CN117480794A - 用于无线通信网络的信号发射控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制无线通信网络(140)中RF通信信号(S_i)的发射的信号发射控制设备(100)，该无线通信网络包括发射机设备(152)和接收机设备(154)。该发射相对于可变信号参数(P)是可控的。发射值查明单元(102)被配置为查明指示信号参数的信号参数值的发射值变化的变化数据。调度单元(110)被配置为根据所查明的发射值来查明指示用于触发无线RF通信信号的发射的控制的操作条件的操作触发数据。发射机控制单元(104)被配置为在满足操作条件时根据相应信号参数值的发射值变化来控制用于发射通信信号(S_i)的发射机设备的操作。这使得所提供的通信信号的逼真度能够得到增加以对抗基于RF的非法窃听。

Description

用于无线通信网络的信号发射控制设备

技术领域

本发明涉及一种信号发射控制设备、一种无线发射机设备、一种无线接收机设备、一种对象活动感测装置、一种用于控制信号发射控制设备的操作的方法、一种用于控制对象活动感测装置的操作的方法以及一种计算机程序。

背景技术

射频(RF)感测技术利用从人体反射的RF信号来跟踪人员并识别他们的活动和手势，甚至在墙后也是如此。这些技术还引入了严重的隐私泄露问题，因为第三方系统可能能够通过分析从人体反弹的射频通信信号来进行非法的人体跟踪和活动识别。这种隐私泄露问题可以通过用电磁屏蔽(类似于法拉第(Faraday)笼)覆盖隐私区域来解决。此外，可以使用扭曲各处反射信号中嵌入的信息的干扰器以避免RF通信信号的非法使用。然而，这也会使用于存在感测或活动感测目的的RF信号的合法使用失去正常工作能力。

由Yao Yao等人在IEEE International Conference on ComputerCommunication,15-19April 2018,Honolulu,HI,USA发表的文献“Aegis:an interface-negligible RF sensing shield”公开了一种干扰可忽略的RF感测屏蔽，其被配置为通过改变其幅度、多普勒偏移和延迟来反射从合法源接收到的RF信号。通过在发射信号时旋转定向天线，干扰可忽略的RF感测屏蔽覆盖了窃听设备可能所在的潜在对手区域。

WO 2020/164758 A1公开了一种用于基于RF的存在和/或位置检测与消息接收之间的时间分配的方法，包括：使用第一协议在多个时间段中的每一个的第一部分期间发射和/或接收射频信号，所述射频信号用于存在和/或位置检测；以及获得在所述多个时间段中的每一个的第二部分期间使用第二协议无线传输的网络消息，所述第二部分不与所述第一部分重叠，其中所述电子设备包括照明设备；并且其中所述网络消息包括照明控制消息。

发明内容

使得RF通信信号变化的逼真度能够得到增加以欺骗非法窃听设备(例如分析信号质量参数的变化以执行被动的基于RF的感测的窃听设备)将是有益的。

根据本发明的第一方面，公开了一种信号发射控制设备。该信号发射控制设备适用于控制无线通信网络中无线RF通信信号的发射，无线通信网络包括至少一个无线发射机设备和至少一个无线接收机设备。RF通信信号的发射相对于一个或多个可变信号参数是可控的。第一方面的信号发射控制设备包括发射值查明单元，发射值查明单元被配置为查明指示一个或多个信号参数的信号参数值的发射值变化的变化数据。此外，信号发射控制设备包括调度单元，该调度单元被配置为根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来查明操作触发数据，所述操作触发数据指示为了激活对无线射频通信信号的发射的控制而必须满足的预定操作条件。信号发射控制设备还包括发射机控制单元，该发射机控制单元连接至发射值查明单元和操作触发数据查明单元，并被配置为确定是否满足预定操作条件并且在满足操作条件时控制发射机设备中的至少一个的操作用于根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来发射无线射频通信信号。

对于使用给定信号参数的给定恒定信号参数值提供的RF通信信号，在接收机设备处接收的信号的信号参数的变化可与与RF信号的能量的一部分交互(例如吸收或反射)的对象的活动状态相关。活动状态可以指运动(例如，手势、诸如心跳或呼吸运动的生命体征，等等)，或者以最简单的形式指存在或不存在。因此，信号参数是受对象活动状态影响的RF通信信号的参数，所述对象活动状态诸如是在RF通信信号从发射机设备传播到接收机设备的(多)路径内或者通过RF通信信号从发射机设备传播到接收机设备的(多)路径的对象的存在、不存在或移动(有意的，诸如手势；或无意的，诸如心跳或呼吸)。在示例中，对象可以是人、动物、交通工具等，或其组合(例如，房间中的多个人或者带着动物的人等)。可能产生影响的区域称作感测体积(有时也称作活动感测体积或存在感测体积)。因此，信号发射控制设备有利地被配置为根据变化的信号参数值通过发射机设备控制RF通信信号的发射。信号参数是RF通信值的发射的参数，其中其值的变化可与给定感测体积内的人的活动状态(诸如有意或无意的存在或移动)相关，其中RF通信信号的发射可以受到对象的活动状态(例如，存在、不存在或移动)影响。根据从所查明的变化数据获得的发射值变化的信号参数值的变化具有的效果是，根据一个或多个信号参数的相应不同的信号参数值发射不同的无线射频通信信号。因此，由接收机设备接收的信号的信号参数值的变化，而不管它是属于无线通信网络还是不属于无线通信网络，即，打算在无线通信网络内使用RF通信信号执行RF感测的窃听设备，不能与给定感测体积内的对象(例如，人、动物或交通工具)的活动状态(例如存在)唯一相关。

调度单元被配置为根据所查明的值查明操作触发数据，该操作触发数据指示为了激活或触发对RF通信信号的发射的控制而必须满足的预定操作条件，即根据发射值变化开始信号参数的调制。要求满足用于调制信号参数的操作条件使得能够增加调制RF信号的逼真度，以欺骗试图利用RF通信信号的非法窃听设备，例如用于基于RF的存在感测。

在下文中，将描述信号发射控制设备的实施例。

在信号发射控制设备的不同实施例中，操作触发数据可以例如从外部源接收，由信号发射控制设备(特别是由调度单元)确定或生成，存储在存储器或存储单元中并由调度单元访问，或者由调度单元以其他方式查明。

在实施例中，操作触发数据指示时间窗口，在该时间窗口中将执行根据所查明的变化数据的操作，即其中RF通信信号的一个或多个信号参数的值的调制是激活的。在一个实施例中，时间窗口可以是指示操作的开始时间和结束时间的时间窗口。在另一个实施例中，时间窗口指示来自要应用调制的信号序列的信号集合。例如，调制被重复地应用于来自n个通信信号的重复有序序列的m个信号的预定子集，其中m小于n。作为示例，调制模式以每10个信号重复，并且将预定调制应用于十个通信信号的有序序列的第一、第三、第五、第七和第九通信信号。可以选择有序序列的任何其他长度n和要调制的通信信号的任何其他子集m。

例如，信号发射控制设备的实施例被配置为基于操作触发数据来确定RF通信信号的调制应当在每晚23:00和07:00之间自动开始。在另一个实施例中，可能必须附加地满足另外的条件。例如，在示例性实施例中，一旦卧室中存在运动的第一指示，RF通信信号的调制就在每晚23:00和7:00之间开始。然后该调制方案将阻止被动嗅探无线传输的第三方系统，以利用这些数据来确定卧室中正在睡觉的人的呼吸模式；这是重要的，因为呼吸/睡眠跟踪有大的隐私考虑；例如，呼吸模式的长期漂移被证明与某些疾病的出现有关，并因此揭示了高度隐私数据。由于在技术上，呼吸检测可能仅在当人静止躺着时(即没有其他重大运动)才可能进行，因此在一天中人醒着的其他时间，不需要调制RF通信信号，因为呼吸完全很难被注意到。这些特定示例中给出的实际时间不应被视为限制。可以以不同日期的操作触发数据的形式来指示不同的操作时间窗口，并且每天可以指示多于一个的操作时间窗口。

在另一个实施例中，操作触发数据可以附加地限定信号参数值随时间的调制或变化“深度”；即，调制应该总是相等还是应该存在调制深度增加或减少的时段(例如，在晚上，仅使用小调制，因为人应该睡觉，并因此RF信号仅由微小的胸部移动调制)。

