SE517204C2 - Förfarande och anordning för att etablera en krypterad förbindelse i ett mobiltelefonsystem - Google Patents

Description

(n N I, N» C» -h- När upplänken arbetar under användande av den nya chifferrnoden ändras chiffer- moden även i nedlänksriktningen, dvs riktningen från nätet till mobiltelefonen.

GMC-meddelandet beordrar mobiltelefonen att använda den nya chifferinställningen i båda riktningarna. Samtidigt som CMC-meddelandet sänds över radiogränssnittet börjar basstationen dechiffrera upplänken i enlighet med den nya chifferrnodin- ställningen. När basstationen märker att upplänken är chiffrerad i enlighet med den nya chiffermodinställningen börjar basstationen även chiffrera nedlänken.

En huvudsignaleringslänk, dvs en signaleringslänk i LAPDm-protokollet som används för att styra mobiltelefonen, mellan basstationen och mobiltelefonen etableras av mobiltelefonen genom sändning av en SABM-ram (Set Asynchronous Balanced Mode frame) till basstationen. Basstationen bekräftar mottagandet av SABM-ramen genom att sända en UA-ram (Unnumbered Acknowledge frame) till mobiltelefonen. När mobiltelefonen mottager UA-ramen inträder densamma i multipelrammoden, dvs en LAPDm-länks bekräftade driftsmod, där informationsutbyte måste bekräftas av mottagaren av infonnationen. Om UA-ramen inte mottogs korrekt av mobiltelefonen förblir denna i vilomod, dvs en LAPDm-länks obekräftade driftsmod, där informationsutbyte inte behöver bekräftas av mottagaren av informationen.

Det är absolut nödvändigt att mobiltelefonen befinner sig i multipelrammod när CMC- meddelandet mottas. I annat fall kommer detta att ignoreras av mobiltelefonen.

När basstationen har sänt CMC-meddelandet till mobiltelefonen ställer basstationen in den nya chiffermoden i upplänk och antar att mobiltelefonen kommer att använda den nya chiffermodinställningen i båda riktningama. Om emellertid mobiltelefonen befinner sig i vilomod kommer densamma inte att acceptera meddelandet och I följ aktligen inte att kryptera upplänken med den begärda chiffermoden. lii lIl ll' šlfilfi lll' 'ílllílšl lll 'ï_"ï" 10 15 20 25 30 5 1 7 2 Û 4 ____ __ 3 En situation kan således uppstå där basstationen dekrypterar upplänken i enlighet med den nya chiffermodinställningen, medan mobiltelefonen fortsätter att använda den gamla chiffennodinställningen eller fortsätter att vara i icke-chiffennod. I denna situation kommer basstationen inte att kunna förstå de meddelanden som mobil- telefonen sänder upplänks.

I enlighet med LAPDm-protokollet tolkar basstationen situationen att mobiltelefonen inte bekräftar I-ramen som densamma borde. I denna situation kommer basstationen att upprepa I-ramen som kommer att ignoreras av mobiltelefonen eftersom denna är i vilomod. När basstationen har upprepat I-ramen ett förutbestämt antal gånger kommer en felrapport som indikerar LAPDm-problem att sändas till en basstationsstyrenhet.

Basstationsstyrenhetens reaktion på detta är att koppla ned radiokanalen.

Mobiltelefonen kommer att upprepa SABM-ramen. SABM-ramen är inte krypterad av mobiltelefonen, men basstationen dekrypterar densamma i enlighet med den nya chiffermoden. Basstationen kommer inte att förstå SABM-ramen och följaktligen inte att svara på densamma. När mobiltelefonen har upprepat SABM-ramen ett förut- bestämt antal gånger utan att mottaga något svar kommer densamma att sluta försöka etablera länken.

I dag finns det inget sätt att undvika problemet med att förlora samtalet och blockera radiokanalen till följd av missanpassning mellan chifferinställningama i basstationen respektive mobiltelefonen.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att eliminera ovan beskrivna problem, Ill” šlliåïlïll “Ill 'f Detta uppnås genom att basstationen innan den sänder ett CMC-meddelande till en :m " mobiltelefon säkerställer att mobiltelefonen anser huvudsignaleringslänken att vara i multipelrammod. 10 15 20 25 30 G1 »på \J J* ND CD .Fa.

