信号处理的制作方法
【专利摘要】本发明涉及处理信号数据的方法，所述信号数据包括未加密部分和加密部分，所述方法包括：在接收器处接收信号数据；处理信号数据的样本以提供经处理的信号样本，其包括涉及信号数据的加密部分的数据和涉及信号数据的未加密部分的数据，将未加密信号数据与至少一个基准信号相比较以确定包括以下中的至少一个的信息：(i)在其处从源发送信号的时间以及(ii)源的身份；基于所确定的信息并从远离接收器的源请求一组加密基准信号样本；在远离接收器的处理设备上将该组加密基准信号样本与所接收的加密信号数据相比较以识别任何匹配信号样本。
【专利说明】
信号处理
技术领域
[0001]本发明涉及用于信号处理的装置、方法、和用于计算机的程序以及并入相同内容的系统。特别地但不是排他性地，其涉及使用一般性地加密导航信号以及尤其是伽利略PRS信号的对抗故意和非故意威胁的增强的稳健性的定位系统的开发。
【背景技术】
[0002]诸如全球定位系统(GPS)、格洛纳斯、伽利略和北斗的卫星导航系统被用于向各种各样的应用提供位置、速度和定时信息。卫星导航系统通过向装备有接收器设备的用户广播定时信号来工作。
[0003]常规的接收器设备包括参考内部时钟内部地生成匹配由卫星广播的那些信号的信号的模块。这些信号是以定义的格式并且针对每个系统在公开文献中被指定。接收器使这些内部“复制”信号与所接收的卫星信号互相关联以针对每个卫星提取正确信号定时和载波相位以及频率。接收器还解码在使得接收器能够知道每个卫星定位的卫星广播消息内包含的信息。
[0004]接收器使用互相关联过程的结果来针对从每个卫星接收的信号确定飞行时间。在数学过程中将飞行时间与若干卫星的定位信息结合来计算接收器天线的位置。
[0005]除了支持扩大范围的商业应用，还在安全和防卫领域中使用卫星导航系统。然而在商业领域中，使用未加密的或公开服务的信号来获取接收器的位置，在安全和防卫领域内，使用安全的加密信号。在伽利略系统中，这被称为公共规范服务，或PRS，并且其它系统提供类似的服务。也以预定义的格式广播安全的信号;然而这样的格式不是公共信息。卫星系统负责加密信号，并且由专门的安全的接收器设备来解码信号。
[0006]在已知的安全的接收器中，通过使用安全模块或安全功能(securityfunct1n)来达到这点。安全模块通常是接收器的物理组件。安全模块/功能包括并处理使得安全的信号能够被接收器使用的密码学算法。安全模块能够生成所请求的信息来接收并处理加密信号以及解码加密广播消息，所述加密广播消息包括关于卫星轨道和时钟的信息以及其它系统和安全信息。每个接收器需要其自己的安全模块/功能。
[0007]只有这样的安全模块具有有效的密码学密钥和解锁解码加密信号的过程所需要的其它参数/信息，这样的安全模块才将运行。需要将密钥加载到接收器中。可以(使用特殊装置)手动地或使用被称作“无线(over-the-air)”的技术自动地完成该过程。密钥和密码学材料对卫星导航系统的安全来说是关键的，并且因此有必要保护材料的分布和管理。这可能在使用加密导航信号的接收器的运行上强加大量的开销。
[0008]以Thales名义的W0/2012/007720描述了用户接收器，其包括捕获宽带信号样本(包括伽利略公开服务和加密公共规范服务(PRS))的能力。用户接收器包括处理模块，其可以处理被用于计算如上面描述的用户的位置、速度和时间(也被称作“PVT”信息)的公开服务信号。采用捕获宽带样本将公开服务PVT信息传输到中央服务器。中央服务器可以访问其用于处理捕获信号的PRS元素的安全的PRS信息。服务器使用PRS信息来分离地计算用户的PVT。以这种方式，可以减少持有安全的密码学信息的PRS安全模块的数量，因为在每个接收器中包括安全模块不是必需的。中央服务器将公开服务PVT与服务器计算的PRS PVT相比较并使用该信息来实现鉴别过程。
