JP2000516063A

JP2000516063A - 通信システムにおいて移動体から移動体への呼を可能にする方法及び装置

Info

Publication number: JP2000516063A
Application number: JP10508882A
Authority: JP
Inventors: デント，ポール，ダブリュ．; チェンナケシュ，サンディープ; ラメシュ，ラジャラム; レインホルド，スタンレイ，エル．
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2000-11-28
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: US5809141A; WO1998005132A2; AU3885297A; WO1998005132A3; JP4077036B2; EP0917773A2; DE69709364T2; KR20000029712A; CN1245851C; EP0917773B1; JP4709195B2; AU733180B2; TW347628B; CN1231784A; DE69709364D1; CN1516517A; KR100503177B1; JP2008072744A; CN1106728C

Abstract

(57)【要約】第１の無線電話が第２の無線電話を呼び出す場合に、ループ遅延を低減する通信システムが開示されている。この通信システムには、前記第１及び第２の無線電話と交信するための中継局が含まれている。この中継局に配置されたトランスポンダーは、第１の周波数帯域の１つの移動局から受信した信号を、第２の周波数帯域の別の移動局に中継する。さらに、このトランスポンダーは、制御情報を使用してトランスポンダーの動作を制御するコントローラに、受信した信号を送る。

Description

【発明の詳細な説明】通信システムにおいて移動体から移動体への呼を可能にする方法及び装置発明の分野本発明は、通信システムにおける２つの無線移動局間の呼に関し、より詳細には、２つの無線移動局間で送信される信号の遅延量を低減するための方法及び装置と、移動体から移動体への呼を暗号化するための方法とに関する。発明の背景図１は、衛星通信システムのブロック図を示す。衛星１は、複数の移動局１２と同様、少なくとも１つの地上局つまりハブ局１０と交信している。この衛星には、マルチビーム・アンテナがある。これらの移動局はマルチビーム・アンテナからの適切なアンテナのスポットビームによって、それぞれサービスを受ける。ハブ局１０は、たとえば、Ｃ帯域周波数またはＫａ帯域周波数を使用して衛星と交信するが、衛星は、たとえば、アップリンク方向ではＬ帯域周波数を使用し、ダウンリンク方向ではＳ帯域周波数を使用して移動局と交信する。ほとんどの場合、ほぼすべての呼は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１３に接続された通常の電話と、移動局との間である。ハブ局１０は、ＰＳＴＮ１３からの呼を受信すると、衛星１１を介してそれらの呼を移動局１２に中継し、これとは逆に、衛星１１から中継された移動局１２からの呼を受信すると、それらの呼をＰＳＴＮ１３に接続する。わずかの割合の呼が移動局から移動局への呼である場合、ハブ局１０は、必ずＰＳＴＮを含める必要はなく、直接移動局を相互に接続する。かかる場合、１つの移動局からの信号が衛星１１を介してハブ局１０に中継されると、ハブ局１０はこの信号を処理し、衛星１１を介して受信移動局にこの信号を送る。各アンテナビームの中で、中継された信号の１つは呼び出しチャンネル（ページング・チャンネル）及び放送チャンネルの機能を実行する。このチャンネルは、そのビームの中の移動局に必要なシステム情報（たとえば、ビームＩＤ、衛星運動情報等の放送情報）と、個々の移動局に宛てた情報（通信網から発信された呼つまりページング）を転送する。各呼び出しチャンネルは、そのビームの中の移動局による受信のためだけに使用されるのであるから、当該ビーム中の全移動局によって感知される平均に合わせてドップラーシフトをおおまかに訂正しても、おおむね差し支えない。たとえば、そのビームの中心では、ドップラーシフトをゼロに調整してもよい。