專利名稱：用于接入網(wǎng)絡認證的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及無線通信，尤其涉及在多蜂窩通信系統(tǒng)環(huán)境中影響認證的方法和裝置。
背景技術：
所謂碼分多址(CDMA)調制技術僅僅是便于其中存在大量系統(tǒng)用戶的通信的幾種技術之一。雖然其它技術也是可用的，比如時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)以及諸如幅度壓擴的單邊帶(ACSSB)這樣的AM調制方案，然而CDMA比這些其它調制技術有顯著的優(yōu)點。多址通信系統(tǒng)中CDMA技術的使用在美國專利第4,901,307號中公開，該專利題為“Spread Spectrum Multiple Access Communication SystemUsing Satellite Or Terrestrial Repeaters”，被轉讓給本發(fā)明的受讓人并且通過引用被結合于此。
在美國專利第4,901,307號中描述了一種多址技術，其中大量移動電話系統(tǒng)用戶，每個都有一個收發(fā)機，使用碼分多址(CDMA)擴頻通信信號通過衛(wèi)星中繼器或陸地基站(也稱為小區(qū)基站或小區(qū)站點)進行通信。在使用CDMA通信時，可以多次重復使用頻譜從而使系統(tǒng)用戶容量提高。CDMA技術的使用導致比使用其它多址技術所能實現(xiàn)的頻譜效率高得多的頻譜效率。
在常規(guī)的蜂窩電話系統(tǒng)中，在使用模擬FM調制技術時，可用的頻帶被分成一般帶寬為30KHz的信道。系統(tǒng)服務區(qū)域在地理上被分成可變大小的小區(qū)。可用的頻率信道被分成多個組，每組通常包含相等數(shù)量的信道。以使同信道干擾的可能性最小的方式，將頻率組分配給小區(qū)。例如，考慮一個系統(tǒng)，其中有七個頻率組，且小區(qū)是相等大小的六邊形。一個小區(qū)中使用的頻率組不會在該小區(qū)的六個最接近或周圍的相鄰組中使用。而且，一個小區(qū)中的頻率組不會在該小區(qū)的十二個次接近的相鄰組中使用。
在移動站從另一個蜂窩系統(tǒng)移到基站服務的小區(qū)時會產生更困難的情況。這種“系統(tǒng)間”切換的一個復雜因素是相鄰的蜂窩系統(tǒng)通常具有不同的特征。例如，相鄰的蜂窩系統(tǒng)通常會工作在不同頻率下，并且會保持不同級別的基站輸出功率或導頻強度。而且，相鄰的蜂窩系統(tǒng)會要求不同的消息傳遞結構，即使對于類似的消息類型來說。
例如，GSM標準不提供直接的方法來實施到CDMA網(wǎng)絡內的接入認證。因此工作在GSM網(wǎng)絡上的呼叫不能直接遷移到CDMA網(wǎng)絡中。而且由于CDMA 2000機制不是設計成傳輸GSM認證所需的數(shù)據(jù)，因此不能完成GSM認證?；贕SM的網(wǎng)絡和基于CDMA的網(wǎng)絡中的加密、消息類型和消息大小都是不同的。
一種在兩個通信網(wǎng)間進行認證的方式會是修改GSM，使其能實施非GSM系統(tǒng)(例如CDMA系統(tǒng))的特征。然而，相對而言，CDMA和GSM都已建立了很長時間，操作者和設備提供商都不愿對現(xiàn)有設備作出昂貴的修改以容納相鄰不兼容的系統(tǒng)。如果為支持雙模移動站而向空中接口添加新的消息，那么必須作出修改以支持這些新消息。明白地，從操作者和設備提供商的角度來說這是不期望的。
因此，需要一種能在不同通信系統(tǒng)間認證移動站的方法和機制。
發(fā)明內容
本發(fā)明解決了上面討論的問題。
創(chuàng)建了一個互通節(jié)點，其充當?shù)紺DMA網(wǎng)絡(例如最好是CDMA20001xEVDO系統(tǒng))的RAN-AAA，并且充當?shù)紾SM/GPRS核心網(wǎng)絡的MSC。對于接入認證，互通節(jié)點使用現(xiàn)有的朝向CDMA網(wǎng)絡的CHAP/AAA消息、以及朝向GSM核心網(wǎng)絡/本地位置寄存器(HLR)的GSM-MAP消息。這樣，這個裝置和方法提供了比標準GSM/GPRS系統(tǒng)優(yōu)越的容量和數(shù)據(jù)分組速率，而同時保留了GPRS核心網(wǎng)絡的好處并且不要求CDMA系統(tǒng)內作出任何變化。
