專利名稱：：用于支持?jǐn)U充電子序號(hào)(eesn)格式的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于識(shí)別在無(wú)線通信網(wǎng)中的用戶單元的方法和裝置。相關(guān)技術(shù)的描述無(wú)線通信系統(tǒng)出于多個(gè)目的(諸如，鑒定帳單)要求確定用戶(或用戶單元，諸如無(wú)線電話、終端、調(diào)制解調(diào)器，等等)身份，并保持在用戶單元和用戶嘗試通信的一方之間的連接上安全通信。電子序號(hào)(ESN)是被制造商永久存儲(chǔ)在用戶單元設(shè)備中的唯一32位序號(hào)。ESN唯一識(shí)別用戶單元。在提供ESN的用戶單元中的電路通常與欺詐性接觸或竄改分開。制造多個(gè)用戶單元，從而嘗試改變ESN使用戶單元不能操作。圖1示出ESN的內(nèi)容。ESN100包括制造商的代碼字段102和序號(hào)字段104。序號(hào)字段是24位長(zhǎng)并指定唯一分配給特定用戶單元的序號(hào)104。制造商的代碼指定是8位長(zhǎng)并指定唯一分配給用戶單元的每個(gè)制造商的制造商代碼。聯(lián)合通信委員會(huì)(FCC)已命令將ESN分配給每個(gè)用戶單元，從而可識(shí)別無(wú)線電發(fā)送，如果需要的話。在與ESN組合的過(guò)程中，移動(dòng)識(shí)別號(hào)(MIN)唯一識(shí)別用戶。ESN和MIN的唯一組合用來(lái)登記和核定服務(wù)的用戶。此外，該組合用來(lái)使所有網(wǎng)絡(luò)功能與各用戶相關(guān)。電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIAIS-41(名為“蜂窩狀無(wú)線電信系統(tǒng)間操作”)提供一種在蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)交換中心(MSC)、家庭位置寄存器(HLR)、訪問(wèn)者位置寄存器(VLR)之間進(jìn)行系統(tǒng)間操作以支持用戶移動(dòng)性的標(biāo)準(zhǔn)。在IS-41中，通過(guò)串接MIN和ESN提供唯一用戶標(biāo)識(shí)。這種組合主要用于登記和鑒別功能。在如由TIA/EIAIS-95-A所標(biāo)準(zhǔn)化的(名為“對(duì)于雙模式寬帶擴(kuò)展頻譜蜂窩狀系統(tǒng)的用戶單元-基站兼容性標(biāo)準(zhǔn)”)碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中，用電子序號(hào)來(lái)設(shè)定加擾偽噪聲(PN)發(fā)生器的初始狀態(tài)。在IS-95-A中，根據(jù)32位ESN產(chǎn)生42位掩碼。頭10位是固定序列，剩余32為是用戶單元ESN的預(yù)定置換。在美國(guó)專利號(hào)5,103459(發(fā)明名稱為“在CDMA蜂窩狀電話系統(tǒng)中產(chǎn)生序號(hào)波形的系統(tǒng)和方法”)中描述用ESN來(lái)提供長(zhǎng)碼的掩碼。此外，如在TIA/EIAIS-41(下面稱為IS-41)中所規(guī)定，在鑒別過(guò)程中用到ESN。鑒別是用來(lái)阻止通過(guò)用偽造的移動(dòng)標(biāo)識(shí)號(hào)(MIN)和電子序號(hào)(ESN)信息非法編程的電話來(lái)欺騙性訪問(wèn)蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)的一組功能。這些功能不需要任何用戶干預(yù)并提供證實(shí)用戶的真實(shí)身份的有效方法。根據(jù)一組計(jì)算性能(統(tǒng)一稱為CAVE(蜂窩狀鑒別和語(yǔ)音加密)算法)執(zhí)行在IS-41中指定的鑒別過(guò)程。在美國(guó)專利號(hào)5,159,634(發(fā)明名稱為“用于蜂窩狀電話的密碼系統(tǒng)”)中描述了CAVE算法。鑒別過(guò)程和算法是基于兩個(gè)秘密數(shù)字鑒別密鑰(A-key)和共享秘密數(shù)據(jù)(SSD)。A-key是永久性存儲(chǔ)在用戶單元中并安全地存儲(chǔ)在鑒別中心的64位秘密數(shù)字。