專利名稱：確保無線通信的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明整體而言關于無線通信。更明確地說，本發(fā)明關于一種通過策略性定位這 些通信的來源及/或受者以確保此等無線通信的方法及裝置。
背景技術：
隨著無線連線活動日益普及并可靠，意料中當今受到廣泛使用的所有數(shù)位運算、 數(shù)據(jù)存儲及媒體存儲裝置會變成Ad-hoc無線通信網絡的一部分。但此等網絡易于在許 多方面有數(shù)據(jù)安全性漏洞。舉例來說，個別用戶直接相互通訊而不使用中間網絡節(jié)點的 Ad-hoc網絡對于用戶及網絡創(chuàng)造出新的易受攻擊特性。為降低無線網絡的易受攻擊性，頃已開發(fā)出諸如連線等效私密(WEP)、Wi-Fi保護 存取(WPA)、可擴展認證協(xié)議(EAP)及GSM型加密等技術。雖然這些技術提供一些保護作 用，其對于多種信任、權利、身份、私密及安全性問題依然脆弱。舉例來說，雖然一特定無線 通信節(jié)點可能具有與一無線用戶通訊的正確WEP金鑰，但該用戶可能不知道該特定節(jié)點是 否可信。此外，使用此等金鑰的用戶的認證通常發(fā)生在通信堆疊的較高層。據(jù)此，即使是在 這些控制就定位的時，一惡質無線用戶或駭客可能對該通信堆疊有一些(有限的)存取。此 存取創(chuàng)造出弱點，譬如阻斷服務攻擊及其他。無線訊號隨距離退化的事實引發(fā)一種自然的保密措施，因為要攔截一訊號需要夠 接近來源方能偵測到該訊號。這對小型網絡來說特別顯著，其傳輸功率通常為低而且通信 通常以最高速率且以一 Ad-hoc方式進行。在許多情況中，物理鄰近距離對于一惡意攻擊者 來說可能是最難達成的屬性。事實上，僅可在發(fā)射器的一極短鄰近距離內被偵測到的通信 不怎么需要非常完善的保護。因此，會期望施行一種能夠利用無線訊號退化所提供的自然保密效果的優(yōu)點的無 線網絡保密系統(tǒng)。此外，會期望確保要傳輸給一用戶的任何信息僅可在該用戶所在位置存 取，致使一位于該用戶附近但不是在該用戶當前所在位置處的"竊聽者"無法接收到傳輸 給該用戶的完整訊息。

發(fā)明內容
本發(fā)明關于一種用來確保無線通信的方法及裝置。在一實施例中，以一接收器與 一發(fā)射器間的距離為基礎采取不同保密措施，借此使無線通信中的數(shù)據(jù)只有在特定信任區(qū) 內被收到方可被解調制。在另一實施例中，多個位串流片段通過多個發(fā)射器傳輸?shù)揭晃挥?這些發(fā)射器發(fā)出的傳輸型樣相交的一區(qū)域內的接收器。另一選擇，接收器在發(fā)射器發(fā)出的 封包數(shù)據(jù)單元(PDUs)上執(zhí)行一函數(shù)。在另一實施例中，將一調制星座的主要調制點劃分成 鄰近次要調制點的叢集，其僅可由一在發(fā)射器的范圍內的接收器解調制。在另一實施例中，
4傳輸一主波形，其用具有已編碼解擾密信息的分級調制(HM)疊加于一 QPSK訊號。


以下以舉例方式并參照附圖更詳細地說明本發(fā)明，其中圖1是一示出一接收器解碼器的有效輸入SNR與該解碼器的輸出BER間的一關系 的曲線圖表現(xiàn)；圖2是一無線通信系統(tǒng)的方塊圖，其包含依據(jù)本發(fā)明用來確保無線通信的一發(fā)射 器及一接收器；圖3是一示出規(guī)格化安全近接半徑(NSPR)與已知符號在R = 1、Y = 2條件下的 關系的曲線圖表現(xiàn)；圖4是一示出NSra與已知符號在R = 1、Y = 4條件下的關系的曲線圖表現(xiàn)；圖5是一示出NSra與已知符號在R = 1/2、y = 2條件下的關系的曲線圖表現(xiàn)；圖6是一示出NSra與已知符號在R = 1/2、y = 4條件下的關系的曲線圖表現(xiàn)；圖7是一依據(jù)本發(fā)明一實施例具備多個用來確保無線通信的信任區(qū)的保密網絡 的簡圖；圖8是一傳統(tǒng)網絡，其中一竊聽者可截收一從一 AP傳輸?shù)揭?WTRU的位串流；圖9是一依據(jù)本發(fā)明另一實施例的網絡，其中多個Al^s的每一者傳輸P而s給一位 于這些APs每一者的傳輸型樣相交的一信任區(qū)內的WTRU以確保無線通信；且圖10示出一 QPSK調制星座，其例示如何依據(jù)本發(fā)明另一實施例確保無線通信。
