CN111865473A - 隐私增强无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隐私增强无线通信方法，由具有第一位置的传输无线设备使用，该方法的特征在于：在一位置处使用收发器设备获得帧前导码，其特征在于帧前导码包括预定模式，并且其特征在于根据预定模式，基于收发器设备的信道状态信息，对应于该位置的移动信息是可检测的；修改帧前导码的预定模式以包括振幅或相位失真；以及通过使用收发器设备传输包括帧前导码的帧来掩蔽移动信息，该帧前导码具有修改的预定模式。

Description

隐私增强无线通信方法
技术领域
本申请总体上涉及电子设备之间的无线通信和无线感测，并且尤其涉及无线通信，其中信道状态信息被自适应地混淆以伪装无线通信和感测的方面。
背景技术
家庭、室外和办公室网络(也就是无线局域网(WLAN))是使用一种称为无线接入点(WAP)的设备建立的。WAP可包括路由器。WAP将家庭网络的所有设备(例如无线站，诸如：计算机、打印机、电视、数字视频光盘播放器、安全摄像机和烟雾探测器)彼此无线地耦合，并将这些设备耦合到电缆或订阅户线，互联网、视频和电视通过该有线或订户线被递送到家庭。大多数WAP实施IEEE 802.11标准(一种基于惯例的标准)，该标准用于处理多个竞争设备之间在多个通信信道中选定的一个通信信道上的共享无线通信介质的通信。在被实施的对应一个IEEE 802.11协议中指定每个通信信道的频率范围，例如“a”、“b”、“g”、“n”、“ac”、“ad”、“ax”、“be”等。通信遵循中心节点和分支节点模型，其中在中心节点和分支结点处的WAP对应于到每个“客户端”设备的无线链路。
IEEE 802.11n及以上标准支持全兼容WLAN节点所需的信号处理的日益增加的复杂程度，包括用于用户数据的集中通信的波束成形能力。在这些标准的任一个下，全兼容WLAN节点的众多能力之一是将传输通信的信号强度集中到接收设备的能力。这样做需要多个天线和用于独立控制在其上传输的通信信号的相位和振幅的装置。波束成形通常需要了解信道状态，并且因此涉及估计信道状态信息。信道状态信息本身可以用来推断关于无线环境的信息。虽然使用这种IEEE标准的通信可以被加密，使得这种通信的数据部分无法被窃听者解密，但是通信本身的报头以及另外的性质和存在仍然可能向窃听者提供有用的信息。因此，此项技术还有改进的空间。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种隐私增强无线通信方法，其特征在于：在一位置处使用收发器设备获得帧前导码，其特征在于帧前导码包括预定模式，并且其特征在于根据预定模式，基于收发器设备的信道状态信息，对应于该位置的移动信息是可检测的；修改帧前导码的预定模式以包括振幅或相位失真；以及通过使用收发器设备传输包括帧前导码的帧来掩蔽移动信息，该帧前导码具有修改的预定模式。
根据本申请的另一方面，该隐私增强无限通信的进一步特征在于：在该位置处使用收发器设备获得一个或多个后续帧前导码，其特征在于一个或多个后续帧前导码中的每一个包括不同的预定模式，并且其特征在于根据不同的预定模式，基于收发器设备的信道状态信息，对应于该位置的后续移动信息是可检测的；修改一个或多个后续帧前导码的不同预定模式中的每个，以包括不同的振幅或相位失真；以及通过使用收发机设备传输包括一个或多个后续帧前导码的一个或多个后续帧来掩蔽后续移动信息，该一个或多个后续帧前导码具有修改的预定模式。
根据本申请的另一方面，隐私增强无线通信的进一步特征在于，振幅或相位失真错误地指示该位置处的物理移动。
根据本申请的另一方面，隐私增强无线通信的进一步特征在于，振幅或相位失真错误地指示该位置处的随机移动。
根据本申请的另一方面，隐私增强无线通信的进一步特征在于，振幅或相位失真错误地指示该位置处没有移动。
根据本申请的另一方面，隐私增强无线通信的特征还在于，振幅或相位失真错误地指示在该位置处至少有一个电子设备在移动。
根据本申请的另一方面，隐私增强无线通信的进一步特征在于，收发器设备是接入点、站、中继器和网状节点中的至少一者。
根据本申请的另一方面，隐私增强无线通信的进一步特征在于指示两个或更多个接收设备根据具有帧前导码的调度进行响应，该帧前导码包括指示传输的调整振幅或相位失真，该传输指示协同掩蔽的移动信息。
根据本申请的另一方面，隐私增强无线通信的进一步特征在于，预定模式是训练序列。
根据本申请的另一方面，隐私增强无线通信的进一步特征在于向接收设备传输解码参数，以从具有修改的预定模式的帧前导码中确定预定模式。
附图说明
图1示出了根据本公开的示例的传输器和接收器的操作环境。
图2示出了图1的传输器和接收器的信道矩阵。
图3示出了类似于图1的操作环境，除了存在窃听者。
图4是图1-3的传输器和接收器之间交互的时序图。
图5是具有前导码字段的传输器分组的现有技术分组图。
图6示出了图1-5的传输器的信道状态信息的接收器视图。
图7示出了图1-6的传输器的信道状态信息的窃听者视图。