在实施例中，操作触发数据与RF通信信号应当多久被调制有关，这意味着应当多久根据与标称基线值不同的信号参数值来提供RF通信信号。例如，操作触发数据可以与给定调制对所有相关RF通信信号的应用有关，或者与仅调制预定RF通信信号有关(例如每第五RF通信信号)，或者与RF通信信号是否要以突发调制有关(例如，在2秒内调制60个消息的突发)，或者与是否在专用时间连续调制或停止调制有关，等等。

在操作触发数据指示随机生成的调度的情况下，特定设备信息可以用作生成准随机调制的种子(例如MAC地址、制造批次、由ADC拾取的噪声水平、温度信息等)。

用户/系统可能担忧外部嗅探器或窃听设备，其可能是甚至不可见/不存在于房子中的设备(例如，来自相邻建筑物的WiFi设备)，或者是仅被动窃听空间中的所有通信信号而不启动任何无线消息的流氓WiFi设备；在后一种情况下，唯一的要求是流氓设备(例如厨房用具)在来自相邻房间的无线通信信号的范围内。

为了防止这种特定的攻击，一种选项是连续激活所发射的无线RF通信信号的调制。这意味着由可信设备发送的任何RF通信信号都在一个或多个信号参数方面进行谨慎地调制，无论当前是否正在发生应当掩蔽的关键或隐私敏感活动。

在一个实施例中，信号发射控制设备基于例如用户偏好输入(例如用户已经将系统设置为“高隐私模式”)或基于区域本身的敏感度(例如执行高度机密任务的办公室；学术论文已经证明WiFi感测能够检测用户在触摸屏显示器上正在键入的代码)进入连续调制模式。

在这些状况下，信号发射控制设备得出结论，连续调制RF通信信号的值(尽管一些所选择的值可以对应于信号参数的标称值)，并且没有被流氓设备获取关键上下文的风险。信号发射控制设备接受由RF参数调制而导致的较高的总体功耗。

在另一个实施例中，信号发射控制设备被配置为在时间或时间窗口中的特定时刻调制RF通信信号的信号参数值，例如，以防止潜在的嗅探器设备可以确定是否正在发生特定活动的类型(例如人正在睡觉)或关于该活动的细节(例如心率)。

替代地，信号发射控制设备可以仅旨在防止第三方设备进行准确的RF感测，而不是防止房间内的所有RF感测。例如，一旦在房间内检测到运动，人类对信号的干扰就可能很大，以至于无法通过所提出的信号参数值的调制来掩蔽它们；尽管如此，所应用的调制仍然可以确保第三方设备发现其不可能自信地辨别运动是来自单个人还是来自多个人(或者区分运动是来自主卧室还是相邻的客卧室)。换句话说，即使调制在掩蔽方面仅部分成功，这仍将高度抑制上下文信息泄漏，如人员计数或人员位置。

替代地，一个或多个信号参数值的变化也可以由信号发射控制设备基于指示用户(朝向可信系统)的已知不存在信息的操作触发数据来应用。例如，离家模式(基于手机的GPS位置)。该数据用于触发信号参数值的调制。这会给流氓嗅探设备留下房子里存在连续运动的印象(至少像在早上7点到晚上10点的正常时间段期间)。换句话说，该实施例描述了一种模仿RF感测的存在(或者一般来说，对象活动)的有利方式，以欺骗潜在的窃贼。

替代地，可以以这样的方式调制信号参数值，以给流氓嗅探设备留下房子里没有人的印象。

每当信号发射控制设备收集到需要被屏蔽的关键活动已经结束的置信度时，并且因此将进行流量嗅探的第三方不再构成重大的隐私风险时，调制就停止。例如，用户已经从卧室移动到走廊(因此指示她或他不再睡觉)，用户的地理围栏信息指示她或他正在回家等。

在所有上述实施例中，信号发射控制设备可以例如附加地被配置为经由用户输出单元向用户通知关于将这种调制应用于整体系统性能的潜在缺点。例如，调制可能影响无线通信网络的迟延，因为所有设备都需要在调制和解调RF通信信号两者上花费少量的时间。然而，对于某些类型的活动(用户睡觉、不在家等)，迟延是很难被注意到的事，而对其他活动(例如车道上的花园照明自动打开)则是重要的。

在又一个实施例中，信号发射控制设备被配置为允许发射机设备自主地选择何时开始调制RF通信信号，例如在它们认为它们受到攻击或怀疑房子中(无线地)存在流氓设备的情况下。可能的安全威胁是通过监测附近所有设备的异常行为被特别地确定，例如：

-标识数据不正确/不一致(例如重复的MAC地址)的设备。

-出现在异常位置的设备(例如，WiFi设备位于从街道和从房子内部看不到的隐蔽角落中，例如垃圾箱区域中；这可能指示窃听者正站在那里利用RF感测监视房子里的居民)。

-设备的出现与可疑的人体运动轨迹相关联；例如，每天晚上都有人走到垃圾箱区域并再次离开之前在那里呆上一段时间。运动轨迹可以使用户外设备(诸如花园灯或位于靠近窗户或房子外墙的设备)通过基于RF的感测确定，或者通过其他手段(例如可疑人员在进入和离开时经过环形门铃相机)确定。

-将广告为WiFi接入点的设备信息与路由器制造商的已知/可信列表进行比较。

-无法按预期进行身份验证的设备。

-显著增加或减少网络流量。

-设备利用率的异常百分比(例如显著高于或低于WiFi设备的典型利用率阈值)。

-网络上通常不存在的异常分组、消息或命令。

-由设备执行的动作的异常序列(例如特定命令的来源、异常的网络扫描等)。

-不一致的标识频率/时刻(即如果设备通电，则它通常会向网络“宣布”自己)；如果这发生在潜在可疑的时间，或者发生在与人将给予该设备的可能用途不匹配的陌生频率，则这可能指示它是可疑设备。

-或者通常来说，在入侵检测系统检测到任何类型的可疑的、可能恶意的活动时，由照明节点自动开始调制方案。

附加地，比较属于无线通信网络的设备的元数据也可能是相关的。例如，标识自身为平板电脑、笔记本电脑或智能手机的设备可能进入和离开范围，但标识自身为台式电脑、智能TV或通用开发板的设备在被用户正确使用的情况下不太可能改变位置，但可能是恶意用户试图通过“使窃听设备”看起来像正常设备来接近窃听设备的症状。

这在信号发射控制设备被发射机设备包括为例如集成单元的实施例中是特别有利的。

在发射机设备为了阻止潜在的不期望的嗅探起见而已经首先主动并立即进入调制模式之后，信号发射控制设备可以被配置为向用户请求反馈；例如，用户可以确认最近已经向网络添加了新的WiFi设备；UI可以允许用户可选地通知灯该新设备被授权嗅探数据(尽管灯已经将新设备的制造者视为不可信设备)。用户还可以指定在一天中的哪些时间该设备被授权嗅探数据(例如，仅在白天期间或当与设备关联的app在智能手机上打开时)。

在实施例中，发射值查明单元被配置为从外部设备接收指示一个或多个信号参数的信号参数值的发射值变化的变化数据。在另一个实施例中，信号发射控制设备包括存储单元，该存储单元被配置为存储变化数据的一个或多个预定的集合，并且发射值查明单元被配置为访问该存储单元以检索变化数据中对应的一个。在另一个实施例中，变化数据是附加地或替代地随机生成的或可从可信源下载的。

在实施例中，控制向接收机设备提供控制数据包括，例如，经由有线的或无线的直接(即单跳)通信信道直接提供控制数据，或者经由一个或多个中间设备(诸如路由器、交换机或任何其它合适的通信设备)提供控制数据。在另一个实施例中，接收机控制单元被配置为通过控制用于发射指示信号参数值的控制数据的发射机设备的操作来控制控制数据的提供。

在实施例中，查明单元被配置为查明变化数据，例如接收或访问包括变化数据的存储单元，所述变化数据指示一个或多个信号参数的信号参数值的发射值变化，所述一个或多个信号参数包括所发射的无线射频通信信号的信号功率、信号中心频率、信号波束成形中的至少一个，或其任意组合。

在实施例中，信号发射控制设备被配置为查明指示由发射机设备用来提供RF通信信号的信号功率的变化的变化数据。接收信号强度指示(RSSI)是流氓设备在被动接收RF通信信号时执行RF感测最可能使用的参数，因为它是用于检测活动状态(诸如感测体积内对象的运动、不存在或存在)的最具指示性的信号参数。更重要的是，由于RSSI(其是直接导出的发射功率)是即使窃听设备不是无线网络的一部分也可以提取的参数，因此所提出的包括在所查明的变化数据中的信号功率的时序修改方案将使得即使从网络外部进行感测攻击也是不可能的。