米国特許出願、第０８／１７９，９５３号、「周波数の再使用が改善されたセルラー／衛星通信システム（A Cellular/Satellite Commu nication System with Improved Frequency Reuse）」中に、本発明を実現する適切な地上局及び衛星のアーキテクチャの一例を見いだすことができるが、ここでこの特許出願に言及することにより、この特許出願の開示内容を本願に明確に組み入れることにする。図２に代表的なセルラー通信システムが示されている。図２は、代表的なセルラー移動無線通信システムにおける１０個のセル、Ｃ１〜Ｃ１０を示す。通常、セルラー移動無線システムは、１０以上のセルを使用して実現される。しかし、判りやすくするため、図２に示す単純化された表現を使用して本発明を説明してもよい。各セル、Ｃ１〜Ｃ１０に対して、対応するセルと同じ参照番号の基地局Ｂ１〜Ｂ１０がある。図２は、セルの中心付近に置かれた無指向性アンテナを有する基地局を示している。また、これらの基地局は、セルの境界線に置かれ、指向性アンテナを使用してもよい。また図２は、１つのセル内で移動できるとともに、セルからセルへと移動できる９個の移動局、Ｍ１〜Ｍ９を示している。代表的なセルラー無線システムにおいては、９個以上の移動局があるのが普通である。事実、存在する基地局の何倍もの数の移動局があるのが普通である。しかし、本発明を説明するためには、少数の移動局があれば十分である。また、移動体サービス交換センタＭＳＣが図２に示されている。移動体サービス交換センタＭＳＣは、ケーブルによって全基地局に接続されている。また移動体サービス交換センタＭＳＣは、ケーブルによって固定交換電話網または同様な固定通信網に接続されている。移動体サービス交換センタＭＳＣから基地局Ｂ１〜Ｂ１０までのケーブル及び固定通信網までのケーブルは、すべて示されていない。図示の移動体サービス交換センタに加えて、図２に示されている基地局以外の基地局にケーブルで接続された別の移動体サービス交換センタが存在してもよい。ケーブルの代わりに、たとえば、固定無線リンクなど、他の手段を基地局と移動体サービス交換センタとの間に使用してもよい。移動体サービス交換センタＭＳＣ、基地局、移動局はすべてコンピュータ制御になっている。先行システムにおいては、第１の移動局が第２の移動局を呼び出したい場合、これらの両移動局が同一基地局つまり中継局によるサービスを受けていると、第１の移動局からの信号は、基地局に送られてから、その基地局に接続されている移動体サービス交換センタに中継される。その移動体サービス交換センタは、受信した信号を処理して、第２の移動局にそれらの信号を中継する基地局に、その処理した信号を送り返す。地上から遠く離れた軌道内の通信衛星は、移動電話加入者端末と公衆交換電話網に接続された地上局との間の中継局の役割を果たす。かかるシステムで動作する移動電話は、地上波セルラーシステムで機能できるか、セルラー基地局の範囲外の場合は衛星を介して機能できるデュアルモード・タイプであることが望ましい。衛星を経由する通信の１つの短所は、衛星と地上局との間で信号を中継する必要があることによって生じる伝搬遅延が大きいことであって、通話を続けようとする場合、この伝搬遅延はやっかいな問題である。都合のよいことに、衛星を介して両移動体が接続される移動体から移動体への呼は、呼全体のわずかな割合にすぎないのである。中継局を経由する通信の他の短所は、容易に盗聴されうることである。したがって、移動電話の呼を暗号化することが望まれる。普通、各移動局は、システム運用者によって「Ａキー」と呼ばれる独自のキーが備えられている。また、このＡキーは、コンピュータ通信網において、認可されていないアクセスから保護されているデータベースに格納されている。さらに、このＡキーは、通信を暗号化するために直接使用されないが、移動局が主張するアイデンティティを検証して、通話を暗号化するための一時的キーつまり「Ｂキー」を計算する認証処理中に使用されるだけである。しかし、先行技術では、受信の場合、１つの移動局により暗号化された信号を直接中継し別の移動局で解読することができない。その理由は、両移動局が同じＢキーを生成する能力を持っていないからである。このことは、衛星における１つのキーによる暗号化と、別のキーによる再暗号化とによって解決されうるであろう。しかし、この解決方法は、移動局から移動局へのあらゆる呼の衛星上での処理と、衛星上で多数のＢキーの送信と格納を必要とするであろう。任意の２つの移動局間の共通キーを確定して、衛星上または他の中継局で必要になるであろう複雑な信号処理を回避するためのメカニズムを提供することが、本発明の目的である。