PT96968B - Processo e arranjo de sincronizacao continua de cifragem para rede de comunicacoes celular - Google Patents

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Description

MEMÓRIA DESCRITIVA
ANTECEDENTES D.O INVENTO.
Campo.....dg.....invento presente invento refere-se a redes de comunicações celulares digitais, e mais particularmente, a um processo & aparelho para a cifragem de comunicações de dados numa tal rede„
Historial.....da Arte.....Anterior.
As comunicações rádio celulares são, talvez, o campo de desenvolvimento mais rápido do mundo da indústria de telecomunicações. Apesar das redes de comunicações rádio celulares compreenderem apenas uma fracção pequena das redes de telecomunicações presentemente em funcionamento, crê-se largamente que esta fracção aumentará invariavelmente e representará a maior parte de todo o mercado de telecomunicações num futuro não muito distante- Esta crença está baseada nas limitações inerentes das redes de comunicações telefónicas convencionais, que se baseiam priricipalmente na tecnologia de transmissão por fio para ligar os assinantes à rede- Um telefone normal doméstico ou de escritório, por exemplo, está ligado a uma saída de parede, ou ficha telefónica, por um cabo telefónico com um certo comprimento máximo- Semelhantemente, os fios ligam a saída telefónica a um posto de comutação local da companhia telefónica- A movimentação de um utilizador de telefone está assim restringida não apenas pelo comprimento do cabo de ligação do telefone, mas também pela disponibilidade de uma saída telefónica operativa, isto é uma salda gue esteja ligada ao posto de comutação local- Na verdade, a génese das redes rádio celulares pode ser atribuída, em grande parte, ao desejo de superar estas restrições e proporcionar ao utilizador de telefone a liberdade de se mover â volta ou se deslocar para fora da sua casa ou escritório sem sacrificar a possibilidade de comunicar, efectivamente, com os outros. Numa rede rádio celular típica, o utilizador, ou o veículo do utilizador, transporta um dispositivo sem fios relativamente pequeno, que comunica com uma estação base e que
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-3liga o utilizador a outras, estações móveis terrestres de linha da rede de comutação (P8TN)„
da rede e às telefónica partes pública
Numa rede rádio móvel que carece de uma referência de tempo global, isto é, uma referência de tempo que é comum a todas as estações móveis e base da rede, nâo é possível sincronizar as estações móveis e base com um relógio comum quando a sincronização de uma estação de transmissão base/móvel (ou vice-versa) perde-se ou cai por uma ou outra razão, por exemplo durante a utilização. Quando a conversação se relíza entre as duas estações é também cifrada, podem ocorrer problemas adicionais devido à queda do sincronismo do código de cifragem efectivo, tornando por isso impossível a decifração.
Uma solução para este problema foi proposta no pedido de patente sueca n2 8902994-6, que descreve uma rede rádio móvel, na qual estão cifrados tanto os dados de fala como a informação de sinalização. Quando tanto a informação de dados de fala como a informação de sinalização caem, uma informação de sinalização cifrada (ou não cifrada) é enviada ao móvel, que divulga o número de intervalos de quadro depois do qual a cifragem poderá ser recomeçada a seguir à dita queda, por exemplo durante a utilização. Est© processo proposto anteriormente, contudo, utiliza somente o cariai de controlo associado (FACCH), o qual transmite sinalização cifrada para a sincronização. Se a sinalização cifrada transmitida, de acordo com este processo falhar, não há outra possibilidade de nova sincronização da cifragem da informação de sinalização e de dados de fala.
Uma desvantagem significativa das redes de comunicações rádio celulares é a facilidade com que as transmissões rádio analógicas podem ser Interceptadas. Particularmente, algumas ou todas as comunicações entre a estação móvel e a estação base podem ser controladas sem autorização, simplesmente sintonizando um receptor electrónico apropriado na frequência ou frequências das comunicações. Consequentemente, alguém com acesso a um tal receptor e um Interesse em escutas pode violar virtualmente a
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privacidade das comunicações com uma impunidade total- Embora tenham sido feitos esforços para tornar as escutas electrónicas ilegais, a natureza clandestina de tais actividades significa, geralmente, que a maior parte, se não todos os casos de escutas não serão detectados e, além disso, náo serão punidos nem os seus autores amedrontados- 8 possibilidade de que um concorrente ou um inimigo possa decidir sintonizar conversações telefónicas privadas da conveniência de alguém, tem retardado a proliferação das redes de comunicações rádio celulares e, deixadas sem fiscalização, continuai—se~ã a por em causa a viabilidade de tais redes para aplicações comerciais e governameritais-
Foi tornado recentemente claro que as redes de comunicações rádio celulares do futuro serão implementadas, utilizando tecnologia digital em vez da analógica» A mudança para digital é ditada, primeiramente, por considerações que se referem à velocidade e capacidade da rede. Um único canal de radiofrequerida (RF) analógico, ou de voz, pode acomodar quatro (4) a seis (6) canais RF, digitais, ou de dados. Assim, digitalizando-~se a fala antes da transmissão, através do canal, dc voz, a capacidade do canal e, consequentemente, toda a capacidade da rede, pode ser aumentada drastricamente sem aumentar a largura de banda do canal de voz» Como um corolário, a rede é capaz de suportar um número substancialmente maior de estações móveis a um preço, significativamente, mais baixo»
Embora a mudança das redes rádio celulares de analógico para, digital melhore algo, tanto a probabilidade de quebras na segurança das comunicações entre a estação base e a estação móvel, o risco de escutas electrónicas é quase eliminado- Pode ser construído um receptor digital que é capaz de descodificar os sinais digitais e regenerar a fala original- 0 suporte físico pode ser mais complicado e o empreendimento mais dispendioso do que no caso de transmissão analógica, mas persiste a possibilidade de que conversações altamente privadas, ou sensíveis num rede digital rádio celular possam ser controladas por uma terceira parte, e potencialmente utilizadas em detrimento dos utilizadores da rede» Além do mais, a forte possibilidade de
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uma terceira parte escutar uma conversação telefónica exclui automaticamente a utilização de telecomunicações celulares em certas aplicações governamentais. Algumas utilizações em negócios podem ser igualmente sensíveis à possibilidade de uma quebra na segurança. Assim, para tornar as redes celulares alternativas viáveis às redes convencionais de linhas de cabos, deve ser garantida a segurança das comunicações, pelo menos, em alguns circuitos»
Uma vez que tenha sido tomada a decisão de proteger as transmissões de informação digital (dados) do acesso não autorizado, o originador (emissor) e o destinatário pretendido (receptor) de dados deve concordar com um mecanismo para cifrar (criptografrar) e decifrar (descriptografar) a informação. Um tal acordo envolve habitualmente uma responsabilidade mútua na utilização de um dispositivo particular de cifragem, que pode ser largamente disponível, mas que pede ser programado com um código específico para o emissor e o receptor. 0 acordo, contudo, pode também incluir escolhas relativamente às técnicas de cifragem e ao processo de sincronização a ser utilizado no dispositivo de-í cifragem»
São conhecidas e estão implementadas inúmeras técnicas de cifragem por dispositivos de cifragem da arte anterior» Numa tal técnica, conhecida como substituição em bloco, os bits do código secreto sao misturados com blocos de bits de dados para produzir blocos de dados cifrados» Com a substituição em bloco, os blocos de bits de dados, que diferem apenas num único bit produzem blocos de dados cifrados que diferem, em média, de um meio (|) nas suas posições de bit, e vice-versa» Semelhantemente, blocos de dados cifrados, que diferem apenas numa posição de bit produzirão blocos de dados cifrados que diferem, em média de um meio (¾) nas suas posições de bit» Este tipo de cifragem/decifragem tende a ampliar os efeitos dos erros de bit, que podem ocorrer na transmissão de dados cifrados e, por isso, não é uma técnica apropriada para utilização em comunicações rádio digitais»
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Uma outra conhecida técnica de cifragem baseia-se num gerador de corrente de códigos e aritmética modular ou matemática finita» Uma pluralidade de bits de código secretos e uma série de impulsos de relógio são aplicados ao gerador de corrente de códigos que gera uma corrente de bits pseudo-aleatórios referida como uma corrente de códigos» Os bits da corrente de códigos são então adicionados em módulo-2 bít a bit aos bits de dados antes da transmissão pelo emissor» Um 'gerador de corrente de código idêntico é utilizado pelo receptor para produzir um corrente de código idêntico de bits que são então subtraídos em módulo-2 bit-a-bit da corrente de dados cifrados recebida para reconstituir os dados originais» A implementação apropriada desta técnica necessita que os geradores de corrente de códigos do emissor e receptor estejam sincronizados, de modo a que a corrente de códigos gerada no receptor e subtraída dos dados cifrados esteja em harmonia com a corrente de códigos gerada no emissor e adicionada aos dados originais»
As varias aproximações ao problema de sincronização podem ser encontradas nos arranjos de cifragem da arte anterior» Na maior parte dos arranjos de cifragem;, a sincronização pode ser vista como um acordo entre o emissor e o receptor sobre o número de impulsos a ser aplicado, a partir de um estado inicial comum, até a geração de um bit particular» Outros arranjos de cifragem da arte anterior, contudo, não guardam uma contagem corrente do número de impulsos de relógio aplicados e contam, em vez disso, com a iniciação do emissor e receptor no mesmo estado, no princípio de um quadro e, consequentemente, na aplicação de um número idêntico de impulsos de relógio» 0 defeito do esquema anterior é a dificuldade de restabelecer a sincronização, no caso do emissor e receptor percam a sincronização durante um quadro particular»
Um outro tipo de arranjo de cifragem inclui ainda um contador, que mantém uma contagem do número de bits de corrente de códigos, ou blocos de bits de corrente de códigos, gerados previamente» Os bits de saída do contador são combinados com os bits de código secretos para gerarem a corrente de códigos»
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Porque os contadores do transmissor e receptor são incrementados numa base regular e, consequentemente, empregam as características de um relógio digital de data/hora, um tal arranjo de cifragem é muitas vezes referida como um arranjo de cifragem de accionamento de horas do dia-
A vantagem, do arranjo de cifragem de accionamento de horas de dia, reside no facto de que, se o contador do receptor perder a sincronização com o contador do transmissor e o arranjo tiver a capacidade de proporcionar ao receptor o valor corrente do contador do transmissor, o contador receptor pode ser imediatamente restabelecido com o valor do contador transmissor em vez de regressar ao início e aplicar o histórico completo dos impulsos de relógio. Contudo, a dificuldade com um tal arranjo é o fornecimento do valor do contador transmissor numa base suficientemente frequente, para evitar a acumulação de erros causados pela divergência do valor do contador receptor a partir do valor do contador do transmissor para um período de tempo relatívamente longo. 0 presente invento evita tal acumulação de erros, proporcionando actualizaçoes contínuas ou muito frequentes do valor de contador transmissor, que pode ser utilizado para restabelecer o contador receptor e para sincronizar de novo o arranjo sem a necessidade de nova iniciação e repetição dos impulsos de relógio intervenientes.
