CN117957868A - 与被恶意控制的接收器相关的安全性 - Google Patents
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Abstract
公开了用于在通信环境中传送一个或多个分组的方法。每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段。方法包括选择用于第一信道测量字段的第一传送器配置和用于第二信道测量字段的第二传送器配置,其中第一和第二传送器配置包括用于信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。还公开了用于接收器的方法,所述接收器被配置成在通信环境中对一个或多个分组执行测量。方法包括将用于第一信道测量字段的第一传送器配置和用于第二信道测量字段的第二传送器配置与一个或多个分组的传送器握手,接收一个或多个分组,以及对所接收的分组执行测量以用于无线感测和/或无线定位,其中执行测量包括补偿不同相位偏移和/或振幅偏移。还公开了对应的设备、传送器装置、控制节点、接收器装置和计算机程序产品。
Description
技术领域
本公开一般涉及通信环境中一个或多个分组的传输和接收的领域。更特别地,它涉及当被恶意控制的接收器(例如,感测接收器和/或定位接收器)对一个或多个分组执行测量时的安全性。
背景技术
在一些场景中,在通信环境(例如,未许可的通信环境)中传送的分组可以用于无线定位和/或无线感测。
可以通过定时检测来执行无线定位。为此,定位接收器装置接收由定位传送器装置传送的物理层分组,并对其执行定时测量。测量用于传送器和/或定位接收器的绝对和/或相对位置的位置确定。
无线定位可以被视为对已经主要被设计用于通信的无线电技术的增强。例如,IEEE 802.11工作组已经发起了任务组802.11az,其中目的是开发标准修正案以支持无线定位(下一代定位NGP)。IEEE 802.11az修正案是基于IEEE 802.11ax高效率(HE)修正案而开发的。
无线感测可以通过经由无线感测测量而检测无线传播信道的变化来执行。为此,感测接收器装置接收由传送器装置传送的多个物理层分组,并对其执行测量。测量用于检测和/或分类事件的发生。
无线感测可以被视为对已经主要被设计用于通信的无线电技术的增强。例如,IEEE 802.11工作组已经发起了任务组802.11bf,其中目的是开发标准修正案以支持无线感测。预期无线感测的IEEE 802.11版本将建立在IEEE 802.11az修正案上,因为无线定位的细节中的许多细节也与无线感测相关。
问题是,在无线感测和/或无线定位的上下文中,处于恶意控制下的装置可能能够出于恶意目的而利用通信环境中的分组传输。
因此,存在对无线感测和/或无线定位的上下文中的改进的安全性的需要。
发明内容
应当强调的是,术语“包括(comprise/comprising)”(可由“包含(include/including)”代替)当在本说明书中使用时被采用以指定所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或其组合的存在或添加。如本文中所使用的,单数形式“一(a、an)”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文另有明确指示。
一般,当本文中提到布置时,要理解为物理产品;例如设备。物理产品可以包括一个或多个部分,诸如采用一个或多个控制器、一个或多个处理器等形式的控制电路。
一些实施例的目的是解决或减轻、缓解或消除上述或其他缺点中的至少一些。
第一方面是一种用于在通信环境中传送一个或多个分组的方法。每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且所述一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段。
所述方法包括选择用于所述第一信道测量字段的第一传送器配置和用于所述第二信道测量字段的第二传送器配置,其中,所述第一和第二传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
在一些实施例中,所述第一和第二传送器配置的平均通信接收性能之间的差异小于通信接收性能的阈值。
在一些实施例中,所述第一和第二信道测量字段被包括在单个分组中。
在一些实施例中,所述第一和第二信道测量字段被包括在不同分组中。
在一些实施例中,选择所述第一和第二传送器配置包括选择用于多个相应信道测量字段的多个传送器配置,其中,所述多个传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
在一些实施例中,所述第一和第二传送器配置包括以下中的一个或多个:传送器链输入和天线端口之间的不同映射、活动的天线端口的不同集合、不同的循环偏移、不同的相位偏移、传送器链之间的不同功率分配、以及不同的预编码设置。
在一些实施例中,所述方法进一步包括使用用于所述信道测量字段的所选择的传送器配置来传送所述一个或多个分组。
在一些实施例中,所述一个或多个分组的所述传输用于通信。
在一些实施例中,所述一个或多个分组的所述传输用于无线感测测量和/或无线定位测量。
在一些实施例中,所述方法进一步包括将所选择的传送器配置与一个或多个接收器握手。
在一些实施例中,所述方法进一步包括确定隐私增强模式适用,并且选择用于所述信道测量字段的所述传送器配置响应于确定所述隐私增强模式适用。
在一些实施例中,确定所述隐私增强模式适用是由物理层执行的,并且包括从较高层接收指示隐私模式适用性的命令。
在一些实施例中,选择所述传送器配置用于通过降级由被恶意控制的接收器对所述一个或多个分组执行的测量的时间相干性来增加安全性。
在一些实施例中,所述一个或多个分组的所述传输依照IEEE 802.11标准。
在一些实施例中,每个分组是以下中的一个或多个:物理层一致性程序(PLCP)协议数据单元(PPDU)、高效率(HE)PPDU、控制分组、信标分组、请求发送(RTS)分组、清除发送(CTS)分组和确认(ACK)分组。
在一些实施例中,所述信道测量字段包括以下中的一个或多个:训练字段、长训练字段(LTF)、短训练字段(STF)和传统前同步码字段。
在一些实施例中,所述方法进一步包括通过检测空间映射变化在所述一个或多个分组内定位信道测量字段。
在一些实施例中,所述伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移用于用于传输的至少一个子载波。
