專利名稱：通信系統(tǒng)中允許移動(dòng)站到移動(dòng)站的呼叫的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中兩個(gè)無(wú)線移動(dòng)站之間的呼叫，而且更具體地涉及降低兩個(gè)無(wú)線移動(dòng)站之間發(fā)送的信號(hào)的延遲量的方法和設(shè)備以及一種對(duì)移動(dòng)站到移動(dòng)站呼叫加密的方法。
背景技術(shù)：


圖1說(shuō)明了衛(wèi)星通信系統(tǒng)的框圖。衛(wèi)星11與至少一個(gè)地面站或中心站10以及多個(gè)移動(dòng)站12通信。衛(wèi)星包括多波束天線。每個(gè)移動(dòng)站由來(lái)自多波束天線的恰當(dāng)天線點(diǎn)波束服務(wù)。中心站10使用-例如-C波段或Ka波段頻率與衛(wèi)星通信，而衛(wèi)星在上行鏈路方向上使用-例如-L波段頻率、在下行鏈路方向上使用-例如-S波段頻率與移動(dòng)站通信。在大多數(shù)情況下，大多數(shù)呼叫在移動(dòng)站和連接到公共交換電話網(wǎng)(PSTN)13的普通電話之間進(jìn)行。中心站10從PSTN13接受呼叫并通過(guò)衛(wèi)星11將它們中繼到移動(dòng)站12，反之從移動(dòng)站12接受由衛(wèi)星11中繼的呼叫并將呼叫連接到PSTN13。小部分呼叫可能是移動(dòng)站到移動(dòng)站的呼叫，其中中心站10直接將移動(dòng)站彼此連接，而不必讓PSTN參與。在這種情況下，來(lái)自一個(gè)移動(dòng)站的信號(hào)通過(guò)衛(wèi)星11中繼到中心站10，中心站10處理該信號(hào)并將信號(hào)通過(guò)衛(wèi)星11發(fā)送到接收移動(dòng)站。
在每個(gè)天線波束中，其中一個(gè)中繼信號(hào)執(zhí)行呼叫信道(尋呼信道)和廣播信道的功能。這個(gè)信道傳輸該波束中的移動(dòng)站需要的系統(tǒng)信息(廣播信息，例如波束ID、衛(wèi)星移動(dòng)信息，等)以及尋址到單個(gè)移動(dòng)站(網(wǎng)絡(luò)始發(fā)的呼叫或?qū)ず?的信息。由于每個(gè)呼叫信道僅用于其波束中的移動(dòng)站接收，大體上，多普勒頻移可以由波束中所有移動(dòng)站所感知的平均值來(lái)粗略糾正。例如，多普勒頻移可以設(shè)計(jì)為在波束中心為零。適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的地面站和衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的例子可以在題為“ACellular/Satellite Communication System With ImprovedFrequency Reuse”的U.S.Patent Application No.08/179,953中找到，該專利在這里結(jié)合作為參考。
圖2中說(shuō)明了典型的蜂窩通信系統(tǒng)。圖2說(shuō)明在典型蜂窩移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)中的10個(gè)服務(wù)小區(qū)，C1-C10。一般，蜂窩移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)會(huì)以大于10個(gè)服務(wù)小區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本發(fā)明可以使用圖2中說(shuō)明的簡(jiǎn)化表示來(lái)解釋。每個(gè)服務(wù)小區(qū)，C1-C10，各有一個(gè)基站B1-B10，與相應(yīng)的服務(wù)小區(qū)具有相同的參照號(hào)。圖2說(shuō)明的基站處于服務(wù)小區(qū)中心附近并且具有全向天線?；疽部梢蕴幱诜?wù)小區(qū)的邊緣并使用方向性天線。
圖2也說(shuō)明了9個(gè)移動(dòng)站，M1-M9，在服務(wù)小區(qū)內(nèi)可移動(dòng)并能從一個(gè)服務(wù)小區(qū)到另一個(gè)。在典型的蜂窩無(wú)線系統(tǒng)中，通常會(huì)超過(guò)9個(gè)蜂窩移動(dòng)站。實(shí)際上，一般移動(dòng)站的數(shù)目會(huì)是基站的很多倍。但是，為了解釋本發(fā)明的目的，較少的移動(dòng)站數(shù)目也足夠了。圖2中也說(shuō)明了移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC。移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC通過(guò)電纜與所有基站連接。