图8示出了根据本公开的示例的操作环境，其中传输器、多个接收器和窃听者之间的传输包含信道状态信息。
图9示出了根据本公开的示例的操作环境，其中传感器检测到窃听者。
图10示出了操作环境，其中运动被刻印在多个接收器的链接中，以仿真多个接收器之间的协调运动。
图11示出了根据本公开的示例的实施方式的框图。
图12示出了根据本公开的示例的另一实施方式的框图。
图13示出了根据本公开的示例的另一实施方式的框图。
具体实施方式
本申请要求2019年4月29日提交的美国临时申请号62/840,371的优先权益，该申请全文据此以引用方式并入本文。
以下实施方式方式提供了本公开的图示和示例实施方式的进一步细节。为了清楚起见，省略了图示之间冗余元件的一些附图标号和描述。本描述各处使用的术语是阐述性的，而不是限制性的。
在本公开各处，诸如检测、确定、分析、识别、扫描等术语可以包括计算机系统或其他信息处理设备的动作和过程，该计算机系统或其他信息处理设备操纵表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据并将该数据转换成类似地表示为计算机系统的存储器或寄存器或其他信息存储装置、传输或显示设备中的物理量的其他数据。
在本公开中，术语“耦合”包括可以在其中传递数据的任何类型的有线或无线连接。术语“耦合”包括但不限于单个计算机内的设备和/或程序之间的连接，或者网络上的设备和/或单独计算机之间的连接。术语“网络”包括但不限于分组交换网络，诸如局域网、广域网(WAN)、TCP/IP(互联网)，并且可以使用各种传输方式，诸如但不限于
Figure BDA0002437297490000041
低功率无线局域网互联网协议版本6(6LowPAN)、电力线通信(PLC)、以太网(例如，10兆字节(Mb)、100Mb和/或1千兆字节(Gb)以太网)或其他通信协议。
根据本公开的一个或多个示例，在为相关联的家庭网络选择单个通信信道之后，对共享通信信道的接入依赖于被识别为冲突感测多路接入(CSMA)的多重接入方法。CSMA是一种用于共享单个通信介质的分布式随机接入方法，通过使竞争的通信链路后退并重试接入，检测到无线介质上的预期冲突，即无线介质是否正在使用。根据本公开的一个或多个示例，单个通信介质上的通信被识别为“单工”意思，即一次从单个源节点到一个或多个目标节点的一个通信流，所有剩余节点能够“监听”主题传输。从IEEE 802.1lac标准开始，并且特别是其“Wave 2”，可以使用WAP的所谓多用户(MU)多输入多输出(MIMO)能力同时发生到一个以上目标节点的离散通信。标准中增加了MU功能，以使WAP同时与单天线单流或多天线多流收发器进行通信，从而增加无线HDTV、计算机平板和其他高吞吐量无线设备的离散MIMO视频链路的可用时间，这些设备的通信能力可与WAP媲美。IEEE 802.11ax标准将正交频分多址接入(OFDMA)集成到WAP或站能力中。OFDMA允许WAP在下行链路上与多个站同时通信，在离散的频率范围内被识别为资源单元。
如上所述，本公开的方面涉及信道状态信息。在本公开各处，术语“信道状态信息”(CSI)包括涉及传输器和接收器之间的无线信道的状态的信息。除了传输矩阵(H)之外，CSI可以包括关于从中提取数据的链路的元信息，例如带宽、信道、信号强度和空间流。根据本公开的一个或多个示例，后处理用于移除已知和/或估计和/或校准的传输器和/或接收器对给定传输的影响。在本公开各处，形容词“支持CSI”是指诸如移动电话的设备，该设备被配置成确定已经被混淆或隐藏的CSI。对CSI的授权接入可以支持用于运动检测的有利应用，包括例如，WLAN诊断、家庭安全、健康护理监控、智能家庭公用事业控制、老年人护理、汽车跟踪和监控等。但是，未经授权接入CSI可能会威胁某个位置处的数字和物理隐私及安全。
根据本公开的一个或多个示例，在无线帧的未受保护部分中传输CSI之前，对CSI进行混淆处理，该未受保护部分例如是
Figure BDA0002437297490000051
通信的前导码的训练字段。
本公开的示例的至少一个技术益处是可以防止窃听者获得关于网络的准确的CSI信息。本公开的示例的至少一个技术益处是可以防止窃听者通过偷听传输的分组来推断家庭或办公室处的占用或运动。
根据本公开的一个或多个示例，时变预编码用于保护CSI。在至少一个示例中，诸如路由器的AP(接入点)和诸如移动电话的站(STA)执行握手以建立安全的CSI会话。在本公开各处，AP通常是WAP。术语“安全CSI会话”包括两个或多个设备之间的通信关系，其中一些或所有CSI被隐藏、混淆、遮蔽、屏蔽等。在一些示例中，安全CSI会话可以通过用户动作或自动网络状态检测来启动。安全会话的参数可以在通信会话初始化期间建立。初始化可以包括加密分组的种子和/或密钥生成。初始化可以包括共享用于混淆和去混淆CSI的预编码和解码参数。
