幀同步機(jī)制的制作方法

專利名稱：幀同步機(jī)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信網(wǎng)中使通過多條并行傳輸路徑傳輸?shù)膸降姆椒ê驮O(shè)備。


圖1A說明了可以應(yīng)用本發(fā)明的電信網(wǎng)。該電信網(wǎng)可以是例如所謂的第三代蜂窩移動網(wǎng)，例如UMTS(全球移動電信系統(tǒng))。該電信網(wǎng)包括第一端節(jié)點(diǎn)，例如移動臺MS，和第二端節(jié)點(diǎn)，例如無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC1、RNC2。該網(wǎng)絡(luò)還包括若干中間節(jié)點(diǎn)，例如基站BS1到BS4。在端節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送的信息被格式化成幀，至少一些幀在端節(jié)點(diǎn)之間通過至少兩個(gè)中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送。端節(jié)點(diǎn)之間的連接借以建立的第一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)被稱為第一中間節(jié)點(diǎn)。隨后加入該連接的其它中間節(jié)點(diǎn)被稱為第二中間節(jié)點(diǎn)。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，通過若干中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行幀的路由尋址的技術(shù)稱為宏分集、分集組合或者軟越區(qū)切換。
圖1B說明了與圖1A所示系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的問題。此后，本發(fā)明將利用蜂窩網(wǎng)，尤其是UMTS的概念和術(shù)語來描述，但是應(yīng)當(dāng)記住，本發(fā)明可以應(yīng)用于中間節(jié)點(diǎn)(基站)彼此不同步并且/或者與端節(jié)點(diǎn)(MS、RNC)不同步的其它電信網(wǎng)。換句話說，不同節(jié)點(diǎn)不使用同一定時(shí)基準(zhǔn)和/或幀編號序列。但是，最近UMTS文獻(xiàn)傾向于使用術(shù)語用戶設(shè)備(UE)，但在本應(yīng)用中，使用術(shù)語移動臺(MS)。
按照UMTS的當(dāng)前應(yīng)用，通過如下方式消除一些業(yè)務(wù)開銷不通過無線接口Uu在幀中發(fā)送幀編號。取而代之的是，在BS到MS方向上，將幀編號同時(shí)廣播到所有移動臺，在BS到RNC方向上，基站在模p序列中加入幀編號，在該序列中當(dāng)前提議的p值是72。換句話說，幀編號循環(huán)重復(fù)0，1，...，71，0，1等等?；颈舜瞬煌?。因此，幀編號是相對的，如果沒有至少是作為幀編號基礎(chǔ)的定時(shí)基準(zhǔn)的隱含信息，它們確實(shí)毫無意義。根據(jù)角度的不同，幀編號被稱為MSFN、BS1FN、BS2FN等等。在圖1B中，定時(shí)提前自頂向下。在時(shí)刻T0，移動臺MS接收到一幀，MS將其解釋為幀編號N。因?yàn)橐苿优_的定時(shí)基準(zhǔn)，即其時(shí)鐘，是主定時(shí)基準(zhǔn)，RNC必須在T0之前的某個(gè)時(shí)刻發(fā)送該幀。這個(gè)時(shí)刻稱為定時(shí)差Tdiff，它起因于RNC和MS之間的有限的傳播和傳輸時(shí)延。(傳輸時(shí)延的概念類似于GSM系統(tǒng)中的定時(shí)提前，而在GSM中，調(diào)節(jié)MS的定時(shí)提前)。
在時(shí)刻T0，MS還發(fā)送上行幀給RNC。該上行幀也編號為N，因?yàn)閹木幪柣谝苿优_的定時(shí)基準(zhǔn)。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)(MS、BS1、BS2)下示出了相應(yīng)的定時(shí)基準(zhǔn)，或者幀編號序列(MSFN、BS1FN、BS2FN)。大約在時(shí)刻T0+Tdiff，RNC通過兩個(gè)基站，BS1和BS2，接收幀N。因?yàn)閹幪柌煌ㄟ^無線接口傳送，并且因?yàn)榛臼褂貌煌亩〞r(shí)基準(zhǔn)，BS1將該幀以幀N’的形式發(fā)送給RNC，而BS2將同一幀作為幀N”發(fā)送。RNC沒有內(nèi)置的定時(shí)基準(zhǔn)。
盡管第一問題在使用宏分集的系統(tǒng)中最為嚴(yán)重，潛在的BS/RNC同步的問題在沒有宏分集時(shí)也會出現(xiàn)。
第二問題是在某些電信系統(tǒng)中，例如在UMTS中，可以重新配置連接，例如以協(xié)商不同的數(shù)據(jù)速率。這種重新配置必須在該連接所涉及的所有節(jié)點(diǎn)中同時(shí)進(jìn)行。
第三問題在于，在使用加密的系統(tǒng)中，通常使用幀編號作為不斷變化的密鑰。但是，模72幀編號太短，不足以形成可靠的加密。
本發(fā)明的中級目的是提供一種機(jī)制以至少解決上述第一問題，即MS/BS/RNC同步問題。最終目的是也解決其它兩個(gè)與同時(shí)重配置和加密相關(guān)的問題。
中級目的通過一種方法和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，其特征在后附獨(dú)立的權(quán)利要求書中公開。解決其它兩個(gè)問題的優(yōu)選實(shí)施例在后附的相關(guān)權(quán)利要求中公開。
本發(fā)明的基本思想在于確定一個(gè)新問題(在已有的宏分集實(shí)現(xiàn)中，基站是同步的，該問題不存在)。本發(fā)明的基本思想還在于，它可以通過一種方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括以下步驟1)確立與連接相關(guān)的定時(shí)基準(zhǔn)(稱為CFN)，它對該連接所涉及的所有節(jié)點(diǎn)都是相同的；(2)為至少一個(gè)基站確定一個(gè)偏差，該偏差與該基站的定時(shí)基準(zhǔn)和CFN之差相關(guān)；以及(3)利用該偏差信息補(bǔ)償定時(shí)基準(zhǔn)之差。
按照本發(fā)明，建議移動臺MS和服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC必須同意一個(gè)共同的定時(shí)基準(zhǔn)，它包括至少一個(gè)共同的幀編號方案。在本文檔內(nèi)，‘共同’意味著對MS、SRNC和涉及的基站之間的連接而言是共同的。這種共同的幀編號方案被稱為連接幀編號CFN。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該偏差至少由一個(gè)移動臺用于將其定時(shí)基準(zhǔn)與RNC的定時(shí)基準(zhǔn)同步。