移動(dòng)交換中心MSC也通過(guò)電纜與固定交換電話網(wǎng)或類似的固定網(wǎng)連接。從移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC到基站B1-B10的所有電纜以及到固定網(wǎng)的電纜沒(méi)有表示。除了所說(shuō)明的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心，也存在其它的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心，通過(guò)電纜連接到圖2中所示以外的其它基站。除了電纜，其它裝置，例如固定無(wú)線鏈路，也可以在基站和移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心之間使用。移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC、基站、以及移動(dòng)站都是計(jì)算機(jī)控制的。
在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)谝灰苿?dòng)站要聯(lián)系第二移動(dòng)站時(shí)-它們都由相同基站或中繼站來(lái)服務(wù)，來(lái)自第一移動(dòng)站的信號(hào)要送到基站，然后轉(zhuǎn)發(fā)到連接該基站的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心。移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心處理所接收的信號(hào)并將它們發(fā)回基站，基站將該信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到第二移動(dòng)站。
在地球表面最大距離軌道上的通信衛(wèi)星，作為移動(dòng)電話用戶終端和連接到公共交換電話網(wǎng)的基站之間的中繼站。在這種系統(tǒng)中操作的移動(dòng)電話最好是雙模式類型的，既可以在陸地基站蜂窩系統(tǒng)中工作，如果超出了蜂窩基站的范圍也可以通過(guò)衛(wèi)星工作。通過(guò)衛(wèi)星通信的一個(gè)缺點(diǎn)是必須將信號(hào)在衛(wèi)星和地面站之間來(lái)回中繼，導(dǎo)致額外的傳播延遲，給維持通話的工作造成麻煩。幸運(yùn)的是，只有小部分呼叫是移動(dòng)站到移動(dòng)站呼叫而且雙方是通過(guò)衛(wèi)星連接的。
通過(guò)中繼站通信的另一個(gè)缺點(diǎn)是很容易進(jìn)行竊聽(tīng)。因此，希望對(duì)移動(dòng)電話呼叫加密。通常每個(gè)移動(dòng)站提供一個(gè)唯一的密鑰，系統(tǒng)操作者稱為“A密鑰”。A密鑰也存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，該網(wǎng)絡(luò)能夠防止未授權(quán)的訪問(wèn)。此外，A密鑰不是直接用于對(duì)通信加密，而是在鑒權(quán)過(guò)程中用于確認(rèn)移動(dòng)電話所聲明的標(biāo)識(shí)，并計(jì)算一個(gè)臨時(shí)密鑰或“B密鑰”用于對(duì)通話加密。但是，現(xiàn)有技術(shù)不允許直接中繼由一個(gè)移動(dòng)站為接收而加密并由另一個(gè)移動(dòng)站解密的信號(hào)，因?yàn)樗鼈儾荒墚a(chǎn)生相同的B密鑰。這可以通過(guò)在衛(wèi)星中用一個(gè)密鑰加密并用另一個(gè)密鑰重新加密來(lái)解決。但是，這樣需要星上處理每個(gè)移動(dòng)站到移動(dòng)站呼叫，而且星上要傳輸并存儲(chǔ)很多B密鑰。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種機(jī)制，在任何兩個(gè)移動(dòng)站之間建立一個(gè)公用密鑰，因此避免星上或其它中繼站中必需的復(fù)雜信號(hào)處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方法和設(shè)備，允許通過(guò)公共中繼站的移動(dòng)站到移動(dòng)站呼叫，降低系統(tǒng)中出現(xiàn)的時(shí)延，并允許對(duì)發(fā)往或發(fā)自移動(dòng)站的信號(hào)加密。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，揭示了一種通信系統(tǒng)，當(dāng)?shù)谝粺o(wú)線電話呼叫第二無(wú)線電話時(shí)降低環(huán)路延遲，其中第一和第二電話是由相同中繼站服務(wù)的。該通信系統(tǒng)包括與第一和第二無(wú)線電話通信的中繼站。