CN100388659C - 实现异种网络间加密通信的装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了实现加密通信的方法，包括移动终端向固定终端的通信方法，其特征在于：加密移动终端发起加密业务呼叫时，采用业务选项通知基站系统需要使用加密业务，基站通信系统分配相应的资源建立加密通信，在增加了加密业务传输协议的封装后，使用加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，数据恢复，最后通过调制解调模块发送到加密固定终端。提高了资源的利用率，降低了成本；架构灵活，可以根据相关原理扩展应用到其它类型的异种网络，支持较多类型的业务，可以支持加密业务和非加密业务。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统，尤其涉及在移动通信网络和固定通信网络之间实现加密通信装置、系统及方法。
背景技术
加密通信提供一种保证通信内容安全的机制，防止通信内容被非授权用户获知。加密通信日益重要，应用的范围也越来越宽，从特殊用户延伸到普通用户。加密的技术和方法有很多种，在固定通信网的终端之间可以直接通过终端加密、解密实现加密通信。而在移动通信网的终端之间，必须要求网络支持，以建立加密通信链路，通过终端加密实现加密通信，例如在中国专利99802508“加密数据传输方法和应用此方法的一种蜂窝无线电系统”中，提供一种移动通信系统和一种在移动通信系统中对数据传输进行加密的方法。该系统包括在包含一个或者多个无线电载波或者逻辑信道的无线电链路上与其他发送接收机通信的至少一个发送接收机，加密是利用所选的加密方法在载波或者逻辑信道上实现的。
现有的方法只能够提供同种网络内部的对称的加密业务，不能够灵活的应用于各种网络；对于不同网络(例如固定网络与移动网络之间)的终端，则不能够提供加密通信业务，只能采用非加密业务，加密业务应用的范围比较窄。
发明内容
本发明要解决的技术任务之一是提供一种加密装置，支持异种网络终端之间的加密通信业务。本发明要解决的另一技术任务是提供一种系统，实现异种网络之间的加密通信业务。本发明还要解决的是提供一种异种网络间的加密通讯方法。
本发明所述的一种实现异种网络间加密通信的装置，包括信令处理/控制模块、数字调制解调模块、加密业务传输协议处理模块和链路接口模块；所述信令处理/控制模块通过控制接口分别和其它的功能模块连接，提供通信有关信令处理和内部资源管理、分配和控制，通过信令链路接收和发送信令；所述数字调制解调模块，用于建立点到点通信，通过数据总线和加密业务传输协议处理功能模块连接，发送和接收加密的业务数据；所述加密业务传输协议处理模块通过数据总线与所述数字调制解调模块连接，发送和接收加密的业务数据，用于加密业务时处理加密业务传输协议，与移动通信网建立连接；所述链路接口模块提供物理链路接口，对外提供中继链路和信令链路。
本发明提供一种实现异种网络间加密通信的系统，包括移动通信系统和固定通信系统，所述的移动通信系统至少包括基站、支持加密业务的移动台、移动交换中心和基站控制器，所述的固定通信系统至少包括固定交换机和固定终端，其特征在于：所述的系统进一步包括实现异种网络间加密通信的装置；所述的移动通信系统通过陆地移动通信网与所述实现异种网络间加密通信的装置相连接，所述的固定通信系统通过交换电话网与所述实现异种网络间加密通信的装置相连接；所述实现异种网络间加密通信的装置通过在所述移动通信系统与所述固定通信系统之间建立的通信链路，完成所述移动台与所述固定终端之间加密业务数据的透明传递。
本发明提供的一种实现加密通信的方法，包括移动终端向固定终端的通信方法，其特征在于：加密移动终端发起加密业务呼叫时，采用业务选项通知基站系统需要使用加密业务，基站通信系统分配相应的资源建立加密通信，在增加了加密业务传输协议的封装后，使用加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，数据恢复，最后通过调制解调模块发送到加密固定终端。
本发明还提供一种实现异种网络间数据业务半程加密的装置，其特征在于包括信令处理/控制模块、加密业务传输协议处理模块，链路接口模块以及数字调制解调模块和加密/解密模块；所述信令处理/控制模块通过控制接口分别和其它的功能模块连接，提供通信有关信令处理和内部资源管理、分配和控制，通过信令链路接收和发送信令；所述数字调制解调模块，用于建立点到点通信，通过数据总线与所述加密业务传输协议处理功能模块连接，发送和接收加密的业务数据；所述加密业务传输协议处理模块通过数据总线与所述数字调制解调模块连接，发送和接收加密的业务数据，用于加密业务时处理加密业务传输协议，与移动通信网建立连接；所述加密/解密模块，提供加密通信中的加密和解密功能，与所述加密业务传输协议处理功能模块连接，接收和发送加密的数据；所述链路接口模块提供物理链路接口，对外提供中继链路和信令链路。