在一些实施例中,所述通信环境是未许可的通信环境。
第二方面是一种用于接收器的方法,所述接收器被配置成在通信环境中对一个或多个分组执行测量。每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且所述一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段。
所述方法包括将用于所述第一信道测量字段的第一传送器配置和用于所述第二信道测量字段的第二传送器配置与所述一个或多个分组的传送器握手,其中,所述第一和第二传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移;
所述方法还包括接收所述一个或多个分组,以及对所接收的分组执行测量以用于无线感测和/或无线定位,其中,执行所述测量包括补偿所述不同相位偏移和/或振幅偏移。
第三方面是一种包括非暂时性计算机可读介质的计算机程序产品,在其上具有包括程序指令的计算机程序。所述计算机程序可加载到数据处理单元中,并且被配置成当所述计算机程序由所述数据处理单元运行时促使根据第一和第二方面中任一项所述的方法的执行。
第四方面是一种用于控制通信环境中的一个或多个分组的传输的设备。每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且所述一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段。
所述设备包括控制电路,所述控制电路被配置成促使选择用于所述第一信道测量字段的第一传送器配置和用于所述第二信道测量字段的第二传送器配置,其中,所述第一和第二传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
第五方面是一种传送器装置,包括根据第四方面所述的设备。
第六方面是一种控制节点,包括根据第四方面所述的设备。
第七方面是一种用于接收器的设备,所述接收器被配置成在通信环境中对一个或多个分组执行测量。每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且所述一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段。
所述设备包括控制电路,所述控制电路配置成促使将用于所述第一信道测量字段的第一传送器配置和用于所述第二信道测量字段的第二传送器配置与所述一个或多个分组的传送器握手,其中,所述第一和第二传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
所述控制电路还配置成促使接收所述一个或多个分组,以及对所接收的分组执行测量以用于无线感测和/或无线定位,其中,执行所述测量包括补偿所述不同相位偏移和/或振幅偏移。
第八方面是一种接收器装置,包括根据第七方面所述的设备。
在一些实施例中,上述方面中的任何方面可以附加地具有与如以上针对其他方面中的任何方面所解释的各种特征中的任何特征相同或对应的特征。
一些实施例的优点在于,在无线感测和/或无线定位的上下文中提供了改进的安全性。
一些实施例的优点在于,在无线感测和/或无线定位的上下文中,处于恶意控制下的接收器装置经历了针对能够出于恶意目的在通信环境中利用分组传输的附加障碍。
附图说明
在对附图做出参考的情况下,进一步的目的、特征和优点将从实施例的以下详细描述中显现。不一定按比例绘制附图,而是将重点放在说明示例实施例上。
图1是说明根据一些实施例的示例方法步骤的流程图;
图2是说明根据一些实施例的示例分组结构的示意图;
图3是说明在其中一些实施例可适用的示例场景的示意图;
图4A是说明根据一些实施例的示例设备的示意框图;
图4B是说明根据一些实施例的示例设备的示意框图;以及
图5是说明根据一些实施例的示例计算机可读介质的示意图。
具体实施方式
如上面已经提及的,应当强调的是,术语“包括(comprise/comprising)”(可由“包含(include/including)”代替)当在本说明书中使用时被采用以指定所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或其组合的存在或添加。如本文中所使用的,单数形式“一(a、an)”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文另有明确指示。
下文中将参考附图更全面地描述和例示本公开的实施例。然而,本文中公开的解决方案可以以许多不同的形式实现,并且不应该被解释为限于本文中阐述的实施例。
应该注意的是,尽管本文中的一些例示涉及与IEEE 802.11标准相关的通信,但是本文中描述的原理的应用不限于此。相反,一些实施例可以同样适用于其他无线通信标准(例如,3GPP标准)。
如本文中提到的传送器装置可以是例如无线电接入节点或用户装置。本文中提到的接收器装置可以是例如用户装置或无线电接入节点。
无线电接入节点可以是任何合适的无线电接入节点(例如,接入点(AP)、接入点站(AP-STA)、基站(BS)、NodeB、gNB等)。
用户装置可以是任何合适的用户装置(例如,站(STA)、非AP-STA、用户设备(UE)等)。
一般,当本文中提到分组时,它可以被解释为例如物理层分组。通常,本文中提到的分组可以是自含式物理层(PHY)分组。自含式PHY分组可以被定义为这样的PHY分组:其携带接收器适当处置它所必需的所有信息。例如,适当处置可以包括由预期的接收器对分组进行检测和解码。备选地或附加地,适当处置可以包括由除预期的接收器外的(一个或多个)接收器对分组的检测,以及延迟传输——通常经由合适的网络分配向量(NAV)设置。然而备选地或附加地,适当处置可以包括由(一个或多个)感测/定位接收器来检测分组,并执行用于感测和/或定位的测量。
在下文中,将描述实施例,其中在无线感测和/或无线定位的上下文中提供了改进的安全性。
图1说明了根据一些实施例的示例方法100。方法100用于在通信环境(例如,未许可的通信环境)中传送一个或多个分组。在一些实施例中,方法100由被配置成传送一个或多个分组的传送器装置来执行。在一些实施例中,方法100由被配置成控制被配置成传送一个或多个分组的传送器装置的控制节点来执行。
一个或多个分组的传输可以用于通信(例如,分组可以是数据携带分组)。备选地或附加地,一个或多个分组的传输可以用于无线感测测量和/或无线定位测量(例如,分组可以是感测会话的分组)。备选地或附加地,一个或多个分组的传输可以用于其他目的(例如信标分组)。