處于中繼站中的轉(zhuǎn)發(fā)器裝置將在第一頻段上從一個(gè)移動(dòng)站接收的信號(hào)在第二頻段上中繼到另一個(gè)移動(dòng)站。此外，轉(zhuǎn)發(fā)器將接收信號(hào)發(fā)送到一個(gè)控制裝置，該裝置使用控制信息控制轉(zhuǎn)發(fā)器裝置的操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，揭示了一種方法，對(duì)通過(guò)移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的衛(wèi)星中繼的兩個(gè)移動(dòng)站之間的呼叫加密。當(dāng)?shù)谝灰苿?dòng)站請(qǐng)求與第二移動(dòng)站的加密連接時(shí)，系統(tǒng)確定第二移動(dòng)站是否只能通過(guò)衛(wèi)星聯(lián)絡(luò)。當(dāng)?shù)诙苿?dòng)站只能通過(guò)衛(wèi)星聯(lián)絡(luò)時(shí)，系統(tǒng)在衛(wèi)星中為該呼叫分配一個(gè)直接的移動(dòng)站到移動(dòng)站轉(zhuǎn)發(fā)器信道。此外，系統(tǒng)分配一個(gè)兩個(gè)移動(dòng)站都使用的加密碼。系統(tǒng)將轉(zhuǎn)發(fā)器信道的標(biāo)識(shí)以及加密碼發(fā)送到第一移動(dòng)站。此外，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)發(fā)器信道的呼叫標(biāo)識(shí)以及加密碼通知第二移動(dòng)站。最后，系統(tǒng)連接該呼叫，其中兩個(gè)移動(dòng)站都使用所分配的加密碼。
附圖的簡(jiǎn)要描述對(duì)本領(lǐng)域的一個(gè)一般技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，從如下所寫的用于結(jié)合附圖的描述中，可以很容易地明確發(fā)明的這些以及其它特征，其中圖1說(shuō)明了衛(wèi)星通信系統(tǒng)；
圖2說(shuō)明了標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩通信系統(tǒng)；圖3說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的衛(wèi)星通信系統(tǒng)；圖4說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的蜂窩通信系統(tǒng)；圖5說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)站到移動(dòng)站呼叫的轉(zhuǎn)發(fā)器；圖6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的加密方法的流程圖。
詳細(xì)描述現(xiàn)在將參考衛(wèi)星通信系統(tǒng)描述本發(fā)明。本領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)人員將會(huì)理解本發(fā)明可以應(yīng)用于其它通過(guò)中繼系統(tǒng)在兩個(gè)用戶站之間中繼消息的系統(tǒng)。
現(xiàn)在將參考圖3描述本發(fā)明。中繼站30使用第一頻段從移動(dòng)站32和34接收無(wú)線信號(hào)，并使用第二頻段或陸地線路將它們中繼到移動(dòng)交換中心36。中繼站30使用第三頻段或陸地線路從移動(dòng)交換中心36接收信號(hào)，并使用第四頻段將它們中繼到移動(dòng)站，第四頻段可以與第一頻段相同。移動(dòng)交換中心控制之下的中繼站中提供轉(zhuǎn)發(fā)器，并能夠受控使中繼站或者中繼在第一頻段上從一個(gè)移動(dòng)站接收的信號(hào)到第四頻段上的另一個(gè)移動(dòng)站，反之亦然，藉此提供直接的移動(dòng)站到移動(dòng)站的通信，旁路移動(dòng)交換中心36。中繼站也可以使用第二頻段繼續(xù)將移動(dòng)信號(hào)中繼到移動(dòng)交換中心，移動(dòng)交換中提取稱為慢關(guān)聯(lián)控制信道(SACCH)消息的信令消息。
SACCH消息報(bào)告移動(dòng)站的狀態(tài)以及匯報(bào)移動(dòng)站所接收的信號(hào)質(zhì)量。來(lái)自一個(gè)移動(dòng)站的SACCH可以由另一個(gè)移動(dòng)站接收并由接收移動(dòng)站使用，作為增加或降低發(fā)射機(jī)功率的指示。從兩個(gè)移動(dòng)站中繼到移動(dòng)交換中心36的SACCH消息可以由移動(dòng)交換中心36用于各種目的，例如增加或降低轉(zhuǎn)發(fā)器30發(fā)送到各移動(dòng)站32和34的功率。