[0009]然而，该方法依赖于传达大量的宽带RF捕获信号。这在可利用的通信带宽、广播PRS信号样本所需的功率和通信的成本方面有限制。另外，这需要公开服务接收器在用户侧处运行。在许多实例中，用户不需要知道他的/她的位置(例如该定位信息可能被提供给第三方，并被用作紧急信标，或用于提供交通工具正被如何驾驶的信息等)。为了运行公开服务，接收器不必要地在用户侧处的电池上放置另外的负载。另外，所描述的方法和装置依赖于公开服务PVT的广播，并且该信号可以被截取、干扰或故意地阻塞(这是存在分离的加密信号的原因之一)。
[0010]NAVSYS公司提出了被称作TIDGET的低成本GPS传感器(在US 5379224中描述的)，其利用分布式GPS软件接收器概念。TIDGET传感器不追踪GPS信号，而是替代地捕获被传达至忡央服务器的未加工的GPS样本的“快照(snapshot)”。在服务器处，处理样本以确定用户的PVT信息。题为“PPS Posit1ning in Weak Signal GPS Environments using a TIDGETSensor(使用TIDGET传感器在弱信号GPS环境中的PPS定位)”的相关论文(1N GNSS 2010的会刊，2010年9月于俄勒冈州波特兰市)描述了能够如何通过使用现场单元将TIDGET概念应用于GPS军用信号以捕获未加工的射频(RF)数据，其被传达至中央服务器用于直接注入到常规GPS精确定位服务(PPS)硬件接收器中。
【发明内容】
[0011 ]根据本发明的第一方面，提供了处理信号数据的方法，该信号数据分组括未加密部分和加密部分，该方法包括:
(i)在接收器处接收该信号数据；
(ii)处理该信号数据的样本以提供经处理的信号样本，其包括涉及该信号数据的加密部分的数据和涉及该信号数据的未加密部分的数据，
(iii)将未加密信号数据与至少一个基准信号相比较以确定包括以下中的至少一个的信息:(i)在其处从源发送该信号的时间以及(ii)源的身份；
(iv)基于所确定的信息并从远离接收器的源请求一组加密基准信号样本；
(V)在远离接收器的处理设备上将该组加密基准信号样本与所接收的加密信号数据相比较以识别任何匹配信号样本。
[0012]在一个示例中，本方法是鉴别信号数据源和/或信号内容的方法，并且倘若确定了在该组加密基准信号样本和所接收的加密信号样本之间的至少一个匹配那么鉴别信号源。
[0013]替换地或附加地，本方法是识别加密数据信号的方法，并且本方法还包括基于匹配(一个或多个)加密信号样本的识别导出数据以确定在加密数据信号中编码的信息。在这样的示例中，由于只将基于所确定的信息的加密基准信号与所接收的信号样本相比较，因此可以快速地确定用于比较的候选样本。
[0014]这样的方法可以具有到全球导航卫星系统(GNSS)的特定应用。在这样的示例中，可以有许多分布式并且可移动的接收器(例如，基于交通工具的导航帮助、安全信标(beacon)、蜂窝电话等)。如对技术人员熟悉的那样，这样的接收器经常使用其中包含的处理电路执行追踪，但在上面描述的方法中，可以将追踪接收器的功能性分布在现场接收器和远程处理设备(例如，中央服务器)之间。GNSS服务通常并入加密部分(例如，伽利略中的公共规范服务(PRS)，GPS中的PRS)和公开的未加密部分。在如上面陈述的一个方法中，加密导航信号可以被用于鉴别从公开的未加密信号中获取的测量结果(measurement)和/或用于为接收器直接地提供稳健的位置和时间数据而不需要将导航加密秘钥分布到现场接收器单元。
[0015]在优选实施例中，由至少三个实体实现本方法:接收器、诸如中央服务器的远程处理设备、以及安全模块，所述安全模块优选地持有使其能够生成加密接收器信号样本的密钥。在一个示例中，由接收器实现步骤(i)和(ii)，并且然后将经处理的信号样本传输到远程处理设备用于进一步处理。然而，在其它示例中，也可以由接收器执行步骤(iii)，并且所确定的信息可以是涉及未加密信号数据部分的数据或形成其部分，所述未加密信号数据部分继而形成经处理的信号样本的部分(在该情况中，在步骤(ii)之前或与其同时地实现步骤(iii))。