SUMÁRIO.....DO.....INVENTO
Numa das concretizações do invento está incluído um processe ds comunicação de dados criptograficamente codificados, dentro de uma rede digital de telecomunicações, no qual é gerado uma primeira corrente de códigos de bits pseudo-aleatórios, em conformidade com um algoritmo, que é uma função de um valordigital de bit múltiplo, contido num primeiro registador. 0 valor contido no primeiro registador é incrementado em intervalos periódicos regulares, para variar o padrão de bits ria primeira corrente de códigos. Os bits da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios são combinados com urna corrente de bíts de dados, que transporta a informação das comunicações para codificar criptograficamente os dados, e os dados codificados são
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valor contido no dito primeiro registador é também transmitido ao receptor em intervalos periódicos regulares e intercalado com as transmissões de dados codificados- Uma segunda corrente de códigos de bits pseudo-aleatórios é gerada em conformidade com o algoritmo gue é uma função de um valor digital de bit múltiplo, contido num segundo registador- 0 valor contido no segundo registador é incrementado nos mesmos intervalos periódicos regulares gue o do primeiro registador, para variar o padrão de bits na segunda corrente de códigos de uma maneira idêntica ao padrão de bits na primeira corrente de códigos- Os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios são combinados com a corrente de dados codificados recebida criptograficamente para descodificarem os dados da informação de comunicações e o valor contido no segundo registador é comparado periodicamente com o valor recebido dc:< primeiro registador para determinar se os dois valores coincidem em momentos de tempo correspondentes e se as primeira e segunda correntes de código estão em sincronismo entre si- Num aspecto relacionado, o valor contido no segundo registador é reposto pelo valor recebido dc primeiro registador num momento de tempo correspondente, quando os valores se tornam diferentes para sincronizar de novo as primeira e segunda correntes de códigos entre siNum outro aspecto do invento está incluído um processo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações- Neste aspecto uma primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits é gerado numa primeira localização de acordo com um algoritmo que é uma função de um valor digital de bit múltiplo contido num primeiro registador. 0 valor contido no dito primeiro registador é incrementado a intervalos periódicos regulares para variar o padrão de bits na primeira corrente de códigos. Os bits da primeira corrente de código pseudo-aleatórios são combinados com uma corrente de bits de dados que transportam a informação de comunicações a ser enviada da primeira localização para uma segunda localização para codificar criptograficamente a corrente
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de dados e com uma corrente da corrente de dados codificados criptograficamente recebidos da segunda localização» A corrente de dados codificados na primeira localização é transmitida para um receptor na segunda localização conjuntamente com o valor contido no primeiro registador, que & enviado em intervalos periódicos regulares e intercalados com as transmissões de dados codificados» Uma segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios de Pits gue é uma função de um valor digital de bít múltiplo contido no segundo registador é gerada de acordo com o algoritmo» 0 valor contido no segundo registador é incrementado nos mesmos intervalos periódicos regulares que o primeiro registador para variar o padrão de bits na segunda corrente de códigos de um modo idêntica ao padrão de bits na primeira corrente de códigos» Os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios são combinados com a corrente de dados codificados criptograficamente recebidos na segunda localização para descodificar os dados da informação de comunicações e com uma corrente de bíts de dados gue transporta a informação de comunicações a ser enviada da segunda localização para a primeira localização para codificar criptograficamente a corrente de dados. A corrente de dados codificados na segunda localização é transmitida para um receptor na primeira localização, e o valor contido no segundo registador é periodicamente comparado com o valor recebido do primeiro registador para determinar se os dois valores correspondem a momentos de tempo correspondentes e se as primeira e segunda correntes de código estão em sincronismo entre si»
A desvantagem com o processo anteriormente proposto de manter a sincronização para fins de cifragem é que existe apenas uma possibilidade de restabelecer a sincronização, nomeadamente através do canal rápido de controlo associado FACCH, o qual transmite normalmente a informação de sincronização contida pelo fluxo de bits aleatório sobreposto ao fluxo de fala/dados e ao fluxo de sinalização» Há, contudo, um canal de controlo associado adicional, o chamado canal lento de controlo associado SACCH, gue podia ser utilizado para transmitir a informação de sincronização» 0 presente processo pode ser aplicado a uma rede rádio móvel que, além do supracitado canal rápido de controlo
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associado FACCH, inclui também um canal lento de controlo associado SACCH.
Assim, de acordo ainda com um outro aspecto do presente invento, a informação respeitante à sincronização cie quadro é transmitida continuamente entre as duas estações, na forma de um número de sequência ou de ordem para os quadros da estação mestre, isto é, mesmo quando a transmissão cifrada entre uma estação mestre (estação base) e uma estação subordinada (estação móvel) funciona normalmente. Esta informação é transmitida continuamente através do canal de controlo associado lento SACCH. Se a sincronização através do canal de controlo associado rápido FACCH se perder, por exemplo durante a utilização, é proporcionada uma possibilidade adicional de sincronização do gerador de quadro da estação subordinada com o gerador· de quadro da estação mestre, e com isso a cifragem entre as estações.
objectivo do presente invento é, em consequência proporcionar uma possibilidade de reserva para a sincronização da transmissão cifrada de sinais de fala/dados entre uma estação estacionária e uma estação móvel numa rede rádio móvel que inclui canais de controlo associados lento e rápido.
BREVE.....DESCRIQÃQ.....DOS.
DESENHOS presente invento será melhor entendido e os seus numerosos objectivos e vantagens tornar-se-ão evidentes aos peritos na arte pela referência aos desenhos seguintes, nos quais:
a figura 1 é uma representação esquemática de uma rede de comunicações rádio celular, que incluí uma central de comutação móvel, uma pluralidade de estações base e uma pluralidade de estações móveis;
a figura 2 é um diagrama de blocos esquemático do equipamento da estação móvel utilizado de acordo com uma concretização da rede do presente invento;
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a figura 3 é um diagrama de blocos esquemático do equipamento da estação base utilizado de acordo com uma concretização da rede do presente invento;
a figura 4 é um diagrama de blocos esquemático de um arranjo de cifragem de accionamento de hora do dia, da arte anterior;
a figura 5 é uma representação esquemática de um formato de mensagem utilizado por um mecanismo de sincronização conhecido;
a figura 6 é um diagrama de blocos esquemático de um arranjo de cifragem de accionamento de hora do dia ou contagem de blocos,, que inclui um mecanismo de sincronização construído de acordo com o presente invente; e a figura 7 é uma representação esquemática de um formato de multiplexagem exemplificativo, que pode ser utilizado de acordo com o presente invento.
A figura 8 é um diagrama de blocos simplificado do equipamento de estação base que representa a parte de uma estação base na qual é aplicado o processo proposto,, e a figura 9 é um diagrama de tempo que representa o processo proposto.
.....DETALHADA.....DA....CONCRETIZAÇÃO....RREf ER.IDA
Referindo-se primeiro à figura 1, estã aí representada uma rede convencional de comunicações rádio celular de um tipo ao qual o presente Invento pertence de um modo geral. Na figura 1, uma área geográfica arbitrária pode ser vista dividida numa pluralidade de áreas contíguas de cobertura rádio, ou células, C1-C10. Embora a rede mostrada na figura 1 inclua apenas 10 células, será claramente entendido que, na prática, o número de células pode ser muito maior.
Associada a cada uma das células C.1-C10 e localizada dentro
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de cada uma delas está uma estação base indicada como uma de modo a corresponder a uma de uma pluralidade de estações base E31-B10» Cada uma das estações base B1-B10 inclui um transmissor, um recepto e um controlador como é bem conhecido na arte» Na figura 1, as estações base B1-B10 estão localizadas no centro das células Cl-ClOj, respectivamente, e estão equipadas com antenas omnidireccionais» Contudo, noutras configurações da rede rádio celular, as estações base B1-B10 podem estar localizadas próximas da periferia, ou, por outro lado, afastadas dos centros das células C1-C10 e podem irradiar as células C1-C10 com sinais rádio, quer omnidíreccionalmente quer direccionalmente» Portanto, a representação da rede rádio celular da figura 1 é apenas para efeitos de representação e não pretende ser uma limitação ás implementações possíveis da rede rádio celular.
Continuando a fazer referência à figura 1, uma pluralidade de estações móveis M1-M10 podem ser encontradas dentro das células C1-C10- Mais uma vez, apenas são mostradas dez estações móveis na figura 1, mas deve ser entendido que o número efectívo de estações móveis pode ser na prática muito maior e excederá invariavelmente o número de estações base» Além do mais, embora nenhuma das estações móveis M1-M1O possa ser encontrada em alguma das células C1-C10, a presença ou ausência das estações móveis M1-M10 em qualquer célula particular das células C1-C10 deve ser entendida como dependente, na prática, dos desejos Individuais de cada uma das estações móveis M1-M1Q as quais podem deslocar-se de uma localização numa célula para uma outra ou de uma célula para uma célula adjacente ou vizinha»
Cada urna das estações móveis M1-M10 é capaz de iniciar ou receber uma chamada telefónica através de uma ou mais das estações base E3.1-B10 e de uma central de comutação móvel MSC» A central de comutação móvel MSC está ligada por ligações de comunicações, por exemplo cabos, a cada uma das estações base 81-BIO, representativas, e à rede telefónica de comutação pública fixa (PSTN), não mostrada, ou a uma rede fixa similar, que pode Incluir uma instalação de rede integrada de arranjo digital (ISDN)» As ligações relevantes entre a central de comutação móvel
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M8C e as estações base B1-B10, ou entre a central de comutação móvel MSC e a PSTN ou ISDN, não são completamente mostradas na figura 1, mas são bem conhecidas pelos peritos normais da arte, Símilarmente, é também conhecida a inclusão de mais do gue uma central de comutação móvel numa rede rádio celular e ligar cada central de comutação móvel adicional a um grupo diferente de estações base e a outras centrais de comutação móveis, através de cabos ou ligações rádio.
