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用于发送与传统802.11系统兼容的测距分组的装置和方法制造方法及图纸

技术编号:21404828 阅读:44 留言:0更新日期:2019-06-19 08:43
本公开涉及用于发送与传统802.11系统兼容的测距分组的装置和方法。本发明专利技术公开了一种通信无线设备,其进行协作并利用波形来实现安全信道估计。为了防止重复重放攻击,一些实施方案包括单载波物理层(SC‑PHY)波形和/或不包括可重复或可预测结构的内插OFDM波形。波形在测距分组结构中传输,该分组结构与不使用安全信道估计的传统802.11技术兼容。结合先前交换的信息接收测距分组,以使接收无线系统能够安全地确定信道估计(例如,确定没有在无线系统之间的多径信道中不是真实的第一到达路径的闯入者传输的信道估计)。因此,无线系统中的一者或两者可估计它们之间的距离(或范围)。利用传统802.11技术的设备可接收测距分组结构并确定延缓对信道的访问的持续时间。

【技术实现步骤摘要】
用于发送与传统802.11系统兼容的测距分组的装置和方法
所描述的实施方案总体涉及安全信道估计以及与无线通信中的传统802.11系统的兼容性。
技术介绍
利用可预测和重复结构(例如,循环前缀正交频分复用(CP-OFDM)和Golay序列)的无线通信系统易受可导致质量差和/或服务中断的攻击。例如,黑客设备可由未参与安全测距但是试图篡改由参与安全测距的实体交换的到达时间(ToA)测量/测量报告的实体使用。黑客设备可收听无线传输-例如,从发起站到响应站-利用循环前缀(CP)。黑客设备可发送在响应站处接收的闯入者信号,这导致启发送站和响应站之间的范围(例如,距离)的不正确计算。范围计算可基于从到达时间(ToA)和离开时间(ToD)导出的往返时间(RTT)。ToA可基于导频从多径信道估计导出。因此,依赖重复结构的信道估计容易受到对抗性攻击。此外,通过传统802.11技术进行通信的各种设备可能存在于相同的频带内,并且可能干扰用于安全测距的通信。
技术实现思路
一些实施方案包括用于发送和接收实现安全信道估计的波形的电子设备、方法和计算机程序产品。在一些实施方案中,波形不包括易受安全问题影响的重复或预测结构-例如,黑客设备在发送系统和接收系统之间解密无线传输。因此,黑客设备将无法生成和发送闯入者传输以欺骗接收系统。在没有闯入者传输的情况下,接收系统可基于所接收的无线传输安全地计算信道估计,并确定接收系统和发送系统之间的范围。一些实施方案包括用于接收实现安全信道估计的波形的电子设备。在电子设备和第二电子设备之间的测距过程开始之前,一些实施方案包括从另一电子设备接收一个或多个核心符号,其中一个或多个核心符号中的每者包括可表示例如密码代码的不同训练序列。一些实施方案包括接收具有零前缀、零后缀和一个或多个核心符号中的核心符号的符号。零后缀的长度可等于保护间隔,并且零后缀的长度可等于零前缀的长度。在一些实施方案中,核心符号的长度和零后缀的长度的总和等于接收系统的离散傅立叶变换(DFT)分析窗口的大小。至少基于所接收的符号,一些实施方案包括确定电子设备与另一电子设备的范围或距离。范围可为估计范围。一些实施方案包括无线测距系统,其生成、发送和接收测距分组,该测距分组包括实现安全信道估计的波形。测距分组结构可与传统802.11系统兼容,其中传统802.11系统包括例如IEEE802.11az之前的IEEE802.11系统。当发送测距分组结构时,支持传统802.11技术的设备可接收测距分组结构,确定测距分组结构的持续时间,然后相应地延缓它们的信道访问。该确定可至少基于测距分组结构的前导码的一个或多个字段。一些实施方案包括用于发送具有实现安全信道估计的波形的测距分组结构的电子设备。电子设备可包括存储器和通信地耦接到存储器的一个或多个处理器(本文是“处理器”)。