Härigenom kommer inga samtal att gå förlorade och radiokanalen kommer inte att blockeras av ovannämnda anledning.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningen, på vilken Fig 1 schematiskt visar del av ett mobiltelefonsystem, Fig 2 är ett signaleringsdiagram som illustrerar en första utföringsform av uppfinningen, Fig 3 är ett signaleringsdiagram som illustrerar en andra utföringsforrn av uppfinningen och Fig 4 är ett signaleringsdiagram som illustrerar en tredje utföringsform av uppfinningen.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER Fig 1 är ett förenklat blockschema över ett mobiltelefonsystem och visar dess huvudenheter. Det visade systemet innefattar en mobiltjänstväxel MSC som är ansluten till ett publikt telefonnät PSTN. Mobiltjänstväxeln MSC är ansluten till ett flertal basstationsstyrenheter BSC även om endast en basstationsstyrenhet visas och dessa är i sin tur anslutna till ett flertal basstationer BTS även om endast en visas för kommunikation med ett flertal mobiltelefoner MS varav endast en visas i Fig 1.

Fig 2 är ett signaleringsdiagram i enlighet med en första utföringsforrn av uppfinningen för att etablera en krypterad förbindelse mellan en mobiltelefon MS och en basstation BTS.

För att etablera en signaleringslänk mellan basstationen BTS och mobiltelefonen MS sänder mobiltelefonen MS en SABM-ram till basstationen BTS. Till svar på SABM- ramen sänds ett ESTABLISH INDICATION-meddelande [jfr GSM 08.58 BSC-BTS Interface Layer 3 Specification] av basstationen BTS till basstationsstyrenheten BSC och en UA-ram sänds av basstationen BTS till mobiltelefonen MS. Till svar på ESTABLISH INDICATION-meddelandet sänder basstationsstyrenheten BSC i sin tur ett COMPLETE LAYER 3 INFORMATION-meddelande till mobiltj änstväxeln MSC. '7¶l' H IIɶ”3 10 15 20 25 30 ~ a o o oo (fl .Jb \l m NY C) .ß- I enlighet med den i Fig 2 visade utfóringsforrnen antas en I-ram mottagas av basstationen BTS från mobiltelefonen MS innan CMC-meddelandet mottages av basstationen BTS från mobiltjänstväxeln MSC via basstationsstyrenheten BSC.

Basstationens BTS mottagande av en I-ram från mobiltelefonen MS är en information som anger att mobiltelefonen MS befinner sig i multipelrammod. Basstationen BTS inställes följaktligen till eller ändrar sin dekrypteringsmod i upplänksriktningen i beroende av sin inställning när CMC-meddelandet anländer till basstationen BTS.

Basstationen BTS vidarebefordrar vidare CMC-meddelandet till mobiltelefonen MS som i beroende av sin inställning antingen inställes till krypteringsmod eller ändrar sin krypteringsmod.

Enligt en medelst signaleringsdiagrammet enligt Fig 3 illustrerad, andra utforingsforrn av uppfinningen påbörjas en avfrågningsprocess av basstationen BTS omedelbart efter det att en UA-ram sänts till mobiltelefonen MS.

Såsom visas i F ig 3 avfrågar basstationen BTS mobiltelefonen MS genom sändning av en RR(poll = l)-signal (Receive Ready signal) till mobiltelefonen MS. Om mobiltelefonen MS redan befinner sig i multipelrammod, dvs UA-ramen har mottagits av mobiltelefonen MS, skall mobiltelefonen MS svara genom att sända en RR(final = l)-signal till basstationen BTS.

När ett CMC-meddelande anländer till basstationen BTS från mobiltjänstväxeln MSC via basstationsstyrenheten BSC och mobiltelefonen MS har svarat på basstationens BTS RR-avfrågning under angivande av att mobiltelefonen MS befinner sig i multipelrammod ställs basstationen BTS in på dekrypteringsmod eller ändrar basstationen BTS sin dekrypteringsmod i upplänksriktningen och CMC-meddelandet vidarebefordras av basstationen BTS till mobiltelefonen MS som ställs in på krypteringsmod eller ändrar sin krypteringsmod.

Iíl lll Éillïlhi ílllí 10 15 20 25 30 CH! _ å \Q| QM Såsom schematiskt visas medelst en streckad pil i F ig 3 kan en I-ram mottagas av basstationen BTS från mobiltelefonen MS under avfrågningsprocessen. Vid mottagande av en dylik I-ram som anger att mobiltelefonen MS befinner sig i multipelrammod kommer basstationen BTS omedelbart att avsluta avfrågnings- processen och vidarebefordra CMC-meddelandet till mobiltelefonen MS när detsamma anländer.