每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段。第一和第二信道测量字段可以被包括在单个分组中或者不同分组中。通常,一个或多个分组一起包括多个信道测量字段。
一个或多个分组的传输可以例如依照IEEE 802.11标准(例如,IEEE 802.11be、IEEE 802.11bf、IEEE 802.11az等)或第三代合作伙伴计划(3GPP)标准。
每个分组可以是PLCP(物理层一致性程序)协议数据单元(PPDU)、高效率(HE)PPDU、控制分组、信标分组、请求发送(RTS)分组、清除发送(CTS)分组、确认(ACK)分组或其任何合适的组合。
示例信道测量字段包括训练字段、任何长训练字段(LTF;例如,HE-LTF、高吞吐量(HT)LTF、非常高吞吐量(VHT)LTF)、短训练字段(STF)、传统前同步码字段(例如,字段L-STF、L-LTF、L-SIG、RL-SIG中的一个或多个;如稍后在本文中结合图2所例示的)。
如通过步骤120所说明的,方法100包括选择用于(相应的)信道测量字段的传送器配置。至少,为第一信道测量字段选择第一传送器配置,并为第二信道测量字段选择第二传送器配置。通常,为多个相应信道测量字段选择多个传送器配置。
所选择的传送器配置中的至少一些包括用于信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。因此,至少第一和第二传送器配置包括用于信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。通常,使用多个传送器配置,其包括用于信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。在一些实施例中,两个或更多个信道测量字段可以具有相同的所选择的传送器配置(例如,当存在比可能的传送器配置更多的信道测量字段时)。
当分组是正交频分复用(OFDM)分组时,伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移可适用于用于传输的子载波中的一个或多个。
由于伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移,由不知道所选择的传送器配置的接收器装置对信道测量字段执行的任何信道测量对于用于感测和/或定位来说都变得麻烦。
例如,伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移可能导致完全静态的信道表现为(基于信道测量)在两个信道测量字段之间变化。因此,信道测量对于感测目的可能不是特别有用。在该意义上,通过降级由被恶意控制的接收器对一个或多个分组执行的测量的时间相干性,传送器配置的选择可以产生增加的安全性。
备选地或附加地,伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移可能导致传送器装置和接收器装置之间的距离表现为(基于信道测量)比其实际的更长或更短。因此,信道测量对于定位目的可能不是特别有用。
根据一些实施例,从通信接收器(例如,接收和处理分组以检索由分组携带的数据的接收器)的角度来看,伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移的使用是透明的。因此,在统计上,对于不同的相位偏移和/或振幅偏移,链路性能和/或链路预算可以是相同的(或足够相似的)。例如,伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移可以引起相同(或足够相似)的信道估计度量(例如,信道状态信息CSI)被应用于通信设置(例如,调制和编码方案MCS)。
因此,在统计上,第一和第二传送器配置的平均通信接收性能之间的绝对值差异可能小于通信接收性能的阈值。当通信接收性能不变时,可以将其视为使用等于零的阈值。
伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移可以以任何合适的方式实现。例如,具有不同相位偏移和/或振幅偏移的传送器配置可以包括传送器链输入和天线端口之间的不同映射、活动的天线端口的不同集合、不同的循环偏移、不同的相位偏移(对于传送器)、传送器链之间的不同功率分配(而总传输功率不一定(通常不)改变)、不同的预编码设置(例如,波束成形旁瓣的不同相位和/或振幅,而主瓣不一定(通常不)改变;至少基本上没有),或其任何合适的组合。应当注意,差异在传送器配置之间(即在不同信道测量字段之间),而相同的设置可以应用于所有传送器链(例如,所有传送器链的相同循环偏移和/或所有传送器链的相同相位偏移)。
在传送器链输入和天线端口之间的不同映射的示例中,信道被改变。因此,可能出现不同相位偏移和不同振幅偏移中的任一者或两者。
在活动的天线端口的不同集合的示例中,信道被改变。因此,可能出现不同相位偏移和不同振幅偏移中的任一者或两者。
在不同循环偏移的示例中,不同的时间延迟被应用于不同的传送链。这目的在于对抗任何不期望的波束成形效应。因此,可能出现不同相位偏移和不同振幅偏移中的任一者或两者。
在不同相位偏移的示例中,传送信号的相位被改变,这导致干扰情形(例如,相长/相消)可能在接收器处改变。因此,可能出现不同相位偏移和不同振幅偏移中的任一者或两者。
在不同传送功率的示例中,所接收信号的振幅被影响。因此,可能出现不同的振幅偏移。
在不同预编码的示例中,对于旁瓣,可能出现不同相位偏移和不同振幅偏移中的任一者或两者。
传送器配置的改变可能出现在每个分组之间和/或分组内,或者可能以较低的频率出现。可以周期性地(使用固定或动态周期)和/或基于触发事件来改变传送器配置。例如,可以为每个信标间隔改变传送器配置。
在一些实施例中(例如,当方法100由传送器装置执行时),方法100还可以包括使用用于信道测量字段的所选择的传送器配置来传送一个或多个分组,如通过可选步骤150所说明的。
如果存在被授权使用分组以用于感测和/或定位的一个或多个接收器,则方法100可以进一步包括在传送分组之前将所选择的传送器配置与这样的接收器握手,如通过可选步骤130所说明的。术语“握手”应该被广义地解释,包括传送器装置和接收器装置之间的协商协议的执行,以及传送器装置向接收器装置指示所选择的传送器配置。
在一些实施例中,方法100包括在传输之前在一个或多个分组内定位信道测量字段,如通过可选步骤140所说明的。