按照本發(fā)明一方面，提供了一種將來自第一通信系統(tǒng)的信息認證到第二個不同的通信系統(tǒng)中的相應消息的方法，每個通信系統(tǒng)都有一個相應的核心網(wǎng)絡，所述方法包括接收格式為第一通信系統(tǒng)所需格式的認證信息；將信息從第一通信系統(tǒng)所需的格式轉換成第二通信系統(tǒng)所需的格式；以及以第二通信系統(tǒng)所需的格式將信息發(fā)送到第二通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡。
本發(fā)明的上述及其它特征特別在所附權利要求中提出，并且參照附圖從以下本發(fā)明的詳細描述和示例性實施例中，其優(yōu)點將變得更為明顯。
圖中圖1是混合通信系統(tǒng)的示意表示；圖2是對GSM MAP的認證的示意圖。
具體實施例方式
圖1是示例性蜂窩電話系統(tǒng)100的示意說明。所述的系統(tǒng)可以使用各種多址調制技術的任一種來便于通常大量系統(tǒng)移動站或移動電話和基站間的通信。這種多址通信系統(tǒng)技術包括時分多址(TDMA)、全球移動電話系統(tǒng)(GSM)、通用分組無線業(yè)務(GPRS)、高速電路交換數(shù)據(jù)(iDEN)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)、TS碼分多址(TSCDMA)、正交頻分多址(OFDM)以及諸如幅度壓擴單邊帶這樣的AM調制方案。
為說明起見，圖1描述了由基于CDMA的系統(tǒng)和基于GSM的系統(tǒng)組合的通信系統(tǒng)。應該理解，可以采用任何兩個通信系統(tǒng)，比如上面討論的通信系統(tǒng)。
移動站104例示了一個GSM/GPRS設備，其具有用戶標識模塊106。移動站108例示了一個GSM/CDMA2001 1x EVDO設備，其具有用戶標識模塊110。移動站108可備有從傳統(tǒng)GSM或CDMA移動站作出的硬件和/或軟件修改，使設備與GSM和CDMA基礎設施兩者相接。移動站112例示了一個CDMA2000 1x設備，其具有用戶標識模塊114。
移動站104、108和122是無線通信設備，比如移動電話、個人數(shù)字助理、計算機或者其它能進行語音或數(shù)據(jù)信息的無線通信的無線設備。SIM卡106、110和114可以是工作在CDMA1x EVDO用戶終端內的標準GSM SIM卡，能夠從CDMA和GSM兩個蜂窩系統(tǒng)中的基站接收信號并對其作出反應。這一GSM SIM卡108與CDMA 1x手機集成，后者在美國臨時專利申請第60/350,829號和第60/354,086中討論，前者于2002年1月17日提交，后者于2002年2月1日提交，兩者都轉化成美國專利申請第10,076,831號，于2002年2月14日提交，被轉讓給本發(fā)明的受讓人并且通過引用被結合于此。SIM卡106、110和114也是用于工作在不止一個無線通信系統(tǒng)中的專用SIM卡。
移動站104在通信上與無線接入網(wǎng)絡(RAN)116耦合。在一實施例中，RAN 116是一標準GSM或GSM/GPRS RAN，包括標準的基于GSM的基收發(fā)機子系統(tǒng)(BTS)和標準的GSM基站控制器(BSC)(未示出)。
移動站108和112通信上與無線接入網(wǎng)絡(RAN)120耦合。移動站108通信上與RAN 116和RAN 120兩者耦合。在一實施例中，RAN 120是在美國臨時專利申請第60/340/356中描述的CDMA1x RAN，該申請于2001年12月14日提交，并且轉化成美國專利申請第10/077,556號，被轉讓給本發(fā)明的受讓人并且通過引用被結合于此。RAN 120是標準的CDMA2000或CDMA 20001x RAN，包括標準的基于CDMA的基收發(fā)機子系統(tǒng)(BTS)和標準的基于CDMA的基站控制器(BSC)(未示出)。
GSM RAN 116通過A-接口128耦合到GSM SMSC/SGSN 124。GSM SMSC/SGSN 124使用MAP、ISUP以及GTP接口和協(xié)議耦合到GSM交換網(wǎng)132。