Fig 4 är ett signaleringsdiagram i enlighet med en tredje utforingsforrn av uppfinningen for att etablera en krypterad förbindelse mellan en mobiltelefon MS och en basstation BTS.

Liksom vid de i Fig 2 och 3 illustrerade utforingsformerna sänder mobiltelefonen MS en SABM-ram till basstationen BTS. Liksom i Fig 2 och 3 sänds även ett ESTABLISB INDICATION-meddelande av basstationen BTS till basstationsstyrenheten BSC och en UA-ram sänds av basstationen BTS till mobiltelefonen MS. Till svar på ESTABLISH INDICATION-meddelandet sänder basstationsstyrenheten BSC liksom ovan ett COMPLETE LAYER 3 INFORMATION-meddelande till mobiltj änstväxeln MSC.

Ett CMC-meddelande anländer därefter till basstationen BTS från mobiltj änstväxeln MSC via basstationsstyrenheten BSC.

Vid denna utforingsform av uppfinningen avfrågas inte mobiltelefonen MS i förväg av basstationen BTS utan avfrågningen av mobiltelefonen MS medelst basstationen BTS initieras när denna mottar CMC-meddelandet.

Liksom ovan sänds således en RR(poll = l)-signal av basstationen BTS till mobil- telefonen MS i och för att utreda huruvida mobiltelefonen MS befinner sig i multipel- rammod eller ej, dvs redo att mottaga CMC-meddelandet eller ej.

Ii? išiïl Ill? lil "NYTT 5:5' IW 10 15 20 25 30 (Il I; N) CI) .|>.

Basstatiönen BTS kan avfråga mobiltelefonen MS tills en RR(f1nal = 1)-signal mottas av basstationen BTS från mobiltelefonen MS. Såsom ett altemativ kan ett maximalt antal upprepningar göras inom ett visst typsintervall.

Liksom vid den i Fig 3 visade utföringsfonnen och såsom schematiskt illustreras medelst en streckad pil även i Fig 4 kan emellertid en I-ram mottas av basstationen BTS från mobiltelefonen MS under avfrågningsprocessen. Vid mottagning av en dylik I-ram som anger att mobiltelefonen MS befinner sig i multipelrammod kommer basstationen BTS liksom i Fig 3 att omedelbart avsluta avfrågningsprocessen och vidarebefordra CMC-meddelandet till mobiltelefonen MS.

Vid utföringsformen enligt Fig 3 vidarebefordrar emellertid inte basstationen BTS CMC-meddelandet till mobiltelefonen MS om denna inte angett att den befinner sig i multipelrammod såsom detekteras i basstationen BTS när antingen RR(f1nal = 1)- signalen eller en I-ram mottas av basstationen BTS från mobiltelefonen MS. Vid mottagning av denna RR(final = 1)-signal eller I-ramen från mobiltelefonen MS ställs basstationen BTS in på dekrypteringsmod eller ändrar basstationen BTS sin dekrypteringsmod i upplänksriktningen och vidarebefordrar GMC-meddelandet till mobiltelefonen MS som ställs in på krypteringsmod eller ändrar sin krypteringsmod.

Endast om basstationen BTS från mobiltelefonen MS mottar information som anger att mobiltelefonen MS befinner sig i multipelrammod ställs således basstationen BTS in på dekrypteringsmod eller ändrar sin dekrypteringsmod i upplänksriktningen samt i vidarebefordrar CMC-meddelandet till mobiltelefonen MS. I E: , _, få fr, På grund av faktumet att basstationen BTS säkerställer innan ett CMC-meddelande sänds till en mobiltelefon MS att mobiltelefonen MS anser huvudsignaleringslänken att i 'lill vara i multipelrammod kommer antalet förlorade samtal eller blockerade radiosignaler till följd av störd radiomiljö att minska. Vidare kommer täckningen att förbättras. Det 'v 5 17 Û 4 .... .. 8 bör även framhållas att uppfinningen inte kommer att påverka tillverkningskostnadema för basstationen BTS. Vidare behöver inte mobiltelefonema MS modifieras. 11:' Ii? "MIN [ifflïš

Claims (1)