本发明还提供一种实现异种网络间数据业务半程加密通信的系统，包括移动通信系统和固定通信系统，所述的移动通信系统至少包括基站、支持加密业务的移动台、移动交换中心和基站控制器，所述的固定通信系统至少包括固定交换机和固定终端，其特征在于：所述的系统进一步包括实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置；所述的移动通信系统通过陆地移动通信网与所述实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置相连接，所述的固定通信系统通过交换电话网与所述实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置相连接；所述实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置通过在所述移动通信系统与所述固定通信系统之间建立的通信链路，完成所述移动台与所述固定终端之间数据业务半程加密的传递。
本发明还提供一种实现异种网络间数据业务半程加密通信的方法，其特征在于：首先从所述加密移动终端传来的业务数据经过基站的传输，增加了加密业务传输协议的封装，使用加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，然后到加密/解密模块进行解密，最后通过调制解调器模块发送到普通终端。
本发明还提供一种实现异种网络间话音业务半程加密的装置，其特征在于包括信令处理/控制模块、加密业务传输协议处理模块，链路接口模块以及数字调制解调模块加密/解密模块以及声码器模块； 所述信令处理/控制模块通过控制接口分别和其它的功能模块连接，提供通信有关信令处理和内部资源管理、分配和控制，通过信令链路接收和发送信令；所述数字调制解调模块，用于建立点到点通信，通过数据总线与所述加密业务传输协议处理功能模块连接，发送和接收加密的业务数据；所述加密业务传输协议处理模块通过数据总线与所述数字调制解调模块连接，发送和接收加密的业务数据，用于加密业务时处理加密业务传输协议，与移动通信网建立连接；所述加密/解密模块，提供加密通信中的加密和解密功能，与所述加密业务传输协议处理功能模块连接，接收和发送加密的数据；所述声码器模块，提供固定通信网与移动通信网之间语音编码的转换，与所述加密/解密模块通过通信接口进行加密/解密语音包的交互传送；所述链路接口模块提供物理链路接口，对外提供中继链路和信令链路。
本发明还提供一种实现异种网络间话音业务半程加密通信的方法，其特征在于：加密移动终端发起加密业务呼叫时，采用业务选项通知基站系统需要使用加密业务，基站通信系统分配相应的资源建立加密通信，在增加了加密业务传输协议的封装后，通过所述加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，然后由所述加密/解密模块进行解密，之后所述声码器模块进行语音信号的解码，最后通过所述交换机发送到所述固定终端。
与现有技术相比，本发明的装置、系统和方法，提高了资源的利用率，降低了成本；架构灵活，可以根据相关原理扩展应用到其它类型的异种网络，支持较多类型的业务，可以支持加密业务和非加密业务。
附图说明
图1是本发明提出的实现异种网络间加密通信的装置的一个实施例。
图2是本发明提出实现异种网络间加密通信的系统的一个实施例。
图3是图2所述系统中的移动通信系统实现加密业务时的协议结构。
图4是支持加密业务的移动终端呼叫支持加密业务的固定终端建立全程加密通信的流程；
图5是支持加密业务的固定终端呼叫支持加密业务的移动终端建立全程加密通信的流程；
具体实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：
如图1所示，是实现异种网络间加密通信的装置的一个实施例，该实施例可用于完成异种网络间的话音业务加密，该装置具体包括：信令处理和控制功能模块，提供通信有关信令处理和内部资源管理、分配和控制，采用控制接口分别和其它的功能模块连接，对其它模块进行管理、控制；同时，提供时分复用(TDM)接口和电路交换功能模块连接，通过信令链路接收和发送信令。加密功能模块，提供加密通信中的加密和解密功能；和声码器功能模块存在通信接口，把解密的语音包发送给声码器，并接收声码器的语音包进行加密；另外，和加密业务传输协议处理功能模块连接，接收和发送加密的数据。声码器功能模块，提供固定通信网与移动通信网之间语音编码的转换；同时，通过时分复用(TDM)接口和电路交换功能模块连接，接收和发送固定通信网的语音数据。数字调制解调功能模块，用于与加密固定终端建立点到点通信；通过时分复用(TDM)接口和电路交换功能模块连接，接收和发送与加密固定终端之间的业务数据；通过数据总线和加密业务传输协议处理功能模块连接，发送和接收加密的业务数据。加密业务传输协议处理功能模块，用于加密业务时处理加密业务传输协议，与移动通信网建立连接；并通过时分复用(TDM)接口和电路交换功能模块连接，向移动通信网发送和接收业务数据；通过数据总线和数字调制解调功能模块连接，发送和接收加密的业务数据。链路接口模块提供物理链路接口，对外提供中继链路和信令链路，并通过时分复用(TDM)接口和电路交换功能模块连接，使内部的功能单元与外部链路连接。
