识别发射设备的方法技术

一种识别发射设备的示例性方法，包括接收信号。对信号的至少一个部分进行离散傅立叶变换可产生表明发射设备的至少一个独有特征的多个频率。根据多个频率确定发射设备是否是已知设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及通信技术。更具体地，本专利技术涉及识别发射设备。
技术介绍
有多种不同的通信系统在使用。近年来，无线通信已经经历了扩张性的增长。例 如，蜂窝电话通信系统包括多个基站收发信机(BST)，其被统筹设置以提供对地理区域的无 线通信覆盖。已知的识别技术考虑基站与该基站的通信范围内的移动站(例如蜂窝电话) 之间的有效通信。最近，更小的覆盖区域蜂窝将在由基站服务的宏蜂窝的同一个地理区域内使用变 得更有可能。这种微微蜂窝或毫微微蜂窝例如在将无线通信覆盖扩展到家庭、商业建筑物 和公共场所方面提供优势。另外，这种更小的蜂窝在某些情况下实际上可增强宏蜂窝的服 务。例如，这种更小的蜂窝的更小的覆盖区域可考虑到对终端用户的更高的数据速率，可以 提高电池寿命和降低另外驻留在宏蜂窝中的终端用户的负载。随着这种更小的蜂窝的扩散，出现了其它的挑战。例如，每当移动站在驻留在宏蜂 窝中和驻留在毫微微蜂窝中之间移动时，需要位置区域更新。在成功的位置更新之前，移动 站需要被毫微微基站认证。使用传统技术在网络中引入了额外的认证流量。在某些情况下， 宏蜂窝内的大量移动站可在短时间内检测大量的毫微微基站。每一次这样的检测都会引入 额外的信令流量。在某些情况下，额外的信令流量可被称为“信令风暴”，它给系统带来很大 负担。另外，许多毫微微蜂窝将被专门配置，并仅允许特定的移动站获得接入。因此，许 多位置更新信令流量将被浪费，因为移动站在任何情况下都不允许接入毫微微蜂窝。另一个与使用已知识别技术相关联的挑战包括使每个终端用户设备的永久标识 符(即国际移动用户识别(IMSI)码)比其它方式更频繁地交换。当IMSI的交换以纯文本 发生时，网络的安全性和私密性将被影响。每个毫微微蜂窝在确定是否授权接入毫微微蜂窝之前，必须识别移动站。因此，移 动站的某些识别是必需的。通过获取移动站的IMSI来试图进行识别有几个缺点。例如，移 动站通常使用临时移动用户识别码(TMSI)。移动站发送TMSI以执行位置区域更新。如果 毫微微基站已经知道与所接收的TMSI对应的IMSI，则毫微微基站可以识别该移动站。如果 不知道，则毫微微基站必须联系核心网络中的节点以解析从TMSI到IMSI的映射。这导致 在提供该映射的网络设备上的信令负荷极大地增加。此外，TMSI由网络周期性地改变以保 护私密性，以致在毫微微基站上先前存储的映射不可靠，因为该映射随着时间而变得无效。在另一个可能的技术中，毫微微基站欺骗移动交换中心的到移动站的身份请求消 息以获得IMSI。直接接收IMSI允许毫微微基站可以准确地识别移动站。然而，在这种情况 下，IMSI在空中以纯文本发送，并考虑它以不想要或不期望的方式被检测。如果没有用于识别移动站的技术，则同信道毫微微蜂窝的部署可导致重大的信令 风暴，并降低无线通信网络的私密和安全机制。期望能够在毫微微基站处识别移动站，而没有这些缺陷。在 题 为Device Identification Via Analog Signal Fingerprinting :A Matched Filter Approach(通过模拟信号指纹识别的设备识别匹配过滤方法)”的文件 中推荐另一种识别方法。作者指出由硬件和设备之间的制造矛盾导致的模拟信号的变化考 虑到对设备进行认证。该文件公开了一种匹配过滤方法。该文章的作者并未考虑在任何无 线通信的上下文中的技术。
技术实现思路
一种识别发射设备的示例性方法包括接收信号。对信号的至少一个部分进行离散 傅立叶变换可产生表明发射设备的至少一个独有特征的多个频率。根据多个频率确定发射 设备是否是已知设备。该示例性方法利用与其它设备相比每个发射设备在所发射的信号中引入变化的 独特方式。利用对信号的至少一个部分进行傅立叶变换可允许分析该信号的该部分，以根 据信号的该部分检测变得明显的发射设备的独有特征。这允许以特有的方式识别发射设备。通过以下的详细说明，本专利技术的各个特征和优点将对本领域的普通技术人员变得 明显。下面简要描述伴随详细说明的附图。附图说明图1示意性地表示示例性通信系统的所选择的部分。图2是概括一个示例性方法的流程图。具体实施例方式图1示意性地示出无线通信系统20的所选择的部分。在该例子中，诸如毫微微基 站的覆盖基站设备22在宏蜂窝覆盖区域内提供相对小的通信覆盖区域，其中宏蜂窝覆盖 区域由底层基站收发器提供，并在M处部分且示意性地示出。在基站设备22 (例如微微基 站或毫微微基站)的覆盖区域与宏蜂窝覆盖区域M之间至少有重叠。