使用共同的幀編號方案，即CFN，意味著當(dāng)SRNC決定發(fā)送數(shù)據(jù)給移動臺MS時(shí)，它將該幀標(biāo)記為幀編號X。當(dāng)移動臺接收到該幀時(shí)，它將幀識別為幀X。但是，實(shí)際的幀編號不在業(yè)務(wù)信道上發(fā)送，相應(yīng)地，在建立連接時(shí)必須商定共同的幀編號方案。換句話說，MS和SRNC必須在MS行為開始時(shí)就同步它們的幀編號方案。換句話說，MS和SRNC必須在交換頭幾個(gè)連接消息時(shí)就彼此同步。如果需要，MS/RNC同步可以基于單獨(dú)的同步消息，但是如果使用以下機(jī)制，則為此使用單獨(dú)的消息是多余的MS發(fā)送的第一消息一般是“連接請求”消息。它包括MS打算包含在它的活躍集中，即其活躍小區(qū)/基站集中的小區(qū)的測量。按照本發(fā)明，初始消息還包括與不同基站的定時(shí)基準(zhǔn)之差相關(guān)的信息。MS的定時(shí)基準(zhǔn)與編號n的基站的定時(shí)基準(zhǔn)之差稱為OFSn。為MS所監(jiān)視的各個(gè)基站測量該值。
SRNC在從MS接收初始“連接請求”那一刻起確定共同基準(zhǔn)。當(dāng)SRNC命令基站為該MS建立專用信道時(shí)，SRNC還向基站發(fā)送相應(yīng)的與BS相關(guān)的偏差OFSn。在每個(gè)下行幀中，SRNC包含了按照共同的幀編號方案的幀編號。對各個(gè)幀而言，該編號對所有基站都是相同的。為了通過無線接口傳輸，各個(gè)基站使用它自身的基站特定的偏差OFSn，將共同的幀編號映射成基站自身的編號方案。在該幀編號映射之后，BS可以在正確的時(shí)間點(diǎn)發(fā)送該幀?；具€可以在上行方向上進(jìn)行方向映射，從而SRNC中的分集組合單元能夠組合具有相同幀編號的幀。
共同的幀編號還是用于RRC(無線資源控制協(xié)議)消息的定時(shí)基準(zhǔn)，例如從SRNC到MS的越區(qū)切換命令。
按照本發(fā)明的一種實(shí)施例，一個(gè)基站，最好是連接中涉及的第一個(gè)基站，不需要補(bǔ)償定時(shí)基準(zhǔn)的差值。換句話說，補(bǔ)償其它基站的定時(shí)基準(zhǔn)來匹配第一基站的定時(shí)基準(zhǔn)。按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該幀編號FN包括兩部分。一部分形成了FN的最低有效位，是已知的模72CFN。另一部分形成了FN的最高有效位，可以稱為超幀號HFN。FN(＝CFN+HFN)的組合長度最好至少有32比特。這種實(shí)施例解決了與加密相關(guān)的第三問題。
當(dāng)MS發(fā)送其初始“連接請求”消息時(shí)，它可以將CFN設(shè)置成成功發(fā)送了消息的RACH幀的BS1FN。(后面將給出HFN的優(yōu)選初始化值。)SRNC在FCL(幀控制層)幀中接收該消息，F(xiàn)CL幀也包含BS1FN(＝CFN)，它可以將MSFN初始化成正確值。即使沒有接收到上行幀，存儲在SRNC中的(該特定MS的)MSFN也是每隔10毫秒增量一次。但是，實(shí)際上每720毫秒僅增量HFN就已足夠，因?yàn)镃FN包含在每個(gè)上行FCL幀中。可以如下取消MS特定的HFN計(jì)數(shù)器1)只存儲各MS的初始值，以及2)在每個(gè)幀中，將初始值加上從連接建立開始，即從HFN初始化開始，所經(jīng)過的完整CFN周期的數(shù)量。
因?yàn)镸S的定時(shí)基準(zhǔn)是主體，MS能夠自由選擇任何值作為CFN和/或HFN的初始值。這種自由程度可用于改進(jìn)加密安全性。不再是嚴(yán)格基于“連接請求”消息的時(shí)間設(shè)置CFN和/或HFN，而是將該時(shí)刻用作加密算法的籽數(shù)，用于提供加密的初始值，使得竊聽者無法得到該初始值。
對加密而言，各方應(yīng)當(dāng)1)初始化籽數(shù)(CFN和/或HFN)，以及2)避免在短時(shí)間段內(nèi)使用相同籽數(shù)兩次或者多次。相同籽數(shù)的重用會削弱加密安全性。例如，讓我們假定移動臺在兩個(gè)相繼的RRC連接中使用相同加密密鑰Kc。如果在兩個(gè)方向上，HFN都被初始化成0，則將加密算法(FN和KC)的同一輸入使用兩次，在相對較短的時(shí)間段內(nèi)使用相同的加密掩碼。在隨機(jī)初始化時(shí)這也可能發(fā)生。
按照本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，可以如下改進(jìn)加密安全性。在釋放RRC連接時(shí)，移動臺存儲使用的最后一個(gè)HFN(或者可以借以確定最后使用的HFN的其它信息)。MS可以例如將最后使用的HFN存儲在它的SIM卡中，防止相同加密密鑰的重用。在新的RRC連接建立時(shí)，MS將HFN初始化成某個(gè)值，該值大于最后使用的HFN，將該值最好在RRC“連接建立請求”消息發(fā)送給SRNC。該HFN值將用作SRNC初始化HFN的基準(zhǔn)。最好下一個(gè)HFN是最后使用的HFN加1。這確保了存在同一加密密鑰被重用的最大時(shí)間周期。應(yīng)當(dāng)注意，RRC“連接建立請求”僅是發(fā)送HFN初始值的一種可能消息。該值可以在加密開始前的任何時(shí)刻，在任何消息中發(fā)送。
為了盡量減小RRC連接建立消息的長度，應(yīng)當(dāng)可以只發(fā)送HFN的最高有效位(最低有效值具有默認(rèn)狀態(tài)，例如0)。用于HFN初始化的比特的數(shù)量取決于在建立新的RRC連接時(shí)可以重用同一加密密鑰的次數(shù)。8個(gè)比特可能足以發(fā)送HFN的最高有效位。
在加密開始之前，(例如在建立新的RRC連接時(shí))，HFN應(yīng)當(dāng)初始化成某個(gè)大于最后使用的HFN值的值。這可以通過以下過程來確保。在釋放一個(gè)RRC連接時(shí)，MS存儲上次使用的HFN的值，最好將其存儲在MS的SIM卡內(nèi)。在建立下一個(gè)RRC連接時(shí)，從SIM卡讀取該值并加1。加1確保了存在再次使用同一加密密鑰的最大時(shí)間周期。自然，可以在存儲之前完成增量步驟。
通過只存儲HFN的最高有效位(HFN可以在存儲之前或之后增量)，可以節(jié)省一些存儲器。
MS和UTRAN之間的HFN(UMTS無線接入網(wǎng))可以由MS在RRC“連接建立請求”消息中通過RACH信道向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送HFN(或其最高有效位)來同步。或者，MS可以1)使用專用信道；2)在認(rèn)證過程期間；或者3)在“加密模式完成”消息中發(fā)送HFN(或其最高有效位)給UTRAN。如果網(wǎng)絡(luò)有最后使用的HFN的信息(例如在RRC連接重建過程中)，則RNC可以初始化HFN。
在GSM到UMTS越區(qū)切換過程中，適當(dāng)?shù)南⑹恰霸絽^(qū)切換結(jié)束”?；蛘?，MS可以發(fā)送HFN(或其最高有效位)給GSM網(wǎng)絡(luò)，后者將其轉(zhuǎn)發(fā)給UMTS網(wǎng)絡(luò)。
潛在的安全隱患依然存在。這種隱患可能會在以下情況下引發(fā)呼叫期間移動臺的電源(電池)出現(xiàn)故障。在電池重新充電或者被替換時(shí)建立新的連接，則從SIM卡讀取HFN(及其MSB部分)并發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)。但是，如果電池故障，移動臺沒有時(shí)間存儲上次使用的HFN，則新連接(在重新充電/替換電池之后)將使用“舊的”HFN。因此，新連接將使用的幀編號與前一連接相同，這削弱了安全性。
因此，最好實(shí)現(xiàn)以下特性在從SIM卡讀取最后使用的HFN號碼時(shí)，將其標(biāo)記為“舊的”(或者“已用”)。在連接結(jié)束時(shí)，如果將最后使用的HFN號碼寫入SIM卡，則將其標(biāo)記為“新的”(或者“未用”)。如果無法將最后使用的HFN正確地更新到SIM卡(例如因?yàn)殡姵毓收?，則移動臺將檢索“舊的”HFN號碼(或其MSB部分)。在這種情況下，移動臺至少有兩個(gè)選擇。
