DE2943115A1 - Encrypted digital communication between mobile subscribers - uses relay station which inserts synchronising sequence into messages - Google Patents

Abstract

Mobile subscribers in a radio net are in frequency duplex communication with each other via a relay station. Encrypted digital transmission is used and all subscribers have their own encryption/de-encryption unit. These units are synchronised by a central synchroniser in the relay station. Each transmission sent by a mobile (a) consists of a message (N) prefixed by a synchronising preamble (P). The relay receives the transmission and re-transmits it (b) with the first half of the preamble (P') unchanged, but with the second half replaced by its own synchronising sequence (SYN). When a subscriber is synchronised, the two halves of the preamble, sent by the relay, contain the same synchronising sequence but displaced by the propagation time between subscriber and relay. This information enables subscribers to allow for propagation delay when de-encrypting received messages. Each subscriber has a stable oscillator to maintain synchronisation during interference.

Description

Translated fromGerman

Verfahren zur Synchronisation von Teilnehmern in einemProcedure for the synchronization of participants in one

Funknetz mit Relaisstelle Die Erfindung betrifft ein Verfahren nachdem Oberbegriff des Anspruchs 1.Radio network with relay station The invention relates to a method according tothe preamble of claim 1.

Es ist bekannt, zur Synchronisierung von Teilnehmern in einem Funknetzeine Präambelsynchronisation oder eine Dauersynchronisation durchzuführen. Bei derPräambelsynchronisation wird bei jedem Gesprächswechsel das Synchronisationsrasterneu festgelegt. Teilnehmer, die die Präambel nicht ungestört empfangen, können dieNachricht nicht verstehen. Bei der Dauersynchronisation ist für eine gewisse Zeitder Empfang einer ungestörten, an sich entzifferbaren Nachricht erforderlich, bisnach einer Störung wieder ein Entschleiern einer verschleierten Nachricht möglichwird.It is known to synchronize subscribers in a radio networkperform a preamble synchronization or a permanent synchronization. In thePreamble synchronization becomes the synchronization grid with every call changenewly determined. Participants who do not receive the preamble undisturbed can receive theDo not understand message. With continuous synchronization is for a certain timethe receipt of an undisturbed, decipherable message required untilafter a disturbance, a disguised message can be unveiled againwill.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein störungsunempfindliches Verfahrenanzugeben zur Synchronisation von Teilnehmern in einem Funknetz, in dem verschleierteoder verschlüsselte Informationen ausgetauscht werden. Das Verfahren soll auch aufDrahtnetze anwendbar sein.The object of the invention is to provide a method that is insensitive to interferencespecify for the synchronization of participants in a radio network in which obfuscatedor encrypted information is exchanged. The procedure is also supposed toWire nets may be applicable.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Synchronisationsraster füralle Teilnehmer durch einen in der Relaisstelle eingebauten Hauptsynchronisatorbestimmt wird. In Drahtnetzen wird dieser Hauptsynchronisator im Netzknoten eingebaut.The object is achieved in that the synchronization grid forall participants through a main synchronizer built into the relay stationis determined. In wire networks, this main synchronizer is built into the network node.

Gegenüber dem Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Verfahrenden Vorteil, daß bei einem synchronisierten Teilnehmer bei einer Störung nur dergestörte Teil einer Nachricht nicht zu entziffern ist.Compared to the prior art, the method according to the invention hasthe advantage that with a synchronized participant only thethe disturbed part of a message cannot be deciphered.

In einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens wird das von einemTeilnehmer als Präambel ausgesendete Synchronisationsraster vom Hauptsynchronisatorausgeblendet und stattdessen dessen eigenes Synchronisationsraster eingefügt undausgesendet.In an advantageous embodiment of the method, this is done by aSynchronization grid sent out as a preamble by the main synchronizerhidden and instead its own synchronization grid inserted andsent out.

