KR20010043533A - 확장된 전자 일련 번호 포맷을 지원하는 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20010043533A
KR20010043533A KR1020007012638A KR20007012638A KR20010043533A KR 20010043533 A KR20010043533 A KR 20010043533A KR 1020007012638 A KR1020007012638 A KR 1020007012638A KR 20007012638 A KR20007012638 A KR 20007012638A KR 20010043533 A KR20010043533 A KR 20010043533A
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Abstract

본 발명의 32비트 디지털 "수정된 전자 일련 번호"(AESN)는 56비트 "확장된 전자 일련 번호"(EESN)으로부터 생성된다. AESN은 무선 시스템내의 각 가입자 유니트와 각각의 다른 가입자 유니트를 구별한다. 두개의 개별 방법이 개시된다. 제 1 방법에서, 제작자 코드 영역("MFR")은 가입자 유니트가 EESN에 할당되는지를 결정한다. 만일 그렇다면, 최하위 8비트의 제작자 코드 영역("EMFR")(208)은 "일련 번호" 영역("SN")(204)에 부가된다. 제 2 방법에서, 각각의 제작자는 유사 랜덤 시퀀스를 이용하여 일련 번호를 생성한다. 유사-랜덤 시퀀스의 "시드"는 제작자의 EMFR(208)을 기초로 한다. 상기 직렬 번호는 이 후에 8비트 MFR과 조합된다.

Description

확장된 전자 일련 번호 포맷을 지원하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING EXPANDED ELECTRONIC SERIAL NUMBER(EESN) FORMAT}
무선 통신 시스템은 청구성 작성시의 인증을 포함하며 가입자 유니트와 가입자가 통신하고자 하는 자들간의 접속에 대해 안전한 통신을 유지하는 여러 목적을 위해 결정되는 가입자의 식별(또는 무선 전화기, 터미널, 모뎀등과 같은 가입자 유니트)을 필요로 한다. 전자 일련 번호(ESN)는 제작자에 의해 가입자 유니트 장치에 영구 저장된 유일한 32-비트 일련번호이다. ESN은 가입자 유니트를 독자적으로 식별한다. ESN을 제공하는 가입자 유니트내의 회로는 통상적으로 부정 접촉 또는 변경과는 격리된다. 많은 가입자 유니트는 ESN을 변경하려는 시도가 가입자 유니트를 동작하지 못하게 하도록 제작된다.
도 1에는 ESN의 내용이 도시되어 있다. ESN(100)은 제작자의 코드 영역(102) 및 일련번호 영역(104)으로 구성된다. 일련번호 영역은 24비트 길이이며 특정 가입자 유니트에 유일하게 할당된 제작자 코드를 지정한다. 제작자 코드 영역은 8비트이며 가입자 유니트의 각 제작자에게 유일하게 할당된 제작자 코드를 지정한다. 연방 통신 협회(FCC)는 필요하다면 각 가입자 유니트가 ESN에 할당되며 따라서 무선 통신이 식별될 수 있는 것을 위임한다. ESN과 조합하여, 모빌 식별번호(MIN)는 가입자를 유일하게 식별한다. ESN과 MIN의 유일한 조합은 서비스를 위해 가입자를 등록하며 그 자격을 주는데 사용된다. 또한 상기 조합은 개별 가입자와 관련된 모든 네트워크 기능을 인에이블시키는데 사용된다.
무선 통신 산업 협회(TIA) 표준 TIA/EIA IS-41은 셀룰러 무선 통신 시스템간 동작을 나타내며, 모빌 스위칭 센티(MSCs), 홈 로케이션 레지스터(HLRs), 가입자 이동성을 지원하는 셀룰러 네트워크용의 방문자 로케이션 레지스터(VLRs) 사이의 시스템간 동작의 표준을 제공한다. IS-41에서 유일한 가입자 식별은 MIN과 ESN을 연결하여 제공된다. 상기 조합은 등록과 인증 기능에 주로 사용된다.
TIA 와 TIA/EIA IS-95-1에 의해 표준화된 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템은 듀얼-모드 와이드밴드 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템용의 가입자 유니트-기지국 호환성으로 명명되며, 전자 일련번호는 스크램블링 유사 잡음(PN) 생성기의 초기 상태를 세팅하는 데 사용된다. IS-95-A에서, 42-비트 마스크는 32-비트 ESN에 따라서 생성된다. 제 1의 10 비트는 고정된 시퀀스이며 나머지 32비트는 가입자 유니트 ESN의 미리 정해진 치환이다. 긴 코드의 마스크를 제공하기 위해 ESN을 사용하는 것은 "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"인 미국 특허 번호 제 5,103,459 호에 개시되어 있다.