Cada uma das células C1-C10 é reservada para uma pluralidade de canais de voz ou fala e, pelo menos, um canal de acesso ou controlo, 0 canal de controlo é utilizado para controlar, ou supervisar o funcionamento das estações móveis, por meio da informação transmitida para as unidades e recebida das mesmas. Tal informação pode incluir sinais de chamada de entrada, sinais de chamada de saída, sinais de bip.bip, sinais de resposta de bip-bip, sinais de registo de localização, indicações de canal de voz, instruções de manutenção e instruções não togue guando uma estação móvel se desloca para fora da cobertura rádio de uma célula e dentro da cobertura rádio de uma outra célula. Os canais de controlo ou de voz podem funcionar de um modo quer analógico quer digital ou numa combinação dos mesmos. No modo digital, as mensagens analógicas, tais como sinais de voz ou de controlo, são convertidos para representações de sinal digital antes da transmissão através do canal RF. As mensagens puramente de dados, tais como as geradas por computadores ou por dispositivos de voz digitalizados, podem ser formatadas e transmitidas directamente através de um canal digital.
Numa rede rádio celular gue utiliza multiplexagem de divisão em tempo (TDM), uma pluralidade de canais digitais podem partilhar um canal RF comum, 0 canal RF está dividido numa série de entalhes de tempo, contendo cada um um impulso de informação de uma fonte de dados diferente e separados entre si por tempo de protecção, e os entalhes de tempo estão agrupados dentro de quadros como é bem conhecido na arte. 0 número de entalhes de tempo por quadro varia, dependendo da largura de banda dos canais digitais previstos para serem acomodados pelo canal RF. 0 quadro
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pode, por exemplo, consistir de três (3) entalhes de tempo, cada um dos quais está reservado para um canal digital» Assim, o canal RF acomodará três canais digitais,. Numa concretização do presente invento explicada aqui, um quadro é projectado de modo compreender três entalhes de tempo. Contudo, os ensinamentos do presente invento serão entendidos claramente, de modo a serem igualmente aplicáveis a uma rede rádio celular, que utiliza qualquer número de entalhes de tempo por quadro.
Referindo em seguida a figura 2, é aí mostrado um diagrama de blocos esquemático do equipamento da. estação móvel, o qual é utilizado de acordo com uma concretização do presente invento. 0 equipamento representado na. figura 2 pode ser utilizado para comunicação através de canais digitais. Um sinal de voz, detectado por um microfone 100 e destinado à transmissão pela estação móvel, é proporcionado como uma entrada para um codificador de fala 101, o qual converte o sinal de voz analógico numa corrente de bits de dados digital. A corrente de bits de dados é então dividida em blocos de dados ou mensagens, de acordo com a técnica de acesso múltiplo de divisão de tempo (TDMA) das comunicações digitais. Um gerador 102 de canal de controlo associado rápido (FACCH) troca o controlo ou as mensagens de controlo com uma estação base na rede rádio celular. 0 gerador FACCH convencional funciona num modo de bloqueio e impulso, pelo que um quadro de utilizador de dados é silenciado e a mensagem de controlo gerada pelo gerador FACCH 102 é transmitida.,, por sua vez a uma velocidade rápida.
Contrastando com o funcionamento do gerador FACCH 102 de bloqueio e impulso, um gerador 103 de controlo de canal associado lento (8ACCH) troca continuamente mensagens com a estação base. A saída do gerador 8ACCH é atribuída uma extensão de byte fixa, por exemplo 12 bits, e é incluída como urna parte de cada entalhe de tempo no trem de mensagens (quadros). Os codificadores de canal 104, 105, 106 estão ligados ao codificador de fala 101, ao gerador FACCH 102 e ao gerador 8ACCH 103, respectivamente. Cada um dos codificadores de canal 104, 105, 106 executa a detecção de erro e a recuperação por manipulação dos dados de entrada.
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utilizando as técnicas de codificação convolucional, a qual protege bits de dados importantes do código de fala, e a verificação de redundância cíclica (CRC), em que os bits mais significativos do quadro de codificador de fala, por exemplo, 12 bits, são utilizados para calcular uma verificação de erro de 7 bits.
Referindo mais uma vez a figura 2, os codificadores de canal 104, 105 estão ligados a um dispositivo de multiplexagem 107, o qual é utilizado para a multiplexagem de divisão de tempo das mensagens de voz digitalizadas com o FACCH de mensagens de controlo. A saída do dispositivo de multiplexagem 107 está acoplada a um intercalador 108 com 2 impulsos, o qual divide cada mensagem de dados a ser transmitida pela estação móvel (por exemplo, uma mensagem que contém 260 bits) em duas partes iguais mas separadas (contendo cada parte 130 bits), dispostas em dois entalhes de tempo consecutivos. Desta maneira, os efeitos de deterioração da variação de volume Rayleigh podem ser significativamente reduzidos. A saída do intercalador 108 de 2 impulsos é proporcionada como uma entrada a um adicíonador 109 de módulo-2, onde os dados a serem transmitidos são cifrados numa base de bit-a-bit pela adição lógica de módulo-2 com uma corrente de códigos pseudo-aleatórios, a qual é gerada em conformidade com a rede do presente invento abaixo descrita.
A saída do codificador de canal 106 é proporcionada como uma entrada para um intercalador 110 de 22 impulsos. 0 intercalador 110 de 22 entalhes de tempo consecutivos, cada um ocupado por um byte, que consiste de 12 bits de informação de controlo. Os dados 8ACCH intercalados formam uma das entradas de um gerador de impulso 111. Uma outra entrada ao gerador 111 de impulso é proporcionada pela saída do adicíonador 109 de módulo-2. 0 gerador 111 de impulso produz “impulsos de mensagem dos dados, consistindo cada um num identificador (TI) de entalhe de tempo, num código digital de cor de voz (DVCC), num controlo ou numa informação de controlo e nos dados a serem transmitidos, como adicionalmente explicado abaixo.
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Em cada um dos entalhes de tempo de um quadro é transmitido um identificador de entalhe de tempo (TI), o qual é utilizado para a identificação do entalhe de tempo e na sincronização do receptor, e um código de cor digital de voz (DVCC), que assegura que o canal RF apropriado está a ser descodificado. No quadro exemplificativo do presente invento, é definido um conjunto de três TI de 28 bits diferentes, um para cada entalhe de tempo enquanto um DVCC idêntico de 8 bits é transmitido em cada um dos três entalhes de tempo. 0 TI e o DVCC são proporcionados na estação móvel pela palavra sincrona/gerador DVCC 112, ligada ao gerador de impulso 111 como mostrado na figura 2. 0 gerador de impulso 111 combina as saídas do adicioriador 109 de módulo-2, o intercalador 110 de 22 impulsos e a palavra sincrona/gerador DVCC 112, para produzir uma série de impulsos de mensagens, cada uma composta por dados (260 bits), informação SACCH (12 bits), TI (28 bits), DVCC codificado (12 bits) e 12 bits delimitadores para um total de 324 bits, que são integrados, de acordo com o formato do entalhe de tempo especificado pelo padrão EIA/TIA 18-54.
Cada um dos impulsos de mensagem é transmitido num dos três entalhes de tempo incluídos num quadro, como acima explicado. 0 gerador impulso 111 está ligado a um igualador 113, que proporciona a temporização necessária para sincronizar a transmissão de um entalhe de tempo com a transmissão de outros dois entalhes de tempo. 0 igualador 113 detecta os sinais de temporização enviados da estação base (mestre) à estação móvel (subordinada) e sincroniza, em conformidade, o gerador de impulso 111. 0 igualador 113 pode também ser utilizado para verificar os valores do TI e do DVCC. 0 gerador de impulso 111 está também ligado a um contador de quadros 1.14 de 20 ms, o qual é utilizado para actualizar um código de cifragem, que é aplicado pela estação móvel todos os 20 ms. Isto é, uma vez para cada quadro transmitido. 0 código de cifragem é gerado por uma unidade de cifragem 115, pela utilização de um algoritmo matemático e sob controlo de um código 116, que é único para cada estação móvel. O algoritmo pode ser utilizado para gerar uma corrente de códigos pseudo-aleatórios, de acordo com o presente invento e como explicado adicionalmente abaixo.
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Os impulsos de mensagem produzidos pelo gerador de impulso 110 são proporcionados como entradas a um modulador RF 117- 0 modulador RF 117 é utilizado para modular uma frequência portadora de acordo com a técnica /4-DQPSK (código deslocado de /4 de fase de quadratura, codificado diferencialmente)- A utilização desta técnica implica que a informação a ser transmitida pela estação móvel seja codificada dif erericíalmente, isto é, dois símbolos de bit são transmitidos como 4 possíveis alterações de fases + ou -/4 e + ou - 3 /3- A frequência portadora para o canal de transmissão seleccionado é fornecida ao modulador RF 117 por um sintonizador de frequência de transmissão 118- A saída do sinal portador modulado de aumento do sinal do modulador 117 é amplificada por um amplificador de potência 119 e transmitida então â estação base através de uma an teria 120.