[0016]远程处理设备可以使用所接收的信息来从安全模块请求一组加密基准信号。安全模块还可以接收经处理的信号样本，或者至少涉及在接收器处接收的信号数据的加密部分的部分，并且然后执行步骤(V)。这可以帮助总体上改善系统的安全。然而，可以从安全模块向远程处理设备传输所生成的该组加密基准信号，所述远程处理设备可以执行步骤(V)。
[0017]这样的方法处理(address)迄今为止提出的GNSS技术针对稳健的、精确的定位的限制，其通常需要用于加密信号的密钥来被分布到现场接收器单元。如技术人员将领会的那样，密钥分布是繁重的，尤其是由于必须以安全的方式完成它。另外，在接收器和诸如中央服务器的其它处理设备之间的GNSS接收器核心功能性划分的选项节约了接收器所需的处理电路和电池功率(这也可以允许接收器变得更小)，或另外可以增加处理速率、信号检测等。
[0018]本方法还可以减少所谓的“定位时间(time-t0-fiX，TTF)”(g卩，识别信号的卫星源所花费的时间)，因为只选择了可能的加密基准样本的子集用于比较，其中使用所确定的信息来选择该子集。尽管上面已经陈述了本方法对GNSS的特定应用，但是也可以在陆地导航和定位系统(例如，伪卫星、无线电导航、无线电定位系统和使用机会信号用于定位)中使用本方法。本方法还可以具有在导航领域之外的应用，并可以被用于时钟信号、或甚至(indeed)任何数据信号。
[0019]在本发明的优选实施例中，布置处理信号样本的步骤以在传输信号样本之前减少信号样本大小。这是有优势的，因为这减少了传输信号所需要的带宽，其可以继而减少了通信成本(所占用的通信带宽和因此潜在的数据费用)和/或允许发送更高量的信号。
[0020]在特定优选实施例中，减少信号使得其表示最小值的、或基本上最小值的数据量，以保证成功处理加密信号数据。当然，在实践中，所使用的带宽减少模型(以及对特殊应用来说可接受的性能妥协)将导致不同数据量的用于传输，其可能比技术上的最小值更大，但是优选地是(或接近)在情况中适当的最大减少。
[0021]这样的方法可以包括以下中的一个或多个:信号下变换、模拟或数字信号的滤波到分离的未加密和加密流(stream)中用于处理、数据样本的减少、滤波以仅保持完整信号带的分段、例如包括一个或多于一个频谱波瓣。
[0022]在将未加密和加密信号分离到两个流中用于处理的示例中，所述两个流可以随后被翻译、重新取样并合计到一起，例如在执行其它样本减少处理之前。
[0023]在其它示例中，其将未加密和加密信号分离到两个窄带流中用于数据压缩，所述两个流可以随后在频率中被翻译，被结合到一起成为单个窄带流并被重新取样。可以采用不同的伪随机数(PRN)序列展开在两个流中的所有信号，从而保持低水平的互相关性。可选地，可以仅当知道在任一信号带中都没有干扰时才完成这点。该方法可以与其它数据减少处理相结合。
[0024]如技术人员将意识到的那样，这样的过程将增加信号噪声，但是未加密和加密信号数据两者都可以存在于相同的经处理的信号样本数据分组中，并且可以在比较信号的步骤之前被提取和恢复。
[0025]在其中使用加密数据来鉴别未加密数据的实施例中，接受在加密信号中的信号功率损失(例如，仅使用在BOC调制信号中的单侧波瓣)可以是可能的，因为在未加密信号上执行采集(acquisit1n)并且出于鉴别目的的受限搜索在加密信号中。
[0026]本方法可以替换地或附加地包括在传输到处理设备之前预筛选(pre-screen)所接收的信号。在一些示例中，如果信号没有满足预确定的标准那么可以中断本方法。