按照第一選擇，MS可以選擇隨機(jī)數(shù)作為HFN。該隨機(jī)數(shù)應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)大于最后使用的HFN，從而該序列或者幀編號被重復(fù)的可能性很小。如果MS每L個(gè)超幀就更新SIM的HFN，并將最近更新的HFN標(biāo)記為“舊的”，則這將被強(qiáng)制執(zhí)行。如果電池故障，下一連接的HFN將被置為“舊的”HFN(存儲在SIM卡+L+1)。該值應(yīng)當(dāng)立即更新到SIM卡并標(biāo)記為“舊的”。(當(dāng)然，因?yàn)镠FN具有有限長度，“大于”應(yīng)按照模數(shù)方式進(jìn)行解釋)。
按照第二選擇，MS可以通知網(wǎng)絡(luò)該MS有一個(gè)壞的HFN，請求新的加密密鑰Kc。在交換了Kc之后，第一連接使用哪個(gè)HFN和新的Kc并不重要。
一些加密概念無法使用CFN作為加密計(jì)數(shù)器。如果加密需要在對CFN沒有直接控制的協(xié)議層進(jìn)行，例如在RLC(無線鏈路控制)層進(jìn)行，則屬于這種情況。這種情況下，同一HFN仍可用于初始化加密計(jì)數(shù)器，但是在初始化之后，加密計(jì)數(shù)器并不與CFN一起增量，而是通過其它方式，例如通過依照RLC PDU號碼。RLC PDU號碼與CFN類似，一般具有有限長度，從而RLC PDU號碼的周期實(shí)際上短于一般連接的長度。在一些加密概念中，甚至加密在多于一個(gè)協(xié)議層上進(jìn)行都是可行的，例如對所有非透明業(yè)務(wù)在RLC層上加密，而對于所有使用透明RLC的業(yè)務(wù)，則在MAC層上加密。這種情況下，MAC層上的加密可以使用HFN+CFN作為加密序列號，而RLC層上的加密應(yīng)當(dāng)使用HFN+RLCPDU號碼作為加密算法的序列號輸入。
如果加密無法例如在RLC層上使用CFN，則以下可能性會引起其它問題，即存在多個(gè)并發(fā)業(yè)務(wù)(無線接入載體)，每個(gè)業(yè)務(wù)使用它自己的RLC實(shí)體，因而每個(gè)業(yè)務(wù)具有獨(dú)立的RLC PDU號碼序列的。實(shí)際上，這意味著每個(gè)業(yè)務(wù)(無線接入載體)具有它自己的加密序列號。需要解決兩個(gè)問題1)在其它載體的加密已經(jīng)活躍情況下，應(yīng)當(dāng)為業(yè)務(wù)(無線接入載體)使用哪個(gè)HFN值以加入連接？；以及2)如果每個(gè)業(yè)務(wù)有自己的加密計(jì)數(shù)器，則在釋放RRC連接之后，需要將哪個(gè)HFN存儲到SIM(或者任何非易失性存儲器)？對問題1)而言，存在兩種可能的方案。按照第一方案，從SIM卡讀出新無線接入載體的HFN(類似于RRC連接建立過程)。按照第二方案，新無線接入載體的HFN將基于該連接期間使用的最高HFN?？梢詫⑺O(shè)置成這樣一個(gè)值，該值與使用的最大HFN相同，或者例如比使用的最大HFN大某個(gè)整數(shù)值，最好是。
對問題2)而言，解決方案是在任何時(shí)刻都記錄使用的最大HFN。在釋放RRC連接時(shí)，(或者在每L個(gè)超幀之后)，將使用的最大HFN以上述方式存儲到SIM卡。該記錄過程可以在例如監(jiān)控所有并發(fā)加密進(jìn)行的協(xié)議管理實(shí)體中實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)當(dāng)注意，如果并發(fā)加密計(jì)數(shù)器彼此獨(dú)立運(yùn)行，則沒有解決實(shí)際的安全問題，因?yàn)橥患用苡?jì)數(shù)器值可以出現(xiàn)在非常短的時(shí)間段內(nèi)(在不同業(yè)務(wù)中)。此外，如果是基于RLC PDU號碼的加密，傳輸過程中必須包含未加密的PDU號碼，所以容易被竊聽者跟蹤加密計(jì)數(shù)器。安全問題(避免在過短時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生同一加密掩碼)可以如下解決a)在加密算法輸入中包含載體(或者邏輯信道)特定的輸入(例如載體標(biāo)識號碼)(這在芬蘭專利申請990500中公開)；或者通過b)為每個(gè)并發(fā)無線接入載體使用不同Kc或者不同加密算法(這在芬蘭專利申請980209中公開)。應(yīng)當(dāng)注意，SIM卡的使用僅作為例子給出。任何非易失性存儲器都行。但是，考慮到MS用戶將SIM卡轉(zhuǎn)移到另一終端的情況，最好將HFN存儲在SIM中。按照本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，幀編號偏移OFSn不是整數(shù)，而具有更高的解析度。OFS的小數(shù)部分被稱為碼元偏移，SOF，如果軟越區(qū)切換過程中第1層同步需要的話，其解析度最好匹配一個(gè)碼元或者基片。或者可以將OFS和SOF存儲成不同參數(shù)。
這些偏移可以在每個(gè)測量包括中更新。移動臺可以在任何時(shí)刻比較它自身的定時(shí)基準(zhǔn)和基站的定時(shí)基準(zhǔn)。
如果本發(fā)明用于無法應(yīng)用UMTS術(shù)語的電信系統(tǒng)，則移動臺MS和無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC可以被分別稱為第一端節(jié)點(diǎn)和第二端節(jié)點(diǎn)。相應(yīng)地，基站BS可以稱為中間節(jié)點(diǎn)。連接借以建立的第一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS)被稱為第一中間節(jié)點(diǎn)。隨后加入的其它中間節(jié)點(diǎn)被稱為第二中間節(jié)點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖，通過優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖中圖1A的框圖說明了蜂窩電信網(wǎng)；圖1B說明了與本發(fā)明相關(guān)的特定問題；圖2A說明了本發(fā)明的概念；圖2B的信令圖說明了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的操作；以及圖3示出了中間節(jié)點(diǎn)是控制RNC的情況。
圖2A說明了本發(fā)明的概念。按照本發(fā)明，定義了連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)，標(biāo)記為基準(zhǔn)編號20。連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)20包括了連接特定的幀編號CFN，以及最好是稱為超幀編號HFN的擴(kuò)展部分和小數(shù)偏移部分SOF。