实现加密通信的装置可以采用移动关口局增加部分功能单元软件升级而实现，其中移动关口局包括信令处理和控制功能模块、交换功能模块和链路接口模块，外部可以独立地提供声码器功能模块、数字调制解调功能模块、加密业务传输协议处理功能模块和加密解密功能模块。移动关口局通过控制接口来控制、管理这些功能模块，这些功能模块通过和移动关口局之间的数据接口(可以是时分复用接口或者其它类型的串行或/和并行接口)进行业务数据通信。
能够支持移动通信网络和固定通信网络之间加密通信业务的系统见图2。包括支持加密业务的移动终端(简称加密移动终端)；移动通信系统，包括基站、基站控制器和移动交换中心；实现加密通信的装置；固定通信网中的固定终端，包括不支持加密业务的普通终端和支持加密业务的固定终端(简称加密固定终端)。如果支持对私有数据网的加密访问，可以增加加密接入服务器或者普通接入服务器。
加密接入服务器可以支持与加密移动终端之间点对点的加密，是增加了加密/解密模块的普通接入服务器，可以实现加密移动终端到加密接入服务器全程的加密通信。使用普通接入服务器只可以实现半程加密通信，也就是在在加密移动终端到实现加密通信的装置之间建立加密通信，普通接入服务器和实现加密通信的装置之间建立非加密的通信。
移动通信系统中加密语音和数据业务采用的协议结构如图3。基站系统要支持相应的协议。加密业务采用无线链路协议(IS-707A中定义，Radio LinkProtocol)传输经过加密的语音和数据，加密语音业务和加密数据业务分别采用了透明无线链路协议和非透明无线链路协议；空中接口采用标准的无线协议；基站系统采用加密业务传输协议，例如互联系统链路协议(IS-728中定义，Intersystem Link Protocol)，实现空中业务速率数据与64kbps速率的地面链路之间的速率适配，并采用64kbps速率的地面链路作为传输的物理链路与其他系统建立连接。这样，上层的业务可以实现透明的传输。
另外，加密业务采用特定的业务选项，加密移动终端发起加密业务呼叫时，采用业务选项通知基站系统需要使用加密业务，基站通信系统分配相应的资源建立加密通信。基站系统并且可以把业务选项等相关信息传递给移动交换中心，使交换中心清楚需要建立加密通信，交换中心负责建立通信的链路，透明传递加密业务的数据。
普通终端(接入服务器)和实现加密通信的装置建立的半程加密通信需要根据业务类型选择参与通信的模块。语音业务需要声码器模块、加密业务传输协议处理模块和加密/解密模块；首先从加密移动终端来的语音经过基站的传输，增加了加密业务传输协议的封装，使用加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，然后到加密/解密模块进行解密，之后声码器模块进行语音的解码，最后通过交换机发送到普通终端。对于普通终端语音的处理过程是一个逆过程，声码器接收后进行语音的编码，之后到加密/解密模块进行加密，最后使用加密业务传输协议处理模块进行封装，发送到基站系统。数据业务需要调制解调器部分和普通终端(接入服务器)的调制解调器之间建立相应的通信，例如传真、异步数据等。数据业务需要加密业务传输协议处理模块、调制解调器模块和加密/解密模块。首先从加密移动终端来的业务数据经过基站的传输，增加了加密业务传输协议的封装，使用加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，然后到加密/解密模块进行解密，最后通过调制解调器模块发送到普通终端(接入服务器)。对于普通终端(接入服务器)发送到加密移动终端的数据处理过程是一个逆过程，调制解调器模块接收数据，然后加密/解密模块进行加密，最后使用加密业务传输协议处理模块进行封装，发送到基站系统。
同样，普通终端和非加密移动终端之间可以建立不加密的普通通信。
加密固定终端(加密接入服务器)和加密移动终端可以建立全程加密通信。建立的全程加密通信需要加密业务传输协议处理模块和调制解调模块；首先从加密移动终端来的业务经过基站的传输，增加了加密业务传输协议的封装，使用加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，数据恢复，最后通过调制解调模块发送到加密固定终端(加密接入服务器)。对于加密固定终端(加密接入服务器)业务数据的处理过程是一个逆过程，调制解调模块进行接收，最后使用加密业务传输协议处理模块进行封装，发送到基站系统。数据业务需要调制解调器部分和加密固定终端(加密接入服务器)的调制解调器之间建立相应的通信，例如传真、异步数据等。
如果是加密语音通信，在加密固定终端内，将接收到加密语音数据进行解密，然后进行语音解码，恢复为语音回放。如果是加密传真，加密固定终端内，将接收到加密数据进行解密，恢复出原始数据。如果是加密异步数据业务，将接收到加密数据进行解密，然后交上层协议处理。
在加密接入服务器内部，情况与加密固定终端的加密异步数据业务类似，将接收到加密数据进行解密，然后交上层协议处理，进行数据包的恢复、路由等。
