JP2002199453A

JP2002199453A - 移動通信システム及び通信装置

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Publication number: JP2002199453A
Application number: JP2000395936A
Authority: JP
Inventors: Koji Ogura; 浩嗣小倉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-12
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP4673972B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一度に発生する暗号化及び復号化の処理量を軽
減するとともに回路規模を縮小することができる移動通
信システムを提供する。【解決手段】１つの情報を複数のチャネル情報に分割し
て送信を行なう送信装置と、受信した複数のチャネル情
報から情報を復元する受信装置とから構成される移動通
信システムであって、前記送信装置は、入力された１つ
の情報を複数のチャネル情報に分割して出力する情報源
符号化回路１０と、チャネル情報に対して所定の手順に
基いた暗号化を行なう暗号化回路１１と、分割された複
数のチャネル情報のうち一部のチャネル情報についての
み暗号化を行なうように暗号化回路１１を制御する制御
回路１２とを具備し、前記受信装置は、受信した複数の
チャネル情報のうち、所定の一部のチャネル情報につい
てのみ復号化を行う暗号復号回路１５を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動通信システム及
び通信装置に関し、特に、１つの情報を複数のチャネル
情報に分割して送信を行なう送信装置と、受信した複数
のチャネル情報から情報を復元する受信装置とから構成
される移動通信システム及び通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信システムにおける暗号化処理
は、伝送される信号の種類によらず、ある特定の階層の
チャネルに施される。移動通信システムに限らず、通信
における暗号化処理は、所定の通信のプロトコルレイヤ
の信号に対して行われる。例えば、物理層であるレイヤ
１（物理チャネル）の伝送信号に対して暗号化処理がな
されたり、あるいはより上位のレイヤであるトランスポ
ートチャネルやロジカルチャネルに対して施される場合
もある。これらのチャネルでは、上位レイヤからそのチ
ャネルに入力される信号はどのような種別の信号である
かは認識されず、単にそのチャネルを形成する信号列と
いう意味合いしか持たない。

【０００３】移動通信システムでは、１つの元情報を複
数のチャネル情報に分割して伝送する場合がある。例え
ば元情報が音声の場合には、ＧＳＭ−ＡＭＲに代表され
るように情報を音声符号化する際に情報の重要度によっ
てクラスＡからクラスＣの複数のチャネル情報に分割
し、複数のロジカルチャネルとして伝送を行う。この
際、それぞれのクラスに対して情報の重要度が異なるた
め、より重要な情報であるクラスＡの信号にはトランス
ポートチャネルにより訂正能力の高い誤り訂正符号など
が施される場合もある。

【０００４】従来の移動通信システムでは、これらの１
つの元情報から生成された複数のチャネル情報であって
も、暗号化はあり／なしの区別しかなく、暗号化ありの
ときには複数のチャネルの全てにそれぞれ暗号化処理が
行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、１つの元情報
が複数のチャネルに分割された場合にでも、この元情報
に暗号化を施すとしたときには該当する複数のチャネル
（例えばロジカルチャネル）全てに暗号化処理を施して
いた。ＧＳＭ−ＡＭＲではクラスの異なった３つのチャ
ネル情報に分割されて送信されるが、この３つのチャネ
ル情報全てに対する暗号化処理が必要であった。この３
つのチャネル情報は同時に送信され、暗号化のための処
理が３つ同時に発生する。

【０００６】暗号化処理では暗号鍵を求める処理が必要
であるが、複数のチャネルではそれぞれ独立の暗号鍵が
必要となり、暗号鍵を求める処理が同時に３つ発生する
こととなる。暗号化処理手順の中で、この暗号鍵を算出
する手順は非常に大きな処理量であり、複数の暗号鍵算
出処理が同時に発生することは、暗号化処理を有する移
動通信システムを構成する上で大きな課題となってい
た。

【０００７】また、１つの鍵のみを用いて３つのチャネ
ル情報を暗号化して送信することも考えられるが、受信
側では３つのチャネル情報すべてについて復号化処理を
行なわなければならない。

【０００８】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、一度に発生す
る暗号化及び復号化の処理量を軽減するとともに回路規
模を縮小することができる移動通信システム及び通信装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明は、１つの情報を複数のチャネル情報
に分割して送信を行なう送信装置と、受信した複数のチ
ャネル情報から情報を復元する受信装置とから構成され
る移動通信システムであって、前記送信装置は、入力さ
れた１つの情報を複数のチャネル情報に分割して出力す
る符号化手段と、チャネル情報に対して所定の手順に基
いた暗号化を行なう暗号化手段と、分割された複数のチ
ャネル情報のうち一部のチャネル情報についてのみ暗号
化を行なうように上記暗号化手段を制御する制御手段と
を具備し、前記受信装置は、受信した複数のチャネル情
報のうち、所定の一部のチャネル情報についてのみ復号
化を行う復号化手段を具備する。