在大多数情况下，信号功率调制应该优先将发射功率降低到不同的范围，而不是增加发射功率。发明人认识到，增加发射功率水平可能使所提出的事件掩蔽对于攻击者来说不太现实(因为公知的是，由于运动，信号很少被放大，而是几乎总是被衰减)。此外，增加发射功率可能由于本地无线频谱法规而面临限制，或者节点可能已经简单地按照限定以其最高的物理可能功率进行发射。

在实施例中，所提出的信号功率调制附加地考虑网络中是否存在可能由于较低发射功率的使用而受到RF性能下降影响的关键链路。例如，如果属于网状网络的节点参与整个网络的两个网段之间的关键路由链路，则它们不应过多降低发射功率；然而，如果在星形拓扑中宁可使用相同无线节点，则可以降低发射功率，而不影响网络中的其他设备。因此，在实施例中，为控制由两个或更多个不同发射机设备提供RF通信信号而查明的变化数据取决于相应的发射机设备。附加地，在另一个实施例中，变化数据还取决于无线通信链路，即取决于发射机设备和接收机设备两者。

在决定当发射RF通信信号时是否降低信号功率或降低多少信号功率之前，需要考虑的信号功率变化数据的其他考虑因素包括：

-所提出的信号功率的调制/变化是否可以导致触发频繁的路由方案改变(即，无线通信网络的其他节点是否会重复地选择和取消选择该节点作为消息转发节点，或者网络拓扑是否即使在调制信号功率的情况下也保持大部分无变化)。所应用的信号参数的调制方案可以被设计为当需要时执行调制时监测节点是否更有可能被取消选择作为路由节点。在这种情况下，可以相应地更新变化数据，使得发射机控制节点被配置为通过调整信号功率的信号参数值来控制该发射机设备的操作使得它不再被取消选择。

-信号功率的变化是否可以导致在网络性能方面触发更高层次系统的警告。频繁获得设备之间连接不良/丢失的警告可能惹恼用户。

-信号功率的变化是否可以导致数据的显著或明显丢失。例如，由于应用所提出的调制，经由WiFi流式传输视频是否会显得不稳定或响应缓慢。

例如，在一个实施例中，变化数据指示用于发射某些预定RF通信信号的标称信号功率的预定减小或增加。例如，并且作为非限制性示例，变化数据可以指示相对于每第五个发射信号的标称信号功率减少3dB。通常来说，变化数据优选地向每个RF通信信号分配相对于标称信号功率的信号功率偏移，包括用于非调制发射的0dB。

在另一个实施例中，变化数据附加地或替代地指示信道频率的发射值变化。通常来说，变化数据优选地向每个RF通信信号分配相对于标称信道频率的信道频率偏移。在许多情况下，发射频率的小变化可以导致RF通信信号的多径行为中的明显变化，因此影响基于RSSI和信道状态指示(CSI)的存在功能，或通常影响活动感测功能。在该实施例中，发射机控制单元被配置为控制发射机设备的操作，以替代地或附加地调制信号功率，还调制RF通信信号的发射发生的中心信道频率。

在使用WiFi协议进行信号发射的特定实施例中，例如，CSI用于提取信道内的每个不同子载波频率的幅度和相移。在2.4GHz的20MHz信道的情况下，存在64个等间隔的子载波，每个子载波的带宽为312.5kHz。将第一个信道的中心偏移例如100kHz意味着所有这些信道将会偏离中心，并且因此由毫无戒心的窃听接收机的接收将看起来像是幅度和相移的显著下降/增加，其潜在地指示人类存在。在实施例中，变化数据指示信道频率的发射值变化，其导致随后的无线通信信号的发射，每个无线通信信号用不同的信道中心频率调制，从而导致所谓的线性调频(chirp)(上线性调频或下线性调频)，其中频率扫描的频率不是连续的而是步进的，即在给定的信道频率值处提供每个无线通信信号。

在又一实施例中，变化数据附加地或替代地指示由发射机设备发射的RF通信信号的信号波束成形的发射值变化。例如，使用具有多个天线对的MIMO(多输入多输出)的无线通信设备已经可以执行波束成形，因此有效地沿着某个立体角集中它们的发射信号功率。波束成形通常由典型使用WiFi通信协议的通信设备应用，通过将发射机设备的信号功率主要定向在接收机设备的接收最高的角度来确保通信中的更高效率(并因此避免在接收将是差的方向上浪费功率，以及最小化对空间中存在的其他无线链路的干扰)。在实施例中，变化数据因此替代地或附加地指示要应用于不同RF通信信号的不同波束成形参数。因此，信号发射控制设备指令发射机设备，以将发射的信号动态地波束成形为稍微变化的立体角。对于尝试执行RF感测的不可信设备来说，波束成形中的变化会看起来像是幅度、相位以及甚至到达角的动态变化，所有这些变化通常与感测体积内由人类活动导致的失真相关。

信号发射控制设备的实施例被有利地配置为通过取决于成功标准或效果标准飞快交替不同的调制类型来控制发射机设备的操作。例如，发射机设备可以由信号发射控制设备指令主要应用幅度调制(即，所发射的RF通信信号的信号功率的变化)，但是对于每第五个消息使用波束成形调制。这意味着模式的整体可追溯性/可预测性降低，因此使得任何潜在的嗅探或窃听设备都难以进行RF感测。

在本发明的第一方面的信号发射控制设备的另一个实施例中，发射值查明单元包括上下文数据查明单元，上下文数据查明单元被配置成查明与无线通信网络中的设备有关的或与由无线通信网络中的设备提供或接收的无线射频通信信号有关的网络上下文数据，并且其中发射值查明单元被配置为使用网络上下文数据和信号参数值之间的预定关联来查明变化数据。

在该实施例中，发射值查明单元有利地被配置为基于网络中的设备和/或通信网络本身的实时条件来确定用于调制给定信号参数的变化数据；因此可以就在RF通信信号被发射并然后被用于调制一个或多个信号参数之前确定变化。例如，在实施例中，上下文数据查明单元被配置为：将指示无线通信网络中的当前负载的无线流量负载数据确定为上下文数据；以及根据信号参数的调制值(即，不同于标称值的值)，取决于在网络中注意到的所查明的当前无线流量的量来控制发射机设备的操作，而不涉及中央调度或前期调度。

在本发明的第一方面的信号发射控制设备的一个实施例中，上下文数据查明单元还被配置为使用网络上下文数据来确定指示属于通信网络的设备的安装位置的设备位置信息或设备之间的距离量的设备位置信息，以及使用安装位置或距离量与信号参数值之间的预定关联来确定变化数据。安装位置是指设备安装的地方或位置(房间、所述房间内的位置等)，或者通常是指设备当前正在运行的地方(例如在移动设备的情况下)。在窃听设备的情况下，它可能不是物理安装的，并且窃听者可能将其拿在她的或他的手中。此外，可以推断恶意窃听设备最可能的位置(例如，在与房子相邻的人行道上)，并基于此决定如何有效地调制无线射频通信信号的信号参数。

在另一个实施例中，网络上下文数据指示通信网络的设备的设备类型。例如，上下文数据指示相应设备是否具有有限的功率容限(例如，电池操作的设备)来执行自适应信号强度调制(例如，以节省能量并以有效的方式执行调制掩蔽)。附加地，信号发射控制设备被配置为查明接收机设备侧的关于RSSI的信息。例如，附近的所有设备周期性地广告关于它们的RSSI观测及其敏感度水平的信息。在设备是静态设备(例如附接到墙壁的传感器设备)的情况下，取得RSSI水平的方法只可以在入网初始化阶段期间进行一次。通过使用该查明的网络上下文数据，信号发射控制设备有利地被配置为确定用于发射到给定接收机设备的有效功率信号，使得接收机设备仍然可以解调该信号，因为该信号至少等于其敏感度水平。

通过这样做，信号发射控制设备可以通过计算RSSI与接收机设备当前经历的接收机敏感度水平之间的差异来估计传输功率阈值，即最小信号功率。因此，信号发射控制设备可以确定阈值(例如，RSSI≥由接收机设备成功进行RF感测所需的敏感度水平)，以节省能量并因此执行节能信道掩蔽。

