NO302727B1 - Fremgangsmåte og system for kommunikasjon med kryptografisk kodete data - Google Patents

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører digitale cellulære kommunikasjonssystemer. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte og et system for kommunikasjon med kryptografisk kodete data i et digitalt kommunikasjonssystem, se spesielt de vedføyde patentkrav 1 og 11, respektive patentkrav 21 og 30.

Oversikt over teknikkens stilling

Cellulær radiokommunikasjon er kanskje det raskest voksende område innenfor den verdensomspennende telefommunika-sjonsindustri. Selv om cellulære radiokommunikasjonssystemer omfatter bare en liten del av de telekommunika-sjonssystemer som for tiden er i drift, så er det i stor utstrekning antatt at denne brøkdel vil øke jevnt og vil representere en hoveddel for hele telekommunikasjons-markedet i en ikke altfor fjerntliggende fremtid. Denne antagelse er basert på de iboende begrensninger hos konven-sjonelle telefonkommunikasjonsnettverk som hovedsakelig baserer seg på trådteknologi for tilkobling av abonnenter i nettverket. En standard hjemme- eller kontortelefon blir f.eks. forbundet med et vegguttak, eller en telefonjack, ved hjelp av en telefonledning av en viss maksimal lengde. På lignende måte kobler tråder telefonuttaket sammen med en lokal telefonsentral for telefonselskapet. En bruker av telefonen vil således få sin bevegelse begrenset ikke bare ved lengden av telefonledningen, men også ved tilgjengelig-heten for et driftsdyktig telefonuttak, det vil si et uttak som er tilkoblet den lokale telefonsentral. I virkelig-heten kan opphavet til cellulære radiosystemer i stor grad tillegges ønsket om å overvinne disse restriksjoner, og å tilby telefonbrukeren friheten til å bevege seg rundt og reise vekk fra sitt hjem eller kontor, uten å ofre sin mulighet til å kommunisere effektivt med andre. Ved et typisk cellulært radiosystem bærer brukeren eller brukerens kjøretøy en forholdsvis liten trådløs innretning som kommuniserer med en basisstasjon, og tilkobler brukeren til andre mobile stasjoner i systemet og til landbaserte deler i det offisielle svitsjede telefonnettverk (PCTN) "Public Switched Telephone Network".

En betydelig ulempe ved eksisterende cellulære radiokom-munikas jonssystemer er den letthet med hvilken analoge radiooverføringer kan avskjæres respektive fanges opp. Spesielt vil noen eller alle av kommunikasjonene mellom mobilstasjonen og basisstasjonen kunne overvåkes, uten autorisasjon ved ganske enkelt å slå på en passende elektronisk mottager på den frekvens eller frekvenser som . kommunikasjonen foregår på. Således vil hvem som helst med adgang til en slik mottager og med interesse for å lytte, kan bryte med det private ved kommunikasjonene, i virkelig-heten etter ønsket og med fullstendig passe frihet. Selv om det er gjort anstrengelser for å gjøre elektronisk lytting illegal, så innebærer den hemmelige natur hos slike aktiviteter at generelt vil de fleste, om enn ikke alle, tilfeller av lytting kunne utføres uoppdaget, og derfor passere ustraffet og uten avskrekkelse. Den mulighet at en konkurent eller en fiende kan bestemme seg for å "avstemme" seg på en eller annens tilsynelatende private telefonsam-taler, har hittil hindret en rask vekst av cellulære radiokommunikasjonssystemer, og dersom dette forblir ukontrollert, vil det fortsatt være en trussel for levedyk-tigheten ved slike systemer for forretnings- og regjeringsanvendelser.

Det er nylig blitt klargjort at de cellulære radiokom-munikas jsonssystemer for fremtiden, vil bli realisert under bruken av digitalteknologi i stedet for analogteknologi. Overgangen til digitalteknologi er diktert hovedsakelig utifrå vurderinger som har relasjon til systemhastighet og kapasitet. En eneste analogkanal, eller stemmekanal, eller radiofrekvens (RF)-kanal kan oppta fire (4) til seks (6) digitale, eller data RF-kanaler. Ved digitalisering av tale før overføringen via talekanalen, kan således kanal-kapasiteten og følgelig hele systemkapasiteten, kunne økes dramatisk, uten at man trenger å øke båndbredden for talekanalen. Som en logisk slutning av dette, vil systemet bli i stand til å håndtere et vesentlig større antall av mobilstasjoner ved en betydelig lavere kostnad.

Selv om overgangen fra analoge til digitale cellulære radiosystemer til en viss grad vil forbedre sannsynligheten for brudd på sikkerheten ved kommunikasjoner mellom basisstasjonen og mobilstasjonen, er risikoen for elektronisk lytting langt fra eliminert. Det kan konstrueres en digital mottager som er i stand til å dekode de digitale signaler og genere den opprinnelige tale. Maskinvaren kan være mer komplisert og håndteringen mer kostbar enn i tilfellet av analog overføring, men den mulighet foreligger at høyst personlige eller meget sensitive samtaler i et digitalt cellulært radiosystem kan overvåkes av en tredje part og potensielt bli benyttet til å skade systembrukerne. Den store mulighet for at en tredje part kan lytte på en telefonsamtale, vil dessuten automatisk utelukke bruken av cellulære telekommunikasjoner i forbindelse med visse regjeringsanvendelser. Visse forretningsbruksområder kan være like følsomme overfor muligheten for sikkerhetsbrudd. For å kunne gjøre cellulære systemer til levedyktige alternativer i forhold til vanlige trådlinje-nettverk, må således sikkerheten ved kommunikasjonene være tilgjengelig på i det minste noen kretser.

Når først det er tatt en beslutning om å beskytte overfør-ingen av digital informasjon (data) fra uautorisert adgang, må den opprinnelige kilde (sender) og den tiltenkte resipi-ent (mottager) av data være enige vedrørende en hemmelig mekanisme for chiffrering (kryptering) og dechiffrering (dekryptering) av informasjon. Et slikt arrangement vil vanligvis innbefatte en gjensidig overenskomst for å bruke en spesiell krypteringsinnretning som kan ha vid anvendelse, men som kan programmeres med en hemmelig nøkkel som er spesifikk for senderen og mottageren. Arrangementet må imidlertid også innbefatte valg hva angår krypteringstek-nikken og den fremgangmsåte for synkronisering som skal brukes av krypteringsinnretningen.

Det er tidligere kjent flere krypteringsteknikker som er implementert ved hjelp av tidligere kjente krypterings-eller kodeinnretninger. Ved en slik teknikk, som er kjent som "blokksubstitusjon", blir hemmelige nøkkelbiter blandet med blokker av databiter for å fremskaffe blokker av kodete data. Med blokksubstitusjon vil blokker av databiter som bare skiller seg ved en eneste bit, fremskaffe kodete datablokker som i gjennomsnitt skiller seg en halv (1/2) med hensyn til deres bitposisjoner og vice versa. På lingende måte vil kodete datablokker som bare skiller seg ved en bitposisjon, fremskaffe dekodete datablokker som gjennomsnittlig avviker en halv (1/2) av deres bitposisjoner. Denne type koding/dekoding har en tendens til å forsterke virkningene av bitfeil som kan opptre ved over-føring av de kodete data, og vil derfor ikke representere en passende teknikk til bruk i digitale radiokommunikasjon-er.

En annen kjent kodeteknikk baserer seg på en nøkkelstrøm-generator og modularitmetikk eller matematikk med endelige størrelser. En flerhet av hemmelige nøkkelbiter og en flerhet av klokkepulser blir tilført nøkkelstrømgenerator-en, som genererer en strøm av pseudotilfeldige biter som betegens som en nøkkelstrøm. Nøkkelstrømbitene blir deretter bit-for-bit modulo-2 addert til databitene før overføringen ved senderen. En maken nøkkelstrømgenerator blir benyttet ved mottageren for å fremskaffe en lik nøkkelstrøm av biter, som deretter bit-for-bit modulo-2 blir subtrahert fra den mottatte kodete datastrøm for å gjenvinne de opprinnelige data. En riktig implementering av denne teknikk krever at den nøkkelstrøm som genereres ved mottageren og subtraheres fra de kodete data, er i overensstemmelse med den nøkkelstrøm som ble generert ved senderen og addert til de opprinnelige data.

Det vil kunne finnes en rekke løsninger med hensyn til synkronisering innenfor tidligere kjente kodesystemer. Ved de fleste kodesystemer vil synkronisering kunne betrakes som en overenskomst mellom sender og mottager når det gjelder antallet av klokkepulser som skal anvendes fra en felles begynnelsestilstand til genereringen av en spesiell bit. Andre tidligere kjente kodesystemer holder imidlertid ikke en løpende opptelling av antallet av tilførte klokkepulser, men baserer seg i stedet på initialiseringen av sender og mottager til den samme tilstand ved begynnelsen av en ramme og anvendelsen av et likt antall av klokkepulser deretter. Mangelen ved denne siste løsning er vanskeligheten med reetablering av synkronisering, dersom senderen og mottageren skulle falle ut av synkronisering under en spesiell ramme.

I tilfelle av mobile radiosystemer mangler en global tidsreferanse, det vil si en tidsreferanse som er felles for alle mobilnhetenee og basisstasjoner i systemet, og det er således ikke mulig å synkronisere mobilenhetene og basisstasjonene i forhold til en felles klokke, når synkroniseringen hos en sendende basisstasjon/mobilenhet (eller vice versa) blir tapt eller faller ut av en eller annen grunn, f.eks. under overlevering (hand over). Når den konversasjon som finner sted mellom to stasjoner også er chiffrert, kan ytterligere problemer oppstå på grunn av utfall av synkroniseringen for den aktuele chiffreringskode, noe som gjør dechiffrering umulig. En løsning på dette problem er foreslått i internasjonal patentsøknad PCT/SE90/00497, som omtaler et mobilt radiosystem hvor både tale/data og signalleringsinformasjon blir chiffrert. Når både den kodete tale/data-informasjon og signallerings-informasjonen faller ut, vil en chiffrert- (eller ikke-chiffrert) signalinformasjon bli sendt til den mobile enhet, som fremviser nummeret på rammeintervallene etter hvilke chiffrering skal starte på nytt etter utfallet, f.eks. under overlevering. Denne tidligere kjente teknikk bruker imidlertid bare den tilhørende styrekanal (FACCH) som mottar chiffrert signallering for synkroniseringen. Dersom den chiffrerte signallering som er overført i henhold til denne fremgangsmåte skulle feile, foreligger der ikke noen annen mulighet for resynkronisering av chiffreringen av tale/data og signalleringsinformasjon.