【００１０】また、第２の発明は、第１の発明に係る移
動通信システムにおいて、上記符号化手段は、１つの情
報を重要度の異なる複数のチャネル情報に分割し、上記
制御手段は、分割された複数のチャネル情報のうち最も
重要度の高いチャネル情報に対して暗号化が行なわれる
ように制御する。

【００１１】また、第３の発明は、第１の発明に係る移
動通信システムにおいて、上記符号化手段は、１つの情
報をＱＯＳ（Quality of Service）の異なる複数のチャ
ネル情報に分割し、上記制御手段は、分割された複数の
チャネル情報のうち最もＱＯＳの高いチャネル情報に対
して暗号化が行なわれるように制御する。

【００１２】また、第４の発明は、１つの情報を複数の
チャネル情報に分割して送信を行い、受信した複数のチ
ャネル情報から情報を復元する通信装置において、入力
された１つの情報を複数のチャネル情報に分割して出力
する符号化手段と、チャネル情報に対して所定の手順に
基いた暗号化を行なう暗号化手段と、分割された複数の
チャネル情報のうち、一部のチャネル情報についてのみ
暗号化を行なうように上記暗号化手段を制御する暗号化
制御手段と、受信した複数のチャネル情報のうち、所定
の一部のチャネル情報についてのみ復号化を行う復号化
手段とを具備する。

【００１３】また、第５の発明は、第４の発明に係る通
信装置において、上記符号化手段は、１つの情報を重要
度の異なる複数のチャネル情報に分割し、上記制御手段
は、分割された複数のチャネル情報のうち最も重要度の
高いチャネル情報に対して暗号化が行なわれるように制
御する。

【００１４】また、第６の発明は、第４の発明に係る通
信装置において、上記符号化手段は、１つの情報をＱＯ
Ｓ（Quality of Service）の異なる複数のチャネル情報
に分割し、上記制御手段は、分割された複数のチャネル
情報のうち最もＱＯＳの高いチャネル情報に対して暗号
化が行なわれるように制御する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る移
動通信システムの構成を示す図である。入力された１つ
の元情報は、情報源符号化回路１０において情報源符号
化を施され３つのチャネル情報に分割された後、暗号化
回路１１へ入力される。この実施形態では元情報は音声
情報であり、情報源符号化回路１０ではこの音声情報に
対してＧＳＭ−ＡＭＲに基づく音声符号化が施され、ク
ラスＡ、クラスＢ、クラスＣの３つのクラスの情報とし
て分割される。それぞれの分割された情報は、Ｃｈ＃
０、Ｃｈ＃１、Ｃｈ＃２の３つのロジカルチャネルを通
して送信される。

【００１６】制御回路１２は、Ｃｈ＃０、Ｃｈ＃１、Ｃ
ｈ＃２の３つのチャネル情報が、同一の音声情報から分
割されたものであることを認識し、クラスＡのチャネル
であるＣｈ＃０が最も重要度が高いとしてＣｈ＃０に対
してのみに暗号化を施すことを決定する。

【００１７】暗号化回路１１では、制御回路１２からの
制御情報に基づき、Ｃｈ＃０の情報に対してのみ暗号化
処理を行い、送信回路１３を通して無線チャネルへの信
号の送信を行う。

【００１８】受信回路１４では、これらの３つのチャネ
ル情報が１つの音声情報であることから、Ｃｈ＃０のみ
に暗号化が施されていることを認識し、制御回路１６に
より、Ｃｈ＃０のみに暗号復号処理を施すことを決定す
る。暗号復号回路１５では、Ｃｈ＃０のみに復号処理を
施し、情報源復号回路１７へ３つのチャネル情報を出力
する。情報源復号回路１７は３つのチャネル情報を合成
して復元情報を出力する。

【００１９】ここで暗号化回路１１および暗号復号回路
１５では、それぞれに必要な暗号鍵取得の処理をＣｈ＃
０のみに対して行えば良い。Ｃｈ＃１、Ｃｈ＃２に対し
ては暗号化処理を行わないため、当然暗号鍵取得の処理
は不要となる。