또한, ESN은 TIA/EIA IS-41(이후 IS-41)에서 지정된 인증 절차에서 사용된다. 인증은 위조 모빌 인증 번호(MIN)과 전자 일련 번호(ESN)으로 불법적으로 프로그래밍된 세룰러 네트워크에 대해 부정의 액세스를 방지하기 위해 사용되는 일 세트의 기능이다. 상기의 기능은 가입자 중재가 필요하지 않으며 가입자의 진실된 식별을 유효하게하는 확실한 방법을 제공한다.
IS-41에서 지정한 인증 절차는 CAVE(셀룰러 인증 및 음성 암호화)로서 일반적으로 공지된 일세트의 계산을 실행하는 것에 따라 수행된다. CAVE 알고리즘은 "CFYPTOSYSTEM FOR CELLULAR TELEPHONY"의 미국 특허 번호 제 5,159,634 호에 개시되어 있다. 인증 프로세서 및 알고리즘은 두개의 비밀 번호를 기초로 한다, 즉 인증키(A-키)와 공유된 비밀 데이터(SSD). A-키는 가입자에게 영구적으로 저장되며 인증 센터에 비밀리에 저장된 64-비트 비밀 번호이다. A-키는 결코 공기를 통해 전송되지 않지만, SSD의 생성에 사용된다. SSD는 A-키, ESN 및 가입자 유니트와 네트워크 사이에서 공유되는 램덤 번호를 사용하는 계산 결과이다. 이는 인증이 수행되는 가입자 유니트의 생성 SSD로 네트워크의 생성된 SSD를 매칭함으로서 이루어진다.
크게 증가되는 가입자 유니트의 개수와 마찬가지로, 현재의 넘버링 계획을 사용하기위해 제공되는 번호를 넘어서는 전자 일련 번호가 필요하다. 상기의 필요에 따라, 56비트의 확장된 전자 일련 번호(ESSN)가 제안된다. 도 2는 제안된 EESN의 내용 및 구성을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, EESN 200은 EESN이 사용되는것을 지시하는 8-비트 제작자 코드 영역(202)를 가진다. 제안된 방법은 EESN의 제작자 코드(200)에 위치한 소정의 값을 필요로 한다. 한가지 제안은 소정의 값이 128 진수와 동일하게 되는 것이다. EESN은 또한 가입자 유니트에 할당된 일련번호를 지정하는 24-비트 일련 번호 영역(204)를 가진다. 8-비트 예약된 영역(206)은 현 영역을 확장하며 다음에 추가 영역을 추가하기 위해 추가 용량을 제공한다. 16-비트 확장된 제작자 영역(208)은 EESN의 제작자 코드를 지정한다. 제작자 코드를 지정하기 위해 EESN에 제공된 추가의 8-비트가 존재한다는 것을 알수 있다.
그러나 상술한 바와 같이 많은 현존 연산에는 32-비트 ESN이 요구된다. 그러므로 56 비트 EESN이 32 비트 ESN을 사용하여 수행되는 스크램블링, 인증 및 등록에 사용될 수 있는 방법이 기술상 필요하다.
그러므로 지정된 56-비트 EESN인 새로운 가입자 유니트와 호환되는 32-비트 ESN을 수용하도록 지정되는 무선 인프라스트럭처를 이룰 수 있는 방법 및 장치가 필요하다.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로 특히 무선 통신 네트워크에서 가입자 유니트를 식별하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 ESN의 구성을 도시한다.
도 2는 EESN의 포맷을 도시한다.
도 3은 개시된 제 1 방법을 따른 AESN의 구성을 도시한다.
도 4는 개시된 AESN을 생성하기 위해 제 2 방법을 따르는 AESN의 구성을 도시한다.
도 5는 개시된 방법 및 장치를 따르는 가입자 유니트의 단순한 블록도이다.
개시된 방법 및 장치는 56-비트 "확장된 전자 일련 번호(EESN)"으로부터 32 비트 디지털 "수정된 전자 일련번호(AESN)"를 생성한다. AESN은 서로 다른 가입자 유니트와 무선 시스템내의 각 가입자 유니트를 구별한다. 두개의 다른 방법이 개시된다. 제 1 및 제 2 방법에 따라, AESN은 EESN이 제작자에 의해 가입자 유니트에 지정될 때만 생성된다.