In einer anderen vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens wird im Hauptsynchronisatoran jede verschleierte bzw.In another advantageous embodiment of the method, the main synchronizerto every veiled resp.

verschlüsselte Nutzinformationsaussendung eine Information über dasSynchronisationsraster angehängt und ausgesendet.encrypted transmission of useful information information about theSynchronization grid attached and sent out.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens hältein einmal synchronisierter Teilnehmer das Synchronisationsraster für längere Zeitaufrecht, z. B.Holds in a particularly advantageous development of the methodOnce a participant has been synchronized, the synchronization grid for a longer period of timeupright, e.g. B.

für 15 Min., oder gar 60 Min. Dies ist mit den heute verfügbaren hochstabilenOszillatoren erreichbar. So geht das Raster auch bei langandauernden Funkstörungennicht verloren.for 15 min., or even 60 min. This is with the highly stable ones available todayOscillators attainable. This is how the grid works even with long-term radio interferencenot lost.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird vom Hauptsynchronisatornur das Empfangssynchronisationsraster vorgegeben, während das Senderaster beimTeilnehmer zum Ausgleich von Signallaufzeiten gegenüber dem Empfangsraster um einenfesten oder einstellbaren Betrag voreilt.In an advantageous development of the method, the main synchronizeronly the reception synchronization grid is specified, while the transmission grid is specified forParticipants to compensate for signal transit times compared to the reception grid by onefixed or adjustable amount.

In einer anderen Weiterbildung des Verfahrens wird vom Hauptsynchronisatorneben der Rasterlage auch mitgeteilt, um welchen Betrag das Senderaster gegenüberdem Empfangsraster voreilt.In another development of the method, the main synchronizerin addition to the grid position, the amount by which the transmission grid is communicatedleads the reception grid.

Die Erfindung sei anhand der Figuren noch weiter erläutert: FIG. 1zeigt die Einrichtungen für ein Funknetz, in dem unverschleiert gesprochen wird,und zwar eine Relaisstelle R mit Weiche WR, Empfänger ER und Sender SR mit NF-Verbindungzwischen Empfänger ER und Sender SR; sowie einen Teilnehmer T (z. B. mobile Funkstation)mit Weiche bzw.The invention will be further explained with reference to the figures: FIG. 1shows the facilities for a radio network in which people speak unveiled,namely a relay point R with switch WR, receiver ER and transmitter SR with LF connectionbetween receiver ER and transmitter SR; as well as a subscriber T (e.g. mobile radio station)with switch resp.

Antennenumqchalter W, Sender S und Empfänger E.Antenna switch W, transmitter S and receiver E.

Demgegenüber weist in FIG. 2 der Teilnehmer T einen SchleierzusatzSCHL auf, in dem abgehende Informationen verschleiert und ankommende entschleiertwerden. Die wegen der Verschleierung notwendige Synchronisation der Teilnehmer liefertder in der Relaisstelle R zusätzlich eingebaute Hauptsynchronisator HSYN.In contrast, in FIG. 2 of the participants T a veil additiveSCHL auf, in which outgoing information is disguised and incoming information is unveiledwill. The synchronization of the participants, which is necessary because of the concealment, is providedthe main synchronizer HSYN, which is additionally built into the relay point R.

Bei einem Funknetz nach FIG. 1 oder 2 arbeiten z. 13. die Sender derTeilnehmer auf einem Kanal im Unterband und die Empfänger im Oberband, während derSender der Relaisstelle im Oberband und der Empfänger im Unterband arbeitet. Einevon einem Teilnehmer gesendete Nachricht kann daher von allen anderen Teilnehmerninfolge der Umsetzung in der Relaisstelle empfangen werden. Dabei ist mit dem erfindungsgemäßenVerfahren (FIG. 2) ein gleich unproblematischer Nachrichtenaustausch zu erreichen,wie im unverschleierten/unverschlüsselten Fall (FIG. 1), insbesondere wenn in vorteilhafterWeiterbildung mit hochstabilen Oszillatoren das Synchronisationsraster über langeZeit aufrecht erhalten wird.In a radio network according to FIG. 1 or 2 work e.g. 13. the broadcasters of theParticipants on a channel in the lower band and the receivers in the upper band, during theThe transmitter of the relay station in the upper band and the receiver in the lower band works. OneMessage sent by one participant can therefore be sent by all other participantsreceived as a result of the implementation in the relay station. It is with the inventionMethod (FIG. 2) to achieve an equally unproblematic exchange of messages,as in the unobscured / unencrypted case (FIG. 1), especially if it is more advantageousContinuing with highly stable oscillators, the synchronization grid over a long period of timeTime is maintained.

