[发明专利]安全发送用于移动站鉴别的分布RAND信号的方法和设备

说明书

                            背景

I.发明领域

本发明一般涉及数字电话技术，尤其涉及蜂窝电话系统中移动站的鉴别。

II.描述

无线通信领域有许多应用场合，例如包括无绳电话、寻呼、无线本地环路和卫星通信系统。一种特别重要的应用就是移动用户的蜂窝电话系统(这里的“蜂窝系统”包括蜂窝频率与PCS频率)。对这类蜂窝电话系统已经开发了各种空中联接方法，包括例如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)与码分多址(CDMA)。在这方面，业已建立了各种国家与国际标准，包括例如先进移动电话服务(AMPS)、全球移动系统(GSM)与暂行标准95(IS-95)，尤其是电信行业协会(TIA)与其它著名的标准团体已颁布了IS-95及其派生文件IS-95A-ANSI J-STD-008等(统称为IS-95)。

按IS-95标准构建的蜂窝电话系统应用CDMA信号处理技术。美国专利No.5,103,459已描述过一种基本上按IS-95标准构建的示例性蜂窝电话系统，该专利已转让给本发明受让人，现完全结合在此作参照。上述专利说明了CDMA基站的发射或正向链路、信号处理。1997年12月9日提交的美国专利申请号08/987,172描述了CDMA基站示例性的接收或反向链路、信号处理，该申请题为“MULTICHANNEL DEMODULATOR”，已转让给本发明受让人，现完全结合在此作参照。

在蜂窝电话系统中，基站必须鉴别诸移动用户单元或移动站。鉴别是一种在移动站与基站之间交换信息的过程，目的是确认该移动站的身份。蜂窝通信一般都规定了鉴别移动站的步骤。TIA颁发的蜂窝标准提出两种鉴别移动站的方法，即“独特查问”法与“广播查问”法。TIA标准应用了上述的鉴别方法，包括例如IS-91(AMPS标准)、IS-54(标准模拟控制信道的TDMA标准)、IS-136(规定数字控制信道的TDMA标准)和IS-95。

独特查问法已为本领域技术人员所熟知。在应用该方法的系统中，蜂窝基地(基站和/或基站控制器)向某一移动站发送查问值，而该移动站发送一应答，该应答是根据该查问、移动站标识符和只有基站与该移动(假定该移动站是合法的移动站)知道的保密数据计算出来的。若应答正确，蜂窝基地就提供电话接续等服务。然而，独特查问法的缺点是完全查问—应答过程所花的时间较长，不适当地延迟了通信的建立。为此，TIA蜂窝标准已包括了广播查问法，作为一种迅速鉴别得到蜂窝服务请求的手段。

在鉴别的广播查问法中，在蜂窝控制信道上对诸移动站广播一查问值(一般指“RAND”)，诸移动站收到这一查问值时先把它贮存起来，以后当它们请求基站提供蜂窝服务时，再将该查问值与其它贮存的信息一起使用。

蜂窝电话系统在若干情况下要应用鉴别步骤。例如，基站常常要求鉴别移动站注册、起点与终点。注册就是移动站识别其位置并向基站发送某些参数的过程。起点步骤在用户将该移动站导向发起通信时设置。终点步骤则在另一方向某一移动站提出通话而该移动站为了接听对播叫消息作答时设置。

在按IS-95构建的CDMA系统中，只有在基站确定自己与某一移动站都拥有同样几组“共享保密数据”(SSD)和相同“随机查问值(RCV)”时，才要鉴别该移动站。SSD是一个基站与移动站都知道的128位的量，由该移动站存入其半永久存储器里。SSD的前64位包括数值SSD_A，其余64位包括数值SSD_B。SSD_A用于鉴别过程，而SSD_B用于话音保密与消息加密处理。RCV是一个32位数，对应于上述鉴别中广播查问法使用的查问值，下面再详细讨论。有时把RCV的8个最高位称为RANDC，而将其24个最低位称为RANDL。