[0027]这样的所捕获的信号预筛选可以检查信号质量和/或检测高水平干扰、不期望的或伪造信号的存在。这样的预筛选可以包括对自动增益控制运行(AGC)、模数转换水平、所捕获的信号频谱、信号自相关性质或多天线空间滤波和空间信号分析等的统计学分析。注意，这样的筛选在本文中被称为“预筛选”，因为可以从未加密数据部分在处理设备处所确定的信息上执行所捕获的数据的另外的筛选，例如基于所检测的信号强度水平和成功的采集标准。在一些示例中，如果预筛选指示所捕获的信号不满足预确定的标准，那么本方法可以进一步包括以下中的一个或多个:(i)通过重新捕获信号重新开始本方法，(ii)生成用户通知，(iii)适配捕获参数，(iv)使用反干扰技术，或(V)中止信号捕获。
[0028]在优选实施例中，预筛选可以被用于确定需要被捕获和/或被包括在经处理的信号样本中的信号的量以保证在经处理的信号样本中有足够的数据以允许实现加密信号的比较步骤，并且可以从而向信号减少步骤提供输入。在这样的示例中，(一个或多个)“好的”信号可以允许形成更小的经处理的信号。
[0029]本方法可以进一步包括在传输到远程处理设备之前加密和/或密码学上签名经处理的信号的至少部分。在这样的示例中，本方法还进一步包括在远程处理设备处解密信号。这增加了本方法的安全性。
[0030]所提出的方法可以使用加密来保证使从用户发送到远程处理设备的未加密信号数据安全，保护对抗来自使用技术的安全性妥协并保证用户的定位保持被保护。
[0031]在一些示例中，在远程处理设备处将所接收的未加密信号样本与至少一个基准信号相比较以确定来自未加密信号部分的信息的步骤可以包括确定接收器的位置和速度中的至少一个。这是有优势的，因为可以或者立即或者如果被实现的话在鉴别步骤之后容易地利用数据。
[0032]将信号样本与基准样本相比较的步骤可以包括互相关联。这样的方法对技术人员来说将是熟悉的。
[0033]一旦已经确定了至少一个匹配加密数据样本，就可以排除与(一个或多个)未匹配的加密数据样本相关联的(一个或多个)未加密信号样本，并且在进一步的数据处理中可以仅利用经匹配的(即，经鉴别的)信号样本。
[0034]在一些示例中，可以解密/解码经匹配的加密信号样本以确定信号的内容。在导航系统的上下文中，这可以包括确定在接收信号时的用于接收器的位置、速度和/或时间数据。
[0035]本方法可以进一步包括存储从信号样本确定的任何数据和/或发送从其中确定的数据到接收器。这允许接收器的用户知道他们的位置，这在一些实施例中可以是有优势的。
[0036]根据本发明的第二方面，提供了用于处理信号数据的装置，该信号数据分组括未加密部分和加密部分，该装置包括至少一个以下中的每一个:接收器、远程处理设备和安全模块，其中:
(i )安全模块包括基准信号生成器，其被布置成生成一组加密基准信号样本；
(i i )接收器被布置成接收信号数据并包括处理电路，其被布置成处理信号数据以提供经处理的信号样本，其包括涉及所接收的信号数据的加密部分的数据和涉及所接收的信号数据的未加密部分的数据，并且进一步包括传输器用于将经处理的信号样本传输至远程处理设备；
(iii)远程处理设备和接收器中的至少一个包括处理电路，其包括比较模块用于将信号数据与基准信号样本相比较，并且被布置成将所接收的未加密信号数据与至少一个基准信号相比较以确定至少包括以下中的至少一个的信息:(i)在其处从源发送该信号数据的时间以及(ii)源的身份；
(iv)远程处理设备包括通信装置，其被布置成基于所确定的信息请求生成加密基准信号样本；
(V)安全模块被布置成基于所述请求生成一组加密基准信号样本;以及(vi)安全模块和远程处理设备中的至少一个包括比较模块，其被布置成将该组加密基准信号样本与所接收的加密信号数据相比较以识别任何匹配信号样本。
[0037]在一个示例中，本装置被布置成鉴别信号数据源和/或其内容，并且倘若在该组加密基准信号样本和所接收的加密信号样本之间有匹配那么鉴别信号源/数据。在这样的示例中，远程处理设备可以包括鉴别模块，其被布置成基于相关加密信号部分匹配基准样本的确定鉴别从比较模块输出的关于未加密信号的信息。