根据本公开的一个或多个示例，传输器使用来自接收器已知但窃听者未知的码本的时变预编码器矩阵(P)对CSI进行预编码。在本公开的至少一个示例中，窃听者将无法推断预编码器矩阵(P)已经被应用于由传输器发射的传输矩阵(H)。虽然接收器在使用CSI之前解除预编码器的影响时(通过对PH施加P-1)，窃听者会将PH矩阵误认为是实际的信道状态信息。根据本公开的一个或多个示例，预编码器矩阵(P)以时间相关的方式被应用来仿真传输器的运动。在本公开的至少一个示例中，从传输器传输的一个或多个通信被混淆，使得窃听者将传输AP误认为传输STA。
根据本公开的一个或多个示例，AP可以跟踪与AP的操作环境中的设备相关联的运动模式，并且应用预编码器矩阵(P)，该预编码器矩阵稍后将仿真这种运动给窃听者，使得仿真的运动与操作环境中发生的实际活动不匹配。
根据本公开的一个或多个示例，预编码器矩阵被应用于一个或多个数据分组的前导码。根据本公开的一个或多个示例，预编码器矩阵被应用于一个或多个数据分组的报头。
根据本公开的一个或多个示例，协调刻印在多个STA和一个AP之间的每个链接中的运动以仿真在AP的操作环境中的多人(他们的STA)的移动。
根据本公开的一个或多个示例，当AP和/或AP的服务器和/或AP的控制器和/或AP的云连接检测到AP的操作环境(例如，家庭、办公室)没有其他电子通信设备诸如STA时，AP可以被配置为发射安全CSI。
根据本公开的一个或多个示例，当AP和/或AP的服务器和/或AP的控制器和/或AP的云连接检测到电子通信设备存在于AP的操作环境中而正常情况下不应存在时，和/或当先前未识别的STA进入操作环境时，AP可以被配置为发射安全CSI。在一些示例中，当耦合到AP和/或AP的服务器和/或AP的控制器和/或AP的云连接的外部传感器(例如，照相机、接近传感器、触发线)指示在操作环境中存在窃听者时，AP可以被配置成发射安全CSI。
根据本公开的一个或多个示例，通过自适应地混淆分组前导码以屏蔽或掩蔽可从通信的前导码数据中检测到的位置活动信息，降低了电子通信设备未授权和/或不希望的CSI公开的风险。根据本公开的一个或多个示例，电子通信设备的安全CSI引擎用于自适应地混淆这些前导码。CSI安全引擎可用于各种模式，诸如活动仿真模式、活动保护模式和活动掩蔽模式。在至少一个示例中，当位置未被占用时，CSI安全引擎可以仿真未受保护的前导码传输数据中的活动，以提供该位置存在活动的虚假信息。在一些示例中，仿真活动可以指示一个或多个人正在一位置周围移动。仿真活动可以包括一系列不同的路径和反射，以避免人类行为的非自然模式。
在本公开的一些示例中，活动保护可以包括保护前导码报头信息，以防止窃听者接入前导码，同时允许授权设备接入前导码。各种活动保护方案可以通过授权设备接入前导码而协调同步、异步、周期性、触发等。例如，可以利用周期性授权周期或预共享码本来实施保护前导码报头，以允许授权设备的正常认证和网络加入。在一些示例中，活动掩蔽可以隐藏或替换一些前导码信息，使得窃听无效。例如，活动掩蔽可以包括提供被计算为使得窃听者做出关于信道状态的不准确推断的前导码信息。
在本公开的至少一个示例中，电子通信设备的安全CSI引擎组件(例如，电路)可用于降低授权网络用户在AP的操作环境中窥探其他用户的活动的能力。在一些示例中，由AP发送到一个或多个STA的每个训练序列将应用不同的预编码器矩阵(P)。
根据本公开的一个或多个示例，特定预编码矩阵(P)的应用根据传输设备和接收设备之间议定的时间表发生。在本公开各处，电子通信设备可以被配置为既作为传输设备又作为接收设备来操作。
根据本公开的一个或多个示例，预编码器矩阵可以被配置成在诸如局域网的AP的操作环境中仿真活动或隐藏活动。
根据本公开的一个或多个示例，当在预定时间量内没有电子设备与信标交互时，安全CSI引擎会掩蔽信标信息。在至少一个示例中，AP可以被配置为在给定时间期间或在给定用户动作(诸如按下路由器上的按钮)时停止预编码。在至少一个示例中，预编码的暂时停止可以为新设备被授权接入AP的网络提供时间。
在该应用的至少一个示例中，AP包括VLSI处理器。在一些示例中，AP通过调制解调器耦合至到互联网的电缆、光纤或数字订阅户主干连接，以支持WLAN上的无线通信，例如IEEE 802.11兼容的通信。
Figure BDA0002437297490000081
级包括基带级和模拟前端(AFE)以及射频(RF)级。在基带部分中，处理传输到每个用户/客户端/站或从其中接收的无线通信。AFE和RF部分处理在基带中启动的无线传输的每个传输路径上的升频转换。RF部分还处理接收路径上接收到的信号的降频转换，并将它们传递给基带供进一步处理。
根据本公开的示例，AP和/或STA可以支持多种协议和多语言，能够与多种协议通信，例如包括蓝牙低能量(Bluetooth-Low-Energy)、Zigbee、Thread等的物联网协议，并且通信地耦合到用于访问分析或机器学习能力的一个或多个资源。在一些示例中，AP和/或站是电池供电的和/或可移动的和/或与诸如汽车或飞机的较大移动设备集成在一起。
本公开的一个或多个示例包括通过N个天线支持N·N个离散通信流的多输入多输出(MIMO)装置。在各种示例中，N的值可以是4、6、8、12、16等。