【００２０】音声情報をＧＳＭ−ＡＭＲにより音声符号
化処理を行う場合のように、１つの元情報を複数のチャ
ネル情報に分割して送信するにあたって、一番重要度の
高いチャネル情報（たとえば、ＧＳＭ−ＡＭＲの場合の
クラスＡ信号）が欠落すると、元情報の復元は全く不可
能となる。そこで暗号化を行う場合、制御回路１２の制
御のもとに重要度の高いチャネル情報のみについて暗号
化を行い、他のチャネル情報に対しては暗号化処理を行
わなくても、十分な秘匿レベルは得られる。仮に重要度
の低いチャネルに対して暗号化処理を行っている場合
に、重要度の高いチャネルの暗号鍵が解読されてしまっ
た場合、ほとんどの元情報の解読が可能となるため、あ
まり意味をなさない。

【００２１】図２は、送信側の制御回路１２の具体的な
制御の第１の例を説明するための図である。制御回路１
２の分割情報収集部１２ａは、情報源符号化回路１０か
らチャネル情報を取得して、チャネル数（ここでは３
つ）やチャネル間の関連付けなどのチャネル分割情報と
各チャネルの重要度に関する情報を認識して暗号化チャ
ネル選択部１２ｂに送る。暗号化チャネル選択部１２ｂ
は受け取ったチャネル分割情報と各チャネルの重要度に
関する情報に基づいて、３つのチャネル情報のうち、ど
のチャネル情報を暗号化するのかについての指示情報
（ここではＣｈ＃０の情報を暗号化する旨の指示情報）
を暗号化回路１１に送る。暗号化回路１１は送られてき
た指示情報に基づいてＣｈ＃０の情報のみを暗号化して
暗号文を生成する。この結果、暗号化回路１１からはＣ
ｈ＃０の暗号文とＣｈ＃１及びＣｈ＃２の平文が出力さ
れる。

【００２２】図３は、送信側の制御回路１２の具体的な
制御の第２の例を説明するための図である。この例では
情報源符号化回路１０で元情報を分割する際に必要とな
る分割情報が制御回路１２’から与えられる。すなわ
ち、サービス制御部１２ｃは上位のレイヤからサービス
の種別に関する情報を取得し、取得したサービスの種別
に応じたチャネル情報を生成して符号化制御部１２ｄと
暗号化制御部１２ｅの分割情報収集部１２ａとに送る。

【００２３】符号化制御部１２ｄは受信したチャネル情
報に基づいてチャネル分割情報を生成して情報源符号化
回路１０に送る。情報源符号化回路１０は受信したチャ
ネル分割情報に基づいて１つの元情報に対する符号化処
理及びチャネル分割処理を行なう。一方、分割情報収集
部１２ａは、サービス制御部１２ｃから受信したチャネ
ル情報に基づいて、チャネル数やチャネル間の関連付け
などのチャネル分割情報と各チャネルの重要度に関する
情報を認識して暗号化チャネル選択部１２ｂに送る。暗
号化チャネル選択部１２ｂは受け取ったチャネル分割情
報と各チャネルの重要度に関する情報に基づいて、３つ
のチャネル情報のうち、どのチャネル情報を暗号化する
のかについての指示情報（ここではＣｈ＃０の情報を暗
号化する旨の指示情報）を暗号化回路１１に送る。暗号
化回路１１は送られてきた指示情報に基づいてＣｈ＃０
の情報のみを暗号化して暗号文を作成する。この結果、
暗号化回路１１からはＣｈ＃０の暗号文とＣｈ＃１及び
Ｃｈ＃２の平文が出力される。

【００２４】図４は図３の制御回路１２’の構成に対応
する受信側の制御回路１６’の具体的な制御について説
明するための図である。サービス制御部１６ａは上位レ
イヤからサービスの種別を取得してチャネル情報を生成
する。分割情報収集部１６ｂはサービス制御部１６ａか
らのチャネル情報に基づいてチャネル分割情報と各チャ
ネルの重要度に関する情報を生成して復号化チャネル選
択部１６ｃに送る。復号化チャネル選択部１６ｃは、受
け取ったチャネル分割情報と各チャネルの重要度に関す
る情報に基づいて、３つのチャネル情報のうち、どのチ
ャネル情報を復号化するのかについての指示情報（ここ
ではＣｈ＃０の情報を復号化する旨の指示情報）を暗号
復号回路１５に送る。暗号復号回路１５は送られてきた
指示情報に基づいてＣｈ＃０の情報のみを復号化して平
文を生成する。この結果、暗号復号回路１５からはＣｈ
＃０、Ｃｈ＃１、Ｃｈ＃２の平文が出力される。