発明の要約本発明の目的は、移動局間で送信される信号の暗号化を考慮するとともに、システムに現れる遅延量を低減する共通中継局を介して、移動局から移動局への呼を可能にする方法と装置とを提供することである。本発明の実施例によれば、第１の無線電話が第２の無線電話を呼び出す場合に、ループ遅延を低減する通信システムであって、この第１及び第２の電話は同一中継局によるサービスを受ける通信システムが開示されている。この通信システムには、第１と第２の無線電話と交信するための中継局が含まれている。中継局内のトランスポンダー手段は、第１の周波数帯域の第１の移動局から受信した信号を、第２の周波数帯域の別の移動局中継する。さらにトランスポンダーは、制御情報を使用してトランスポンダーの動作を制御する制御手段に受信した信号を送る。本発明の別の実施例によれば、移動衛星通信システムにおける衛星を介して中継される２つの移動局間の呼を暗号化するための方法が開示されている。第１の移動局が、第２の移動局に対して暗号化された接続を要求すると、システムは、第２の移動局が衛星によってのみ到達可能であるか否かを決定する。第２の移動局が衛星によってのみ到達可能である場合、システムは、その呼に対して、衛星内の直接の移動体から移動体へのトランスポンダー・チャンネル（direct mobil e-to-mobile transponder channel）を割当てる。さらにシステムは、これらの移動局の双方によって使用される暗号化符号を割当てる。システムは、第１の移動局にトランスポンダー・チャンネルの識別番号（identification）と暗号化符号とを送る。さらにシステムは、第２の移動局にトランスポンダー・チャンネルの呼識別番号と暗号化符号とを通報する。最終的に、システムは呼を接続するが、両移動局は割当てられた暗号化符号を使用する。図面の簡単な説明本発明の様々な特徴と利点は、図面とともに使用される次に記述された説明から、当業者には容易に明らかになるであろう。図面中、図１は、衛星通信システムを示す。図２は、標準的なセルラー通信システムを示す。図３は、本発明の一実施例による衛星通信システムを示す。図４は、本発明の一実施例によるセルラー通信システムを示す。図５は、本発明の一実施例による移動体から移動体への呼に使用されるトランスポンダーを示す。図６は、本発明の一実施例による暗号化方法を示す流れ図である。詳細な説明つぎに衛星通信システムを参照して本発明を説明する。本発明は、中継局を介して２つのユーザ局間でメッセージを中継する別のシステムに適用できることは、当業者には理解できるであろう。つぎに図３を参照して本発明を説明する。中継局３０は、第１の周波数帯域を使用して移動局３２、３４から無線信号を受信すると、第２の周波数帯域または地上回線を使用して、移動体交換センタ３６にこれらの信号を中継する。中継局３０は、第３の周波数帯域または地上回線を使用して、移動体交換センタ３６から信号を受信すると、第１の周波数帯域と同じ帯域でもよい第４の周波数帯域を使用して、これらの信号を移動局に中継する。中継局にはトランスポンダーが備えられており、このトランスポンダーは、移動体交換センタの制御の下にあり、移動体交換センタに代わって、中継局が第１の周波数帯域の１つの移動局から受信した信号を、第４の周波数帯域の別の移動局へ中継し、その逆の動作も正しく行われるように制御されうることにより、移動体交換センタ３６を迂回して直接移動体から移動体への通信を可能にする。また、中継局は、第２の周波数帯域を使用し、随伴低速制御チャンネル（slow associated control channel：ＳＡＣＣＨ）として公知の信号メッセージを抽出する移動体交換センタに、移動体の信号を中継し続けてもよい。ＳＡＣＣＨメッセージは、移動局の状態と、報告移動局によって受信された信号の品質を報告する。１つの移動局からのＳＡＣＣＨメッセージは、別の移動局によっても受信され、送信器の電力を増減するための表示として、受信移動局によって使用されてもよい。移動体交換センタ３６に中継された両移動局からのＳＡＣＣＨメッセージは、トランスポンダーによってそれぞれの移動局３２、３４に送信される電力を増減するためなど、各種の目的のために移動体交換センタ３６によって使用されうる。さらに、随伴高速制御チャンネル（fast associated control channel：ＦＡＣＣＨ）を使用し、緊急メッセージが移動局によって送受されうる。