JP5955399B2 - 通信ユーザ機器、デバイス、ユーザ機器及び該ユーザ機器を備えたシステムに影響を及ぼすジャミング送信機の検出方法 - Google Patents

通信ユーザ機器、デバイス、ユーザ機器及び該ユーザ機器を備えたシステムに影響を及ぼすジャミング送信機の検出方法 Download PDF

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Description

本発明は、請求項1の前段部分に記載の、通信ユーザ機器に影響を及ぼすジャミング送信機の検出方法に係る。本発明はまた、前記方法を実行するよう構成されたデバイス、ならびに、ユーザ機器へのインタフェースと、前記方法を実行するよう構成されたアプリケーションとを備えるユーザ機器を具備した該デバイスのシステムにも係る。
長年にわたり知られている現在のセルラ方式の無線ネットワークは、今や一方で、様々な技術に基づいている。最も広範なカバレッジは、依然として、いわゆるGSM(登録商標)標準に準拠したモバイル通信用グローバルシステムによって保持されている。そうしたセルラ方式のネットワーク内のユーザ機器は自由に移動することができ、また、例えばGSM標準仕様書3GPP ETSI TS 51.010等に記載されているように、GSMネットワークの様々なセルにハンドオーバ可能である。
現在の無線ネットワークは、例えばユニバーサル移動体通信システムUMTS(universal mobile telecommunication system)において実現されているような、セルラ方式の符号分割多重アクセスCDMA(code division multiple access)に基づいている。これらの標準を実装するネットワークは、カメラシステム等のようなセキュリティの用途にとって、ますます重要になっている。
概して、無線ネットワーク内のユーザ機器は、ジャミング送信機により影響を及ぼされる対象となり得る。この文脈において、ジャミングとは一般的に、ユーザ機器がその基地局から信号を受信することを妨げる機器により行われるものである。ジャマーは、使用時、主にユーザ機器の通信周波数に高い電力レベルで広く周波数干渉することによって、セルラ方式の電話を事実上使用不能にする。一部のジャマーの適用は、例えば無音状態のために通話が控えられるべき場所においては、合法となっている。しかし一方で、他のジャマーは悪用時に適用されて、例えばユーザ機器等のセキュリティアプリケーションを妨害する。ジャマーは、GSM周波数及びUMTS周波数のジャミングに利用可能である。しかしながら、ジャミングを検出及び阻止する解決策は、現在のところ、基本的にGSMジャマーに対するものしか知られていない。この点で、アンチジャミング解決策の主たる狙いは、ジャミング攻撃を間違いなく検出することであることが認識されなければならないが、これを阻止することもまた望ましい。
特許文献1にはGSM移動体通信ネットワークにおけるジャミング検出方法が記載されており、該方法は、移動体通信ネットワークに登録されたユーザ機器において、a)移動体通信ネットワークの運用帯域内のユーザ機器と基地局との間の複数の通信チャネルのうち少なくとも1つにおける信号電力レベルを測定するステップと;b)前記少なくとも1つの通信チャネルにおける信号電力レベルが閾値MNPL(Maximum Noise Power Level:最大雑音電力レベル)を上回るか否かをチェックし、上回るのであれば、前記通信チャネルにおいて基地局により送信される基地局識別コードBSIC(Base Station Identity Code)の復号化を試みるステップと;c)一定数のチャネルについてステップa)及びb)を繰り返すステップと;d)前記BSICが前記数DCMN(Disturbed Channels Minimum Number:阻害されたチャネルの最小数)のチャネルについて復号化できない場合、被ジャミング状態レポート(jammed condition report)JDRメッセージを基地局に信号伝送するステップと、を備える。この方法には、被ジャミング状態レポートJDRメッセージを基地局に信号伝送することは、通常、その被ジャミング状態のために不可能であるという問題がある。そのため、被ジャミング状態は解決されないままである。
アンチジャミング解決策は特許文献2から既知であるが、これもまたGSM標準に限定されている。該文献には通信端末に影響を及ぼすジャミング送信機を検出する方法が記載されており、この方法では、受信無線チャネル信号レベルが信号チャネル上で定期的な間隔で評価される。通信端末が信号チャネルにおいて所定の閾値を超える無線チャネル信号レベルを検出するが、それにもかかわらずメッセージのメッセージ内容を復号化できない場合には、この状態は干渉状態であるものと判断され、警報信号が発せられる。このGSMアンチジャミング解決策に関係する問題は、信号チャネルにおける所定の閾値及びメッセージ内容の受信に基づいているという点である。これらの特徴は、GSM技術にいくらか特有のものであるが、UMTS技術にはあまり適していない。より詳細には、セルラ方式の符号分割多重アクセスを基礎とするネットワークの枠内でのアンチジャミング解決策は、はるかに要求が厳しいことがわかった。ユーザ機器の通信周波数帯域における外乱に対処する状態は、程度の差はあれ、セルラ方式の符号分割多重アクセスを基礎とするネットワーク内のユーザ機器にとっては通常の動作状態である。とりわけ、イントラセル干渉及びインターセル干渉は、信号を復号化できる限りは、CDMAを基礎とするネットワークにおいては一般に許容されている。よって、動作の状態は必然的に、CDMAを基礎とする技術に起因して、常に妨害される。
具体的な理由は以下の通りである。通信ユーザ機器UE及び複数のベースノード局BNSは、CDMAを基礎とするネットワークの基本的な構成要素である。無線ネットワークRNは、周波数分割複信FDD(frequency division duplex)モードで動作してもよいし、あるいは時分割複信TDD(time division duplex)モードで動作してもよい。サービングセルカバレッジエリアにおいて通信ユーザ機器とサービングベースノード局sBNSとの間に通信リンクが提供されると、通信信号ユニットSUはサービングベースノード局のサービングセルカバレッジエリアCA内の擬似雑音拡散コードSCと相関付けられ、擬似雑音チップCHIとして多重共有通信周波数チャネルにおいて送信される。したがって、通信周波数チャネルにおける複数のベースノード局及びユーザ機器の干渉は、スペクトル的に通信周波数帯域の上限周波数と下限周波数との間に位置している。そのため、多重共有通信周波数チャネルにおける広帯域の「ジャミングのような」干渉は、異常なイベントとはみなされ得ず、それどころか通常の動作状態の一部である。そのような状態は、前述した周波数帯域におけるユーザの数が変化するたびに起こり得る。また、ユーザ機器がベースノード局まで比較的長い距離又は比較的短い距離を有している場合にも、似たような状態が起こり得る。そして、1つのユーザ機器が2つのベースノード局の電波到達範囲内にある場合、特に、反対に2つのユーザ機器がCDMAを基礎とする無線ネットワークの同一セル又は隣接セルに属する場合にも、同様の状態が起こり得る。結論として、CDMAを基礎とする無線ネットワーク技術においてうまく実施されるアンチジャミング解決策は、より高度なものである。
特許文献3には、CDMAを基礎とする通信ネットワークにおけるジャマー検出感度を改善するための概念が提示されており、ここでは、スペクトル解析データを使用して、無線システムの周波数帯域における正当な加入者の伝送の電力スペクトル密度特性と区別することのできる電力スペクトル密度特性を有するジャミング信号を識別する。ジャミング送信機の近くに位置するいくつかの基地局を使用することによって、ならびにそれらの基地局で受信された電力スペクトル密度を比較することによって、ジャミング送信機の位置が推定される。さらに、このようなスペクトル解析データは、ハードウェアの不調又は故障を示し得る異常な受信スペクトル特性を検出するのに使用される。スペクトル解析は、約1.25MHzのCDMA信号帯域幅Cについての実数入力データFFT及び複素数入力データFFTのモデルを使用するとともに、ジャマー検出閾値が「ノイズフロア」に対して設定されるという仮定に基づき、ジャマー検出閾値がFFTの2つのケースに関して同一であろうと結論付けている。(帯域内)電力スペクトル密度Pはいずれの技術に対しても同じであり、ここで電力スペクトル密度はP/Cに等しい。しかし、ジャマー電力がIとQのブランチ間に等しく分割されることから、実数入力データFFTのケースでは、ジャマー電力は複素数入力データFFTのケースにおけるよりも3dB少なくなるであろう。
国際公開第2005/112321号 国際公開第2007/019814号 国際公開第00/62437号
それにもかかわらず、一般的に、そして上述の特許文献2及び特許文献1のGSM解決策と比較して、ユーザ機器の特定の信号チャネル(signalizing channel)の信号レベルについての所定の閾値自体を規定することはできない。チャネル及び/又は信号レベルは、ネットワークの周囲の状況に応じて絶え間なく変化している。また、擬似雑音拡散コードが通信ユーザ機器によって受信されない限り、メッセージ内容それ自体を受信することはできない。よって、擬似雑音拡散コードなしには、擬似雑音拡散コードがユーザ機器にとって既知でない限り、メッセージの伝送も内容も不可能である。