通常,可以通过检测分组内的空间映射变化来定位至少一些信道测量字段(例如,可以在没有波束成形的情况下传送传统前同步码,而使用波束成形来传送分组的其他部分)。例如,步骤140可以包括确定在其中空间映射被改变的分组中的位置,和/或确定分组(例如PPDU)的哪个部分(例如传统前同步码)被空间映射到传送天线以避免无意的波束成形。
备选地或附加地,在一个或多个分组内定位信道测量字段可以基于由分组携带哪个类型的媒体访问控制(MAC)帧,因为不同的MAC帧可能具有信道测量字段的不同位置。这可适用于例如携带管理帧(例如信标)的非HTPPDU和/或携带控制帧(例如RTS、CTS、ACK等)的非HT PPDU。
应当注意,一般,不同信道测量字段的不同传送器配置可以应用于来自传送器装置的所有分组,或者仅应用于来自传送器装置的一些分组。在一个示例中,当在感测会话中传送多个分组时,用于不同信道测量字段的不同传送器配置可以应用于例如会话的所有分组、仅应用于会话的一些分组和/或仅应用于会话的分组。在一个示例中,当传送信标分组时,用于不同信道测量字段的不同传送器配置可以应用于例如所有信标分组、仅应用于一些信标分组和/或仅应用于信标分组。
在一些实施例中,方法100包括确定隐私增强模式适用,如通过可选步骤110所说明的。然后,方法100的其余部分的执行可以响应于确定隐私增强模式适用。例如,确定隐私增强模式适用可以由物理层来执行,并且包括从较高层接收指示隐私模式适用性的命令。
如前面所提及的,从通信接收器的角度来看,伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移的使用通常是透明的,同时影响感测和/或定位接收器的性能。后者存档(archive)以下目的:处于恶意控制下的接收器装置经历针对能够在无线感测和/或无线定位的上下文中将信道测量用于恶意目的的附加障碍。然而,当存在被授权使用分组以用于感测和/或定位的一个或多个接收器时,这样的接收器可以被配置成处置伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
为此,一些实施例提供了用于接收器的方法,所述接收器被配置成在通信环境中对一个或多个分组(例如,在图1的步骤150中传送的一个或多个分组)执行测量,如图1中通过示例方法190所说明的。在一些实施例中,方法190由被配置成接收一个或多个分组的接收器装置来执行。
方法190包括将用于第一信道测量字段的第一传送器配置和用于第二信道测量字段的第二传送器配置与一个或多个分组的传送器握手,如通过步骤191所说明的,其中第一和第二传送器配置包括用于信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
方法190还包括接收一个或多个分组,如通过步骤192所说明的,以及对所接收的分组执行测量以用于无线感测和/或无线定位,如通过步骤193所说明的。执行测量包括补偿不同的相位偏移和/或振幅偏移。因此,接收器可以使用信道测量以用于感测和/或定位,就好像没有应用不同的传送器配置一样。
图1还示出了传送器和接收器装置之间的一些示例信令,其中在131处说明了与握手相关联的信令,并且在151处说明了与一个或多个分组的通信(传输和接收)相关联的信令。
现在将在根据IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)感测的上下文中进一步例示各种实施例。
在一些方法中,感测可以基于进行基于信道估计的统计推断。例如,可以由传送器装置发送分组突发(例如,感测会话),可以由感测接收器执行测量(例如,对信道测量字段)以实现信道估计(例如,信道状态信息CSI),并且可以应用人工智能(AI)机器学习(ML)技术来检测和分类传播环境中的变化。因此,感测接收器通常在某个时间间隔(例如,在其中传送一个或多个分组的时间间隔)上执行多个信道估计。
一般,用于感测的分组(例如PPDU)也可以携带数据,并且数据的接收方可以是感测接收器或另一个接收器。
对于由分组携带的数据的接收,传送器配置是否在信道测量之间变化通常并不重要。然而,为了使感测适当工作,传送器配置应该优选地从一个信道测量到下一个信道测量保持恒定,因为感测接收器通常不能在信道估计变化的原因之间区分;传播环境的变化或传送器配置的修改。这被一些实施例用来通过在信道测量之间变化传送器配置来对被恶意控制的感测接收器设置障碍。授权的感测接收器被通知关于传送器配置变化(与结合图1所描述的握手相比),并且可以补偿它们以实现适当的感测性能。
图2示意地说明了根据一些实施例的示例分组200的结构。分组200是高效率(HE)单用户(SU)PLCP协议数据单元(PPDU)。分组200包括(例如,由其组成)传统前同步码(LPA)210、HE前同步码、数据部分(数据)230和分组扩展(PE)240。
传统前同步码包括(例如,由其组成)传统短训练字段(L-STF)211、传统长训练字段(L-LTF)212、传统信号字段(L-SIG)213和重复传统信号字段(RL-SIG)214。
HE前同步码包括(例如,由其组成)HE信号字段(HE-SIG-A)221、HE短训练字段(HE-STF)222和一个或多个HE长训练字段(HE-LTF)223、224。
传统前同步码部分211、212、213通常用于IEEE 802.11传输中所有基于正交频分复用(OFDM)的帧;而不管该框架符合哪一代标准。传统前同步码部分214用于区分HEPPDU与前一代PPDU。LTF(L-LTF和HE-LTF)适合(并且旨在)用于信道估计测量。
分组200的信道测量字段的示例包括L-STF 211、L-LTF 212、HE-STF 222、HE-LTF223、224和/或数据字段230中所包括的任何(一个或多个)中间同步码。在一些实施例中,整个传统前同步码被视为信道测量字段。
在IEEE 802.11(Wi-Fi)下的通信中,PPDU的前同步码用于分组检测、自动增益控制(AGC)、频偏估计、同步、调制指示和信道估计。因此,如果Wi-Fi接收器装置不能解码信号的前同步码部分,则它将停止侦听传输,或者无法正确接收传输。为了增加预期Wi-Fi接收器可以解码PPDU的概率,通常使用最鲁棒的可用手段来传送前同步码;例如最低可用码率和最低可用调制阶数。
在IEEE 802.11axPPDU中,关于传送机会(TXOP)持续时间的信息在物理层报头(HE-SIG-A2或HE-SIG-A3字段)中传送。本信息由邻近的站用于NAV设置,因此通常希望能够实现所有站点都可以解码这些HE-SIG-A字段,使得虚拟载波感测按预期工作。