[0038]替换地或附加地，本装置被布置成识别加密数据信号，并且本装置被布置成基于识别(一个或多个)匹配的加密信号样本导出数据以确定在加密数据信号中编码的信息。在这样的示例中，由于仅将基于所确定的信息生成的该组加密基准样本与所接收的信号样本相比较，因此可以相对快速地确定用于解密的候选样本。另外，另外的数据(诸如提供关于接收器的移动或进一步的位置信息源的信息的接收器传感器数据)可以被用于进一步约束从安全模块请求的该组加密基准样本。在这样的示例中，接收器可以进一步包括一个或多个传感器(例如，速度计、加速度计、高度计、指南针、蜂窝电话接收器装置等)，并且可以将传感器信息或者作为经处理的信号样本的部分或者分离地发送至远程处理设备。
[0039]这样的装置可以是全球导航卫星系统(GNSS)的部分，并且接收器可以是GNSS接收器，其可以是手持的，被安装在交通工具中，被并入移动电话或其它移动计算设备中等。在这样的示例(并且供诸如其它陆地导航和定位系统(例如，伪卫星、无线电导航、无线电定位系统和使用机会信号用于定位)的其它系统使用)中，可以因此有许多分布式并可移动的接收器。
[0040]在本发明的优选实施例中，接收器的处理电路包括压缩模块，其被布置成在传输信号样本之前减少信号样本的大小。注意，以减少信号带宽和/或比特数的广义来使用如本文中使用的术语“压缩”。压缩可以是有损的，并且可以包括以下中的一个或多个:信号下变换、模拟或数字信号的滤波到分离的未加密和加密流中用于处理、数据样本的减少、滤波以仅保持完整信号带的分段、例如包括一个或多于一个频谱波瓣、或对本领域技术人员来说熟悉的任何其它压缩方法。
[0041]这是有优势的，因为其减少了传输信号所需要的带宽，其可以继而减少了通信成本和/或允许发送更大量的信号。压缩模块可以被布置成基本上尽可能地最小化数据，同时保证保留足够的数据以允许成功地处理加密信号数据。
[0042]在一些示例中，接收器可以进一步包括筛选模块，其被布置成在传输到远程处理设备之前预筛选所接收的信号。
[0043]这样的所捕获的信号预筛选可以检查信号质量和/或检测高水平RF干扰、不期望的或伪造信号的存在。这样的预筛选可以包括对自动增益控制运行(AGC)、模数转换水平、所捕获的信号频谱、信号自相关性质或多天线空间滤波和空间信号分析等的统计学分析。
[0044]筛选模块可以向压缩模块提供输入。例如，筛选过程的结果可以被用于确定需要被捕获并处理的信号的量以保证在经处理的信号样本中有足够的数据以允许实现未加密和/或加密信号的比较步骤。
[0045]接收器可以进一步包括加密模块，其被布置成在传输到处理设备之前加密和/或密码学上签名经处理的信号的至少部分。在这样的示例中，远程处理设备可以包括解密模块。另外，接收器可以包括模数转换器，其被布置成数字化所接收的信号。将容易地处理经数字化的信号。
[0046]在一些示例中，接收器可以包括比较模块，其被布置成将所接收的未加密数据样本与本地生成的基准样本(即，由接收器的处理电路生成的)相比较。在这样的示例中，接收器可以被布置成如常规的“公开服务”GNSS接收器那样运行并且可以使用该比较来确定诸如位置数据的数据，其可以被显示给用户和/或可以形成经处理的数据信号的部分被发送用于远程处理。然后用户可以在该数据的远程处理之后从该数据的鉴别中获益，而不实际上访问密钥以使用加密服务其自身。然而，在其它示例中，例如其中该数据被用于追踪接收器设备的位置、和/或有最小化接收器单元的处理/电池需求的期望，可以在远程处理设备处实现大多数或所有的实质性GNSS处理步骤(例如，采集等)。
[0047]因此，在其它示例中，在远程处理设备处提供比较模块，并且其被布置成将所接收的信号样本与至少一个基准信号相比较以确定来自信号样本的信息。为了该目的，远程处理设备可以进一步包括基准信号生成器。
[0048]所确定的信息可以被用于确定一组信号样本以与加密数据样本匹配。该信息可以附加地包括接收器的位置或速度中的至少一个。