在另一个实施例中，基于发射机和/或接收机设备的原型(设备的类型)以及这些设备的最可能的使用类型和在由设备限定的感测体积内发生的可能的活动类型(这取决于给定的安装位置)来确定不同的可能的信号调制类型，即哪个信号参数是变化的以及在变化中使用其哪些值。这是为了确保在相应的感测体积中应用的掩蔽策略也代表该空间类型(例如卧室与客厅)中预期的典型人类活动；这确保了掩蔽看起来是真实的，即窃听设备在提供与相应感测体积的预期占用或使用相关的RF通信信号期间经历由信号参数的值的变化导致的RSSI的变化。此外，通过确保调制方案看起来是真实的，这将使流氓窃听设备试图破坏/反向工程所管理的调制方案更加复杂(因为窃听设备将几乎没有任何迹象来怀疑RF感测度量发生了奇怪的事情)。

例如，设备类型或安装位置信息可以用于将内置天花板聚光灯或筒灯标识为充当发射机设备的无线可控照明设备。这种类型的设备将具有已经相当定向的RF辐射模式；这不一定是由于灯具设计，而是可能由于筒灯被放置在混凝土天花板内或被设计用于最佳散热的金属灯具内。如果无线辐射模式或波束成形是相当定向的，那么与具有规则均匀无线辐射模式的另一无线发射机设备相比，由人类活动导致的失真将具有异常大的变化；这种情况下，对于内置的天花板聚光灯或筒灯，由于其定向发射，人类显著干扰无线路径的可能性更高。

因此，使用该信息，信号发射控制设备可以有利地被配置为引入信号参数上的变化，该变化模拟了在人真的存在在这些发射机设备附近的情况下所经历的典型的“运动指纹”。在天花板安装的聚光灯的示例性情况下，信号发射控制设备被有利地配置成引起更高的幅度调制摆动，例如，与在发射机设备是例如具有更宽或者甚至全向辐射模式的天花板垂饰的情况下相比，用于提供RF通信信号的信号功率的更大的降低，这与伪人体运动相关联。

导致RF通信信号的较低的信号功率以及由此较低的幅度的信号功率变化在RF感测系统中通常将是不期望的，因为这意味着总体信噪比较低，从而不利地影响RF感测算法。然而，在这种情况下，信号功率的选择性退化仅进行到这样的程度，使得如果没有控制数据形式的解调信息可用于运行占用感测算法的接收机设备，则通信仍然可行，但是变得不太有用。

此外，在实施例中，设备位置信息指示设备安装的房间中。例如，在无线可控照明布置的情况下，多个照明设备(即，通信网络的设备)可以通常在入网初始化或安装期间经由与每个设备相关联的标签与给定房间或空间相关联。在该实施例中，信号发射控制设备可以控制安装在给定房间中的发射机设备以协同的方式选择性地调制信号参数；协同的目的是通过在给定时间帧内示出类似类型变化的几个发射机设备来进一步降低第三方窃听性能。例如，如果收发机设备(A、B和C)被放置在房间中，并且所有收发机设备都具有相对宽的波束角用于发射无线通信信号，则在可以用于感测的网络设备之间存在三个链路(A-B、B-C、A-C)。如果房间里将存在真正的运动，那么很可能所有链路都会受到影响，或者在短时间窗口内示出信号参数变化的迹象。

如果信号发射控制设备将对三个发射机设备中的每一个应用不同的信号参数调制，那么整个链路性能将不一定与任何已知的活动状态真实匹配，或者简单地相互抵消到流氓或窃听设备不咬简单的伪占用调制的诱饵的程度。因此，在优选实施例中，信号发射控制设备被配置为控制信号参数的值的调制或变化，使得优选地在预定调制时间窗口内，类似类型的变化被用于给定房间中的发射机设备；以这种方式，整个区域的退化更加明显并且与由真实人类活动引入的变化一致。

在另一个实施例中，设备位置信息替代地或附加地指示设备相对于彼此的空间位置，例如指示设备对之间的距离量。空间布置可以经由BLE或UWB信标或者通过60GHz无线电来确定。如果怀疑网络中可能存在流氓设备，则这尤其有用。作为第一步骤，上下文数据查明单元被配置为确定哪些发射机设备在物理上更接近可疑的第三方流氓或窃听设备，以及哪些发射机设备与可疑的第三方流氓或窃听设备更远地间隔。对于与可疑的流氓设备间隔最近的发射机设备，信号发射控制设备可以应用更强的“伪”调制，即信号参数值的更大变化，因为在该发射机设备和可疑流氓节点之间行走的真人将对无线RF通信信号造成更高的影响/失真。对于位于更远的第二设备，信号发射控制设备可以应用不太明显的“伪”调制。

在另一个实施例中，其中上下文数据查明单元被配置为查明指示在预定监测时间跨度期间由至少一个无线接收机设备接收的无线射频通信信号的一个或多个信号参数的接收信号参数值的信号数据，并且其中发射值查明单元被配置为根据所查明的接收信号参数值来确定变化数据。

在一个实施例中，上下文数据查明单元被配置为当真实的人存在于感测体积中时监测并记录在RF通信信号上经历的运动指纹，并然后使用监测的数据来定义调制方案的信号参数值的变化，该调制方案代表性地伪造感测体积内的对象的典型活动。该记录可以在激活该功能之前的一段时间内在实际空间上进行，或者可以基于其他类似系统已经看到的内容(在节点的位置、类型和数量，最常见的活动等方面)进行计算。

在另一个实施例中，上下文数据指示正在进行的无线RF通信信号的意图或目标。基于该信息，信号发射控制设备的实施例确定哪些被认为是性能或任务关键的RF通信信号(例如，对于无线可控照明布置，用于致动灯的照明控制消息)将不被调制，因为在一些情况下，调制可能影响在预期目的地(诸如待致动的灯)的接收能力。类似地并作为示例，恒温器每分钟只报告一次温度、插头报告功耗增加等不应调制其关键任务消息，因为一些非照明系统可能取决于数据。此外，许多类型的控制/报告消息不是非常频繁地发送(通常每几秒钟发送一次)，这意味着低消息速率无论如何都不允许流氓设备执行任何相关的基于RF的感测。

相反，不是性能或任务关键的或者与常规网络维护活动无关的RF通信信号是在不降低无线通信网络的核心功能的情况下进行调制的候选者。例如，ping消息除了只检查其他设备的存在之外不具有任何特定的功能(即，ping消息不是性能或任务关键的)。信号发射控制设备可以有利地被配置为控制对具有调制的RF通信信号的ping消息的回复信号的提供，或者取决于消息的频率选择是否调制(即，如果每秒存在多于5个的ping消息，则灯可能仅调制ping消息，因为否则其可能是正常的WiFi网络维护流量)。

在优选实施例中，信号发射控制设备包括接收机控制单元，该接收机控制单元连接到发射值查明单元并且被配置为控制向通信网络的至少一个无线接收机设备提供指示一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据，发射机设备已经根据该信号参数值发射无线射频通信信号。

为了使得RF通信信号的使用能够用于无线通信网络中的合法RF感测，信号发射控制设备有利地被配置为控制向通信网络的至少一个无线接收机设备提供指示一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据，发射机设备已经根据该信号参数值发射无线射频通信信号。因此，控制数据指示至少一个发射机设备已经用来发射RF通信信号的一个或多个实际信号参数值，其是使用RF通信信号执行可靠存在感测功能所需的信息。

因此，信号发射控制适合于确保用于提供RF通信信号的信号参数的调制模式的预先共享，使得其他可信设备能够解调信号参数。所提出的用于发射RF感测信号(即，用于感测对象活动的基于RF的感测功能的RF通信信号)的信号参数的调制解决了可信无线通信网络内的设备被流氓或窃听设备滥用于非故意或非法感测目的的担忧。因此根据本发明的第一方面的信号发射控制设备被适当地配置为控制RF通信信号相对于至少一个信号参数的调制，以便防止非法使用这些信号进行存在感测，并且同时向无线通信网络的至少一个接收机设备提供执行适当解调所必需的信息。由此，显著降低了用于避免窃听设备非法使用RF信号的现有系统的复杂性。

在包括接收机控制单元并且可以包括关于先前实施例讨论的任何剩余技术特征的另一实施例中，信号发射控制设备还包括加密单元，该加密单元连接到接收机控制单元，并且被配置为在控制数据被提供到相应的接收机设备之前加密控制数据。通过使用信号发射控制设备和接收机设备两者都已知的预定加密技术，可以将提供给接收机设备并且解调RF通信信号的信号参数所需的控制数据安全地传送到接收机设备。