【００２５】また、サービス制御部１６ａからのチャネ
ル情報は復号化制御部１６ｄにも送られる。復号化制御
部１６ｄはこのチャネル情報に基づいてチャネル分割情
報を生成して情報源復号回路１７に送る。情報源復号回
路１７は、復号化制御部１６ｄからのチャネル分割情報
に基づいて元情報を復元する。

【００２６】上記した実施形態によれば、元情報が複数
のチャネルに分割されて送信される場合、重要度の高い
チャネルに対してのみ暗号化処理を施すようにしたの
で、秘匿の効果を損なうことなく、暗号化のための処理
（特に暗号鍵を求める処理）を数分の１に小さくするこ
とが出来、暗号化に要する回路及び演算処理回路の規模
を縮小することが可能となる。

【００２７】なお、暗号化を行なう場合には、情報源符
号化回路１０で１つの元情報をＱＯＳの異なる複数のチ
ャネル情報に分割し、分割された複数のチャネル情報の
うち最もＱＯＳの高いチャネル情報に対して暗号化回路
１１により暗号化を施すようにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、一度に発生する暗号化
及び復号化の処理量を軽減するとともに回路規模を縮小
することができる移動通信システムを提供することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る移動通信システムの
構成を示す図である。

【図２】送信側の制御回路１２の具体的な制御の第１の
例を説明するための図である。

【図３】送信側の制御回路１２の具体的な制御の第２の
例を説明するための図である。

【図４】図３の制御回路の構成に対応する受信側の制御
回路１６’の具体的な制御について説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１０情報源符号化回路１１暗号化回路１２制御回路１２ａ分割情報収集部１２ｂ暗号化チャネル選択部１２ｃサービス制御部１２ｄ符号化制御部１２ｅ暗号化制御部１３送信回路１４受信回路１５暗号復号回路１６、１６’ 制御回路１６ａサービス制御部１６ｂ分割情報収集部１６ｃ復号化チャネル選択部１６ｄ復号化制御部１７情報源復号回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１つの情報を複数のチャネル情報に分割
して送信を行なう送信装置と、受信した複数のチャネル
情報から情報を復元する受信装置とから構成される移動
通信システムであって、前記送信装置は、入力された１つの情報を複数のチャネル情報に分割して
出力する符号化手段と、チャネル情報に対して所定の手順に基いた暗号化を行な
う暗号化手段と、分割された複数のチャネル情報のうち一部のチャネル情
報についてのみ暗号化を行なうように上記暗号化手段を
制御する制御手段と、を具備し、前記受信装置は、受信した複数のチャネル情報のうち、所定の一部のチャ
ネル情報についてのみ復号化を行う復号化手段、を具備することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】上記符号化手段は、１つの情報を重要度
の異なる複数のチャネル情報に分割し、上記制御手段
は、分割された複数のチャネル情報のうち最も重要度の
高いチャネル情報に対して暗号化が行なわれるように制
御することを特徴とする請求項１記載の移動通信システ
ム。
【請求項３】上記符号化手段は、１つの情報をＱＯＳ
（Quality of Service）の異なる複数のチャネル情報に
分割し、上記制御手段は、分割された複数のチャネル情
報のうち最もＱＯＳの高いチャネル情報に対して暗号化
が行なわれるように制御することを特徴とする請求項１
記載の移動通信システム。
【請求項４】１つの情報を複数のチャネル情報に分割
して送信を行い、受信した複数のチャネル情報から情報
を復元する通信装置において、入力された１つの情報を複数のチャネル情報に分割して
出力する符号化手段と、チャネル情報に対して所定の手順に基いた暗号化を行な
う暗号化手段と、分割された複数のチャネル情報のうち、一部のチャネル
情報についてのみ暗号化を行なうように上記暗号化手段
を制御する暗号化制御手段と、受信した複数のチャネル情報のうち、所定の一部のチャ
ネル情報についてのみ復号化を行う復号化手段と、を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項５】上記符号化手段は、１つの情報を重要度
の異なる複数のチャネル情報に分割し、上記制御手段
は、分割された複数のチャネル情報のうち最も重要度の
高いチャネル情報に対して暗号化が行なわれるように制
御することを特徴とする請求項４記載の通信装置。
【請求項６】上記符号化手段は、１つの情報をＱＯＳ
（Quality of Service）の異なる複数のチャネル情報に
分割し、上記制御手段は、分割された複数のチャネル情
報のうち最もＱＯＳの高いチャネル情報に対して暗号化
が行なわれるように制御することを特徴とする請求項４
記載の通信装置。