在本公开的一个或多个示例中，在到一个或多个站的传输路径上用于无线传输的数据分组在成帧器中成帧。一个或多个数据分组的流可以由编码器和加扰器编码和加扰。在至少一个示例中，流由AP的交织映射单元交织和映射。流数据可以由AP的空间映射单元用空间映射矩阵进行空间映射。在至少一个示例中，空间映射数据被输入到逆离散傅立叶变换(IDFT)分量，用于在传输之前从频域转换到时域。IDFT分量可以耦合到MIMO天线的传输路径。
图1示出了根据本公开的示例的传输器101和接收器102的操作环境100。在图1中，多个数据流105在M个传输天线103上被复用，并且由N个接收天线104接收。多个数据流105共同形成信道106。如单个传输天线103和单个接收天线104的位置、单个传输天线103和单个接收天线104的信号强度以及非预期耦合等此类因素会影响信道106的状态。因为信道106的状态可以随着时间而显著变化，例如当传输器101相对于接收器102移动时，或者当附加电子通信设备的一个或多个天线开始与传输器101和/或接收器102的天线交互时。每个接收天线104不仅接收期望用于接收天线104的直接信号108，还接收沿着不同数据流(例如109)发送的信号的某个部分。根据本公开的至少一个示例，适于信道状态频繁变化的一种方式是，诸如接收器102的电子设备调整它们如何解释通过一个或多个数据流105接收的数据。例如，如果传输了已知强度的信号，但是接收天线104检测到该信号具有不同的强度，则接收器102可以通过将该差值与接收信号相加，将以第二强度接收的信号解释为已经以第一强度传输。
在本公开的至少一个示例中，传输器101传输训练数据，该训练数据是一系列预定值，并且接收器102通过接收值与训练数据相差多少来确定信道106的状态。在本公开的至少一个示例中，训练数据被包括在一个或多个训练分组中。在本公开的至少一个示例中，可以在预定时间传输特定的一组训练数据。根据本公开的至少一个示例，特定的一组训练数据可以被包括在数据分组中，其中数据分组的报头指示数据分组包含训练信息。如果训练数据被足够频繁地发送，以使接收器102能够跟上信道106状态的变化，则接收器102将继续能够适应信道106状态的变化，并且因此继续能够接收和准确地解释通过数据流105发送的数据分组。根据本公开的至少一个示例，通过数据流105发送的数据分组被加密。根据本公开的至少一个示例，未授权的设备无法解密加密的分组，因为该设备缺少解码加密的分组所必需的一个或多个密钥，但是可能从信道状态已经改变的事实得出，即传输器101和/或接收器102已经改变了位置。该原理的推论是，未授权设备可以推断出传输器101和接收器102没有改变位置，因为信道状态在一段时间内保持相对恒定。
根据本公开的至少一个示例，在发送训练数据之前，传输器101将修改训练数据，诸如通过将训练数据的值乘以矩阵，该矩阵具有传输器101和接收器102已知但未授权设备未知的值。根据本公开的至少一个示例，未授权设备将从修改的训练数据中错误地推断信道106的状态已经改变。根据本公开的至少一个示例，将以以下方式修改训练数据：使得未授权设备将被欺骗而错误地确定传输器101和/或接收器102已经移动或正在移动。
图2示出了接收器102的信道响应，表述为信道矩阵H 210。信道矩阵H 210表示传输器101和接收器102之间的信道状况。传输天线103′和接收天线104′之间的直接路径由信道响应h11(211)表示。传输天线103′和接收天线104”之间路径的信道响应是h21，依此类推，直到hNM(212)。信道矩阵H 210具有N行和M列。接收器102具有基于信道矩阵H 210的相关联接收器响应(y＝Hx+n)，其中x是输入214向量，并且n是噪声向量。接收器102基于接收器响应求解x，如上所述，接收器响应需要传输矩阵210的值是已知的。正确地求解x，由传输器101使用传输天线103传输的数据214是由接收器102接收的数据输出215。
图3示出了类似于图1的操作环境300，其中传输器101向接收器102传送输入信息214，但是现在存在窃听者317，并且该窃听者可以检测通过信道106发送的数据流(103)。为了误导窃听者317，在传输之前，将输入信息214(X)乘以预编码器矩阵(P)318，然后作为传输数据X’316传输。如上所述，对于接收器102来说，为了正确地解释接收信号Y以便求解X，传输器101和接收器之间的信道106的信道矩阵H 210必须是已知的(或以足够的精度估计)。在图2中，接收器102可以基于H1正确地估计信道矩阵H′324，因为在求解Y＝H1PX中的X时，接收器应用解码器矩阵P-1 319(与P 318相逆)。窃听者317还具有接收器响应320，并且处于与接收器102不同的位置，与传输器101形成不同的信道321。与接收器102不同，窃听者317不知道信息X 214在作为X’316传输之前已经乘以了矩阵(P)318。当窃听者317试图确定信道条件H2 323时，窃听者317不知道预编码器矩阵P 318的存在，并且错误地确定信道321的信道条件是H″(H2P)322。在本公开的至少一个示例中，一个或多个预编码器矩阵P(例如，318)在传输之前被应用于隐含信息214，使得传输器101和窃听者317之间的信道状况的明显变化与已经改变位置的传输器101一致。
