用于安全通信的通信装置及方法制造方法及图纸

一种用于无线通信系统中与第二通信装置通信的第一通信装置，包括电路，该电路被配置为向多个方向发送探测信号、接收响应于所发送的探测信号的回波信号以及根据所接收的回波信号确定潜在窃听通信装置的位置。信号确定潜在窃听通信装置的位置。信号确定潜在窃听通信装置的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于安全通信的通信装置及方法


[0001]本公开涉及用于无线通信系统中以安全方式与第二通信装置通信的第一通信装置和方法。

技术介绍

[0002]信息发送者和预期接收者之间的安全信息传递是通信系统中的基本挑战之一。为了不让信息传递给非预期的接收者(对手或窃听装置)，必须注意控制环境和/或以密码保护信息，以便只有预期的接收者能够理解传输的信息。密码方法通常在传输协议的上层运行。一旦信号在较低层被截获，例如在PHY层(通过介质，例如RF波)，就可能进行暴力解密，特别是当数据包长度和加密密钥相对较短时。对于物联网(IOT)应用尤其如此，物联网(IOT)应用中通常只能传输几个比特或字节。因此，PHY层安全被认为是保护已经在PHY层上的信号的附加手段。
[0003]在无线通信系统中，所有参与者(以下也称为通信装置)共享相同的通信介质，并且能够监听(或窃听)接收范围内的任何通信。根据传统方法，不应与所有潜在接收者共享的信息可能使用发送者和接收者独有的密钥进行加密。建立这些密钥的一种方法是从预先共享的秘密(也称为网络密码)中派生出来，授予与网络关联的合法参与者。除非采取进一步措施，否则此后所有参与者都能够解密来自作为网络一部分的任何其他参与者的信息。为了减轻敏感信息的潜在“窃听”问题，存在针对此类网络的点对点加密的概念。然而，为了建立安全的通信链路，需要交换加密密钥。在可扩展认证协议(EAP)中实现了一个通用的解决方案，该协议用于IEEE802.11标准无线局域网的密钥交换。在这样一个安全连接的建立阶段中发生的握手过程仍然是敏感的，如果它被窃听，所有随后的通信都可能被潜在窃听装置解密和捕获。
[0004]此处提供的“背景”描述是为了总体呈现本公开的上下文。目前命名的专利技术人的工作，在
技术介绍
部分中描述的范围内，以及描述中其他在申请时可能不符合现有技术条件的方面，既不明示地也不默示地被承认为针对本专利技术的现有技术。

