JP3550165B2

JP3550165B2 - How to change the scramble code during communication

Info

Publication number: JP3550165B2
Application number: JP13476693A
Authority: JP
Inventors: 昭宏前原; 誠蔵尾上; 恵一寺尾; 佳明中島
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH06350595A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はスクランブルコードにより通信内容をスクランブルし、ディジタル通信方式により通信を行う無線通信における通信中にスクランブルコードを変更する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３Ａに一般的な移動通信システムの構成を示す。基地局１０２がカバーするゾーン（サービスエリア）１０３内を移動する移動局１０４は基地局１０２と無線チャネルを介して通信を行う。基地局１０２は交換局１０５と通信を伝送する通信回線１０６と、制御信号を伝送する制御回線１０７とを通じて接続され、また移動局１０４との同期の確立／無線フレームの生成／暗号化などの処理を行っている。移動局１０４と基地局１０２とでは通信チャネルに移行する前に、基地局１０２は乱数を移動局１０４へ送り、基地局１０２および移動局１０４ではそれぞれ記憶しているその移動局のオリジナルコードと前記乱数とにより暗号化演算を行って、通信に使用するスクランブルコードを生成して、基地局１０２と移動局１０４とは同一のスクランブルコードを同時に使用する。
【０００３】
このように従来においては制御チャネルから通信チャネルにチャネルを切替える時に、通信に使用するスクランブルコードを生成し、それを同時に使用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
通信中に同一スクランブルコードを継続して使用していることは安全性の点から好ましくない。この点から通信中においてスクランブルコードを変更することが好ましい。従来においては通信チャネルへ切替える時に新たなスクランブルコードを用いているから、通信中においても図３Ｂに示すように基地局から強制的に他の通信チャネルへの切替えを行い、スクランブルコードを通信中に変更することが考えられる。しかし空通信チャネルが存在しない場合はチャネル切替えによりスクランブルコードの変更をすることはできない。また干渉等の要因によりチャネル切替えが失敗した場合はスクランブルコードの変更をすることができない。
【０００５】
この発明の目的は無線局での回線使用状況およびチャネル干渉状況に拘わらず通信中にスクランブルコードの変更を可能とする通信中のスクランブルコード変更方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば一方の無線局から通信中に乱数および／又は指定したオリジナルコードを他方の無線局へ送信し、その乱数および／又は指定したオリジナルコードを受信した他方の無線局はその乱数および指定されたオリジナルコードを用い、又はその乱数と保持しているオリジナルコードあるいは保持している乱数とその指定されたオリジナルコードとを用いてスクランブルコードを生成し、その後、スクランブルコード生成終了信号を前記一方の無線局へ送信する。そのスクランブルコード生成終了信号を受信したその一方の無線局は通信を中断して同期確立用信号を他方の無線局へ送信する。その結果その他方の無線局では同期が外れ、再度同期を取り直した後、先に生成したスクランブルコードで通信を行う。
【０００７】
【作用】
つまりこの発明は通信中のチャネルの同期を取り直すことにより二つの無線局間でスクランブルコードを同時に変更することになる。従って空通信チャネルの有無に拘わらず通信中スクランブルコードの変更ができ、また干渉などが生じても再び同様の手順を繰返すことによりスクランブルコードを変更することができる。
【０００８】
【実施例】
図１Ａにこの発明を移動通信に適用した場合に用いられる基地局の構成例を示す。変調回路３０１は無線信号の送出処理を行い、復調回路３０２は無線信号の受信処理を行う。送信クロック発生器３０３よりのクロック信号はフレーミング回路３０４へ供給され、通信信号および制御信号をフレーム化するために用いられ、そのフレーム化された信号は変調回路３０１へ供給される。復調回路３０２よりの復調出力はデフレーミング回路３０５でフレーム化された信号から通信信号や制御信号が抽出される。制御回路３０６は乱数の生成、スクランブルコードの生成、移動局への乱数指定などの制御を行い、メモリ３０７，３０８に記憶されている同一移動局に対する異なった移動局オリジナルコードを読み出したり書き込んだりすることができる。この例は各移動局がそれぞれ移動局オリジナルコードを二つもっている場合である。同期確立用信号処理部３０９は制御回路３０６からの指令により同期確立用信号の送受信処理を行う。
【０００９】
前記基地局と対応した移動局の構成例を図１Ｂに示す。移動局も変調回路４０１、復調回路４０２、送信クロック発生器４０３、フレーミング回路４０４、デフレーミング回路４０５、制御回路４０６、メモリ４０７，４０８、同期確立用信号処理部４０９を備え、これらは基地局の同一名称の部分とそれぞれ同様な機能をもっている。制御回路４０６は基地局から乱数および移動局オリジナルコードを指定された場合にスクランブルコードを生成し、その生成終了を基地局へ通知する制御も行う。メモリ４０７，４０８内の各移動局オリジナルコードは基地局のメモリ３０７，３０８内の各鍵と同一である。通信内容のスクランブルはフレーミング回路３０４，４０４で行い、デスクランブルはデフレーミング回路３０５，４０５で行う。
【００１０】
この発明により通信中でのスクランブルコードの変更を移動通信に適用した場合の手順を図２を参照して説明する。
移動局および基地局では通信開始時にメモリ３０７（４０７）の移動局オリジナルコードを使用してスクランブルコードを生成し、そのスクランブルコードを用いて通信信号および制御信号に対するスクランブル処理を行っているとする。
【００１１】
スクランブルコードの変更を決定した基地局では乱数を発生する（５０５）と共に、他の移動局オリジナルコード３０８（４０８）を使用する旨の乱数／オリジナルコード指定信号５０１を移動局へ通知する。またその乱数とオリジナルコードとを用いてスクランブルコード生成処理を行う（５０９）。