此外，移動(dòng)站可以使用快關(guān)聯(lián)控制信道(FACCH)發(fā)送或接收緊急消息。通過(guò)在一般由語(yǔ)音或用戶信息所占據(jù)的發(fā)送信息流中取一個(gè)位置來(lái)容納FACCH信道。由任一移動(dòng)站發(fā)送的FACCH消息可以在移動(dòng)交換中心接收并在收到呼叫終止消息時(shí)接收，構(gòu)成移動(dòng)交換中心一部分的計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)停止累計(jì)呼叫計(jì)費(fèi)。然后MSC計(jì)算機(jī)可以向轉(zhuǎn)發(fā)器30發(fā)送一個(gè)控制信號(hào)，終止直接的移動(dòng)到移動(dòng)中繼連接，并且可以向兩個(gè)移動(dòng)站發(fā)送一個(gè)作為FACCH消息的清除確認(rèn)。為了從MSC向移動(dòng)站發(fā)送清除FACCH消息或其它命令，MSC可以控制轉(zhuǎn)發(fā)器30，暫時(shí)中斷直接的移動(dòng)到移動(dòng)中繼操作中的一個(gè)信號(hào)單元，例如一個(gè)TDMA突發(fā)，以便插入它自己的FACCH消息。如果在一段超時(shí)時(shí)間后沒(méi)有從一個(gè)移動(dòng)站讀到有效的SACCH或FACCH消息，移動(dòng)交換中心也可以結(jié)束中繼操作并發(fā)送清除消息。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在中繼站中提供可以解調(diào)-重調(diào)制信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)器，如圖4中所說(shuō)明的。通過(guò)解調(diào)-重調(diào)制轉(zhuǎn)發(fā)器52，中繼站中的接收機(jī)50對(duì)來(lái)自一個(gè)移動(dòng)站54的信號(hào)接收并解碼，然后重編碼并發(fā)送到另一個(gè)移動(dòng)站56。此外，中繼站可以將信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)交換中心58。轉(zhuǎn)發(fā)器可以由移動(dòng)交換中心控制，從來(lái)自一個(gè)移動(dòng)站的SACCH消息中分離出話音或用戶數(shù)據(jù)，并用從MSC接收的消息代替SACCH消息，與語(yǔ)音或用戶數(shù)據(jù)一起發(fā)送到另一個(gè)移動(dòng)站，反之亦然。
圖5表示處理移動(dòng)到地面以及移動(dòng)到移動(dòng)呼叫的轉(zhuǎn)發(fā)器框圖。使用饋送鏈路天線100，在通常為K或C波段頻率上，從地面(中心)站接收信號(hào)。饋送鏈路接收機(jī)和發(fā)射機(jī)101分別執(zhí)行接收信號(hào)的下變頻以及發(fā)送信號(hào)的上變頻。下變頻之后，接收信號(hào)在寬帶A到D轉(zhuǎn)換器103中數(shù)字化，這樣后面可以進(jìn)行數(shù)字濾波。數(shù)字濾波以及單個(gè)200KHz信號(hào)的分離在信道分裂單元104中執(zhí)行。根據(jù)要分離的信道數(shù)目以及它們相對(duì)的間隔，信道分裂單元104可以使用一組數(shù)字FIR濾波器或加窗快速傅立葉變換，它們都在本技術(shù)領(lǐng)域的當(dāng)前狀態(tài)下。
在饋送鏈路上接收的分離的信道信號(hào)，作為復(fù)基帶信號(hào)被饋送到數(shù)字FDM復(fù)接器105。FDM復(fù)接器執(zhí)行從信道分裂器104中選擇單個(gè)饋送鏈路信號(hào)，并為發(fā)送到移動(dòng)單元的每個(gè)下行鏈路波束分別選擇從移動(dòng)單元接收的信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字域中合適的相對(duì)信道頻率。然后每個(gè)波束的復(fù)接數(shù)字信號(hào)被轉(zhuǎn)換成模擬中頻IF信號(hào)，傳遞到多波束發(fā)射機(jī)106，在那里上變頻并放大，以便在L/S波段通過(guò)多波束發(fā)射天線107發(fā)送。
多波束接收天線108從移動(dòng)單元接收信號(hào)。發(fā)射天線107以及接收天線108可以是不同的相位陣列、包括發(fā)射/接收雙工濾波器的相同相位陣列、或者帶有發(fā)送/接收雙工濾波器的多饋源發(fā)射天線、或單獨(dú)為發(fā)射和接收優(yōu)化的獨(dú)立的多饋源反射天線。
從移動(dòng)站接收的信號(hào)在多波束接收機(jī)單元109中處理，109可包括單獨(dú)為每個(gè)天線饋源的AD轉(zhuǎn)換以及數(shù)字波束成形-如果需要的話。數(shù)字波束成形可對(duì)直接輻射陣列和反射陣列都有好處，如1994年1月11日提交的U.S Patent Application No.08/179,953中所揭示的，在這里結(jié)合作為參考。
