[发明专利]一种LTE承载窄带语音编码的加密通信方法和系统

说明书

本申请公开了一种LTE承载窄带语音编码的加密通信方法和系统，其中方法包括：终端预先将自身的窄带语音编码通信的端到端加密支持能力信息，通知给网络侧；所述端到端加密支持能力信息用于指示所述终端是否支持端到端加密以及所支持的加密方式，所述加密方式包括挪用信息比特位的加密方式和不挪用信息比特位的加密方式；在需要进行端到端加密通信业务时，网络侧根据该端到端加密通信业务的类型以及业务所涉及终端的所述端到端加密支持能力信息，确定该端到端加密通信业务采用的加密方式，并触发采用所确定的加密方式进行所述端到端加密通信业务。应用本申请公开的技术方案，能够有效提高语音的QoS质量。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种LTE承载窄带语音编码的加密通信方法和系统。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，集群通信技术从模拟系统发展到窄带数字集群系统，同时随着行业用户对无线宽带的需求逐渐增加，从以前简单的语音业务，发展到以LTE技术体制的3GPP MCPTT、B-TrunC数字集群通信系统。

窄带数字集群(PDT)采用窄带语音编码(NVOC)，TETRA采用AMBE编码格式支持语言。3GPP eMBMS中LTE宽带集群系统采用VoIP技术支持语音业务，对集群采用MBSFN的IP组播支持语言集群，也支持IP单播语音，在B-Trunc中采VoIP或AMR Over PDCP支持语言业务，语言编码采用AMR编码格式。由于语音是基本业务需求，窄带语音集群的语音业务，如350MHz的PDT的NVOC编码的语音业务室外覆盖小区半径为11.5Km左右，而350MHz FDD LTE的AMR编码的语音覆盖小区半径大约8Km左右，1.4GHz的LTE语音覆盖的小区半径大约2–5Km，采用LTE上承载AMR语音有明显的率覆盖劣势。而窄带语音编码技术也可以承载在LTE宽带集群系统上，可以大大提高LTE宽带集群系统的群组容量。

窄带语音集群系统在语音通信过程中支持端到端加密。由于窄带系统空口承载能力有限，空口的语音承载能力是确定的，所以窄带系统，如PDT系统的端到端加密采用用户面数据抽取部分语音帧的比特位，传送加密控制信息的方式实现。

如图1所示，PDT系统一个载波承载2路语音。空口2个30ms TDMA突发组成一个60msTDMA帧，每路语音由1个30ms TDMA帧承载。

如图2所示，每个30ms突发携带216比特有效载荷，可承载3个NVOC语音帧(72bit*3)。

为实现端到端加密，PDT系统在启用端到端加密功能时，需要挪用语音帧中的一些信息比特位，用以携带语音帧序号，该语音帧序号用于密钥流的产生和同步。

如图3所示，发送方的声码器优先将60ms明文语音编码为一个语音帧；语音帧数据流与密钥流进行异或，然后挪用语音帧中的信息位承载12比特的语音帧序号后，输出密文语音帧。

相应地，接收方的声码器在收到密文语音帧后，首先从密文数据流中提出12比特的语音帧序列号；然后，与密钥流进行异或，解密后还原为明文语音。

在窄带系统语音业务的端到端加密中，由于空口承载能力的限制，导致端到端加密是必须采用挪用语音帧的有用信息位，以便携带语音帧序列号用于通信双方的密钥流产生和同步。该加密方式下，由于需要挪用语音帧的有用信息位，破坏了语音数据的完整性，使得该有用信息位对应的语音数据对接收端而言是缺失的，即接收方无法接收到该部分有用信息位对应的语音数据，从而影响了语音数据的抗误码能力和QoS质量。

而LTE集群系统在语音业务场景下，可以支持窄带语音编码格式，并支持窄带语音编码的端到端加密通信，且空口能力没有类似窄带系统的限制；LTE终端在支持窄带语音编码的端到端加密时，如果同样采用挪用语音帧的信息比特位的方式携带端到端加密的语音帧序号，会导致在空口资源富余的情况，依然降低了语音的QoS质量。

发明内容