FIG. 3 zeigt ein Nachrichtenformat entsprechend Anspruch 2, und zwarin a) die vom Teilnehmer ausgesendete Informationmit Präambel Pund Nachricht N; in b) das von der Relaisstelle weitergegebene Format mit unverändertemAnfangsteil der Präambel P', modifiziertem Teil der Präambel SYN, der das Synchronisationsrasterenthält und unveränderter Nachricht N.FIG. 3 shows a message format according to claim 2, namelyin a) the information sent by the participantwith preamble Pand message N; in b) the format passed on by the relay station with unchangedInitial part of the preamble P ', modified part of the preamble SYN, which defines the synchronization gridcontains and unchanged message N.

FIG. 4 zeigt ein Nachrichtenformat entsprechend Anspruch 3, und zwarin a) wie vom Teilnehmer ausgesendet. In b) wurde vom Hauptsynchronisator in derRelaisstelle das Synchronisationsraster SYN an die Nachricht N angehängt.FIG. 4 shows a message format according to claim 3, namelyin a) as sent by the participant. In b) the main synchronizer in theRelay point the synchronization grid SYN appended to the message N.

Wird z. 13. in einem Funknetz eine Teilnehmereinrichtung von eineranderen synchronisiert, wird die Signallaufzeit zwischen beiden Stationen im allgemeinennur von einer Funkstrecke bestimmt.Is z. 13. in a radio network a subscriber device from oneother synchronized, the signal propagation time between the two stations is generallydetermined only by one radio link.

Werden in einem Funknetz entsprechend der erfindungsgemäßen Lösungalle Teilnehmer vom Hauptsynchronisator synchronisiert, erfolgt eine Verständigungvon Teilnehmer zu Teilnehmer im allgemeinen über wenigstens zwei Funkstrecken, nämlich:1. Teilnehmer zum Relais im Oberband bzw. Unterband und Relais zum 2. Teilnehmerim Unterband bzw. Oberband.Are in a radio network according to the inventive solutionall participants are synchronized by the main synchronizer, an understanding takes placefrom subscriber to subscriber generally over at least two radio links, namely:1st participant to the relay in the upper band or lower band and relay to the 2nd participantin the lower band or upper band.

Zur Kompensation dieser Signallaufzeiten wird in der Teilnehmereinrichtungein Versatz zwischen Empfangs- und Senderaster vorgesehen: Das Senderaster eiltum die Signallaufzeit vor.To compensate for these signal propagation times, the subscriber devicean offset between the receiving and sending raster is provided: the sending raster is in a hurryto advance the signal propagation time.

Soll die Teilnehmereinrichtung in Netzen mit unterschiedlichen Signallaufzeiteneingesetzt werden, kann der Rasterveruatz in den Teilnehmereinrichtungen durch Kennungsbitsin der Synchronisierinformation von der synchronisierenden Stelle automatisch eingestelltwerden.Should the subscriber equipment be used in networks with different signal transit timescan be used, the Rasterveruatz in the subscriber facilities by identifier bitsautomatically set in the synchronization information by the synchronizing stationwill.