3GPP TS 25.133の4.2.2.1章にはサービングセルのセル選択基準Sの測定及び評価が記載されており、ここで、ユーザ機器は、サービングセルのCPICH Ec/Io及びCPICH RSCPレベルを測定するとともに、3GPP TS 25.304に規定されているセル選択基準Sを評価することになっている(「休止モードにおけるUEの手順及び接続モードにおけるセル再選択のための手順」(“UE Procedures in Idle Mode and Procedures for cell Reselection in Connected Mode”))。ある程度の期間を経ると、ユーザ機器は「サービスエリア外」にあるものと考えられ、3GPP TS 25.331に準拠した動作を実行するものとされている(「RRCプロトコル仕様」(“RRC Protocol Specification”))。ユーザ機器の別のセルへの移行にあたって、ユーザ機器が適切なUTRAセルを見つけられない場合には、そのユーザ機器は「サービスエリア外」にあるものと考えられ、3GPP TS 25.331に準拠した動作を実行するものとされている。このように、原則として、電力レベルに準じた適切なセルが見つからない場合には、ユーザ機器はサービス停止状態であると考えられるべきである。この手順は、1つ以上の電力レベルを測定することを要求する。
ジャミング検出の概念は、メッセージの内容の識別あるいは電力レベルの測定にも基づくことができるのが有利であるが、そもそも望ましいのは、信号強度又は電力の高度な測定にあまり依存せず、したがってより信頼性のあるアンチジャミングの概念を有することである。特に、CDMAを基礎とする無線ネットワークにおいては、電力レベルの比較がジャミング検出の基礎と考えられ、且つこれが回避可能であるときには、復号化手順及び逆拡散手順を考慮に入れなければならない。
これが本発明の出発点であり、その目的は、通信ユーザ機器に影響を及ぼすジャミング送信機を検出するための効果的で信頼性のある方法及びデバイスを提供することである。ここで、通信ユーザ機器及び複数のベースノード局は、例えば周波数分割複信モード又は時分割複信モードの無線ネットワークのようなセルラ方式の符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワークの構成要素を成す。本発明のさらに別の目的は、そのような方法及びデバイスであって、広い周波数範囲でジャミング送信機を検出することをも可能にする、より複雑なアンチジャミング概念を備えた方法及びデバイスを提供することである。特に、通信ユーザ機器に影響を及ぼすジャミング送信機を検出するための効果的で信頼性のある方法及びデバイスである一方で、それにもかかわらず信号強度又は電力の高度な測定にあまり依存しない方法及びデバイスを提供するのが、本発明の目的である。
該方法に関しては、この目的は、請求項1に請求される本発明の方法により達成される。
該デバイスに関しては、この目的は、請求項14に請求されるユーザ機器の特定の好適な発展形により達成される。検出デバイスは、電力インジケータ検出ユニットと、同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスのための整合フィルタと、通信インジケータを設定するための設定ユニットとを有する。
該デバイスに関しては、この目的は、請求項15に請求されるシステムの特定の好適な発展形により達成される。このシステムにおいて、通信ユーザ機器UEは、複数のユーザ機器UEと複数のベースノード局BNSとを有するセルラ方式の無線ネットワークRNの構成要素との通信に適合されており、ここで、セルラ方式の無線ネットワークRNはユーザ機器UEをセルラ方式の無線ネットワークRNのセルと同期させるための同期チャネルSCHを提供し、検出デバイスはユーザ機器の近傍又は一部に設けられる。
好ましくは、前述の通信ユーザ機器UE及び複数のベースノード局BNSは、特に周波数分割複信FDDモード又は時分割複信TDDモードにおいて、セルラ方式の符号分割多重アクセスCDMAを基礎とする無線ネットワークRNの構成要素であり、ここで、擬似雑音拡散コードSCは通信信号ユニットSUを拡散するためのものであり、ユーザ機器UEとセルラ方式の無線ネットワーク(RN)との同期は、同期チャネルからのセルサーチ中に決定され、特にアプリケーション層に対してジャミング送信機が通信ユーザ機器に影響を及ぼしていることを表示するように構成される。
上記で概説した方法及びその発展させた構造は、任意の好適な種類のデジタル回路によって実装されてもよく、それによりデジタル回路に付随する利点が得られてもよい。とりわけ、該方法の1つ以上の方法ステップ又は特徴は、該方法ステップを機能的に実行するための1つ以上の手段により実装可能である。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載されたいくつかの手段の機能を果たしてもよい。これは、特に本発明の概念によるユーザ機器に当てはまる。
本発明は、ユーザ機器自体は、更なる処置なしには、一方では導入部分で概説したCDMAシステムを起源とする干渉に起因する通常モードの周波数外乱と、特定の状況において普通は修復し得ない外的な外乱要因に起因するサービス利用可能性の喪失との間で区別をすることができない、という考察に端を発している。基本的に、通信ユーザ機器に影響を及ぼすジャミング送信機を検出しつつ、それでもなお信号強度又は電力の高度な測定又は比較にあまり依存しないために、本発明は、ジャミング状態をそれでも能動的に且つ確実に検出する代替的な概念を提供する。
本発明によれば、この方法は、
・通信ユーザ機器UEがセルラ方式の符号分割多重アクセスCDMAを基礎とする無線ネットワークRNにおいて通信可能であることを通信インジケータにより表示するステップと、
・同期チャネルの検出のために同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスの整合をテストするステップと、
・受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力を表示する電力インジケータ(UTRAキャリアRSSI)を検出して該電力インジケータをノイズフロア閾値と比較するステップと、
を備える。
したがって、提案されている受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力のわりに簡単な表示と、電力インジケータをノイズフロア閾値と比較することとを別にすれば、信号強度又は電力の測定から生じ得る不確実性は、本発明の代替的な概念においては除外される。
本発明はさらに、ジャミング状態に関するブール・ステートメント、すなわちYES又はNOのステートメントは、同期チャネルの可検出性に基づくことができることを認識した。セルラ方式の無線ネットワークにおいては、ユーザ機器とセルラ方式の無線ネットワークのセルとの同期が判断され、ここで、セルラ方式の無線ネットワークRNが、ユーザ機器UEをセルラ方式の無線ネットワークRNのセルと同期させるための同期チャネルSCHを提供する。例えばセルサーチ、すなわち同期チャネルのサーチにおいて基本的な前提条件の1つは、(通常は)同期チャネルがベースノード局から(すなわちダウンリンクで)十分な信号強度で、つまり同期チャネルが確実に検出可能なように、送信されるということである。このことは、わりに強いマルチパス環境においても大抵は当てはまる。その理由は、基本的には、同期チャネルは、擬似雑音拡散コードが識別され得るよりもずっと前に検出されるものであるためである。換言すれば、同期チャネルの可検出性は、擬似雑音拡散コードの識別のための前提条件である。本発明は、同期チャネルの検出のために同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスの整合をテストすることを提案する。したがって、同期チャネルが受信され得ないことの検証は、ジャミング送信機が通信ユーザ機器に影響を及ぼしているということを示すのに十分である。この概念は、通信ユーザ機器UEがセルラ方式の符号分割多重アクセスCDMAを基礎とする無線ネットワークRNにおいて通信可能であると仮定されると、同期チャネルは原理上常に判断可能である、すなわち原理上同期チャネルを確定するのに十分なエネルギーが受信されるという事実に基づいている。本発明は対応する表示に基づくものである。
したがって、あるユーザ機器がセルにキャンプオンしている最中にジャミングされると、そのユーザ機器は擬似雑音拡散コードをもはや復号化することができなくなる。キャンプとは、ユーザ機器がセル選択/再選択処理を完了し、利用可能なすべてのサービスをそのセルから受信するつもりであるセルを選んだことを意味する。すなわち、擬似雑音拡散コードは復号化されている。しかしながら、ユーザ機器は依然としてそのセルにおける何らかのエネルギー又は電力(つまりジャミング電力)を判断するであろうから、ユーザ機器は、通常は共通パイロットチャネルCPCHにおいて、あるいはセルラ方式の無線ネットワークの種類に応じてそのセルの他の何らかの共通のチャネルにおいて、擬似雑音拡散コードを受信しようとするであろう。こうして、ユーザ機器はセルサーチを開始し、ここで、ユーザ機器はセルをサーチし、擬似雑音拡散コード(ダウンリンク拡散コードとも称される)及びそのセルの共通チャネル時間フレーム同期を判断する。しかし、本発明の認識によれば、少なくとも最大経路(maximum path)同期チャネルは検出可能であるべきである。初期同期のための例示的な検出及び整合フィルタによる一次同期チャネルPSCHの検出は、例えば3GPP TS25.214の付属書C(参考)により説明されるように発見することができる。本発明によれば、ジャミング状態がユーザ機器に影響を及ぼしているということを、その状態にあって同期チャネルが受信され得ない、同期の早い段階において既に、結論付けることができる。