多波束接收機(jī)單元109目前優(yōu)選地以數(shù)字形式將信號(hào)傳遞到每個(gè)波束的數(shù)字FDM信道分裂單元110，單元110可以-例如-包括每個(gè)波束的FIR濾波器陣列，將上行鏈路信號(hào)分成200KHz或50KHz的信道。分離的200KHz信道信號(hào)通過(guò)可編程的路由選擇單元111而路由選擇到數(shù)字FDM復(fù)接器112以便解復(fù)接，通過(guò)饋送鏈路發(fā)射機(jī)101和天線100發(fā)送到地面網(wǎng)。此外，某些所收的要轉(zhuǎn)發(fā)到其它移動(dòng)單元、而不首先發(fā)送到地面網(wǎng)的移動(dòng)信號(hào)被分成50KHz的信道并經(jīng)過(guò)4∶1的時(shí)間壓縮，轉(zhuǎn)換成四分之一突發(fā)長(zhǎng)度的200KHz信道信號(hào)。壓縮的信號(hào)被路由選擇到數(shù)字FDM復(fù)接器105，復(fù)接到恰當(dāng)?shù)南滦墟溌份d波和波束中，以便目標(biāo)移動(dòng)站接收。
每個(gè)波束的數(shù)字FDM復(fù)接器最好是完全可編程地選擇通過(guò)饋送鏈路接收機(jī)101或通過(guò)L/S波段接收機(jī)109接收的任何信號(hào)，以便復(fù)接到任何下行鏈路L/S波段頻率和任何波束。類似地，每個(gè)波束的數(shù)字FDM信道分裂單元110優(yōu)選地通過(guò)輸入命令編程，以便對(duì)任何波束中的任何上行鏈路載波頻率上接收的任何L/S波段上行鏈路信號(hào)濾波。通過(guò)對(duì)每個(gè)波束的FDM信道分裂單元110內(nèi)FTR濾波器的中心頻率編程，可以確定波束到波束頻率復(fù)用方案，以便將同頻干擾(C/I)控制到可接受的水平。
配置饋送鏈路數(shù)字信道分裂器104、FDM復(fù)接器105和112、信道分裂器104、110以及路由選擇單元110的命令由命令接收機(jī)102從地面網(wǎng)接收，并傳遞到單個(gè)單元。
可以理解單元104、105、110、111和112可以是各種形式的相同的數(shù)字信號(hào)處理器，具有共享的信號(hào)抽樣存儲(chǔ)器，因此單元之間信號(hào)的路由選擇可以通過(guò)規(guī)定信號(hào)抽樣將被放置或獲取的存儲(chǔ)器地址來(lái)實(shí)現(xiàn)。上述在50KHz信道中接收的抽樣經(jīng)時(shí)間壓縮得到200KHz帶寬的信號(hào)，可以僅通過(guò)將抽樣以第一抽樣率寫入所述存儲(chǔ)器并以第二抽樣率從存儲(chǔ)器中讀出來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在所發(fā)明的移動(dòng)衛(wèi)星通信的TDMA格式中，12個(gè)連續(xù)的16時(shí)隙幀中的TDMA突發(fā)包括用戶話音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而第13幀包括稱為SlowAssociated Control Channel(SACCH慢關(guān)聯(lián)控制信道)的信令信息。SACCH突發(fā)一般在地面網(wǎng)中產(chǎn)生以便控制移動(dòng)操作，或在移動(dòng)站中產(chǎn)生以便向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送狀態(tài)信息。因此將一個(gè)移動(dòng)站中產(chǎn)生的SACCH發(fā)送到另一個(gè)移動(dòng)站是不合適的。
所發(fā)明的轉(zhuǎn)發(fā)器可以在數(shù)字FDM復(fù)接器105中包括定時(shí)裝置，從1計(jì)數(shù)到13，以便確定SACCH突發(fā)何時(shí)到來(lái)。從移動(dòng)站接收的SACCH突發(fā)總是通過(guò)路由選擇單元11和饋送鏈路復(fù)接器112路由選擇到地面，但是通過(guò)單元105選擇而停止發(fā)送到另一個(gè)移動(dòng)站，而是通過(guò)信道分裂單元104將從地面網(wǎng)接收的SACCH突發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)。用這種方式，話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)被直接從移動(dòng)站路由選擇到移動(dòng)站，因此避免了雙重的往返延遲，而來(lái)自移動(dòng)站的SACCH狀態(tài)信息繼續(xù)被路由選擇到地面網(wǎng)，來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的控制命令繼續(xù)被路由選擇到移動(dòng)站。