Enda en annen type av kodesystem innbefatter en teller som bibeholder en opptelling av antallet av nøkkelstrømbiter, eller blokker av nøkkelstrømbiter, som er generert tidligere. Utbitene fra telleren ble kombinert med de hemmelige nøkkelbiter for fremskaffelse av nøkkelstrømmen. Fordi sender- og mottagertellerne blir økt på en regulær basis, og derfor har kjennetegn som ved en digital tid/- dato-klokke, vil et slikt kodesystem ofte bli betegnet som et tid-på-dagen-drevet kodesystem.

Fordelen med nevnte tid-på-dagen-drevne kodesystemer ligger i det forhold at dersom mottagertelleren faller ut av synkronisme med sender-telleren, og systemet har kapasitet til å forsyne mottageren med den aktuelle sender-teller-verdi, kan mottager-telleren umiddelbart tilbakestilles til sender-tellerverdien i stedet for å returnere til begynnelsen og tilføre hele historien av klokkepulser. Vanskeligheten med et slikt system er imidlertid fremskaffelsen av sender-tellerverdien på en tilstrekkelig hyppig basis, for å unngå akkumulering av feil som er bevirket ved divergen-sen av mottager-tellerverdien i forhold til sender-tellerverdien for en forholdsvis lang tidsperiode. Den foreliggende oppfinnelse forhindrer slik akkumulering av feil ved å fremskaffe kontinuerlig eller meget hyppig oppdateringer av sender-tellerverdien, som kan benyttes for tilbakestilling av mottager-telleren og til å synkronisere systemet uten nødvendigheten av gjeninitialisering og repetering av de mellomliggende klokkepulser.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Ifølge en side av den foreliggende oppfinnelse er det innlemmet en fremgangsmåte for kommunisering av kryptografisk kodete data innenfor et digitalt telekommunikasjonssystem, ved hvilken en første pseudotilfeldig nøkkel-strøm av biter blir generert i henhold til en algoritme som er en funksjon av en multi-bit-digital verdi som inneholdes i et første register. Den verdi som rommes i det første register, blir økt ved regulære periodiske intervaller til å variere mønsteret av biter i den første nøkkelstrøm. Bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med en strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon for kryptografisk å kode dataene, og de kodete data blir overført til en mottager.

Ifølge oppfinnelsen er en slik fremgangsmåte kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av det vedføyede patentkrav 1 .

Et tilhørende system er kjennetegnet ved trekkene ifølge karakteristikken i det vedføyde patentkrav 11.

Til mottageren blir det også overført ved regulære periodiske intervaller og innlemmet med oversendingen av kodete data, den verdi som inneholdes i nevnte første register. En andre pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter blir generert i henhold til den algoritme som er en funksjon av en multi-bit-digital verdi som inneholdes i et andre register. Den verdi som inneholdes i det andre register, blir økt ved de samme regulære periodiske intervaller som det første register for å variere mønsteret av biter i den andre nøkkelstrøm på en lignende måte som mønsteret for bitene i den første nøkkelstrøm. Bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med den mottatte strøm av kryptografisk kodete data for dekoding av data til kom-munikasjonsinformasjonen, og den verdi som inneholdes i det andre register, blir periodevis sammenlignet med den mottatte verdi i det første register for bestemmelse om hvorvidt de to verdier stemmer overens for tilsvarende tidspunkter, og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre. I et relatert aspekt blir verdien som inneholdes i det andre register, tilbakestilt med den mottatte verdi av det første register for et tilsvarende tidspunkt, når verdiene er blitt forskjellige hva angår resynkronisering av den første og andre nøkkel-strøm med hverandre.

Ved en andre side av oppfinnelsen er det innlemmet en fremgangsmåte for duplex kommunikasjon av kryptografisk kodete data i et digitalt telekommunikasjonssystem, hvilken fremgangsmåte og tilhørende system er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av vedføyde patentkrav 21, respektive patentkrav 30.

Ved denne side av oppfinnelsen blir en første pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter generert ved en første lokasjon i henhold til en algoritme som er en funksjon av en multi-bit-digitalverdi som inneholdes i et første register. Verdien som inneholdes i nevnte første register, blir økt ved regulære periodiske intervaller for variasjon av bit-mønsteret i den første nøkkelstrøm. Bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med en strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon som skal sendes fra den første lokasjon til en andre lokasjon for kryptograf isk å kode datastrømmen, og med en strøm av kryptografisk kodet datastrøm mottatt fra den andre lokasjon. Den datastrøm som kodes ved den første lokasjon, blir overført til en mottager ved den andre lokasjon sammen med verdien som inneholdes i det første register, som sendes ved regulære periodiske intervaller og innlemmet sammen med overføringene av kodete data. En andre pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter som er en funksjon av en multi-bit digitalverdi inneholdt i det andre register, blir generert i henhold til algoritmen. Verdien som inneholdes i det andre register blir øket ved de samme regulære periodiske intervaller som det første register for å variere bitmønsteret i den andre nøkkelstrøm på den samme måte som bitmønsteret i den første nøkkelstrøm. Bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med strømmen av kryptografisk kodete data som mottas ved den andre lokasjon for dekoding av data til kommunikasjons-informas jonen og med en strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon som skal sendes fra den andre lokasjon til den første lokasjon for kryptografisk koding av datastrømmen. Datastrømmen som kodes ved den andre lokasjon, blir overført til en mottager ved den første lokasjon, og verdien som inneholdes i det andre register, blir periodevis sammenlignet med den mottatte verdi av det første register for bestemmelse av hvorvidt de to verdier korresponderer for tilsvarende tidspunkter, og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre.

Ulempen med den tidligere foreslåtte fremgangsmåte hva angår bibeholdelse av synkronisering for chiffreringsfor-mål, er at det ikke foreligger noen mulighet til å gjeneta-blere synkronisering, nemlig via den tilhørende styrekanal FACCH, som normalt overfører den synkroniserte informasjon som inneholdes i den tilfeldige bitstrøm som påtrykkes tale/data-strømmen og signalliseringsstrømmen. Imidlertid foreligger det en ytterligere tilhørende styrekanal, den såkalte langsomme tilhørende styrekanal SACCH som kan benyttes for overføring av synkroniseringsinformasjon. Den foreliggende oppfinnelse kan anvendes i forbindelse med et mobilt radiosystem som i tillegg til den ovenfor omtalte raske tilhørende styrekanal FACCH, også innbefatter en

langsom tilhørende styrekanal SACCH.

KORT OMTALE AV TEGNINGSFIGURENE

Den foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått og dens tallrike formål og fordeler vil bli tydeligere for fagfolk innen området under henvisning til de vedføyde tegningsfi-gurer. Figur 1 er en billedlig representasjon av et cellulært radiokommunikasjonssystem som omfatter et mobilt svitsjesenter, en flerhet av basisstasjoner og en flerhet av mobilstasjoner. Figur 2 er et skjemtisk blokkdiagram over mobilstasjon-utstyr som benyttes i henhold til en første utførelsesform for systemet ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur 3 er et skjematisk blokkdigram over basisstasjonutstyr som benyttes i henhold til en utførelsesform for systemet i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Figur 4 er et skjematisk blokkdiagram over et tidligere tid-på-dagen-drevet krypteringssystem. Figur 5 er en billedlig representasjon av et meldingsformat som benyttes ved en kjent synkroniseringsmekanisme. Figur 6 er et skjematisk blokkdiagram over et tid-på-dagen eller blokk-telle-drevet krypteringssystem som innbefatter en synkroniseringsmekanisme konstruert i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Figur 7 er en billedlig representasjon av et eksempel på multiplekseringsformat som kan benyttes i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Figur 8 er et forenklet blokkdiagram over basisstasjonutstyr som anskueliggjør den del av basisstasjonen hvor den foreslåtte fremgangsmåte kan anvendes. Figur 9 er et tidsdiagram som illustrerer den foreslåtte fremgangsmåte.

DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER

På figur 1 er det vist vanlig cellulært radiokommunikasjonssystem av en type hvor den foreliggende oppfinnelse generelt finner anvendelse. På figur 1 er et tilfeldig geografisk område oppdelt i en flerhet av sideliggende radiodekningsområder, eller celler, C1-C10. Mens systemet ifølge figur 1 er vist å inneholde bare 10 celler, så skal det klart forstås at i praksis kan antallet av celler være meget større.

Tilknyttet med og lokalisert innenfor hver av cellene C1-C10 har man en basisstas jon som er betegnet som en til-hørende av en flerhet av basisstasjoner B1-B10. Hver av basisstasjonene B1-B10 innbefatter en sender, en mottager og en styrer som tilhører den kjente teknikk. På figur 1 er basisstasjonene B1-B10 plassert ved midtpunktet av de respektive celler C1-C10, og er utstyrt med omni-rettede antenner. Ved andre konfigurasjoner av det cellulære radiosystem kan imidlertid basisstasjonene B1-B10 være lokalisert nær omkretsen, eller på annen måte vekk fra midtpunktene av cellene C1-C10, og kan opplyse eller dekke cellene C1-C10 med radiosignaler enten i enhver retning eller i en retning. Representasjonen av den cellulære radiostasjon på figur 1 skal derfor være til illustra-sjonsformål og skal ikke være ment som en begrensning på de mulige implementeringer av cellulære radiosystemer.

Idet det fortsatt refereres til figur 1, så vises det her en flerhet av mobile stasjoner M1-M10 som kan befinne seg inne i cellene C1-C10. Her igjen er det bare vist ti mobile stasjoner på figur 1, men det skal forstås at det aktuelle antall av mobilstasjoner i praksis kan være mye større, og vil stadig vekk overskride antallet av basisstas joner. Idet ingen av mobilstasjonene M1-M10 vil gjenfinnes i noen av cellene C1-C10, vil dessuten fore-komsten eller fraværet av mobilstasjonene M1-M10 i enhver spesifikk celle av cellene C1-C10 kunne være avhengig av, i praksis, de individuelle ønsker hos hver av mobilstas jonene M1-M10 som kan forflytte seg fra en lokasjon i en celle til en andre lokasjon eller fra en celle til en tilstøtende eller nabocelle.