在测距过程开始之前,处理器可从第二电子设备接收一个或多个核心符号,其中每个核心符号包括不同的训练序列。处理器可生成测距分组结构,其包括实现安全信道估计的波形。测距分组结构与传统802.11系统兼容,并且处理器可发送测距分组。测距分组可由与电子设备进行安全测距的第二电子设备接收,和/或接收第三电子设备。第三电子设备可从测距分组结构的前导码确定第三电子设备对信道的访问应该延缓多长时间。因此,第三电子设备不会干扰安全测距通信。在一些实施方案中,波形包括符号,该符号包括零前缀、零后缀和一个或多个核心符号的核心符号。零后缀的长度可等于保护间隔,零后缀的长度可等于零前缀的长度,并且核心符号的长度和零后缀的长度的总和可等于离散傅立叶变换(DFT)分析窗口的大小。电子设备的处理器还可确定2.4GHz或5GHz下的WiFi传输频率,并选择高吞吐量(HT)物理层,其中波形替换高吞吐量长训练字段(HT-LTF)。HTz测距分组结构可包括传统前导码、高吞吐量信号字段(HT-SIG)和高吞吐量短训练字段(HT-STF)。对于40MHz带宽信道,HTz测距分组结构、传统前导码和HT-SIG在40MHz带宽的每个20MHz信道上复制。处理器可选择非常高吞吐量(VHT)的物理层,其中波形取代了非常高吞吐量的长训练字段(VHT-LTF)。VHTz测距分组结构包括传统前导码、非常高吞吐量信号字段A(VHT-SIGA)和非常高吞吐量的短训练字段(VHT-STF)。可省略非常高吞吐量的信号字段B(VHT-SIGB)。对于具有40/80/160MHz信道带宽的VHTz测距分组结构,传统前导码和VHT-SIGA在40/80/160MHz带宽的每个20MHz信道上被复制。处理器可选择高效(HE)物理层,其中波形替换高效长训练字段(HE-LTF)。HEz测距分组结构包括传统前导码、重复传统信号字段(RL-SIG)、高效信号字段A(HE-SIGA)和高效短训练字段(HE-STF)。用于40/80/160MHz带宽的HEz测距分组结构在40/80/160MHz带宽的每个20MHz信道上复制传统前导码、RL-SIG和HE-SIGA。当处理器确定60GHz下的WiFi传输频率时,处理器可选择定向多吉比特(DMG)物理层,其中波形遵循包括传统标头(L标头)的801.11ad控制物理层前导码。处理器可选择增强的定向多吉比特(EDMG)物理层,其中波形替换增强的定向多吉比特信道估计字段(EDMG-CEF)。EDMGz测距分组结构包括801.11ad控制物理层前导码、EDMG-标头-A和EDMG短训练字段(EDMG-STF)。对于具有4.32/6.48/8.64GHz信道带宽的EDMGz测距分组结构,在4.32/6.48/8.64GHz带宽的每个2.16GHz信道上复制801.11ad控制物理层前导码、EDMG-标头-A和EDMG-STF。附图说明并入本文并形成说明书一部分的附图示出了所公开的公开内容,并且与说明书一起进一步用于解释本公开的原理并使相关领域的技术人员能够制造并使用该公开内容。图1示出了根据本公开的一些实施方案的实现用于安全信道估计和测距分组结构的波形系统的示例系统。图2示出了根据本公开的一些实施方案的具有安全信道估计的示例性无线测距系统的框图。图3示出了根据本公开的一些实施方案的具有安全信道估计的无线测距系统的多个连续符号的示例通信。图4示出了根据本公开的一些实施方案的具有安全信道估计的无线测距系统的多个连续符号的另一示例通信。图5示出了根据本公开的一些实施方案的用于安全信道估计的单载波物理层(SC-PHY)波形的示例发送和接收方案。图6示出了根据本公开的一些实施方案的用于安全信道估计的内插正交频分复用(OFDM)波形的示例发送和接收方案。图7A示出了根据本公开的一些实施方案的由具有安全信道估计的无线测距系统的发射器执行的示例方法。