在无线感测和/或无线定位中,PPDU的前同步码(例如,LTF)和/或其他信道测量字段可用于执行感测/定位测量。由于前同步码通常被非常鲁棒地传送,因此侦听装置有可能在距离分组的传输器相对较大距离处执行这样的测量。
当侦听装置是与其希望实现测量相关的装置时,这可能是优点。然而,当侦听装置是处于恶意控制下的装置时,测量的相对较大距离是缺点。
IEEE 802.11az修正案中增加的特征之一被称为安全HE-LTF。每当HE PPDU用于执行定位测量时,安全HE-LTF应该替换HE PPDU中的默认HE-LTF 223、224。安全HE-LTF是通过使用LTF加扰生成的,这只对传送器和预期接收器已知。安全HE-LTF的目的是防止假冒(例如,其中攻击者可以控制受害者的距离感知的欺骗攻击)。
然而,在感测和/或定位的上下文中的潜在问题是传统前同步码通常需要在没有诸如加扰之类的操纵的情况下发送(因为固有地需要其对于传统接收器是可用的)。传统前同步码包括攻击者可能用于恶意目的的潜在重要信息(例如,L-LTF)。本文中呈现的实施例适合于解决该问题。
该问题也与IEEE 802.11az相关,因为(即使安全HE-LTF减轻了攻击和窃听)传统前同步码是以其默认格式发送的。因此,传统前同步码为试图使站(STA)表现为比其实际上更接近接入点(AP)的攻击者提供同步信息,和/或为试图实现感测信息的攻击者提供适合于信道估计的信息。
图3示意地说明了在其中一些实施例可适用的示例效果场景。在图3中,示意地示出了公寓布局,其中接入点(AP)300在公寓内提供Wi-Fi,并且Wi-Fi覆盖通过对角条纹区域来说明。
如图3中所说明的,整个公寓都有Wi-Fi覆盖。然而,覆盖延伸穿过窗口,这使得例如处于恶意控制下的装置310有可能使用传统前同步码来执行测量以用于感测。
例如,攻击者可以通过被动侦听公寓内部发起的传输来获取信道状态信息(CSI),并(基于CSI)推断公寓内部是否存在人、他们有多少、他们在哪里等。即使WLAN没有被主动使用,但AP信标可足以实现这一点。
为了减轻该问题,一些实施例建议通过对不同的信道测量字段使用不同的传送器配置来保护Wi-Fi传输(其中差异可能在分组内和/或分组之间)。这种方法使得对信道测量字段执行的测量对于感测和/或定位不太有用。
传送器配置的变化可能与变化的相位偏移和/或振幅偏移相关。
传送器配置的变化可以是伪随机的,以使未被授权的感测接收器经历不可预测地变化的信道条件。
可以周期性地(例如,在每个信标间隔内)和/或非周期性地(例如,以具有随机长度的时间间隔)变更传送器配置;后者进一步使被恶意操作的接收器迷惑。
根据IEEE 802.11标准,传送器配置变化通常仍然应该满足传统前同步码的要求和/或适当处置(例如,NAV设置)所必需的其他字段的要求。例如,传送器配置变化通常应该使能对物理层报头(以及甚至可能是整个PPDU)进行分组检测和解码。这使得传送器配置变化对于预期的通信接收器是透明的,并且使能适当地推迟来自潜在干扰者(例如,基本服务集BSS或重叠BSS(OBSS)的接收器)的传输。因此,传送器配置的变化可以使得无线电通信的性能实质上不变(例如,链路性能没有降级)。为了实现这一点,一些实施例利用了IEEE802.11PPDU在它们携带接收器如较早所述那样适当处置它所必需的所有信息的意义上是自含式的。在一些实施例中,不存在通知非感测/非定位接收器关于传送器配置变更所需的信令。
在一个示例中,传送器配置的变化可以通过使用多天线传送器装置中传送器链输入和天线端口之间的不同映射来实现。这样的不同映射不影响平均链路性能,但会导致不同的信道。
通过改变数据映射到传送器链的方式,这种传送器配置变更可以被数字地实现(而无需交换机或其他模拟组件)。备选地或附加地,可以使用模拟或混合(数字-模拟)手段来实现这种传送器配置变更。
例如,从传送器链输入到天线端口的逻辑映射的改变可能导致哪些循环偏移应用于天线中的一些天线的改变(例如,参见下面的表21-10)。
在一个示例中,当多天线传送器装置没有利用其所有传送器链时,可以通过改变哪些传送器链(或哪些天线端口)对于每个分组是活动的来实现传送器配置的变化。
在一个示例中,传送器配置的变化可以通过使用不同的循环偏移来实现。例如,可以通过引入要应用于(所有)传送器链的伪随机附加循环偏移(在任何另有规定的循环偏移之上;例如,参见下面的表21-10)来实现变化的传送器配置。可以在每个传输时间对所有传送器链应用相同的附加循环偏移,同时附加循环偏移随时间改变(例如伪随机地改变)。
与任何另有规定的循环偏移相比相对较小的附加循环偏移基本上不会影响平均链路性能,但是会变更信道感知(例如,导致所推断距离的变化)。当OFDM分组的循环前缀(CP)的持续时间与无线电信道的延迟相比较大时,这可能特别正确。例如,在IEEE802.11ax中,循环前缀可以是800ns、1.6μs或3.2μs,并且办公楼中的典型均方根无线电信道延迟小于150ns。因此,引入小于50ns的附加循环偏移基本上不会影响链路性能,但是感测/定位接收器将经历就好像传送器装置的位置移动了上至15米(3*108m/s乘以50*10-9s)一样的效果。
在一个示例中,传送器配置的变化可以通过使用应用于(所有)传送器链的不同(例如伪随机)相位偏移来实现。可以在每个传输时间对所有传送器链应用相同的相位偏移,同时相位偏移随时间改变(例如伪随机改变)。
在一个示例中,传送器配置的变化可以通过在传送器链之间使用不同的(例如伪随机的)功率分配来实现。通常,这种变化的功率分配是在允许的功率范围(对于每个传送器链和/或对于作为整体的传送器装置)内完成的。例如,对于传送器链中的一个或多个,功率分配可以变化,而总传输功率不变。
传送器链之间功率分布的改变基本上不会影响平均链路性能(并且总传输功率的改变通常由链路自适应处置),但是会变更信道感知(例如,改变所感知的路径损耗)。
在一个示例中,传送器配置的变化可以通过使用不同的预编码设置(即,不同的波束成形)来实现。这种类型的变化也可以在具有(一个或多个)相同预期接收器的分组之间应用;例如通过对波束成形旁瓣使用不同的相位和/或振幅,而主瓣基本上不变。预编码设置变化可以是伪随机的。未接收到主瓣(或以弱信号强度接收主瓣)的被恶意操作的接收器通常将感知到实际上是由于预编码设置变化引起的信道变化。然而,以相当高的信号强度接收主瓣的被恶意操作的接收器通常将不被这种示例方法不利地影响。
根据一些实施例,上述示例中的两个或更多个的任何合适组合也是可能的。
当IEEE 802.11AP具有多于一个传送器链(并且因此具有多于一个天线)时,传统前同步码被空间映射到传送器链,并且IEEE 802.11标准要求应用循环偏移分集(CSD)以便避免无意的波束成形。表21-10例示了要应用于传统前同步码的此类循环偏移值。