例如，在应用预定义掩蔽调度的那些实施例中，有利的是信号发射控制设备通过控制控制数据的提供而预先与可信接收机(但不与不可信设备)共享调制方案。接收机设备可以接收对信号参数值的成功/较少资源密集解调有用的调度和其他信息。为了以可信的方式在接收机设备之间共享控制数据，信号发射控制设备的实施例包括加密单元，该加密单元被配置为应用一个或多个认证机制，所述一个或多个认证机制通常如下所列：使用密码材料的网络水平认证、和/或诸如设备的无线电指纹之类的物理层认证、和物理不可克隆功能。

根据本发明的第二方面，公开了一种无线发射机设备。该无线发射机设备适合于根据一个或多个信号参数的相应信号参数值可控地发射无线射频通信信号。发射机设备包括根据本发明的第一方面的信号发射控制设备和射频通信信号发射单元，射频通信信号发射单元连接到信号发射控制设备并且被配置为根据由信号发射控制设备查明的发射值变化来提供无线射频通信信号。射频通信信号发射单元被配置为根据可以由发射机设备改变的信号参数(诸如例如，RF通信信号的信号功率、中心信道频率或波束成形)来发射无线射频通信信号。发射机控制单元因此有利地连接到射频通信信号发射单元，并且适于根据一个或多个信号参数的不同参数值来控制其操作用于提供RF通信信号。

因此，本发明的第二方面的发射机设备共享第一方面的信号发射控制设备的优点。发射机设备因此包括本发明的信号发射控制设备，用于控制由发射机设备的无线射频通信信号的发射。由发射机设备所包括的信号发射控制设备被配置为向接收机设备并经由接收机控制单元提供指示一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据，发射机设备已经根据该信号参数值发射无线射频通信信号。

在第二方面的发射机设备的实施例中，由发射机设备包括的信号发射控制设备(特别是其接收机控制单元)被配置为在使用相应信号参数值已经发射的相应无线射频通信信号中提供控制数据。这在以下情况下是特别有利的：其中预先共享指示相应RF通信信号与已经用于在无线通信网络的设备之间发射RF通信信号的信号参数的值之间的关联的控制数据过于复杂。这种共享可能导致过多的存储器需求，例如，如果第一接收机设备在公共空间(诸如房子)中与相对大量(例如>10)的其他发射机设备执行RF感测(即，第一接收机设备服务于可以用于在相应感测体积中的RF感测的十个不同无线通信链路)；因此，第一接收机设备可能没有足够的存储器来存储所有12个发射机设备的调制方案。因此，向每个无线RF通信信号追加有效载荷的扩展是有利的，该扩展详细描述了当前使用的调制方案和/或一个或多个信号参数的使用值。附加地或替代地，如果所使用的调制方案已经改变，则可以仅应用有效载荷的扩展来通知接收机。该有效载荷扩展优选地由接收机控制单元执行。

该有效载荷扩展可以描述调制是否已经完全发生，详细描述所应用的当前调制类型、其深度/值、或者可以帮助接收机设备节点准确/有效地解调该特定RF通信信号的任何其他相关信息。在该实施例中，接收机设备中的有效存储器保持力非常低(然而以稍长的无线消息为代价)。

如果窃听设备已经是半可信设备(即由另一制造商制造但属于相同WiFi网络的一部分的WiFi设备)，则它将能够读取无线消息的有效载荷。在这种情况下，特定实施例被有利地被配置为利用例如制造商特定的密钥在有效载荷中加密对于信号参数值的解调所必需的控制数据；这确保了所提出的调制描述有效载荷扩展不能被第三方解密，即使它们属于相同的WiFi网络。

根据本发明的第三方面，公开了一种无线接收机设备。该接收机设备包括射频通信信号接收单元，其被配置为从发射机设备接收无线射频通信信号。它还包括控制数据输入单元，该控制数据输入单元被配置成从根据本发明第一方面并且包括接收机控制单元的信号发射控制设备接收，其中控制数据指示一个或多个信号参数的信号参数值，发射机设备已经根据该信号参数值发射无线射频通信信号。接收机设备还包括对象活动确定单元，对象活动确定单元连接到射频通信信号接收单元和控制数据输入单元，并且被配置为确定信号参数(例如，接收信号的信号功率、接收信号的中心信道频率、接收信号的信号波束成形)中的一个或多个的接收信号值，以及基于所确定的接收信号值和所接收的指示相应无线通信信号的信号参数值的控制数据来确定在存在感测体积内对象的活动状态(例如，不存在、存在或移动，或者手势或生命体征(诸如呼吸运动或心跳))。

基于所接收的指示已经用于提供RF通信信号的一个或多个信号参数(例如，信号功率、波束成形、中心信道频率)的相应值的控制数据，对象活动确定单元被配置为使RF感测算法的调整补偿和/或滤出应用于每个特定RF通信信号的调制。

在一个实施例中，为了活动感测功能的性能，无线接收机设备被配置为忽略已经被调制的所有那些RF通信信号(即设置有不同于标称值的信号参数值并且仅使用那些没有被调制的RF通信信号)。在替代实施例中，控制数据由运行RF感测算法的接收机设备使用，以将接收到的RSSI/CSI值偏移这些相同的量以获得干净的解调信号。

在另一个实施例中，无线接收机设备还包括解密单元，解密单元连接到控制数据输入单元和对象活动确定单元，并且被配置为解密加密的控制数据，特别是当如上所述控制数据已经以加密形式被接收时。

本发明的第四方面由对象活动感测装置形成，该对象活动感测装置被配置为基于由至少一个发射机设备提供给至少一个接收机设备的无线射频通信信号的至少一个信号参数值的变化来确定活动感测体积内对象的对象活动状态(诸如不存在、存在或移动)。对象活动感测装置包括至少一个根据本发明第一方面并且包括接收机控制单元的信号发射控制设备、被配置为提供具有至少一个信号参数的不同值的无线射频通信信号的至少一个无线发射机设备、以及至少一个根据第三方面的无线接收机设备。

对象活动感测装置因此共享包括接收机控制单元的第一方面的信号发射控制设备以及第三方面的接收机设备的那些实施例的优点，并且有利地被配置为防止第三方或窃听设备非法使用通信信号来执行对象活动感测同时使得能够对可信设备执行对象活动感测。

优选地，信号发射控制集成在一个或多个发射机设备中，使得发射机设备符合本发明的第二方面。

根据本发明的第五方面，呈现了一种用于控制信号发射控制设备的操作的方法。该方法适合于控制包括至少一个发射机设备和至少一个接收机设备的通信网络中的无线射频通信信号的发射，该发射可根据一个或多个信号参数的相应信号参数值来控制。该方法包括：

-查明指示一个或多个信号参数的相应信号参数值的发射值变化的变化数据；

-根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来查明操作触发数据，所述操作触发数据指示为了激活对无线射频通信信号的发射的控制而必须满足的预定操作条件；和

-确定是否满足预定操作条件，并且在满足操作条件时进一步根据所查明的变化数据来控制用于发射无线射频通信信号的相应发射机设备的操作；以及可选地

-控制指示一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据的提供，发射机设备已经根据该信号参数值发射无线射频通信信号。

因此，该方法共享本发明第一方面的信号发射控制设备的优点。

本发明的第六方面是由一种用于控制对象活动感测装置的操作的方法形成的，该对象活动感测装置被配置为基于由至少一个发射机设备向至少一个接收机设备提供无线射频通信信号的至少一个信号参数值的变化来确定在活动感测体积内对象的活动状态，诸如不存在、存在或移动(有意的，诸如手势；或无意的，诸如心跳或呼吸运动)。该方法包括：

-执行第六方面的方法，包括控制指示一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据的提供，发射机设备已经根据该信号参数值发射无线射频通信信号；