ＦＡＣＣＨチャンネルは、通常、通話またはユーザ情報によって占有される送信された情報ストリームの中の位置を取ることによって、収容される。どちらかの移動局から送信されたＦＡＣＣＨメッセージは、移動体交換センタで受信されるので、終話メッセージを受信すると、移動体交換センタの一部を形成する課金コンピュータは、通信料金の累積を中止する。つぎにＭＳＣのコンピュータは、トランスポンダー３０に制御信号を送って、直接の移動体から移動体への中継接続を終了し、ＦＡＣＣＨメッセージとして両移動局に終話（clear down）肯定応答を送信することができる。ＭＳＣから移動局に終話ＦＡＣＣＨメッセージまたは他のコマンドを送信するために、ＭＳＣはトランスポンダー３０を制御して、自身のＦＡＣＣＨメッセージを挿入するため、ＴＤＭＡバーストのような１つの信号単位(uni t)から移動体から移動体への直接の中継動作を一時的に中断する。また移動体交換センタは、タイムアウト期間中に移動局の１つから、有効なＳＡＣＣＨメッセージまたはＦＡＣＣＨメッセージが１つも読出されない場合、中継動作を終了して終話メッセージを送ることができる。本発明の別の実施例によれば、図４に示すように、信号を復調・再変調できるトランスポンダーが中継局に設置されている。中継局内の受信機５０は、１つの移動局５４から信号を受信して復号化し、その信号を再符号化し、復調・再変調トランスポンダー５２を介して別の移動局５６に送信する。さらに中継局は、移動体交換センタ５８にその信号を送ることができる。トランスポンダーは、移動体交換センタによって制御され、１つの移動局から受信したＳＡＣＣＨメッセージから音声またはユーザデータを分離し、そのＳＡＣＣＨメッセージをＭＳＣから受信したメッセージと交換し、その音声またはユーザデータとともに、他の移動局に送信する。この逆の場合も同様である。図５は、移動体から地上電話への呼及び移動体から移動体への呼の双方を処理するためのトランスポンダーのブロック図を示す。信号は、フィーダーリンク・アンテナ１００を使用し、Ｋ帯域周波数またはＣ帯域周波数で地上（ハブ）局から受信されるのが普通である。フィーダーリンク受信器・送信器１０１は、受信した信号のダウンコンバージョンと、送信用信号のアップコンバージョンをそれぞれ実行する。ダウンコンバージョンの後で、受信した信号は広帯域アナログ・ディジタル変換器１０３でディジタル化されるので、後続のフィルタリングはディジタルで実行されうる。個々の２００ＫＨｚチャンネルのディジタル・フィルタリング及び分離はチャンネル分割ユニット１０４によって実行される。分離されるチャンネルの数と、それらの間隔とに依存して、チャンネル分割ユニット１０４は、ディジタルＦＩＲフィルターの帯域、またはそれに代わるものとして、ウインドウ化された高速フーリエ変換の帯域を使用することができるが、これらの手法はともに現代の技術水準である。フィーダーリンクで受信され分離された信号は、複合ベースバンド信号としてディジタルＦＤＭマルチプレクサ１０５に供給される。ＦＤＭマルチプレクサは、チャンネル分割ユニット１０４からの個別のフィーダーリンク信号の選択と、移動体ユニットに送信するためのダウンリンク・ビームごとに別々に移動体から受信した信号の選択とを実行し、これらの信号をディジタル領域における適切な相対チャンネル周波数に変換する。ビームごとに多重化されたディジタル信号はアナログ中間周波数のＩＦ信号に変換され、マルチビーム送信器１０６に転送され、Ｌ／Ｓ帯域のマルチビーム送信アンテナ１０７を介して送信されるために、マルチビーム送信器１０６でアップコンバートされて増幅される。信号は、マルチビーム受信アンテナ１０８によって移動体ユニットから受信される。送信アンテナ１０７及び受信アンテナ１０８は、異なるファイズド・アレイ、送信／受信デュプレックス・フィルターを含む同じフェイズド・アレイ、または送信及び受信に対して独立に最適化された個別のマルチ・フィード・リフレクタ・アンテナでよい。移動局から受信した信号は、必要に応じてアンテナフィード及びディジタル・ビーム成形ごとに別々にアナログ・ディジタル変換を含むことができるマルチビーム受信器ユニット１０９で処理される。１９９４年１月１１日出願の米国特許出願、第０８／１７９，９５３号に開示されているように、ディジタル・ビーム成形は、ダイレクト放射アレイ及びリフレクタ・アレイの双方に利点があるが、ここでこの特許出願に言及することにより、この特許出願の開示内容を本願に明確に組み入れることにする。