Hver av de mobile stasjoner M1-M10 er i stand til å initi-ere eller motta en telefonsamtale via en eller flere av basisstasjonene B1-B10 og et mobilt svitsjesenter MSC. Det mobile svitsjesenter MSC er forbundet ved hjelp av kom-munikas jonslinker, f. eks. kabler, til hver av de viste basisstasjoner B1-B10, og til det stasjonære offentlige svitsjetelefonnettverk (PSTN) som ikke er vist, eller et lignende stasjonært nettverk som kan innbefatte faciliteter for et integrert system-digital-nettverk (ISDN). De relevante koblinger mellom det mobile svitsjesenter MSC og basisstasjonene B1-B10, eller mellom det mobile svitsjesenter MSC og PSTN eller ISDN, er ikke vist i sin helhet på figur 1, men er velkjent for fagfolk på området. På lignende måte er det også kjent å innbefatte flere enn ett mobilt svitsjesenter i et cellulært radiosystem og å koble hvert ytterligere mobilt svitsjesenter til en forskjellig gruppe av basisstasjoner og til andre mobile svitsjesentre via kabel eller radiolinker.

Hver av cellene C1-C10 er tildelt en flerhet av stemme-eller talekanaler og minst en aksess- eller styrekanal. Styrekanalen blir benyttet til å styre eller overvåke driften av mobile stasjoner ved hjelp av informasjon overført til og mottatt fra disse enheter. Slik informa sjon kan innbefatte innkommende samtalesignaler, utgående samtalesignaler, sidesignaler, sideresponssignaler, loka-sjonsregistreringssignaler, talekanaltildelinger, vedlike-holdsinstruksjoner og "handoff" instruksjoner, idet en mobilstasjon beveger seg ut av radiodekningsområdet for en celle og inn i radiodekningsområdet for en annen celle. Styringen av talekanalene kan betjenes enten i en analog eller en digital modus, eller i en kombinasjon av disse. I den digitale modus blir analoge meldinger, f.eks. stemme-eller styresignaler, omformet til digitale signalrepresen-tasjoner før overføring via RF kanal. Rene datameldinger, f.eks. de som genereres ved hjelp av datamaskiner eller digitaliserte stemmeinnretninger, kan formateres og sendes direkte via en digital kanal.

Ved et cellulært radiosystem som benytter seg av tidsdele-multipleksering (TDM), vil en flerhet av digitale kanaler dele en felles RF kanal. RF kanalen er delt i en flerhet av "tidsluker", som hver inneholder et utbrudd av informasjon fra en forskjellig datakilde og adskilt ved vernetid fra hverandre, samtidig som tidslukene er gruppert i "rammer", slik dette er kjent innen nevnte teknikk. Antaller av tidsluker pr. ramme varierer avhengig av båndbredden for de digitale kanaler som søkes å være opptatt i nevnte RF kanal. Rammen kan f.eks. omfatte tre (3) tidsluker, idet hver av disse er tildelt en digital kanal. Således vil RF kanalen romme tre digitale kanaler. Ved en utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse, blir en ramme konstruert til å omfatte tre tidsluker. Imidlertid skal den foreliggende oppfinnelseslære klart forstås til likeledes å kunne utnyttes i forbindelse med et cellulært radiosystem som benytter et hvilket som helst antall av tidsluker pr. ramme.

På figur 2 er det vist et skjemtisk blokkdiagram over det mobile stasjonsutstyr som blir benyttet i henhold til en utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse. Det utstyr som er vist på figur 2, kan benyttes for kommunikasjon via digitale kanaler. Et stemmesignal som detekteres ved hjelp av en mikrofon 100 og er tenkt overført ved hjelp av mobilstasjonen, blir fremskaffet som innsignal til en talekoder 101 som omformer det analoge stemmesignal til en digital databitstrøm. Databitstrømmen blir deretter oppdelt i datapakker eller meldinger i henhold til tids-delemultippelaksess (TDMA) teknikk i henhold til digital kommunikasjon. En rask tilhørende styrekanal (FACCH) generator 102 utvekser styre- eller overvåkningsmeldinger med en basisstasjon i det cellulære radiosystem. Den kjente FACCH generator blir betjent på en "bland and burst" måte, hvorved en brukerramme av data blir dempet, og styremeldingen som er generert av FACCH generatoren 102, blir overført i stedet ved en stor hastighet.

I motsetning til "blank and burst" driften av FACCH generatoren 102, vil en langsom tilhørende styrekanal (SACCH) generator 103 vedvarende utveksle styremeldinger med basisstasjonen. Utsignalet fra FACCH-generatoren blir tildelt en byte med fiksert lengde, f.eks. 12 biter, og innlemmes som en del av hver tidsluke i meldingstoget (rammer). Kanalkodere 104, 105, 106 er tilkoblet tale-koderen 101, FACCH generator 102 og SACCH generator 103, respektive. Hver av kanalkoderne 104, 105, 106 utfører feildetektering og gjenvinning ved manipulasjon av innkommende data under bruk av teknikker tilhørende konvolu-sjonskoding, som beskytter viktige databiter i talekoden, og cyklisk redundanskontroll (CRC), hvor de mest signifikante biter i talekoderrammen, f.eks. 12 biter, blir benyttet for beregning av en feilkontroll på 7 biter.

Videre fremgår det av figur 2 at kanalkoderne 104, 105 er tilkoblet en multiplekser 107 som blir benyttet for tids-delmultipleksering av de digitaliserte stemmemeldinger med FACCH overvåkningsmeldinger. Utsignalet fra multiplekseren 107 er tilkoblet en 2-utbrudd interfolier 108 som deler hver datamelding som skal overføres til mobilstasjonen, f.eks. en melding inneholdende 260 biter, i to like men separate deler (hver del inneholdende 130 biter) arrangert i to etterfølgende tidsluker. På denne måte vil de ødeleg-gende virkninger av Rayleigh fading kunne reduseres i betydelig grad. Utsignalet fra 2-utbrudd interfolieren 108 er konstruert som en inngang til en modulo-2 adderer 109, hvor dataene som skal overføres blir chiffrert på en bit-for-bit basis ved hjelp av logikkbasert modulo-2 addisjon med en pseudotilfeldig nøkkelstrøm som er generert i henhold til systemet for den foreliggende oppfinnelse omtalt i det følgende.

Utsignalet fra kanalkoderen 106 er innrettet som inngang til en 22-utbrudd interfolier 110. Nevnte 22-utbrudd interfolier 110 dividerer SACCH data i 22 påfølgende tidsluker, idet hver er ute med en byte omfattende 12 biter av styreinformasjon. De interfolierte CACCH data danner en av inngangene til en utbruddsgenerator 111. En annen inngang til utbruddsgeneratoren 111 utgjør utgangen fra modulo-2 addereren 109. Utbruddsgeneratoren 111 fremskaffer "meldings-utbrudd" av data, idet hvert utbrudd omfatter en tidslukeidentifiserer (TI), en digital stemmefargekode (DVCC), styre- eller overvåkningsinformasjon og de data som skal overføres, slik dette vil bli forklart i det følgende.

I hver av tidslukene i en ramme blir det overført en tidslukeidentifiserer (TI), som blir benyttet for en tidslukeidentifikasjon og mottagersynkronisering, samt en digital stemmefargekode (DVCC), som sikrer at den riktige RF kanal blir kodet. Ved det eksempel på ramme ifølge den foreliggende oppfinnelse, blir det definert tre forskjellige 28-biters Tier, en for hver tidsluke, samtidig som en make 8-biter DVCC overført i hver av de tre tidsluker. Nevnte Tl og DVCC blir fremskaffet i mobilstas jonen ved hjelp av en syne ord/DVCC generator 112 forbundet med utbruddsgeneratoren 111, slik dette er vist på figur 2. Utbruddsgeneratoren 111 kombinerer utgangene fra modulo-2-addereren 109, 22-utbruddsinterfolieren 110 og syne ord/DVCC generatoren 112 til å fremskaffe en serie av meldingsutbrudd, som hver er sammensatt av data (260 biter), SACCH informasjon (12 biter), TI (28 biter), kodet DVCC (12 biter) og 12 begrensningsbiter for et total av 324 biter som blir integrert i henhold til det tidslukeformat som er spesifisert ved EIA/TIA IS-54 standard.

Hver av meldingsutbruddene blir overført i en av de tre tidsluker inkludert i en ramme, slik det vil bli omtalt i det følgende. Utbruddsgeneratoren 111 er forbundet med en utjevner 113, som skaffer den tidtagning som er nødvendig for å synkronisere overføringen av en tidsluke med over-føringen av de andre to tidsluker. Utjevneren 113 detekterer tidtagningssignaler avsendt fra basisstasjonen (master) til mobilstasjonen (slave), og synkronisering utbruddsgeneratoren 111 i henhold dertil. Utjevneren 113 kan også benyttes for kontroll av verdiene av TI og DVCC. Utbruddsgeneratoren 111 er også forbundet med en 20 ms rammeteller 114, som blir benyttet til å oppdatere en chiffreringskode som blir benyttet av mobilstasjonen hver 20 ms, det vil si en gang for hver overført ramme. Chiffreringskoden blir generert ved hjelp av chiffreringsenhet 115 med bruken av en matematisk algoritme og under styring av en nøkkel 116 som er unik for hver mobilstas jon. Algoritmen kan brukes til å generere en pseudotilfeldig nøkkelstrøm i henhold til den foreliggende oppfinnelse, og dette vil bli omtalt i det følgende.

Meldingsutbruddene som produseres av utbruddsgeneratoren 110, blir tilført som inngang til en RF modulator 117. RF modulatoren 117 blir benyttet til modulasjon av en bærefrekvens i henhold til n/4-DQPSK teknikk (n/4 skiftet, dif-ferensiert kodet kvadraturfaseskiftnøkkel). Bruken av denne teknikk innbefatter at informasjon som skal over-sendes ved hjelp av mobilstasjonen, blir kodet differen- sielt, det vil si bitsymboler blir overført som 4 mulige endringer i fase: + eller - n/4 og + eller - 3ti/4. Bære-frekvensen for den selekterte overføringskanal blir tilført RF modulatoren 117 ved hjelp av en sender-frekvenssynteti-serer 118. Det utbruddsmodulerte bæresignal-utsignal fra RF modulatoren 117 blir forsterket ved hjelp av en kraft-forsterker 119 og deretter overført til basisstasjonen via en antenne 120.