제 1 방법에 따라, 제작자 코드 영역("MFR")으로 참조되는 EESN의 부분은 가입자 유니트가 실제로 EESN에 할당되는지를 결정하도록 테스트된다. 만일 MFR값(즉, MFR 영역에서 지정된 값)이 128 진수("1000 0000" 2진수)와 동일하다면, EESN이 사용된다. 만일 그렇다면, 확장된 제작자 코드 영역("EMFR")으로 통상적으로 참조되는 최하위 8비트의 EESN 부분은 "일련 번호" 영역("SN")으로 통상적으로 참조되는 24비트의 EESN에 부가된다. 따라서, AESN은 8 최하위 비트의 EMFR과 24 비트의 SN을 포함할 것이다.
제 2 방법에 따르면, 각 제작자는 유사 램덤 시퀀스를 사용함으로써 제작자에 의해 생성되는 가입자 유니트에 할동되어야 하는 24 비트 일련 번호를 생성할 필요가 있을 것이다. 유사 랜덤 시퀀스에 대한 "시드(seed)"는 제작자의 EMFR을 기초로 하며, 따라서 각 제작자에 따라 다르다. 일련 번호는 이후 제작자가 EESN또는 ESN에 할당되는 AESN을 생성하기 위해 8비트 MFR과 조합된다. 즉, 8비트의 MFR은 제작자가 EESN 또는 ESN에 할당되는 AESN을 포함하도록 24비트의 일련번호와 함께 취해진다.
제 1 방법은 동일 영역내의 두 가입자 유니트 동작 또는 메트로폴리탄 트레이딩 영역이 동일한 32 비트값에 지정되는 것이 가장 드물다. 그러나 제 2 방법은 무선 인프라스트럭처내의 현존 요구조건으로 인해 단순하며 보다 적은 적응성을 필요로 한다.
본 발명은 도면을 참조로 이하에서 상세하게 설명된다.
다음에는 본 발명의 실시예를 포함하는 방법 및 장치가 자세하게 개시되어 있다. 개시된 방법 및 장치는 32-비트 전자 일련 번호("ESN")를 현재 필요로하는 알고리즘이 상기의 할당된 32-비트 ESN을 가지지 않는 가입자 유니트와 동작하도록 한다. 즉, "듀얼-모드 와이드밴드 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템용의 가입자 유니트 기지국"의 TIA/EIA 협약 표준 IS-95A에 개시된 상기 알고리즘과 같은 알고리즘이 32-비트의 ESN에 의해 식별되는 가입자 유니트를 필요로 한다. 상기의 ESN은 청구의 목적을 위해 가입자를 식별하며 무선 통신 시스템의 시큐리티와 이에 대한 액세스를 제어하기 위해 기지국과 가입자 유니트간의 비밀 통신을 보장하도록 하는 특정 알고리즘에 의해 사용된다. 그러나 어떤 가입자 유니트는 ESN에 할당되지 않지만, 유일한 56 비트 확장된 전자 일련 번호("EESN")에 할당된다.
요즘은, 각 가입자 유니트가 영구적으로 또한 유일하게 32-비트 ESN 또는 최근에 제작된 가입자 유니트 EESN에 할당된다. 32비트 ESN에서 56비트 EESN으로의 확장은 32비트 ESN 동작을 필요로 하는 알고리즘 방식에 상당한 영향을 미친다. 즉, 상기의 알고리즘은 32비트 입력을 수신하도록 설계된다. 이들은 56비트 입력을 핸들링할 수 없다.
두 방법은 현재 56비트 EESN으로부터 32비트 수정된 ESN("AESN")을 생성하기 위해 개시된다. 상기의 32-비트 AESN은 이 후 32-비트 ESN을 필요로하는 알고르즘에 공급된다.
제 1 방법은 다음과 같이 AESN을 생성한다. 조사된 값은 우선 가입자 유니트의 메모리로부터 판독된다. 가입자 유니트가 ESN 또는 EESN에 할당되는지를 결정한다. 만일 ESN이 제공되면, AESN은 현존 ESN을 모든 ESN-관련 알고리즘에 대한 입력으로서 교환될 것이다. 상기의 AESN은 하나 이상의 모빌과 연관되어 동일한 32-비트 코드값의 가지는 가능성을 최소화한다는 점에서 최적이다.
제 2 방법은 EESN 포맷의 ENS 영역을 사용한다. 예전과 더욱 호환되지만, 상기의 기능은 하나 이상의 모빌이 특히 제작자가 배치와 동일한 32-비트 코드값을 제공할 것이라는 더 나은 가능성을 가진다. 본 발명은 상기의 가능성을 크게 감소시키는 방법을 개시한다.
동일 섹터내의 하나 이상의 가입자가 32비트 AESN에 할당될 것이라는 보통의 가능성은 Pd(x)이다.