本発明は、通信ユーザ機器に対するジャミングの影響を、以下の場合に表示することを提案する。
・通信インジケータが設定される。
・同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスがテストにおいて整合されない。
・電力インジケータがノイズフロア閾値を超える。
代替案においては、ユーザ機器UEは、同期チャネルSCHが検出される場合に、セルラ方式の無線ネットワークRNのセルと同期される。
ジャミングの影響の各状態は、ブール値により表示されるのが好ましい。本発明の概念は、同期チャネルの可検出性のブール・ステートメント及び通信能力の表示に基づいているので、簡便である。電力レベルの高度な比較は回避される。本発明は簡単なノイズフロア閾値テストを使用し、これは、とにかく信号を検出可能な任意のチェックとして、かなり広範に解されなければならない。例えば、時間の第1の期間にも以下のステップが実行可能である。:
・受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力を示す第1の電力インジケータ(UTRAキャリアRSSI)を検出する。
・時間の第2の期間には、以下のステップが実行可能である。:
・受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力を示す第2の電力インジケータ(UTRAキャリアRSSI)を検出する。またここで、第2の電力インジケータは第1の電力インジケータと比較される。
・さらに、第2の電力インジケータが第1の電力インジケータを上回る場合には、通信ユーザ機器へのジャミングの影響が表示される。
特定の好適な発展形態においては、電力インジケータは、通信ユーザ機器のアンテナの無線周波数帯域における受信無線信号強度を示すものと判断される。有利には、受信信号強度を示す電力が雑音レベルを超えていることが検証される場合には、上述の同期チャネルが受信され得ないときでも、ジャミング送信機が通信ユーザ機器に影響を及ぼしていることを示すことができる。電力インジケータが雑音レベルを超える受信無線信号強度を示す追加的な条件により、ユーザ機器が実際に電力を受信できることが確認される。したがって、本発明の概念は電力インジケータを検出することとは無関係ではあるが、それでもやはり、電力がそもそも測定可能であることを少なくとも確認するのが有利である。また、この発展形態によれば異なる時点に関する電力レベルの比較が回避されるということも有利である。
本発明のこれら及び他の発展させた形態は、従属請求項においてさらに概説される。それによって、提案した概念の上述の利点がさらに改良される。
好ましくは、通信ユーザ機器UEが、セルラ方式符号分割多重アクセスCDMAを基礎とする無線ネットワークRN以外のセルラ方式の無線ネットワークRN、特にGSMネットワークにおいて通信可能である場合には、通信ユーザ機器へのジャミングの影響の表示が抑制される。これによって、ユーザ機器が別のネットワークで接続されているという理由だけでテストにおいて同期チャネルSCHの均一な同期シーケンスが整合されないことが、有利に除外される。このように、この種の発展させた方法は、より信頼性がある。
同期チャネルSCHは、無線フレームの開始を識別するための一次同期チャネルP−SCHであり、特にここで、一次同期チャネルP−SCHの均一な同期信号シーケンスのための1つの整合フィルタが設けられる。
同期チャネルSCHは、無線フレームのスロットの開始を識別するための二次同期チャネルS−SCHであり、特にここで、複数、具体的には15個の、均一な同期信号シーケンスのための整合フィルタの各々に対して、二次同期チャネルS−SCHの無線フレームの1つのスロットが提供される。
一般に、通信の表示は、ユーザ機器がそもそもCDMAを基礎とするネットワークを検出する状態にあることを確かめることを意図されている。本発明の概念の発展形態は、種々の表示に依拠してもよい。好ましくは、通信の表示は、特に設定手順において、ユーザ定義可能である。これは、固定的な種類のユーザ機器にとって有利となり得るもので、更なる比較ステップを回避することができ、したがってユーザのブール絶対設定(Boolean absolute setting of a user)に基づくことができる。
代替的には、通信の表示は、自動的(例えば、ユーザ機器又はアプリケーション層)、特に定期的に定義されてもよい。これは、移動性の種類のユーザ機器にとって有利となり得る。好ましくは、この発展形態は、移動性のユーザ機器の場所の変化を補償するためのさらなる関係に依拠してもよい。例えば、通信の表示は、UEがCDMAを基礎とする無線ネットワークのカバレッジエリアにあることの表示を含むのが好ましい。
特に好ましいのは、ユーザ機器が既に早い時点でCDMAを基礎とする無線ネットワークのセルにキャンプオンしたことがあることを含む、「相対的な」通信の表示である。
好ましくは、時間の第1の期間において、特に始動段階の間に、以下のステップが実行される。
・均一な同期シーケンスの整合によって、セルサーチ中に、ユーザ機器UEとセルラ方式の無線ネットワークRNのセルとの同期のための同期チャネルSCHを検出する。,
・通信信号ユニット(SU)を拡散するための擬似雑音拡散コードSCを受信する。
・特に、セルラ方式の符号分割多重アクセスCDMAを基礎とする無線ネットワークRNにおいて通信を行う。
特に好ましくは、セルラ方式の無線ネットワークRNは、特に周波数分割複信FDDモード又は時分割複信TDDモードで、通信ユーザ機器UEとサービングベースノード局sBNSとの間で、複数の通信信号ユニットSUを含む信号を送信するよう構成されたセルラ方式の符号分割多重アクセスCDMAを基礎とする無線ネットワークRNであり、ここで、
通信信号ユニットSUは、サービングベースノード局sBNSのサービングセルカバレッジエリアCA内の擬似雑音拡散コードSCと相関付けられており、通信周波数帯域FB I〜XIXの上限周波数と下限周波数との間にスペクトル的に配置された多重共有通信周波数チャネルにおいて擬似雑音チップCHIとして送信され、
擬似雑音拡散コードSCはダウンリンク拡散コードであり、ユーザ機器UEとサービングセルとの同期は同期チャネルからのセルサーチ中に判断される。
好ましくは、通信リンクにおいて、擬似雑音拡散コードSCは、サービングダウンリンクチャネルsCPICHにおける前記サービングベースノード局BNSからのサービング擬似雑音拡散コードSSCとして、通信ユーザ機器UEにより受信される。
特定の好適な発展形態においては、通信ユーザ機器UEがセルラ方式の符号分割多重アクセスCDMAを基礎とする無線ネットワークRNにおいて通信可能であることを示すことは、以下のうち1つ以上を含む。
・同期チャネルSCHが検出されたことを示すこと。
・擬似雑音拡散コードSCが受信されたことを示すこと。
・通信が行われたことを示すこと。
好ましくは、時間の第2の後の期間においては、次のステップが実行される。
・同期チャネルを検出するための同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスの整合をテストする。
・受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力を示す電力インジケータ(UTRAキャリアRSSI)を検出し、その電力インジケータをノイズフロア閾値と比較する。
したがって、「相対的な」通信の表示は、ユーザ機器を動作させるという通常のスタック処理において容易に実装可能である。
好ましくは、通信の表示は複数のUTRAキャリア周波数を示すことを含み、特に、UTRAキャリア周波数の数の各々について同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスを示すことを含む。一般的に、受信無線信号強度は、通信周波数帯域の上限周波数と下限周波数との間、すなわちFB I乃至FB XIXと表示された周波数帯域にスペクトル的に配置された通信周波数チャネルの信号強度であってもよい。これは、標準において概説されているように、UTRAFCN(universal terrestrial radio network frequency channel number:ユニバーサル地上波無線ネットワーク周波数チャネル数)を有する帯域である。したがって、本発明の概念は、UTRAFCNリストに列挙されている帯域又はチャネルの1つにおいて実行されることにより改良可能である。同期チャネルの検出のための同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスの整合のテストは、これらの通信周波数チャネルのいずれについても実行可能であり、具体的にはすべてについて実行可能である。好ましくは、均一な同期信号シーケンスの整合のテストは、5MHz帯域ごとに、あるいは少なくとも1つのアクートな5MHz帯域について、また好ましくは隣接した複数の帯域についても行われる。好ましくは、均一な同期信号シーケンスの整合のテストは、12のUMTSミニバンドを含む2110〜2170MHzの帯域で行われる。特に、電力インジケータが、その通信周波数チャネル及び/又は帯域において、雑音レベルを超える、具体的には最大レベル(最大経路(maxpath))を超える受信無線信号強度を示すことが検証され、且つその通信周波数チャネル及び/又は帯域については同期チャネルSCHが受信できない場合には、その通信周波数チャネル及び/又は帯域においてジャミング送信機が通信ユーザ機器に影響を及ぼしていることが示される。