图4是传输器接入点401(101)和接收器站(STA)402(102)之间的交互400的时序图。在时间t0，AP 401和STA 402在彼此之间共享403初始化信息。初始化403可以包括同意一个或多个预定预编码器矩阵(P)何时以及多长时间将被包括在传输数据X′(316)中。在t1，AP 401向STA 402发送数据块一406。数据块一406承载预编码器矩阵(P)，“预编码器一”404。在t2，AP 401向STA 402发送数据块二407。数据块二407承载预编码器矩阵(P)(318)，“预编码器二”405。
图5是具有用于信道估计的前导码字段的传输器分组的现有技术分组图。图5示出了VHT帧的示例报头。包括L-LTF和VHT-LTF的帧的一些部分可以被接收器用来估计频域中的信道，因为固定的已知基带序列被用来生成这些字段。对于其他类型的帧，诸如HT或HE、HT-LTF或HE-LTF字段同样可以使用。在另一示例实施方式中，也可以使用在已知时间和频率位置的整个帧中存在的导频。在另一个示例中，帧的中间码也可以用于信道估计。帧的任何训练或已知部分都可以用于估计信道。图5包括分组240和传输每个字段所需的对应符号间隔(SI)。报头包括包含L-STF、L-LTF和L-SIG字段的传统部分，以及包含VHT-SIGA、VHT-STF、VHT-LTF和VHT-SIGB字段的极高吞吐量部分。有效负载部分不包含用户数据。传统(L)、长(LTF)和短(STF)训练和信号(SIG)字段与支持IEEE 802.11n或更早标准的站兼容。剩余的信号和训练字段用于非常高的吞吐量(例如，IEEE 802.11ac兼容设备)。VHT-SIGA字段包含关于MCS和探测流数量的信息。VHT-STF字段用于自动增益控制(AGC)。VHT-LTF字段(例如，信道估计)包括用于接收器的MIMO信道估计的长训练序列。
图6示出了STA(402)的CSI的STA(402)的视图。因为STA(402)正确地将解码器矩阵P-1(319)应用于图4的数据块一(406)和数据块二(407)，所以在AP(401)和STA(402)之间的信道(106)的CSI 701(例如324)是相对不变的，这与AP(401)和STA(402)两者在t1和t2都是固定一致的。由STA(402)看到的CSI 701对应于正确的信道信息H(210)。
图7示出了AP(401)的CSI 801的窃听者(317)的视图。与图6所示的CSI 701不同，窃听者(317)和AP(401)之间的信道(106)的CSI 801(例如，322)在相同的时间帧内看起来波动很大，因为窃听者(317)不知道将窃听者(317)的接收响应Y(320)乘以适当的P-1，以抵消预编码器一(404)和预编码器二(405)的影响。波动会仿真AP(401)的运动。
图8示出了操作环境900，其中在AP 401和STA 402之间的传输C1、传输C2和传输C3、从AP 401到窃听者317的传输C4和传输C5，以及从STA 402到窃听者317的传输C6包含承载混淆矩阵P(例如318)的CSI(701、801)。
图9示出了在其中检测到窃听者317的操作环境1000。在本公开的至少一个示例中，窃听者317被传感器1027检测到，并且窃听者317的存在被直接传递到充当本地网络1028的中心节点的AP 401。在本公开的至少一个示例中，窃听者317的存在通过云被传递到AP 401。在本公开的至少一个示例中，AP 401通过对传感器流量中的一个或多个指示符执行深度分组检查来确定窃听者317存在。响应于窃听者317的检测，AP 401启动1025(403)CSI协议。CSI(例如，801)可用于仿真AP 401和/或STA402在时间t1从位置Pos1到位置Pos2、在时间t2从位置Pos2到位置Pos3以及在时间t3从位置Pos3到位置P2的运动。
图10示出了操作环境1100，其中本地网络1128中存在多个支持CSI的STA1(402’)、STA2(402”)和STA3(402”’)。在图10中，协调刻印在P1(t)、P2(t)、P3(t)的每个链路中的运动以仿真支持CSI的STA1、支持CSI的STA2和支持CSI的STA3的同时移动，诸如沿着前进轴线AX。根据本公开的至少一个示例，如果窃听者(317)(未授权的监听设备)监听P1(t)、P2(t)、P3(t)，那么对于窃听者(317)来说，将会出现单个设备正沿着前进轴线AX移动。在至少一个示例中，在窃听者(317)监控本地网络1128的时间期间，在三个不同的预编码器集合(316)中表示仿真运动(例如，沿着前进轴AX)。
在本公开的一些示例中，被授权在网络(例如，本地网络1128)中通信的电子设备(例如，STA402)将不被提供网络的所有预编码矩阵信息。在这种情况下，授权设备可能会被网络中是否存在其他移动设备所误导。