技术实现思路

[0005]目的是提供一种能够检测到潜在窃听装置的存在的通信装置。一种实施方式进一步地目的是，利用这一信息来防止或至少使潜在窃听装置更难实际窃听到第一通信装置和第二通信装置之间的通信。进一步地目的是提供相应的通信方法和用于实现该通信方法的相应的计算机程序以及非暂时性的计算机可读记录介质。
[0006]根据一个方面，提供了一种用于在无线通信系统中与第二通信装置进行通信的第一通信装置，该第一通信装置包括电路，该电路被配置为：
[0007]向多个方向发射探测信号，
[0008]接收响应于所发射的探测信号的回波信号，并且
[0009]从接收到的回波信号确定潜在窃听通信装置的位置。
[0010]根据另一方面，提供了用于在无线通信系统中与第二通信装置进行通信的第一通信装置的第一通信方法，第一通信方法包括：
[0011]向多个方向发射探测信号，
[0012]接收响应于所发射的探测信号的回波信号，
[0013]从所接收的回波信号确定潜在窃听通信装置的位置。
[0014]根据更进一步的方面，提供了一种计算机程序，包括该计算机程序在计算机上执行时，用于使计算机执行本文所披露的方法的步骤的程序手段，以及在其中存储计算机程序产品的非暂时性计算机可读记录介质，该程序产品在由处理器执行时，使本公开的方法得以执行。
[0015]实施方式在从属权利要求中进行了定义。应理解，所公开的通信方法、所公开的计算机程序和所公开的计算机可读记录介质具有与所要求的通信装置类似和/或相同的进一步实施方式，并且如从属权利要求书中所定义的和/或本文所公开的那样。
[0016]与其中所有的网络参与者都是(准)静态地连接到介质上的有线网络相比，无线通信系统根据基础无线电频率的传播特性，向一定范围内的所有对象广播其信息。为了缓解这种情况，无线通信网络提供了利用空间属性的选择，如指向性，特别是对于较高的频率。此外，无线介质及其特性取决于多个参数，如装置的位置和定向、时间等。根据本公开的实施方式，这些属性中的一个或多个被用来提高第一和第二通信装置之间信息交换的安全性，从而降低特别是在60GHz(或毫米波)频谱中，或在类似频谱中，如用于5G蜂窝通信的28GHz的无线通信系统(如无线局域网)中第三通信装置(即，潜在窃听装置)的窃听概率。
[0017]为此目的，潜在窃听装置的位置是通过评估接收到的响应于探测信号的传输的回波来确定的。此外，在一些实施方式中，可以由第二通信装置(通信伙伴)进行相应评估。这不是严格要求的，因为通信伙伴通常在波束训练阶段与第一通信装置协作，因此第二通信装置相对于第一通信装置的方向是已知的。在一个实施方式中，基于潜在窃听装置的位置信息，可以控制所需消息的传输，目的是使第二通信装置而非潜在窃听装置能够接收所期望消息。在一个实施方式中，附加地或替代性地，可以发送人工噪声(也称为干扰信号)以局部干扰潜在窃听装置，即，人工噪声的传输是可以被控制的，以使潜在窃听装置接收到消息和人工噪声，从而不能解码该消息，而第二通信装置仍然可以成功地接收和解码该消息。通过这种方式，第三通信装置(潜在窃听装置)能够窃听到第一通信装置和第二通信装置之间的通信的概率大大降低甚至最小化。
[0018]应注意，确定装置的位置在本公开的上下文中应理解为至少确定装置(例如第二通信装置或潜在窃听装置)相对于另一装置(例如第一通信装置)的设置方向。并不要求确定装置的(精确)二维或三维(绝对或相对)位置。
[0019]上述段落是以一般介绍的方式提供的，并不打算限制以下权利要求的范围。参照以下结合附图的详细描述，可以最好地理解所描述的实施方式以及进一步的优点。
附图说明
[0020]当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述将更好地理解本公开及其伴随的许多优点，将容易获得对本公开的更完整的理解，其中：
[0021]图1示出了说明作为接收装置的SNR和窃听装置的SNR的函数的保密率的图。
[0022]图2示出了说明接收装置SNR和窃听装置的不同接收装置SNR值针对4
‑
QAM调制的编码调制保密率的图。
[0023]图3示出了说明具有不同衰减因子和不同调制方案的耦合系统的编码调制保密率的图。
[0024]图4示出了示出根据本公开的用于增加消息传递安全性的实施方式的图。
[0025]图5示出了根据本公开的通信系统的示意图。
[0026]图6示出了根据本公开的实施方式的第一和第二通信装置的配置的示意图。
[0027]图7示出了根据本公开的实施方式的通信方法的示意图。
具体实施方式
[0028]在传统的通信系统中，通常在发射装置和接收装置之间的单个链路及其特性是工程的目标。表征这些系统的通信吞吐量上限的典型度量是香农容量，用比特每秒每赫兹或每信道使用比特(bpcu)来度量。香农容量(在下面假设加性高斯白噪声信道模型(AWGN))可以基于接收的信噪比(SNR)根据以下方式来确定：
[0029][0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于无线通信系统中与第二通信装置通信的第一通信装置，所述第一通信装置包括电路，所述电路被配置为：向多个方向发射探测信号，接收响应于所发送的所述探测信号的回波信号，并且根据所接收的所述回波信号确定潜在窃听通信装置的位置。2.根据权利要求1所述的第一通信装置，其中，所述电路被配置为将消息发射到适于与所述第二通信装置交换信息的第一方向。3.根据权利要求2所述的第一通信装置，其中，所述电路被配置为根据所接收的所述回波信号确定所述第二通信装置的位置，并确定所述消息随后被发射到的所述第一方向。4.根据权利要求1所述的第一通信装置，其中，所述电路被配置为将噪声发射到适于到达所述潜在窃听通信装置的第二方向。5.根据权利要求2和4所述的第一通信装置，其中，所述电路被配置为同时地或至少部分同时地发射所述消息和所述噪声。6.根据权利要求2和4所述的第一通信装置，其中，所述电路包括被配置为发射所述消息的第一天线电路和被配置为发射所述噪声的第二天线电路。7.根据权利要求6所述的第一通信装置，其中，所述第一天线电路和所述第二天线电路各自包括相控天线阵列。8.根据权利要求3所述的第一通信装置，其中，所述电路被配置为使用消息天线波束发射所述消息，所述消息天线波束覆盖所述第二通信装置的位置。9.根据权利要求2所述的第一通信装置，其中，所述电路被配置为使用消息天线波束发射所述消息，所述消息天线波束不覆盖所述潜在窃听通信装置的位置。10.根据权利要求1所述的第一通信装置，其中，所述电路被配置为使用噪声天线波束发射所述噪声，所述噪声天线波束不覆盖所述第二通信装置的位置并且所述噪声天线波束覆盖所述潜在窃听通信装置的位置。11.根据权利要求1所述的第一通信装置，其中，所述电路被配置为使用多个探测天线波束发射所述探测信号。12.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：费利克斯，
申请(专利权)人：索尼集团公司，
类型：发明
国别省市：