表21-10—PPDU的L-STF、L-LTF和VHT-SIG-A字段的循环偏移值
图4A示意地说明了根据一些实施例的示例设备410。设备410用于控制通信环境中一个或多个分组的传输。每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段。
在一些实施例中,设备410可包括(例如,被包括)在被配置成传送一个或多个分组的传送器装置中。在一些实施例中,设备410可包括(例如,被包括)在控制节点中,所述控制节点被配置成控制被配置成传送一个或多个分组的传送器装置。例如,控制节点可以是服务器节点(例如,其被配置成对基于云的服务做出贡献),或者网络节点。
备选地或附加地,设备410可以被配置成促使执行(例如,执行)图1的方法100的一个或多个步骤。
设备410包括控制器(CNTR,例如控制电路或控制模块)400。
控制器400被配置成促使选择用于第一信道测量字段的第一传送器配置和用于第二信道测量字段的第二传送器配置,其中第一和第二传送器配置包括用于信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移(与图1的步骤120相比)。例如,控制器400可以被配置成促使选择用于多个相应信道测量字段的多个传送器配置,其中多个传送器配置包括用于信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
为此,控制器400可以包括选择器(SEL;例如选择电路或选择模块)401或者以其他方式与其相关联(例如,可连接到或连接到)。选择器401可以被配置成选择第一和第二传送器配置。
控制器400还可以被配置成促使使用用于信道测量字段的所选择的传送器配置来传送一个或多个分组(与图1的步骤150相比)。
为此,控制器400可以包括传送器(TX;例如传送电路或传输模块)或以其他方式与其相关联(例如,可连接到或连接到);在图4A中说明为收发器(TX/RX)430的一部分。传送器可以被配置成使用所选择的传送器配置来传送一个或多个分组。当设备410可包括在传送器装置中时,这特别适用。
备选地,为此,控制器400可以包括朝向传送器装置的接口(例如,接口电路或接口模块)或以其他方式与其相关联(例如,可连接到或连接到)。接口可以被配置成向传送器装置传达指示所选择的传送器配置的指令,从而控制传送器装置使用所选择的传送器配置来传送一个或多个分组。当设备410可包括在控制节点中时,这特别适用。
控制器400还可以被配置成促使所选择的传送器配置与一个或多个接收器的握手(与图1的步骤130相比)。当设备410可包括在传送器装置中时,握手可以经由收发器完成,和/或当设备410可包括在控制节点中时,握手可以经由接口完成。
控制器400还可以被配置成促使隐私增强模式适用的确定(与图1的步骤110相比);然后,对传送器配置的选择响应于隐私增强模式适用的确定。
为此,控制器400可以包括确定器(DET;例如,确定电路或确定模块)402或以其他方式与其相关联(例如,可连接到或连接到)。确定器402可以被配置成确定隐私增强模式适用。
控制器400还可以被配置成促使通过检测空间映射变化在一个或多个分组内定位信道测量字段(与图1的步骤140相比)。
为此,控制器400可以包括定位器(LOC;例如,定位电路或定位模块)403或以其他方式与其相关联(例如,可连接到或连接到)。定位器403可以被配置成通过检测空间映射变化在一个或多个分组内定位信道测量字段。
应当注意,结合图1的方法100描述的特征可以同样适用于图4A的设备,即使没有结合其明确提及。
图4B示意地说明了根据一些实施例的示例设备460。设备460用于被配置成在通信环境中对一个或多个分组执行测量的接收器。每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段。
在一些实施例中,设备460可包括(例如,被包括)在被配置成接收一个或多个分组的接收器装置中。例如,设备可以可包括(例如,被包括)在感测接收器和/或定位接收器中。
备选地或附加地,设备460可以被配置成促使执行(例如,执行)图1的方法190的一个或多个步骤。
设备460包括控制器(CNTR;例如控制电路或控制模块)450。
控制器450被配置成促使用于第一信道测量字段的第一传送器配置和用于第二信道测量字段的第二传送器配置与一个或多个分组的传送器的握手,其中第一和第二传送器配置包括用于信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移(与图1的步骤191相比)。
为此,控制器450可以包括收发器(TX/RX;例如收发电路或收发器模块)480或以其他方式与其相关联(例如,可连接到或连接到)。收发器可以被配置成握手传送器配置。
控制器450被配置成促使一个或多个分组的接收(与图1的步骤192相比)。接收可以经由收发器480来完成。
控制器450被配置成促使对所接收的分组执行测量以用于无线感测和/或无线定位(与图1的步骤193相比)。
为此,控制器450可以包括测量器(MEAS;例如测量电路或测量模块)451或以其他方式与其相关联(例如,可连接到或连接到)。测量器451可以被配置成执行测量以用于无线感测和/或无线定位。
测量的执行包括对不同相位偏移和/或振幅偏移的补偿。为此,控制器450可以包括补偿器(COMP;例如补偿电路或补偿模块)452或以其他方式与其相关联(例如,可连接到或连接到)。补偿器452可以被配置成在执行用于无线感测和/或无线定位的测量时补偿不同的相位偏移和/或振幅偏移。
应当注意,结合图1的方法190描述的特征可以同样适用于图4B的设备,即使没有结合其明确提及。
一般,应当理解,被配置成促使执行的例示是通过被配置成执行动作来提供的。
所描述的实施例及其等同物可以用软件或硬件或其组合来实现。实施例可以由通用电路来执行。通用电路的示例包括数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、协处理器单元、现场可编程门阵列(FPGA)和其他可编程硬件。备选地或附加地,实施例可以由专用电路来执行,诸如专用集成电路(ASIC)。通用电路和/或专用电路可以例如与诸如传送器装置、控制节点或接收器装置之类的设备相关联或被包括在其中。
实施例可以出现在包括根据本文中描述的实施例中的任何实施例的布置、电路和/或逻辑的电子设备(诸如传送器装置、控制节点或接收器装置)内。备选地或附加地,电子设备(诸如传送器装置、控制节点或接收器装置)可以被配置成执行根据本文中描述的实施例中的任何实施例的方法。