여기에서 x는 EESN에 할당된 섹터에서의 모빌의 개수이며, y는 56비트 EESN이고, f(y)는 57비트 EESN의 32비트 함수이고 n=2H[f(y)]이며, H[F(y)]는 y의 가능공간에 대한 f(y)의 샤논 엔트로피이다.
Pd(x)는 만일 f(y)가 32비트의 최대 엔트로피를 가진다면 최소화된다. 그 경계는 불균형, H[f(y)]〈=32를 기초로 한다. 예를 들면, 섹터의 임의의 32비트 f(y)에 대해, Pd()는 다음과 같이 제한된다.
EESN의 원 32비트 ESN 영역을 사용하지만, 두가지 문제가 있다. 첫째, H[f(y)]는 -24비트로 감소된다( 예전 ESN 모빌의 엔트로피는 더 많은 EESN 모빌이 배치될 때 무시된다). 그러므로,
둘째로, 보다 중요하게 모빌 제작자가 순차적으로 그 일련 번호(즉, ESN 또는 EESN의 24비트 "SN"부분)을 할당하는 경향이 있기 때문에, 상기의 이른 EESN 모빌은 동일한 32비트 ESN을 가질 것이라는 기회가 존재한다.
이르게 배치되는 동안 별개가 아닌 ESN의 가능성은 다음과 같이 추정될 수 있다. 각 제작자 모빌은 모든 섹터를 통해 균일하게 할당되며 일 세트의 ×EESN 모빌을 가지는 단일 세트의 경우는 다음과 같다.
여기에서,이며,
M 제작자는 모빌을 메트로폴리탄 트레이드 영역("MTA")으로 넘겨준다. 또한 i=1...M에 대해 Li는 각 제작자에 의해 해제되는 모빌의 개수, 즉 i는 해제된 SN의 0에서 Li-1을 가지며, Li는 j=1...(M-1)에 대해 Lj+1〉=Lj가 되도록 인덱스된다.는 개시된 심볼로 표현되는 제한에 의해 인덱스된 인자의 프로덕트를 나타낸다.
일 예에서, M=2와 L1=L2=L로 가정한다.
AESN을 생성하는 개시된 제 1 방법을 따르면, AESN은 SN의 각 비트와 EMFR의 최상위 8비트를 연결함으로써 생성된다. 도 3은 제 1 및 제 2 방법을 따른 AESN의 구성을 도시한다. 따라서,
f(EESN) = EMFR의 최하위 8비트 + SN = AESN
우선, 이 값은 가입자 유니트의 메모리로부터 판독된다. 소정의 부분, 예로서 MFR은 소정의 값이 제공되었는지를 알기위해 테스트된다. 일 예에서, MFR=128일 때, 베이스 또는 가입자 유니트중 하나의 임의의 ESN 기능은 ESN이 사용되는 임의의 목적을 위한 SN과 함께 MFR 대신 EMFR의 최하위 8 비트를 사용할 것이다. 순차적으로 EMFR을 할당하는 것은 동일한 EMFR 최하위 비트를 가지는 두 제작자가 동일한 시간 프레임에서 사용될 것이라는 기회를 크게 감소시킬 것이다. 상기의 방법으로 AESN을 생성하는 것은, 다음과 같이 임의의 시간상 Pd(x)를 최소화시킨다.
이는 AESN과 AESN을 생성하는 개시된 방법에 대한 다수의 무시할만한 치환이 존재한다는 것은 당업자에게 자명하며, 그 각각은 본 발명의 영역내에 있다.
56비트 EESN으로부터 32비트 AESN을 생성하는 제 2 방법에 따르면, 원 32비트 ESN(EESN의 비트 24-55로서 포함되는)은 AESN을 구성한다. 도 4는 AESN을 생성하는 제 2 방법을 도시한다. 따라서 상기의 방법은 현존 ENS 기능과 보다 예전에 호환될 수 있다. 게다가 모든 가입자 유니트는 모빌이 ESN 또는 EESN을 가지는 동일한 32비트를 가질 수 있다.
그러나 EESN에 할당된 가입자 유니트의 MFR은 128진수(EESN이 할당됨을 나타내는)이다. 또한 상술한 바와 같이 일련 번호는 통상적으로 순차적으로 할당된다. 그러므로, 서로 다른 제작자에 의해 제작되며 배치된 모빌이 복사 ESN을 가지는 것을 방지하기 위해, 각 제작자는 유사 랜덤 시퀀스에 따라 적절하게 새로운 가입자 유니트를 할당해야 한다. 그러므로 동일한 제작자에 의해 만들어진 각각의 가입자 유니트는 유사 랜덤 시퀀스로부터 다음 번호에 할당된다. 상기 유사 랜덤 시퀀스의 시드는 바람직하게 제작자 EMFR을 기초로하며, 따라서 각 제작자에 대해 서로 다르다.