具體實施例方式在本說明書中，術語"無線傳輸/接收單元"(WTRU)非局限性包含一用戶設備 (UE)、一移動站、一固接或移動用戶單元、一呼叫器、一站臺(STA)或任何其他能夠在一無 線環(huán)境中運作的裝置類型。在本說明書中，術語"存取點"(AP)非局限性包含一基地臺、 一 B節(jié)點、一網點控制器或無線環(huán)境中的任何其他介接裝置類型。本發(fā)明奠基于大多數(shù)傳統(tǒng)信道碼(例如Turbo碼、低密度同位碼(LDPC)、或類似 物)在大多數(shù)實務架構中是接近于香農極限(aiarmon limit)運作的事實。在應用于無線 通信系統(tǒng)時，(忽略衰落效應)，接收器解調制數(shù)據(jù)的能力幾乎是接收器解碼器處的輸入的 有效SNR的一二進制函數(shù)。本發(fā)明的特征可被并入一集成電路(IC)內或被建構在一含有眾多互連組件的電 路中。圖1是一示出有效解碼器輸入SNR與一解碼器輸出BER間的一關系的曲線圖表 現(xiàn)。存在一臨界SNR，致使在實際有效SNR掉到該臨界SNR以下時，該解碼器完全失效(亦 即解碼器輸出BER是1)，且一無線通信內的數(shù)據(jù)無法被讀取。相反地，如果解碼器輸入處的 實際有效SNR高于該臨界SNR，則解碼器輸出處的誤差可能性極低且無線通信內的數(shù)據(jù)有 極高可能性被讀取。由于其假設信道碼逼近香農極限，故可假設編碼作業(yè)系以香農容量速率進行。此 外，最好實際上是考量頻譜效率工作，因為這使數(shù)字結果與帶寬無關。就一復數(shù)值相加高斯 白雜訊(AWGN)信道來說，香農容量速率為
R = log2(l+SNR)方程式(1)其中SNR系以取向使用。一般認定對于高于此速率的編碼率來說，可靠信 息解碼是不可能的，且對于低于此速率的編碼率來說，本質上來說保證有可靠的信息解碼。 事實上，在有大區(qū)塊長度碼譬如LDPC和Turbo碼的情況下，這是現(xiàn)實可行的假設。SNR基本上取決于發(fā)射器與接收器間的距離。SNR對于離發(fā)射器的距離的相依性 由下述一功率定律給出
權利要求
1.一種用于確保無線通信的方法，該方法包括傳輸一已加密信號到一無線傳輸/接收單元，以致該已加密信號的解密取決于與該無 線傳輸/接收單元相關的一信任區(qū)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于該信任區(qū)是多個地理信任區(qū)的其中之一。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述傳輸一已加密信號包括在該信任區(qū) 是一第一信任區(qū)的條件下允許該已加密信號的解密，以及在該信任區(qū)是一第二信任區(qū)的條 件下防止該已加密信號的解密。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于所述傳輸一已加密信號包括通過使用一分 級調制點來調制一信息而產生該已加密信號，該分級調制點是選自一分級調制星座。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于所述調制一信息包括使用一第一加密碼而加密該信息；使用該分級調制點的一第一調制位準而調制所加密信息；以及使用該分級調制點的一第二調制位準而調制該第一加密碼。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于所述防止解密包括在該第二信任區(qū)中防止 該第二調制位準的偵測。
7.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于所述傳輸一已加密信號包括使用一擾密序 列而擾密該信息中的一符號。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于所述允許解密包括提供該擾密序列的一部 分到該無線傳輸/接收單元。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于該第一信任區(qū)包括一第三信任區(qū)和一第四 信任區(qū)，且所述提供該擾密碼的一部分包括在該無線傳輸/接收單元與該第三信任區(qū)相關的條件下提供該擾密碼的一第一部分 到該無線傳輸/接收單元；以及在該無線傳輸/接收單元與該第四信任區(qū)相關的條件下提供該擾密碼的一第二部分 到該無線傳輸/接收單元。