A estação móvel recebe sinais modulados de impulso a partir da estação base, através de uma antena 1.21 ligada a um receptor 122- é gerada uma frequência portadora de receptor para o canal de recepção seleccionado, por um sintetizador de frequência de recepção 123 e fornecida a um desmodulador RF 124- 0 desmodulador RF 124 é utilizado para desmodular o sinal portador recebido num sinal de frequência intermédia- 0 sinal de frequência intermédia é então desmodulado mais adiante por um desmodulador IF 125, que recupera a informação digital original, tal como existia antes na modulação/4 - DQPSK- A informação digital é passada então através do igualador 1.13 para um detector de símbolo 126 o qual converte o formato de símbolo de dois bits dos dados digitais proporcionados pelo Igualador 114 para um corrente de dados de bit único.
detector de símbolo 1.26 produz duas saídas distintas: uma primeira saida, constituída por dados de fala digitalizados e dados FACCH, e uma segunda saída, constituída por dados SACCH. A primeira saída é fornecida a um adicionador 127 de módulo-2, que está ligado a um desintercalador de 2 impulsos 128- 0 adicionador 127 de módulo~2 está ligado à unidade de cifragem 115 e é utilizado para decifrar os dados transmitidos cifrados, subtraindo numa base de bit-a-bít a mesma corrente de códigos
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pseudo-aleatórios utilizada pelo transmissor na estação cifrar os dados e que é gerado de acordo com os ensinamentos do presente invento estabelecidos abaixo. 0 adicionador 127 de módulo-2 e o desíntercalador 128 de 2 impulsos reconstituem os dados de fala/FACCH agrupando e rearranjando a informação derivada a partir de dois quadros consecutivos dos dados digitais» 0 desíntercalador .128 de 2 impulsos está acoplado a dois descodificadores de canal 129, 130 que descodificam os dados de fala/FACCH codificados convolutivamente, utilizando o processo reverso da codificação e verificação dos bits de verificação de redundância cíclica (CRO) para determinar se ocorreu qualquer erro» Os descodificadores de canal 129, 130 detectam diferenças entre os dados de fala por um lado, e quaisquer dados FACCH por outro, e encaminham os dados de fala e os dados FACCH para um descodificador de fala 131 e para um detector FACCH 132, respectivamente» 0 descodificador de fala 131 processa os dados de fala fornecidos pelo descodif icador de canal 129 em conformidade com um algoritmo codificador de fala, por exemplo V8EL.P, e gera urnsínal analógico representativo do sinal de fala transmitido pela estação base e recebido pela estação móvel» Uma técnica de filtragem pode então ser utilizada para ampliar a qualidade do sinal analógico antes da transmissão por um altifalante 133» Quaisquer mensagens FACCH detectada pelo detector FACCH 132 são expedidas a um microprocessador 134»
A segunda saída do detector de símbolo 126 (dados SACCH) é fornecida a um desíntercalador 135 de 22 impulsos» 0 intercalador 135 de 22 impulsos reagrupa e rearranja os dados SACCH que se espalham através de 22 quadros consecutivos» A saída do desintercalador 135 de 22 impulsos é proporcionada como entrada a um descodif icador de canal .136» As mensagens FACCH são detectadas por um detector SACCH 137 e a informação de controlo é transferida ao microprocessador 134» microprocessador 134 controla as actividades da estação móvel e as comunicações entre a estação móvel e a estação base» As decisões são tomadas pelo microprocessador 134 de acordo com as mensagens recebidas da estação base e com as medições
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executadas pela estação móvel» 0 microprocessador 134 estã também equipado eom um teclado terminal de entrada e uma unidade de visionamento de saída 138» 0 teclado e a unidade de visioriamento 1.38 possibilitam ao utilizador da estação móvel trocar informação com a estação base»
Referindo em seguida a figura 3, é mostrado um diagrama de blocos esquemático do equipamento da estação base, que é utilizado de acordo com o presente invento» Uma comparação do equipamento da estação móvel mostrada na figura 2 com o equipamento da estação base mostrada na figura 3 demonstra que muito do equipamento utilizado pela estação móvel e pela estação base é substancialmente idêntico na construção e na função» Tal equipamento idêntico é, para efeitos de conveniência e consistência, indicado na figura 3 pelos mesmos números de referência que os utilizados em ligação com a figura 2, mas são diferenciados pela adição de uma plicaf) na figura 3»
Há, contudo, algumas diferenças menores entre o equipamento da estação móvel e o da estação base» Por exemplo, a estação base tem, não apenas uma mas, duas antenas de recepção 121’» A cada uma das antenas de recepção 1213 estão associados um receptor 122’, um desmodulador RF 124’, e um desmodulador IF 125’» Além do mais, a estação base inclui um combinador de frequência programável 118A’, o qual está ligado a um sintetizador de frequência de transmissão 118’» □ combinador de frequência 118A’ e o sintetizador de frequência de transmissão .118’ executam a selecção dos cariais RF a serem utilizados pela estação base, de acordo com o plano de reutilização de frequência celularaplicável» Contudo, a estação base, não inclui uma unidade de utilizador de teclado e visionamento similar à unidade de utilizador de teclado e de visionamento 138 presente na estação móvel» Ela inclui, contudo, um medidor de nível de sinal 100’ ligado para medir o sinal recebido de cada um dos dois receptores 122’ e para proporcionar uma saída para o microprocessador 134’» Podem existir outras diferenças entre o equipamento da estação móvel e da estação base, as quais sao bem conhecidas na arte»
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Até aqui a explicação centrou-se no ambiente operacional da rede do presente Invento. Seque-se uma descrição específica de uma concretização particular do presente Invento. Como acima descrito e posteriormente utilizado, o termo corrente de códigos significa uma sequência pseudo-aleatória de bits binários ou blocos de bits utilizados para cifrar uma mensagem codificada digitalmente ou sinal de dados antes da transmissão ou armazenamento num meio que é susceptível a acesso não autorizado, por exemplo, um canal RF. Um gerador de corrente de códigos significa um dispositivo que gera uma corrente de códigos processando um código secreto constituída por uma pluralidade de bits. A cifragem pode ser executada simplesmente por uma adição de módulo-2 da corrente de códigos aos dados a serem cifrados. Similarmente, é executada a decifração por uma subtracção de módulo-2 de uma cópia Idêntica da corrente de códigos dos dados cifrados.
Falando de um modo geral, o gerador de corrente de códigos proporciona um mecanismo, representado por elementos 115 e 115’ nas figuras 2 e 3, respectivamente, para expandir um número relativamente pequeno de bits secretos, isto é, o código secreto, representado pelos elementos .116 e 116’, num número bastante grande de bits de corrente de códigos, que são então utilizados para cifrar as mensagens de dados antes da transmissão (ou armazenamento). Para decifrar uma mensagem codificada, o receptor deve conhecer o índice dos bits para a corrente de códigos utilizados para cifrar a mensagem. Por outras palavras, o receptor deve ter não apenas o mesmo gerador de corrente de códigos e gerar os mesmos bits de corrente de códigos que o transmissor, mas também, o gerador de corrente de códigos do receptor deve ser operado em sincronismo com o gerador de corrente de códigos do transmissor se a mensagem é para ser apropriadamente descodificada. A sincronização é normalmerite alcançada pela transmissão a partir des arranjo de codificação para o arranjo de descodificação do conteúdo Inicial de todos os dispositivos de memória interna, tais oomo contadores de bits, de blocos ou de mensagens, os quais participam na geração dos bits de corrente de códigos. A sincronização pode ser simplificada,
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contudo, utilizando-se contadores de blocos de bíts aritméticos, tais como contadores binários, e incrementando os contadores por uma certa quantidade cada vez que é produzido um bloco novo de bits de corrente de códigos.. Tais contadores podem formar uma parte de uma cadeia de relógio de tempo real, isto é, horas, minutos e segundos. Um gerador de corrente de códigos que se baseia no tipo de contadores anterior é conhecido como o gerador de corrente de códigos de accionamento de hora do dia ao qual foi feita referência atrás.
Referindo agora a figura 4, pode ser visto um diagrama de blocos esquemático de um arranjo de cifragem de accionamento de hora do dia da arte anterior. A metade superior da figura 4 representa a porção de transmissão, e a metade inferior representa a porção de recepção, de um tal arranjo de cifragem. Na porção de transmissão, um relógio de temporização ou um contador de blocos 201 gera uma contagem 2.13, por exemplo, uma saída de 32 bits, em resposta a um incremento 215 aplicado na entrada do relógio de temporização ou contador de blocos 201. A contagem 213 é proporcionada como uma primeira entrada de um processo de combinação lógica ou de mistura 202. Um código secreto, por exemplo, o valor 968173 em notação binária, é proporcionado como uma segunda entrada 211 do processo de combinação lógica ou de mistura 202. Com cada ocorrência de um novo valor para a contagem 2.13, o processo de combinação lógica ou de mistura 202 combina ou mistura o código secreto 211 com a contagem 213 e gera uma pluralidade de bits de corrente de códigos pseudo-aleatórios numa saida serie ou paralela 209. A saída da corrente de códigos 209 é então proporcionada como uma entrada a um adicionador 203 de módulo-2. Os dados a serem cifrados formam uma segunda entrada 207 para o adicionador 203 de módulo-2. Cada um dos bíts de corrente de códigos é adicionado em módulo-2 a um bit de dados particular pelo adicionador 203 de módulo-2, e os dados cifrados são fornecidos à saida 218 para transmissão através do meio.
Na porção de recepção, um relógio de temporização ou contador de blocos 204, que tem construção idêntica ao relógio de
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LM 4868-4930/13234 temporização ou contador de blocos 201, e é proporcionado por um incremento 216 idêntico ao incremento 215, fornece uma contagem 214 a um processo de* combinação lógica ou de mistura 205, que tem estrutura idêntica ao processo de combinação lógica ou de mistura 202- 0 processo de combinação lógica ou de mistura 205 combina ou mistura a contagem 214 com um código secreto idêntico,, isto é, 968173 em notação binária, que é proporeionada na entrada 212, que produz por meio disso um corrente de códigos numa saída 210 que é idêntica à corrente de códigos produzida na saída 209A saída da corrente de códigos 210 é adicionada bit-a-bit em módulo-2 aos dados cifrados recebidos através do meio de transmissão por um adicionador 206 de módulo-2- Dado que a adição de rnódulo-2 e a subtração de módulo-2 são a mesma operação, a adição de módulo-2 da corrente de códigos idêntica no receptor cancela a adição prévia da corrente de códigos no transmissor e resulta na recuperação dos dados originais na saida 208- Notar., contudo, que tal cancelamento e decifração apropriada dos dados cifrados ocorrerá apenas se os relógios de temporização ou contadores de blocos 201, 204 estiverem perfeitamente sincronizados entre si- Um mecanismo de sincronização apropriado 217 deve ser proporcionado para este efeitoReferindo em seguida a figura 5, é mostrado um formato de mensagem utilizado por um mecanismo de sincronização conhecido- □ formato de mensagem reflecte a disposição dos dados em cada entalhe de tempo (impulso) de um quadro- Seguindo imediatamente o início de cada mensagem, isto é, depois do início da mensagem, todos os valores de estado (bits de saída) do relógio de temporização ou contador de blocos 201, por exemplo, todos os 32 bits da contagem 213, são transmitidos como um preâmbulo de uma sequência de bits de mensagem cifrados- Para evitar os erros de transmissão que impediriam a sincronização, os bits de contagem são, de preferência, codificados redundantemente utilizando-se um código poderoso de correcção de erro e os bits de código intercalados dentro do sinal transmitido, para dispersar a redundância no tempo, «aumentando, por isso, «a tolerância «aos erros de impulso- A codificação dos bits de contagem expandiria o número de bits a serem transmitidos de um factor considerável.