マルチビーム受信器ユニット１０９は、ビームごとのディジタルＦＤＭチャンネル分割ユニット１１０に対して、望ましくは現段階でディジタル形式である信号を転送するが、ビームごとのディジタルＦＤＭチャンネル分割ユニット１１０はビームごとに一群のＦＩＲフィルターを含んでいて、たとえば、アップリンクの信号を２００ＫＨｚまたは５０ＫＨｚのチャンネルに分割することができる。分離された２００ＫＨｚのチャンネル信号は、プログラマブル・ルーティング・ユニット１１１を介して、多重化用ディジタルＦＤＭマルチプレクサ１１２に送られ、フィーダーリンク送信器１０１及びアンテナ１００を介して地上通信網に送信するために、再多重化される。さらに、最初に地上通信網に送られることなく、他の移動体ユニットに中継する（transponding）ために受信されたある種の移動体の信号は、５０ＫＨｚのチャンネルに分離され、それらの信号をバーストの長さの４分の１の２００ＫＨｚのチャンネル信号に変換するため、４：１の時間圧縮を受ける。圧縮された信号は、目的の移動局による受信のため、適切なダウンリンクの搬送波及びビームに多重化するためのディジタルＦＤＭマルチプレクサ１０５に通される。ビームごとのディジタルＦＤＭマルチプレクサは、任意のビームの任意のダウンリンクＬ／Ｓ帯域周波数に多重化するために、望ましくは、フィーダーリンク送信器１０１またはＬ／Ｓ帯域受信器１０９を介して受信した信号の任意のものを選択できるように、完全にプログラミングできることが好ましい。同様にビームごとのディジタルＦＤＭチャンネル分割ユニット１１０は、望ましくは、任意のビーム中の任意のアップリンク帯域周波数で受信した任意のＬ／Ｓ帯域アップリンク信号をフィルタリングするように、入力されたコマンドを介してプログラミングできることが好ましい。ＦＤＭチャンネル分割ユニット１１０内の各ビームのＦＩＲフィルターの中心周波数をプログラミングすることによって、ビームからビームへの周波数再使用計画を決定し、コチャンネル・インターフェース（Ｃ／Ｉ）を許容可能なレベルに制御することができる。フィーダーリンク・ディジタル・チャンネル分割器１０４、ＦＤＭマルチプレクサ１０５、１１２、チャンネル分割器１０４、１１０、及びルーティング選択ユニット１１０を構成するためのコマンドは、コマンド受信器１０２によって地上通信網から受信され、個々のユニットに転送される。ユニット１０４、１０５、１１０、１１２はすべて、信号標本用に共用メモリを有する同じディジタル信号プロセッサーを形成する一部であるから、信号標本を配置するか検索するメモリのアドレスを指定することによって、ユニット間で信号をルーティングできることは理解できるであろう。２００ＫＨｚ帯域幅の信号を得るため、５０ＫＨｚで受信した標本に関する上述の時間圧縮は、第１の標本化レートで前記メモリに標本を書込み、第２の標本化レートでメモリからそれらの標本を読出すだけで、達成することができる。移動体衛星通信に対する本発明のＴＤＭＡフォーマットにおいては、１２個の連続する１６スロットフレームの中のＴＤＭＡバーストは、ユーザの音声またはデータのトラヒックを含み、１３番目のフレームは付随低速制御チャンネル（ＳＡＣＣＨ）として公知の信号情報を含む。通常、ＳＡＣＣＨバーストは、移動体の動作を制御する地上通信網で発生するか、通信網に状態情報を送るため移動局の中で発生する。したがって、１つの移動局の中で発生したＳＡＣＣＨを別の移動局に送ることは適切ではない。本発明のトランスポンダーには、ＳＡＣＣＨバーストを出すときを決定するため、ディジタルＦＤＭマルチプレクサ１０内に１から１３まで計数するタイミング手段を含めてもよい。移動局から受信したＳＡＣＣＨバーストは、ルーティング・ユニット１１及びフィーダーリンク・マルチプレクサ１１２を介して常に地上に送られるが、ユニット１０５がかわりにチャンネル分割ユニット１０４を介して地上通信網から受信したＳＡＣＣＨバーストを中継することを選択することにより別の移動局に送られることが防止される。このように、音声及びデータのトラヒックは移動局から移動局へ直接接続されるので、二重に往復するための遅延（double round-trip delay）を回避しており、一方、移動局からのＳＡＣＣＨの状態情報は連続して地上通信網に接続され、通信網からの制御コマンドは連続して移動局に接続される。このように通信網は、課金のために移動体から移動体への接続を監視し制御することが可能であるとともに、タイミングや電力レベルなど、移動体機能の制御を維持することが可能である。