-根据所查明的发射值变化提供无线射频通信信号；

-接收无线射频通信信号和相应的控制数据；

-基于所确定的接收信号值和所接收的指示相应无线通信信号的信号参数值的控制数据来确定活动感测体积内对象的对象活动(例如不存在、存在或移动)。

因此，第六方面的方法共享第四方面的对象活动感测装置的优点。

此外，本发明的第七方面由一种包括指令的计算机程序形成，当该程序由计算机执行时，该指令导致计算机执行第五或第六方面的方法。

应当理解，权利要求1的信号发射控制设备、权利要求8的无线发射机设备、权利要求10的无线接收机设备、权利要求12的对象活动感测装置、权利要求13的用于控制信号发射控制设备的操作的方法、权利要求14的用于控制对象活动感测装置的操作的方法、以及权利要求15的计算机程序具有类似和/或相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中所限定的。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或上述实施例与相应独立权利要求的任何组合。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将是清楚的并得到阐述。

附图说明

在以下附图中：

图1示出了房间1中基于RF的对象活动感测装置的框图，该对象活动感测装置被由窃听设备使用以执行非法活动感测；

图2示出了包括根据本发明的信号发射控制设备的实施例的无线通信网络的框图；

图3示出了一系列九个连续RF通信信号的参数P的变化数据的示例；

图4示出了根据本发明的基于RF的对象活动感测装置的示意性表示；

图5示出了无线发射机设备的实施例的框图；

图6示出了无线接收机设备的实施例的框图；

图7示出了用于控制信号发射控制设备的操作的方法的实施例的流程图；以及

图8示出了用于控制对象活动感测装置的操作的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

基于RF的感测允许原本打算用于一些专用功能(例如照明、温度控制、音频流等)的无线收发机设备也成为分布式传感器，该分布式传感器能够确定简单的活动(如运动/占用)，而且能够确定更高级的活动(如呼吸模式、睡眠阶段、手势、步态、心跳和跌倒)。大多数已经商业化可用的RF感测解决方案的关键担忧之一是隐私。在某些隐私方面，RF感测基本上比相机对隐私的侵犯更小，因为它不能标识人、提取周围环境的图像等。然而，尽管RF感测不能以与相机和麦克风相同的方式提取敏感信息，但是流氓或窃听设备仍然可以在无需用户允许或知情的情况下利用来自房子中安装的收发机设备的无线信号来运行RF感测。

图1中描绘了这种情况，图1示出了房间1中基于RF的对象活动感测装置的示意性表示。对象活动感测装置包括收发机设备2和3，其可以是无线可控照明设备的形式。无线射频通信信号S用于在设备之间传送有效载荷信息。为了执行适用于确定在给定感测体积中是否有人执行给定活动的对象活动感测功能——该给定活动包括但不限于仅仅不存在、存在、移动、手势、或生命体征(诸如心跳或呼吸运动)——接收设备从接收到的RF通信信号中确定某些信号质量参数，诸如接收信号强度指示(RSSI)或信道状态指示符(CSI)，或者与感测体积中的对象的活动相关的、即以预定方式受到所述活动影响的任何其他合适的信号质量参数。例如，由收发机设备3确定的RSSI取决于房间1中对象4的存在与否而变化。

当收发机设备2和3在它们之间进行RF感测时，即使放置在房间1或房子外面的窃听设备5可能已经接收到那些RF无线通信信号(通常以30Hz发送用于占用和呼吸检测)并且仅仅通过被动地重新使用发射的RF通信信号(例如通过从每个分组提取RSSI)来提取关键度量。基于RSSI的感测可以在甚至不需要是通信网络的一部分的情况下完成。因此，执法部门(在没有搜查令的情况下)或窃贼或任何其他未经授权的人可以使用RF感测来确定房间1是否被一个或多个人4占用，而不需要他们的任何设备HW在被攻击的房间1内。

图2示出了包括信号发射控制设备100的实施例的无线通信网络140的示意性表示。信号发射控制设备100适于控制无线通信网络140中的无线射频通信信号S_i的发射。无线通信网络包括至少一个无线发射机设备152和至少一个无线接收机设备154，并且RF通信信号S_i的发射相对于一个或多个可变信号参数P是可控的。信号发射控制设备100包括发射值查明单元102，该发射值查明单元102被配置为查明指示一个或多个信号参数的信号参数值的发射值变化的变化数据。它还包括：调度单元110，其被配置为根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来查明指示用于触发无线射频通信信号的发射控制的操作条件的操作触发数据；以及发射机控制单元104，其连接到发射值查明单元102和调度单元，并且被配置为在满足操作条件时控制至少一个发射机设备152的操作，用于根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来发射无线射频通信信号S_i。图3中示出了参数P的变化数据的示例，其中变化数据指示，当i＝1、2、3、6、7和8时，RF通信信号S_i必须设置有参数P的值V1，以及当i＝4、5和9时，RF通信信号S_i必须设置有参数P的值V2。所示出的模式可以扩展或重复或改变i的其他值，并且不被认为是限制性的。其他数据变化包括多于两个的预定值。然而其他数据变化包括伪随机生成的值。变化数据例如可以被提供给发射值查明单元102，可以被存储在由发射值查明单元102访问的存储单元中，或者可以由发射值查明单元102基于内部或外部数据生成。

图4示出了作为无线通信网络140的一部分的基于RF的对象活动感测装置150的示意性表示，该无线通信网络140包括发射机设备152，该发射机设备152被配置为根据一个或多个信号参数中的相应信号参数值来提供射频通信信号S_i，该信号参数值是可变的。例如，无线发射机设备152被配置为改变信号参数的值，该信号参数诸如所发射的RF通信信号的信号功率或幅度、在其上发射RF通信的信道的中心信道频率、或者所发射的RF通信信号的波束的形式。RF通信信号S_i由接收机设备154接收，并有利地用于确定对象4在相应活动感测体积内的活动状态，如上面参考图1所解释的。为了防止窃听器设备使用RF通信信号来执行诸如存在感测功能的非法活动感测功能，基于RF的对象活动感测装置150还包括信号发射控制设备100。信号发射控制设备100被配置为控制发射机设备152对无线射频通信信号S_i的发射，其中该发射相对于一个或多个可变信号参数P是可控的。信号发射控制设备100包括发射值查明单元102，发射值查明单元102被配置为查明指示一个或多个信号参数的信号参数值的发射值变化的变化数据，如相对于图3示例性解释的。

信号发射控制设备100还包括发射机控制单元104，发射机控制单元104连接到发射值查明单元102，并被配置为根据所查明的相应信号参数值P的发射值变化(见图3)来控制用于发射无线射频通信信号S_i的发射机设备152的操作。信号发射控制设备还包括接收机控制单元106，该接收机控制单元106连接到发射值查明单元102，并且被配置成控制向无线接收机设备154提供控制数据CD，该控制数据CD指示一个或多个信号参数的信号参数值，发射机设备152已经根据该信号参数值发射无线射频通信信号S_i。控制数据包括允许接收机设备154正确地解释接收到的RF通信信号的信号参数并且允许区别于例如由对象4的存在导致的影响与由变化数据指示的信号参数的值的变化导致的影响的信息。由于控制数据对窃听设备不可用，因此它们不能够例如正确评估对象的存在或不存在。例如，在已知的RF感测布置中，如果在活动感测体积中没有人存在，则使用信号参数的恒定值提供的RF通信信号将被窃听设备同等地接收，从而允许它确定房间中没有人存在。然而，在图4的RF感测布置中，即使房间里没有人，RF通信信号也被设置有不同的信号参数值，并且因此，窃听设备将在接收地点接收具有不同信号参数值的信号，其将被解释为例如感测体积中对象的存在或所述对象的给定活动(诸如手势或生命体征)的指示。

优选地，发射值查明单元102被配置为查明指示一个或多个信号参数P的信号参数值V1、V2的发射值变化的变化数据，所述一个或多个信号参数P包括所发射信号的信号功率或幅度、信号中心频率、所发射的无线射频通信信号S的信号波束成形中的至少一个，或其任意组合。

表1示出了指示RF通信信号S_i的信号功率的变化的示例性变化数据，其中n是零或正整数。RF通信信号被分成5个组，其中信号功率的调制以每5个RF通信信号重复。信号功率偏移是相对于预定标称值来计算的。因此，i＝3+5*n的RF通信信号是未经调制地提供的。

表1：指示信号功率的变化的示例性变化数据

因此，接收到的RF通信信号将具有RSSI，该RSSI不仅取决于在活动感测体积中对象的存在或不存在或者通常取决于活动感测体积中对象的活动状态，而且取决于RF通信信号已被发射的信号功率。

表2示出了指示发射的RF通信信号S_i的两个不同信号参数(即信号功率和中心信道频率)的变化的示例性变化数据，其中n是零或正整数。RF通信信号被分成5个组，其中所应用的调制以每五个RF通信信号重复。