從不在空中發(fā)送A-key，但是在產(chǎn)生SSD的過(guò)程中用到它們。SSD是運(yùn)用A-key、ESN和在用戶單元和網(wǎng)絡(luò)之間共享的隨機(jī)數(shù)計(jì)算的結(jié)果。通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的SSD與用戶單元所產(chǎn)生的SSD相匹配來(lái)執(zhí)行鑒別。隨著用戶單元數(shù)的急劇上升，需要電子序號(hào)超出用當(dāng)前編號(hào)(numbering)方法所提供的數(shù)字。響應(yīng)于該需求，提出56位擴(kuò)展電子序號(hào)(EESN)。圖2示出所提出的EESN的組織和內(nèi)容。如圖2所示，EESN200具有8位制造商代碼字段202，它標(biāo)識(shí)用到的EESN。所提出的方法要求將預(yù)定值放在EESN200的制造商代碼字段中。一個(gè)建議是使該預(yù)定值等于128(十進(jìn)制)。EESN還有24位序號(hào)字段204，它指定分配給用戶單元的序號(hào)。8位保留字段206提供擴(kuò)充當(dāng)前字段或以后添加附加字段的附加容量。16位擴(kuò)充制造商的字段208指定在EESN中的制造商的代碼?？梢?，在EESN中提供了附加8位來(lái)指定制造商的代碼。然而，如上所述，許多現(xiàn)有的操作需要32位ESN。于是，在現(xiàn)有技術(shù)中需要一種方法來(lái)使得56位EESN可用于鑒定、登記和加擾操作，這些操作要通過(guò)32位ESN來(lái)執(zhí)行。因此，需要一種方法和裝置，它能夠使符合32位ESN的無(wú)線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與分配有56位EESN的更新用戶單元兼容。發(fā)明概述這里所述的方法和裝置根據(jù)56位“擴(kuò)充電子序號(hào)”(EESN)產(chǎn)生32位數(shù)字“修改電子序號(hào)”(AESN)。AESN將在無(wú)線系統(tǒng)中的每個(gè)用戶單元相互區(qū)分開來(lái)。揭示了兩種不同的方法。根據(jù)第一和第二種方法，當(dāng)制造商將EESN分配給用戶單元時(shí)，只產(chǎn)生AESN。根據(jù)第一種方法，測(cè)試被稱為制造商代碼字段(“MFR”)的一部分EESN以確定實(shí)際上用戶單元是否分配有EESN。如果MRF值(即，在MFR字段中指定的值)等于128(十進(jìn)制)(“10000000”二進(jìn)制)，那么采用EESN。如果這樣，那么將通常被稱為擴(kuò)充制造商的代碼字段(“EMFR”)的一部分EESN的8個(gè)最低有效位附在通常被稱為“序號(hào)”字段(“SN”)的24位EESN上。因此，AESN包括EMFR的8個(gè)最低有效位和SN的24位。根據(jù)第二種方法，要求每個(gè)制造商通過(guò)用偽隨機(jī)序列來(lái)產(chǎn)生必須分配給由該制造商生產(chǎn)的用戶單元的24位序號(hào)。對(duì)于偽隨機(jī)序列的“種子(seed)”是基于制造商的EMFR，因此對(duì)每個(gè)制造商而言是不同的。于是，無(wú)論制造商已分配EESN還是ESN，將該序號(hào)與8位MFR組合以產(chǎn)生AESN。即，8位MFR與24位序號(hào)一起組成AESN，無(wú)論制造商已分配EESN還是ESN。第一種方法在相同區(qū)域或大城市貿(mào)易區(qū)內(nèi)操作的兩個(gè)用戶單元已分配有相同32位值的方面的概率最低。然而，第二種方法更加簡(jiǎn)單，而且通過(guò)無(wú)線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)有設(shè)備所需的調(diào)節(jié)也最少。附圖簡(jiǎn)述結(jié)合附圖，從下面的說(shuō)明中，本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，其中在附圖中相同標(biāo)號(hào)做相應(yīng)表示圖1示出ESN的內(nèi)容；圖2示出EESN的格式；圖3示出根據(jù)這里所述的第一種方法的AESN的內(nèi)容；圖4示出根據(jù)這里所述的產(chǎn)生AESN的第二種方法的AESN的內(nèi)容；和圖5是根據(jù)這里所述的方法和裝置的用戶單元的簡(jiǎn)化方框圖。