このように移動局は、音声またはユーザデータに関する限り、移動体交換センタを迂回して相互に直接通信できるが、ＳＡＣＣＨメッセージに関しては、移動体交換センタと個別に通信することができる。同様に、ＦＡＣＣＨメッセージの場合、移動体交換センタは、通話、ユーザデータまたは１つの移動局から受信したＦＡＣＣＨメッセージを、別の移動局による受信のために移動体交換センタによって送信されたＦＡＣＣＨメッセージと置換えることができ、その逆の場合も同じである。このように置換えられたＳＡＣＣＨメッセージまたはＦＡＣＣＨメッセージは、相互に直接接続中の移動局からの送信の電力またはタイミングの変更を命令する手段を移動体交換センタに提供するので、異なる移動局から中継局に到着するバーストの送信はオーバーラップせず、時分割多重信号のフレームを形成する。本発明の別の実施例によれば、図６に示されているように、同一衛星中継局を介して、２つの移動局間に送られる信号を暗号化するための方法が開示されている。呼を設定する場合、衛星通信システムにおける衛星を介して、移動局が通信網コンピュータとコンタクトし、別の移動局との暗号化された接続の要求がこのコンピュータに発っせられる。上記別の移動局が衛星を介してのみ到達可能であると判定されると、通信網コンピュータは、その通信用の衛星中継局に直接移動体から移動体へのトランスポンダー・チャンネルを割当てる。しかし、その呼が、地上局の通信システムによって第２の移動局に接続できることが決定されると、その呼は地上局システムのチャンネルが割当てられる。通信網コンピュータは、要求を出した移動局に対して、選択されたチャンネルの識別番号を与える。つぎに通信網コンピュータは、両移動局に暗号化キーを割当て、その移動局のＡキーか、またはその代わりに、最終認証手順中に計算されたその移動局のＢキーによって暗号化された暗号化キーを、第１の移動局に伝達する。次に通信網コンピュータは、着信移動局を呼び出し、呼、割当てられたトランスポンダー・チャンネル、及び、その着信移動局のＡキー、または認証中、最終的に計算されたその着信移動局のＢキーを使用して暗号化され割当てられた暗号化キーを通報する。移動局のＡキーは、認証アルゴリズムを実行してＢキーを生成するプロセッサーとともに、いわゆるスマートカードに格納することができる。スマートカードは、Ａキーを出力することが禁止されており、一時的なＢキーだけを出力するように制限されているが、これらのＢキーは、ただ１つの通話またはトランザクションにだけ使用され、その後は消去される。この場合、移動体から移動体への呼には、発信移動局及び着信移動局の双方が同時に命令し、通信網によるランダムな要求を使用して認証を実行した後、直接移動体から移動体への暗号化に使用される共通キーを得るために生成されたＢキーを使用して暗号化されたキーを解読（decipher）する通信網コンピュータを含めてもよい。本発明の別の実施例によれば、移動体交換センタによって直接中継接続が与えられている移動局の同一性を連続して検証するために、連続認証手順が提供されている。移動局によって送信された信号は、移動体交換センタと各移動局との間の認証トランザクションの呼の設定中に確定されたキーを使用して暗号化される。たとえば、米国特許、第５，０９１，９４２号、第５，２８２，２５０号及び第５，０６０，２６６号によれば、初期の認証手順とその後に続く暗号化を実行することができるが、ここでこれらの特許に言及することにより、これらの特許の開示内容のすべてを本願に明確に組み入れることにする。移動体交換センタは、暗号化送信を監視し、送信が確定されたキーと一致しない場合、その接続を終了し、課金コンピュータに命令して、料金の累積を中止し、有効な信号が確認された接続期間のみに課金することができる。これに代わる方法としては、移動体交換センタは周期的にＳＡＣＣＨメッセージを発行し、移動局に命令して、認証計算を実行させ応答を返させる。この応答が無効であるか、特定の期間中に受信されない場合、移動体交換センタはその接続を終了し、課金コンピュータに命令して料金の累積を中止し、有効な応答が確認された接続期間中だけそのユーザの課金をすることができる。本発明の趣旨または中心的特長から逸脱することなく、他の特定の形式で本発明を具体化できることは、当業者には理解できるであろう。したがって、ここに開示した実施例は、あらゆる点において例示的であって限定的ではないと思考される。