使用无线信号签名的网络节点标识制造技术

一种电池组包括：壳体；多个网络节点，所述多个网络节点在所述壳体内部彼此通信且生成唯一射频(RF)签名；以及专用计算机处理器，所述专用计算机处理器将对应于传入数据包的所述唯一射频(RF)签名的传入信道脉冲响应(CIR)与多个所存储的有效RF CIR签名进行比较，且执行相似度度量以接受或拒绝所述传入数据包。行相似度度量以接受或拒绝所述传入数据包。行相似度度量以接受或拒绝所述传入数据包。

【技术实现步骤摘要】
使用无线信号签名的网络节点标识


[0001]本公开大体上涉及超宽带(UWB)无线技术，且更具体地说，涉及无线电池管理系统安全性。

技术介绍

[0002]电池管理系统(BMS)包括电子系统，所述电子系统用于工业或汽车应用中以控制包括锂化学物质电池单元等的阵列的电池组的操作以确定其中电池组提供最优性能的安全操作区域。
[0003]无线电池管理系统(WBMS)可用无线连接代替BMS的有线控制链路，由此在电池组中不需要布线和容量。然而，射频(RF)通信的使用有可能引发恶意网络攻击。因此，在WBMS的设计中需要安全性设施以确保WBMS享受与有线BMS相当的安全和安全性。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术的一个方面，提供一种电池组，包括：
[0005]壳体；
[0006]多个网络节点，所述多个网络节点在所述壳体内部，每个网络节点具有至少一个电池单元和生成唯一射频(RF)签名的电池单元控制器；以及
[0007]专用计算机处理器，所述专用计算机处理器将对应于在所述壳体内部的电池单元控制器与电池管理单元之间交换的传入数据包的所述唯一射频(RF)信号签名的传入信道脉冲响应(CIR)与多个所存储的有效RF CIR签名进行比较，且执行相似度度量以接受或拒绝所述传入数据包。
[0008]根据一个或多个实施例，所述网络节点为由电池单元的布置形成的模块。
[0009]根据一个或多个实施例，所述唯一RF信号签名的所述CIR通过所述壳体内部的所述网络节点的传输模块的天线与所述网络节点的接收模块的天线之间的固定空间布置而生成。
[0010]根据一个或多个实施例，所述传入数据包从外部恶意节点接收，并且所述相似度度量执行计算，所述计算将来自所述外部恶意节点的所述传入数据包的CIR与所述多个所存储的有效RF CIR签名进行比较以确定所述传入数据包不是可信数据包。
[0011]根据一个或多个实施例，所述相似度度量包括针对唯一RF签名通信信道的所述CIR计算的误差向量幅值(EVM)。
[0012]根据一个或多个实施例，所述专用计算机处理器将所述EVM与阈值进行比较以确定所述传入数据包是可信数据包还是不可信数据包。
[0013]根据一个或多个实施例，所述可信数据包从所述壳体内部的所述电池单元控制器生成，并且所述不可信数据包从所述壳体外部的无线装置生成。
[0014]根据一个或多个实施例，响应于比较所述电池管理单元处的所测量的CIR与两个节点的先前存储的CIR，所述电池管理单元确定所述两个节点中的一个提供可信的所述传
入数据包中的消息。
[0015]根据一个或多个实施例，所述相似度度量通过特征为所述传入CIR的机器学习技术生成。
[0016]根据一个或多个实施例，所述专用计算机处理器执行所述相似度度量以适应由所述壳体内部的环境引起的所述传入数据包的RF信号的缓慢变化。
[0017]根据一个或多个实施例，所述多个所存储的有效RF CIR签名包括所述壳体内部的所述网络节点的先前CIR签名，并且其中所述专用计算机处理器将所述传入CIR与所述先前CIR签名进行比较以要求从预定已知空间位置发送所述传入数据包。
[0018]根据本专利技术的另一方面，提供一种用于根据信道特性的网络节点标识的方法，包括：
[0019]由第一RF模块n壳体从第二RF模块接收电子消息，所述消息具有唯一CIR签名；
[0020]将所述唯一CIR签名与多个所存储的有效CIR签名进行比较；以及
[0021]响应于所述唯一CIR签名与所述多个所存储的有效CIR签名的所述比较而生成相似度度量以接受或拒绝所述电子消息。
[0022]根据一个或多个实施例，所述相似度度量包括针对所述唯一CIR签名计算的误差向量幅值(EVM)，并且其中所述方法另外包括将所述EVM与阈值进行比较以确定所述消息是可信数据包还是不可信数据包的一部分。
附图说明
[0023]本专利技术借助于例子示出且不受附图的限制，在附图中，类似标记指示类似元件。为了简单和清晰起见而示出图中的元件，并且这些元件未必按比例绘制。