상기 시퀀스의 일 예는 다음과 같다.
여기에서 SN(i)는 제작자에게 할당된 i번째 일련번호이며, [m LS비트의 EMFR)]는 m 최하위 비트의 제작자 EMFR이다. 변수 m은 바람직하게 0에서 16까지 변하며, 설계자가 연속된 EMFR과 함께 제작자에 의해 생성된 SN간의 스페이싱을 제어할 수 있도록 한다. m의 값이 커지면, 상기 제작자의 모빌이 동일한 SN을 가질수 있는 기회가 줄어든다. 한편, m은 너무 크지 않아야 한다. 모듈로(modulo) 기능의 순환 특성과 유한 24비트 SN 스페이스로 인해, 2m만큼 스페이싱된 EMFR를 가지는 제작자는 오버래핑된 SN을 가질 것이다. 설계자는 모빌 제작자의 배치 패턴과 EMFR 할당 패턴( 바람직한 실시예에서, m=5)을 기초로하는 m의 선택을 최적화할 수 있다.
개시된 방법과 장치를 사용하는 본 발명의 영역내에서 고려되며 사용될 수 있는 SN(i)을 생성하는 다른 가능한 시퀀싱 기능이 존재한다.
도 5는 개시된 방법 및 장치를 따르는 가입자 유니트(500)의 단순한 블록도이다. 가입자 유니트(500)는 무선 주파수("RF") 영역(502)을 가진다. RF 영역(502)은 신호를 적당한 RF 캐리어로 전송하며 변조된 신호를 무선 통신 시스템내의 기지국과 같은 수신기에 전송한다. 또한 RF 섹션(502)은 가입자 유니트(500)에 의호된 신호를 수신하여 복조한다. 마이크로프로세서, 컴퓨터, 디지털 신호 프로세서와 같은 프로그램 가능한 디바이스(504) 또는 다른 상기의 프로그램가능한 디바이스는 RF 섹션(502)에 결합된다. 프로그램가능한 디바이스(504)는 또한 메모리 디바이스(506)에 결합된다. 메모리 디바이스(506)는 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 판독 전용 메모리(ROM), 마그네틱 디스크 드라이브, 또는 최적의 디스크 드라이브와 같은 정보를 저장할 수 있는 임의의 디바이스 또는 최적의 메모리 디바이스일 수 있다.
바람직한 실시예의 상술한 설명은 당업자가 본 발명을 이용할 수 있도록 제공된다. 상기의 실시예에 대한 다수의 변형은 당업자에게 쉽게 이해되며, 상술한 일반 원리는 발명 능력을 사용하지 않으면서 다른 실시예에 적용될 수 있다. 그러므로 본 발명은 상기 명세서로 제한되지 않지만 개시된 원칙과 신규한 특성으로 구성된 최상의 넓은 범위로 해석된다.

Claims (2)

  1. 확장된 전자 일련 번호(EESN)로부터 수정된 전자 일련 번호(AESN)를 생성하는 방법으로서, 상기의 EESN이 제작자 코드를 지정하는 제 1 영역, 특정한 가입자 유니트와 연관된 일련 번호를 지정하는 제 2 영역, 확장된 제작자 코드를 지정하는 제 3 영역을 포함하는 방법에 있어서,
    (1) 메모리로부터 소정의 길이를 가지는 값을 판독하는 단계;
    (2) 상기 메모리로부터 판독된 값의 미리 정해진 부분이 소정의 값을 포함하는지를 결정하는 단계; 및
    (3) 만일 상기 메모리로부터 판독된 값이 소정의 값을 포함한다면, 메모리로부터 판독된 값을 EESN으로 식별하고 적어도 제 3 영역의 콘텐트부 및 제 1 영역의 콘텐트부를 이용하여 판독된 값으로부터 AESN을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 가입자 유니트에 일련 번호를 할당하는 방법에 있어서,
    (1) 확장된 제작자 코드값을 결정하는 단계;
    (2) 유사-랜덤 시퀀스로부터 다음 번호를 생성하기 위해 상기의 확장된 제작자 코드값을 시드로서 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020007012638A 1998-05-11 1999-05-11 확장된 전자 일련 번호 포맷을 지원하는 방법 및 장치 KR20010043533A (ko)

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