CDMA RAN 120通過標準的IOS4接口/協(xié)議136耦合到GSM1x移動交換節(jié)點(MSN)132。MSN 132最好是與RAN 112和GSM交換網(wǎng)136兩者耦合的混合MSN。GSM交換網(wǎng)136耦合到GSM服務網(wǎng)140的剩余部分。通過將一個蜂窩通信系統(tǒng)中的格式和結構期望的消息映射到第二蜂窩通信系統(tǒng)中的格式和結構，MSN 132能傳送到RAN112和GSM服務網(wǎng)140兩者。例如，如果一個通信系統(tǒng)是GSM系統(tǒng)，第二通信系統(tǒng)是CDMA2000-1x系統(tǒng)，混合MSM 132就把消息從GSM系統(tǒng)中已知的格式和結構映射到CDMA1x系統(tǒng)中已知的格式和結構，反之亦然。
不同通信系統(tǒng)間的認證在美國專利申請第09/773,831號中描述，于2002年1月31日提交，被轉讓給本發(fā)明的受讓人并且通過引用被結合于此。
圖2說明了一種認證裝置500，其允許基于CDMA的用戶終端和GSM系統(tǒng)間的認證。特別是，圖5說明了用戶標識模塊(SIM)504、接入終端(AT)508、網(wǎng)絡通信公司512、GSM1x MSN 516和本地通信公司的網(wǎng)絡520。
起初，在用戶終端508和服務的通信公司網(wǎng)絡512之間建立連接時，協(xié)商鏈路控制協(xié)議(LCP)524。一般而言，LCP協(xié)商是標準PPP協(xié)議的一部分。在建立連接后，從服務的通信公司網(wǎng)絡512向接入終端508和/或其相關的SIM 504發(fā)送CHAP詢問528，詢問528基本上包括一隨機數(shù)。CHAP詢問始發(fā)自服務的通信公司網(wǎng)絡512。在接收到CHAP詢問528時，SIM 504將接收到的詢問(RAND 532)與其秘密密鑰(Ki)536組合，并且通過算法540(A3)使用這兩個值，產生輸出SRES 544。SRES544然后被發(fā)送到服務的通信公司網(wǎng)絡512。
然后，服務的通信公司網(wǎng)絡512驗證秘密密鑰536，并且通過GSM1x MSN 516將接入終端的國際(IMSI)548發(fā)送到本地通信公司網(wǎng)絡520。在接收到IMSI 548后，本地通信公司網(wǎng)絡520通過GSM1x MSN 516向服務的通信公司網(wǎng)絡512發(fā)送包括Kc(密碼密鑰)、SRES和隨機數(shù)RAND在內的參數(shù)。然后，服務的通信公司網(wǎng)絡512用從本地通信公司網(wǎng)絡520接收到的RAND來闡明CHAP詢問556。這個CHAP詢問556然后被發(fā)送到接入終端508和/或其相關的SIM 504，并且實施如上所述的相同過程。也就是，在接收到CHAP詢問556后，SIM 504將接收到的詢問(RAND560)與其秘密密鑰(Ki)564組合，并且通過算法568(A3)使用這兩個值，產生輸出SRES 572。SRES 572接著被發(fā)送到服務的通信公司網(wǎng)絡512。然后將SRES 572發(fā)送到GSM1x MSN 516，在那里把從本地通信公司網(wǎng)絡520接收到的SRES與從接入終端508接收到的SRES相比較。如果它們匹配576，則接受認證；否則，則拒絕認證(580)。因此把接受/失敗消息584發(fā)送到接入終端508。
這樣，已經描述了用于認證通信系統(tǒng)間的用戶終端的新穎且改進了的方法和裝置。本領域的技術人員會理解，信息和信號可以用多種不同技術和工藝中的任一種來表示。例如，上述說明中可能涉及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、碼元和碼片可以用電壓、電流、電磁波、磁場或其粒子、光場或其粒子或它們的任意組合來表示。