1. 0 15 20 25 O! I: N) “° CI) 4:.. PATENTKRAV Förfarande för att i ett mobiltelefonsystem, som innefattar en mobiltjänstväxel (MSC), etablera en krypterad förbindelse mellan en mobiltelefon (MS) och en basstation (BTS), varvid mobiltelefonen (MS) anmodar basstationen (BTS) att etablera en signaleringslänk, basstationen (BTS) bekräftar till mobiltelefonen (MS) att en länk är tillgänglig och informerar mobiltjänstväxeln (MSC) om att en länk är tillgänglig for signaleringsändamål samt mobiltjänstväxeln (MSC), vid mottagande av dylik information, sänder ett chifferrnodkommando som är avsett att vidarebefordras till mobiltelefonen (MS) av basstationen (BTS), vilket chiffermodkommando bringar basstationen (BTS) till dekrypteringsmod eller ändrar basstationens (BTS) dekrypteringsmod respektive bringar mobiltelefonen (MS) till krypteringsmod eller ändrar mobiltelefonens (MS) krypteringsmod, kännetecknat av att basstationen (BTS) bringas till eller ändrar sin dekrypteringsmod i upplänksriktningen samt vidrarebefordrar chiffermodkommandot till mobiltelefonen (MS) endast om basstationen (BTS) mottager information som anger att mobiltelefonen (MS) befinner sig i multipelrammod. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att basstationen (BTS) inställs på eller ändrar sin krypteringsmod i upplänksriktningen och vidarebefordrar chiffermodkommandot till mobiltelefonen (MS) vid mottagande av en I-ram från mobiltelefonen (MS). Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att basstationen (BTS) efter att ha bekräftat till mobiltelefonen (MS) att en länk är tillgänglig avfrågar mobiltelefonen (MS) for att fastställa huruvida denna är i multipelrammod eller ej. |Él IÃÄ 37 šíll” lll Illilílåíl-”VT 10 15 20 25 517 2'4 10 4. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att basstationen (BTS) avfrågar mobiltelefonen (MS) vid mottagande av chifferrnodkommandot for att fastställa huruvida mobiltelefonen (MS) befinner sig i multipelrammod eller ej. Förfarande enligt krav 3 eller 4, kännetecknat av att basstationen (BTS) avslutar avfrågningen av mobiltelefonen (MS) vid mottagande av en I-ram från mobiltelefonen (MS). Anordning for att i ett mobiltelefonsystem som innefattar en mobiltjänstväxel (MSC) etablera en krypterad förbindelse mellan en mobiltelefon (MS) och en basstation (BTS), varvid mobiltelefonen (MS) har organ for att anmoda basstationen (BTS) att etablera en signaleringslänk, basstationen (BTS) har organ for att bekräfta till mobiltelefonen (MS) att en länk är tillgänglig samt for att informera mobiltjänstväxeln (MSC) om att en länk är tillgänglig for signaleringsändamål och mobiltj änstväxeln (MSC) har organ for att vid mottagande av dylik information sända ett chiffennodkommando som är avsett att vidarebefordras till mobiltelefonen (MS) av basstationen (BTS) for att bringa basstationen (BTS) till dekrypteringsmod eller ändra basstationens (BTS) dekrypteringsmod och bringa mobiltelefonen (MS) till krypteringsmod eller ändra mobiltelefonens (MS) krypteringsmod, kännetecknad av att basstationen (BTS) innefattar organ for att bringa denna till dekrypteringsmod eller ändra sin dekrypteringsmod i upplänksriktningen samt for att vidarebefordra chiffermodkommandot till mobiltelefonen (MS) endast om basstationen (BTS) mottager information som anger att mobiltelefonen (MS) befinner sig i multipelrammod. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att nämnda organ for att bringa basstationen (BTS) till dekrypteringsmod eller ändra dess dekrypteringsmod i upplänksriktningen samt for att vidarebefordra chiffermodkommandot till flfïl." šlšl” HI fliflíllfïiš" u: -n-i \1 *“ Na C: .b- mobiltelefonen (MS) är anordnade att aktiveras vid mottagning av en I-ram från mobiltelefonen (MS). 8. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av basstationen (BTS) innefattar organ 5 for att avfråga mobiltelefonen (MS) i och for att fastställa huruvida den befinner sig i multipelrammod eller ej efter att ha bekräftat till mobiltelefonen (MS) att en länk är tillgänglig. 9. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att basstationen (BTS) innefattar organ 10 för att avfråga mobiltelefonen (MS) vid mottagning av chiffermodkommandot for att fastställa huruvida mobiltelefonen (MS) befinner sig i multipelrammod eller ej. 10. Anordning enligt krav 8 eller 9, kännetecknad av att basstationen (BTS) innefattar organ for att avsluta avfrågningen av mobiltelefonen (MS) vid mottagning av en I- l5 ram från mobiltelefonen (MS). Eïl fill? Ill 'l'lillï'ï.'ïï'