用這種方式，網(wǎng)絡(luò)能夠得到對(duì)移動(dòng)功能的控制，例如定時(shí)和功率電平，并能夠監(jiān)視和控制移動(dòng)到移動(dòng)的連接以便計(jì)費(fèi)。用這種方式，只要是話音或用戶數(shù)據(jù)，就在移動(dòng)站之間直接傳遞，旁路移動(dòng)交換中心，但是對(duì)于SACCH消息則是移動(dòng)站單獨(dú)與移動(dòng)交換中心通信。類似地，對(duì)于FACCH消息，移動(dòng)交換中心可以控制轉(zhuǎn)發(fā)器將移動(dòng)站發(fā)送的語(yǔ)音、用戶數(shù)據(jù)或FACCH消息替換為移動(dòng)交換中心發(fā)送的FACCH消息，以便另一個(gè)移動(dòng)站接收，反之亦然。用這種方式替換的SACCH或FACCH消息為移動(dòng)交換中心提供了一種控制從移動(dòng)站發(fā)送的功率或定時(shí)改變的方法，這些移動(dòng)站彼此是直接連接的，這樣從不同移動(dòng)站到達(dá)中繼站的突發(fā)傳輸不會(huì)重疊并構(gòu)成了時(shí)分復(fù)接信號(hào)幀。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，揭示了一種方法，對(duì)通過(guò)相同衛(wèi)星中繼站在兩個(gè)移動(dòng)站之間發(fā)送的信號(hào)加密，如圖6所示。在呼叫建立時(shí)，移動(dòng)站通過(guò)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)聯(lián)系，向它提出與另一個(gè)移動(dòng)站的加密連接的請(qǐng)求。當(dāng)確定另一個(gè)移動(dòng)站只能通過(guò)衛(wèi)星聯(lián)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)在衛(wèi)星中繼站中分配一條直接的移動(dòng)到移動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)器信道用于通信。但是如果確定呼叫可以通過(guò)基于陸地的通信系統(tǒng)連接到第二移動(dòng)站，就在基于陸地的系統(tǒng)中為呼叫分配一條信道。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)向請(qǐng)求移動(dòng)站提供所選信道的標(biāo)識(shí)。然后，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)分配一個(gè)兩個(gè)移動(dòng)站使用的密鑰，并將它用移動(dòng)站的A密鑰加密傳遞到第一移動(dòng)站，或者用最后鑒權(quán)過(guò)程中計(jì)算的移動(dòng)站B密鑰加密。然后，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)聯(lián)系被叫移動(dòng)站，并通知它有呼叫、所分配的轉(zhuǎn)發(fā)器信道、以及使用被叫移動(dòng)站的A密鑰或者鑒權(quán)過(guò)程中最后計(jì)算的B密鑰加密的分配的密鑰。
移動(dòng)站的A密鑰可以存儲(chǔ)在所謂智能卡中，卡中帶有一個(gè)處理器，能夠執(zhí)行鑒權(quán)算法并產(chǎn)生B密鑰。可以禁止智能卡輸出A密鑰并限制輸出臨時(shí)的B密鑰，B密鑰可能僅用于單次通話或處理，隨后擦除。在這種情況下，移動(dòng)到移動(dòng)呼叫可以包括網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)同時(shí)命令主叫和被叫移動(dòng)站使用網(wǎng)絡(luò)提供的隨機(jī)詢問(wèn)進(jìn)行鑒權(quán)，然后使用所產(chǎn)生的B密鑰解密被加密的密鑰以便得到用于直接的移動(dòng)到移動(dòng)加密的公共密鑰。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種連續(xù)鑒權(quán)過(guò)程，連續(xù)確認(rèn)已經(jīng)由移動(dòng)交換中心授權(quán)了直接中繼連接的移動(dòng)站標(biāo)識(shí)。該移動(dòng)站發(fā)送的信號(hào)，用移動(dòng)交換中心與每個(gè)移動(dòng)站之間的鑒權(quán)處理的呼叫建立過(guò)程中建立的密鑰進(jìn)行加密。最初的鑒權(quán)過(guò)程以及隨后的加密可以根據(jù)-例如-U.S.Patent Nos.5,091,942；5,282,250以及5,060,266進(jìn)行，所有這些專利在這里結(jié)合作為參考。
