CN1663183A

CN1663183A - 用于在无线电站之间进行无线通信的方法以及用于执行该方法的装置

Info

Publication number: CN1663183A
Application number: CN038142074A
Authority: CN
Inventors: P·科佩茨基; J·勒曼; M·施奈德－胡夫施米特
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-08-31
Also published as: EP1514383A1; KR20050012283A; WO2004002066A1; US20060019693A1; DE10227557A1; JP2005530435A

Abstract

本发明基于以下基本思想，即在很多应用情况下，预期的通信伙伴例如通过其位置或其它可易受用户影响的特性通过以下方式而区别于所有其它可能的但不是预期的通信伙伴(“第三方”)，即在其和寻求连接建立的第一无线电站(FS1)之间的无接触的接口(即例如无线电信道)的传输特性满足特定的质量标准，而所有其它可能的通信伙伴不满足该质量标准；或者至少可以通过改变第一无线电站(FS1)的至少一个工作参数而导致传输特性的这种区别。

Description

用于在无线电站之间进行无线通信的方法以及用于执行该方法的装置

现代通信终端设备由于在其中所采用的处理器和存储器部件具有高效率的同时其尺寸小而适用于不同的移动应用，该移动应用首先不一定与其主要应用、电信有某些关系。属于这种应用的还有所谓的“销售点应用”，即其中设备基本上执行电子支付工具的功能的应用，或者其中设备用作为识别或证实工具的安全性应用。最后，“销售点应用”可能只是安全性应用(在还具有其它配置时)的特殊情况，因为在电子支付过程中至少收款人、但是通常付款的用户也具有如下需求，即检验其它各个用户的身份和权限。

其它的具有或没有电信模块的小设备、例如所谓的个人数字助理(PDA)原则上也很好地适用于这种应用，只要它们具有适合于进行数据传输的接口。基本上很久以前就公开了这种接口。例如有红外线接口或例如按照“蓝牙”标准的短有效距离的无线电接口。

短有效距离的无接触(无线)的数据传输接口特别适用于本地通信。对于该应用，该数据传输接口具有以下优点，即事先将可能的通信伙伴组限制在较近的、通常可直接看到的环境内。因此，目前已经通过以下方式在PDA之间建立用于传输“电子名片”或其它数据的临时连接，即使这些PDA在空间上直接相邻和/或使其红外线接口相互对准。因此，人们可以相当有把握并且对于许多应用而言有足够把握，所期望的通信伙伴事实上也正是与其进行通信的通信伙伴。

对于对安全性有较高要求的应用来说，这种已知的方法通常是不够的。如下危险将变大，即不可见的或未被察觉的“第三方”-(首先)悄悄地-挤进预期的纯双边的通信关系，因此将和与所期望的通信伙伴不一致的通信伙伴交换数据。本发明可在此进行补救。

该任务通过按照独立权利要求之一的方法或装置来解决。

本发明的改进方案是从属权利要求的主题。

下面将根据实施例并借助附图来描述本发明。

在此，图1以示意的方式示出了一种典型的应用情况和其按照本发明的解决方案。

图2以示意的方式示出了特殊情况、即事先只有第二无线电站位于第一无线电站周围环境中的处理。

在图1中示出了这种情况的一个简单而典型的实例。在应与第二无线电站建立连接的第一无线电站(FS1)的周围环境中，有多个第二无线电站(FS2a，...，FS2d)。第一无线电站例如可能涉及百货公司的收款系统。考虑将移动电话或其它小设备作为第二无线电站(FS2a，...，FS2d)，其原则上都能够与第一无线电站(FS1)建立连接。这些第二无线电站通常属于不同的人，这些人在通常情况下是该百货公司的(潜在的)顾客。

这些顾客中的一个顾客接近该收款系统的无线电站(FS1)，以便在那借助其第二无线电站(FS2b)支付其所选择的商品。为了正确地开展支付过程，现在很重要的是，实现和保持合法地参与支付过程的人的无线电站(FS1和FS2b)之间的纯双边的通信关系或通信连接，因为否则可能易受“第三方”攻击并且不能保证按照规则开展这种无接触的支付过程。

其原因在于，在任意一个顾客的情况下，无线电站FS1首先可能不“知道”，它应根据什么才能够识别出该顾客的无线电站FS2b。因此每个“第三方”可以比较容易地这样驱动其无线电站，使得收款系统利用其无线电站开展支付过程(也可能例如在退换时进行偿还)。

但是现在，无线电站FS2b(如在图1中示意性地所示)相对于所有其它的无线电站的特征是，其到收款系统(FS1)的距离最短。因此应该可以这样改变该无线电站FS1的发射功率或接收灵敏度，使得最后只有利用该无线电站FS2b，通信连接或通信关系才是可能的。