Claims (8)

Translated fromGerman

Patentansprüche D Verfahren zur Synchronisation von mehreren vorzugsweiseüber eine duplexfähige Funkverbindung miteinander verbundenen, vorzugsweise verschleiertoder verschlüsselt Nachrichten austauschenden Teilnehmern, wobei jeder Teilnehmerjeden anderen über eine sogenannte Relaisstelle hören kann, dadurch gekennzeichnet,daß das Synchronisationsraster für alle Teilnehmer durch einen in die Relaisstelleeingebauten Hauptsynchronisator bestimmt wird.Claims D Method for synchronizing several preferablyconnected to one another via a duplex radio link, preferably disguisedor encrypted messages exchanging participants, with each participantcan hear everyone else via a so-called relay point, characterized bythat the synchronization grid for all participants through one in the relay stationbuilt-in main synchronizer is determined.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das voneinem Teilnehmer als Präambel ausgesendete Synchronisationsraster vom Hauptsynchronisatorausgeblendet wird und dieser stattdessen sein eigenes Synchronisationsraster einfügtund aussendet.2. The method according to claim 1, characterized in that the ofSynchronization grid sent to a subscriber as a preamble from the main synchronizeris hidden and this instead inserts its own synchronization gridand sends out.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Hauptsynchronisatoran jede verschleierte bzw. verschlüsselte Nutzinformationsaussendung eine Informationüber das Synchronisationsraster angehängt und ausgesendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that in the main synchronizeran item of information for each veiled or encrypted transmission of useful informationis attached and sent via the synchronization grid.4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß ein einmal synchronisierter Teilnehmerdas Synchronisationsrasterfür längere Zeit aufrecht erhält.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in thatthat a once synchronized participantthe synchronization gridsustains for a long time.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß vom Hauptsynchronisator nur das Empfangssynchronisationsraster vorgegeben wird,und daß das Senderaster beim Teilnehmer zum Ausgleich der Signallaufzeit gegenüberdem Empfangsraster um einen festen oder einstellbaren Betrag voreilt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in thatthat the main synchronizer only specifies the receive synchronization grid,and that the transmission grid at the subscriber to compensate for the signal propagation timeleads the reception grid by a fixed or adjustable amount.6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vonTeilnehmereinrichtungen und vom Hauptsynchronisator ausgesendeten Synchronisationsraster/-Telegrammedurch Kennungsbits unterscheidbar sind, und daß in jeder Teilnehmereinrichtung automatischunterschiedliche Versätze zwischen Sende- und Empfangsraster eingestellt werden,je nachdem, ob die zuletzt empfangene Information über das Raster (Synchronisierinformation)von einer anderen Teilnehmereinrichtung oder vom Hauptsynchronisator empfangen wurde.6. The method according to claim 5, characterized in that the ofSubscriber facilities and synchronization grids / telegrams sent out by the main synchronizercan be distinguished by identification bits, and that automatically in each subscriber devicedifferent offsets can be set between the send and receive raster,depending on whether the last received information about the grid (synchronization information)received from another subscriber facility or from the master synchronizer.7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dievon Teilnehmereinrichtungen und vom Hauptsynchronisator ausgesendeten Synchronisationsraster/-TelegrammeInformationsbits enthalten, aus denen eine empfangende Teilnehmereinrichtung denBetrag entnimmt, um den das Senderaster gegenüber dem Empfangsraster voreilen muß.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that thefrom subscriber equipment and from the main synchronizer sent synchronization grid / telegramsContain information bits, from which a receiving subscriber device theTakes out the amount by which the transmission grid must lead the receiving grid.8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 4,dadurch gekennzeichnet, daß in der Relaisstelle ein Hauptsynchronisator vorgesehenist, und daß bei den Teilnehmern elektronische Mittel mit einem hochstabilen Oszillatorvorgesehen sind zur Aufrechterhaltung des Synchronisationsmusters über längere Zeit.8. Arrangement for performing the method according to claim 1 and 4,characterized in that a main synchronizer is provided in the relay stationand that the participants have electronic means with a highly stable oscillatorare intended to maintain the synchronization pattern over a longer period of time.