在这两个覆盖区域 之间还有某个同信道使用。在图1的例子中，移动站沈足够靠近基站设备22以成为在基站设备22的对应蜂 窝上驻留的候选者。移动站沈向基站22提供具有对于移动站沈唯一的特定签名或无线 频率特征的信号28。来自移动站沈的信号的独有签名或特征是基于移动站沈内硬件的独 有方面。当信号在移动站沈中通过发射路径被处理时，对于移动站沈唯一的信号签名被 引入。例如，移动站沈内的本地振荡器具有相关联的稳定性。RF信号的中心频率的精确 度取决于该本地振荡器的稳定性。另外，振荡器的噪音等级确定所发射的无线频率信号的 噪音等级。典型移动站内的另一个组件包括放大器，它的线性度取决于特定的实现。诸如邻 近信道功率或误差矢量大小的信号质量测量是取决于放大器的实现。移动站内可能影响无线频率签名的另一个组件是过滤器。过滤器因制造商的不同而不同，并可随产品批次的不同而不同。影响信号签名的另一个特征是主板制造质量，它在无线频率等级上影响两个相同 规格的主板之间的相似性。主板上的组件布置、组件公差、焊接材料一致性和温度变化都可 影响最终产品的无线频率性能。这些变化可在生产设备处不时发生。发射设备的上述特征或组件的任何一个提供独有的无线频率签名，它在本专利技术的 公开示例性实施例中使用，以基于该签名唯一地识别发射设备。图1的例子包括另一个移动站30，它发射由基站设备22接收的信号32。正如在 图1中示意性地示出的，信号32的无线频率签名不同于在观处示出的信号的签名。基站设备22包括无线频率指纹识别模块34，它获取有关每个设备沈和30所发射 的信号的独有特征的信息。签名比较器模块36将所确定的签名与数据库38中的信息进行 比较，以试图将移动站识别为被允许接入对应蜂窝的设备。设备阻止器模块40方便与移动 站的通信以指明移动站是被授权通过基站22通信还是被阻止进行这种接入。如果被阻止， 则移动站继续通过宏蜂窝M的基站收发信机进行通信。图2包括示意性地表示示例性方法的流程图50。在52处，信号在基站设备22处 接收。信号具有用于确定信号签名的至少一个部分。如果签名是已知设备的签名，则发射 设备可被识别。为了说明的目的，具有已知内容的信号的一部分被用于识别。在一个例子 中，信号的一部分包括随机接入信道(RACH)前导。一个例子包括指示基站设备22的范围 内的所有发射设备(例如，宏蜂窝M内的所有发射设备)发射完全相同的RACH前导序列。 因此，所接收的信号的那个部分包括已知内容。保持在移动站之间相同的发射序列简化了 识别在来自不同移动站的信号之间的特征差异的任务。某些示例性实现并不要求信号的一 部分具有已知内容。所接收的信号的任何一个部分可用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种识别发射设备的方法，包括以下步骤：　　接收信号；　　对所述信号的至少一个部分使用离散傅立叶变换以产生表明发射设备的至少一个独有特征的多个频率；以及　　基于所述多个频率确定所述发射设备是否是已知设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-6-4 12/132,9331.一种识别发射设备的方法，包括以下步骤 接收信号；对所述信号的至少一个部分使用离散傅立叶变换以产生表明发射设备的至少一个独 有特征的多个频率；以及基于所述多个频率确定所述发射设备是否是已知设备。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述发射设备是移动站，所接收的信号是无线通信信号。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述信号的所述至少一个部分包括随机接入信道 前导。4.如权利要求3所述的方法，包括指示基站附近内的所有移动站发射相同的随机接 入信道前导序列，以致所述至少一个部分具有已知内容。5.如权利要求1所述的方法，包括确定所述多个频率是否表明所述发射设备在至少一个预定类别内；以及 如果所述发射设备在所述至少一个类别内，则确定所述发射设备是已知设备。6.如权利要求1所述的方法，包括存储与已知设备对应的至少一组频率；以及 将所产生的多个频率与所存储的至少一组频率进行比较；以及 如果在所产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M布达伊科特，IO肯尼迪，FJ穆兰尼，F皮维特，P斯坎伦，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯美国公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]