[发明专利]一种保护移动无线系统中发送的消息的完整性的方法

说明书

本申请是申请号为“03153353.1”，申请日为“2003年8月11日”，发明名称为“一种保护移动无线系统中发送的消息的完整性的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及移动无线系统。本发明尤其适用于第三代移动无线系统，确切地说，就是通用移动通信系统(UMTS)。

背景技术

一般说来，移动无线系统由一系列标准定义，更多的信息可以从相应标准组织所公布的相应标准中得到。

图1概要给出了移动无线系统的总体系结构，基本上包括：

-无线接入网络(RAN)1和

-核心网(CN)4。

RAN由基站2和基站控制器3组成，通过无线接口6与移动终端5通信，通过接口7与CN 4通信。在RAN内部，基站与基站控制器通过接口8通信。

在UMTS中，RAN被称为UMTS陆地无线接入网(UTRAN)，基站称为节点B，基站控制器称为无线网络控制器(RNC)，移动终端称为用户设备(UE)。无线接口6称为Uu接口，接口7称为Iu接口，接口8称为Iub接口，接口9称为Iur接口，也可以在RNC之间提供。

控制给定节点B的RNC称为控制无线网络控制器(CRNC)。CRNC对它所控制的每个节点B实施负载控制和无线资源分配。对与给定UE相关的给定呼叫，称为服务无线网络控制器(SRNC)的RNC对该次呼叫进行控制。对宏分集传输(也称为软切换)而言，连接到UE却不受SRNC控制的节点B通过控制它的RNC与SRNC通过Iur接口通信，这种RNC称为漂移RNC(DRNC)。

具体来说，在UMTS中存在完整性保护功能，用以保护通过无线接口发送的特定信息，也就是在移动性管理、呼叫管理、会话管理等协议中交换的信令信息的完整性。这种信息通过无线接口以消息形式发送，这种消息称为无线资源控制(RRC)消息，在称为RRC协议的SRNC/UE信令协议中定义。

有关RRC协议和完整性保护功能的描述，参见第三代协作项目(3GPP)公布的标准规范3G TS 25.331和3G TS 33.102。下面简要描述用以保护发送方(上行方向的UE或下行方向的SNRC)和接收方(上行方向的SRNC或下行方向的UE)之间交换的消息的完整性的机制：

-对每个需要发送的消息，发送方利用称为UMTS完整性算法(UIA)的完整性保护算法和该算法的输入参数，计算消息鉴权码(MAC-I码)，之后，发送方将这样得到的MAC-I码插入到待发送的消息中，

-对每个接收的消息，接收方利用与发送方相同的算法和相同的输入参数，重新计算MAC-I码，之后接收方比较通过这种方式重新计算得到的码和接收到的码；如果这两个码匹配，接收方认为接收的消息没有被改动，就是原特定发送方发送的消息。

算法输入参数包括秘密参数和公开参数。秘密参数称为完整性密钥(IK)。公开参数包括：

-伪随机值(对应于参数FRESH)

-序列号(对应于参数COUNT-I)

-待发送消息(对应于参数MESSAGE)以及

-用以发送消息的无线承载(RB)标识(对应于参数RB Id)。

序列号COUNT-I包括RRC序列号(RRC SN)和RRC超帧号(RRC HFN)。

开放接口，例如Uu接口中RRC消息采用标准消息格式。因此，可以按照符合抽象文法和传送文法的编码规则，根据消息中待发送的不同信元(IE)得到待发送比特序列，使得以字节流或比特流形式接收的数据在接收时可被正确识别，前述抽象文法可以是，例如用于定义待发送信息的数据结构的抽象文法标记1(ASN.1)语法。这种编码的详细细节，例如在Uu接口上发送RRC消息，可以参见标准规范3G TS 25.331。

如图2所示，对应于在Uu接口上发送的RRC消息的RRC消息比特序列包括：

-比特OP，指示是否保护消息的完整性；

-如果保护消息的完整性，则包括对应于IE的完整性校验信息比特，称为完整性校验信息，

-选择比特，使得接收方可以在多种允许发送的RRC消息中确定这种情况下发送哪一种，

-净荷比特序列(记成“消息”)，对应于净荷信元IE，以及

-在适用的情况下，RRC填充比特，使得发送的序列总长度是8比特的倍数。

完整性校验信息IE包含：

-消息鉴权码IE，对应于发送时计算的MAC-I码，以及

-RRC消息序列号IE，对应于发送该消息时使用的RRC SN。