移動(dòng)交換中心監(jiān)視加密傳輸，而且如果傳輸不滿足所建立的密鑰，移動(dòng)交換中心可以終止該連接并指示計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)停止累計(jì)費(fèi)用，并確定只對(duì)有效信號(hào)連接過(guò)程計(jì)費(fèi)。或者，移動(dòng)交換中心可以周期性地發(fā)出SACCH消息，命令移動(dòng)站遵守鑒權(quán)計(jì)算并返回響應(yīng)。如果響應(yīng)無(wú)效或者在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有收到，移動(dòng)交換中心可以終止該連接并指示計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)停止累計(jì)費(fèi)用，只對(duì)有效響應(yīng)所確認(rèn)的連接時(shí)間向用戶計(jì)費(fèi)。
本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將會(huì)同意本發(fā)明可以在不背離其精神或核心特征的前提下以其它特定形式來(lái)實(shí)施。因此目前揭示的實(shí)施例，從各個(gè)方面來(lái)考慮都是說(shuō)明性而不是限制性的。發(fā)明范圍由所附權(quán)利要求指明，而不是前面的描述，在同等意義和范圍內(nèi)所做的所有修改都認(rèn)為是包括于其中的。
權(quán)利要求
1．一種通信系統(tǒng)，在第一移動(dòng)站呼叫第二移動(dòng)站時(shí)能夠降低環(huán)路時(shí)延，所述第一和第二移動(dòng)站由同一中繼站服務(wù)，該系統(tǒng)包括與所述第一和第二移動(dòng)站通信的所述中繼站；處于所述中繼站中的轉(zhuǎn)發(fā)器裝置，將第一頻段上從一個(gè)移動(dòng)站接收的信號(hào)在第二頻段上中繼到另一個(gè)移動(dòng)站；以及使用控制信息控制所述轉(zhuǎn)發(fā)器裝置操作的控制裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述中繼站是基于陸地的蜂窩通信系統(tǒng)中的基站。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述中繼站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的衛(wèi)星。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述中繼站包括彈性緩沖器，暫時(shí)存儲(chǔ)從移動(dòng)站接收的信號(hào)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)發(fā)器裝置也將從移動(dòng)站接收的信號(hào)發(fā)送到控制裝置，當(dāng)產(chǎn)生所述控制信息時(shí)控制裝置使用該信號(hào)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述控制裝置是移動(dòng)交換中心。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的通信系統(tǒng)，其中所述控制裝置調(diào)整將控制信息發(fā)送到轉(zhuǎn)發(fā)器的功率。
8．根據(jù)權(quán)利要求5的通信系統(tǒng)，其中使用控制信息暫時(shí)中斷第一和第二移動(dòng)站之間的通信，來(lái)自所述控制裝置的消息可以被中繼到所述移動(dòng)站之一。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的通信系統(tǒng)，其中所述消息是快關(guān)聯(lián)控制信道消息。
10．根據(jù)權(quán)利要求8的通信系統(tǒng)，其中所述消息是慢關(guān)聯(lián)控制信道消息。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)發(fā)器是解調(diào)-重調(diào)制轉(zhuǎn)發(fā)器。
