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CN101064594B - 无线通信系统同步解密参数的方法及其相关装置 - Google Patents

无线通信系统同步解密参数的方法及其相关装置 Download PDF

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CN101064594B CN2007101018854A CN200710101885A CN101064594B CN 101064594 B CN101064594 B CN 101064594B CN 2007101018854 A CN2007101018854 A CN 2007101018854A CN 200710101885 A CN200710101885 A CN 200710101885A CN 101064594 B CN101064594 B CN 101064594B
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Abstract

用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的方法，包含有当一第二协议单元操作于确认模式时，设定一第一协议单元的接收窗为推进式，且其接收窗大小大于或等于该第二协议单元所使用的接收窗大小。该第一协议单元执行解密功能。

Description

无线通信系统同步解密参数的方法及其相关装置 
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统同步解密参数的方法及其相关装置，特别涉及一种可避免超视频帧号被错误累加，从而维持解密参数的同步，以提高无线资源使用效率的方法及其相关装置。 
背景技术
在一无线通信系统中，为了避免用户数据与某些信令信息(SignalingInformation)被截收而遭到冒用的损害，已知技术可对传输端与接收端间的包进行加密保护。一般而言，已知无线通信系统的加解密保护方式由传输端根据密钥(Ciphering Key)、加密序号(Ciphering Sequence Number)等参数或变量，通过特定算法得出密钥流(Keystream)数据后，以密钥流数据对明文(Plain Text)数据进行加密，得到密文(Cipher Text)数据；相反地，解密方式则由接收端进行逆向操作。其中，加密序号(Ciphering SequenceNumber)是由序号所形成。例如，在第三代移动通信系统中，加密序号由20位的无线链接控制超视频帧号(Radio Link Control Hyper Frame Number，RLC HFN)及12位的无线链接控制序号(Radio Link Control Sequence Number，RLC SN)所组成，简称完整序号(whole SN)，共32位。因此，针对无线通信系统的加密保护机制，除了密钥很重要外，加密序号的正确与否亦相当重要。 
理论上，完整序号应附加于每一传输包的表头，且以明文传送，用于维持传输端与接收端间信号交换的同步及正确性。为了节省无线资源，增加传输效率，已知技术将完整序号分为两部分，一为嵌入在传输包表头中的包序号，另一为存储在传输端与接收端的超视频帧号。超视频帧号类似于包序号的进位数，当超过包序号的表示位数所能表示的数值时，包序号会从启始值重新开始累加，同时超视频帧号会被加1。举例来说，当包序号由七个位表示时，亦即包序号可依序计数0到127。一旦包序号超过127时，超视频帧号就会被加1，而包序号则重新由0开始。因此，根据每一包的包序号，传 输端与接收端分别在适当时机累加超视频帧号，以令彼此保持超视频帧号的同步，确保加解密的顺利进行。 
为了确保超视频帧号的同步，若下层支持「包不依序上传」(out ofsequence delivery)时，已知技术可使用一滑动窗(Sliding Window)，使包传输更有效率以避免噪声干扰造成传输的包遗失。根据不同的应用，滑动窗可分为两类：推进式(Push Type)及拉动式(Pull Type)。推进式滑动窗类似于全球移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)中操作确认模式的无线链接控制单元的接收窗，其是在下缘所对应的包被成功接收或被通知删除时，才会推进接收窗的范围；若一包的序号落在推进式滑动窗之外时，该包会被删除。相较之下，拉动式滑动窗类似于全球移动电信系统中应用于高速下链路包存取(High Speed Downlink PacketAccess，HSDPA)的排序单元(Reordering Entity)的接收窗，其是当一具有序号落在接收窗范围外的包被成功接收时，即推进接收窗的范围，并将接收窗的上缘设为该包的序号。 