表2：指示信号功率和中心信道频率的变化的示例性变化数据

Si#	1	2	3	4	5
						调制类型	信号功率	信号功率	频率偏移	频率偏移	信号功率
调制水平	+1dB	-7dB	-3kHz	+12kHz	-1dB

图5示出了无线发射机设备252的框图，该无线发射机设备252包括作为集成单元的信号发射控制设备200。然而，信号发射控制设备200也可以被实现为独立设备。与图2的信号发射控制设备100的特征相对应的图4的信号发射控制设备200的特征使用除了第一位数字之外的相同附图标记来指代，该第一位数字对于信号发射控制设备100是“1”并且对于信号发射控制设备200是“2”。图5中以不连续线显示的那些特征是可选特征。

发射机设备252包括射频通信信号发射单元256，该射频通信信号发射单元256连接到信号发射控制设备200并且被配置为根据由信号发射控制设备200查明的发射值变化来提供无线射频通信信号S_i。因此，射频通信信号发射单元256被配置为根据一个或多个信号参数(例如RF通信信号的信号功率或幅度、中心信道频率或波束成形)的不同值来提供RF通信信号。

在信号发射控制设备200中，发射值查明单元202可以包括上下文数据查明单元208，上下文数据查明单元208被配置为查明与设备152、154有关的或者与由无线通信网络140中的设备提供或接收的无线射频通信信号S_i有关的网络上下文数据。发射值查明单元202有利地被配置为使用网络上下文数据和信号参数值V1、V2之间的预定关联来确定变化数据。

例如，发射值查明单元有利地被配置为基于网络中的设备和/或通信网络本身的实时条件来确定用于调制给定信号参数的变化数据；因此变化数据可以在RF通信信号S_i被发射之前正确确定，并且然后被用于调制一个或多个信号参数。例如，在示例中，上下文数据查明单元被配置为：将指示无线通信网络中的当前负载的无线流量负载数据确定为上下文数据；以及根据信号参数的调制值(即，不同于标称值的值)，取决于在网络中注意到的所查明的当前无线流量的量来控制发射机设备的操作，而不涉及中央调度或前期调度。

在示例性信号发射控制设备200中，上下文数据查明单元208可以有利地被配置为：使用网络上下文数据来确定设备位置信息，该设备位置信息指示属于通信网络的设备的安装位置或者指示设备之间的距离量；以及使用安装位置或距离量与信号参数值之间的预定关联来确定变化数据。例如，安装位置信息可以用于将内置天花板聚光灯或筒灯标识为充当发射机设备的无线可控照明设备。这些类型的设备将具有已经相当定向的RF辐射模式；这不一定是由于灯具设计，而是可能由于筒灯被放置在混凝土天花板内或被设计用于最佳散热的金属灯具内。如果无线辐射模式或波束成形是相当定向的，那么与具有规则均匀无线辐射模式的另一无线发射机设备相比，由人类活动导致的失真将具有异常大的变化；这种情况下，对于内置的天花板聚光灯或筒灯，由于其定向发射，人类显著干扰无线路径的可能性更高。

附加地或替代地，上下文数据查明单元208可以有利地被配置为查明指示在预定监测时间跨度期间由至少一个无线接收机设备接收的无线射频通信信号的一个或多个信号参数的接收信号参数值的信号数据，并且其中该发射值查明单元被配置为根据所查明的接收信号参数值来确定该变化数据。上下文数据查明单元在特定的示例性发射信号控制设备200中被配置为当真实的人存在于感测体积中时监测和记录RF通信信号上经历的运动指纹并且然后使用监测的数据来定义调制方案的信号参数值的变化，该调制方案代表性地伪造感测体积内的对象的典型活动。该记录可以在激活该功能之前的一段时间内在实际空间上进行，或者可以基于其他类似系统已经看到的内容(就节点的位置、类型和数量，最常见的活动等而言)来计算，或者可以由无线通信网络中的接收机设备(其接收来自发射机设备的RF通信信号)提供。

示例性信号发射控制设备200还可以替代地或附加地包括调度单元210，调度单元210被配置为根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来查明指示用于控制无线射频通信信号的发射的操作时间窗口的操作触发数据。在该特定示例中，发射机控制单元204还被连接到调度单元210，并且被配置为仅在操作时间窗口期间根据变化数据来控制相应无线发射机设备252的操作。

附加地或替代地，信号发射控制设备212包括加密单元212，加密单元212连接到接收机控制单元206并且被配置为在控制数据CD被提供给相应的接收机设备之前对控制数据CD进行加密。

在示例性发射机设备252中，接收机控制单元206通过控制发射机设备将控制数据作为有效载荷内容包括在RF通信信号中来控制向对应的接收机设备的控制数据的提供。控制数据可以指示用于提供信号的信号参数的值，或者可以包括指示将用于信号的未来发射的信号参数值的数据，诸如上面表1或表2中展示的变化数据。优选地，控制数据由加密单元212加密。

图6示出了用于执行基于RF的对象活动感测功能的示例性无线接收机设备254的框图。无线接收机设备254包括射频通信信号接收单元258，射频通信信号接收单元258被配置为从发射机设备(诸如图5的设备252)接收无线射频通信信号。接收机设备254还包括控制数据输入单元260，控制数据输入单元260被配置为在信号发射控制设备(诸如例如设备100或200)的控制下接收指示一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据CD，发射机设备已经根据该信号参数值发射无线射频通信信号S_i。接收机设备还包括对象活动确定单元262，对象活动确定单元262连接到射频通信信号接收单元258和控制数据输入单元260。对象活动确定单元被配置为确定一个或多个信号参数(例如RSSI、中心信道频率或信号波束成形)的接收信号值，以及基于所确定的接收信号值和基于所接收的指示相应无线通信信号的信号参数值的控制数据来确定存在感测体积内对象的存在或移动。

可选地，接收机设备252可以包括解密单元264，解密单元264连接到控制数据输入单元260和对象活动确定单元262，并且被配置为解密由信号发射控制设备的加密单元加密的控制数据。在图5中，控制数据与RF通信信号S_i一起作为有效载荷或有效载荷扩展的一部分被提供。在其他接收机设备中，控制数据是经由有线的或无线的专用通信信道接收的。

在接收机设备接收到提供所确定的感测数据(例如所确定的RSSI或CSI)的请求的情况下，接收机设备可以有利地被配置成确定请求设备是否是完全可信的设备，并且如果否，则在使用所接收的控制数据应用解调或校正之前，共享感测数据(例如使用调制的通信信号获得的RSSI或CSI)。因此，接收机设备防止用于活动确定的清除的、解调的或校正的信号参数经由任何外部通信端口可访问。

图7示出了用于控制信号发射控制设备的操作的方法600的实施例的流程图。该方法适用于控制信号发射控制设备的操作，用于控制包括至少一个发射机设备和至少一个接收机设备的通信网络中的无线射频通信信号的发射，该发射可根据一个或多个信号参数的相应信号参数值来控制。该方法包括，在步骤602中，查明指示一个或多个信号参数的相应信号参数值的发射值变化的变化数据。该方法还包括，在步骤603中，根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来查明操作触发数据，所述操作触发数据指示为了激活对无线射频通信信号的发射的控制而必须满足的预定操作条件。该方法包括，在步骤604中，确定是否已经满足预定的操作条件，并且在满足操作条件时根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来控制用于发射无线射频通信信号的相应发射机设备的操作。该方法可选地包括，在步骤606中，控制指示一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据的提供，发射机设备已经根据该信号参数值发射无线射频通信信号。

图8示出了用于控制对象活动感测装置的操作的方法700的实施例的流程图，该对象活动感测装置被配置为基于由至少一个发射机设备提供给至少一个接收机设备的无线射频通信信号的至少一个信号参数值的变化来确定在存在感测体积内对象的对象活动(诸如存在或移动或生命体征)。该方法包括执行图7的方法600(包括步骤606)。该方法还包括，在步骤702中，根据查明的发射值变化来提供无线射频通信信号。该方法还包括，在步骤704中，接收无线射频通信信号和相应的控制数据。该方法包括，在步骤706中，基于所确定的信号参数的接收信号值和基于所接收的指示相应无线通信信号的信号参数值的控制数据来确定活动感测体积内对象的对象活动(例如，存在或移动等)。