較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述下面是包括本發(fā)明的較佳實(shí)施例的方法和裝置的詳細(xì)描述。所述方法和裝置允許當(dāng)前需要輸入32位電子序號(hào)(“ESN”)的算法對(duì)沒(méi)有分配到這種32位ESN的用戶單元操作。這些算法即，諸如在TIA/EIA過(guò)渡標(biāo)準(zhǔn)IS-95-A(名為“用于雙模式寬帶擴(kuò)展頻譜蜂窩狀系統(tǒng)的用戶單元-基站兼容性標(biāo)準(zhǔn)”，作為參考資料在此引入)中所述的那些算法，它們需要通過(guò)32位ESN來(lái)識(shí)別用戶單元。當(dāng)前，用戶單元從用戶單元中的存儲(chǔ)器中讀取ESN。于是，特殊算法用該ESN來(lái)保證在基站和用戶單元之間的安全通信，以鑒別用戶用于計(jì)費(fèi)目的，否則控制對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的訪問(wèn)和安全性。然而，一些用戶單元還沒(méi)有分配到ESN，但是已分配有唯一56位擴(kuò)充電子序號(hào)(“EESN”)。今天，每個(gè)用戶單元都永久性地唯一地分配有32位ESN或者對(duì)于最近制造的用戶單元，它們被分配有EESN。最近將32位ESN擴(kuò)充為56位EESN對(duì)于算法需要32位ESN操作有著很大的影響。即，將這些算法設(shè)計(jì)成接受32位輸入。它們不能處理56位輸入。最近，揭示了兩種方法來(lái)根據(jù)56位EESN產(chǎn)生32位修正ESN(“AESN”)。于是，將該32位AESN提供給需要32位ESN的算法。第一種方法產(chǎn)生如下AESN。最初從用戶單元內(nèi)的存儲(chǔ)器中讀取要檢查的值。確定用戶單元是否已分配有ESN或EESN。如果存在EESN，那么AESN將替代現(xiàn)有的ESN作為到所有ESN相關(guān)算法的輸入。該AESN是最佳的，因?yàn)樗苟嘤谝粋€(gè)移動(dòng)站(mobile)具有相關(guān)的相同32位代碼值的概率最小。第二種方法運(yùn)用EESN格式的原始ESN字段。雖然更加后向兼容，但是該功能在多于一個(gè)移動(dòng)站向基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提供相同32位代碼值方面具有較高的概率，特別是在制造商處于開發(fā)的初級(jí)階段的時(shí)候。本發(fā)明描述一種能夠大量減小這種概率的方法。在相同扇區(qū)內(nèi)的多于一個(gè)用戶單元被分配有相同32位AESN的平均概率是Pd(x)Pd(x)=1-n!(n-x)!nx>=1-232!(232-x)!232x]]>其中，x是在扇區(qū)內(nèi)已分配有EESN的移動(dòng)站數(shù)量；y是56位EESN；f(y)是56位EESN的32位函數(shù)；n=2H[f(y)]和H[f(y)]是在y的概率空間內(nèi)的f(y)的香農(nóng)熵(Shannonentropy)。當(dāng)且僅當(dāng)f(y)具有最大的32位熵，才使Pd(x)最小。這個(gè)界限(bound)是根據(jù)不等式H[f(y)]＜=32。例如，對(duì)于扇區(qū)內(nèi)的任何32位f(y),Pd()的界限是，Pd(20個(gè)移動(dòng)站)＞=1.13E-8Pd(30個(gè)移動(dòng)站)＞=1.01E-7雖然運(yùn)用EESN的原始32位ESN字段是簡(jiǎn)單的，但是這樣有兩個(gè)問(wèn)題。第一，H[f(y)]減至～24位(當(dāng)采用更多的EESN移動(dòng)站，就能忽略來(lái)自舊ESN移動(dòng)站的熵)。于是，Pd(20)＞=1.13E-5Pd(30)＞=2.59E-5第二，也是更重要的是，因?yàn)橐苿?dòng)制造商趨于按序分配它們的序號(hào)(即，ESN或EESN的24位“SN”部分)，所以很有可能它們的早期EESN移動(dòng)站具有相同的32位ESN字段。可如下估計(jì)在早期開發(fā)期間，非不相同ESN字段的可能性。