在已知解密单元中，用来判别超视频帧号的值的滑动窗类别未被清楚规范。在此情形下，若未使用正确的滑动窗类别，会造成传输端与接收端间超视频帧号的不同步。 
举例来说，假设在全球移动电信系统的接收端中，混合式自动重发请求单元(Hybrid Automatic Repea t Request，HARQ)的接收窗大小为10，无线链接控制单元的接收窗大小为16。另外，包数据聚合协议单元(Packet DataConvergence Protocol，PDCP)的解密单元的接收窗为拉动式滑动窗，且其接收窗大小为10。若具有序号为0至9的包中，除序号为0的包外其余包皆被成功接收，则解密单元的接收窗范围为0至9。同时，若混合式自动重发请求单元由于冗余错误(Residue Error)，如「未收讫误认为收讫」(NACK_to_ACK)错误或「未传输误认为收讫」(DTX_to_ACK)错误，导致混合式自动重发请求单元未能重传序号为0的包，则序号为0的包的重传会通过无线链接控制单元启动。若在接收到重传的序号为0的包前，解密单元已接收到具有序号为10的包，由于其接收窗为拉动式滑动窗，接收窗范围会被推进为1至10。然而，当解密单元收到重传的序号为0的包时，由于序号0落在接收窗范围外，因而会被视为下一序号循环的序号0，并将超视频帧号加1，导致接收端与传输端的超视频帧号不同步，使得解密单元无法正确解 密，影响后续数据传输。 
另一方面，若接收端的解密单元的接收窗为推进式滑动窗，且其接收窗大小为10。若具有序号为0至9的包中，除序号为0的包外其余包皆被成功接收，则解密单元的接收窗范围为0至9。若接收端收到序号为10的包，由于序号10落在接收窗范围外，序号为10的包会被解密单元删除，造成无线电资源的浪费。更有甚者，若下层不支持重传，将导致接收窗停滞无法进行后续运作。 
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于无线通信系统的接收端中同步解密参数的方法及其相关装置。 
本发明揭露一种用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的方法，包含有当一第二协议单元操作于确认模式时，设定一第一协议单元的一接收窗为推进式，且该接收窗大小大于或等于该第二协议单元所使用的接收窗大小。 
本发明另揭露一种用于一无线通信系统的通信装置，用于同步一解密参数，该通信装置包含有一控制电路，用来实现该通信装置的功能；一中央处理器，设置在该控制电路中，用来执行一程序代码以操控该控制电路；以及一存储装置，设置在该控制电路中且耦接于该中央处理器，用来存储该程序代码；其中该程序代码中包含有当一第二协议单元操作于确认模式时，设定一第一协议单元所使用的一接收窗为推进式，且该接收窗大小大于或等于该第二协议单元所使用的接收窗大小。 
本发明另揭露一种用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的方法，包含有在一第二协议单元操作于非确认模式或透通模式时，设定一第一协议单元所使用的接收窗为拉动式。 
本发明另揭露一种用于一无线通信系统的通信装置，用于同步一解密参数，该通信装置包含有一控制电路，用来实现该通信装置的功能；一中央处理器，设置在该控制电路中，用来执行一程序代码以操控该控制电路；以及一存储装置，设置在该控制电路中且耦接于该中央处理器，用来存储该程序代码；其中，该程序代码中包含有在一第二协议单元操作于非确认模式或透通模式时，设定一第一协议单元所使用的接收窗为拉动式。
本发明另揭露一种用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的方法，包含有设定一第一协议单元的接收窗为拉动式，且其接收窗大小大于或等于一第二协议单元所使用的接收窗大小。 
本发明另揭露一种用于一无线通信系统的通信装置，用于同步一解密参数，该通信装置包含有一控制电路，用来实现该通信装置的功能；一中央处理器，设置在该控制电路中，用来执行一程序代码以操控该控制电路；以及一存储装置，设置在该控制电路中且耦接于该中央处理器，用来存储该程序代码；其中该程序代码中包含有设定一第一协议单元的接收窗为拉动式，且其接收窗大小大于或等于一第二协议单元所使用的接收窗大小。 
通过本发明，可避免超视频帧号被错误累加，从而维持解密参数的同步，以提高无线资源使用效率。 
附图说明
图1为一无线通信装置的功能方块图。 
图2为图1中一程序代码的示意图。 
图3为本发明第一实施例流程的示意图。 
图4为本发明第二实施例流程的示意图。 