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LM 4868-4930/13234 por exemplo, um factor de oito (8), de modo a proporcionar a redundância necessária para atingir uma probabilidade próxima dos cem por cento (100%) de transmissão livre de erros dos bits de contagem codificados. A seguir à transmissão do preâmbulo codificado redundantemente mas não cifrado, os bits de mensagem cifrada são transmitidos através do meio de transmissão»
mecanismo de sincronização ilustrado na figura 5 pode talvez ser adequado para comunicações através de canais simplex, isto é, radiotelefonia carregue para falar ou terminado/terminado. Se é perdido um terminado devido a falha de sincronização, o utilizador pode simplesmente pedir uma repetição dessa transmissão» Em comparação, as comunicações através de canais duplexes, isto é, radiotelefonia normal bidiréccional, tipicamente, não comutam as direcções de um modo terminado/terminado, e as conversações uma vez estabelecidas, continuam frequentemente durante um período de tempo substancial.. Se um rede de comunicações duplex não tem outros meios de estabelecer a sincronização a não ser no início de uma chamada, uma perda de sincronização durante a chamada resultaria numa perda de chamada, que força o utilizador a restabelecer as comunicações fazendo uma outra chamada» No contexto de uma rede rádio celular que utiliza dispositivos de cifragem/decifração, uma tal perda de sincronização obrigaria o utilizador a tomar alguma acção afirmativa, por exemplo, marcar outra vez o número do telefone pretendido» 0 presente invento proporciona um processo e aparelho que obvia a necessidade e o inconveniente de marcar outra vez após a perda de sincronização e que proporciona oportunidades frequentes durante o progresso de uma conversação por telefone rádio para corrigir rapidamente qualquer perda de sincronização entre a porção de transmissão e a porção de recepção descrita em ligação com a figura 4»
Na explicação das figuras 1-3, foi feita menção do canal de controlo associado lento (SACCH) que é utilizado para transmitir uma corrente de dados de velocidade baixa de informação de gestão e controlo entre a estação móvel e a estação base e vice-versa» 0 SACCH é muitas vezes utilizado pela estação móvel para
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-24a transmissão da informação da intensidade do sinal que permite à rede determinar qual das estações base na vizinhança estã melhor colocada para estabelecer contacto com a estação móvel. Como explicado atrás, os bits de informação SACCH são intercalados e multiplexados com os bits de tráfego de voz antes da transmissão. 0 presente invento utiliza adicionalmente o SACCH para radiotransmitir continuamente o estado do relógio de temporização ou contador de blocos que, como anteriormente descrito, controla o funcionamento do dispositivo de cifragem de accionamento de hora do dia ou contagem de blocos. Deve ser claramente entendido, contudo, que os ensinamentos dc presente invento englobam a utilização de qualquer outro canal auxiliar de velocidade de bit baixa, o qual pode estar disponível na rede.
Referindo agora a figura 6, é mostrado um diagrama de blocos esquemático do arranjo de cifragem de accionamento de hora do dia ou contagem de blocos, que incluí um mecanismo de sincronização construído de acordo com o presente invento. Uma unidade de cifragem 220 no transmissor, por exemplo, a porção de transmissão na figura 5, converte uma corrente de bits de mensagem numa corrente de bits cifrados para transmissão numa velocidade de dados média de 81 bits/segundo. A unidade de cifragem 220 proporciona também uma hora do dia ou contagem de blocos corrente, por exemplo, a contagem 2.1.3, para um codificador de canal auxiliar de velocidade baixa 221. Dependendo da extensão de outros dados de velocidade baixa, o codificador 221 pode incluir a hora do dia ou contagem de blocos codificada numa corrente de saída gerada a uma velocidade média de 82 bits/segundo. A corrente auxiliar de B2 bits/segundo é então combinada com a corrente de mensagem cifrada de BI bits/segundo por um multiplexador 222 para produzir uma corrente de B1+B2 bits/segundo para transmissão através do meio de comunicação.
Deve ser reconhecido que outros bits de cabeçalho, tais como padrões de sincronização de desmodulador ou redundância adicional dos dados na forma de codificação de correcção de erro, podem ser adicionados antes da transmissão da corrente de 81+82 bits/segundo, mas não está especificamente mostrado no diagrama
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de blocos simplificado da figura 6. Além do mais, a utilização da técnica de transmissão ds* impulsos (explicada em ligação com as figuras 1-3) pode resultar numa velocidade de bit de impulso maior do que B1TB2 bits/segundo através do meio de transmissão. Todavia, depois da execução do inverso de tais processos de codificação no receptor, uma velocidade de bit média de B1+B2 bits/segundo apareceria mais uma vez na entrada para um desmultiplexador 223, o qual divide a corrente de entrada de B1 + B2 bits/segundo numa corrente de mensagem cifrada de Bl bits/segundo e numa corrente de controlo de velocidade baixa codificada de B2 bits/segundo. A corrente de mensagem cifrada de Bl bits/segundo é proporcionada como a entrada para uma unidade de decifração 24 (a porção de recepção da figura 5), que gera uma corrente de dados decifrados. A corrente de controlo de B2 bits/segundo, por outro lado, é fornecida a um descodificador de canal auxiliar de velocidade baixa 228.
descodificador de canal auxiliar 228 detecta a recepção de quaisquer dados de hora do dia ou de contagem de blocos que possam ter sido transmitidos pelo dispositivo de cifragem e verifica-os para determinar se tais dados foram correctamente recebidos antes de repor o dispositivo de decifração. A verificação de erro é executada a fim de evitar repor o relógio de temporização ou contador de blocos no receptor, por exemplo, o relógio de temporização ou contador de blocos 204, com uma nova hora do dia ou contagem de blocos, a qual é imprecisa devido aos erros de transmissão. Uma hora do dia ou contagem de blocos correctamente recebida passa do descodificador de canal auxiliar 228 para a unidade de decifração onde a contagem recebida é utilizada para verificar e, se necessário, actualizar a contagem corrente no dispositivo de decifração, por exemplo, a contagem 214 na figura 5.
processo de verificação e actualização da contagem de blocos de receptor inclui um número de passos e seguranças. Bn particular, devem ser tidos em conta os retardos da transmissão através do canal auxiliar. Por exemplo, como explicado em ligação com as figuras 1-3, os dados SACCH estão usualmente intercalados /2 2 Ό ί
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ou espalhados através de uma pluralidade de quadros de mensagem consecutivos- Assim, por exemplo, o valor de contagem de blocos de transmissor para um quadro x num momento de específico é espalhado através de y quadros e transmitido numa série de quadros, x, x+1, x+2, x+y- 0 retardo y, contudo, é um numere constante definido pelo sistema que pode ser adicionado no receptor ao valor de contagem de blocos derivado dos quadros x, x+1, x+2, , x+y e obtido um valor de contagem de blocos de transmissor corrente- 0 valor de contagem de blocos de transmissor corrente é então comparado ao valor de contagem de blocos de receptor corrente e, no caso de divergência, o contador de blocos de receptor é reposto com o valor de contagem de blocos de transmissor para o momento de tempo correspondentePode ser estabelecida protecção de erro adicional no processo de reposição da, contagem de blocos de receptor, no caso de divergência com a contagem de blocos de transmissor, pela imposição de um critério mais severo para repor cs bits mais significativos, ou por outro lado provocando uma mudança de passe drástica no valor de contagem dc receptor- 0 último pode ser alcançado, por exemplo, utilizando-se a técnica de voto maioritário através de várias transferências de contagem, depois de permitir o incremento conhecido entre instantesApreciar-se-â a partir da descrição anterior, que o presente Invento proporciona um mecanismo de sincronização que pode ser utilizado índependentemerite da cifragem especifica e da técnica de decifração utilizada pela unidade de cifragem 220 e pela unidade de decifração 224, respectivamente- A cifragem dos dados nas redes de comunicações pode ser executada pela adição de módulc-2 da corrente de códigos da corrente de dados, por transposição aleatória dos dados, isto é, alteração da ordem pela qual os bits de dados aparecem normalmente no formato de mensagem, ou por uma combinação destas técnicas pelo menos sem desviai—se dos ensinamentos do presente invento tal como atrás descrito e adicionalmente descritos adianteNas aplicações de comunicação duplex, tal como telefonia
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-27“ rádio móvel, o presente invento, como ilustrado e descrito atrás, pode ser utilizado independentemente em cada direcção» Específicamente, o dispositivo de cifragem utilizado para cifrar transmissões numa direcção pode incluir um relógio de temporização ou contador de blocos que está separado de, e possivelmente não relacionado com, o relógio de temporização ou contador de blocos do dispositivo de cifragem utilizado para recepções de decifração na outra direcção» Similarmente, o canal auxiliar de velocidade baixa, que é utilizado para transferir periodicamente o valor do estado de contagem de acordo com o presente invento um canal duplex que proporciona simultâneamente, comunicações bidireccíonais- Uma disposição alternativa vantajosa basear-se-á num urdco gerador de corrente de códigos accionado de hora do dia ou contagem de blocos, em cada extremidade da ligação de comunicações para produzir um número suficiente de bits de corrente de códigos para utilização tanto na cifragem de mensagens de dados antes da transmissão como na decifração de mensagens de dados recebidas»