[0024]图1是其中可实施一个或多个所公开实施例的电池组的分解视图。
[0025]图2是其中可实施一个或多个所公开实施例的无线电池管理系统(WBMS)的例子的系统图。
[0026]图3是根据一些实施例的包括无线通信的多个WBMS模块的图1的电池组的概念图。
[0027]图4是示出根据一些实施例的由电池组模块接收的消息的指纹与所存储的消息签名的比较的表格。
[0028]图5A和5B是示出根据一些实施例的经由WBMS的无线通信链路接收的消息的通信信道的信道脉冲响应信号(CIR)的曲线图。
[0029]图6是根据一些实施例的用于根据信道特性的网络节点标识的方法的流程图。
[0030]图7A和7B是示出根据一些实施例的由在电池组中彼此无线通信的RF模块产生的输入签名信号与参考签名信号之间的比较的曲线图。
具体实施方式
[0031]期望经由RF链路交换消息的WBMS的模块需要高等级的信任，即，消息真实性得到保证且来源于WBMS的电池管理单元(BMU)或电池单元控制器(BCC)。
[0032]简单概述，本专利技术概念的实施例包括用于基于信道特性标识网络节点的系统和方法。电动车辆(EV)电池配置，例如，呈模块等形式的电池单元阵列，每个电池单元阵列通常具有定位于壳体中的固定天线。由于电池组中的模块的固定空间布置，两个RF节点或模块
之间的通信信道的CIR是唯一的。在制造或服务期间，在每个RF模块中预编程唯一CIR特性。在操作期间，针对每个新接收的RF消息获得并处理CIR。当接收到新数据包时，将CIR用作签名。在一些实施例中，针对已编程CIR以及所接收消息的CIR计算相似度度量，例如误差向量幅值(EVM)。由于干扰或攻击，将CIR与一组有效RF CIR签名进行比较以确定所计算的EVM值是否应拒绝或接受新接收的消息。有效节点的RF信道特性无法在电池组壳体外部轻松测量。因此，无法重构RFS，且因此无法使用外部测量技术来滥用所述RFS。
[0033]在其它实施例中，机器学习算法可由无线电池管理系统实施和执行。例如，可将神经网络(NN)或支持向量机(SVM)分类器等应用于所测量的CIR特征集，例如，与CIR区域、峰值、峰值位置、频谱功率、距离、幅值、突起、相位和或表征RF信号的唯一签名特性的其它特征相关的数据。
[0034]如图1中所示，电池组10通常包括多个个别电池单元模块102和WBMS 110。电池组10还可包括未示出的其它组件，例如电源等。如图2中所示，每个模块102可包括例如布置为阵列、集群等的多个电池单元205。如本文中所描述，每个模块102还可包括WBMS 110的电池单元控制器(BCC)204以用于监测对应电池单元205。还如图所示，个别电池单元模块102具有固定位置且定位在金属壳体或外壳1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池组，其特征在于，包括：壳体；多个网络节点，所述多个网络节点在所述壳体内部，每个网络节点具有至少一个电池单元和生成唯一射频RF签名的电池单元控制器；以及专用计算机处理器，所述专用计算机处理器将对应于在所述壳体内部的电池单元控制器与电池管理单元之间交换的传入数据包的所述唯一射频RF信号签名的传入信道脉冲响应CIR与多个所存储的有效RF CIR签名进行比较，且执行相似度度量以接受或拒绝所述传入数据包。2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述网络节点为由电池单元的布置形成的模块。3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述唯一RF信号签名的所述CIR通过所述壳体内部的所述网络节点的传输模块的天线与所述网络节点的接收模块的天线之间的固定空间布置而生成。4.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，所述传入数据包从外部恶意节点接收，并且所述相似度度量执行计算，所述计算将来自所述外部恶意节点的所述传入数据包的CIR与所述多个所存储的有效RF CIR签名进行比较以确定所述传入数据包不是可信数据包。5.根据在前的任一项权利要求所述的电池组，其特征在于，所述相似度度量包...

【专利技术属性】
技术研发人员：克拉斯，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：