連接特定的幀編號的維護(hù)基本上與圖1B中其它幀編號相似。換句話說，它從0開始以模p方式步進(jìn)(增量)，其中p是計(jì)數(shù)器的周期，例如72。為連接中的所有節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)類似的幀編號計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器之間的唯一差別是它們之間的偏差。在圖2A中，移動臺MS和RNC將其幀編號MSFN、RNCFN與連接特定的幀編號CFN同步。就CFN而言，基站BS1具有+2的BS特定的偏差BS1，因?yàn)?必須加到BS1的幀編號BS1FN以得到連接特定的幀編號CFN。(這種偏差被稱為正還是負(fù)只是命名習(xí)慣的問題。)相應(yīng)地，基站BS2具有BS特定的偏差BS2＝-3。(在圖2A中，選擇這種小偏差是為了簡明起見。實(shí)際上，偏差可以在0到7之間任意取值。)按照本發(fā)明，必須確定這些BS特定的偏差，并傳送給該基站，從而各基站可以使用該偏差來補(bǔ)償其自身定時(shí)基準(zhǔn)(即其幀編號)與連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)20之差。
標(biāo)記為CFN的豎直框指示了網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)的幀編號。在所示時(shí)刻，連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)20具有幀編號CFN＝5，它對MS和RNC也是一樣。BS1的BS特定的幀編號是3，BS2的是8。因?yàn)镸S是主體，它能夠自由選擇任何定時(shí)基準(zhǔn)，并且因?yàn)镽NC必須將其幀編號與MS的幀編號同步，MS和RNC也可以將其幀編號方案與BS1的幀編號方案同步，BS1是該連接所涉及的第一基站。這意味著BS1的偏差，即OFS1，是0。(但是，考慮到BS1可能更容易直接加上偏差，而不是首先檢查它的偏差是否為0，如果偏差非0則進(jìn)行相加，所以0偏差的好處較小。)連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)20也應(yīng)當(dāng)包括擴(kuò)展部分，稱為超幀編號HFN。每當(dāng)CFN完成一個(gè)周期，例如每720毫秒，則實(shí)現(xiàn)步進(jìn)(增量)。出于兩個(gè)原因，HFN的比特長度應(yīng)當(dāng)相當(dāng)高。首先，在連接期間，HFN/CFN組合應(yīng)當(dāng)非常明確。其次，HFN/CFN組合應(yīng)當(dāng)用作加密/解密密鑰。加密/解密密鑰的適當(dāng)長度約為32比特，而HFN約長25比特。在這種比特長度下，即使在持續(xù)長達(dá)1年的連接期間HFN/CFN組合仍非常明確。
連接特定定時(shí)基準(zhǔn)20最好還包括小數(shù)偏差部分SOF，它用作補(bǔ)償圖1B所示的傳播時(shí)延Tdiff。
應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語‘幀編號’有些誤導(dǎo)。幀編號不用于統(tǒng)計(jì)實(shí)際的用戶幀。而是基站利用幀編號對給定時(shí)刻發(fā)送的上行幀編號(作標(biāo)記)。它們還利用幀編號確定應(yīng)當(dāng)發(fā)送具有給定幀編號的下行幀的時(shí)刻。例如，假定CFN每個(gè)10毫秒增量一次，它具有72步(720毫秒)周期，在建立連接之后1秒(1000毫秒＝100*10毫秒)發(fā)送的上行幀具有編號為1的HFN和編號為28的CFN(＝100mod 72)。相應(yīng)地，幀編號為28的下行幀必須在建立連接之后的280+n*720發(fā)送。為了維持同步，如果沒有用戶數(shù)據(jù)需要發(fā)送，則可以在RNC和BS之間發(fā)送空幀。
如上所述，按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例，在釋放RRC連接之后，將最后使用的HFN存儲在移動臺的SIM卡中。在建立下一個(gè)新的RRC連接時(shí)，MS發(fā)送給SRNC一個(gè)初始值，SRNC根據(jù)該初始值初始化HFN，使其值大于最后使用的HFN。因?yàn)镠FN的長度有限，“大于”應(yīng)當(dāng)以模數(shù)方式解釋。例如，讓我們假定HFN的長度為25比特。通過只存儲并發(fā)送HFN的最高有效位，可以節(jié)省一些存儲器，縮短連接建立消息。MS只能存儲8個(gè)最高有效比特。讓我們把這8個(gè)比特稱為HFN的MSB部分。在下一個(gè)連接建立過程中，將不知道17個(gè)最低有效位(LSB部分)。但是，如果MSB部分增量1(在兩個(gè)連續(xù)RRC連接期間)，則新連接的第一HFN將肯定大于前一連接的最后HFN。如果假定LSB部分都是1，整個(gè)HFN(不僅僅是MSB部分)增量1，則可以得到相同效果。
圖2B的信令圖說明了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的操作。在步驟200，MS發(fā)送稱為“RRC連接請求”(RRC＝無線資源控制協(xié)議)的消息，初始化該連接。該消息包含了MS打算包含在其活躍集的基站的測量。在步驟202，將連接請求傳送到服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器SRNC。在步驟204，SRNC發(fā)送“信道激活”命令給BS1。該消息包括BS1的幀編號偏差值，即OFS1。但是，因?yàn)锽S1是該連接中涉及的第一基站，其偏差值OFS1可以設(shè)置成0，因?yàn)椴恍枰獙⒒镜膸幪柵c絕對定時(shí)基準(zhǔn)同步。只要各基站的幀編號彼此同步便已足夠。(接著，BS1發(fā)送確認(rèn)給SRNC，但這對理解本發(fā)明已無關(guān)系。)在步驟206-208，“連接請求確認(rèn)”通過BS1發(fā)送給MS?，F(xiàn)在，MS和SRNC之間已經(jīng)建立了連接。
在步驟210，MS發(fā)送它的第一上行幀。在步驟211，BS1根據(jù)它接收連接幀的時(shí)刻計(jì)算該幀編號CFN。BS1還將CFN加上其幀編號偏差OFS1，但是OFS1被設(shè)置成0，CFN不變。在步驟212，BS1發(fā)送該幀給SRNC。步驟214-216給出了發(fā)送下行數(shù)據(jù)的對應(yīng)步驟。
MS必須連續(xù)監(jiān)控其鄰接基站。在步驟220，它發(fā)送給SRNC一個(gè)“測量報(bào)告”，后者(在本例中)包括BS1和BS2的測量數(shù)據(jù)。該測量數(shù)據(jù)包括測得的BS1和BS2的功率和幀編號偏差。在步驟222，SRNC決定MS接收BS2的信號足夠強(qiáng)，能夠?qū)S2加入MS的活躍集。在步驟224，SRNC向BS2發(fā)送“信道激活”命令，后者包含了BS2的幀編號偏差OFS2。在步驟226，SRNC發(fā)送給MS一個(gè)“活躍集更新”消息，該消息指令MS將BS2包含在其活躍集中。(“活躍集更新”消息與越區(qū)切換消息有些相似，但是不一定放棄當(dāng)前基站。)在步驟230，MS發(fā)送另一上行數(shù)據(jù)幀。此時(shí)，該幀被轉(zhuǎn)發(fā)給基站BS1和BS2。在步驟231，各基站根據(jù)它接收該幀的時(shí)刻確定其基站特定的幀編號BS1FN、BS2FN，在BSnFN(n＝{0，1})上加上其自身幀編號偏差。這些OFSn和BSnFN之和是連接幀編號CFN。CFN沒有基站特定索引，因?yàn)樗谶B接的兩個(gè)/所有基站都是相同的。在步驟232，BS1和BS2發(fā)送上行幀給SRNC，其組合單元可以正確地組合這些幀，因?yàn)樵谶@兩個(gè)幀中CFN都是相同的。
實(shí)際組合步驟可以基于已知的宏分集技術(shù)。每個(gè)幀可以包含測量結(jié)果，例如誤碼率BER或者接收信號強(qiáng)度指示RSSI，并且在相似的編碼幀中，組合單元可以選擇測量效果最佳的幀。