Den mobile stasjon mottar utbruddsmodulerte signaler fra basisstasjonen via en antenne 121 som er forbundet med en mottager 122. En mottagerbærefrekvens for den selekterte mottagerkanal blir generert ved hjelp av en mottagerfre-kvenssyntetiserer 123 og tilført en RF demodulator 124. RF demodulatoren 124 blir benyttet til å demodulere det mottatte bæresignal til et mellomfrekvenssignal. Mel-lomfrekvenssignalet blir deretter demodulert ytterligere ved hjelp av en IF demodulator 125 som gjenvinner den opprinnelige digitale informasjon, slik denne eksisterte før tt/4-DQPSK modulasjonen. Den digitale informasjon blir deretter ført gjennom utjevneren 113 til en symboldetektor 126 som omformer 2-biter symbolformater for de digitale data som er fremskaffet av utjevneren 114, til en singel bitdatastrøm.

Symboldetektoren 126 fremskaffer to distinkte utganger, en første inngang sammensatt av digitale taledata og FACCH data, samt en andre utgang som er sammensatt av CACCH data. Den første utgang ble tilført en modulo-2 adderer 127 som er forbundet med en 2-utbrudd deinterfolier 128. Modulo-2 addereren 127 er forbundet med chiffreringsenheten 115, og blir benyttet for dechiffrering av nevnte 4 krypterte overførte data ved subtraksjon på bit-for-bit basis den samme pseudotilfeldige nøkkelstrøm som brukes av senderen i basisstasjonen for kryptering av data, og som genereres i henhold til den foreliggende oppfinnelses lære, slik dette vil bli forklart i det følgende. Modulo-2 addereren 127 og 2-utbruddsdeinterfolien 128 rekonstruerer tale FACCH dataene ved sammenstilling og omfordeling av informasjon som utledes fra to etterfølgende rammer av digitale data. Nevnte 2-utbruddsdeinterfolieren 128 er tilkoblet to kanaldekodere 129, 130 som dekoder de omhyllede kodete tale/FACCH data under bruk av den reverserte prosess for koding og kontroll av de cykliske redundanskontroll (CRC) biter for bestemmelse om hvorvidt en feil har funnet sted. Kanaldekoderne 129, 130 detekterer forskjeller mellom på den ene side taledata, og på den annen side eventuelle FACCH data, og ruter taledataene og FACCH data til henholdsvis en taledekoder 131 og en FACCH dekoder 132. Taledekoderen 131 behandler de taledata som tilføres av kanaldekoderen 129 i henhold til en talekoderalgoritme, det vil si VSELP, og genererer et analogsignal som representerer det talesignal som er oversendt ved basisstasjonen og mottas av mobilstasjonen. En filterteknikk kan deretter benyttes for å øke kvaliteten av analogsignalet før den kringkastes ved hjelp av en høyttaler 133. Eventuelle FACCH meldinger som detekteres av FACCH detektoren 132, blir oversendt til en mikroprosessor 134.

Den utgang fra symboldetektoren 126 (SACCH data) blir tilført en 22-utbruddsdeinterfolier 135. Nevnte 22-utbruddsdeinterfolier 135 resammenstiller og rearrangerer SACCH dataene som blir spredt utover 22 etterfølgende rammer. Utgangen fra 22-utbruudsdeinterfolieren 135 er innrettet som inngang til en kanaldekoder 1356. SACCH meldingene blir detektert av en SACCH detektor 137, og styreinformasjonen blir overført til mikroprosessoren 134. Mikroprosessoren 134 styrer aktivitetene hos mobilstasjonen og kommunikasjonene mellom mobilstasjonen og basisstas jonen. Det blir fattet beslutninger av mikroprosessoren 134 i henhold til de meldinger som blir mottatt fra basisstasjonen, og målinger blir utført av mobilstasjonen. Mikroprosessoren 134 er også forsynt med en inngang utført som terminaltastatur og fremviserutgangsenhet 138. Tasta- turet og fremviserenheten 138 tillater brukeren av mobilstas jonen å utveksle informasjon med basisstasjonen.

Slik det fremgår av figur 3, er det her vist et skjematisk blokkdiagram over basisstasjonutstyr som blir benyttet i henhold til den foreliggende oppfinnelse. En sammenligning av det utstyr for mobilstasjon som er vist på figur 2, med basisstasjonutstyret vist på figur 3, demonstrerer at mye av det utstyr som blir benyttet ved mobilstas jonen og basisstasjonen, er hovedsakelig likt med hensyn til oppbygning og virkemåte. Slikt likt utstyr vil for letthets skyld og sammenhengens skyld bli betegnet med de samme referansehenvisningstall som på figur 3, som dem som ble benyttet i forbindelse med figur 2, men med den forskjell at en apostrof (') blir tilføyet på figur 3.

Imidlertid foreligger der noen små forskjeller mellom mobilstasjon- og basisstasjonutstyret. F.eks. har basisstas jonen ikke bare en men to mottagerantenner 121'. Tilknyttet hver av mottagerantenne 121' foreligger det en mottager 122', en RF demodulator 124' samt en IF demodulator 125' . Videre innbefatter basisstasjonen en programmer-bar frekvenskombinator 118A<1>som er tilkoblet en senderfrekvens-syntetiserer 118'. Frekvenskombinereren 118A' og senderfrekvens-syntetisereren 118' utfører selekteringen av RF kanalene som skal benyttes av basisstasjonen i henhold til den tilgjengelige cellulære frekvensombruksplan. Imidlertid omfatter basisstasjonen ikke et brukertastatur og en fremviserenhet i likhet med brukertastaturet og fremviserenheter 138 som foreligger i mobilstasjonen. Den innbefatter imidlertid en signalnivåmåler 100' som er tilkoblet for å måle det signal som mottas fra hver av de to mottagere 122' og for å skaffe et utgangssignal til mikroprosessoren 134'. Andre forskjeller hva angår utstyr mellom mobilstasjonen og basisstasjonen kan forekomme, noe som er velkjent innenfor denne foreliggende teknikk. Diskusjonen så langt er fokusert på den driftsmessige omgivelse for systemet ifølge den foreliggende oppfinnelse. En spesifikk beskrivelse av en spesiell utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse vil nå følge. Slik det er omtalt ovenfor, og slik det vil bli benyttet i det følgen-de, skal uttrykket "nøkkelstrøm" innebære en pseudotilfeldig sekvens av binære biter eller blokker av biter som benyttes til å chiffrere en digitalt kodet melding eller datasignal før overføring eller lagring i et medium som kan underkastes uautorisert aksess, f.eks. en RF kanal. Med uttrykket "nøkkelstrømgenerator" skal det forstås en innretning som genererer en nøkkelstrøm ved behandling av en hemmelig nøkkel sammensatt av en flerhet av biter. Dekoding kan rett og slett utføres ved en modulo-2 addisjon av nøkkelstrømmen til de data som skal kodes. På lignende måte blir dekoding utført ved hjelp av en modulo-2 subtraksjon av en lik kopi av nøkkelstrømmen fra de kodete data.

Generelt vil nøkkelstrømgeneratoren fremskaffe en mekanisme som er representert ved henholdsvis element 115 og 115' på figur 2 og 3, for derved å kunne ekspandere et forholdsvis lite antall av hemmelige biter, det vil si den hemmelige nøkkel representert ved elementene 116 og 116', til et meget større antall av nøkkelstrømbiter som deretter blir benyttet for koding av datameldinger før overføring (eller lagring). For å dekode en kodet melding, må mottageren "kjenne" den indeks for nøkkelstrømbitene som blir benyttet for koding av meldingen. Med andre ord må mottageren ikke bare ha den samme nøkkelstrømgenerator og generere de samme nøkkelstrømbiter som senderen, men mottagernøkkelstrøm-generatoren må også betjenes i synkronisme med sender-nøkkelstrømgeneratoren, dersom meldingen skal dekodes på riktig måte. Synkronisering oppnås normalt ved overføring fra det kodete system til det dekodete system, det opprinnelige innhold for hver intern lagerinnretning, f.eks. bit, blokk, eller meldingstellere, som tar del i genereringen av nøkkelstrømbiter. Imidlertid kan synkronisering forenkles ved bruk av aritmetiske bitblokktellere, f.eks. binære tellere, samtidig som disse tellere inkrementeres med et visst beløp hver gang en blokk av nøkkelstrømbiter blir produsert. Slike tellere kan danne en del av en klokke-kjede basert på reell tid, f.eks. timer, minutter og sekunder. En nøkkelstrømgenerator som baserer seg på den sistnevnte type av tellere, er kjent som "tid-på-dagen" dreven nøkkelstrømgenerator, hvilken er omtalt ovenfor.

Slik det fremgår av figur 2, er det her vist et skjemtisk blokkdiagram av et tidligere kjent tid-på-dagen-drevet kodesystem. Den øvre halvdel av figur 4 representerer senderdelen, mens den nedre halvpart representerer mottagerdelen av et slikt kodesystem. I senderdelen befinner det seg en tidsklokke eller blokkteller 201 som genererer en telling 213, f.eks. en 32-biters utgang, som reaksjon på et inkrement 215 som påtrykkes inngangen til tidsklokken eller blokktelleren 201. Tellingen 213 er innrettet som en første inngang til en kombinerende logikk- eller mikseprosess 202. En hemmelig nøkkel, f.eks. verdien 968173 i binær notasjon, blir fremskaffet som en andre inngang 211 til den kombinerte logikk- eller mikseprosess 202. Med opptreden av hver ny verdi for tellingen 213, vil den kombinerte logikk- eller mikseprosess 202 kombinere eller mikse den hemmelige nøkkel 211 med tellingen 213, og generere en flerhet av pseudotilfeldige nøkkelstrømbiter til en serie- eller parallellinngang. Nøkkelstrømutgangen 209 blir deretter tilført som en inngang til en modulo-2 adderer 208. De data som skal kodes eller krypteres, danner en andre inngang 207 til modulo-2 addereren 203. Hver av nøkkelstrømbitene blir modulo-2 addert til en spesiell databit ved hjelp av modulo-2 addereren 203, og de kodete data blir tilført utgangen 218 for overføring via mediet.