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、添付の請求の範囲によって示され、本発明と同じ意味と範囲に入るすべての変更は、添付の請求の範囲に含まれるものとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年８月１８日（１９９８．８．１８）【補正内容】請求の範囲１．第１の移動局が第２の移動局を呼び出す場合に、ループ遅延を低減する通信システムであって、前記第１及び第２の移動局と交信するための中継局と、前記中継局に配置されたトランスポンダー手段と、制御情報を使用して、前記トランスポンダー手段の動作を制御するための移動体交換センタと、前記第１及び第２の移動局が同一中継局によるサービスを受けているか否かを決定するためのコントローラであって、前記第１及び第２の移動局が同一中継局によるサービスを受けていない場合、前記第１及び第２の移動局間の呼が、前記移動体交換センタを介して接続されるようにする前記コントローラと、を含み、前記第１及び第２の移動局が同一中継局によるサービスを受けている場合、前記トランスポンダー手段は、第１の周波数帯域の１つの移動局から受信した信号を、第２の周波数帯域の別の移動局に直接中継する通信システム。２．請求項１記載の通信システムにおいて、前記中継局は、地上波セルラー通信システムの基地局である通信システム。３．請求項１記載の通信システムにおいて、前記中継局は、衛星通信システムの衛星である通信システム。４．請求項１記載の通信システムにおいて、前記中継局は、前記移動局から受信した信号を一時的に格納するための伸縮性のあるバッファを含む通信システム。５．請求項１記載の通信システムにおいて、前記トランスポンダー手段は、前記制御情報を発生する場合、前記信号を使用する前記移動体交換センタに前記移動局から受信した信号を送る通信システム。７．請求項５記載の通信システムにおいて、前記移動体交換センタは、制御情報が前記トランスポンダーに送られる電力を調整する通信システム。８．請求項５記載の通信システムにおいて、前記移動体交換センタからのメッセージは、制御情報を使用して前記移動局の１つに中継され、前記第１及び第２の移動局間の通信を一時的に中断することができる通信システム。９．請求項８記載の通信システムにおいて、前記メッセージは、付随高速制御チャンネル・メッセージである通信システム。１０．請求項８記載の通信システムにおいて、前記メッセージは、付随低速制御チャンネル・メッセージである通信システム。１１．請求項１記載の通信システムにおいて、前記トランスポンダーは、復調・再変調トランスポンダーである通信システム。１２．衛星通信システムにおける衛星を介して中継される、２つの移動局間の呼を暗号化する方法であって、第２の移動局との暗号化された接続を要求するステップと、前記第２の移動局が衛星中継局によってのみ到達可能であるか否かを決定するステップと、前記第２の移動局が衛星によってのみ到達可能である場合、前記呼に対し前記衛星の直接の移動体から移動体へのトランスポンダー・チャンネルを割当てるステップと、前記移動局の双方によって使用される第１の暗号化キーを割当てるステップと、前記第１の移動局に、前記トランスポンダー・チャンネルの識別番号及び前記第１の暗号化キーを送るステップと、前記第２の移動局に、前記呼、前記トランスポンダー・チャンネルの識別番号及び前記第１の暗号化キーを通報するステップと、前記呼を接続するステップと、を含む方法。１３．請求項１２記載の方法において、前記システムは、第２の暗号化キーを使用して、前記第１の移動局に前記トランスポンダー・チャンネルの識別番号及び前記第１の暗号化キーを送るシステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ラメシュ，ラジャラムアメリカ合衆国27511 ノースカロライナ州ケイリイ，ダントンドライブ 403 (72)発明者レインホルド，スタンレイ，エル. アメリカ合衆国27511 ノースカロライナ州ケイリイ，タングルウッドドライブ 1119

Claims