步驟234到236描述了發(fā)送下行數(shù)據(jù)給移動臺MS。在步驟234中，SRNC發(fā)送連接幀編號為CFN的下行數(shù)據(jù)幀給移動臺活躍集中包含的兩個(gè)/所有基站。在SRNC中，根據(jù)SRNC發(fā)送下行幀的時(shí)刻確定下行幀的CFN。在步驟235，基站BS1和BS2利用CFN確定它們必須發(fā)送下行幀給移動臺的時(shí)刻。在圖2B中，時(shí)刻的計(jì)算以以下步驟示出連接幀編號CFN減去基站特定偏差OFSn，其結(jié)果是基站特定的幀編號BSnFN，它與必須將該幀發(fā)送給MS的時(shí)刻有明確的關(guān)系。前面描述過，BSFN指定了720毫秒周期的時(shí)間。除了知道BSFN之外，基站必須維護(hù)超幀號HFN，后者指定了該時(shí)刻的最高有效位。接著，在步驟236中，基站BS1和BS2發(fā)送下行數(shù)據(jù)幀給移動臺MS。不同的基站特定偏差OFSn補(bǔ)償了基站的定時(shí)基準(zhǔn)的不同，它們在正確的時(shí)間點(diǎn)發(fā)送該幀。
在圖2B中，逐個(gè)發(fā)送上行和下行幀。但是，實(shí)際上，若干幀(例如4幀)組合成一個(gè)傳送塊集合TBS，以改進(jìn)加密安全性和對傳輸差錯(cuò)的抵抗性。各幀中不再包含CFN和/或定時(shí)調(diào)整信息，而是在各TBS中包含這種信息便已足夠。
第一層碼元同步在當(dāng)前版本的UMTS中，必須在少于一個(gè)碼元周期的定時(shí)差內(nèi)接收需要組合的下行第一層數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)這種次碼元周期同步，可以采用類似于確定幀編號偏差的過程。MS測量待選小區(qū)/基站的碼元偏差SOFn。以MS特定要求的幀定時(shí)和BS的下行高位(廣播)信道幀定時(shí)之差的形式測量SOF，并將其包含在測量報(bào)告中。在決定將新基站加入MS的活躍集之后，在信道激活消息中將BS的SOFn傳送到該BS。
因?yàn)轭l率漂移，必須在連接期間更新SOF。在這種情況下，MS可以測量/重新計(jì)算SOF，并在測量報(bào)告中報(bào)告SOF。SOF重新計(jì)算的預(yù)期比率在每10分鐘1次的量級。
這兩個(gè)偏差可以組合成一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，其整數(shù)部分指定了OFS，小數(shù)部分指定了SOF，從而不再使用單獨(dú)的幀編號OFS和碼元偏差SOF。
SRNC重新分配在連接期間，為該MS提供服務(wù)的RNC可以改變。在圖1A中，虛箭頭給出了MS移動到RNC2控制下的BS4所服務(wù)的小區(qū)。，這種情況要求SRNC的重新分配。在SRNC重新分配處理中，必須占用幀編號系統(tǒng)(即MSFN)。因?yàn)樯闲蠪CL幀，CFN部分可以在新的SRNC中維護(hù)。但是，HFN應(yīng)當(dāng)通過lur接口傳送到新的SRNC。HFN可以在RNSAP SRNC重新分配過程中傳送。如果這兩個(gè)消息通過核心網(wǎng)的最大傳送時(shí)延超過了720毫秒的CFN周期(在涉及MAP-E的情況下，這更容易發(fā)生)，必須采取一些額外的測量。例如，假定將原RNC和新RNC同步到共同的定時(shí)基準(zhǔn)，則將HFN初始化的時(shí)刻通知給新的RNC便已足夠。
公共信道狀態(tài)如果MS和SRNC之間幾乎沒有數(shù)據(jù)需要傳送時(shí)，MS可以在連接期間進(jìn)入公共信道狀態(tài)(CH)。在公共信道狀態(tài)中，若干移動臺之間可以共享特定接入信道，例如隨機(jī)接入信道RACH和前向接入信道FACH信道。在任何時(shí)刻，一些移動臺可能使用加密而另一些則不需要。在這種情況下，絕對幀編號基準(zhǔn)的使用僅出于加密目的才是必需的，因?yàn)椴皇褂煤攴旨Q句話說，在MS和RNC之間只通過一個(gè)基站發(fā)送幀，允許MS使用該基站的幀編號。如果因?yàn)樵絽^(qū)切換改變BS，則CFN應(yīng)當(dāng)改變成新BS的CFN。
在RACH上，MSFN用于加密數(shù)據(jù)，盡管一些RACH信令消息(或者至少部分RACH信令消息)的發(fā)送是未經(jīng)加密的。在FACH(或者任何下行公共信道，例如下行共享信道DSCH)，MSFN用于SRNC中的調(diào)度和重傳。MAC層知道BSFN和/或CFN，在FACH上使用MSFN加密數(shù)據(jù)。最好在所有公共信道上都應(yīng)有該分組是否加密的指示(例如在MAC層消息頭中)。
如果RNC使用的定時(shí)基準(zhǔn)在進(jìn)入CCH狀態(tài)之前就已確定，它可能并不確切地知道對應(yīng)于BS發(fā)送下行幀給MS的時(shí)刻的幀編號。這實(shí)際上使得基于幀編號的加密/解密變得不可能，因?yàn)镸S可以在這樣一個(gè)時(shí)刻接收幀，該時(shí)刻所對應(yīng)的幀號不同于RNC用于加密的幀號。因此，建議至少在BS無法在對應(yīng)于RNC所指示的幀編號的時(shí)刻發(fā)送幀的情況下，BS發(fā)送幀給MS，并提供適當(dāng)?shù)男拚侄巍＠纾绻鸕NC所指示的CFN是36，BS在對應(yīng)于38的CFN的時(shí)刻發(fā)送該幀，則BS應(yīng)當(dāng)向MS指示該幀所延遲的時(shí)間量等于兩個(gè)幀編號。
這種修正字段應(yīng)當(dāng)限制成非負(fù)值。這意味著如果幀編號不是RNC所指示的幀編號，則該幀被延遲。如果RNC所指示的幀編號過大，BS應(yīng)當(dāng)通過延遲該幀來糾正該問題。
在以下情況下使用適當(dāng)?shù)男拚侄我彩强尚械目刂芌NC(CRNC，控制BS的RNC)決定應(yīng)當(dāng)使用哪個(gè)無線幀來進(jìn)行傳輸，但是加密已由服務(wù)RNC(SRNC)完成。這種情況在圖3中示出。這種情況下，CRNC是按照本發(fā)明的中間節(jié)點(diǎn)。
如果采用的加密/解密算法是MS可以斷定是否可以正確解密幀(例如在無法正確解密時(shí)，提供一個(gè)無意義的結(jié)果)，則不需要發(fā)送修正字段。這種情況下，MS可以在遇到不正確的解密結(jié)果時(shí)，利用對應(yīng)于前面幾個(gè)幀的密鑰解密幀。
針對UMTS提案的改變?nèi)绻景l(fā)明應(yīng)用于蜂窩電信網(wǎng)，例如UMTS，則需要對當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)提案進(jìn)行一些改變。應(yīng)當(dāng)擴(kuò)展RRC協(xié)議，在備選小區(qū)的測量報(bào)告中傳送基站特定的偏差(OFS，最好是L1定時(shí)的SOF)。對某些基站而言，這些測量值的改變非常緩慢，或者出于實(shí)際應(yīng)用，它們根本就不變化，因此只在必要時(shí)才發(fā)送該偏差能夠減少一些開銷。
FCL協(xié)議應(yīng)當(dāng)在每個(gè)上行和下行幀中包括CFN。為了維持同步，即使沒有數(shù)據(jù)需要發(fā)送(DTX)，上行幀也應(yīng)當(dāng)定期發(fā)送。空幀可以用于初始同步。FCL消息頭中可以包括一個(gè)或多個(gè)時(shí)間調(diào)整比特。消息頭的格式可以是載體特定的。
如果需要使用，BSAP協(xié)議應(yīng)當(dāng)在“信道激活”消息和“信道改變”消息中包括OFS/SOF。應(yīng)當(dāng)定義一個(gè)新的消息/過程，“傳輸失敗/差錯(cuò)指示”以指示基站已接收到這樣一個(gè)幀，該幀完全位于分配給它的時(shí)隙之外。