好ましくは、テストは、所定回数の無線フレームのシーケンスの整合の試みを含み、ここで、整合の試みのコヒーレント平均が整合されないときには、均一な同期シーケンスはテストにおいて整合されない。整合を試みる回数は、好ましくは1より多いが、10未満に制限されていることも好ましく、5未満であるのが望ましい。有利なのは、整合を3回試みることである。その理由は、同期の手順においては周波数は未だロックされておらず、ユーザ機器とベースノード局との間のドップラ効果に起因して変化することもあり得るからである。したがって、数が大きすぎる場合には、これもまた整合の試みのコヒーレント平均を平均し得る。好ましくは、3つの同期チャネルピークが繰り返し検出できない場合、特に一次同期チャネルP−SCHから繰り返し検出できない場合に、同期チャネルSCHが受信できないときには、同期チャネルSCHの均一な同期シーケンスは整合されない。同期チャネルピークは、好ましくはそれぞれプラスマイナス0.5チップで2560チップの距離を有する。
特定の好適な発展形態においては、電力インジケータが、その通信周波数チャネルにおける最も強力な経路(最大経路(maxpath))の受信無線信号強度を示すことが検証できる。このことは、結果として本発明の概念に従っており、少なくとも最大経路(maxpath)同期信号がベースノード局のカバレッジエリアにおいて検出可能であるべきものと仮定される。最大経路(maximum path)信号の利用可能性は特にSCH−Ec/Io−パラメータをチェックすることにより識別され、同期チャネルの検出のための同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスの整合は好ましくは最大経路(maximum path)同期信号シーケンスによってテストされる。
電力インジケータは、概して任意のRSCPパラメータ(received signal code power parameter:受信信号コード電力パラメータ)であってよいが、好ましくはRTWPのような広帯域電力である。一般に、電力パラメータもまた、例えば絶対的なインジケータ(dBm)又は相対的な電力インジケータEc/Ioのような任意の他のパラメータにより形成されていてもよい。例えば、電力インジケータRSSIは、同期チャネルSCH_Ec,SCH_Ec/Ioに適合されており、特に最大電力同期チャネルSCH_maxpathに適合されている。
特定の好適な発展形態においては、本発明の概念は、あるチャネルに特有及び/又はある帯域に特有のジャミング状態を示すことが認められる。したがって、電力インジケータがその通信周波数チャネル及び/又は帯域において雑音レベルを超える受信無線信号強度を示すこと、そしてさらに、同期チャネルがその通信周波数チャネルについて及び/又はその通信周波数帯域において受信できないことが検証される場合には、ジャミング送信機がその通信周波数チャネル及び/又は通信周波数帯域において通信ユーザ機器に影響を及ぼしていることが表示可能である。
それでもなお、同期チャネルがサービングベースノード局のいずれからも受信できないことを検証するのが有利である。これにより、広帯域ジャマーがユーザ機器に影響を及ぼすジャミング状態が識別されることが確かめられる。
特定の好適な発展形態においては、選択された帯域又はチャネルが(異質なスタンスのGSM等のような)別のモバイル標準から発生することが除外される。この際、ある通信周波数チャネルについて及び/又はある通信周波数帯域において同期チャネルが受信できない場合には、ジャミング送信機が通信ユーザ機器に影響を及ぼしていることを表示するのが好ましく、ここで、同期チャネルは、その通信周波数チャネルについて及び/又はその通信周波数帯域における検証ステップの前に受信されている。
電力インジケータは、電力にとって重要な任意のインジケータと考えられる。これはもちろん、物理的に測定可能な電力量そのものを含むが、電力量を定量的に表示するのに役立つ任意の他の値も含む。具体的には、インジケータは必ずしも電力のメートル系単位を有する必要はなく、無次元量、特に物理的な電力量を定量的に説明するのに適した割合又は対数値又はビット値又は他の値であってもよい。
特に、電力の意味は広範に解されるべきであり、また、エネルギーの意味も含む。電力は好適には標準による電力スペクトル密度PSDと理解されるべきであるが、その一方で、本願においては電力スペクトル密度PSDの単位は広範囲にわたっており、幅広く役に立つ。一般的に、PSDは電力対周波数の関数であり、(例えばチャネルのように)所与の帯域幅にわたって統合されたときには、そのような帯域幅における平均電力を表す。平均電力は、チップレートに正規化されると(チップレートで除されると)、チップ毎の平均エネルギーを表す。標準に従ったいくつかの信号はチップ毎のエネルギー、DPCH_Ec,Ec,OCNS_Ec及びS−CCPCH_Ecによって直接定義され、他の信号はPSD(Io,Ioc,Ior及びI^or)によって定義される。チップ毎のエネルギーのPSDに対する比(DPCH_Ec/Ior,Ec/Iorなど)である量もまた存在している。これは、通信システムにおいて電力とエネルギー等の規模とを関係づける慣行である。それでもなお、この比における両方のエネルギー規模が時間により分割される場合、この比はエネルギー比から電力比へと変換されることがわかる。これは、測定の観点からするとより便利である。その結果、X dBm/3.84MHzのチップ毎のエネルギーはX dBmのチップ毎の平均電力として表すことができることになる。同様に、Y dBm/3.84MHzの信号PSDはY dBmの信号電力として表すことができる。
特に、ジャミング表示は、ユーザ機器とインタフェースする評価ユニットのアプリケーション層に与えられてもよい。評価ユニットを用いれば、ジャミング状態とサービス外状態とを判別する情報を提供することが可能である。この種の情報はユーザに信号伝送されてもよい。ユーザは、人物あるいは警報又は監視環境のような自動環境で、具体的には例えば自動車のような移動エンティティの中にあってもよい。したがって、例えば自動車を運転している人物は、それがジャミング状態であるためにしろサービス外状態であるためにしろ、ある特定の場所ではユーザ機器による警報又は監視機能が達成され得ないことの警告を受けることができる。続いて、サービス利用可能性の喪失の種類に適応されたさらなる措置を提供するために、評価ユニットによる自動的又は個人的な周辺(automatic or personalized periphery)への情報が用いられてもよい。例えば、他の警報又は監視機能が起動されてもよい。この状態を利用して、例えば、サービス外状態では役に立たない処理を中断することによりエネルギーを節約してもよい。
本発明のより完全な理解のために、次に、添付の図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。この詳細な説明は、本発明の好適な実施形態と考えられるものを説明し記載するものである。本発明の精神から離れることなく、形状又は細部における様々な変形が容易になされ得ることは、もちろん理解されるべきである。したがって、本発明は、本明細書において図示され記載されている正確な形状に限定されてはならず、本明細書において開示され下記で特許を請求する本発明の全体に満たないものに限定されてもならないことが意図されている。また、本発明を開示している明細書、図面及び特許請求の範囲に記載された特徴は、単独で考えても組み合わせて考えても、本発明に不可欠なものであろう。特に、特許請求の範囲に記載の参照符号はいずれも本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。「含む」という表現は他の構成要素又はステップを除外しない。「1つ」又は「ある」という表現は実際に複数を除外する。
CDMAを基礎とする無線ネットワークの構造の単純化した象徴的図式。 多重共有通信周波数チャネルにおいて擬似雑音チップCHIを提供するための擬似雑音拡散コードSCと通信信号ユニットSUとの相関を説明する図。 TS25.213 5.1.5章から引用した、ダウンリンク物理チャネルの結合の図解。 TS25.211 5.3.3.5章から引用した、同期チャネルの構造の図解。 本発明の方法の好適な実施形態の概略的なフローチャート。 本発明の方法の好適な実施形態の具体的なフローチャート。 図1に示される通信ユーザ機器に影響を及ぼすジャミング送信機の検出の方法を実行するよう適合されたユーザ機器の好適な実施形態を示す図。