图4是支持加密业务的移动终端呼叫支持加密业务的固定终端建立全程加密通信的流程。首先，二类终端设备向移动终端发送AT命令，申请建立通信。移动终端向移动基站系统发送业务申请，其中的业务选项参数指示了业务类型。此时，移动通信系统可以进行有关的接入鉴权，确定终端是否合法加密业务用户，确定是否接入。移动终端接入成功，移动基站系统为此次呼叫分配资源，包括无线资源、无线协议处理资源、无线链路协议处理资源和加密业务传输协议处理资源。基站系统将业务类型、被呼号码等参数送给移动交换中心和实现加密通信的装置。实现加密通信的装置根据业务类型和被呼号码等参数确定是加密业务，与固定终端建立连接。如果业务与终端类型不匹配，例如业务为加密语音业务，而终端为数据终端；或者为加密数据业务，而终端为语音终端，则呼叫无法建立，释放呼叫。并根据业务类型分配相应的资源。实现加密通信的装置的调制解调单元与终端的调制解调单元建立连接，呼叫建立。释放时，如果移动终端发起释放，释放所有的链路资源。同时，固定终端也可以发起释放。
图5是支持加密业务的固定终端呼叫支持加密业务的移动终端建立全程加密通信的流程。首先，固定终端发起呼叫，固定交换机建立相应的连接，并把主叫号码、被叫号码等参数携带给实现加密通信的装置。实现加密通信的装置根据主叫号码、被叫号码等参数判断业务类型，分配相应的资源，和固定终端建立连接；同时把有关参数送给移动交换中心与移动基站系统。如果业务与终端类型不匹配，例如业务为加密业务，而终端为普通终端，释放呼叫。移动交换中心与移动基站系统根据业务类型建立与移动终端的连接，此时，移动通信系统可以进行有关的接入鉴权，确定终端是否合法加密业务用户，确定是否接入。移动终端接入成功，移动基站系统为此次呼叫分配资源，包括无线资源、无线协议处理资源、无线链路协议处理资源和加密业务传输协议处理资源。呼叫建立。释放时，如果固定终端发起释放，释放所有的链路资源。同时，移动终端也可以发起释放。对于普通固定终端，建立通信的步骤与上述类似，只是与实现加密通信的装置之间的通信类型不同，需要根据业务类型建立不同的通信；并且实现加密通信的装置分配的处理资源不同。
Claims (10)
1.一种实现异种网络间加密通信的装置，其特征在于包括信令处理/控制模块、加密业务传输协议处理模块，链路接口模块以及数字调制解调模块；
所述信令处理/控制模块提供通信有关信令处理和内部资源管理、分配和控制，通过信令链路接收和发送信令；
所述数字调制解调模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，用于建立点到点通信，通过数据总线与所述加密业务传输协议处理功能模块连接，发送和接收加密的业务数据；
所述加密业务传输协议处理模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，通过数据总线与所述数字调制解调模块连接，发送和接收加密的业务数据，用于加密业务时处理加密业务传输协议，与移动通信网建立连接；
所述链路接口模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，提供物理链路接口，对外提供中继链路和信令链路。
2.一种实现异种网络间加密通信的系统，包括移动通信系统和固定通信系统，所述的移动通信系统至少包括基站、支持加密业务的移动台、移动交换中心和基站控制器，所述的固定通信系统至少包括固定交换机和支持加密业务固定终端，其特征在于：
所述的系统进一步包括如权利要求1所述的实现异种网络间加密通信的装置；所述的移动通信系统通过陆地移动通信网与所述实现异种网络间加密通信的装置相连接，所述的固定通信系统通过交换电话网与所述实现异种网络间加密通信的装置相连接；所述实现异种网络间加密通信的装置通过在所述移动通信系统与所述固定通信系统之间建立的通信链路，完成所述移动台与所述固定终端之间加密业务数据的透明传递。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于进一步包括加密接入服务器，所述的加密接入服务器通过交换电话网或者中继链路直接与所述实现异种网络间加密通信的装置相连接，支持对私有数据网的加密访问，实现全程加密数据业务。
4.一种实现加密通信的方法，包括移动终端向固定终端的通信方法，其特征在于：加密移动终端发起加密业务呼叫时，采用业务选项通知基站需要使用加密业务，基站分配相应的资源建立加密通信，在增加了加密业务传输协议的封装后，使用实现异种网络间加密通信的装置中的加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，数据恢复，最后通过如权利要求1所述的实现异种网络间加密通信的装置中的调制解调模块发送到加密固定终端。
5.一种实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置，其特征在于包括信令处理/控制模块、加密业务传输协议处理模块，链路接口模块以及数字调制解调模块和加密/解密模块；
所述信令处理/控制模块，提供通信有关信令处理和内部资源管理、分配和控制，通过信令链路接收和发送信令；
所述数字调制解调模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，用于建立点到点通信，通过数据总线与所述加密业务传输协议处理功能模块连接，发送和接收加密的业务数据；
