[发明专利]移动站的鉴别密钥管理

说明书

本发明涉及无线通讯系统，特别涉及鉴别密钥(A密钥)的管理的一种方法和装置，该鉴别密钥用于鉴别蜂窝无线电系统中的移动站。

现有技术包括自从80年代初已经在美国工作和提供电话业务给日益增长的用户基准的蜂窝无线电系统，目前估计超过2千万用户。除了是采用频率而不是电话线来连接去向和来自移动用户的电话呼叫以外，蜂窝电话业务在家中和办公室中很像固定、有线电话业务地工作。每一个移动用户分配一个专用(10数字)的号码簿电话号码和通常基于每月他或者她在蜂窝电话上讲话花费的空中时间的数量计费。陆上线路电话用户可用的许多业务特性(例如呼叫等待，呼叫转送，三方呼叫等等)通常移动用户也可用。

在美国，已经由联邦通信委员会(FCC)依据1980年户口普查定义把国家分开为地区的业务市场的许可方案颁发蜂窝使用许可。仅仅两个蜂窝许可被授与每个市场。每个市场中两个蜂窝系统通常分别称为″A″系统和″B″系统。两个系统的每一个系统被分配在800MHz波段中不同的频率块(分别地称为A波段和B波段)。到此刻为止，FCC已经发行总数为50MHz用于蜂窝业务(每个系统25MHz)。移动用户具有从A系统或者B系统操作员的任一个系统(或者两个系统)预订业务的自由。每个系统给每个它自己的用户分配一个移动的标识号(MIN)。预订业务的本地的系统称为″归属″系统。当旅行到归属系统外部时，如果在归属和″访问″系统的操作者之间有″漫游″协议，移动用户也能获得在远地系统的业务。

典型的蜂窝无线电系统的结构示于图1。一个地理的区域(例如大都市的区域)被分成几个较小的、相邻的无线电覆盖区域，称为″网孔″，诸如网孔C1-C10。网孔C1-C10是由称为″基站″B1-B10的对应组的固定无线站服务，每个基站包括多个射频(RF)信道单元(收发信机)，在指定给该系统的RF信道子集上操作，在本领域也是公知的。为了说明的目的，图1示出基站B1-B10分别地位于网孔C1-C10的中心并且表示装备同等地在所有方向传送的全向辐射天线。然而基站B1-B10也可能位于接近该外围设备或相反离开网孔C1-C10的中心，并且可能定向地以无线电信号照射网孔C1-C10(例如一个基站可能装备三个定向天线，每个定向天线覆盖120度扇区)。

分配给任何给定网孔(或者扇区)的射频信道可能根据本领域公知的频率复用计划重新分配给远地网孔。在每个网孔(或者扇区)中，至少一个RF信道用于传送控制或者监视消息，并且称为″控制″或者″寻呼/接入″信道。其它RF信道用于传送话音会话，并且称为″话音″或者″语音″信道。在网孔C1-C10中的蜂窝电话用户(移动用户)装备便携(手拿的)，可传送的(手携带)或者移动的(安装在车上)电话单元，总起来称为″移动站″，诸如移动站M1-M5，每个移动站与附近的基站通话。每个移动站M1-M5包括一个控制器(微处理器)和一台收发信器，在本领域也是公知的。每个移动站中的收发信器可能调谐到该系统规定的任何RF信道(然而该基站BI-B10中的每个收发信器通常仅仅操作在对应的网孔中使用的不同的RF信道之一。

继续参考图1，基站B1-B10连接到和由移动电话机交换局(MTSO)20控制。MTSO20又连接到陆上线(有线)公共交换电话网(PSTN)30中的中心局(图1未特别示出)，或者相似的设备诸如集成系统数字网(ISDN)。MTSO20转换在有线和移动用户之间的呼叫，控制到移动站M1-M5的信令，编译计费统计，存储用户业务档案资料和提供该操作的系统的维护和测试。

当接通(加电)时，每一个移动站M1-M5输入该空状态(等待方式)和调谐并连续地监视最强的控制信道(通常是在那时移动站所在的网孔的控制信道)。当在空状态时在网孔之间移动，移动站最后将″丢失″在旧的″网孔的控制信道上的无线电连接并且调谐到″新的″网孔的控制信道。初始调谐到和控制信道的变化两者自动地通过扫描在蜂窝系统中操作的全部控制信道以便找到″最佳″控制信道(在美国，在每个蜂窝系统中有21个″专用的″控制信道，它是指移动站必须扫描21RF信道的最大的号码)实现的。当找到具有好的接收质量的控制信道时，移动站保持调谐到这个信道直到该质量再恶化为止。以这种方式，移动站保持与该系统″接触″和可能通过一个基站B1-B10接收或者发出电话呼叫，该基站连接到MTSO20。