Assumindo qus o número de bits de mensagem num bloco transmitido ou recebido em qualquer direcção é o mesmo, e igual a Μ, o gerador de corrente de códigos numa extremidade da ligação de comunicações produziria, utilizando os mesmos bits de código secreto e contagens de blocos que os do caso de dois geradores decorrente de códigos, primeiros N bits de corrente de códigos, A=(al, a2, a.3, ,. »», aN), para cifrar mensagens transmitidas e segundos N bits de corrente de códigos, B™(a(n+1), a(n-t-2), ,.»» a (2N)), para decifrar as mensagens recebidas» A utilização de correntes de códigos de N bits A,B para cifrar e decifrar, respectivamente, seriam então invertidas na outra extremidade da, ligação de comunicações. Por isso, é apenas necessária uma sincronização de contagem de blocos e esta sincronização pode ser alcançada utilizando o canal auxiliar de velocidade baixa apenas numa direcção»
Como mencionado anteriormente, a função principal do SACCH é transportar a informação da intensidade do sinal da estação móvel para uma estação base na rede terrestre» 0 SACCH na direcção
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oposta, isto é, estação base para estação móvel, existe principalmente por razões de simetria e muitas vezes permanece livre» Consequentemente, pode ser vantajoso indicar o relógio de temporização ou contador de blocos da estação base como o mestre e transmitir periodicamente o valor de contagem da estação base na direcção SACCH frequentemente livre para a estação móvel de modo a proporcionar continuamente nova sincronização de acordo com a descrição anterior do presente invento» Surgiria a necessidade de transferir alguns outros dados de velocidade baixa através do SACCH na direcção da rede terrestre para a estação móvel, os outros dados podem ser conferidos prioritariamente e a transmissão do valor de contagem da estação base pode ser resumida depois disso» Neste aspecto do presente invento, a transmissão do valor da hora do dia ou de contagem de blocos pode ser considerado representativo do estado de defeito do canal SACCH na direcção da rede terrestre para o móvel que está interrompido para a transmissão das mensagens de prioridade superior»
Os N bits ou 2N bits produzidos por um gerador de corrente de códigos com cada valor novo do relógio de temporização ou contador de blocos associado são utilizados para cifrar ou decifrar grupos de N bits de dados de mensagem numa ou em ambas as direcções, respectivamente» Estes grupos de mensagem de N bits são multiplexados com bits adicionais que formam o cariai auxiliar de velocidade baixa, que pode ser utilizado, entre outros, para sincronização de cifra de acordo com o presente Invento» Vários padrões diferentes podem ser utilizados para rnultiplexar os bits do canal auxiliar com os bits de dados de mensagem» Contudo, para minimizar a quantidade de bits de cabeçalho que são adicionados aos blocos de dados pela corrente de bits de velocidade baixa auxiliar, pode ser seleccionado um formato de multiplexagem como Ilustrado na figura 7»
Referindo agora a figura 7, é mostrado um formato de multiplexagem exemplificativo que pode ser utilizado de acordo com o presente invento» A figura 7 ilustra como um número pequeno de bits de canal de velocidade baixa, 81, 82, 83, 84, etc, pode
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ser incluído em cada grupo de mensagem de N bits, todo o formato da mensagem auxiliar repetido apenas através de um número de tais grupos, assumindo que a corrente auxiliar de bits contém o seu próprio código indicador de início de mensagem, a extensão da mensagem auxiliar não necessita necessariamente de estar contida num número inteiro de grupos de mensagem. Contudo, a sincronização de mensagem auxiliar pode ser simplificada se a extensão da mensagem auxiliar for deliberadamente alinhada com um número inteiro de blocos de mensagem de tráfego.
A figura 7 ilustra também como pode ser utilizado o intercalar das correntes auxiliares de bits através de um certo número de blocos de mensagem para dispersar os erros de impulso que podem surgir se um bloco completo de mensagem, que inclui bits auxiliares, não é correctamente recebido. Quando o descodificador para o canal de velocidade baixa é equipado com codificação de correcção de erro, a dispersão de tais erros de impulso possibilita ao descodificador detectar e corrigir facilmente tais erros.
Uma outra concretização do processo do invento será agora descrita. A figura 8 é um bloco esquemático que ilustra a parte de uma estação base, na qual é aplicado o processo do invento.
Um codificador de fala 1 gera sinais de fala/dados codificados recebidos de um conversor arialógico/digital (não mostrado) e os sinais codificados de fala são passados a um codificador de canal 2, que Introduz uma dada redundância para efeitos de verificação e correcção de erros de bit no bloco de fala/dados.
Um gerador FACCH FA gera sinais de controlo e monitorização para transmissão entre a estação base e uma estação móvel. Estes sinais são gerados em blocos e um tal bloco pode substituir um bloco de fala/dados num quadro TOMA de uma maneira conhecida em qualquer momento, quando o arranjo o considere apropriado. Um bloco FACCH inclui uma marcação, uma mensagem e um campo de verificação designado por CRC, no total 65 bits. 0 bloco FACCH é
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codificado no codificador de cariai 3 de modo a tornar o bloco mais tolerável a erros de bit do que o bloco de fala/dados.
Um gerador SACCH SA gera as mensagens de controlo e monitorização entre a estação base e o móvel com uma duração de 12 bits e ocupa apenas uma pequena parte de um entalhe de tempo num quadro TOMA, embora cada entalhe de tempo inclua estes bits SACCH- 0 gerador SACCH SA está ligado a um codificador de canal 4 e a. um intercalador & que divide uma palavra SACCH em impulsos, cada um de 12 bits, e intercala estes impulsos através de um dado número de quadros.
Os codificadores de canal 2 e 3 têm as saídas ligadas a um selector 5, Numa posição do selector (posição superior), os sinais codificados de fala/dados de canal a partir do codificador de canal são enviados a um adicionador 8, enquanto que na outra posição do codificador (posição do fundo), os sinais do canal de controlo associado a partir de codificador 3 são aplicados ao adicionador 8,.
Os vários sinais do selector 5 e do intercalador 6, e uma mensagem de sincronização 8Y e um código de verificação DVCC são combinados num gerador de impulsos 9 para formar um único impulso de sinais que ocupa uma dado entalhe de tempo. Todos estes sinais formam um canal para um dado móvel de recepção e são depois disso modulados por uma dada frequência portadora,
Antes da transmissão, os sinais do gerador de fala/dados 1 e do gerador FACCH FA serão cifrados por um dado código de cifragem, enquanto que os sinais SACCH serão transmitidos não cifrados. Para este fim, há proporcionado um gerador de cifra 11 que gera uma sequência pseudo-aleatória para o adicionador 8 de módulo-2. Deste modo, a sequência aleatória é adicionada (móduIo~2) aos sinais intercalados de fala/dados e aos sinais FACCH no selector 5 e os sinais são assim cifrados, gerador de cifra é controlado por um código de cifra a partir da unidade 12 e por um contador de quadros 10, de uma
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6{
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maneira para gerar a sequência pseudo-aleatória. Neste caso, o código de cifra compreende a configuração dada de um padrão de bit completo de uma sequência de impulsos e também o início da sequência de impulsos. 0 instante de início das sequências de impulsos dentro de um quadro é determinado pelo contador de quadros 10.
Um microprocessador 13 está ligado entre o contador de quadros 10 e a uma entrada de controlo do gerador SACCH SA para efeitos de execução do processo do invento, o qual será agora descrito mais detalhadamente com referência à figura 9.
gerador SACCH SA da figura 8 gera palavras SACCH em sequência, contendo cada palavra 66 bits. Subsequente à passagem através do codificador de canal 4, é obtida uma palavra de 132 bits, que contém bits de paridade, etc. A unidade intercaladora 6 agrupa estes 132 bits de cada palavra em grupos de 12 bits, de modo que o gerador de impulsos 9 seja capaz de transmitir 12 bits de cada palavra SACCH durante um entalhe de tempo. Cada palavra SACCH é assim dividida em 132/12 ·” 11 entalhes de tempo, durante quadros sequenciais, isto é, são necessários 11 .quadros para transmitir uma palavra SACCH.
De acordo com o processo proposto, sao utilizadas palavras SACCH em sequência, para transmitir continuamente a informação referente ao estado de contagem de quadro (número de sequência) da estação base ao contador de quadros móvel, para efeitos de sincronização de dois contadores de quadros. Uma vez que os contadores de quadros controlam a oífragem na estação base e no móvel, respectivamente, a cifragem pode por isso ser também sincronizada. A estação base transmite um dado número de contador de quadros através do canal SACCH (não cifrado), e o número de contador de quadros do móvel coincidirá por isso com o número transmitido da estação base, embora tendo em conta os retardos conhecidos e os tempos de transito do grupo entre a estação base e o móvel.
Num dado instante de tempo arbitrário tQ, de acordo com a
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4’/
Λ
32-Ss* figura 9, é transmitido um impulso 81 que pertence â palavra SACCH W3, a qual contém a informação referente ac valor, para o qual o contador de quadros da estação base é regulado, quando recebe a palavra SACCH W3 no móvel. Como um exemplo, é assumido que no instante tQ da transmissão da palavra SACCH, o contador de quadros da estação base é regulado para o valor numérico 24. Também é assumido, no exemplo da figura 9, que a palavra SACCH W3 é transmitida durante os 11 impulsos atrás mencionados 81-811, isto é, durante a duração Rl-Rll do quadro.
Quando o último impulso 811 for recebido no móvel em t^, o móvel saberá o valor transmitido da estação base. Q contador de quadros da estação base atinge então o valor 24 + 11 = 35. Assim, é transmitido o valor 35 na palavra móvel, durante o intervalo de tempo tQ - t·^
SACCH W3 para o 0 valor de 35, obtido no contador de quadros, é comparado no móvel com a sua regulação de contador de quadros e é feita uma correcção se os valores não coincidirem. A cifragem continua através de todo o período e permanece inalterada.