这可以例如通过逐渐降低收款系统的无线电站FS1的发射功率或接收灵敏度来实现。为此，第一无线电站(FS1)可以发射一个第一呼叫信号或连接请求信号(cr1)，该信号的有效范围由于最初相对高的发射功率是如此大，使得首先在图1中所示的所有的四个第二无线电站都还能接收到该信号。因此，在这个步骤中，所有的四个第二无线电站分别发射一个应答信号(r2a，...，r2d)，以致在最初的接收灵敏度足够高时，第一无线电站FS1能接收到所有的四个应答信号。

在接下来的步骤中，现在可以试验性地降低第一无线电站FS1的发射功率。或者可以降低接收灵敏度。也可以同时降低这两个量。

在适当地选择了相应的工作参数的情况下，最晚在几次这样的步骤之后，四个第二无线电站中至少一个第二无线电站不再应答或者第一无线电站不再接收到其应答。即，如果例如发射功率被降低到这种程度，使得连接请求信号cr2不再到达第二无线电站FS2c，则该第二无线电站FS2c不应答。但是其它的三个第二无线电站(FS2a，FS2b和FS2d)还是会应答，因为它们能够接收到信号cr2。现在在下一个步骤中可以进一步降低第一无线电站FS1的发射功率，使得例如只有FS2b还应答或者可以将接收灵敏度降低到这种程度，使得只能还接收到FS2b的应答。

但是也可以进一步降低发射功率，使得第三连接请求信号cr3不再到达第二无线电站FS2a、FS2c和FS2d，但是仍然到达第二无线电站FS2b。在这种情况下，只有第二无线电站FS2b仍然发射应答r2b，其能够由第一无线电站FS1接收到。

如果更一般地表达实践中的所有情况，其中单个无线电站之间的距离比或传播比充分不同，则可以这样调节第一无线电站FS1的适当的工作参数，使得最后只能还存在或保持与唯一的一个第二无线电站的通信关系或通信连接。

如果在注册方面在通信连接和通信关系之间在一些地方有概念上的区别时，则原因在于，概念“通信连接”经常用于实际传输有用数据的情况。更一般地构思的概念“通信关系”应表达，为了实现本发明的目的，经常不是真正需要这种有用数据传输。在有些情况下，例如当在接收方处存在的接收场强达到或超过一个最低值时，这已经够了。如果这只适用于唯一的一个第二无线电站FS2b，则可以称为在该第二无线电站FS2b和第一无线电站FS1之间的纯双边的通信关系，尽管严格说来还没有或不存在通信连接。因此，在本发明说明书的上下文中，可以分别按具体情况这样理解这两个概念，使得一个概念还可以分别代替另一个概念。

该应用例如可用于在具有无线电模块的收款系统(ST)和具有无线电模块(WM)、尤其是具有移动电话(MP)的用户设备(CD)之间建立通信连接。在销售空间中一般存在多个具有这种用户设备的人，其例如位于收款队列中。现在在特定的支付过程中，收款系统应只与到收款处具有最短空间距离的那个用户设备建立连接。因为用这种方式可以很容易确保：确实是目前付款的顾客的用户设备参与电子支付过程，而不是还在收款队列中等待的或停留在销售空间中任意地方的另一个顾客的设备参与该电子支付过程。

本发明方法的优点是，在这种情况下，对于参与的设备来说，每次另一个设备的地址或标识符不必是已知的。当然，利用这些地址或标识符同样可以确保，(只有)“正确的”设备参与支付过程。因此，例如收款系统的用户可以将参与支付过程的用户设备的设备标识符例如手动地输入到收款系统中，其中该设备标识符不为其它在场者所知。这对于所研究的应用而言相当烦琐。因此，本发明方法的优点是，可以取消该烦琐的并且可能容易出现错误的程序。

取而代之，收款系统或更一般地业务终端(ST)可以将这种设备地址或设备标识直接在无线电路径上传输给真正参与的用户设备，只要这两者之间的通信关系是纯双边的。现在可以借助于这种(可能临时的、即只在持续的支付过程中有效的)设备地址保护通信不受意外的干扰或第三方的攻击的影响，而且即使在建立了该保护之后不再能满足最小空间距离的标准时。在本发明方法中不需要从外部(即除了通过无线电路径)输入地址。

因此，实际参与支付过程的顾客只需把其移动电话或其它用户设备带入收款处附近一次，之后该移动电话或其它用户设备可以(即使在这期间支付过程还持续)再次与收款处保持较大的距离。本发明的这种特性明显提高了参与者在开展支付过程时的舒适度。

本发明的另一个有利的应用可能与用户站(SM)在蜂窝式通信系统或其它无线通信系统、尤其是按照DECT标准的无绳电话系统的基站(BS)处注册有关。在这些系统中，在第一次投入使用时或在使用附加的、例如后来购买的用户站时，必须首先注册还没有在系统中注册的用户站。