12．一種方法，在移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中提供對(duì)通過(guò)衛(wèi)星中繼的兩個(gè)移動(dòng)站之間的呼叫加密，包括如下步驟請(qǐng)求與第二移動(dòng)站的加密連接；確定第二移動(dòng)站是否只能通過(guò)衛(wèi)星中繼站聯(lián)絡(luò)；當(dāng)?shù)诙苿?dòng)站只能通過(guò)衛(wèi)星中繼站聯(lián)絡(luò)時(shí)，在衛(wèi)星中為該呼叫分配直接的移動(dòng)到移動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)器信道；分配將由兩個(gè)移動(dòng)站使用的第一密鑰；向第一移動(dòng)站發(fā)送所述轉(zhuǎn)發(fā)器信道的標(biāo)識(shí)以及所述第一密鑰；通知第二移動(dòng)站有呼叫、所述轉(zhuǎn)發(fā)器信道的標(biāo)識(shí)以及所述第一密鑰；并且連接該呼叫。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述系統(tǒng)使用第二密鑰向第一移動(dòng)站發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)器信道的標(biāo)識(shí)以及第一密鑰。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中第二密鑰是第一移動(dòng)站的A密鑰。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中第二密鑰是第一移動(dòng)站的B密鑰。
16．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述系統(tǒng)使用第三密鑰向第二移動(dòng)站發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)器信道的標(biāo)識(shí)以及所述第一密鑰。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中第三密鑰是第二移動(dòng)站的A密鑰。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中第三密鑰是第二移動(dòng)站的B密鑰。
19．一個(gè)鑒權(quán)過(guò)程，確認(rèn)已經(jīng)授權(quán)了直接中繼連接的移動(dòng)站的標(biāo)識(shí)，包括如下步驟在呼叫建立過(guò)程中，建立一個(gè)密鑰，對(duì)移動(dòng)站所發(fā)信號(hào)加密；在移動(dòng)交換中心周期性地監(jiān)視并將移動(dòng)站之間所發(fā)的加密信號(hào)與所述建立的密鑰相比較；當(dāng)加密信號(hào)與所述建立的密鑰不對(duì)應(yīng)時(shí)，終止連接。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的鑒權(quán)過(guò)程，其中所述移動(dòng)交換中心連續(xù)地監(jiān)視加密信號(hào)。
21．一個(gè)鑒權(quán)過(guò)程，確認(rèn)已經(jīng)由移動(dòng)交換中心授權(quán)了直接中繼連接的移動(dòng)站的標(biāo)識(shí)，包括如下步驟在呼叫建立過(guò)程中建立一個(gè)預(yù)定的鑒權(quán)計(jì)算；周期性地從所述移動(dòng)交換中心發(fā)出SACCH消息，指示至少一個(gè)移動(dòng)站執(zhí)行預(yù)定的鑒權(quán)計(jì)算；將所述預(yù)定鑒權(quán)計(jì)算的結(jié)果發(fā)送到所述移動(dòng)交換中心；當(dāng)結(jié)果無(wú)效時(shí)終止連接。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的鑒權(quán)過(guò)程，其中當(dāng)在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有收到結(jié)果時(shí)連接終止。
全文摘要
揭示了一種通信系統(tǒng),當(dāng)?shù)谝粺o(wú)線電話呼叫第二無(wú)線電話時(shí)能夠降低環(huán)路延遲,其中第一和第二電話由同一中繼站服務(wù)。該通信系統(tǒng)包括與第一和第二無(wú)線電話通信的中繼站。位于中繼站中的轉(zhuǎn)發(fā)器將第一頻段上接收的來(lái)自一個(gè)移動(dòng)站的信號(hào)在第二頻段上中繼到另一個(gè)移動(dòng)站。此外,轉(zhuǎn)發(fā)器向使用控制信息控制轉(zhuǎn)發(fā)器操作的控制器發(fā)送該接收信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B7/15GK1231784SQ97198190
公開日1999年10月13日 申請(qǐng)日期1997年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月30日
發(fā)明者P·W·登特, S·欽納克舒, R·拉梅斯, S·L·雷恩霍德 申請(qǐng)人:艾利森公司