KR100258155B1 - 시분할 다중 접속 방식 휴대용 무선 단말 장치 - Google Patents
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Abstract
본 시분할 다중 접속 방식 휴대용 무선 단말 장치는 암호열 및 프레임번호를 저장하는 암호열 및 프레임번호 레지스터와, 상기 암호열 및 프레임번호 레지스터로부터 직렬 입력되는 암호열 및 프레임번호에 따라 송신용 데이터의 암호화와 수신한 데이터에 대한 복호화를 수행하는 암호 및 복호기와, 상위의 제어부에서 제공하는 기본 클럭을 입력하여 상기 암호열 및 프레임번호 레지스터에 저장된 암호열 및 프레임번호가 상기 암호 및 복호기에 직렬 입력되는 데 필요한 개수 만큼의 클럭을 상기 암호열 및 프레임번호 레지스터에 제공하기 위한 제2클럭신호와, 상기 암호열 및 프레임번호가 상기 암호 및 복호기에 모두 입력된 후부터 소정 클럭 사이클동안 상기 암호 및 복호기를 단독 런-업시키기 위한 런-업용, 상기 런-업후 소정 개수를 수신용, 이어서 소정 개수를 송신용으로 상기 암호 및 복호기에 제공하기 위한 제3클럭신호를 발생하는 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 시분할 다중 접속 방식 휴대용 무선 단말 장치에 관한 것으로, 특히 데이터의 암호화 및 복호화를 처리하는 부분을 단일화한 장치에 관한 것이다.
휴대용 무선 단말기의 한 종류인 유럽형 시분할 다중 접속 방식(이하 GSM이라 함.) 단말기는 암호기 및 복호기를 가진다.
제1도는 8개의 타임슬롯으로 이루어진 TDMA 프레임의 구성을 나타낸 도면이다. 도시된 바에 따르면, 8명의 사용자가 동시에 하나의 TDMA 프레임을 사용할 수 있다. 이때 임의의 한 사용자가 사용할 수 있는 수신(Rx) 타임슬롯과 송신(Tx) 타임슬롯 사이의 간격(interval)은 2개의 타임슬롯 만큼이다.
제2도는 종래의 휴대용 무선 단말기 송·수신 경로를 나타낸 블록도이다. 도시된 바에 따르면, 수신 경로에는 복호기 30가 구비되어 있고 송신 경로에는 암호기 40이 구비되어 있다. 이와 같이 암호기와 복호기는 별개로 구현되어 있지만 실제로는 동일한 알고리즘(예 : 일명 A51, A52라고 하는 알고리즘중 하나를 선택적으로 사용한다.)을 사용한다. 그렇지 않으면 암호화 및 복호화에 쓰이는 데이터를 미리 만들어서 부가적인 메모리에 저장하여 사용한다. 그런데 이와 같이 암호기와 복호기가 동일한 알고리즘을 사용함에도 불구하고 별개로 구현하거나 각각의 데이터를 미리 만들어서 사용하는 이유는 다른 기능(function)을 수행하는 블록들과의 시간적 조절(timing) 문제 때문이다.
구체적으로, 암호화 혹은 복호화를 위해서는 총 186 클럭이 필요하다. 구체적으로, 실제 암호화 혹은 복호화의 실행을 위해 암호기 혹은 복호기 각각에 프레임 번호(frame number) 22비트와 암호열 64비트를 입력하기 위해서는 우선 86 클럭이 필요하다. 이어서 100 클럭동안 런-업(run-up)하여 암호기 혹은 복호기 내부의 레지스터에 저장된 데이터가 암호화 혹은 복호화를 하는 데 실제로 쓰이는 데이터화하도록 한다. 상기 암호열은 변하지 않지만 프레임번호는 매 프레임마다 변하기 때문에 매번 변한 값으로 암호 및 복호에 쓰이는 데이터를 새로 만들어야 한다.
상기와 같이 186 클럭이 공급된 후 수신 경로의 복호기에서는 187번째 클럭부터 300클럭까지 수신데이터를 위한 복호 데이터를 얻을 수 있으며, 송신 경로의 암호기에서는 일단 300클럭까지 대기한 다음 301번째 클럭부터 414클럭까지 암호데이터를 얻을 수 있다.
이처럼 암호기와 복호기에서 각각 그 처리를 위한 사전 준비에 공히 186클럭을 필요로 한다는 것은 효율적인 측면을 생각하 때 개선의 여지가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 데이터의 암호화 및 복호화를 처리하는 부분을 단일화한 시분할 다중 접속 방식 휴대용 무선 단말 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 시분할 다중 접속 방식 휴대용 무선 단말 장치는 암호열 및 프레임번호를 저장하는 암호열 및 프레임번호 레지스터와, 상기 암호열 및 프레임번호 레지스터로부터 직렬 입력되는 암호열 및 프레임번호에 따라 송신용 데이터의 암호화와 수신한 데이터에 대한 복호화를 수행하는 암호 및 복호기와, 상위의 제어부에서 제공하는 기본 클럭을 입력하여 상기 암호열 및 프레임번호 레지스터에 저장된 암호열 및 프레임번호가 상기 암호 및 복호기에 직렬 입력되는 데 필요한 개수 만큼의 클럭을 상기 암호열 및 프레임번호 레지스터에 제공하기 위한 제2클럭신호와, 상기 암호열 및 프레임번호가 상기 암호 및 복호기에 모두 입력된 후부터 소정 클럭 사이클동안 상기 암호 및 복호기를 단독 런-업시키기 위한 런-업용, 상기 런-업후 소정 개수를 수신용, 이어서 소정 개수를 송신용으로 상기 암호 및 복호기에 제공하기 위한 제3클럭신호를 발생하는 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.