一般情况下，这在注册程序的范畴内发生，在该程序中基本上存在以下危险，即不合法的第三方同样可以在系统中注册，合法用户不了解该第三方。因为基站可能真的不“知道”，应根据什么识别合法用户的用户站。一般地，然而对于合法用户而言很容易这样极其接近基站以执行注册程序，即进入安置基站的空间内，使得以下情况实际上是绝不可能的，即攻击者的设备比合法用户的设备更靠近基站。

因此，如果在注册程序期间多于一个的设备位于基站的周围环境中，则基站只需例如一直降低其发射功率，直至与待注册的用户设备只能进行一种通信。这种方法还具有以下优点，即可以直接通过空中接口(即通过无线电信道)实现设备的相互识别，而无需在外部传输这种识别信息。

Claims

1.一种用于在无线电站之间进行无线通信的方法，其中应只在第一基站(FS1)和第二无线电站组(FS2a，FS2b，...，FS2k)中唯一的一个第二无线电站(FS2)之间建立纯双边的通信连接(Con)或纯双边的通信关系(Rel)，其特征在于，

改变所述第一无线电站(FS1)的一个工作参数或多个工作参数，以便这样影响所述无线电站之间的传输比，使得作为改变至少一个工作参数的结果，只有所述第一无线电站(FS1)和唯一一个第二无线电站(FS2)的唯一的无线电连接的传输特性还满足特定的质量标准。

2.如权利要求1所述的方法，其中待改变的工作参数是所述第一无线电站(FS1)的发射功率。

3.如上述权利要求之一所述的方法，其中待改变的工作参数是所述第一无线电站(FS1)的接收灵敏度。

4.如上述权利要求之一所述的方法，其中所述质量标准是超过在所述第一无线电站(FS1)处的最小接收场强。

5.如上述权利要求之一所述的方法，其中首先这样选择所述第一无线电站(FS1)的一个或多个工作参数，使得多个第二无线电站满足所述质量标准，以及其中分步骤地这样改变所述一个或多个工作参数，使得最后只有唯一的一个第二无线电站(FS2)还满足所述质量标准。

6.如上述权利要求之一所述的方法的使用，用于在具有无线电模块的业务终端(ST)、尤其是收款系统和具有无线电模块(WM)的用户设备(CD)、尤其是移动电话(MP)或信息技术设备(ITD)、例如所谓的个人数字助理(PDA)之间建立通信连接(Con)，其中应建立所述业务终端和在所有合适的无线电站和用户设备中具有到所述业务终端的最小空间距离的那个用户设备的通信连接。

7.如权利要求6所述的使用，其中：

a)首先所述用户设备(CD)的地址或标识符不为所述业务终端(ST)所知，

b)首先所述业务终端(ST)的地址或标识符不为所述用户设备(CD)所知，

c)并且即使在这两个设备之间的其他通信过程中也不从外部输入这些地址或标识符。

8.如上述权利要求之一所述的方法的使用，用于在

a)(至少潜在地)具有多个或变化的用户站(SM1，SM2，...，SMn)、尤其是按照DECT标准的无绳电话系统的蜂窝式通信系统或其他无线通信系统的基站(BS)

b)和这种无线通信系统的用户站(SM1)、尤其是移动电话(MP)、无绳电话(CLP)或信息技术设备(ITD)、例如所谓的个人数字助理(PDA)

之间建立通信关系(Rel)和/或通信连接(Con)，其中应建立所述基站和在所有合适的用户站中具有到所述基站的最小空间距离的那个用户站的通信关系和/或通信连接。

9.如权利要求8所述的使用，其中：

d)首先所述用户站(SM)的地址或标识符不为所述基站(BS)所知，

e)首先所述基站(BS)的地址或标识符不为所述用户站(SM)所知，

并且即使在这两个设备之间的其他通信过程中也不从外部输入这些地址或标识符。

10.如上述权利要求之一所述的方法，其中参与的无线电站中的至少一个无线电站发射一个包含关于各个无线电站或其用户的信息的信号。

11.如上述权利要求之一所述的方法，其中第一无线电站发射一个发射应答的请求，并且其中一直减小在此所使用的发射信号的有效范围，直到只还能接收到唯一的一个第二无线电站的应答，从而确保只能有唯一的一个第二无线电站位于所述第一无线电站的发射范围内。

12.如权利要求11所述的方法，其中通过降低发射功率来减小所述有效范围。

13.如权利要求11所述的方法，其中通过屏蔽、尤其借助于机械插接装置来减小所述有效范围。

14.用于执行上述权利要求之一所述的方法的装置，具有以下特征：

a)用于发射和接收电磁信号的无线电模块；

b)用于控制所述无线电模块的至少一个工作参数的装置，所述工作参数可以这样影响无线电连接的传输特性，使得作为改变至少一个工作参数的结果，只有所述第一无线电站(FS1)和唯一一个第二无线电站(FS2)的唯一的无线电连接的传输特性还满足特定的质量标准。