I mottagerdelen befinner det seg en tidsklokke eller blokkteller 204, som er lik i oppbygning i relasjon til tidsklokken eller blokktelleren 201, og er forsynt med et inkrement 216 som er lik inkrementet 215, og tilfører en telling 218 til en kombinert logikk- eller mikseprosess 205 som med hensyn til oppbygning er lik den kombinerte logikk-eller mikseprosess 202. Den kombinerte logikk- eller mikseprosess 205 kombinerer eller mikser tellingen 214 med en lik hemmelig nøkkel, det vil si 968173 i binær notasjon, hvilket tilføres ved inngangen 212, for derved å fremskaffe en nøkkelstrøm som en utgang 210, som er lik den nøkkel-strøm som fremskaffes ved utgangen 209.Nøkkelstrøm-utgangen 210 blir bit-for-bit modulo-2 addert til de kodete data som blir mottatt via transmisjonsmediet ved hjelp av modulo-2 addereren 206. Fordi modulo-2 addisjon og modulo-2 subtraksjon er samme operasjon, vil modulo-2 addisjon av den make nøkkelstrøm ved mottageren kansellere den tidligere addisjon av nøkkelstrømmen ved senderen, og resulterer i gjenvinningen av de opprinnelige data ved utgangen 208. Det skal imidlertid gjøres oppmerksom på at slik kansel-lering og riktig dekoding av de kodete data vil opptre bare dersom tidsklokkene eller blokktellerne 201 , 204 er perfekt synkronisert i forhold til hverandre. En passende synkroniseringsmekanisme 217 må således være fremskaffet for dette formål. På figur 5 er det vist et meldings format som benyttes ved en kjent synkroniseringsmekanisme. Meldingsformatet reflekterer arrangementet av data i hver tidsluke (utbrudd) for hver ramme umiddelbart etter begynnelsen av hver melding, det vil si meldingsstart, vil alle tilstandsverdier (utgangsbiter) fra tidsklokken eller blokktelleren 201 , det vil si alle 32 biter av tellingen 213, bli overført som en innledning til en sekvens av kodete meldingsbiter. For å unngå overføringsfeil som kunne ødelegge synkronisering, blir bitene i tellingen fortrinnsvis kodet redundant under bruk av en kraftfull feilkorreksjonskode, og de kodete biter interfoliert i det oversendte signal for fordeling av redundansen i tid, noe som derved øker toleransen hva angår utbruddsfeil. Koding-en av tellingsbitene skulle ekspandere antallet av biter som skal overføres med en betydelig faktor, f.eks. en faktor på åtte (8), for derved å fremskaffe den redundans som er nødvendig for å oppnå nær hundre prosen (100%) sannsynlighet for feilfri overføring av de kodete tellings-biter. Fulgt av overføringen av de redundant kodete men ukodete innledning, finner sending av kodete meldingsbiter sted via transmisjonsmediet.

Den synkroniseringsmekanisme som er vist på figur 5, kan kanskje være passende for kommunikasjon via simplexkanaler, det vil si: "press-for-samtale" eller "over/over" telefoni. Dersom en "over" blir utelatt på grunn av feilaktig synkronisering, kan brukeren rett og slett spørre om en gjentagelse av denne transmisjon. Til sammenligning vil kommunikasjoner via duplexkanaler, det vil si normal 2-veis radiotelefoni, typisk ikke svitsje retninger i en "over/over" måte, og konversasjoner som først er blitt etablert, vil hyppig vedvare for en vesentlig tidsperiode. Dersom et duplex kommunikasjonssystem ikke har organer til å etablere synkronisering utenom den som foreligger ved begynnelsen av en samtale, vil tap av synkronisering under samtalen kunne resultere i tap av samtalen, noe som vil tvinge brukeren til å gjenopprette kommunikasjon ved å bestille en ny samtale. Innenfor det som gjelder for cellulære radiosystemer som benytter kode/dekode-innretninger, vil et tap av synkronisering kreve at brukeren foretar en eller annen bekreftende handling, f.eks. fornyet oppringning av det ønskede telefonnummer. Den foreliggende oppfinnelse skaffer en fremgangmsåte og apparat som unngår nødvendig-heten og ulempen med fornyet oppringning ved tap av synkronisering, og som skaffer hyppige anledninger under en pågående radiotelefonkonversasjon til raskt å korrigere eventuelt tap av synkronisering hva angår synkroniseringen mellom senderdelen og mottagerdelen omtalt i forbindelse med figur 4.

I forbindelse med omtalen av figurene 1-3 ble det nevnt langsom tilknyttet styrekanal (SACCH) som blir benyttet for å overføre en datastrøm med lav hastighet for overvåkning-og styreinformasjon mellom mobilstasjonen og basisstas jonen, og vice versa. Nevnte CACCH blir ofte benyttet av mobilstasjonen for overføring av signalstyreinformasjon som tillater at systemet kan bestemme hvilke av de omgiv-ende basisstasjoner er best passende for bibehold av kontakt med bobilstasjonen. Slik det vil bli omtalt i det følgende, blir SACCH informasjonen interfoliert og multipleksert med stemmetrafikkbiter før overføring. Den foreliggende oppfinnelse gjør dessuten bruk av SACCH for kontinuerlig utsendelse av tilstanden av tidsklokken eller blokktelleren som, slik det er omtalt tidligere, styrer driften av tid-på-dagen eller blokk-telle-dreven kodeinn-retning. Det skal imidlertid klart forstås at den foreliggende oppfinnelses lære omfatter bruken av en hvilken som helst annen hjelpekanal med lav bithastighet, som kan være tilgjengelig i systemet.

på figur 6 er det vist et skjematisk blokkdiagram av et tid-på-dagen eller blokk-telle-drevet kodesystem, inn-befattende en synkroniseringsmekanisme som er konstruert i henhold til den foreliggende oppfinnelse. En chiffreringsenhet 220 ved senderen, f.eks. senderdelen ifølge figur 5, omformer en strøm av meldingsbiter til en strøm av kodete biter for overføring ved en gjennomsnittlig datahastighet av B-\ biter/sekund. Chif f reringsenheten 220 skaffer også en aktuell tid-på-dagen eller blokkteller, f.eks. tellingen 213, til en hjelpekanalkoder 221 med lav hastighet. Avhengig av utstrekningen av andre data med lav hastighet, kan koderen 221 innbefatte kodet tid-på-dagen eller blokktelling i en utstrøm som er generert ved en gjennomsnittlig hastighet på B2 biter/sekund. Hjelpestrømmen på B2 biter/sekund blir deretter kombinert med den kodete meldings-strøm på B1 biter/sekund ved hjelp av en multiplekser 222, for derved å fremskaffe en strøm av B1+B2 biter/sekund for overføring via kommunikasjonsmediet.

Det skal forstås at andre styrebiter, f.eks. demodulator-synkroniseringsmønstre eller ytterligere overflødigheter når det gjelder data i form av feilkorreksjonskoding, kan tilføyes før overføring av strømmen av Bl+b" biter/sekund, men det er ikke spesielt vist ved det forenklede blokkdiagram ifølge figur 6. Videre vil bruken av utbrudds-overføringsteknikk (diskutert i forbindelse med figur 1-3) kunne resultere i en utbruddsbithastighet som er større enn B1+B2 biter/sekund via transmisjonsmediet. Likevel vil man ved utførelsen av det inverse av en slik kodeprosess ved mottageren, fremskaffe en gjennomsnittlig bithastighet på B1+B2 biter/sekund som atter .en gang kunne fremkomme ved inngangen til en demultiplekser 223, som deler den innkommende strøm av B1+B2 biter/sekund i en kodet meldingsstrøm på B1 biter/sekund og en kodet styrestrøm med lav hastighet på B2 biter/sekund. Den kodete meldingsstrøm på B1 biter/sekund blir fremskaffet som inngang til en dekoderenhet 24 (mottagerdelen av figur 5) som genererer en strøm av dekodete data. B2 biter/sekund-styrestrømmen blir på den annen side, tilført en lavhastighetshjelpekanaldekoder 228. Hjelpekanaldekoderen 228 detekterer mottagelsen av eventuelle tid-på-dagen eller blokktellingsdata som kan være overført ved hjelp av kodeinnretningen, og kontrollerer for å bestemme hvorvidt slike data ble korrekt mottatt før tilbakestilling av dekoderinnretningen. Feilkontrollen blir utført for å unngå tilbakestilling av tidsklokken eller blokktelleren ved mottageren, det vil si tidsklokken eller blokktelleren 204 med en ny tid-på-dagen eller blokktelling som er unøyaktig på grunn av overføringsfeil. En korrekt mottatt tid-på-dagen eller blokktelling blir videreført fra hjelpekanaldekoderen 224 til dekoderenheten 224, hvor mottagertellingen blir benyttet til å verifisere og, om nødvendig, oppdatere den aktuelle opptelling ved dekoderinnretningen, det vil si tellingen 214 på figur 5.

Prosessen som gjelder verifisering og oppdatering av den mottatte blokktelling innbefatter en flerhet av trinn og sikkerhetsforanstaltninger. Spesielt må det tas hensyn til overforsinkelsene via hjelpekanalen. Slik det er diskutert i forbindelse med figurene 1-3, blir f.eks. SACCH dataene vanligvis interfoliert eller spredt over en flerhet av påfølgende meldingsrammer. Således vil f.eks. senderblokk-tellingsverdien for en ramme x ved et spesielt tidspunkt, bli spredt over y rammer og overført i en serie av rammer x, x+1 , x+2, ..., x+y. Forsinkelsen y er imidlertid et system-definert konstant tall som kan adderes ved mottageren til blokktellingsverdien som avledes fra rammene x, x+1 , x+2, ..., x+y og en aktuell senderblokktellingsverdi som oppnås. Den aktuelle senderblokktellingsverdi blir deretter sammenlignet med den aktuelle mottagerblokktellings-verdi, og i tilfelle av divergens, blir mottagerblokktellingen tilbakestilt til verdien for senderblokktellingen for det tidspunkt.