Durante a palavra SACCH W4 seguinte, um número de contador de quadros novo, nomeadamente 46, é transmitido de uma maneira similar, por meio dos impulsos 812-822, visto que, quando este número novo é recebido pelo móvel no momento t2, o contador de quadros da estação base é regulado para 35 + 11 = 46. A transmissão dos números do contador de quadros a partir da estação base para a móvel é continuada da mesma maneira continuamente, possibilitando por isso a monitorização contínua do contador de quadros do móvel a ser executado e os ajustamentos opcionais a serem efectuados pelo dito contador. Isto possibilita que a cifragem seja constantemente sincronizada entre a estação base e o móvel, visto que a cifragem depende do número de contador de quadros, que é enviado ao gerador de cifragem 11 da figura 8»
Os ajustamentos atrás mencionados do número de contador de quadros da estação base, relativamente ao número de impulsos transmitidos 31-311, 312-322, .é executado pelo microprocesA
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sador 13, entre o contador de quadros 10 e o gerador 8ACCH SA. 0 microprocessador 13 corrige também o valor obtido a partir do contador de quadros 10, relativamente ao retardo de tempo nos circuitos de transmissão. 0 retardo de tempo constitui um parâmetro conhecido. 0 tempo de propagação do sinal rádio entre a estação base e o móvel é da ordem de alguns microssegundos, enquanto que a distância entre dois quadros mutuamente sequenciais é de 20 rns, e é compensada por meio da palavra de sincronização num Impulso. 0 parâmetro de retardo de tempo não é assim influenciado pelo tempo de propagação através do meio rádio. Assim, o processo proposto torna possível sinalização não cifrada da Informação de sincronização para cifragem/decifração entre uma estação base e um móvel. Esta sinalização é adicionada à sincronização normal entre o canal de controlo rápido cifrado associado FACCH e substitui esta sincronização normal, no caso de uma quebra de sincronização.
A descrição atrás mostra apenas certas concretizações particulares do presente invento. Contudo, os peritos na arte reconhecerão que muitas modificações e variações podem ser feitas, sem se afastarem substancialmente do espírito e âmbito do presente invento» Consequentemente, será claramente entendido que a forma do invento aqui -descrita é apenas exemplificativa e não pretende ser uma limitação do âmbito do invento tal como definido nas reivindicações seguintes.

Claims (39)

  1. R.....E.....I.....y.....I.....N.....D.....I.....Ç.....A.....Q.....Õ.....E.....Q
    X - Processo de comunicação com dados codificados criptograf icamente numa rede de telecomunicações, caracterizado por compreender os seguintes passos^ gerar uma primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits de acordo com um algoritmo que é uma função de um valor digital, de bits múltiplos contido num primeiro registador;
    incrementar o valor contido no dito primeiro registador em intervalos periódicos regulares para variar o padrão de bits na primeira corrente de códigos;
    combinar os bits da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios com uma corrente de bits de dados que transporta a informação das comunicações para codificar criptograficamente os ditos dados;
    transmitir os ditos dados codificados para um receptor;
    transmitir, para o dito receptor em intervalos periódicos regulares e intercalados com as ditas transmissões de dados codificados, o valor contido no dito primeiro registador;
    gerar uma segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits de acordo com o dito algoritmo que é uma função de um valor digital de bits múltiplos contido num segundo registador;
    incrementar o valor contido no dito segundo registador nos mesmos intervalos periódicos regulares com os do dito primeiro registador, para variar o padrão de bits na segunda corrente de códigos, de uma maneira idêntica ao padrão de bits da. primeira corrente de códigos;
    combinar os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios com a corrente recebida dos dados codificados criptograficamente para descodificar os ditos dados contidos na dita
    72. 231
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    f)
    -35informação de comunicações; e comparar periodicamente o valor contido no dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador, para determinar se os dois valores correspondem em instantes de tempo correspondentes e se as primeira e segunda correntes de códigos estão em sincronismo entre si»
  2. 2 - Processo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir também, o passo de;
    restabelecer o valor contido no dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador num instante de tempo correspondente quando os valores se tornam diferentes, para tornar a sincronizar as primeira e segunda correntes de códigos entre si»
  3. 3 - Processo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por:
    no dito passo de transmissão para o dito receptor em intervalos periódicos regulares e intercalados com as ditas transmissões de dados codificados, o valor contido no dito primeiro registador incluir a multiplexagem das ditas transmissões de dados codificados e as ditas transmissões dos primeiros valores do registador»
  4. 4 - Processo de comunicação com dados codificados críptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por;
    os ditos primeiros valores de registador serem transmitidos num canal auxiiar de velocidade de bit baixa de uma rede digital de comunicações celular»
  5. 5 - Processo de comunicação com dados codificados cripto72 231
    L.M 4868-4930/13234 ν:·--- -£$Β»
    36— graficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por:
    o dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa ser um canal de controlo associado lento.
  6. 6 - Processo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por:
    os ditos primeiros valores de registador serem combinados com outros dados de velocidade baixa no dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa.
  7. 7 - Processo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por:
    a transmissão dos ditos primeiros valores de registador ser interrompida temporariamente quando é necessário transmitir outros dados, no dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa.
  8. 8 - Processo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por:
    o dito passo de comparar periodicamente o valor contido ne dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador, para determinar se os dois valores correspondem em instantes de tempo correspondentes e se as primeira e segunda correntes de códigos estão em sincronismo entre si, incluir adicionar ao valor recebido do primeiro registador um valor incrementado para cálculo de um retardo de tempo na transmissão.
  9. 9 - Processo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por:
    72 231
    LM 4868-4930/13234
    377: a>
    os bits da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a dita corrente de bits de dados que transporta a informação de comunicações pela adição do módulo-2; e os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a corrente recebida dos dados codificados criptograficamente peia subtracção do módulo-2-
  10. 10 - Processo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 1, caracterizado porr.
    os bits da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a dita corrente de bits de dados que transportam a Informação de comunicações, para alterar a sua ordem; e os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a corrente recebida dos dados codificados criptograficamente para restabelecerem a sua ordem original.
  11. 11 - Arranjo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações, caracterizado por compreender;
    meios para gerarem uma primeira corrente de códigos pseudo™ -aleatórios de bits de acordo com um algoritmo, que é uma função de um valor digital de bits múltiplos contido num primeiro registador;
    meios para incrementarem o valor contido no dito primeiro registador em intervalos periódicos regulares para variar o padrão de bits da primeira corrente de códigos;
    meios para combinarem os bits da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios com uma corrente de bits de dados que transporta a informação das comunicações, para codificar criptograf icamente os ditos dados;
    LM 4868--4930/13234 /!·»
    38meios para transmitirem os ditos dados codificados a um receptor;
    meios para transmitirem, para o dito receptor em intervalos periódicos regulares e intercalados com as ditas transmissões dos dados codificados, o valor contido no dito primeiro registador;
    meios para gerarem unia segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits, de acordo com o dito algoritmo, que é uma função de um valor de bits múltiplos contido num segundo registador;
    meios para incrementarem o valor contido nc dito segundo registador nos mesmos intervalos periódicos regulares que os do dito primeiro registador, para variarem o padrão de bits da segunda corrente de códigos de uma maneira idêntica ã do padrão de bits da primeira corrente de códigos;
    meios para combinarem os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios com a corrente recebida dos dados codificados criptografícamente, para descodificar os ditos dados contidos na dita informação de comunicações; e >
    meios para compararem periodicamente o valor contido no dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador, para determinar se os dois valores correspondem em instantes de tempo correspondentes, e se as primeira e segunda corrente de códigos estão em sincronismo entre si»
  12. 12 - Arranjo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir também:
    meios para restabelecerem o valor contido no dito segundo registador por um valor recebido do primeiro registador num instante de tempo correspondente, quando os valores se tornam diferentes, para tornar a sincronizar as primeira e segunda •-'Ζ
    7'2. 2ol
    L.M 4868-4930/Ί3234
    -39™ correntes de códigos entre si»
  13. 13 - Arranjo de comunicação com dados codificados criptograf icamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por:
    os ditos meios para transmitirem ao dito receptor, em intervalos periódicos regulares e intercalados com as ditas transmissões de dados codificados, o valor contido no dito primeiro registador, incluírem meios para multiplexarem as ditas transmissões de dados codificados e as ditas transmissões dos primeiros valores de registador.
  14. 14 - Arranjo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por:
    os ditos primeiros valores de registador serem transmitidos num canal auxiliar de velocidade de bit baixa, de uma corrente de comu ηΐ cações celular digital»
    IS - Arranjo de comunicação com dados codificados críptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por:
    o dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa ser um canal de controlo associado lento»
  15. 16 - Arranjo de comunicação com dados codificados criptograf icamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por:
    os ditos primeiros valores de registador serem combinados com outros dados de velocidade baixa, no dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa»
  16. 17 - Arranjo de comunicação com dados codificados criptograf icamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por incluir também:
    72 231
    LM 4868-4930/13234
    40meios para interromperem temporariamente a transmissão dos ditos primeiros valores de registador, quando é necessário transmitir outros dados no dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa.,.
  17. 18 - Arranjo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por:
    os ditos meios para compararem periodicamente o valor contido no dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador, para determinar se os dois valores correspondem em instantes de tempo correspondentes, e se as primeira e segunda correntes de códigos estão em sincronismo entre si, incluir meios para adicionarem ao valor recebido do primeiro registador um valor incrementado para cálculo de um retardo de tempo na transmissão.
  18. 19 - Arranjo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por:
    os bits da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a dita corrente de bits de dados que transporta a informação de comunicações pela adição do módulo-2; e os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a corrente recebida dos dados codificados criptograficamente pela subtracção do módulo-2.
  19. 20 - Arranjo de comunicação com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por:
    os bits da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a dita corrente de bits de dados, que transportam a informação de comunicações para alterarem a sua ordem; e
    72 231
    LM 4868-4930/13234
    -4141 ,Χ· os bíts da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a corrente recebida dos dados codificados criptograficamente, para restabelecerem a sua ordem original.
  20. 21 - Processo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações, caracterizado por compreender os seguintes passos:
    gerar numa primeira localização uma primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits de acordo com um algoritmo, gue é uma função de um valor digital de bits múltiplos, contido num primeiro registador;
    incrementar o valor contido no dito primeiro registador em intervalos periódicos regulares para variar o padrão de bíts na primeira corrente de códigos;
    combinar os bíts da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios com uma corrente de bits de dados que transporta a informação de comunicações a ser enviada, a partir da dita primeira localização para uma segunda localização, para codificar criptograficamente a dita corrente d® dados, e com uma corrente de dados codificados criptograficamente recebidos a partir da dita segunda localização;
    transmitir a corrente de dados codificados na dita primeira localização a um receptor na dita segunda localização;
    transmitir ao dito receptor na. dita segunda localização em intervalos periódicos regula res e intercalados com as ditas transmissões de dados codificados, o valor contido no dito primeiro registador;
    gerar uma segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits de acordo com o dito algoritmo, que é uma função de um valordigital de bits múltiplos contido num segundo registador;
    incrementar o valor contido no dito segundo registador nos
    72 231.