RNSAP協(xié)議應(yīng)當(dāng)在“分支增加”和“分支重配”消息中包括OFS/SOF。應(yīng)當(dāng)以類似于BSAP協(xié)議的方式，定義一個(gè)新的消息/過程，“傳輸失敗/差錯(cuò)指示”。
RANAP協(xié)議應(yīng)當(dāng)在“SRNC重新分配”和“SRNC重新分配請求”消息中包括HFN(或者該HFN初始化時(shí)刻)。
無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC應(yīng)當(dāng)在MAC層為每個(gè)移動臺包括超幀編號HFN計(jì)數(shù)器。實(shí)際上，僅僅是作為邏輯概念需要MS特定的計(jì)數(shù)器。在實(shí)際應(yīng)用中，不一定為每個(gè)移動臺建立單獨(dú)的計(jì)數(shù)器?；蛘邔γ總€(gè)移動臺而言，RNC能夠存儲連接建立的時(shí)刻，在需要HFN號碼時(shí)，檢索其初始值，將其加入連接的當(dāng)前時(shí)長(以720號碼周期為單位)。HFN可以用作加密/解密算法的輸入。RNC最好還存儲每個(gè)移動臺的SOF/Tdiff(參見圖1B和2A)，根據(jù)FCL上行幀中定時(shí)提前比特進(jìn)行修改。該信息用于設(shè)置FCL下行幀的傳輸時(shí)間，并用于設(shè)置涉及L1/L2重新配置的操作的切換時(shí)間。
基站BS應(yīng)當(dāng)存儲每個(gè)移動臺的BS特定幀編號偏差OFS(以及單獨(dú)的碼元偏差SOF，如果它沒有包含在OFS中的話)。BS應(yīng)當(dāng)在每個(gè)上行數(shù)據(jù)幀中包括CFN＝BSFN+OFS，在對應(yīng)于BSFN＝CFN-OFS的時(shí)刻發(fā)送下行數(shù)據(jù)幀。(在這些加和減操作中，假定SOF包含在OFS中。)此外，基站應(yīng)當(dāng)在上行FCL幀中設(shè)置定時(shí)調(diào)整比特。
移動臺MS應(yīng)當(dāng)初始化MS特定的幀編號MSFN，每10毫秒增量一次。(除了現(xiàn)有技術(shù)測量之外)，還應(yīng)當(dāng)測量范圍內(nèi)的基站的OFS和SOF，并在其測量報(bào)告中報(bào)告這些偏差參數(shù)。
為了說明本發(fā)明，并為了論證其工業(yè)應(yīng)用性，主要針對第三代移動通信系統(tǒng)，例如UMTS，描述了本發(fā)明。但是，本發(fā)明可以應(yīng)用于其它類型的通信系統(tǒng)，因此，它并不局限于上述實(shí)施例。
術(shù)語表BSn編號為n的基站BSAPBS應(yīng)用部分協(xié)議BSnFN編號為n的基站所用的幀編號CCH公用信道(狀態(tài))CFN連接幀編號DTX非連續(xù)傳輸FACH前向接入信道FCL幀控制層(幀傳輸協(xié)議)HFN超幀編號，CFN的擴(kuò)展MAC媒質(zhì)訪問層MS移動臺，也稱為用戶設(shè)備(UE)
OFSn編號為n的BS的幀編號偏差RACH隨機(jī)接入信道RANAPRAN(無線接入網(wǎng)絡(luò))應(yīng)用部分RNC無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNSAP無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用部分(2個(gè)RNC之間的信令協(xié)議)SOFn碼元偏差，可以表示成OFSn的小數(shù)部分SRNC服務(wù)RNCTBS傳送塊集合UMTS全球移動通信系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.電信網(wǎng)中使幀傳輸同步的一種方法，前述電信網(wǎng)包括第一端節(jié)點(diǎn)(MS)，第二端節(jié)點(diǎn)(SRNC)，至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)，所述端節(jié)點(diǎn)(MS、SRNC)通過該中間節(jié)點(diǎn)建立連接，其中所述第一端節(jié)點(diǎn)(MS)和所述至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)具有相應(yīng)的定時(shí)基準(zhǔn)(MSFN、BS1FN、BS2FN)；其特征在于，該方法包括以下步驟確定連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)(CFN)，該定時(shí)基準(zhǔn)對所述連接中涉及的所有節(jié)點(diǎn)(MS、BS1、BS2、RNC)都是相同的；確定至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)的偏差(OFS、SOF)，該偏差與該中間節(jié)點(diǎn)的定時(shí)基準(zhǔn)和所述連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)(CFN)之差相關(guān)；以及利用所述偏差的所述信息補(bǔ)償所述定時(shí)基準(zhǔn)之間的所述差值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS1)利用所述偏差將其定時(shí)基準(zhǔn)與第二端節(jié)點(diǎn)(RNC)的定時(shí)基準(zhǔn)同步。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)包括該連接借以建立的第一中間節(jié)點(diǎn)(BS1)和至少一個(gè)第二中間節(jié)點(diǎn)(BS2、BS3)；所述偏差至少由各第二中間節(jié)點(diǎn)(BS2、BS3)使用。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，端節(jié)點(diǎn)(MS、SRNC)根據(jù)它們之間發(fā)送預(yù)定消息(200、202)的時(shí)刻同步其定時(shí)基準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，端節(jié)點(diǎn)(MS、SRNC)根據(jù)它們之間的連接建立的時(shí)刻同步其定時(shí)基準(zhǔn)。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，在所述端節(jié)點(diǎn)(MS、RNC)，連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)包括連接特定的幀編號(CFN)，它以預(yù)定間隔步進(jìn)變化，并具有有限長度，使得連接特定的幀編號(CFN)的周期實(shí)際上短于一般連接的時(shí)長；以及幀編號擴(kuò)展(HFN)，它在連接特定幀編號完成一個(gè)周期時(shí)步進(jìn)變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，端節(jié)點(diǎn)使用連接特定的幀編號(CFN)和幀編號擴(kuò)展(HFN)加密和解密幀。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，端節(jié)點(diǎn)使用幀編號擴(kuò)展(HFN)和另一序列號，例如協(xié)議數(shù)據(jù)單元編號，加密和解密幀。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，端節(jié)點(diǎn)在多于一個(gè)協(xié)議層中實(shí)施加密，連接特定的幀編號(CFN)和幀編號擴(kuò)展(HFN)用于在第一層中加密和解密幀，而幀編號擴(kuò)展(HFN)和另一序列號，例如協(xié)議數(shù)據(jù)單元編號，用于在第二層加密和解密幀。