根据一些实施例,计算机程序产品包括有形或非有形的计算机可读介质,诸如例如通用串行总线(USB)存储器、插入式卡、嵌入式驱动器或只读存储器(ROM)。图5说明了采用紧致盘(CD)ROM 500的形式的示例计算机可读介质。计算机可读介质在其上存储有包括程序指令的计算机程序。计算机程序可加载到数据处理器(PROC;例如,数据处理电路或数据处理单元)520中,其可以例如被包括在传送器装置、控制节点或接收器装置510中。当加载到数据处理器中时,计算机程序可以被存储在与数据处理器相关联或被包括在数据处理器中的存储器(MEM)530中。根据一些实施例,当被加载到数据处理器中并由数据处理器运行时,计算机程序可以促使例如如图1中所说明的或如本文中以其他方式描述的方法步骤的执行。
一般,本文中使用的所有术语要根据其在相关技术领域中的普通含义来解释,除非从使用它的上下文中暗示了和/或明确给出了不同的含义。
本文中已经对各种实施例做出参考。然而,本领域技术人员将认识到仍将落入权利要求的范围内的所述实施例的多种变化。
例如,本文中所描述的方法实施例通过以某个顺序执行的步骤而公开了示例方法。然而,认识到的是,在不脱离权利要求的范围的情况下,事件的这些序列可以以另一种顺序发生。此外,一些方法步骤可以并行执行,即使它们已经被描述为按顺序执行。因此,本文中公开的任何方法的步骤不一定按照所公开的确切顺序执行,除非一个步骤被明确描述为在另一个步骤之后或之前,和/或其中暗示了一个步骤必须在另一个步骤之后或之前。
以相同的方式,应该注意到,在实施例的描述中,将功能块分区成特定单元决不是旨在作为限制。相反,这些分区仅仅是示例。本文中作为一个单元所描述的功能块可以被拆分成两个或更多个单元。此外,本文中描述为被实现为两个或更多个单元的功能块可以被合并成更少的(例如单个)单元。
在任何合适之处,本文中公开的实施例中的任何实施例的任何特征可以应用于任何其他实施例。同样,实施例中的任何实施例的任何优点可以应用于任何其他实施例,并且反之亦然。
因此,应当理解,所描述的实施例的细节仅仅是出于说明目的而提出的示例,并且落入权利要求的范围内的所有变化都旨在被涵盖在其中。
Claims (44)
1.一种用于在通信环境中传送一个或多个分组的方法,每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且所述一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段,所述方法包括:
选择(120)用于所述第一信道测量字段的第一传送器配置和用于所述第二信道测量字段的第二传送器配置,其中,所述第一和第二传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一和第二传送器配置的平均通信接收性能之间的差异小于通信接收性能的阈值。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法,其中,所述第一和第二信道测量字段被包括在单个分组中。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法,其中,所述第一和第二信道测量字段被包括在不同分组中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,选择所述第一和第二传送器配置包括选择用于多个相应信道测量字段的多个传送器配置,其中,所述多个传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,所述第一和第二传送器配置包括以下中的一个或多个:
传送器链输入和天线端口之间的不同映射;
活动的天线端口的不同集合;
不同的循环偏移;
不同的相位偏移;
传送器链之间的不同功率分配;以及
不同的预编码设置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,进一步包括使用用于所述信道测量字段的所选择的传送器配置来传送(150)所述一个或多个分组。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中,所述一个或多个分组的所述传输用于通信。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其中,所述一个或多个分组的所述传输用于无线感测测量和/或用于无线定位测量。
10.根据权利要求9所述的方法,进一步包括将所选择的传送器配置与一个或多个接收器握手(130)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,进一步包括确定(110)隐私增强模式适用,并且其中,选择用于所述信道测量字段的所述传送器配置响应于确定所述隐私增强模式适用。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,确定所述隐私增强模式适用是由物理层执行的,并且包括从较高层接收指示隐私模式适用性的命令。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法,其中,选择所述传送器配置用于通过降级由被恶意控制的接收器对所述一个或多个分组执行的测量的时间相干性来增加安全性。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,其中,所述一个或多个分组的所述传输依照IEEE 802.11标准。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,每个分组是以下中的一个或多个:物理层一致性程序PLCP协议数据单元PPDU、高效率HE PPDU、控制分组、信标分组、请求发送RTS分组、清除发送CTS分组和确认ACK分组。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法,其中,所述信道测量字段包括以下中的一个或多个:训练字段、长训练字段LTF、短训练字段STF和传统前同步码字段。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法,进一步包括通过检测空间映射变化在所述一个或多个分组内定位(140)信道测量字段。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法,其中,所述伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移用于用于传输的至少一个子载波。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法,其中,所述通信环境是未许可的通信环境。