図1は原則的にセルラ方式の符号分割多重アクセスCDMAを基礎とするネットワークRNを示している。無線ネットワークRNは、いくつもの送信機(ここではユーザ機器UEと称する)が単一の通信チャネルを介して情報を送信することを可能にする。これにより、いくつものユーザ機器UEが、異なる周波数の1つの帯域幅を共有することができる。CDMAを基礎とするネットワークは、スペクトル拡散技術及び特別な符号体系を採用することが可能である。例えば、周波数分割複信FDDモード又は時分割複信TDDモードによれば、複数のユーザが同一の物理チャネルに多重化されることができる。スペクトル拡散信号伝送は、通信されているデータよりもはるかに高いデータ帯域幅を有する。CDMAを基礎とするネットワークRNは、少なくとも1つのベースノード局からなるセット、ここでは例えばサービングベースノード局sBNS及びさらなるベースノード局BNSを提供し、これらはユーザ機器UEの電波到達範囲内にある。例えば、sBNS#1のサービングセル#1のカバレッジエリアCA1内にある通信リンク1は、通信ユーザ機器#1と割り当てられたサービングベースノード局sBNS#1との間に提供される。ユーザ機器UE#1はベースノード局BNS#2のセルのカバレッジエリアCA2にも入っているので、ベースノード局BNS#2とサービングベースノード局sBNS#1とが、いずれもユーザ機器UE#1の電波到達範囲内にあるベースノード局のアクティブセットを形成する。本実施形態においては、sBNS#1が最も強力な通信リンク1を有する。
通信リンク1は、通信ユーザ機器UE#1とサービングベースノード局sBNS#1との間で複数の通信信号ユニットSUを含む信号を伝送するのに適している。図2Aに例示されるように、通信信号ユニットSUは拡散コード演算の入力を形成し、ここで、信号ユニットSUは、サービングベースノード局sBNS#1のサービングセルのカバレッジエリアCA1にある擬似雑音拡散コードsSCと相関付けられる。拡散コード演算の出力信号は、元の信号ユニットSUをサービング拡散コードsSCによって操作する拡散暗号化によって形成された、いわゆる擬似雑音チップCHIである。これは、当該技術分野において原理上既知である、加法的又は乗法的な拡散演算のいずれかにより実施することができる。
その結果、擬似雑音チップCHIは、図1の通信リンク1に示されるような多重共有通信周波数チャネルにおいて送信され、また、サービング擬似雑音拡散コードsSCがユーザ機器UE#1に既知である場合にのみ、ユーザ機器UE#1によって送信又は受信されることができる。拡散コードSC、すなわち擬似雑音拡散コードが一旦既知となれば、信号ユニットはユーザ機器UE#1により受信又は送信可能である。
擬似雑音拡散コードSCは、いわゆるサービングダウンリンクチャネルsCPICHにおいて、図1に示されているようにサービング擬似雑音拡散コードsSCとして、通信ユーザ機器UE#1により受信される。CPICHは20ビットのデータを含んでおり、これらはすべてゼロであるか、あるいは、時空間送信ダイバーシチが使用される場合には、sBNSの第2のアンテナでの送信のために、1と0とが交互になったパターンである。ベースノード局の第1のアンテナは、CPICHについては常にすべて0を送信する。CPICHダウンリンクチャネルは一定の電力を有し、既知のビットシーケンスからなる。その電力は通常、総BNS送信電力の5%乃至15%である。一般的なCPICH電力は、43dBmの典型的な総送信電力の10%である。CPICHは信号品質の測定に使用することができる。
3GPP ETSI TS25.214に概説されているように、セルサーチの間、ユーザ機器UEはセルをサーチしそのセルのダウンリンク拡散コード及びフレーム同期を決定する。セルサーチは、典型的には3ステップで実行される。
ステップ1:スロット同期
セルサーチ手順の第1のステップの間、UEは、セルへのスロット同期を獲得するために、SCHのプライマリ同期コードを使用する。これは、典型的には、すべてのセルに共通のプライマリ同期コードに整合された単一の整合フィルタ(又は任意の類似のデバイス)を用いて行われる。セルのスロットタイミングは、整合フィルタ出力のピークを検出することによって得られる。
ステップ2:フレーム同期及びコード群識別
セルサーチ手順の第2のステップの間、UEは、フレーム同期を発見し、第1のステップにおいて発見されたセルのコード群を識別するために、SCHのセカンダリ同期コードを使用する。これは、受信された信号を可能なすべてのセカンダリ同期コードシーケンスと相関付けて、最大相関値を識別することによって行われる。シーケンスの循環シフトが一意的であるため、コード群及びフレーム同期が決定される。
ステップ3:拡散コード識別
セルサーチ手順の第3の最後のステップの間、UEは、発見されたセルによって使用される正確な一次拡散コードを決定する。一次拡散コードは、典型的には、第2のステップにおいて識別されたコード群中のすべてのコードのCPICHに対するシンボル毎の相関を通じて識別される。一次拡散コードが識別された後、一次CCPCHを検出することができる。また、システム及びセルに固有のBCH情報を読み取ることができる。
ユーザ機器UEがどの拡散コードをサーチすべきかについての情報を受信している場合には、上記のステップ2及び3は簡易化することができる。P−SCHとS−SCHとは平行して使用可能である。図2Bは、異なるダウンリンクチャネルがどうやって結合されるのかを説明している。各複素数値拡散チャネルは、重み因子Gにより別々に重み付けされてもよい。図2Cに記載のような複素数値P−SCH及びS−SCHは、重み因子G及びGにより別々に重み付けされてもよい。すると、すべてのダウンリンク物理チャネルが複素加算を用いて結合されるであろう。P−SCHはスクランブルがかかっておらずタイムスロットの初めに送信される。
図2CはSCH無線フレームの構造を説明している。すなわち、同期チャネルSCHはセルサーチに使用されるダウンリンク信号である。SCHは2つのサブチャネルである一次SCHと二次SCHとから成る。一次SCH及び二次SCHの10msの無線フレームは、各々が長さ2560チップの15のスロットに分割される。一次SCHは長さ256チップの変調コードからなり、プライマリ同期コードPSCはスロット毎に1回送信される。PSCはシステム内のすべてのセルについて同一である。二次SCHは、長さ256チップの変調コードの長さ15のシーケンスを繰り返し送信することからなり、セカンダリ同期コードSSCは一次SCHと平行して送信される。SSCは、i=0,1,・・・,63の拡散コード群数と、k=0,1,・・・,14のスロット番号とを有する。各SSCは、長さ256の16個の異なるコードのセットから選ばれる。この二次SCH上のシーケンスは、コード群のうちいずれにセルのダウンリンク拡散コードが属するのかを示す。
一般に、セルサーチの手続きにおいてユーザ機器が提供されるとき、そのユーザ機器は擬似雑音拡散コードSC及び同期チャネルからの同期、具体的にはそのセルの一次同期チャネルからのタイムスロット同期を決定する。同期チャネルSCHは、3つの同期チャネルピークが繰り返し検出できない場合、特に一次同期チャネル(P−SCH)から繰り返し検出できない場合には受信することができず、ここで具体的には、同期チャネルピークはそれぞれプラスマイナス0.5チップで2560チップの距離を有する。その理由は、FDDフレーム構造ではP−SCHにおける次のスロット開始が2560チップ先であるからである。S−SCHに関しては、12の二次シーケンスがある。3つのS−SCHシーケンスの連続は各々、FDD構造が一意的であり、64のコード群の正確に1つに通じている。各コード群は、フレームの1から15までのすべてのスロットのS−SCHシーケンスの連続を含む。したがって、フレームの初めは、例えばTS 25.213の表4に示されるものとして知られている。
このように、CDMAノードBをサーチしているUEは、候補のP−CCPCHのスロット及びフレームタイミングと、STTDが使用中であるか否かとを判断するために、ならびに64のコード群のうちいずれがセルにより使用されているかを識別するために、まず一次同期チャネルP−SCH及び二次同期チャネルS−SCHをそれぞれ使用するであろう。決定的なことには、これによってUEは、P−CPICHのために使用されている、考え得る一次拡散コードのセットの選択肢を、512からたった8にまで減らすことができる。この時点で、整合フィルタの使用を通じて、正確なPSCを決定することができる。整合フィルタは固定チャネライゼーションコードCch,256,0で構成されており、既知のCPICHビットシーケンスを探す一方で、考え得る8のPSCの各々を順に試す。整合フィルタの各動作結果は比較可能であり、正確なPSCは最高の相関結果により識別される。TS 25.214 5.5章に一例が示されている。一旦CPICHに関する拡散コードが既知となると、このチャネルは、通常はRSCPによって信号品質を測定するために使用することができ、E/I as asは以下に示されるであろう。タイミング及び位相の推定も行うことができ、同じノードBから他のチャネルを復号化するときに信頼性を向上させる一助となる基準を提供する。
本実施形態においては、ジャマーは、通信周波数帯域に配置された多重共有通信周波数チャネルに干渉することによってユーザ機器UE#1に影響を及ぼす。周波数帯域FB I乃至FB IXXは既知であり、それぞれ約60MHzの帯域幅を有する。各周波数帯域はいくつかの通信周波数チャネルを含み、各々は5MHzの帯域幅を有する。したがって、各周波数チャネルについて、174dBm/Hzの相対雑音に基づいて110dBmのノイズフロアを定義することができる。