在本公开的至少一个示例中，为AP 401和STA 402之间的每个链路生成不同的密钥。能够正确知道网络的运动数据的设备(例如402′)，诸如属于拥有网络AP(例如401)的房主的STA(例如402′)，需要这样的密钥和网络的跳频序列来获得网络中运动状态的准确图像。
图11示出了根据本公开的示例的计算设备1200(例如，AP 401)。计算设备1200耦合到数据存储1203、网络1202、远程计算设备1225a和STA1225n(例如，402)。计算设备1200包括安全CSI引擎1210。安全CSI引擎1210包括隐私和安全模块1215、上下文模块1220、输入/输出接口1212、前导码处理器1233、AP管理器1236、站管理器1239、密钥主设备1242、预编码器1245、跳频器1248和活动创建器1270。上下文模块1220使得计算设备1200在某些上下文中仿真运动。在本公开的至少一个示例中，当耦合到计算设备1200的设备的数量落在阈值之上或之下时，上下文模块1220将仿真运动。在本公开的至少一个示例中，当计算设备1200检测到新设备时，上下文模块1220将仿真运动。在另一个实例中，上下文模块1220从云控制器或传感器或者从网络中的数据的深度检查接收指令，以触发CSI混淆。输入/输出接口1212支持计算设备1200与一个或多个其他电子设备通信，或者在某种情况下与云控制器通信。前导码处理器1233确定前导码(503)的哪一部分应该被包括在数据分组中，并且根据需要与预编码器模块1245交互，以修改分组的报头(504、505)的训练序列。AP管理器236和/或站管理器1239初始化一个或多个AP(401)和一个或多个STA(402)之间的安全通信，并且在混淆被触发时与预定的跳频序列握手。密钥主设备模块1242维护和跟踪公共和/或私有加密密钥，以加密计算设备1200和一个或多个电子设备之间的通信。预编码器模块1245将训练序列乘以时变预编码器矩阵P(318)。跳频器1248获取下一个预编码序列P(例如，318)，以应用到根据初始化序列和AP管理器1236和/或站管理器1239确定的传输数据(例如，316)。如果计算设备1200所驻留的网络1202中的活动量在预定的时间量内或当由上下文模块1220触发时低于阈值，则活动创建器1270触发计算设备1200以仿真运动和/或传输原本不必要的数据分组。在至少一个示例中，活动创建器1270保护并掩蔽现有活动。
图12示出了根据本公开的一个示例的计算设备1305的操作环境1300。计算设备1305可以用于实践本公开的方法。计算设备1305包括通过系统总线1330通信耦合到一个或多个处理器1310的输入/输出接口1325、内部存储装置1320和存储器1315。处理器1310包括通过内部总线1376通信地耦合的逻辑单元1355、输入单元1365、安全CSI模块1375、应用编程接口单元1360、输出单元1370和混淆模块1380。计算设备1305通信地耦合到输入/用户接口1335、输出设备/接口1340、外部存储装置1345和网络1202。为了使用户与计算设备1305交互，输入/用户界面1335表示任意数量的输入机构，诸如用于语音的麦克风、用于手势或图形输入的触敏屏幕、键盘、鼠标、运动输入、语音等等。输出设备/接口1340可以包括一个或多个输出设备和/或与这些设备相接。根据本公开的至少一个示例，多模式系统使得用户能够提供多种类型的输入(例如，214)来与计算设备1305通信。外部存储装置1345可以包括一个或多个数据存储，诸如用于计算设备1305的更新的数据可以从其中检索。网络1202表示一个或多个通信网络，诸如无线局域网(例如1128)和互联网。输入/输出接口1325表示计算设备1305和输入/用户接口1335、输出设备/接口1340、外部存储装置1345和网络1202之间的一个或多个有线和/或有线连接。安全CSI模块1375和混淆模块1380可以控制或被配置成控制处理器1310执行各种动作。存储器1315可以包括具有不同性能特征的多种不同类型的存储器。逻辑单元1355可以包括用于为计算设备1305执行算术和逻辑运算的算术逻辑单元。输入单元1365可以包括一个或多个电路，该一个或多个电路被配置为调节通过输入/输出接口1325接收的对处理器1310的输入。输出单元1370可以包括一个或多个电路，该一个或多个电路被配置为通过系统总线1330调节从处理器1310到输入/用户接口1335、输出设备/接口1340、外部存储装置1345、网络1202、输入/输出接口1325、内部存储装置1320和存储器1315的输出。应用编程接口单元1360可以包括描述用于计算设备1305和一个或多个远程设备之间通过网络1202进行通信的协议的一个或多个应用编程接口。处理器1310可以包括任何通用处理器和硬件模块或软件模块，诸如安全CSI模块1375和混淆模块1380。处理器1310可以包括在其中并入特定软件的专用处理器。