图7B示出了根据本专利技术的一些实施方案的由具有安全信道估计的无线测距系统的接收器执行的示例方法。图8是用于实现一些实施方案或其一部分的示例计算机系统。图9示出了重复结构波形的示例符号。图10示出了循环前缀(CP)OFDM波形的示例发送和接收方案。图11示出了根据本公开的一些实施方案的用于20MHz和40MHz信道带宽的高吞吐量z(HTz)的示例性测距分组结构。图12示出了根据本公开的一些实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发送具有实现安全信道估计的波形的测距分组结构的方法,包括:在测距过程之前,从另一电子设备接收一个或多个核心符号,其中所述一个或多个核心符号包括一个或多个不同的训练序列;生成所述测距分组结构,所述测距分组结构包括能够基于至少所述一个或多个核心符号实现安全信道估计的所述波形,其中所述测距分组结构与一种或多种传统技术兼容;并且发送所述测距分组结构。

【技术特征摘要】
2017.12.08 US 62/596,690;2018.03.27 US 15/937,3651.一种用于发送具有实现安全信道估计的波形的测距分组结构的方法,包括:在测距过程之前,从另一电子设备接收一个或多个核心符号,其中所述一个或多个核心符号包括一个或多个不同的训练序列;生成所述测距分组结构,所述测距分组结构包括能够基于至少所述一个或多个核心符号实现安全信道估计的所述波形,其中所述测距分组结构与一种或多种传统技术兼容;并且发送所述测距分组结构。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述波形包括:符号,所述符号包括零前缀、零后缀和所述一个或多个核心符号中的核心符号,其中所述零前缀的长度和所述零后缀的长度各自等于保护间隔,并且其中所述核心符号的长度和所述零后缀的所述长度之和等于离散傅立叶变换(DFT)分析窗口的大小。3.根据权利要求1所述的方法,还包括:确定2.4GHz或5GHz下的WiFi传输频率;并且至少基于2.4GHz或5GHz下的所述WiFi传输频率的确定来选择高吞吐量(HT)物理层,其中所述波形替代高吞吐量长训练字段(HT-LTF)。4.根据权利要求3所述的方法,其中所述测距分组结构包括:传统前导码、高吞吐量信号字段(HT-SIG)和高吞吐量短训练字段(HT-STF)。5.根据权利要求4所述的方法,其中所述测距分组结构包括40MHz带宽,其中所述传统前导码和所述HT-SIG在包括所述40MHz带宽的第一20MHz信道和第二20MHz信道上复制。6.根据权利要求1所述的方法,还包括:确定2.4GHz或5GHz下的WiFi传输频率;并且至少基于2.4GHz或5GHz下的所述WiFi传输频率的所述确定来选择非常高吞吐量(VHT)的物理层,其中所述波形替代非常高吞吐量长训练字段(VHT-LTF)。7.根据权利要求6所述的方法,其中所述测距分组结构包括:传统前导码、非常高吞吐量信号字段A(VHT-SIGA)以及非常高吞吐量短训练字段(VHT-STF),其中省略了非常高吞吐量信号字段B(VHT-SIGB)。8.根据权利要求7所述的方法,其中所述测距分组结构包括40MHz、80MHz或160MHz带宽中的一者,并且所述传统前导码和所述VHT-SIGA在所述40MHz、所述80MHz或所述160MHz带宽的每个20MHz信道上被复制。9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐明光S·K·勇M·C·多甘R·U·纳巴王琦K·C·博格A·J·林格
申请(专利权)人:苹果公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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