UMTSセルラ方式の通信システムにおいては、受信信号コード電力RSCPは、特定の物理通信チャネル上で受信機によって測定された電力を表す。RSCPは、信号強度の表示として、ハンドオーバ基準として、ダウンリンク電力制御において、及び経路損失を算出するために用いられる。CDMAシステムでは、物理チャネルは特定の拡散コードに対応するので、同じである。
RSCPは、一般的にはどんなCDMAシステムに関しても定義され得るが、より具体的にはUMTSにおいて用いられる。また、RSCPは、原理上はダウンリンクでもアップリンクでも測定することができるが、ダウンリンクについてしか定義されていないので、UEにより測定されノードBに報告されるものと推測される。
ジャミング領域外のユーザ機器UE#10のための主要電力、わりに小さいCPICH電力、ユーザ機器専用の比較的大きい信号コード電力、及び共用信号電力の主要部をまとめたものである。後者は、通信周波数チャネルの同じ5MHz帯域幅における様々なユーザ機器によって使用される。それでもなお、サービングベースノード局及び別のベースノード局により各ユーザ機器に提供される擬似雑音拡散コードに従って、各ユーザ機器について情報を検索することができる。
サービスベースノード局1のカバレッジエリアCA1内のユーザ機器の数が変化すると、共用信号電力も変化し得ることが多い。しかしながら、共用信号電力が変化した場合であってもユーザ機器UE#10はサービング擬似雑音拡散コードSSCを利用することができるため、ユーザ機器UE#10はサービングベースノード局sBNS#1との通信リンクを維持することができる。その理由は、共用信号電力が変化した場合であってもなお、CPICH電力がユーザ機器UE#10により検出可能であるためである。CPICH電力は、通常は主要電力の上限を下回る24dBm以下に配置される。したがって、瞬時の24dBmの拡散コード利得値に起因して、CPICH電力及び擬似雑音拡散コードSCを通常の動作中にユーザ機器UE#10によって検出することができる。
サービングベースノード局sBNS#1とユーザ機器UE#10との間の距離が、例えばsBNS#1とUE10との間の距離のように縮小される場合には、セル選択基準電力パラメータEc/Io比(標準においては受信信号コード電力CPICH RSCPと同様にCPICH Ec/Ioと表される)は増大し、したがって信号品質は全体として向上するであろう。しかしながら、例えばUE#20に向かって移動することによってUE#10とsBNS#1との間の距離が拡張する場合には、バイアスパラメータEc/Io、すなわちCPIHC Ec/IoとsBNS#1の受信信号コード電力CPICH RSCPとの比は減少するであろうが、代わりにBNS#2のものは増大するであろう。したがって、状態に応じて、UE#10をUE#20に向かって移動させることにより、sBNS#1とBNS#2との間ではソフトハンドオーバが発生し得る。この状態は、例えば3GPP TS25.133に記載されている。
そうした通常の動作とは異なる、通信周波数チャネルにおける干渉は、ジャマーJの存在に起因する、図1に示される状態である。ジャマーの存在により、ユーザ機器UE#1は主要電力を受信した。CPICH電力、専用の信号コード及び共用信号電力に加えて、図2Bの主要電力の頂部では大量のジャミング電力がUE#1によって検出される。よって、CPICH電力は拡散コード利得にはもはや存在せず、結果としてもはや検出され得ない。この状態は、TS25.133 4.2.2.1章に記載されている範囲外状態とは区別されるものである。つまり、ここで説明している図1の状態においては、バイアスパラメータを検出することはできないが、その一方で非バイアスパラメータは増大している。この増大は、ジャマーJのジャミング電力に起因する。「サービスエリア外」状態においては、非バイアスパラメータは減少し、バイアスパラメータもまた減少する。
原理上、この状態は、通信ユーザ機器UE#1のアンテナコネクタにおける通信ユーザ機器受信機の帯域幅にある非バイアス受信広帯域電力も測定されるときに、ユーザ機器UE#1に影響を及ぼしているジャミング送信機を検出するために使用することができる。バイアスパラメータ、つまり、Ec/Io及びRSCPが検出可能でなく、非バイアスパラメータRSSIが増大している状況を検証するとすぐに、ジャミング送信機の第1の表示が与えられる。
しかしながら、これは、異なる時点、つまりジャミング状態の前後での電力レベルの比較を要求する。本発明の概念によれば、この状態は既に、電力レベルを検出及び比較することなくユーザ機器UE#1に影響を及ぼしているジャミング送信機を検出するという効果的な概念を提供するために利用することができる。
また、上記で概説したように、一旦CPICH及び拡散コードPSCが既知となると、すべてのユーザ機器が主経路からの信号を受信するであろうが、時間的に遅延して受信された経路も結合することができる(RAKE結合)。しかし、P−SCH検出を識別する時には、時間的に遅延された信号を最近隣の他の基地局の送信と区別できないため、最大経路(max-path)のみが評価可能である。3GPP ETSI TS25.133に概説されるように、P−SCHは均一なシーケンスである。
しかしながら、本発明の概念もまた、各基地局が、ユーザ機器が強いマルチパス環境においてもP−SCHを安全に検出可能であるように、雑音レベルと相対的なP−SCHを送信するであろうことを認識した。したがって、図4に示される実施形態は、P−SCH最大経路(maxpath)が事実上常に検出可能であるべきであることから、P−SCH最大経路(maxpath)の可検出性に依拠したブール・ステートメントに基づいていてもよい。
よって、図3A及び図3Bに記載された以下の実施形態から明らかになるように、非常に大まかなアンチジャミング基準は、次のように表すことができる。:
・同期チャネルを決定する。
・(a)同期チャネルSCHを受信できない
ことが検証される場合には、送信機が通信ユーザ機器に影響を及ぼしていることを示す。
ユーザ機器がそもそも実際に信号強度を受信していることを確かめるためには、通信ユーザ機器UEのアンテナの無線周波数帯域幅における受信無線信号強度を示す電力インジケータ(RSSI電力インジケータ)を決定するのが有利である。もし
(b)電力インジケータRSSIが雑音レベルを超える受信無線信号強度RTWPを示すことが確認される場合
には、ジャミング送信機が通信ユーザ機器に影響を及ぼしていることが示される。
ユーザ機器が実際にUMTS通信の手続きにあって、受信信号強度がCDMAを基礎とする無線ネットワークの信号であることを確かめるためには、
(c)各UMTS通信表示部が設定されたか否か
が検証される。
例えば、UMTS通信表示部は、UMTS通信信号が可能で且つ該信号の到達範囲内にあることを示す、記憶されている2進値又はユーザ機器の何らかの設定によって、保留することができる。
図3Aのフローチャートは、ユーザ機器が実際にジャミング攻撃の対象となっていることを確かめるための方法ステップの原則的なシーケンスを概略的に図示しており、ここで上述の条件(a)、(b)及び(c)はそれぞれ2進設定及びわりに簡単な電力検証によって達成することができる。ノイズフロア閾値を上回る何らかの電力が利用可能であることの簡単な検証に限定されているため、電力検証それ自体は必ずしも電力測定ではない。したがって、以下に概説される実施形態は間違いなく決定のブール・シーケンスであり、ジャミング送信機を検出するためのどんな種類のユーザ機器又はユーザ機器内のモジュールにおいても実装することができる。また、以下に概説される方法の実施形態は、この方法のわりに簡単な条件に起因して、ユーザ機器とは別個に設けることのできる適切なデバイスにおいて実装可能であり、デバイスはわりに簡単な安全論理及びセンサによって実現できる。具体的には、電力センサが、ノイズフロア閾値を超える何らかの種類の既存電力を簡単に検証するよう適応されてもよい。
詳細には、図3Aの方法の実施形態は、ステップSA1に始動シーケンスを有しており、ここで、セル充電中のユーザ機器とセルラ方式の無線ネットワークのセルとの同期のための同期チャネルSCHが均一な同期シーケンスの整合によって実施される。また、ステップSA1においては通常、始動段階の間に、ユーザ機器が、通信信号ユニットSUを拡散するための擬似雑音拡散コードSCを受信することによって、セルにキャンプオンされる。したがって、セルラ方式符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワークRNにおける通信は、通常はステップSA1の後で可能となる。