10.根據(jù)權(quán)利要求6到9中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，端節(jié)點(diǎn)在多于一個(gè)協(xié)議層中實(shí)施加密，或者為兩個(gè)或多個(gè)并發(fā)載體實(shí)施加密，從而存在并發(fā)的獨(dú)立運(yùn)行的加密計(jì)數(shù)器，該幀編號擴(kuò)展(HFN)用作加密計(jì)數(shù)器的初始化參數(shù)。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，各中間節(jié)點(diǎn)(BS)使用連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)確定發(fā)往第一端節(jié)點(diǎn)(MS)的傳輸時(shí)間，并且/或者確定發(fā)往第二端節(jié)點(diǎn)(SRNC)的幀的幀編號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，如果中間節(jié)點(diǎn)(BS)只能在這樣一個(gè)時(shí)刻發(fā)送幀，該時(shí)刻晚于對應(yīng)于連接特定定時(shí)基準(zhǔn)的時(shí)刻，則該中間節(jié)點(diǎn)為該幀提供一個(gè)修正指示器，后者直接或間接指示了該幀所延遲的時(shí)間量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于，該中間節(jié)點(diǎn)的偏差還包括小數(shù)部分(SOF)，它大致對應(yīng)于所述端節(jié)點(diǎn)(MS、SRNC)之間幀的傳播時(shí)延。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)從中間節(jié)點(diǎn)(BS)得到測量結(jié)果，將測量結(jié)果發(fā)送給第二端節(jié)點(diǎn)(SRNC)；第二端節(jié)點(diǎn)(SRNC)利用該測量結(jié)果確定該中間節(jié)點(diǎn)的所述偏差。
15.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，端節(jié)點(diǎn)(MS、SRNC)將其定時(shí)基準(zhǔn)與該連接中涉及的所述至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)的定時(shí)基準(zhǔn)同步。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，端節(jié)點(diǎn)(MS、SRNC)將其定時(shí)基準(zhǔn)與該連接中涉及的第一中間節(jié)點(diǎn)(BS1)的定時(shí)基準(zhǔn)同步。
17.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，第一端節(jié)點(diǎn)是移動臺(MS)，各中間節(jié)點(diǎn)是基站(BS1、BS2)和/或控制無線網(wǎng)絡(luò)控制器，第二端節(jié)點(diǎn)是服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器(SRNC)。
18.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，至少一些幀包含了該幀是否包含加密數(shù)據(jù)的指示。
19.根據(jù)權(quán)利要求6或10的方法，其特征在于，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)發(fā)送給第二端節(jié)點(diǎn)(RNC)所述幀編號擴(kuò)展(HFN)的初始化參數(shù)，根據(jù)所述初始化參數(shù)，第二端節(jié)點(diǎn)(RNC)將所述幀編號擴(kuò)展(HFN)初始化成某個(gè)值，該值超過了前一連接期間所述幀編號擴(kuò)展(HFN)的最后值。
20.根據(jù)權(quán)利要求19或10的方法，其特征在于，所述初始化參數(shù)由所述幀編號擴(kuò)展(HFN)的所述最后值生成，或者由所述幀編號擴(kuò)展(HFN)的所述最后值的n個(gè)最高有效位生成。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的方法，其特征在于，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)在檢測到需要建立、重新建立或者越區(qū)切換某個(gè)連接時(shí)，發(fā)送所述初始化參數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19到21中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)通過以下方式中的一種或多種發(fā)送所述初始化參數(shù)給第二端節(jié)點(diǎn)(RNC)通過RACH信道，最好在“RRC連接建立請求”消息中；通過占用信道；在與認(rèn)證過程相關(guān)的消息中；以及在“加密模式完成”消息中。
23.根據(jù)權(quán)利要求19到22中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，在從第二代移動網(wǎng)越區(qū)切換到第三代移動網(wǎng)時(shí)，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)在“越區(qū)切換完成”消息中發(fā)送所述初始化參數(shù)給第二端節(jié)點(diǎn)(RNC)。
24.根據(jù)權(quán)利要求19到22中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，在從第二代移動網(wǎng)越區(qū)切換到第三代移動網(wǎng)時(shí)，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)發(fā)送所述初始化參數(shù)給所述第二代移動網(wǎng)，后者將其轉(zhuǎn)發(fā)給第二端節(jié)點(diǎn)(RNC)。