Ytterligere feilbeskyttelse kan bygges inn i fremgangsmåten for tilbakestilling av mottagerblokktellingen i tilfelle motsigelse mellom senderblokktellingen, ved påtrykking av mere alvorlige kriterier for tilbakestilling av de mest signifikante biter, eller for på annen måte å bevirke en drastisk trinnendring i mottagertellingsverdien. Sistnevnte kan oppnås f.eks. ved bruk av teknikken "majoritets-avstemning" over en flerhet av telleroverføringer, etter å ha tillatt det kjente inkrement mellom tider.

Det skal forstås fra den foregående beskrivelse at den foreliggende oppfinnelse skaffer en synkroniseringsmekanisme som kan benyttes uavhengig av chiffreringsenheten 220 og dechiffreringsenheten 224, hver for seg. Krypter-ingen av data i kommunikasjonssystemet kan utføres ved modulo-2 addisjon av nøkkelstrømmen til datastrømmen, ved hjelp av tilfeldig transposisjon av dataene, det vil si endring av den orden i hvilken databitene normalt opptrer i meldingsformatet, eller ved en kombinasjon av disse teknikker uten å avvike i det hele tatt fra den foreliggende oppfinnelses lære, slik denne er beskrevet ovenfor og vil bli beskrevet i det følgende.

I forbindelse med duplexkommunikasjons-anvendelser, f.eks. mobilradiotelefoni, kan den foreliggende oppfinnelse, slik det hittil er vist og omtalt, kunne benyttes uavhengig i hver retning. Spesielt kan kodeinnretningen som benyttes for koding av overføringer i en retning kunne innbefatte en tidsklokke eller blokkteller som er separat fra, og eventuelt ikke har tilknytning til, tidsklokken eller blokktelleren av den dekodeinnretning som benyttes for dekoding av mottagelser i den andre retning. På lignende måte kan hjelpelavhastighets-kanalen, som benyttes for periodevis overføring av telletilstandsverdien i henhold til den foreliggende oppfinnelse, kunne utgjøres av en duplexkanal, som samtidig fremskaffer to-veis kommunikasjoner. Et fordelaktig alternativt arrangement kan basere seg på en eneste tid-på-dagen eller blokktelledreven nøkkelstrømgene-rator ved hver ende av kommunikasjonslinken for å fremskaffe et tilstrekkelig antall av nøkkelstrømsbiter til bruk både i forbindelse med chiffrering av datameldinger før overføringen og ved dechiffrering av mottatte datameldinger.

Dersom det antas at antallet av meldingsbiter i en overfør-ing eller mottatt blokk i hver retning er det samme, og lik N, vil nøkkelstrømgeneratoren ved den ene ende av kom-munikas jonslinken fremskaffe, under bruk av samme nøkkel-biter og blokktellinger som i tilfelle av to nøkkelstrøm-generatorer, en første N nøkkelstrømbiter, A er=(a1, a2, a3

...aN), for chiffrering av oversendte meldinger, samt en andre N nøkkelstrømbiter, B=(a(n+1),a(n+2) ... a(2N)), for dechiffrering av mottatte meldinger. Bruken av N biter-nøkkelstrømmene A,B for henholdsvis chiffrering og dechiffrering, vil da bli reversert ved den andre ende av kom-munikas jonslinken. Således vil bare en blokktellesynkro-

nisering være nødvendig, og denne synkronisering kan oppnås under bruken av lavhastighets-hjelpekanalen i kun den ene retning.

Som nevnt tidligere går en hovedfunksjon ved SACCH ut på å bære signalstyrkeinformasjon fra mobilstasjonen til en basisstasjon i et landbasert nettverk. SACCH i motsatt retning, det vil si fra basisstasjon til mobilstasjon, eksisterer hovedsakelig på grunn av symmetriforhold og ligger som oftest ubrukt. Følgelig kan det være fordelaktig å designere basisstasjonens tidsklokke eller blokkteller som "master" og periodisk å overføre basisstasjonens telleverdi i den hyppig ubrukte SACCH retning til mobilstas jonen, for derved å fremskaffe kontinuerlig resynkronisering i henhold til den foregående omtale av den foreliggende oppfinnelse. Dersom det behov skulle melde seg, hva angår overføring av noen andre lavhastighetsdata via SACCH i retning fra landnettverk til mobilstasjon, vil de andre data kunne bli tillagt prioritet, og overføring av basisstas jontelleverdien kunne deretter bli gjennopptatt. Ved denne side av den foreliggende oppfinnelse vil overføring av tid-på-dagen eller blokktellingsverdien kunne bli å betrakte som å representere den operative tilstand av SACCH kanalen i retning fra landnettverk til mobilenhet, hvilket blir avbrutt for overføring av meldinger med høyere prioritet .

Nevnte N eller 2N biter som blir fremskaffet av en nøkkel-strømgenerator med hver ny verdi av den tilhørende tidsklokke eller blokkteller, blir benyttet for chiffrering eller dechiffrering av grupper av N meldingsdatabiter i henholdsvis en eller begge retninger. Multipleksert med disse N-biters meldingsgrupper blir ytterligere biter som danner hjelpelavhastighetskanalen, som bl.a. kan benyttes, blant annet for chiffreringssynkronisering i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Man kan benytte mange forskjellige mønstre for multipleksering av hjelpekanal- bitene sammen med meldingsdatabitene. For å redusere mengden av overordnede biter til et minimum, idet disse blir addert til blokker av data ved hjelp av hjelpelavhastighets-bitstrømmen, kan imidlertid det multiplekseringsformat som er vist på figur 7, kunne selekteres.

Slik det fremgår av figur 7, er det der vist et eksempel på et multiplekseringsformat som kan benyttes i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Figur 7 viser hvordan et lite antall av lavhastighetskanalbiter, S1 , S2, S3, S4, etc, kan innlemmes i hver N-biter-meldingsgruppe, idet hele h jelpemeldingsf ormatet bare blir repetert over et antall av slike grupper. Idet man antar at hjelpebitstrøm-men inneholder sin egen meldingsstart-indikatorkode, vil hjelpemeldingslengden ikke nødvendigvis trenge å være inneholdt i et heltallig antall av meldingsgrupper. Imidlertid kan hjelpemeldingssynkronisering kunne forenkles, dersom hjelpemeldingslengden med hensikt blir bragt på linje med et heltallig antall av trafikkmeldingsblokker.

Figur 7 viser også hvordan interfoliering av hjelpebit-strømmene over et antall av meldingsblokker kan benyttes for å spre utbruddsfeil som kan opptre dersom en hel meldingsblokk, innbefattet hjelpebiter, ikke blir mottatt korrekt. Dersom dekoderen for lavhastighetskanalen er forsynt med feilkorrigeringskoding, vil spredningen av slike utbruddsfeil muliggjøre at dekoderen lett detekterer og korrigerer slike feil. En annen utførelsesform for oppfinnelsens fremgangsmåte vil nå bli beskrevet. Figur 8 er et skjematisk blokkdiagram som anskueliggjør den del av basisstasjonen hvor den foreliggende oppfinnelse finner anvendelse.

En talekoder 1 genererer kodete tale/datasignaler som blir mottatt fra en analog/digital-omformer (ikke vist), og talekodesignalene blir ført til en kanalkoder 2, som introduserer en gitt redundans for det formål å avdekke og

korrigere bitfeil i tale/datablokken.

En FACCH-generator FA genererer styre- og overvåkningssig-naler for overføring mellom basistsajsonen og en mobil stasjon. Disse signaler blir genererte i blokker, og en slik blokk kan erstatte en tale/datablokk i en TDMA-ramme på en i og for seg kjent måte ved et hvilket som helst tidspunkt, når systemet måtte finne dette passende. En FACCH-blokk innbefatter et flagg, en melding og et kon-trollfelt, såkalt CRS, totalt 65 biter. FACCH-blokken er kodet i kanalkoderen 3, slik at hver blokk blir mere robust med hensyn til bitfeil enn tale/datablokken.

En SACCH-generator SA genererer styre- og overvåkningsmeld-ingene mellom basisstasjonen og mobilenheten med en varig-het av 12 biter, og opptar bare en mindre del av tidsluken i en TDMA-ramme, selv om hver tidsluke innbefatter SACCH-biter. SACCH-generatoren SA er forbundet med en kanalkoder 4 og med en interfolier 6 som deler et SACCH-ord i utbrudd, hver på 12 biter, og interfolierer disse utbrudd over et gitt antall av rammer.

Kanalkoderne 2 og 3 har utganger tilkoblet en selektor 5. I en posisjon av selektoren (øvre posisjon) vil de kanal-kodete tale/data-signaler fra kanalkoderen 2 bli overlevert til en adderer 8, mens i den andre posisjon av koderen (bunnposisjon), vil de tilhørende styrekanalsignaler fra kanalkoderen 3 bli tilført adderer 8.

De forskjellige signaler fra selektoren 5 og interfolieren 6 samt en syne.-melding SY og en verivikasjonskode DVCC er kombinert i en utbruddsgenerator 9 for dannelse av et eneste utbrudd av signaler som opptar en gitt tidsluke. Alle disse signaler fra en kanal til en gitt mottagende mobilenhet blir deretter modulert med en gitt bærefrekvens.

Før overføring vil signalene fra tale/data-generatoren 1 og fra FACCH-generatoren FA bli chiffrert med en gitt chiffreringskode, mens SACCH-signalene skal overføres uchif-frert. I denne forbindelse blir det fremskaffet en chiffrerings-generator 11 som genererer en pseudotilfeldig rekkefølge til modulo-2 addereren 8. På denne måte blir det addert en tilfeldig sekvens (mod 2) til de interfolierte tale/data-signaler, og FACGH-siganalene i seleketoren 5, og signalene blir således chiffrert.

Chiffrerings-generatoren blir styrt av en chiffreringskode fra enheten 12 og av rammetelleren 10, for på den måte å generere nevnte pseudotilfeldige sekvens. I dette tilfelle vil chiffreringskoden omfatte den gitte konfigurasjon av et helt bitmønster av en pulssekvens og også starten av pulssekvensen. Starttidspunktet for pulssekvensen innenfor en ramme blir bestemt av rammetelleren 10.