    LM 4868-4930/13234 mesmos intervalos periódicos regulares, como no dito primeiro registador, para variar o padrão de bits na segunda corrente de códigos de uma maneira idêntica à do padrão de bits da primeira corrente de códigos;
    combinar os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios com a corrente de dados codificados criptograficamente recebidos na dita segunda localização, para descodificar os ditos dados contidos na dita informação de comunicações, e transportando uma corrente de bits de dados informação de comunicações, a ser enviada a partir da dita segunda localização, para a dita primeira localização, para codificar criptograficamente a dita corrente de dados;
    transmitir a corrente de dados codificados na segunda localização para um receptor na primeira localização;
    comparar periodicamente o valor contido no dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador para determinar se os dois valores correspondem a instantes de tempo correspondentes, e se as primeira e segunda correntes de códigos estão em sincronismo entre si„
  21. 22 - Processo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por incluir tambémϊ restabelecer o valor contido no dito segundo registador pelo valor recebido do primeiro registador num instante de tempo correspondente, quando os valores se tornam diferentes para tornar a sincronizar as primeira e segunda correntes de dados entre si.
  22. 23 - Processo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por:
    o dito passo de transmissão, ao dito receptor em intervalos
    72 231
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    -4343 <*’· periódicos regulares intercalados com as ditas transmissões de dados codificados do valor contido no dito primeiro registador, incluir a multiplexagem das ditas transmissões de dados codificados e as ditas transmissões dos primeiros valores de registador.
  23. 24 - Processo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por:
    os ditos primeiros valores de registador serem transmitidos num canal auxiliar de velocidade de bit baixa de uma corrente digital de comunicações celular.
    2.5 - Processo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por:
    o dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa ser um canal de controlo associado lento.
  24. 26 - Processo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por:
    os ditos primeiros valores de registador serem combinados com outros dados de velocidade baixa no dito canal auxiliar deve locidade de bit baixa.
  25. 27 - Processo de comunicação duplex com dados codificados criptograf icamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por:
    a transmissão dos ditos primeiros valores de registador serem interrompidos temporariamente guando é necessário transmitir outros dados rio dito cariai auxiliar de velocidade de bit baixa.
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    4428 - Processo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por;
    o dito passo de comparar periodicamente o valor contido no dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador, para determinar se os dois valores correspondem em instantes de tempo correspondentes, e se as primeira e segunda correntes de códigos estão em sincronismo entre si, incluir adicionar ao valor recebido do primeiro registador um valor incrementado para cálculo de um retardo de tempo na transmissão»
  26. 29 - Processo de comunicação duplex com dados codificados eriptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por;
    os bits da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a dita corrente de bits de dados que transportam informação de comunicações pela adição do módulo-2.; e os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a corrente recebida dos dados codificados criptograficamente pela subtracção do módulo-2>
  27. 30 - Arranjo de comunicação duplex corri dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações caracterizado por compreender;
    meios para gerarem numa primeira localização uma primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits, de acordo com um algoritmo que é uma função de um valor digital de bits múltiplos contido num primeiro registador;
    meios para incrementarem o valor contido no dito primeiro registador em intervalos periódicos regulares, para variar o padrão de bits na primeira corrente de códigos;
    meios para combinarem os bits da primeira corrente de
    72 231
    LM 4868-4930/13234
    45códigos pseudo-aleatórios corri uma corrente de bits de dados, que transportam informação de comunicações a ser enviada a partir da dita primeira localização para uma segunda localização, para codificarem criptograficamente a dita corrente de dados, e com uma corrente de dados codificados criptograficamente recebida a partir da dita segunda localização;
    meios para transmitirem a corrente de dados codificados na dita primeira localização para um receptor na dita segunda localização;
    meios para transmitirem ao dito receptor na dita segunda localização em intervalos periódicos regulares e intercalados com as ditas transmissões de dados codificados, o valor contido no dito primeiro registador;
    meios para gerarem uma segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits, de acordo com o dito algoritmo que é uma função de um valor digital de bits múltiplos contido num segundo registador;
    meios para incrementarem o valor contido no dito segundo registador nos mesmos intervalos periódicos regulares como o dito primeiro registador, para variar o padrão de bits na segunda corrente de códigos de uma maneira Idêntica à do padrão de bits da primeira corrente de códigos;
    meios para combinarem os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios com a corrente de dados codificados eríptograficamente recebidos na dita segunda localização, para descodificar os ditos dados contidos na dita informação de comunicações, e transportando uma corrente de bits de dados de informação de comunicações a ser enviada a partir da dita segunda localização para a dita primeira localização, para codificar criptografícamente a dita corrente de dados;
    meios para transmitirem a corrente d© dados codificados na segunda localização para um receptor na primeira localização; ©
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    46meios para compararem periodicamente o valor contido no dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador, para determinar se os dois valores correspondem em instantes de tempo correspondentes, e se as primeira e segunda correntes de códigos estão em sincronismo entre si»
  28. 31 - Arranjo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 30, caracterizado por incluir também,’;
    meios para restabelecerem o valor contido no dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador num instante de tempo correspondente, quando os valores se tornarem diferentes, para tornar a sincronizar as primeira e segunda correntes de códigos entre si»
  29. 32 - Arranjo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 30, caracterizado por:
    o dito passo de transmissão para o dito receptor em intervalos periódicos regulares e intercalados com as ditas transmissões de dados codificados, do valor contido no dito primeiro registador, incluir a multiplexagem das ditas transmissões de dados codificados e as ditas transmissões dos primeiros valores de registador.,
  30. 33 - Arranjo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo oom a reivindicação 32, caracterizado por:
    os ditos primeiros valores de registador serem transmitidos num canal auxiliar de velocidade de bit baixa de uma corrente de comunicações celular digital»
  31. 34 - Arranjo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 33, caracterizado por:
    72 231
    LM 4863-4930/13234 o dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa ser um canal de controlo associado lento.
  32. 35 - Arranjo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 33, caracterizado por:
    os ditos primeiros valores de registador serem combinados com outros dados de velocidade baixa nc dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa.
  33. 36 - Arranjo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 35, caracterizado por:
    a transmissão dos ditos primeiros valores de registador serem temporariamente interrompidos, quando é necessário transmitir outros dados no dito canal auxiliar de velocidade de bit baixa.
  34. 37 - Arranjo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 30, caracterizado por:
    o dito passo de comparar periodicamente o valor contido no dito segundo registador com o valor recebido do primeiro registador, para determinar se os dois valores correspondem em instantes de tempo correspondentes, e se as primeira e segunda correntes de códigos estão em sincronismo entre si, incluir adicionar ao valor recebido do primeiro registador um valor incrementado para cálculo de um retardo de tempo na transmissão.
  35. 38 ~ Arranjo de comunicação duplex com dados codificados criptograficamente numa rede digital de telecomunicações de acordo com a reivindicação 30, caracterizado por;
    os bits da primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a dita corrente de bits de dados, que trans- portam informação de comunicações pela adição do módulo-2; e os bits da segunda corrente de códigos pseudo-aleatórios serem combinados com a corrente recebida dos dados codificados criptograficamente pela subtracçao do módulo-2»
  36. 39 ” Processo de transmissão de informação de sincronização na transmissão cifrada de sinais entre uma estação de base e uma estação móvel num arranjo rádio móvel, que funciona de acordo com princípio TDMA (acesso múltiplo com divisão em tempo) com a transmissão em quadros e intervalos de tempo, em que a informação de controlo é transmitida através de um canal de controlo associado e cifrado (PACCH) e um cariai de controlo associado e não cifrado (SACCH), e em que a estação de base e a estação móvel incluem cada uma delas um contador de quadros, que conta os quadros transmitidos e recebidos (Rl-Rll, ,...») e que controla a formulação de uma sequência de cífragem que sobreposta na estação de base aos sinais não cifrados transmitidos para a estação móvel, caracterizado por compreender a transmissão através do canal de controlo associado e não cifrado (SACCH) a partir da estação de base, durante um dado número de quadros (RlRll) uma palavra de informação (W3) que indica o número da sequência (35, 46.......) para o quadro, para o qual o contador de quadros móvel será estabelecido no instante (t^), no qual foi recebida a dita palavra de Informação (W3) e que está relacionado com o número de sequência para o contador de quadros da estação de base no instante (tQ) em que foi transmitida a palavra de informação (W3)
  37. 40 - Processo de acordo com a reivindicação 39, caracter!zado por a dita palavra de Informação (W3), relacionada com o número de sequência do contador de quadros da estação rnóvel na forma de uma pluralidade de impulsos repentinos (Sl-Sll), ser transmitida durante um número correspondente de quadros (Rl-Rll) e por o número de sequência ser o mesmo que o número de sequência do contador de quadros da estação de base no instante (tQ) de transmissão aumentado com o número de impulsos repentinos necessários para a transmissão da palavra de informação.
    72 231
    LM 4868-4930/13234
  38. 41 - Processo de acordo com a reivindicação 39, caracterizado por a dita palavra de informação (W3) ser seguida por uma palavra de informação adicional (W4, W5, „»») que é transmitida à estação móvel para monitorizar oontinuamente o estabelecimento do contador de quadros na estação móvel»
  39. 42 - Processo para proporcionar sincronização entre um cii— cuito para gerar uma primeira corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits, para serem utilizados na cifragem de uma corrente de bits de dados com um circuito, para gerar uma segundei corrente de códigos pseudo-aleatórios de bits, para ser utilizada na decifragem da corrente cifrada de bits de dados caracterizado por compreender:
    codificar periodicamente a informação de sincronismo relacionada com a dita primeira corrente de códigos para um canal de velocidade de dados baixa; e enviar a dita Informação de sincronismo a partir do circuito que gera a dita primeira corrente de códigos para o circuito que gera a dita segunda corrente de códigos intercalados com as transmissões da corrente de bits de dados cifrados» >
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