die Daten, ohne den Verschlüsselungsprozess auszuführen, direkt
an die MAC-Schicht 707.
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Falls
die RRC-Schicht 704 die BMC-Schicht 703 einrichtet, überträgt sie daher
CTCH-Umgebungs-(Konfigurations)-Einrichtungsinformationen an die
BMC-Schicht 703 unter
Verwendung des CBMC-CONFIG-REG (S621).
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Falls
die RRC-Schicht 704 die PDCP-Schicht 705 einrichtet, überträgt sie zusätzlich Kopfzeilenkompressionsinformationen,
RLC-SAP-Informationen (d. h. solche, die die RLC außerhalb
von AM/UM/TM verwenden sollte) und Informa tionen darüber, ob
unter Verwendung des CPDCP-CONFIG-REG eine Synchronisation auf die
laufende PDCP-Nummer für
die PDCP-Schicht 705 ausgeführt werden soll (S622).
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Falls
die RRC-Schicht 704 die RLC-Schicht 706 einrichtet,
schickt sie ferner der RLC-Schicht 706 unter Verwendung
des CRLC-CONFIG-REG die Informationen, die eine Wahl der erforderlichen
Betriebsart unter RLC-AM, -UM oder -TM, eine RLC-Entitätserzeugung,
ein Verschlüsselungselement
(d. h. die Verschlüsselungsbetriebsart,
den Verschlüsselungsschlüsselwert
und den Hyperrahmennummer-Wert (RLC-HFN-Wert), die für das Verschlüsseln, SN-AM
und -UM, der zu verschlüsselnden
PDU notwendig sind) und weitere für jede Betriebsart erforderlichen
Parameter umfassen (S623). Vorzugsweise umfassen die Parameter im
Fall der AM eine PDU-Größe, eine
Angabe für
die Reihenfolge der Abgabe, einen Zeitgeberwert, einen Protokollparameterwert,
einen Abrufauslöser,
einen Statusauslöser, eine
SDU-Verwerfungs-Betriebsart usw. Im Fall der UM kann der Parameter
ein Zeitgeberwert sein. Im Fall der TM können die Parameter einen Zeitgeberwert
und eine Segmentierungsangabe umfassen.
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Die
RRC-Schicht 704 kann die MAC-Schicht 707 durch Übertragen
von Benutzereinrichtungsinformationen (d. h. S-RNTI, C-RNTI, die
SRNC-Identität,
die Aktivierungszeit), RB-Informationen (d. h. die Identität des Transportkanals,
die Identität
des logischen Kanals, die Priorität des logischen MAC-Kanals),
Transportkanalinformationen (d. h. eine Transportformat-Kombinationsmenge)
und eines Verschlüsselungselements
(das nur verwendet wird, wenn sich die RLC in der TM befindet – Verschlüsselungsbetriebsart,
Verschlüsselungsschlüsselwert und
MAC-HFN-Wert) unter Verwendung von CMAC-CONFIG-REQ (S624) einrichten.
Die RRC-Schicht 704 überträgt außerdem das CPHY-TrCH-CONFIG-REG oder das CPHY-RL-Setup-REG
an die PHY-Schicht 708 (S625).
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Die
RRC-Schicht 704 überträgt den Funkträger-Einrichtbefehl
an jede Schicht unter Verwendung des Stammelements und richtet die
geeignete Umgebung für
den Funkträger
ein.
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Die
Stammelemente können
während
der Funkträger-Einrichtprozedur
jederzeit zurückgesetzt werden.
Dies bedeutet, dass ein Benutzer, der einen bestimmten Parameter
zu ändern
wünscht,
den betreffenden Parameter durch bloßes nochmaliges Senden eines
Stammelements, das den Parameter zur Änderung enthält, an die
RRC-Schicht 704 ändern
kann.
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Wenn
an jedem Funkträger
ein wahlweises Verschlüsseln
angewendet wird, wird dem von der RRC-Schicht 704 an die
RLC-Schicht 706 gesendeten CRLC-CONFIG-REG-Stammelement ein Zusatzparameter,
der als Verschlüsselungsbezeichner" bezeichnet wird,
hinzugefügt.
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Die
Entscheidung, ob der Verschlüsselungsprozess
ausgeführt
werden soll, kann in der RLC-AM-Entität oder in der RLC-UM-Entität getroffen werden.
Mit anderen Worten, obwohl angenommen wird, dass die betreffende
RLC-Entität
durch das CRLC-CONFIG-REQ-Stammelement mitteilt, ob der Verschlüsselungsprozess
ausgeführt
werden soll, kann die Entscheidung insbesondere dann, wenn der Benutzer
während
des Verschlüsselungsprozesses entscheidet,
die Daten nicht zu verschlüsseln,
durch Übermittlung
eines anderen CRLC-CONFIG-REQ-Stammelement
geändert
werden.
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Zudem
kann der Funkträger
auch während seiner
Verwendung die Änderung
der Verschlüsselungsleistungsinformationen
jederzeit durch die oben beschriebenen Zeichengabeverfahren erfahren,
wobei die RRC-Schicht 704 die Daten in der RLC-Schicht 706 gemäß den Verschlüsselungsleistungsinformationen
verschlüsseln
kann. Falls die Daten in Übereinstimmung
mit den anfänglichen Verschlüsselungsleistungsinformationen
verschlüsselt
werden, ist es beispielsweise möglich,
das Verschlüsseln
der Daten auszusetzen, indem eine Änderung der Verschlüsselungsleistungsinformationen vorgenommen
wird.
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Da
die Peer-RRC-Schicht 701, die höhere Schicht 702 und
die BMC-Schicht 703 Dienste bereitstellen, die sich voneinander
unterscheiden, kann die RRC-Schicht 701 den
Funkträger-Einrichtbefehl
von wenigstens einer Schicht unter den Schichten, die die Peer-RRC-Schicht,
die höhere
Schicht und die BMC-Schicht
umfassen, empfangen. Selbst in diesem Fall wird die Entscheidung,
ob der Verschlüsselungsprozess
ausgeführt
werden soll, schließlich durch
die oben beschriebene Zeichengabe an die RRC-Schicht 701 übertragen.
Dann richtet die RRC-Schicht 701 ihre niedrigere Schicht
ein und schickt an diese die Verschlüsselungsleistungsinformationen.
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Im
Ergebnis kann der Verschlüsselungsprozess
wahlweise für
jeden Funkträger
ausgeführt
werden, was wiederum ermöglicht,
dass das 3GPP verschiedenartige Dienste gleichzeitig bereitstellt.
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Außerdem kann
das Verfahren die Verschlüsselungsleistungsinformationen
während der
Bereitstellung von Datendiensten unter Verwendung des eingerichteten
Funkträgers ändern, wodurch
eine Zeitverzögerung
vermieden wird und die Dienste schneller bereitgestellt werden.
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Die
oben genannten Ausführungsformen und
Vorteile sind rein beispielhaft und nicht als die vorliegende Erfindung
begrenzend auszulegen. Die vorliegende Lehre kann ohne weiteres
auf andere Arten von Vorrichtungen angewendet werden. Die Beschreibung
der vorliegenden Erfindung ist zur Veranschaulichung und nicht zur
Begrenzung des Umfangs der Ansprüche
gedacht. Fachleuten werden viele Alternativen, Abänderungen
und Abwandlungen deutlich. In den Ansprüchen sind Mittel-plus-Funktion-Klauseln
so auszulegen, dass sie die Strukturen, die hier als die dargestellte
Funktion ausübend
beschrieben worden sind, und sowohl strukturelle Äquivalente
als auch äquivalente
Strukturen abdecken.