25.根據(jù)權(quán)利要求19到24中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，在連接結(jié)束時(shí)，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)在存儲器中存儲一個(gè)值，該值包括該連接期間所用的最后或者最大幀編號擴(kuò)展(HFN)的信息；在下一連接開始時(shí)，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)從存儲器中讀取前一步驟存儲的值，利用所述值生成所述初始化參數(shù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求10或19到25中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，存在至少兩個(gè)并發(fā)載體的不同加密；在連接期間，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)從存儲器中讀取前一連接期間所用的幀編號擴(kuò)展(HFN)的最后或者最大值，在將新載體加入該連接時(shí)，利用所述值生成所述初始化參數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求10或19到26中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，存在至少兩個(gè)并發(fā)載體的不同加密；在連接期間，第一端節(jié)點(diǎn)(MS)記錄該連接期間所用的幀編號擴(kuò)展(HFN)的最大值，在將新載體加入該連接時(shí)，利用所述值生成所述初始化參數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其特征在于，所述存儲步驟包括將存儲的值標(biāo)記成未用狀態(tài)，所述讀取步驟包括將存儲的值標(biāo)記成已用狀態(tài)。
29.第一端節(jié)點(diǎn)(MS)，用于通過電信網(wǎng)中至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS1，BS2，...)生成到第二端節(jié)點(diǎn)(SRNC)的連接，其中第一端節(jié)點(diǎn)(MS)和各中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)具有相應(yīng)的定時(shí)基準(zhǔn)(MSFN、BS1FN、BS2FN)；其特征在于，改進(jìn)第一端節(jié)點(diǎn)(MS)，使其與所述第二端節(jié)點(diǎn)(SRNC)合作，以確定連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)(CFN)，該定時(shí)基準(zhǔn)對所述連接中涉及的所有節(jié)點(diǎn)都是相同的；確定至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)的偏差(OFS、SOF)，該偏差與該中間節(jié)點(diǎn)的定時(shí)基準(zhǔn)和所述連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)(CFN)之差相關(guān)。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的第一端節(jié)點(diǎn)(MS)，其特征在于，所述連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)包括連接特定的幀編號(CFN)，其值以預(yù)定間隔步進(jìn)變化，并具有有限長度，使得連接特定的幀編號(CFN)的周期實(shí)際上短于一般連接的時(shí)長；幀編號擴(kuò)展(HFN)，它在連接特定的幀編號完成一個(gè)周期時(shí)步進(jìn)變化；以及在建立、重新建立或者越區(qū)切換某個(gè)連接時(shí)，所述第一端節(jié)點(diǎn)(MS)發(fā)送所述幀編號擴(kuò)展(HFN)的初始化參數(shù)給第二端節(jié)點(diǎn)(RNC)，用以將所述幀編號擴(kuò)展(HFN)初始化成某個(gè)值，該值超過了前一連接期間所述幀編號擴(kuò)展(HFN)的最后值。
31.第二端節(jié)點(diǎn)(MS)，用于通過電信網(wǎng)中至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS1，BS2，...)生成到第一端節(jié)點(diǎn)(MS)的連接，其中所述第一端節(jié)點(diǎn)(MS)和各中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)具有相應(yīng)的定時(shí)基準(zhǔn)(MSFN、BS1FN、BS2FN)；其特征在于，改進(jìn)第二端節(jié)點(diǎn)(MS)，使其與所述第一端節(jié)點(diǎn)(MS)合作，以確定連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)(CFN)，該定時(shí)基準(zhǔn)對所述連接中涉及的所有節(jié)點(diǎn)都是相同的；并確定至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)的偏差(OFS、SOF)，該偏差與該中間節(jié)點(diǎn)的定時(shí)基準(zhǔn)和所述連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)(CFN)之差相關(guān)；以及利用所述偏差的所述信息補(bǔ)償所述定時(shí)基準(zhǔn)之間的所述差值。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的第二端節(jié)點(diǎn)，其特征在于，第二端節(jié)點(diǎn)(SRNC)將所述偏差的所述信息傳送給該中間節(jié)點(diǎn)。
33.中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)，用于在電信網(wǎng)中生成第一端節(jié)點(diǎn)(MS)到第二端節(jié)點(diǎn)(SRNC)之間的連接，其中數(shù)據(jù)在所述端節(jié)點(diǎn)(MS、SRNC)之間以幀的形式發(fā)送，至少一些幀通過若干中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)發(fā)送；以及其中所述第一端節(jié)點(diǎn)(MS)和各中間節(jié)點(diǎn)(BS1、BS2)具有相應(yīng)的定時(shí)基準(zhǔn)(MSFN、BS1FN、BS2FN)；其特征在于，中間節(jié)點(diǎn)如下同步到連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)(CFN)接收偏差(OFS、SOF)，該偏差與其自身定時(shí)基準(zhǔn)和該連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)(CFN)之間的差值相關(guān)；以及利用所述偏差補(bǔ)償所述定時(shí)基準(zhǔn)之間的所述差值。
全文摘要
電信網(wǎng)中使幀傳輸同步的一種機(jī)制，前述電信網(wǎng)包括移動臺(MS)，無線網(wǎng)絡(luò)控制器(SRNC)，至少一個(gè)基站(BS1、BS2)。移動臺(MS)和各基站(BS1、BS2)具有相應(yīng)的定時(shí)基準(zhǔn)(MSFN、BS1FN、BS2FN)。該機(jī)制包括或者執(zhí)行以下步驟1)確定連接特定的定時(shí)基準(zhǔn)(CFN)，該定時(shí)基準(zhǔn)對所述連接中涉及的所有節(jié)點(diǎn)(MS、BS1、BS2、RNC)都是相同的；2)確定基站(BS1、BS2)的定時(shí)基準(zhǔn)和CFN之間的偏差(OFS)；以及3)基站(BS1、BS2)利用該偏差(OFS)補(bǔ)償定時(shí)基準(zhǔn)之間的差值。
文檔編號H04B7/26GK1421108SQ99813850
公開日2003年5月28日 申請日期1999年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月5日
發(fā)明者法比奧·隆尼, 朱卡·瓦林, 瓦特里·尼米, 朱卡·蘭塔 申請人:諾基亞網(wǎng)絡(luò)有限公司