图5为本发明第三实施例流程的示意图。 
具体实施方式
请参考图1，图1为一无线通信装置100的功能方块图。为求简洁，图1仅绘出无线通信装置100的一输入装置102、一输出装置104、一控制电路106、一中央处理器108、一存储装置110、一程序代码112及一收发器114。在无线通信装置100中，控制电路106通过中央处理器108执行存储在存储装置110中的程序代码112，从而控制无线通信装置100的运作，其可通过输入装置102(如键盘)接收使用者输入的信号，或通过输出装置104(如屏幕、喇叭等)输出画面、声音等信号。收发器114用于接收或发送无线信号，并将所接收的信号传送至控制电路106，或将控制电路106所产生的信号以无线电方式输出。换言之，以通信协议的架构而言，收发器114可视为第一层的一部分，而控制电路106则用来实现第二层及第三层的功能。较佳地，无线通信装置100被应用于第三代移动通信系统。
请继续参考图2，图2为图1中程序代码112的示意图。程序代码112包含有一应用程序层200、一第三层界面202及一第二层界面206，并与一第一层界面218连接。第二层界面206包含两子层，分别为一第一子层协议单元224及一第二子层协议单元226。第一子层协议单元224用来根据密钥、加密序号等参数或变量，处理加解密的运作，以加强信息安全。第二子层协议单元226可以是一无线链接控制单元、一媒体存取控制单元或两者的结合，主要功能为提供不同的传输质量及信道处理。 
为了确保解密参数的同步，若下层支持「包不依序上传」时，第一子层协议单元224及第二子层协议单元226可使用滑动窗以避免噪声干扰造成传输的包遗失进而使包传输更有效率。在此情形下，本发明提供一接收窗设定程序代码220，用于设定第一子层协议单元224及第二子层协议单元226的接收窗，以避免接收端与传输端间的序号不同步，提高无线传输的效率。请参考图3，图3为本发明第一实施例流程30的示意图。流程30用于无线通信装置100中同步一解密参数，其可被编译为接收窗设定程序代码220，包含以下步骤： 
步骤300：开始。 
步骤302：当第二子层协议单元226操作于确认模式时，设定第一子层协议单元224的接收窗为推进式，且其接收窗大小大于或等于第二子层协议单元226所使用的接收窗大小。 
步骤304：结束。 
当第二子层协议单元226操作于确认模式时，本发明实施例更要求第二子层协议单元226会将包删除不需接收的信息传送至第一子层协议单元224，。根据流程30，第一子层协议单元224的接收窗应设定为推进式，即其下缘所对应的包被成功接收或被通知删除时，才会推进接收窗的范围。换句话说，当第二子层协议单元226使用推进式接收窗时，第一子层协议单元224亦使用推进式接收窗。因此，除非第一子层协议单元224接收到其接收窗下缘所对应的包或被通知不需接收该包，第一子层协议单元224的接收窗不会往前推进。在此情形下，本发明流程30可避免超视频帧号被错误累加而导致解密参数不同步的情形 
举例来说，假设第二子层协议单元226的接收窗大小为16，且第二子层协议单元226操作于确认模式且支持「包不依序上传」，则根据流程30，第 一子层协议单元224的接收窗被设为推进式。若具有序号为0至9的包中，除序号为0的包外其余包皆被成功接收，则序号为1至9的包均上传给第一子层协议单元224。此时，在收到序号为0的包前，若第二子层协议单元226收到具有序号为10的包且将其上传给第一子层协议单元224，由于序号10在第一子层协议单元224接收窗之内，具有序号为10的包会被解密，而不会被删除。如果未依照流程30，而将第一子层协议单元224的接收窗大小设为10，则此时序号为10的包由于位于接收窗之外会被删除进而造成接收窗停滞。换言之，流程30可避免接收窗类别及大小设定失当所造成的接收窗停滞情况的错误。需注意的是，流程30亦可适用于下层(第二子层协议单元226)支持「包依序上传」的情况。 
因此，通过本发明流程30，当第二子层协议单元226操作于确认模式时，第一子层协议单元224的接收窗应设定为推进式，且其接收窗大小大于或等于第二子层协议单元226所使用的接收窗大小，以避免超视频帧号被错误累加，从而维持解密参数的同步，并可避免接收窗停滞的错误。 
请参考图4，图4为本发明第二实施例流程40的示意图。流程40用于无线通信装置100中同步一解密参数，其可被编译为接收窗设定程序代码220，包含以下步骤： 
步骤400：开始。 
步骤402：当第二子层协议单元226操作于非确认模式或透通模式时，设定第一子层协议单元224所使用的接收窗为拉动式。 
步骤404：结束。 