제1도는 8개의 타임슬롯으로 이루어진 시분할 다중 접속 프레임의 구성을 나타낸 도면.
제2도는 종래의 휴대용 무선 단말기 송·수신 경로를 나타낸 블록도.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 무선 단말기 송·수신 경로를 나타낸 블록도.
제4도는 제3도중 암호화 및 복호화기의 블록 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에 따르면, 송·수신 시점에 대한 정확한 일정 관리(scheduling)에 의해 암호기 및 복호기를 하나의 블록화하여 송·수신에 모두 사용할 수 있다. 다시 말해서, 대부분의 채널 처리(channel processing)를 디지털신호처리기(Digital Signal Processor : 이하 DSP라 함.)내에서 소프트웨어적으로 수행하고 비터비 및 등화기와 같이 클럭 사이클을 많이 필요로 하는 블록은 하드웨어적으로 구현한다.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 무선 단말기 송·수신 경로를 나타낸 블록도로서, 전술한 제2도와 달리, 암호기와 복호기를 하나의 장치화하여 송·수신 경로에 공통적으로 연결한 것이다.
제4도는 제3도중 암호 및 복호화 장치 50의 블록 구성도이다.
상기 암호열 및 프레임번호 레지스터 100에는 암호열 및 프레임번호가 저장되어 있다.
암호 및 복호기 200은 상기 암호열 및 프레임번호 레지스터로부터 직렬 입력되는 암호열 및 프레임번호에 따라 송신용 데이터의 암호화와 수신한 데이터에 대한 복호화를 수행한다.
제어부 300은 소정의 제어를 받아 암호화 및 복호화를 제어한다. 상기 제어부 300으로는 제1클럭신호 CLK1과, 제1리셋신호 RST1과, 송신제어신호 Rx-t 및 수신제어신호 Tx-t가 입력되는데, 이들은 상기 제어부 300보다 상위의 제어부에서 제공하는 것이다. 상기 제1클럭신호 CLK1은 상기 상위 제어부에서 제공하는 기본 클럭으로, 상기 제어부 300은 상기 제1클럭신호 CLK1로써 제2 및 제3클럭신호 CLK2, CLK3을 발생한다. 상기 제2클럭신호 CLK2는 86개의 클럭을 암호열 및 프레임번호 레지스터 100에 제공하기 위한 것이고, 상기 제3클럭신호 CLK3은 87번째 클럭부터 시작하여 100개의 클럭을 암호 및 복호기 200에 제공하기 위한 것이다.
상기 암호열 및 프레임번호 레지스터 100는 상기 제2클럭신호 CLK2에 동기되어 저장되어 있는 86개의 데이터 SD를 모두 암호 및 복호기 200에 직렬로 입력한다. 상기 입력이 완료된 다음부터는 상기 제3클럭신호 CLK3에 의해 상기 암호 및 복호기 200만이 100 사이클동안 구동(running)된다. 이렇게 하여 전체 186 사이클에 대한 구동이 완료되면 다음 클럭부터 실질적인 암호화 혹은 복호화가 이루어진다.
만약 수신제어신호 Tx-t가 입력되면, 상기 암호 및 복호기 200에서 출력되는 데이터가 제2도의 비터비 등화기 및 디코더 12로부터 출력되는 데이터와 배타적으로 논리합되면서 수신된 데이터가 복호된다. 이 동작은 187번째 클럭부터 300클럭까지 114비트의 데이터에 대해서 이루어진다.
상기와 같은 수신이 끝난 후 송신제어신호 Rx-t가 입력되면, 301번째 클럭부터 414클럭까지 인터리빙(interleaving)부 19로부터 출력되는 114비트 데이터에 대해서 배타적 논리합함으로써 암호화를 수행한다. 단, 수신 동작없이 송신만 일어나는 경우에는 300클럭까지 대기한 다음 301번째 클럭부터 414클럭까지 암호 데이터를 얻을 수 있다.
제어부 300으로 입력되는 제1리셋신호 RST1은 전체 시스템을 리셋시키기 위한 것이고, 상기 제어부 300에서 출력되는 제2리셋신호 RST2는 암호 및 복호기 200을 매 TDMA 프레임마다 리셋시키기 위한 것이다. 이는 프레임번호가 증가되면 그 증가된 프레임번호를 이용하여 새로운 암호 및 복호 데이터를 생성해내야 하기 때문이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 송·수신을 위한 암호기 및 복호기를 하나의 블록으로 머지(merge)함으로써 이들을 분리하여 각각 동작시킬때 필요했던 하드웨어가 필요하지 않게 된다. 또한 클럭 사이클을 714클럭에서 414클럭으로 300클럭이나 줄임으로써 그만큼 전력 소비를 감소시키는 장점도 있다.
Claims (2)
- 시분할 다중 접속 방식 휴대용 무선 단말 장치에 있어서, 64비트의 암호열 및 22비트의 프레임번호를 저장하는 암호열 및 프레임번호 레지스터와, 상기 암호열 및 프레임번호 레지스터로부터 직렬 입력되는 암호열 및 프레임 번호에 따라 송신용 데이터의 암호화와 수신한 데이터에 대한 복호화를 수행하는 암호 및 복호기와, 상위의 제어부에서 제공하는 기본 클럭을 입력하여 86개의 클럭을 상기 암호열 및 프레임번호 레지스터에 제공하기 위한 제2클럭신호와, 87번째 클럭부터 시작하여 100개의 클럭을 런-업용으로, 187번째부터 114개의 클럭을 수신용으로, 301번째부터 114개의 클럭을 송신용으로 상기 암호 및 복호기에 제공하기 위한 제3클럭신호를 발생하는 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 암호 및 복호기를 매 시분할 다중 접속 프레임마다 리셋시키기 위한 리셋신호를 발생함을 특징으로 하는 장치.
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