本領域的技術人員能進一步理解，結合這里所公開的實施例所描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和算法步驟可以作為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合來實現(xiàn)。為了清楚說明硬件和軟件間的互換性，各種說明性的組件、框圖、模塊、電路和步驟一般按照其功能性進行了闡述。這些功能性究竟作為硬件或軟件來實現(xiàn)取決于整個系統(tǒng)所采用的特定的應用程序和設計。技術人員可以認識到在這些情況下硬件和軟件的交互性，以及怎樣最好地實現(xiàn)每個特定應用程序的所述功能。技術人員可能以對于每個特定應用不同的方式來實現(xiàn)所述功能，但這種實現(xiàn)決定不應被解釋為造成背離本發(fā)明的范圍。
結合這里所描述的實施例來描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和算法步驟的實現(xiàn)或執(zhí)行可以用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或者為執(zhí)行這里所述功能而設計的任意組合。通用處理器可能是微處理器，然而或者，處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可能用計算設備的組合來實現(xiàn)，如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、結合DSP內核的一個或多個微處理器或者任意其它這種配置。
結合這里所公開實施例描述的方法或算法的步驟可能直接包含在硬件中、一曲處理器執(zhí)行的軟件模塊中或在兩者當中。軟件模塊可能駐留在RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM或本領域中已知的任何其它形式的存儲媒質中。示例性存儲媒質與處理器耦合，使得處理器可以從存儲媒質讀取信息，或把信息寫入存儲媒質。或者，存儲媒質可以與處理器整合。處理器和存儲媒質可能駐留在ASIC中。ASIC可能駐留在訂戶單元中。或者，處理器和存儲媒質可能作為離散組件駐留在用戶終端中。
上述優(yōu)選實施例的描述使本領域的技術人員能制造或使用本發(fā)明。這些實施例的各種修改對于本領域的技術人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應用于其它實施例中而不使用創(chuàng)造能力。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權利要求
1.一種用于將來自第一通信系統(tǒng)的認證信息轉換成第二個不同的通信系統(tǒng)中的相應消息的方法，每個通信系統(tǒng)具有相應的核心網(wǎng)絡，所述方法包括接收格式為第一通信系統(tǒng)所需格式的認證信息；將所述認證信息從所述第一通信系統(tǒng)所需的格式轉換成所述第二通信系統(tǒng)所需的格式；以及以所述第二通信系統(tǒng)所需的格式發(fā)送認證信息。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信系統(tǒng)是CDMA系統(tǒng)。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述CDMA系統(tǒng)是CDMA 2000-1xEVDO。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二通信系統(tǒng)是GSM系統(tǒng)。
5.一種用于將來自第一通信系統(tǒng)的認證信息轉換成第二個不同的通信系統(tǒng)中的相應消息的裝置，所述裝置包括輸入端，用于接收格式為第一通信系統(tǒng)所需格式的認證信息；耦合到所述輸入端的轉換器，用于將所述認證信息從所述第一通信系統(tǒng)所需的格式轉換成所述第二通信系統(tǒng)所需的格式；以及耦合到所述轉換器的發(fā)射機，用于以所述第二通信系統(tǒng)所需的格式發(fā)送認證信息。
6.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一通信系統(tǒng)是CDMA系統(tǒng)。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述CDMA系統(tǒng)是CDMA 2000-1xEVDO。