この通知を受信した移動局ではその指定された乱数とメモリ４０８の移動局オリジナルコードとを用いてスクランブルコードを生成し（５０６）、その後、基地局へスクランブルコード生成終了信号５０２を送出する。
【００１２】
このスクランブルコード生成終了信号を受信した基地局では、通信信号に代えて同期確立用信号５０３の送出を開始する。
移動局では基地局からの通信信号が断になったため、同期外れが検出され（５０７）、これより同期確立モードになり、この状態で基地局から送られて来る同期確立用信号５０４を受信して再同期処理（５０８）が行われる。
【００１３】
この再同期処理が完了し、基地局との同期が再び確立すると、スクランブルコード生成処理５０６で生成したスクランブルコードを使用して通信内容をスクランブルして通信を行う。基地局もスクランブルコード生成処理（５０９）で生成したスクランブルコードを用いる。このようにして通信中にスクランブルコードの変更が行われる。
【００１４】
基地局では乱数／オリジナルコード指定信号５０１を送信後、干渉／弱電界などの要因により、信号５０１が移動局で受信されなかったり、スクランブルコード生成終了信号５０２が基地局で所定時間経過しても受信されなかったりすると、基地局では再び乱数／オリジナルコード指定信号５０１を送信してスクランブルコード変更処理を最初から繰返す。
【００１５】
乱数／オリジナルコード指定信号５０１、スクランブルコード生成終了信号５０２は一般に情報要素が多いため、その再送等を行うと信号の授受に時間がかかり、その間に干渉／弱電界等の原因により同期外れが発生した場合、移動局では基地局で同期確立用信号５０３を送信していないのに、これを送信したものと処理して誤動作する危険がある。
【００１６】
このような危険を避けるには、例えば基地局ではスクランブルコード生成終了信号５０２の受信後に再同期予告信号を移動局へ送信し、移動局ではこの再同期予告信号を受信するまでは同期外れが生じてもスクランブルコードを変更しないようにすればよい。
上述において基地局、移動局で移動局オリジナルコードを１個だけ保持して、スクランブルコードの変更時に、基地局から乱数だけを変更して送信し、その乱数と１つの共通の移動局オリジナルコードとで新たなスクランブルコードを作ってもよい。また複数の移動局オリジナルコードを保持し、スクランブルコード変更時に、移動局オリジナルコードを指定してこの指定されたオリジナルコードと、最初に基地局から受けた乱数とからスクランブルコードを作ってもよい。上述ではこの発明を移動通信に適用したが固定通信に適用することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、同期を再確立することによりスクランブルコードを変更しているため、空通信チャネルがなくても、干渉などがあっても、通信中にスクランブルコードを変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａはこの発明を移動通信に適用した場合に用いられる基地局の構成例を示すブロック図、ＢはＡの基地局と対応する移動局の構成例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施例の処理手順を示す図。
【図３】Ａは移動通信システム一般的構成を示すブロック図、Ｂは従来のスクランブルコード変更方法の手順を示す図である。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a method for scrambling communication contents using a scramble code and changing the scramble code during communication in wireless communication in which communication is performed using a digital communication system.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3A shows a configuration of a general mobile communication system. A mobile station 104 moving in a zone (service area) 103 covered by the base station 102 communicates with the base station 102 via a wireless channel. The base station 102 is connected through a communication line 106 for transmitting communication with the switching station 105 and a control line 107 for transmitting control signals, and performs processing such as establishment of synchronization with the mobile station 104 / generation of a radio frame / encryption. It is carried out. Before migrating to the communication channel between the mobile station 104 and base station 102, base station 102 sends a random number to the mobile station 104, the original code of the mobile station for storing each in the base station 102 and mobile station 104 The base station 102 and the mobile station 104 simultaneously use the same scramble code by performing an encryption operation using the random number to generate a scramble code used for communication.