假設(shè)每個(gè)制造商的移動(dòng)站在整個(gè)扇區(qū)內(nèi)均勻分布，那么對(duì)于單個(gè)扇區(qū)有一組x個(gè)EESN移動(dòng)站，Pd(x)=1-&SubsetEqual;i=2M(Li-Si-1)!(Li-Si)!LiLiRi]]>其中，Ri=xMLjj=1]]>和其中，M個(gè)制造商將移動(dòng)站分散在大城市貿(mào)易區(qū)內(nèi)(“MTA”)；和Li，其中i=1…M，表示由每個(gè)制造商釋放的移動(dòng)站數(shù)量，即，制造商i已釋放SN為0至Li-1的移動(dòng)站，并對(duì)Li移動(dòng)站編索引，從而Lj+1＞=Lj，其中j=1…(M-1)。應(yīng)注意，表示由所示符號(hào)之上和之下的界限(limit)所索引的各因子的乘積。在一個(gè)例子中，假設(shè)M=2和L1=L2=L，<tablesid="table1"num="001"><table>L=#移動(dòng)站Pd(20)Pd(30)10,000100,0001,000,0001.44E-21.40E-31.45E-43.25E-23.30E-33.30E-4</table></tables>根據(jù)這里所揭示的產(chǎn)生AESN的第一種方法，通過(guò)將EMFR的8個(gè)最低有效位與SN的每位串接，產(chǎn)生AESN。圖3示出根據(jù)第一種方法的AESN的內(nèi)容。因此f(EESN)=EMFR的8個(gè)最低有效位+SN=AESN起初，從用戶單元中的存儲(chǔ)器中讀取所討論的值。測(cè)試預(yù)定部分(在當(dāng)前例子中是MEF)看預(yù)定值是否存在。在一個(gè)例子中，當(dāng)MEF=128，在基站或用戶單元中的任一ESN功能都應(yīng)運(yùn)用EMFR的8個(gè)最低有效位而非MEF，還可將SN用于使用ESN的任何目的。連續(xù)分配EMFR將大大減小具有相同EMFR最低有效位的兩個(gè)制造商在相同時(shí)間幀內(nèi)的機(jī)率。在這種方法產(chǎn)生AESN實(shí)質(zhì)上使在任一時(shí)間周期內(nèi)的Pd(x)減至最小到Pd(20個(gè)移動(dòng)站)～=4.42E-8Pd(30個(gè)移動(dòng)站)～=1.01E-7對(duì)于熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員而言，對(duì)于AESN和如上所述的產(chǎn)生AESN的所揭示的方法有幾種小小的置換且這些都在本發(fā)明的范圍內(nèi)是顯而易見的。根據(jù)56位EESN產(chǎn)生32位AESN的第二種方法，原始32位ESN(包括它作為EESN的位24-55)構(gòu)成AESN。圖4示出產(chǎn)生AESN的第二種方法。因此，該方法使得AESN與現(xiàn)有的ESN功能更加后向兼容。此外，所有用戶單元都可使用相同的32位，無(wú)論移動(dòng)站具有ESN還是EESN。然而，應(yīng)注意，已分配有EESN的用戶單元的MFR將是128(十進(jìn)制)(表示已分配EESN)。此外，如上所述，一般連續(xù)分配序號(hào)。因此，為了防止不同制造商制造并采用的移動(dòng)站具有兩個(gè)完全一樣的ESN，每個(gè)制造商必須根據(jù)偽隨機(jī)序列，按序?qū)⑿蛱?hào)分配給新用戶單元。因此，由相同制造商制造的每個(gè)用戶單元被分配有來(lái)自偽隨機(jī)系列的下一個(gè)數(shù)。對(duì)于該偽隨機(jī)系列的種子最好基于制造商EMFR，因此對(duì)于每個(gè)制造商而言不同。制造序列的例子如下。SN(i)={EMFR*2(24-m)+i}modulo224={[mLS-bitsof(EMFR)]*2(24-m)+i}modulo224其中SN(ⅰ)是由制造商分配的第ⅰ個(gè)序號(hào)；[(EMFR)的m個(gè)LS位]是制造商的EMFR的m個(gè)最低有效位。變量m最好從0至16變化，允許設(shè)計(jì)者控制在由制造商產(chǎn)生的SN和連續(xù)EMFR之間的空間。m的值越大，來(lái)自這些制造商的移動(dòng)站就越不可能擁有相同的SN。另一方面，m不應(yīng)太大。由于有限的24位SN空間和取模函數(shù)的循環(huán)本質(zhì)，所以相間2m的制造商的EMFR將具有重疊的SN值。設(shè)計(jì)者可根據(jù)移動(dòng)制造商的開發(fā)模式和EMFR分配模式最優(yōu)化m的選擇。