8.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第二通信系統(tǒng)是GSM系統(tǒng)。
9.一種用于將來自第一通信系統(tǒng)的短消息服務(SMS)信息映射到第二個不同蜂窩系統(tǒng)中的相應消息的裝置，所述裝置包括用于接收格式為第一通信系統(tǒng)所需格式的認證信息的裝置；用于將所述認證信息轉換成所述第二通信系統(tǒng)所需的格式的裝置；以及用于以所述第二通信系統(tǒng)所需的格式將認證信息發(fā)送到所述第二通信系統(tǒng)的裝置。
10.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一通信系統(tǒng)是CDMA系統(tǒng)。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述CDMA系統(tǒng)是CDMA 2000-1xEVDO。
12.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第二通信系統(tǒng)是GSM系統(tǒng)。
13.在無線通信系統(tǒng)中，一種用于認證移動站的方法，所述方法包括發(fā)送第一CHAP詢問消息；接收第一CHAP響應消息；發(fā)送與接收到的CHAP消息相對應的IMSI消息；響應于所發(fā)送的IMSI消息接收多個參數(shù)；發(fā)送至少一個參數(shù)；響應于所發(fā)送的參數(shù)接收第二CHAP響應消息；以及把所述第二CHAP消息與所述多個參數(shù)之一相比較。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述多個參數(shù)包括密碼密鑰、SRES消息和RAND消息。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述比較步驟包括將所述第二CHAP消息與所述SRES消息相比較。
16.如權利要求13所述的方法，其特征在于還包括如果所述CHAP消息與所述多個參數(shù)之一相匹配，則發(fā)送一接受消息。
17.在無線通信系統(tǒng)中，一種認證移動站的裝置，所述裝置包括用于發(fā)送第一CHAP詢問消息的裝置；用于接收第一CHAP響應消息的裝置；用于發(fā)送與接收到的CHAP消息相對應的IMSI消息的裝置；用于響應于所發(fā)送的IMSI消息接收多個參數(shù)的裝置；用于發(fā)送至少一個參數(shù)的裝置；用于響應于所發(fā)送的參數(shù)接收第二CHAP響應消息的裝置；以及用于把所述第二CHAP響應消息與所述多個參數(shù)之一相比較的裝置。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述多個參數(shù)包括密碼密鑰、SRES消息和RAND消息。
19.如權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述比較裝置包括將所述第二CHAP響應消息與所述SRES消息相比較。
20.如權利要求17所述的裝置，其特征在于還包括，如果所述第二CHAP響應消息與所述多個參數(shù)之一匹配則發(fā)送一接受消息的裝置。
全文摘要
本發(fā)明要求了無線通信系統(tǒng)中認證移動站的方法。發(fā)送第一CHAP詢問消息(528)。響應于所述第一CHAP消息而接收到第一CHAP響應消息。發(fā)出與接收到的CHAP消息相對應的IMSI消息(548)。響應于所發(fā)送的IMSI消息而接收到多個參數(shù)(552)。然后發(fā)送至少一個參數(shù)(556)。響應于所發(fā)送的參數(shù)而接收到第二CHAP響應消息(572)。然后將第二CHAP響應消息與所述多個參數(shù)之一相比較(576)。
文檔編號H04W12/06GK1679309SQ03812216
公開日2005年10月5日 申請日期2003年4月22日 優(yōu)先權日2002年4月22日
發(fā)明者N·J·帕里克 申請人:高通股份有限公司