在本公开的至少一个示例中，处理器1310包括完全独立的计算系统，包含多核或处理器、总线、存储器控制器、高速缓存等。系统总线1330和内部总线1376可以是几种类型的总线结构中的任何一种，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线和使用各种总线架构中的任何一种的局部总线。存储在存储器1315等中的基本输入/输出系统(BIOS)可以提供诸如在启动期间帮助在计算设备1305内的元件之间传送信息的基本例程。内部存储装置1320可以包括存储设备，诸如硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器、磁带驱动器等。内部存储装置可以包括用于控制处理器1310的软件模块。
输入/输出接口1325通常控制并管理用户输入和处理器1310输出。本公开的示例不限于在任何特定的硬件布置上操作，并且因此在开发时，本文的基本特征可以替代改进的硬件或固件布置。
计算设备(例如，1200、401、402)可以通信地耦合到输入/用户接口1335和输出设备/接口1340。输入/用户接口1335和输出设备/接口1340中的一个或两个可以是有线或无线接口，并且可以是可拆卸的。输入/用户接口1335可包括物理的或虚拟的任何设备、组件、传感器或接口，可用于提供输入(例如，按钮、触摸屏接口、键盘、定点/光标控制、麦克风、照相机、盲文、运动传感器、光学阅读器等)。
在本公开的至少一个示例中，可以通过在馈送到单独天线的不同数据流之间引入时间延迟或相移来实现移动或随机模式的仿真。在另一示例实施方式中，时间延迟或相移可以应用于馈送到多个天线的数据的空间流、空时流或I/Q流之间。
图13示出了根据本公开的示例的传输序列1300。单个空间流1301被输出到多个传输链1303。在图13的示例中，在空间流1301被发送到多个天线103之前，逆离散傅立叶变换1305被应用于空间流1301的信号。在图13中，在传输器天线103之间引入了时间延迟(例如，T1、TD2、TD3)或相移。在至少一个示例中，一个或多个时间延迟或一个或多个相移是用授权(非窃听)接收器预先布置的。时间延迟或相移可以应用于整个帧，或者仅应用于报头或报头的一部分。(参见图5)所有天线103之间的时间延迟(TD)或相移可以不同。时间延迟和相移可能随时间变化。接收器知道时间延迟和相移的顺序和定时。在示例实施方式中，时间延迟和相移的顺序和定时在链路建立时与接收器共享(参见图4)。
为了解释清楚，图11-13的示例被呈现为包括单独的功能块。这些块表示的功能可以通过使用共享或专用硬件来提供，包括但不限于能够执行软件和硬件的硬件，诸如处理器1310，其被专门构建为作为在通用处理器上执行的软件的等效物来操作。例如，一个或多个处理器的功能可以由单个共享处理器或多个处理器提供。(术语“处理器”的使用不应被解释为专门指能够执行软件的硬件。)说明性的示例可以包括微处理器和/或数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储执行下面讨论的操作的软件的只读存储器(ROM)，以及用于存储结果的随机存取存储器(RAM)。还可以提供超大规模集成(VLSI)硬件示例，以及与通用DSP电路相结合的定制VLSI电路。
本公开的示例包括以下实施例：
1。一种隐私增强无线通信方法，该隐私增强无线通信方法包括：在一位置处使用收发器设备获得帧前导码，其特征在于帧前导码包括预定模式，并且其特征在于根据预定模式，基于收发器设备的信道状态信息，对应于该位置的移动信息是可检测的；修改帧前导码的预定模式以包括振幅或相位失真；以及通过使用收发器设备传输包括帧前导码的帧来掩蔽移动信息，该帧前导码具有修改的预定模式。
2。根据实施例1的隐私增强无线通信方法，其特征在于所述修改包括将预定模式与混淆矩阵相乘，并且其特征在于该隐私增强无线通信方法还包括预先与接收设备协调以确定使用哪个混淆矩阵。
3。根据实施例1的隐私增强无线通信方法，其特征在于所述修改包括将预定模式与混淆矩阵相乘，并且其特征在于混淆矩阵根据时间而变化。
4。根据实施例1的隐私增强无线通信方法，其特征在于所述修改包括在天线流、空间流或I/Q流之间引入时间延迟或相移，并且其特征在于时间延迟的振幅或相移的振幅根据时间而变化。
5。一种对应于位置的传输无线设备，该传输无线设备包括：一个或多个天线；处理器，该处理器耦合到一个或多个天线；以及存储器，该存储器存储可由处理器执行的指令，其特征在于该指令包括以下指令：获得帧前导码，其特征在于帧前导码包括预定模式，并且其特征在于根据预定模式，基于传输无线设备的信道状态信息，对应于该位置的移动信息是可检测的；修改帧前导码的预定模式以包括振幅或相位失真；以及通过使用一个或多个天线传输包括帧前导码的帧来掩蔽移动信息，该帧前导码具有修改的预定模式。