(在較佳實(shí)施例中，m=5)。還可用其他可能的排序函數(shù)來(lái)產(chǎn)生SN(ⅰ)，并認(rèn)為在這里所揭示的本發(fā)明的方法和裝置的范圍內(nèi)。圖5是根據(jù)這里揭示的方法和裝置的用戶單元500的簡(jiǎn)化方框圖。用戶單元500具有射頻(“RF”)部分502。RF部分502調(diào)制由適當(dāng)RF載波發(fā)送的信號(hào)并把調(diào)制信號(hào)發(fā)送到接收機(jī)，諸如在無(wú)線通信系統(tǒng)中的基站。此外，RF部分502接收和解調(diào)用于用戶單元500所要的信號(hào)?？删幊萄b置504(諸如，微處理器、計(jì)算機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器或其他這樣的可編程裝置)耦合到RF部分502。還將可編程裝置504耦合到存儲(chǔ)裝置506。存儲(chǔ)裝置506可以是能夠存儲(chǔ)信息的任何裝置，諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、磁盤驅(qū)動(dòng)器或光學(xué)存儲(chǔ)裝置，諸如光盤驅(qū)動(dòng)器。提供上述較佳實(shí)施例的描述來(lái)使得熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員能夠進(jìn)行或運(yùn)用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的任何修正對(duì)于熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員都是顯而易見的，而且可將這里定義的一般原理用于其他實(shí)施例而不用進(jìn)行創(chuàng)造性勞動(dòng)。于是，本發(fā)明并不趨于限制在這里所示的實(shí)施例中，而是根據(jù)與這里揭示的原理和新穎性一致的最寬范圍內(nèi)。權(quán)利要求1．一種根據(jù)擴(kuò)充電子序號(hào)(EESN)來(lái)產(chǎn)生經(jīng)修改的電子序號(hào)(AESN)的方法，所述EESN具有指定制造商的代碼的第一字段、指定與特定用戶單元相關(guān)的序號(hào)的第二字段、指定擴(kuò)充制造商的代碼的第三字段，其特征在于，所述方法包括下列步驟(a)從存儲(chǔ)器讀取預(yù)定長(zhǎng)度的值；(b)確定從所述存儲(chǔ)器讀取的所述值的預(yù)定部分是否包括預(yù)定值；和(c)如果從所述存儲(chǔ)器讀取的所述值包括預(yù)定值，那么識(shí)別從存儲(chǔ)器讀取的所述值作為EESN并運(yùn)用所述第三字段的至少一部分內(nèi)容和所述第一字段的至少一部分內(nèi)容，根據(jù)所述讀取的值產(chǎn)生AESN。2．一種將序號(hào)分配給用戶單元的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)確定擴(kuò)充制造商的代碼值；(b)將所述擴(kuò)充制造商的代碼值用作根據(jù)偽隨機(jī)序列產(chǎn)生下一個(gè)數(shù)的種子。全文摘要根據(jù)56位“擴(kuò)充電子序號(hào)”(EESN)產(chǎn)生32位數(shù)字“經(jīng)修改的電子序號(hào)”(AESN)。AESN將在無(wú)線系統(tǒng)中的每個(gè)用戶單元相互區(qū)分開來(lái)。揭示兩種不同的方法。第一種方法,測(cè)試制造商的代碼字段(“MRF”)(202)以確定用戶單元是否已分配有EESN。如果是,那么將制造商的代碼字段(“EMFR”)(208)的8個(gè)最低有效位附在“序號(hào)”字段(“SN”)(204)上。第二種方法,每個(gè)制造商通過(guò)采用偽隨機(jī)序列產(chǎn)生序號(hào)。對(duì)于偽隨機(jī)序列的“種子”是基于制造商的EMFR(208)。隨后,將該序號(hào)與8位MRF組合。文檔編號(hào)H04L9/32GK1300510SQ99805980公開日2001年6月20日申請(qǐng)日期1999年5月11日優(yōu)先權(quán)日1998年5月11日發(fā)明者N·K·N·洛伊恩申請(qǐng)人:夸爾柯姆股份有限公司