En mikroprosessor 13 er forbundet mellom rammetelleren 10 og med styreinngangen til SACCH-generatoren SA for det formål å utføre den foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte, som nå vil bli beskrevet mer detaljert under henvisning til figur 9.

SACCH-generatoren SA på figur 8 genererer SACCH-ord i sekvens, idet hvert ord inneholder 66 biter. Etter å ha blitt ført gjennom kanalkoderen 4, fremskaffes der et ord på 132 biter, som inneholder paritetsbiter, etc. Inter-folierenheten 6 grupperer disse 132 biter i hvert ord i grupper av 12 biter, slik at utbruddsgeneratoren 9 er i stand til å overføre 12 biter fra hvert SACCH-ord under varigheten av en tidsluke. Hvert SACCH-ord blir således delt i 132/12 =11 tidsluker under sekvensielle rammer, det vil si 11 rammer er påkrevet for overføring av et SACCH-ord.

I henhold til den foreslåtte fremgangsmåte blir SACCH-ord benyttet i sekvens for kontinuerlig overføring av informa sjon som vedrører rammetellingsstatus (sekvensnummer) for basisstasjonen til rammetelleren for mobilenheten, for det formål å synkronisere de to rammetellere. Fordi rammetel-lerne styrer chiffreringen i basisstasjonen, og respektive i mobilenheten, kan chiffreringen derfor også synkroniseres. Basisstasjonen overfører et gitt rammetellenummer via SACCH-kanalen (ikke chiffrert), og rammetellertallet for mobilenheten skal derved falle sammen med det overførte basisstasjonsnummer, samtidig som det tas hensyn til kjente forsinkelser og gruppeoverføringstider mellom basisstasjon og mobilenhet.

Ved et gitt tilfeldig tidspunkt tD, i henhold til figur 9, blir det overført et utbrudd S1 som tilhører SACCH-ordet W3, hvilket inneholder informasjon vedrørende den verdi til hvilken rammetelleren av basisstasjonen er innstilt når den mottar SACCH-ordet W3 i mobilenheten. Som et eksempel blir det antatt at ved tidspunktet tQfor overføring av SACCH-ordet, blir basisstasjonsrammetelleren innstilt på den nummeriske verdi 24. Det blir også antatt at ved eksemplet på figur 9, blir SACCH-ordet W3 overført under de nevnte 11 utbrudd, S1-S11, det vil si under varigheten R1-R11 av rammen.

Når det siste utbrudd S11 er blitt mottatt i mobilenheten ved tj, vil mobilenheten kjenne den verdi som blir overført fra basisstasjonen. Rammetelleren for basisstasjonen har da nådd verdien 24 + 11 = 35. Således blir verdien 35 i SACCH-ordet W3 overført til mobilstasjonen under tidsinter-vallet t0- . Rammetellerverdien 35 som er oppnådd, blir sammenlignet i mobilenheten med rammetellerinnstillingen, og det utføres en korreksjon dersom verdiene ikke faller sammen. Chiffrering fortsetter over hele perioden og forblir uendret.

Under det neste SACCH-ord W4 blir et nytt rammetellernummer, nemlig 46, overført på en lignende måte ved hjelp av utbruddene S12-S22, fordi når dette nye nummer blir mottatt av mobilenheten ved tidspunktet t2, vil rammetelleren av basisstasjonen bli innstilt på 35 + 11 = 46. Overføringen av rammetellernumrene fra basisstasjonen til mobilenheten fortsetter kontinuerlig på den samme måte, hvilket derved muliggjør at kontinuerlig overvåkning av rammetelleren for mobilenheten kan utføres, samtidig som eventuelle justeringer kan utføres på telleren. Dette innebærer at chiffrering kan synkroniseres hele tiden mellom basisstasjon og mobilenhet, fordi chiffrering er avhengig av hvilket rammetellernummer som sendes til chiffreringsgeneratoren på figur 8.

Den nevnte justering av rammetellertallet hos basisstasjonen med hensyn til tallet for de overførte utbrudd Sl-Sl 1, S12-S22, ..., blir utført ved hjelp av mikroprosessoren 13 mellom rammetelleren 10 og SACCH-generatoren SA. Mikroprosessoren 13 korrigerer også den verdi som fremskaffes fra rammetelleren 1 0 med hensyn til tidsforsinkelse i overføringskretsene. Den tidsforsinkelse kan utgjøres av kjente parametre. Utbredelsestiden for radiosignalet mellom basisstasjon og mobilenhet er av størrelsesorden noen mikrosekunder, mens avstanden mellom to innbyrdes sekvensielle rammer er 20 ms og blir kompensert for ved hjelp av synkroniseringsordet i et utbrudd. Tidsfor-sinkelsesparameteren blir således ikke influert av utbredelsestiden via radiomediet. Således gjør den foreliggende fremgangsmåte det mulig å fremskaffe ikke-chiffrert signallering av synkroniseringsinformasjon for chiffrering/dechiffrering mellom en basisstasjon og en mobilenhet. Denne signallering blir et tillegg til normal synkronisering mellom den chiffrerte raske tilhørende styrekanal FACCH, og erstatter denne normale synkronisering i tilfelle kanalen faller ut.

Den ovenstående beskrivelse viser bare visse spesielle utførelsesformer for den foreliggende oppfinnelse. Imid lertid vil fagfolk på området kunne innse at mange modifi-kasjoner og variasjoner kan utføres uten at man avviker vesentlig fra den foreliggende oppfinnelses ånd og omfang. Følgelig skal det forstås at den beskrivelse av oppfinnelsen som er gitt her, bare er ment som et eksempel og ikke ment som en begrensning hva angår det omfang av oppfinnelsen som er definert i de vedføyde patentkrav.

Claims (38)

1 . Fremgangsmåte for kommunikasjon med kryptografisk kodete data i et digitalt telekommunikasjonssystem,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter følgende trinn: å generere en første pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter i henhold til en algoritme som er en funksjon av en multi-bit digital verdi som inneholdes i et første register, å øke verdien som inneholdes i det første register med regulære periodiske intervaller for å variere mønsteret av biter i den første nøkkelstrøm, å kombinere bitene i den første pseudotilfeldige nøkkel-strøm med en strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon for kryptografisk koding av nevnte data, å overføre nevnte kodete data til en mottager, å overføre til nevnte mottager ved regulære periodiske intervaller og innlemmet med overføringene av kodete data, den verdi som inneholdes i nevnte første register, å generere en andre pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter i henhold til nevnte algoritme som er en funksjon av en multi-bit digital verdi som inneholdes i et andre register, å øke den verdi som inneholdes i det andre register ved samme regulære periodiske intervaller som nevnte første register for å variere mønsteret av biter i den andre nøkkelstrøm på en lignende måte for mønsteret av biter i den første nøkkelstrøm, å kombinere bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm med den mottatte strøm av kryptografisk kodete data for dekoding av nevnte data til kommunikasjonsinformasjon, og periodisk å sammenligne verdien som inneholdes i nevnte andre register med den mottatte verdi av det første register for å bestemme hvorvidt de to verdier svarer til hverandre for tilsvarende tidspunkter, og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat fremgangsmåten også innbefatter følgende trinn: å tilbakestille den verdi som inneholdes i det andre register med den mottatte verdi av det første register for et tilsvarende tidspunkt, når verdiene er blitt forskjellige, for gjensynkronisering av den første og andre nøkkel-strøm med hverandre.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved: nevnte trinn vedrørende overføring til mottageren ved regulære periodiske intervaller og innlemmelse med nevnte overføringer av kodete data den verdi som inneholdes i nevnte første register, innbefatter multipleksing av de kodete dataoverføringer og overføringen av verdiene i det første register.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3,karakterisert vedat de første registerverdier overføres på en lavbithastighets-hjelpekanal av en digital cellulær kommunikasjonsstrøm.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4,karakterisert vedat nevnte lavbit-hastighets-hjelpekanal er en langsom tilhørende styrekanal.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 4,karakterisert vedat de første registerverdier blir kombinert med andre lavhastighetsdata på nevnte lavbithastighets-hjelpekanal.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6,karakterisert vedat overføringen av nevnte første registerverdier blir temporært avbrutt når det er nødvendig å overføre andre data på nevnte lavbit-hastighets-hjelpekanal .

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat trinnet vedrørende periodisk sammenligning av verdien som inneholdes i nevnte andre register med den mottatte verdi av det første register for bestemmelse av hvorvidt to verdier svarer til hverandre for tilsvarende tidspunkter, og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre, innbefatter å addere til den mottatte verdi av det første register en økt verdi som kompenserer for en tidsforsinkelse i overføringen.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med nevnte strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon ved modulo-2 addisjon, og at bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med den mottatte strøm av kryptografisk kodete data ved modulo-2 subtraksjon.

10.Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med strømmen av databiter som bærer kommunika-sjons informasjon for endring av dennes orden, og bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med den mottatte strøm av kryptografisk kodete data for gjenvinning av dennes opprinnelige orden.

11. System for kommunikasjon med kryptografisk kodete data i et digitalt telekommunikasjonssystem,karakterisert vedat systemet omfatter organer til å generere en første pseudotilfeldig nøkkel-strøm av biter i henhold til en algoritme som er en funksjon av en multi-bit-digital-verdi som inneholdes i et første register, organer til å øke verdien som inneholdes i det første register ved regulære periodiske intervaller for endring av mønsteret av biter i den første nøkkelstrøm, organer til å kombinere bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm med en strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon for kryptografisk koding av nevnte data, organer til å overføre til mottageren ved regulære periodiske intervaller og innlemmet sammen med overføringen av de kodete data den verdi som inneholdes i det første register, organer til å generere en andre pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter i henhold til nevnte algoritme som er en funksjon av en multi-bit-digital verdi som inneholdes i et andre register, organer til å øke verdien som inneholdes i nevnte andre register med de samme regulære periodiske intervaller som ved det første register for å endre mønsteret av biter i den andre nøkkelstrøm på den samme måte som mønsteret av biter i den første nøkkelstrøm, organer til å kombinere bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm med den mottatte strøm av kryptografiske kodete data for dekoding av nevnte data til nevnte kommunikasjons-informas jon, og organer for periodisk sammenligning av den verdi som inneholdes i det andre register med den mottatte verdi av det første register for bestemmelse av hvorvidt de to verdier svarer til hverandre for tilsvarende tidspunkter, og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre.