6。根据实施例14的传输无线设备，其特征在于指令还包括以下指令：获得一个或多个后续帧前导码，其特征在于一个或多个后续帧前导码中的每个包括不同的预定模式，并且其特征在于根据不同的预定模式，基于传输无线设备的信道状态信息，对应于该位置的后续移动信息是可检测的；修改一个或多个后续帧前导码的不同预定模式中的每个，以包括不同的振幅或相位失真；以及通过使用一个或多个天线传输包括一个或多个后续帧前导码的一个或多个后续帧来掩蔽后续移动信息，该一个或多个后续帧前导码具有修改的预定模式。
7。根据实施例5的传输无线设备，其特征在于振幅或相位失真错误地指示位置处的物理移动。
8。根据实施例5的传输无线设备，其特征在于振幅或相位失真错误地指示位置处的随机移动。
9。根据实施例5的传输无线设备，其特征在于振幅或相位失真错误地指示位置处无移动。
10。根据实施例5的传输无线设备，其特征在于修改预定模式的指令还包括将预定模式与混淆矩阵相乘的指令，并且其特征在于混淆矩阵根据时间而变化。
11。根据实施例5的传输无线设备，其特征在于修改帧前导码的预定模式的指令还包括在天线流、空间流或I/Q流之间引入时间延迟或相移的指令，并且其特征在于时间延迟的振幅或相移的振幅根据时间而变化。
在本公开的示例中，一种计算机可读存储介质可以包括有形介质，诸如光盘、磁盘、只读存储器、随机存取存储器、固态设备和驱动器，或者适于存储电子信息的任何其他类型的有形或非暂时性介质。一种计算机可读信号介质可以包括诸如载波的介质。一种非暂时性计算机介质不包括载波。
没有参考任何特定的编程语言来描述示例实施方式。多种编程语言可用于实施本公开的教导。一种或多种编程语言的指令可以由一个或多个处理设备执行，例如中央处理单元(CPU)、处理器或控制器。
上述一个或多个操作可以由硬件、软件或软件和硬件的某种组合来执行。示例实施方式的各个方面可以使用电路和逻辑设备(硬件)来实施，而其他方面可以使用存储在机器可读介质(软件)上的指令来实施，该指令如果由处理器执行，则可以使处理器执行一种方法来实现本申请的实施方式。
本文公开的组件和过程可以通过硬件、电路、固件、软件或执行计算机程序代码的处理器来单独实施或组合实施；本文公开的组件和过程可以耦合到无线收发器的传输和接收路径组件来实施。
此外，本申请的一些示例实施方式可以仅在硬件中执行，而其他功能可以仅在软件中执行。此外，所描述的各种功能可以在单个单元中执行，或者能够以多种方式分布在几个组件中。当由软件执行时，该方法可以由处理器基于存储在计算机可读介质上的指令来执行。指令能够以压缩和/或加密的格式存储在介质上。
所描述的示例的各个方面和/或组件可以单独使用或任意组合使用。本公开中阐述的示例是说明性和解释性的。本公开的发明范围在以下权利要求中阐明。

Claims (10)

1.一种隐私增强无线通信方法，其特征在于，包括：
在一位置处使用收发器设备获得帧前导码，其中所述帧前导码包括预定模式，并且其中对应于所述位置的移动信息能够根据所述预定模式，基于所述收发器设备的信道状态信息被检测到；
修改所述帧前导码的所述预定模式以包括振幅或相位失真；以及
通过使用所述收发器设备传输包括所述帧前导码的帧来掩蔽所述移动信息，所述帧前导码具有修改后的预定模式。
2.根据权利要求1所述的隐私增强无线通信方法，其特征在于，进一步包括：
在所述位置处使用所述收发器设备获得一个或多个后续帧前导码，其中所述一个或多个后续帧前导码中的每个包括不同的预定模式，并且其中对应于所述位置的后续移动信息能够根据所述不同的预定模式，基于所述收发器设备的信道状态信息被检测到；
修改所述一个或多个后续帧前导码的所述不同预定模式中的每个，以包括不同的振幅或相位失真；以及
通过使用所述收发器设备传输包括所述一个或多个后续帧前导码的一个或多个后续帧来掩蔽所述后续移动信息，所述一个或多个后续帧前导码具有修改后的预定模式。
3.根据权利要求1所述的隐私增强无线通信方法，其特征在于，所述振幅或相位失真错误地指示所述位置处的物理移动。
4.根据权利要求1所述的隐私增强无线通信方法，其特征在于，所述振幅或相位失真错误地指示所述位置处的随机移动。
5.根据权利要求1所述的隐私增强无线通信方法，其特征在于，所述振幅或相位失真错误地指示在所述位置处没有移动。
6.根据权利要求1所述的隐私增强无线通信方法，其特征在于，所述振幅或相位失真错误地指示在所述位置处至少有一个电子设备在移动。
7.根据权利要求1所述的隐私增强无线通信方法，其特征在于，所述收发器设备是接入点、站、中继器和网状节点中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的隐私增强无线通信方法，其特征在于，进一步包括：
指示两个或更多个接收设备根据具有帧前导码的调度进行响应，所述帧前导码包括指示传输的调整振幅或相位失真，所述传输指示协同掩蔽的移动信息。
9.根据权利要求1所述的隐私增强无线通信方法，其特征在于，所述预定模式是训练序列。
10.根据权利要求1所述的隐私增强无线通信方法，其特征在于，进一步包括：向接收设备传输解码参数，以从具有修改后的预定模式的所述帧前导码中确定所述预定模式。
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