20.一种用于接收器的方法,所述接收器被配置成在通信环境中对一个或多个分组执行测量,每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且所述一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段,所述方法包括:
将用于所述第一信道测量字段的第一传送器配置和用于所述第二信道测量字段的第二传送器配置与所述一个或多个分组的传送器握手(191),其中,所述第一和第二传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移;
接收(192)所述一个或多个分组;以及
对所接收的分组执行(193)测量以用于无线感测和/或无线定位,其中,执行所述测量包括补偿所述不同相位偏移和/或振幅偏移。
21.一种包括非暂时性计算机可读介质(500)的计算机程序产品,在其上具有包括程序指令的计算机程序,所述计算机程序可加载到数据处理单元中,并且被配置成当所述计算机程序由所述数据处理单元运行时促使根据权利要求1至20中任一项所述的方法的执行。
22.一种用于控制通信环境中的一个或多个分组的传输的设备,每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且所述一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段,所述设备包括控制电路(400),所述控制电路(400)被配置成促使:
选择用于所述第一信道测量字段的第一传送器配置和用于所述第二信道测量字段的第二传送器配置,其中,所述第一和第二传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
23.根据权利要求22所述的设备,其中,所述第一和第二传送器配置的平均通信接收性能之间的差异小于通信接收性能的阈值。
24.根据权利要求22至23中任一项所述的设备,其中,所述第一和第二信道测量字段被包括在单个分组中。
25.根据权利要求22至23中任一项所述的设备,其中,所述第一和第二信道测量字段被包括在不同分组中。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的设备,其中,所述控制电路被配置成通过促使选择用于多个相应信道测量字段的多个传送器配置来促使所述第一和第二传送器配置的所述选择,其中,所述多个传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的设备,其中,所述第一和第二传送器配置包括以下中的一个或多个:
传送器链输入和天线端口之间的不同映射;
活动的天线端口的不同集合;
不同的循环偏移;
不同的相位偏移;
传送器链之间的不同功率分配;以及
不同的预编码设置。
28.根据权利要求22至27中任一项所述的设备,其中,所述控制电路被进一步配置成促使使用用于所述信道测量字段的所选择的传送器配置来传送所述一个或多个分组。
29.根据权利要求22至28中任一项所述的设备,其中,所述一个或多个分组的所述传输用于通信。
30.根据权利要求22至29中任一项所述的设备,其中,所述一个或多个分组的所述传输用于无线感测测量和/或用于无线定位测量。
31.根据权利要求30所述的设备,其中,所述控制电路被进一步配置成促使将所选择的传送器配置与一个或多个接收器握手。
32.根据权利要求22至31中任一项所述的设备,其中,所述控制电路被进一步配置成促使确定隐私增强模式适用,并且其中,所述控制电路被配置成促使响应于确定所述隐私增强模式适用而选择用于所述信道测量字段的所述传送器配置。
33.根据权利要求32所述的设备,其中,所述确定所述隐私增强模式适用是由物理层执行的,并且包括从较高层接收指示隐私模式适用性的命令。
34.根据权利要求22至33中任一项所述的设备,其中,所述传送器配置的所述选择用于通过由被恶意控制的接收器对所述一个或多个分组执行的测量的降级的时间相干性而产生的增加的安全性。
35.根据权利要求22至34中任一项所述的设备,其中,所述一个或多个分组的所述传输依照IEEE 802.11标准。
36.根据权利要求35所述的设备,其中,每个分组是以下中的一个或多个:物理层一致性程序PLCP协议数据单元PPDU、高效率HE PPDU、控制分组、信标分组、请求发送RTS分组、清除发送CTS分组和确认ACK分组。
37.根据权利要求22至36中任一项所述的设备,其中,所述信道测量字段包括以下中的一个或多个:训练字段、长训练字段LTF、短训练字段STF和传统前同步码字段。
38.根据权利要求22至37中任一项所述的设备,其中,所述控制电路被进一步配置成促使通过检测空间映射变化在所述一个或多个分组内定位信道测量字段。
39.根据权利要求22至38中任一项所述的设备,其中,所述伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移用于用于传输的至少一个子载波。
40.根据权利要求22至39中任一项所述的设备,其中,所述通信环境是未许可的通信环境。
41.一种传送器装置,包括根据权利要求22至40中任一项所述的设备。
42.一种控制节点,包括根据权利要求22至40中任一项所述的设备。
43.一种用于接收器的设备,所述接收器被配置成在通信环境中对一个或多个分组执行测量,每个分组包括一个或多个信道测量字段,并且所述一个或多个分组一起包括至少第一和第二信道测量字段,所述设备包括控制电路(450),所述控制电路(450)配置成促使:
将用于所述第一信道测量字段的第一传送器配置和用于所述第二信道测量字段的第二传送器配置与所述一个或多个分组的传送器握手,其中,所述第一和第二传送器配置包括用于所述信道测量字段的伪随机不同相位偏移和/或振幅偏移;
接收所述一个或多个分组;以及
对所接收的分组执行测量以用于无线感测和/或无线定位,其中,执行所述测量包括补偿所述不同相位偏移和/或振幅偏移。
44.一种接收器装置,包括根据权利要求43所述的设备。
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