ステップSA2においては、通信ユーザ機器UEEがセルラ方式符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワークにおいて通信を行うことができるか否かが示される。この例では、ステップSA1からわかっているように、同期チャネルSCHが既に検出されていること、及び/又は擬似雑音拡散コードSCが既に受信されていること、及び/又はCDMAを基礎とする無線ネットワークRNにおける通信が既に行われていることを、記憶するか、又はそうでなければ例えばフラグなどを設定することによって設定することができる。代替的もしくは追加的には、通信ユーザ機器UEEがCDMAを基礎とする無線ネットワークRNにおいて通信可能であることを示すためにユーザ入力SA3を使用することができる。したがって、ステップSA1の始動段階からであれ、ステップSA2におけるユーザ入力又は自動入力SA3からであれ、ユーザ機器がCDMAを基礎とする無線ネットワークにおいて通信可能であることがYES経路で示される。こうして、YES経路では2進値「1」を設定することにより通信表示が示される。NO経路では、手順が例えばレジスタに2進値「0」を記入することによって終了し、あるいは処理がステップSA1の始動段階に戻る。
続く確認ステップSA4においては、同期チャネルSCHの検出のための同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスの整合が行われるか否かのテストが行われる。YES経路では、ステップSA5において最終的に同期チャネルSCHを検出することができ、その結果ステップSA6において、ユーザ機器が再びセルにキャンプオンされる。
しかしながら、ステップSA4においてジャミング攻撃Jがある場合には、SCH信号電力を超えるジャミング電力に起因して、同期チャネルSCHの均一な同期信号シーケンスの整合は不可能であろう。よって、ジャミング攻撃Jの場合には、手順はステップSA4をNO経路で続行し、2進値「1」を設定することによってレジスタ情報を設定することができる。手短に言えば、ジャミング攻撃Jの場合には、レジスタは既に2つのバイナリ値「1」を記入されているであろう。第1の2進値BV1は、通信表示が設定されていることを示すであろう。第2の2進値BV2は、整合のテストが不成功であったことを示すであろう。整合のテストは、原則的には様々な形態で実行可能であるが、有利には特に請求項4及び5に概説されている標準化されたステップに従ってもよい。すなわち、テストは、無線フレームのシーケンスについて所定回数の整合の試みを含むのが有利であり、ここで、整合の試みのコヒーレント平均が整合されないとき、均一な同期シーケンスはテストにおいて整合されない。コヒーレント平均を実現するために、自由な同期チャネルピークを繰り返し受信しようと試みることによって同期チャネルテストが行われてもよい。自由な同期チャネルピークを各々がプラスマイナス0.5チップで2560チップの距離を有する一次同期チャネルPSCHから検出することができない場合には、ステップSA4において、NO経路の2進値BV2が、テストが不成功であったことを示すであろう。
ステップSA7においては、簡単な電力モジュールが、通信ユーザ機器のアンテナの無線周波数帯域幅における受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力のためのRSSI又はRTWP値のような電力インジケータが、ノイズフロア閾値を超えることを検証することができる。したがって、何らかの信号が検出可能である場合、その結果として得られるステップSA7に続く答えはYES経路となり、レジスタに「1」の2進値BV3をもたらす。
ステップSA8においては、レジスタが3つの2進値BV1,BV2及びBV3を確認することによって検索される。3つの2進値BV1,BV2,BV3がすべて「1」の場合、ステップSA9において、通信ユーザ機器へのジャミングの影響の表示をアプリケーション層に示すことができる。
図3Bのフローチャートは、上記で定義された方法のさらに好適な実施形態を説明するものである。例えばユーザ機器UEに影響を及ぼす図1のジャミング送信機Jのような、通信ユーザ機器に影響を及ぼすジャミング送信機を検出する方法は、通信信号ユニットSUを拡散するための擬似雑音拡散コードSCと、ユーザ機器UEとセルラ方式の無線ネットワークRNのセルとの同期が同期チャネルからのセルサーチ中に決定されているという条件に基づいている。したがって、この方法のステップSB1において示されるように、ユーザ機器UEは、ユニバーサル無線アクセスネットワーク(universal radio access network)URAFCNの周波数チャネル数FCNを有する1つの専用のチャネルにキャンプオンされる。通信ユーザ機器へのジャミングの影響により、ユーザ機器UEは限られたサービス状態しか受信せず、最終的にはユーザ機器UEは同期を解放するであろう。
URAFCNによるチャネルにおけるジャミングエネルギーに起因して、それでもなおユーザ機器はCPICHを改善しようとするであろう。すなわち、ユーザ機器UEは図1に示すように拡散コードを受信しようとするであろう。しかしながら、導入しているのはセルサーチメカニズムであって、スロット同期、フレーム同期及び最終的にはコード群識別が行われ、さらに、上記で概説したように拡散コード識別が達成される。ステップSB2は、上記した同期プロセスのステップであるステップ1,ステップ2及びステップ3を要約している。ステップSB2では、セルにおいて以前利用可能であったキャリアXとの同期を回復できるか(YES)、あるいは回復が不可能であるか(NO)が決定されるであろう。したがって、その結果はブール演算の結果として、電力レベル等の測定を何ら行うことなく、たった2つの値、つまりYES又はNOにより示されるであろう。YES経路では、ステップSB2に続くプロセスは、ステップSB1に示されるユーザ機器の状態に戻る。
NO経路では、ステップSB3のようなさらなるブール演算が続いて行われ、上記で概説したようなセルサーチメカニズムがその他のUMTSキャリアについて実行されるであろう。したがって、具体的には、その他のUMTSキャリアとの同期を確立できるか否かが検証される。このブール演算の結果は、YES経路では、ステップSB1に示すユーザ機器の状態につながるであろう。NO経路では、以前のキャリアXともその他のUMTSキャリアとも同期が確立され得ないことを示すブール値が出力されてもよい。
また、図3Bではさらに、ステップSB3において、複数のキャリア、つまりURAFCN X及びYが同期についてチェックされることが可能であり、キャリアX,YはステップSB6に示されるようにメモリに記憶されている。キャリアの記憶は、ステップSB5に示されるように、ユーザ機器がそのキャリアのURAFCNに普通にキャンプオンされると達成することができる。したがって、もしステップSB6において記憶されたURAFCNのみをチェックすることに限定することができるのであれば、ステップSB3はより速く実行されることができる。
ステップSB3からNO経路を辿って、ステップSB4においては、アプリケーション層に対して、ユーザ機器がジャミング送信機により影響を及ぼされていることが示される。
具体的には、ステップSB1乃至SB6と同じ措置を現在のセルにおいて繰り返すことができ、またセルサーチも、隣接セルの同期チャネルを測定することによって、隣接セルまで広げることができる。このさらなるプロセスは図3BのステップSB3において示される。
ここには示さないが、追加的には、ステップSB2及びSB3と組み合わせて、更なる条件、つまり電力インジケータが雑音レベルを超える受信無線信号強度RTWPを示すことを検証してもよい。しかしながら、このステップはこの例においては必須ではない。なぜなら、この方法は、ユーザ機器が普通にURAFCNにキャンプオンされている状態から始まるためである。したがって、ステップSB2において以前のキャリアXとの同期をチェックする一方で、同期チャネルは通信周波数チャネルについては受信され得ないことが確かめられる。ここで、同期チャネルは、その通信周波数チャネルについて、検証ステップの前に受信されている。
図4は、通信モジュール1がアンテナ11を備えている、ユーザ機器UEを示す。したがって、例えば受信広帯域無線信号強度RTWPは、通信モジュール1の電力インジケータ2RSSIにより測定することができる。この例においては、電力インジケータ2は、通常のネットワーク信号強度だけでなくジャミング信号強度Jも考慮に入れて、RSSI又は他の電力インジケータを提供するであろう。さらに、セルサーチのための同期モジュール3が示されており、ここで上述のステップ1、ステップ2及びステップ3において概説されたスロット同期、フレーム同期ならびにコード群識別及び拡散コード識別が実行されてもよい。
また、通信モジュール1は、同期チャネルSCHが受信されない場合には値「1」を出力し、同期チャネルSCHが受信される場合には値「0」を出力する、第1のブール出力4を有する。別のブール値出力5も設けられ、受信RSSIが雑音レベルを超える場合にはブール値「1」を出力し、そうでない場合にはブール値「0」を出力する。ブール評価ユニット6では、出力4及び5からの既存のブール値「1」及び「1」についてのみ、ジャミング送信機の表示が提供される。
このように、ブール評価ユニットが2つのブール値「1」を受信する場合、アプリケーション層7への表示が提供され、通信ユーザ機器UEに影響を及ぼすジャミング送信機が識別される。評価ユニット6は、決定された電力インジケータ及び同期チャネルの決定を、2つのブール値の形で受信するよう適合される。ブール評価ユニット6においては、(b)電力インジケータが雑音レベルを超える受信無線信号強度を示すこと(ブール値「1」)及び(a)同期チャネルSCHを受信できないこと(ブール値「1」)を検証できる。

Claims (16)