总之，本发明涉及一种用于控制无线通信网络中RF通信信号的发射的信号发射控制设备，无线通信网络包括发射机设备和接收机设备。发射相对于可变信号参数是可控的。发射值查明单元被配置为查明指示信号参数的信号参数值的发射值变化的变化数据。调度单元被配置为根据所查明的发射值来查明指示用于触发无线射频通信信号的发射的控制的操作条件的操作触发数据。发射机控制单元被配置为在满足操作条件时根据相应信号参数值的发射值变化来控制用于发射通信信号的发射机设备的操作。这使得所提供的通信信号的逼真度能够得到增加以对抗基于RF的非法窃听。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。

单个单元或设备可以实现权利要求中列举的几个项目的功能。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的纯粹事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。

计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，诸如光学存储介质或固态介质，与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供；但是也可以以其他形式分布，诸如经由互联网或者其他有线或无线电信系统。

权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种用于控制无线通信网络(140)中的无线射频通信信号(S_i)的发射的信号发射控制设备(100)，所述无线通信网络(140)包括至少一个无线发射机设备(152)和至少一个无线接收机设备(154)，所述发射相对于一个或多个可变信号参数(P)是可控的，所述信号发射控制设备(100)包括：

-发射值查明单元(102)，其被配置为查明指示一个或多个信号参数的信号参数值的发射值变化的变化数据；其中所述发射值变化与感测体积内对象的活动状态相关，其中所述无线射频通信信号(S_i)的发射可以受到所述对象的活动状态的影响；

-调度单元(110)，其被配置成根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来查明操作触发数据，所述操作触发数据指示为了激活对所述无线射频通信信号的发射的控制而必须满足的预定操作条件；以及

-发射机控制单元(104)，其连接到所述发射值查明单元(102)和所述调度单元，并且被配置为确定是否满足所述预定操作条件，并且在满足所述操作条件时，根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来控制用于发射所述无线射频通信信号(S_i)的所述至少一个发射机设备(152)的操作。

2.根据权利要求1所述的信号发射控制设备，其中所述发射值查明单元(102)被配置为查明指示一个或多个信号参数(P)的信号参数值(V1，V2)的发射值变化的变化数据，所述信号参数(P)包括所发射的无线射频通信信号(S_i)的信号功率、信号中心频率、信号波束成形中的至少一个，或其任意组合。

3.根据权利要求1或2所述的信号发射控制设备(200)，其中所述发射值查明单元(202)包括上下文数据查明单元(208)，所述上下文数据查明单元(208)被配置为查明与所述无线通信网络(140)中的设备(152，154)有关的或者与由所述无线通信网络(140)中的设备(152，154)提供或接收的所述无线射频通信信号(S_i)有关的网络上下文数据，并且其中所述发射值查明单元(202)被配置为使用所述网络上下文数据和所述信号参数值(Vi)之间的预定关联来确定所述变化数据。

4.根据权利要求3所述的信号发射控制设备(200)，其中所述上下文数据查明单元(208)还被配置为：使用所述网络上下文数据来确定设备位置信息，所述设备位置信息指示属于所述通信网络(140)的所述设备(152，154)的安装位置或指示所述设备之间的距离量；以及使用所述安装位置或所述距离量与所述信号参数值(Vi)之间的预定关联来确定所述变化数据。

5.根据权利要求3或4所述的信号发射控制设备(200)，其中所述上下文数据查明单元(208)还被配置为查明指示在预定监测时间跨度期间由所述至少一个无线接收机设备接收的无线射频通信信号的一个或多个信号参数的接收信号参数值的信号数据，并且其中所述发射值查明单元被配置为根据所查明的接收信号参数值来确定所述变化数据。

6.根据前述权利要求中任一项所述的信号发射控制设备，还包括：

-接收机控制单元(106)，其连接到所述发射值查明单元(102)并且被配置为控制向所述通信网络(140)的至少一个无线接收机设备(154)提供指示所述一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据(CD)，所述发射机设备(152)已经根据所述信号参数值发射所述无线射频通信信号(S_i)。

7.根据权利要求6所述的信号发射控制设备(212)，还包括加密单元(212)，其连接到所述接收机控制单元，并被配置为在将所述控制数据(CD)提供给相应接收机设备(154)之前加密所述控制数据(CD)。

8.一种无线发射机设备(252)，用于根据一个或多个信号参数(P)的相应信号参数值(V1，V2)可控地发射无线射频通信信号(S_i)，所述发射机设备包括：

-根据前述权利要求中任一项所述的信号发射控制设备(200)；和

-射频通信信号发射单元(256)，其连接到所述信号发射控制设备，并且被配置为根据由所述信号发射控制设备查明的发射值变化来提供所述无线射频通信信号。

9.根据权利要求8所述的发射机设备(252)，其中所述信号发射控制设备包括接收机控制单元，所述接收机控制单元被配置为在已经使用所述相应信号参数值发射的所述相应无线射频通信信号中提供所述控制数据。

10.一种无线接收机设备(254)，包括：

-射频通信信号接收单元(258)，其被配置为从发射机设备接收无线射频通信信号(S_i)；

-控制数据输入单元(260)，其被配置为在根据权利要求6或7中任一项所述的信号发射控制设备的控制下，接收指示一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据(CD)，所述发射机设备(152)已经根据所述信号参数值发射所述无线射频通信信号(S_i)；以及

-对象活动确定单元(262)，其连接到所述射频通信信号接收单元和所述控制数据输入单元，并且被配置为：

-确定所述一个或多个信号参数的接收信号值，

-基于所确定的接收信号值和所接收的指示相应无线通信信号的信号参数值的控制数据来确定活动感测体积内对象的对象活动。

11.根据权利要求10所述的无线接收机设备(254)，还包括解密单元(264)，所述解密单元(264)连接到所述控制数据输入单元(260)和所述对象活动确定单元(262)，并且被配置为解密加密的控制数据(CD)。

12.一种对象活动感测装置(150)，其被配置为基于由至少一个发射机设备(152)提供给至少一个接收机设备(152)的无线射频通信信号(S_i)的至少一个信号参数(P)的值的变化来确定活动感测体积内对象(4)的对象活动，所述对象活动感测装置包括至少一个根据权利要求6或7中任一项所述的信号发射控制设备、被配置为提供具有至少一个信号参数的不同值的无线射频通信信号的至少一个无线发射机设备、和至少一个根据权利要求10或11所述的无线接收机设备。

13.一种用于控制信号发射控制设备的操作的方法(600)，用于控制包括至少一个发射机设备(152)和至少一个接收机设备(154)的通信网络(140)中的无线射频通信信号(S_i)的发射，所述发射根据一个或多个信号参数(P)的相应信号参数值(Vi)是可控的，所述方法包括：

-查明(602)指示一个或多个信号参数的相应信号参数值的发射值变化的变化数据；其中所述发射值变化与感测体积内对象的活动状态相关，其中所述无线射频通信信号(S_i)的发射可以受到所述对象的活动状态的影响；

-根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来查明(603)操作触发数据，所述操作触发数据指示为了激活对所述无线射频通信信号的发射的控制而必须满足的预定操作条件；和

-确定是否满足所述预定操作条件，并且在满足所述操作条件时根据所查明的相应信号参数值的发射值变化来控制(604)用于发射所述无线射频通信信号(S_i)的相应发射机设备(152)的操作；以及可选地

-控制(606)指示所述一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据的提供，所述发射机设备(152)已经根据所述信号参数值发射所述无线射频通信信号(S_i)。

14.一种用于控制对象活动感测装置(150)的操作的方法(700)，所述对象活动感测装置(150)被配置为基于由至少一个发射机设备(152)提供给至少一个接收机设备的无线射频通信信号的至少一个信号参数P的值(V1，V2)的变化来确定活动感测体积内对象(4)的对象活动，所述方法包括：

-执行根据权利要求13所述的方法(600)，包括控制(606)指示一个或多个信号参数的信号参数值的控制数据的提供，所述发射机设备(152)已经根据所述信号参数值发射所述无线射频通信信号(S_i)；

-根据所查明的发射值变化提供(702)所述无线射频通信信号；

-接收(704)所述无线射频通信信号和相应的控制数据；

-基于接收到的RF通信信号的所确定的接收信号值和所接收的指示相应无线通信信号的信号参数值的控制数据，确定(706)所述活动感测体积内对象的对象活动。

15.一种包括指令的计算机程序，当该程序由计算机执行时，所述指令使得所述计算机执行根据权利要求13或14所述的方法。