12. System som angitt i krav 11,karakterisert vedat det også innbefatter: organer til å tilbakestille den verdi som inneholdes i det andre register med den mottatte verdi av det første register for et tilsvarende tidspunkt når verdiene er blitt forskjellige, for resynkronisering av den første og andre nøkkelstrøm med hverandre.

13. System som angitt i krav 11,karakterisert vedat nevnte organer for overføring til nevnte mottager ved regulære periodiske intervaller, samtidig som overføringene av kodete data er ispedd den verdi som inneholdes i det første register, innbefatter organer for multipleksing av de kodete data-overføringer og overføringer av første registerverdier.

14. System som angitt i krav 13,karakterisert vedat de første registerverdier blir overført på en lavbithastighets-hjelpekanal i en digital cellulær kommunikasjonsstrøm.

15. System som angitt i krav 14,karakterisert vedat lavbithastighets-hjelpekanalen er en langsom tilhørende styrekanal.

16. System som angitt i krav 14,karakterisert vedat de første registerverdier blir kombinert med andre lavhastighetsdata på lavhastighets-hjelpekanalen.

17. System som angitt i krav 16,karakterisert vedat systemet også innbefatter organer for temporær avbrytelse av overføring av de første registerverdier, når det er nødvendig å overføre andre data på nevnte lavbithastighets-hjelpekanal.

18. System som angitt i krav 11,karakterisert vedat organene for periodisk sammenligning av den verdi som inneholdes i det andre register med den mottatte verdi av det første register for bestemmelse av hvorvidt to verdier svarer til hverandre for tilsvarende tidspunkter, og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre, innbefatter organer for å addere til den mottatte verdi fra det første register en økt verdi som kompenserer for en tidsforsink else i overføringen.

19. System som angitt i krav 11,karakterisert vedat bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med nevnte strøm av databiter som bærer kom-munikas jonsinformas jon ved modulo-2 addisjon, og bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med den mottatte strøm av kryptografiske kodete data ved modulo-2 subtraksjon.

20. System som angitt i krav 11,karakterisert vedat bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med nevnte strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon for endring av dennes orden, og at bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med den mottatte strøm av kryptografisk kodete data for gjenvinning av dennes opprinnelige orden.

21 . Fremgangsmåte for duplex kommunikasjon med kryptografisk kodete data i et digitalt telekommunikasjonssystem,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter følgende trinn: å generere ved en første lokasjon en første pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter i henhold til en algoritme som er en funksjon av en multi-bit-digital-verdi som inneholdes i et første register, å øke verdien som inneholdes i det første register ved regulære periodiske intervaller for endring av mønsteret av biter i den første nøkkelstrøm, å kombinere bitene i den første pseudotilfeldige nøkkel-strøm med strømmen av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon som sendes fra den første lokasjon til en andre lokasjon for kryptografisk å kode nevnte datastrøm og med en strøm av kryptografisk kodete data mottatt fra den andre lokasjon, å overføre den datastrøm som er kodet ved den første lokasjon til en mottager ved den andre lokasjon, å overføre til mottageren ved den andre lokasjon ved regulære periodiske intervaller og innlemmet sammen med overføringene av kodete data den verdi som inneholdes i det første register, å generere en andre pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter i henhold til nevnte algoritme som er en funksjon av en multi-bit-digital-verdi som inneholdes i et andre register, å øke den verdi som inneholdes i det andre register ved de samme regulære periodiske intervaller som nevnte første register for variasjon av mønsteret av biter i den andre nøkkelstrøm på samme måte som mønsteret av biter i den første nøkkelstrøm, å kombinere bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm med strømmen av kryptografisk kodete data mottatt ved den andre lokasjon for dekoding av nevnte data til kommunika-sjons informasjon og med en strøm av databiter bærende kommunikasjonsinformasjon som skal sendes fra den andre lokasjon til den første lokasjon for kryptografisk koding av nevnte datastrøm, å overføre datastrømmen som er kodet ved den andre lokasjon til en mottager ved den første lokasjon, periodisk å sammenligne verdien som inneholdes i nevnte andre register med den mottatte verdi av det første register for bestemmelse av hvorvidt de to verdier svarer til hverandre for tilsvarende tidspunkter og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre.

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 21,karakterisert vedat den også innbefatter trinnene: å tilbakestille den verdi som inneholdes i det andre register med den mottatte verdi av det første reister for et tilsvarende tidspunkt når verdiene er blitt forskjellige for resynkronisering av den første og andre nøkkelstrøm med hverandre.

23. Fremgangsmåte som angitt i krav 21,karakterisert vedat det trinn som ved-rører overføring til mottageren ved regulære periodiske intervaller og innlemmet med overføringen av kodete data den verdi som inneholdes i det første register, innbefatter multipleksing av de kodete dataoverføringer og overfør-ingene av første registerverdier.

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 23,karakterisert vedat de første registerverdier overføres på en lavbit-hastighets-hjelpekanal av en digital cellulær kommunikasjonsstrøm.

25. Fremgangsmåte som angitt i krav 24,karakterisert vedat nevnte lavbithastighets-hjelpekanal er en langsom tilhørende styrekanal.

26. Fremgangsmåte som angitt i krav 24,karakterisert vedat de første registerverdier blir kombinert med andre lavhastighetsdata på nevnte lavbit-hastighets-hjelpekanal.

27. Fremgangmåte som angitt i krav 26,karakterisert vedat overføringen av nevnte første registerverdier blir temporært avbrutt når det er nødvendig å overføre andre data på nevnte lavbit-hastighets-hjelpekanal .

28. Fremgangsmåte som angitt i krav 21,karakterisert vedat trinnet vedrørende periodisk sammenligning av verdien som inneholdes i nevnte andre register med den mottatte verdi av det første register for bestemmelse av hvorvidt to verdier svarer til hverandre for tilsvarende tidspunkter, og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre, innbefatter å addere til den mottatte verdi av det første register en økt verdi som kompenserer for en tidsfor sinkelse i overføringen.

29. Fremgangsmåte som angitt i krav 21,karakterisert vedat bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med nevnte strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon ved modulo-2 addisjon, og at bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med den mottatte strøm av kryptografiske kodete data ved modulo-2 subtraksjon.

30. System for duplex kommunikasjon med kryptografisk kodete data i et digitalt telekommunkasjonssystem,karakterisert vedat det omfatter: organer til å generere ved en første lokasjon en første pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter i henhold til en logaritme som er en funksjon av en multibit-digital verdi som inneholdes i et første register, organer til å øke verdien som inneholdes i det første register ved regulære periodiske intervaller for å variere mønsteret av biter i den første nøkkelstrøm, organer til å kombinere bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm med en strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon som skal sendes av den første lokasjon til en andre lokasjon for kryptografisk å kode datastrømmen og med en strøm av kryptografisk kodete data mottatt fra den andre lokasjon, organer til å overføre datastrømmen som er kodet ved den første lokasjon til en mottager ved den andre lokasjon, organer til å overføre til mottageren ved den andre lokasjon ved regulære periodiske intervaller og innlemmet med overføringen av kodete data den verdi som inneholdes i det første register, organer til å generere en andre pseudotilfeldig nøkkelstrøm av biter i henhold til algoritmen som er en funksjon av en multibitdigital-verdi som inneholdes i et andre register, organer til å øke verdien som inneholdes i det andre register ved de samme regulære periodiske intervaller som det første register for variasjon av mønsteret av biter i den andre nøkkelstrøm på samme måte som mønsteret av biter i den første nøkkelstrøm, organer til å kombinere biter i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm med strømmen av kryptografisk kodete data mottatt ved den andre lokasjon for dekoding av nevnte data til kommunikasjonsinformasjon og med en strøm av databiter som bærer kommunikasjon som skal sendes fra den andre lokasjon til den første lokasjon for kryptografisk å kode nevnte datastrøm, organer for å overføre datastrømmen som er kodet ved den andre lokasjon til en mottager ved den første lokasjon, og organer for periodisk å sammenligne verdien som inneholdes i det andre register med den mottatte verdi av det første register for bestemmelse av hvorvidt de to verdier svarer til hverandre for tilsvarende tidsøyeblikk, og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre.

31. System som angitt i krav 30,karakterisert vedat det også innbefatter: organer for å omstille verdien som inneholdes i det andre register med den mottatte verdi av det første register for et tilsvarende tidspunkt når verdiene er blitt forskjellige for resynkronisering av den første og andre nøkkelstrøm med hverandre.

32. System som angitt i krav 30,karakterisert vedat det trinn som går ut på å overføre til mottageren ved regulære periodiske intervaller og innlemmet med nevnte overføring av kodete data den verdi som inneholdes i det første register, innbefatter multipleksing av de kodete dataoverføringer og nevnte overføringer av første registerverdier.

33. System som angitt i krav 32,karakterisert vedat de første registerverdier blir overført på en lavbithastighets-hjelpekanal i en digital cellulær kommunikasjonsstrøm.

34. System som angitt i krav 33, karakt,erisert ved at lavbithastighets-hjelpekanalen er en langsom tilhørende styrekanal.

35. System som angitt i krav 33,karakterisert vedat de første registerverdier blir kombinert med andre lavhastighetsdata på lavhastighets-hjelpekanalen.

36. System som angitt i krav 35,karakterisert vedat overføringen av de første registerverdier blir midlertidig avbrutt når det er nødvendig å overføre andre data på nevnte lavbitshastig-hets-hjelpekanal.

37. System som angitt i krav 30,karakterisert vedat det trinn som går ut på periodisk å sammenligne verdien som inneholdes i det andre register med den mottatte verdi av det første register for bestemmelse av hvorvidt de to verdier svarer til hverandre for tilsvarende tidspunkter, og hvorvidt den første og andre nøkkelstrøm er i synkronisme med hverandre, innbefatter å addere til den mottatte verdi fra det første register en økt verdi som kompenserer en tidsforsinkelse i overføringen.

38. System som angitt i krav 30,karakterisert vedat bitene i den første pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med nevnte strøm av databiter som bærer kommunikasjonsinformasjon ved modulo-2 addisjon, og bitene i den andre pseudotilfeldige nøkkelstrøm blir kombinert med den mottatte strøm av kryptografiske kodete data ved modulo-2 subtraksjon.