所述加密业务传输协议处理模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，通过数据总线与所述数字调制解调模块连接，发送和接收加密的业务数据，用于加密业务时处理加密业务传输协议，与移动通信网建立连接；
所述加密/解密模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，提供加密通信中的加密和解密功能，与所述加密业务传输协议处理功能模块连接，接收和发送加密的数据；
所述链路接口模块提供物理链路接口，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，对外提供中继链路和信令链路。
6.一种实现异种网络间数据业务半程加密通信的系统，包括移动通信系统和固定通信系统，所述的移动通信系统至少包括基站、支持加密业务的移动台、移动交换中心和基站控制器，所述的固定通信系统至少包括固定交换机和固定终端，其特征在于：
所述的系统进一步包括如权利要求5所述的实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置；所述的移动通信系统通过陆地移动通信网与所述实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置相连接，所述的固定通信系统通过交换电话网与所述实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置相连接；所述实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置通过在所述移动通信系统与所述固定通信系统之间建立的通信链路，完成所述移动台与所述固定终端之间数据业务半程加密的传递。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于：进一步包括普通接入服务器；所述的普通接入服务器通过交换电话网或者通过中继链路直接与所述实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置相连接，支持对私有数据网的半程加密通信。
8.一种实现异种网络间数据业务半程加密通信的方法，其特征在于：首先从所述加密移动终端传来的业务数据经过基站的传输，增加了加密业务传输协议的封装，使用实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置的加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，然后到实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置的加密/解密模块进行解密，最后通过如权利要求5所述的实现异种网络间数据业务半程加密通信的装置的调制解调器模块发送到普通终端。
9.一种实现异种网络间话音业务半程加密通信的装置，其特征在于包括信令处理/控制模块、加密业务传输协议处理模块，链路接口模块以及数字调制解调模块加密/解密模块以及声码器模块；
所述信令处理/控制模块，提供通信有关信令处理和内部资源管理、分配和控制，通过信令链路接收和发送信令；
所述数字调制解调模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，用于建立点到点通信，通过数据总线与所述加密业务传输协议处理功能模块连接，发送和接收加密的业务数据；
所述加密业务传输协议处理模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，通过数据总线与所述数字调制解调模块连接，发送和接收加密的业务数据，用于加密业务时处理加密业务传输协议，与移动通信网建立连接；
所述加密/解密模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，提供加密通信中的加密和解密功能，与所述加密业务传输协议处理功能模块连接，接收和发送加密的数据；
所述声码器模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，提供固定通信网与移动通信网之间语音编码的转换，与所述加密/解密模块通过通信接口进行加密/解密语音包的交互传送；
所述链路接口模块，通过控制接口与所述信令处理/控制模块连接，提供物理链路接口，对外提供中继链路和信令链路。
10.一种如权利要求9所述的装置实现异种网络间话音业务半程加密通信的方法，其特征在于：加密移动终端发起加密业务呼叫时，采用业务选项通知基站系统需要使用加密业务，基站通信系统分配相应的资源建立加密通信，在增加了加密业务传输协议的封装后，通过所述加密业务传输协议处理模块进行业务数据的接收，然后由所述加密/解密模块进行解密，之后所述声码器模块进行语音信号的解码，最后通过所述交换机发送到所述固定终端。
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