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于所述允許解密包括認證該無線傳輸/接收 單元。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于該第一信任區(qū)包括一第三信任區(qū)和一第 四信任區(qū)，且所述認證該無線傳輸/接收單元包括在該無線傳輸/接收單元與該第三信任區(qū)相關的條件下使用一第一認證方法而認證 該無線傳輸/接收單元；以及在該無線傳輸/接收單元與該第四信任區(qū)相關的條件下使用一第二認證方法而認證 該無線傳輸/接收單元。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于還包括通過調整一傳輸參數(shù)而調整該信任區(qū)的大小。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于該傳輸參數(shù)是一編碼率架構、一擊穿架 構或一功率架構。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于還包括確認該無線傳輸/接收單元的位置。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于所述確認該無線傳輸/接收單元的位置 包括傳輸一第一位置查驗信息到該無線傳輸/接收單元；以及接收從該無線傳輸/接收單元來的一第一響應，其中該第一響應指出該無線傳輸/接 收單元是否把該第一位置查驗信息譯碼。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其特征在于所述確認該無線傳輸/接收單元的位置 包括調整該傳輸參數(shù)；傳輸一第二位置查驗信息到該無線傳輸/接收單元；以及接收從該無線傳輸/接收單元來的一第二響應，其中該第二響應指出該無線傳輸/接 收單元是否把該第二位置查驗信息譯碼。
17.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述傳輸一已加密信號包括傳輸一信息 的一第一部分。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其特征在于所述傳輸一信息的一第一部分包括選 擇該信息的該第一部分，以致該信息可以通過把該信息的該第一部分與該信息的一第二部 分串接而被恢復。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其特征在于所述傳輸一信息的一第一部分包括把 該信息擾密并選擇所擾密信息的第一部分，以致該信息可以通過把該信息的該第一部分與 該信息的一第二部分串接和把該信息的所串接第一與第二部分解擾密而被恢復。
20.根據(jù)權利要求17所述的方法，其特征在于所述傳輸一信息的一第一部分包括選 擇該信息的該第一部分，以致該信息可以通過把一異或函數(shù)施用于該信息的該第一部分與 該信息的一第二部分而被恢復。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用來確保無線通信的方法及系統(tǒng)。在一實施例中，以一接收器與一發(fā)射器間的距離為基礎采取不同保密措施，借此使無線通信中的數(shù)據(jù)只有在特定信任區(qū)內被接收到方可被解調制。在另一實施例中，多個位串流片段通過多個發(fā)射器傳輸?shù)揭晃挥谶@些發(fā)射器發(fā)出的傳輸型樣相交的一區(qū)域內的接收器。另一選擇，接收器在發(fā)射器發(fā)出的封包數(shù)據(jù)單元(PDUs)上執(zhí)行一函數(shù)。在另一實施例中，將一調制星座的主要調制點劃分成鄰近次要調制點的叢集，其僅可由一在發(fā)射器的范圍內的接收器解調制。在另一實施例中，傳輸一主波形，其用具有已編碼解擾密信息的分級調制(HM)疊加于一QPSK訊號。
文檔編號H04W16/30GK102098670SQ20111004141
公開日2011年6月15日 申請日期2005年11月21日 優(yōu)先權日2004年11月23日
發(fā)明者亞倫·G·卡爾頓, 亞蘭·C·L·布萊恩肯, 亞歷山大·瑞茨尼克, 伯拉哈卡·R·季塔布, 尤根德拉·C·夏 申請人:美商內數(shù)位科技公司