  1. 通信ユーザ機器に影響を及ぼすジャミング送信機を検出する方法において、
    ・前記通信ユーザ機器(UE)は、複数のユーザ機器(UE)及び複数のベースノード局(BNS)を有するセルラ方式符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワーク(RN)の構成要素と通信を行うよう適合され、前記セルラ方式の無線ネットワーク(RN)は、前記ユーザ機器(UE)を前記セルラ方式の無線ネットワーク(RN)のセルと同期させるための同期チャネル(SCH)を提供し、
    前記方法は、
    a)前記通信ユーザ機器(UE)がセルラ方式の符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワークのカバレッジエリアにあるか、
    b)前記通信ユーザ機器(UE)がセルラ方式の符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワークのセルにキャンプオンしているか、
    の少なくとも一方を通信インジケータにより表示することにより
    前記通信ユーザ機器(UE)が前記セルラ方式の無線ネットワーク(RN)において通信可能であることを表示するステップと、
    ・前記同期チャネルの検出のために前記同期チャネル(SCH)の均一な同期信号シーケンスをテストするステップと、
    ・受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力を表示する電力インジケータ(UTRAキャリアRSSI)を検出して前記電力インジケータをノイズフロア閾値と比較するステップと、
    を備え、
    ・前記通信ユーザ機器へのジャミングの影響が、
    ・前記通信インジケータによる表示があり、
    ・前記テストにおいて前記同期チャネル(SCH)の前記均一な同期信号シーケンスが整合されず、且つ
    ・前記電力インジケータが前記ノイズフロア閾値を超える
    場合に表示されることを特徴とする方法。
  2. 前記同期チャネル(SCH)が検出される場合に、前記ユーザ機器(UE)が前記セルラ方式の無線ネットワーク(RN)のセルに同期される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記通信ユーザ機器(UE)が、セルラ方式の符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワーク(RN)以外のセルラ方式の無線ネットワーク(RN)、特にGSM(登録商標)ネットワークにおいて通信可能である場合には、前記通信ユーザ機器へのジャミングの影響の表示が抑制される、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記通信の表示が複数のUTRAキャリア周波数を示すことを含み、特に、前記複数のUTRAキャリア周波数の各々について前記同期チャネル(SCH)の均一な同期信号シーケンスを示すことを含む、請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。
  5. 前記テストが所定回数の無線フレームのシーケンスの整合の試みを含み、前記整合の試みのコヒーレント平均が整合されないときには、前記均一な同期信号シーケンスは前記テストにおいて整合されない、請求項1乃至4のいずれかに記載の方法。
  6. 3つの同期チャネルピークが繰り返し検出できない場合、特に一次同期チャネル(P−SCH)から繰り返し検出できない場合には、前記同期チャネル(SCH)は受信することができず、
    前記同期チャネルピークは、それぞれプラスマイナス0.5チップで2560チップの距離を有する、請求項1乃至5のいずれかに記載の方法。
  7. 最大経路信号の利用可能性が特にSCH−Ec/Io−パラメータをチェックすることにより識別され、前記同期チャネルの検出のための前記同期チャネル(SCH)の均一な同期信号シーケンスの前記整合が最大経路同期信号シーケンスによってテストされる、請求項1乃至6のいずれかに記載の方法。
  8. 前記同期チャネル(SCH)が無線フレームの開始を識別するための一次同期チャネル(P−SCH)であり、特に、前記一次同期チャネル(P−SCH)の均一な同期信号シーケンスのための1つの整合フィルタが設けられる、請求項1乃至7のいずれかに記載の方法。
  9. 前記同期チャネル(SCH)が無線フレームのスロットの開始を識別するための二次同期チャネル(S−SCH)であり、特に、複数、具体的には15個の、均一な同期信号シーケンスのための整合フィルタの各々に対して、前記二次同期チャネル(S−SCH)の前記無線フレームの1つのスロットが提供される、請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。
  10. 前記通信の表示が、特に前記通信インジケータを設定するための設定手順において、ユーザ定義され、及び/又は、前記通信の表示が、特に定期的に、自動定義され、及び/又は、前記通信の表示が、特に定期的に、アプリケーション定義される、請求項1乃至9のいずれかに記載の方法。
  11. 時間の第1の期間において、特に始動段階の間に、
    ・前記均一な同期信号シーケンスの整合によって、セルサーチ中に、前記ユーザ機器(UE)と前記セルラ方式の無線ネットワーク(RN)のセルとの同期のための同期チャネル(SCH)を検出するステップと、
    ・通信信号ユニット(SU)を拡散するための擬似雑音拡散コード(SC)を受信するステップと、
    ・特に、セルラ方式の符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワーク(RN)において通信を行うステップと、
    が実行され、
    ・前記通信ユーザ機器(UE)がセルラ方式の符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワーク(RN)において通信可能であることを示すことが、
    ・同期チャネル(SCH)が検出されたことを示すこと、
    ・擬似雑音拡散コード(SC)が受信されたことを示すこと、
    ・通信が行われたことを示すこと、
    のうち1つ以上を含む、請求項1乃至10のいずれかに記載の方法。
  12. 時間の第2の後の期間において、
    ・前記同期チャネルを検出するための前記同期チャネル(SCH)の均一な同期信号シーケンスの整合をテストするステップと、
    ・受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力を示す電力インジケータ(UTRAキャリアRSSI)を検出し、前記電力インジケータをノイズフロア閾値と比較するステップと、
    が実行される、請求項1乃至11のいずれかに記載の方法。
  13. 時間の第1の期間において、
    ・受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力を示す第1の電力インジケータ(UTRAキャリアRSSI)を検出するステップ
    が実行され、時間の第2の期間において、
    ・受信無線信号強度の非バイアス広帯域電力を示す第2の電力インジケータ(UTRAキャリアRSSI)を検出するステップ
    が実行され、前記第2の電力インジケータが前記第1の電力インジケータと比較され、さらに、前記第2の電力インジケータが前記第1の電力インジケータを上回る場合には、前記通信ユーザ機器へのジャミングの影響が表示される、請求項1乃至12のいずれかに記載の方法。
  14. 請求項1乃至13のいずれかに記載の前記通信ユーザ機器に影響を及ぼすジャミングを検出する前記方法を実行するよう構成されたユーザ機器の検出デバイスにおいて、
    前記検出デバイスが、前記同期チャネル(SCH)の均一な同期信号シーケンスのための整合フィルタと、前記通信インジケータを設定するための設定ユニットとを有する、検出デバイス。
  15. 請求項14に記載の前記検出デバイスと、
    複数のユーザ機器(UE)及び複数のベースノード局(BNS)を有するセルラ方式の無線ネットワーク(RN)の構成要素と通信を行うのに適した通信ユーザ機器(UE)と、
    を備えたシステムにおいて、
    前記セルラ方式の無線ネットワーク(RN)が、前記ユーザ機器(UE)と前記セルラ方式の無線ネットワーク(RN)のセルとの同期のための同期チャネル(SCH)を提供し、
    前記検出デバイスが、前記ユーザ機器の近傍又は一部に設けられる、システム。
  16. 前記通信ユーザ機器(UE)及び複数のベースノード局(BNS)が、特に周波数分割複信(FDD)モード又は時分割複信(TDD)モードにおいて、セルラ方式の符号分割多重アクセスを基礎とする無線ネットワーク(RN)の構成要素であり、
    擬似雑音拡散コード(SC)が通信信号ユニット(SU)を拡散するためのものであり、
    前記ユーザ機器(UE)と前記セルラ方式の無線ネットワーク(RN)のセルとの同期が同期チャネルからのセルサーチ中に決定され、特にアプリケーション層に対してジャミング送信機が前記通信ユーザ機器に影響を及ぼしていることを表示するように構成される、請求項15に記載のシステム。
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