当第二子层协议单元226操作于非确认模式或透通模式时，第二子层协议单元226不会要求重传遗失包，亦不会将包遗失或删除的信息传送至第一子层协议单元224。因此，根据流程40，第一子层协议单元224的接收窗应设定为拉动式，亦即具有序号落在接收窗范围外的包被成功接收时，则推进接收窗的范围，并将接收窗的上缘设为该包的序号。因此，当第二子层协议单元226操作于非确认模式或透通模式时，一旦第一子层协议单元224接收到具有序号落在接收窗范围外的包时，第一子层协议单元224的接收窗就会被推进。在此情形下，本发明流程40可避免包不必要地被删除或接收窗停滞无法运作的情形。 
举例来说，第二子层协议单元226操作于非确认模式。根据流程40，第一子层协议单元224的接收窗应设为拉动式，并设为适当大小，譬如设为10。若具有序号为0至9的包中，除序号为0的包外其余包皆被成功接收，则第一子层协议单元224的接收窗范围为0至9。接着，若第一子层协议单元224收到序号为10的包，由于序号10落在接收窗范围外，第一子层协议单元224的接收窗范围会被推进为1至10，但接收窗不会停滞。如此一来，第一子层协议单元224可正常处理后续包。 
因此，通过本发明流程40，当第二子层协议单元226操作于非确认模式或透通模式时，第一子层协议单元224的接收窗应设定为拉动式，以避免包不必要地被删除或接收窗停滞无法运作。 
请参考图5，图5为本发明第三实施例流程50的示意图。流程50用于无线通信装置100中同步一解密参数，其可被编译为接收窗设定程序代码220，包含以下步骤： 
步骤500：开始。 
步骤502：设定第一子层协议单元224的接收窗为拉动式，且其接收窗大小大于或等于第二子层协议单元226所使用的接收窗大小。 
步骤504：结束。 
根据流程50，第一子层协议单元224的接收窗应设为拉动式，且其接收窗大小大于或等于第二子层协议单元226所使用的接收窗大小，即具有序号落于接收窗范围外的包被成功接收时，则推进接收窗的范围，并将接收窗的上缘设为该包的序号。在此情形下，由于第一子层协议单元224的接收窗大小大于或等于第二子层协议单元226的接收窗大小，第一子层协议单元224的接收窗范围必定会涵盖第二子层协议单元226的接收窗中漏收的序号。因此，第二子层协议单元226未依序上传的包必然在第一子层协议单元224的接收窗范围之内，以维持解密参数的同步。 
举例来说，假设第二子层协议单元226的接收窗大小为16，且第二子层协议单元226操作于确认模式且支持「包不依序上传」，则根据流程50，第一子层协议单元224的接收窗被设为拉动式且其大小至少亦为16。若具有序号为0至9的包中，除序号为0的包外其余包皆被第二子层协议单元226成功接收，则序号为1至9的包均上传给第一子层协议单元224。因此，第一子层协议单元224的接收窗范围为4090至9。在收到序号为0的包前，若第二子层协议单元226收到具有序号为10的包且将其上传给第一子层协议单元 224。此时，序号10虽在第一子层协议单元224接收窗之外，但由于接收窗为拉动式，具有序号为10的包会被解密而不会被删除，且接收窗的范围将推动为4091至10。也就是说，此时序号0仍然在第一子层协议单元224接收窗范围之内。相较而言，如果未依照流程50，而将第一子层协议单元224的接收窗大小设为10，则此时序号为10的包由于位于接收窗之外，会推动第一子层协议单元224的接收窗而将超视频帧号累加，错成错误。换言之，由于流程50适当设定了接收窗的类别及大小，当收到序号为0的包时，第一子层协议单元224可使用正确的超视频帧号值对该包进行解密，避免发生超视频帧号失去同步的错误。 
因此，通过本发明流程50，第一子层协议单元224的接收窗应设为拉动式，且其接收窗大小大于或等于第二子层协议单元226所使用的接收窗大小，以避免超视频帧号被错误累加，从而维持解密参数的同步。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (24)

1.一种用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的方法，其特征在于包含有：
当一第二协议单元操作于确认模式时，设定一第一协议单元的一接收窗为推进式，且所述接收窗大小大于或等于所述第二协议单元所使用的接收窗大小；
其中，所述第一协议单元是一解密单元，并且所述第二协议单元是所述第一协议单元的下层协议单元。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二协议单元是一无线链接控制单元。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二协议单元是一媒体存取控制单元。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二协议单元的接收窗为推进式。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当所述第二协议单元操作于确认模式时，所述第二协议单元将包删除的信息传送至所述第一协议单元。