[0003]
As described above, in the related art, when a channel is switched from a control channel to a communication channel, a scramble code used for communication is generated and used at the same time.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Continuous use of the same scramble code during communication is not preferable in terms of security. From this point, it is preferable to change the scramble code during communication. Conventionally, a new scramble code is used when switching to a communication channel. Therefore, even during communication, the base station forcibly switches to another communication channel as shown in FIG. It can be changed. However, when there is no idle communication channel, the scramble code cannot be changed by channel switching. If channel switching fails due to factors such as interference, the scramble code cannot be changed.
[0005]
An object of the present invention is to provide a scrambling code change method during communication that enables a scramble code to be changed during communication regardless of a line use situation and a channel interference situation at a radio station.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, one of the wireless stations transmits a random number and / or a designated original code to another wireless station during communication, and the other wireless station receiving the random number and / or the designated original code transmits the random number and / or the designated original code to the other wireless station. Using the designated original code, or generate a scramble code using the random number and the retained original code or the retained random number and the designated original code, and then generate the scramble code generation end signal Transmit to one radio station. Upon receiving the scramble code generation end signal, one of the wireless stations interrupts communication and transmits a synchronization establishment signal to the other wireless station. As a result, the other wireless station loses synchronization, and after re-establishing synchronization, performs communication using the previously generated scramble code.
[0007]
[Action]
In other words, according to the present invention, the scrambling code is simultaneously changed between the two wireless stations by re-synchronizing the channel during communication. Therefore, the scramble code can be changed during communication regardless of the presence or absence of the idle communication channel. Even if interference occurs, the scramble code can be changed by repeating the same procedure again.
[0008]
【Example】
FIG. 1A shows a configuration example of a base station used when the present invention is applied to mobile communication. The modulation circuit 301 performs transmission processing of a radio signal, and the demodulation circuit 302 performs reception processing of a radio signal. The clock signal from the transmission clock generator 303 is supplied to the framing circuit 304, and is used to frame the communication signal and the control signal. The framed signal is supplied to the modulation circuit 301. From the demodulated output from the demodulation circuit 302, a communication signal and a control signal are extracted from the signal framed by the deframing circuit 305. The control circuit 306 controls the generation of random numbers, the generation of scramble codes, the designation of random numbers to mobile stations, and the like, and reads and writes different mobile station original codes stored in the memories 307 and 308 for the same mobile station. be able to. In this example, each mobile station has two mobile station original codes. The synchronization establishment signal processing unit 309 performs transmission / reception processing of the synchronization establishment signal according to a command from the control circuit 306.
[0009]
FIG. 1B shows a configuration example of a mobile station corresponding to the base station. The mobile station also includes a modulation circuit 401, a demodulation circuit 402, a transmission clock generator 403, a framing circuit 404, a deframing circuit 405, a control circuit 406, memories 407 and 408, and a signal processing unit 409 for establishing synchronization. Each part has the same function as the part having the same name. The control circuit 406 generates a scramble code when a random number and a mobile station original code are designated by the base station, and also performs control to notify the base station of the end of the generation. Each mobile station original code in the memories 407 and 408 is the same as each key in the base station memories 307 and 308. The scrambling of the communication contents is performed by the framing circuits 304 and 404, and the descrambling is performed by the deframing circuits 305 and 405.