【特許請求の範囲】１．第１の移動局が第２の移動局を呼び出す場合に、ループ遅延を低減する通信システムであって、前記第１及び第２の移動局が同一中継局によるサービスを受けている通信システムにおいて、前記第１及び第２の移動局と交信するための前記中継局と、前記中継局に配置され、第１の周波数帯域の１つの移動局から受信した信号を、第２の周波数帯域の別の移動局に中継するためのトランスポンダー手段と、制御情報を使用して、前記トランスポンダー手段の動作を制御するための制御手段と、を含む通信システム。２．請求項１記載の通信システムにおいて、前記中継局は、地上波セルラー通信システムの基地局である通信システム。３．請求項１記載の通信システムにおいて、前記中継局は、衛星通信システムの衛星である通信システム。４．請求項１記載の通信システムにおいて、前記中継局は、前記移動局から受信した信号を一時的に格納するための伸縮性のあるバッファを含む通信システム。５．請求項１記載の通信システムにおいて、前記トランスポンダー手段は、前記制御情報を発生する場合、前記信号を使用する制御手段に前記移動局から受信した信号を送る通信システム。６．請求項１記載の通信システムにおいて、前記制御手段は、移動体交換センタである通信システム。７．請求項５記載の通信システムにおいて、前記制御手段は、制御情報が前記トランスポンダーに送られる電力レベルを調整する通信システム。８．請求項５記載の通信システムにおいて、前記制御手段からのメッセージは、制御情報を使用して前記移動局の１つに中継され、前記第１及び第２の移動局間の通信を一時的に中断することができる通信システム。９．請求項８記載の通信システムにおいて、前記メッセージは、付随高速制御チャンネル・メッセージである通信システム。１０．請求項８記載の通信システムにおいて、前記メッセージは、付随低速制御チャンネル・メッセージである通信システム。１１．請求項１記載の通信システムにおいて、前記トランスポンダーは、復調・再変調トランスポンダーである通信システム。１２．衛星通信システムにおける衛星を介して中継される、２つの移動局間の呼を暗号化する方法であって、第２の移動局に対して暗号化された接続を要求するステップと、前記第２の移動局が衛星中継局によってのみ到達可能であるか否かを決定するステップと、前記第２の移動局が衛星によってのみ到達可能である場合、前記呼に対して前記衛星の直接移動体から移動体へのトランスポンダー・チャンネルを割当てるステップと、前記移動局の双方によって使用される第１の暗号化キーを割当てるステップと、前記第１の移動局に、前記トランスポンダー・チャンネルの識別番号及び前記第１の暗号化キーを送るステップと、前記第２の移動局に、前記呼、前記トランスポンダー・チャンネルの識別番号及び前記第１の暗号化キーを通報するステップと、前記呼を接続するステップと、を含む方法。１３．請求項１２記載の方法において、前記システムは、第２の暗号化キーを使用して、前記第１の移動局に前記トランスポンダー・チャンネルの識別番号及び前記第１の暗号化キーを送るシステム。１４．請求項１３記載の方法において、前記第２の暗号化キーは、前記第１の移動局のＡキーである方法。１５．請求項１３記載の方法において、前記第２の暗号化キーは、前記第１の移動局のＢキーである方法。１６．請求項１２記載の方法において、前記システムは、第３の暗号化キーを使用して、前記第２の移動局に前記トランスポンダー・チャンネルの識別番号及び前記第１の暗号化キーを送るシステム。１７．請求項１６記載の方法において、前記第３の暗号化キーは、前記第２の移動局のＡキーである方法。１８．請求項１６記載の方法において、前記第３の暗号化キーは、前記第２の移動局のＢキーである方法。１９．直接中継接続が与えられている移動局のアイデンティティを検証するための認証手順であって、呼の設定中に、前記移動局から送信された信号を暗号化するためのキーを確定するステップと、前記移動局間で送信された暗号化された信号を移動体交換センタにおいて周期的に監視し前記確定されたキーとを比較するステップと、前記暗号化された信号が前記確定されたキーと一致しない場合、前記接続を終了するステップと、を含む認証手順。２０．請求項１９記載の認証手順において、前記移動体交換センタは、前記暗号化された信号を連続して監視する認証手順。２１．移動体交換センタによって、直接中継接続が与えられている移動局のアイデンティティを検証するための認証手順であって、呼の設定中に、所定の認証計算を確定するステップと、前記移動体交換センタからＳＡＣＣＨメッセージを周期的に発行し、少なくとも１つの移動局が、前記所定の認証計算を実行するように命令するステップと、前記移動体交換センタに、前記所定の認証計算の結果を送信するステップと、前記結果が無効の場合、前記接続を終了するステップと、を含む認証手順。２２．請求項２１記載の認証手順において、所定の時間内に前記結果が受信されない場合、前記接続が終了する認証手順。