6.一种用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的装置，其特征在于包含有：
用于当一第二协议单元操作于确认模式时，设定一第一协议单元的一接收窗为推进式的部件，其中所述接收窗大小大于或等于所述第二协议单元所使用的接收窗大小；
其中，所述第一协议单元是一解密单元，并且所述第二协议单元是所述第一协议单元的下层协议单元。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述第二协议单元是一无线链接控制单元。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述第二协议单元是一媒体存取控制单元。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述第二协议单元的接收窗为推进式。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于当所述第二协议单元操作于确认模式时，所述第二协议单元将包删除的信息传送至所述第一协议单元。
11.一种用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的方法，其特征在于包含有：
当一第二协议单元操作于非确认模式或透通模式时，设定一第一协议单元所使用的接收窗为拉动式；
其中，所述第一协议单元是一解密单元，所述第二协议单元是所述第一协议单元的下层协议单元。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述第二协议单元是一无线链接控制单元。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述第二协议单元是一媒体存取控制单元。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于当所述第二协议单元操作于非确认模式或透通模式时，所述第二协议单元不将包遗失或删除的信息传送至所述第一协议单元。
15.一种用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的装置，其特征在于包含有：
用于当一第二协议单元操作于非确认模式或透通模式时，设定一第一协议单元所使用的接收窗为拉动式的部件；
其中，所述第一协议单元是一解密单元，所述第二协议单元是所述第一协议单元的下层协议单元。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于所述第二协议单元是一无线链接控制单元。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于所述第二协议单元是一媒体存取控制单元。
18.根据权利要求15所述的装置，其特征在于当所述第二协议单元操作于非确认模式或透通模式时，所述第二协议单元不将包遗失或删除的信息传送至所述第一协议单元。
19.一种用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的方法，其特征在于包含有：
设定一第一协议单元的接收窗为拉动式，且其接收窗大小大于或等于一第二协议单元所使用的接收窗大小；
其中，所述第一协议单元是一解密单元，所述第二协议单元是所述第一协议单元的下层协议单元。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于所述第二协议单元是一无线链接控制单元。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于所述第二协议单元是一媒体存取控制单元。
22.一种用于一无线通信系统的一接收端中同步一解密参数的装置，其特征在于包含有：
用于设定一第一协议单元的接收窗为拉动式的部件，其中所述接收窗大小大于或等于一第二协议单元所使用的接收窗大小；
其中，所述第一协议单元是一解密单元，所述第二协议单元是所述第一协议单元的下层协议单元。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于所述第二协议单元是一无线链接控制单元。
24.根据权利要求22所述的装置，其特征在于所述第二协议单元是一媒体存取控制单元。
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