[0010]
Referring to FIG. 2, a description will be given of a procedure in a case where the scramble code change during communication is applied to mobile communication according to the present invention.
It is assumed that the mobile station and the base station generate a scramble code using the mobile station original code in the memory 307 (407) at the start of communication, and perform scramble processing on a communication signal and a control signal using the scramble code.
[0011]
The base station that has decided to change the scramble code generates a random number (505) and notifies the mobile station of a random number / original code designation signal 501 to use another mobile station original code 308 (408). Further, a scramble code generation process is performed using the random number and the original code (509).
The mobile station that has received this notification generates a scramble code using the specified random number and the mobile station original code in the memory 408 (506), and then sends a scramble code generation end signal 502 to the base station.
[0012]
The base station that has received the scramble code generation end signal starts transmitting the synchronization establishment signal 503 instead of the communication signal.
Since the mobile station has lost the communication signal from the base station, the out-of-synchronization is detected (507), and the mobile station enters the synchronization establishment mode. In this state, the mobile station receives the synchronization establishment signal 504 sent from the base station. Re-synchronization processing (508) is performed.
[0013]
When the resynchronization processing is completed and the synchronization with the base station is re-established, the communication is scrambled using the scramble code generated in the scramble code generation processing 506 to perform communication. The base station also uses the scramble code generated in the scramble code generation processing (509). In this way, the scramble code is changed during communication.
[0014]
After transmitting the random number / original code specification signal 5 01 in the base station, due to factors such as interference / weak electric field, the signal 501 may not be received at the mobile station, scramble code generation completion signal 502 has elapsed a predetermined time, the base station If not received, the base station transmits the random number / original code designation signal 501 again and repeats the scramble code change process from the beginning.
[0015]
Since the random number / original code designation signal 501 and the scramble code generation end signal 502 generally have a lot of information elements, it takes time to transmit and receive the signal if retransmission or the like is performed. In this case, although the base station does not transmit the synchronization establishment signal 503 in the mobile station, there is a danger that the mobile station will process it as a transmitted one and malfunction.
[0016]
To avoid such danger, for example, the base station transmits a resynchronization notice signal to the mobile station after receiving the scramble code generation end signal 502, and the mobile station loses synchronization until the resynchronization notice signal is received. However, the scramble code may not be changed.
In the above description, the base station and the mobile station hold only one mobile station original code, and when the scramble code is changed, only the random number is changed and transmitted from the base station, and the random number and one common mobile station original code are transmitted. , A new scramble code may be created. Alternatively, a plurality of mobile station original codes may be held, and when the scramble code is changed, the mobile station original code may be designated to generate a scramble code from the designated original code and a random number received first from the base station. In the above description, the present invention is applied to mobile communication, but may be applied to fixed communication.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the scramble code is changed by re-establishing synchronization, the scramble code is changed during communication even if there is no idle communication channel or interference occurs. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a block diagram illustrating a configuration example of a base station used when the present invention is applied to mobile communication, and FIG. 1B is a block diagram illustrating a configuration example of a mobile station corresponding to the base station of A.
FIG. 2 is a diagram showing a processing procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a block diagram showing a general configuration of a mobile communication system, and FIG. 3B is a diagram showing a procedure of a conventional scramble code changing method.

Claims

In a method in which two radio stations scramble communication contents with a scramble code and perform communication in a digital communication system, and change the scramble code during the communication,
Sending from one radio station while the communication random number / original code specification signal indicating that use other random numbers and / or original code to the other radio station,
The other radio station receiving the random number and / or the original code designation signal generates a scramble code based on the designated random number and the original code,
After that, a scramble code generation end signal is transmitted to the one radio station,
Upon receiving the scramble code generation end signal, the one wireless station suspends communication and transmits a synchronization establishment signal to the other wireless station,
A method for changing a scramble code during communication, wherein communication is performed with the generated scramble code after the other wireless station re-establishes synchronization again.