[0049]一旦已经确定了至少一个匹配加密数据样本，就可以排除与(一个或多个)未匹配的加密数据样本相关联的(一个或多个)未加密信号样本，以便仅在数据的进一步处理中利用由鉴别模块鉴别了的信号样本。
[0050]在一些示例中，可以解密和/或解码经匹配的加密信号样本以确定信号的内容。在导航系统的上下文中，这可以包括确定在接收信号的时间处的用于接收器的位置、速度和/或时间数据。从而安全模块可以包括解密模块和数据内容模块中的至少一个，所述数据内容模块被布置成识别信号内容(在GNSS的示例中，其将通常是通过参考被用于生成匹配加密信号的数据，因此这可以被与在接收器处接收的原始信号相关联。然而，在其它示例中(以及也在GNSS的一些示例中)，可以通过解密并解码信号或基准信号其自身来访问数据)。
[0051]为了与彼此通信，接收器、远程处理设备和安全模块中的每一个、一些、或所有可以进一步包括(一个或多个)通信模块。
[0052]在一个实施例中，在由处理电路确定的时间处捕获所接收的信号用于处理，并且在其处捕获信号的时间被改变。特别地，该时间可能以公众不知道的(并且优选地不容易确定的)方式被改变。该时间可以以确定性方式被改变，例如如通过伪随机数生成器(PRNG)确定的那样。PRNG可以根据由远程处理设备分享的种子运行。然而，可以以另一方式确定该时间，只要远程处理设备也可以导出取样的正确时间以验证在适当的时间收集了该数据(例如，可以有对两个设备来说都已知的预确定的序列等)。这可以是有优势的，因为其意味着如果确定了在错误的时间处收集了信号那么可以阻碍哄骗接收装置的尝试(即，假扮远程处理设备成为特定的接收装置，例如以便误导远程处理设备关于接收器的正确位置)。
[0053]在一些示例中，密码学上签名和/或加密涉及捕获时间的经处理的信号的至少时间数据分量。这是有优势的，因为如果在传输中捕获信号，它防止了使用时间数据来准备貌似真实的但是误导性的置换经处理的信号。
[0054]可以在硬件、软件、固件等中体现上面提及的模块中的每一个，并且可以将它们分布到一个或多个物理实体中。实际上，安全模块可以形成远程处理设备的部分，但是将领会的是，优选地使用物理的和/或技术上的安全装置保持在其中的内容是安全的。例如，其可以被布置在防篡改外壳中，或使得一旦外壳被破坏，就清除其上持有的数据。其它方法/装置将对技术人员来说是熟悉的。
[0055]根据本发明的第三方面，提供了用于接收包括未加密部分和加密部分的信号的装置，该接收器被布置成接收信号并且包括处理电路，其被布置成处理信号以提供包括涉及信号的加密部分的数据和涉及信号未加密部分的数据的经处理的信号样本，其中相对于所接收的信号大小压缩该经处理的信号样本，并且进一步包括传输器用于将经处理的信号样本传输至远程处理设备。
[0056]压缩方法可以例如包括信号下变换、模拟或数字信号的滤波到分离的未加密和加密流中用于处理、数据样本的减少、滤波以仅保持完整信号带的分段、例如包括一个或多于一个频谱波瓣。数据压缩/减少的其它方法将对技术人员来说是熟悉的和/或在上面被描述了。
[0057]在一个实施例中，在由处理电路确定的时间处捕获所接收的信号用于处理，并且在其处捕获信号的时间被改变。特别地，该时间可能以公众不知道的(并且优选地不容易确定的)方式被改变。该时间可以以确定性方式被改变，例如如通过伪随机数生成器确定的那样。这可以是有优势的，因为其意味着如果确定了在错误的时间处收集了信号那么可以阻碍哄骗接收装置的尝试(即，假扮远程设备成为特定的接收装置，例如以便误导远程处理设备关于接收器的正确位置)。
[0058]接收器可以具有关于本发明的第二方面描述的接收器的特征中的任何特征和/或可以被布置成实现本发明的第一方面的方法的由接收器实现的步骤。
[0059]根据本发明的第四方面，提供了用于处理包括未加密部分和加密部分的信号样本的装置，该装置包括远程处理设备和安全模块，其中:
(i )安全模块包括信号生成器，其被布置成生成一组加密基准信号样本；
(i i )远程处理设备包括处理电路，其被布置成接收包括涉及该信号的加密部分的数据和涉及该信号的未加密部分的数据的信号样本，并且被布置成从其中确定以下中的至少一个:(i)在其处从源发送该信号的时间以及(ii)源的身份;并且通信装置被布置成请求加密基准信号样本；
(iii)安全模块被布置成基于所确定的信息生成一组加密基准信号样本;以及
(iv)远程处理设备和安全模块中的至少一个包括比较模块，该比较模块被布置成将该组加密基准信号样本与所接收的加密信号数据相比较以识别任何匹配信号样本。
[0000]在一个示例中，远程处理设备包括一个比较模块或该比较模块用于比较所接收的数据基准信号样本，并且所述比较模块被布置成将所接收的未加密信号数据与至少一个基准信号相比较以确定包括以下中的至少一个的信息:(i)在其处从源发送该信号的时间以及(ii)源的身份。然而，在其它示例中，可以将该信息提供为所接收的数据的部分。
[0061]远程处理设备和安全模块可以具有关于本发明的第二方面描述的远程处理设备/安全模块的特征中的任何特征和/或可以被布置成实现本发明的第一方面的方法的如适当地由远程处理设备/安全模块实现的步骤。
【附图说明】
[0062]为了示出可以如何使本发明生效，现在在下面仅以示例的方式并参考附图描述本发明的实施例，其中:
图1示出被布置成实现根据本发明的一个实施例的方法的系统的总览；
图2示出陈述由根据本发明的一个实施例的接收机实现的步骤的流程图；
图3A和3B根据本发明的实施例示出关于在图2中的步骤中的一些的细节；
图4示出陈述由根据本发明的一个实施例的远程处理设备实现的步骤的流程图；
图5A和5B根据本发明的实施例示出由远程处理设备和/或安全模块实现的进一步的步骤；
图6示出用于接收器的示意性示例性布局；
图7示出用于远程处理器的示意性示例性布局；以及图8示出用于安全模块的示意性示例性布局。
【具体实施方式】
[0063]在图1中示出了用于实现本发明的实施例的装置的示意性总览。该装置包括正在广播信号的多个卫星100和能够接收广播信号的接收器102。在该示例中，接收器102是现场单元，或便携式用户接收器。接收器102经由通信网络104与中央服务器106通信。服务器106还与安全模块108通信，安全模块108提供安全的信息的源。
[0064]尽管示出了单个服务器106和分离的安全模块108，但是可以在更多或更少的物理实体之间分享功能。当然，在实践系统中，很可能在任何时间都将有多个接收器102在运行中。
[0065]如在本文中的示例中描述的那样，通信网络104是无线网络，例如2G/3G/4G蜂窝、WMAN、WLAN、WPAN、RF、卫星通信等。然而，通信信道可以替换地是在线(on-line)有线的(例如，PSTN、LAN、USB等)或离线的(例如，使用便携式存储设备或其它数据存储媒体)等。
[0066]存储在安全模块108内的安全的信息包括密码学材料，其被用于生成加密GNSS信号的本地复制用于与所接收的RF信号样本互相关联。
[0067]在图2中的概要中陈述了根据本发明的一个实施例的过程。在图2的实施例中，接收器102被用于从卫星捕获RF GNSS信号样本(步骤200)，其包括公开的GNSS信号服务和加密GNSS信号。
[0068]接收器102包括一些减少负载的处理，其被用于减小用于与服务器106通信所需的数据消息的大小以及用于检查信号质量(步骤202)。在下面关于图3更详细地描述该步骤。接收器102汇编(assemble)由经处理的RF信号样本组成的数据分组(并且可以包括经预处理的公开信号观察和/或诊断，诸如噪声/干扰水平的分析、多普勒信息等)(步骤204)。
[0069]在该示例中，然后加密数据分组(步骤206)，但是这不需要在所有实施例中都是这样的情况。然后经由通信网络104将加密数据分组发送至中央服务器106(步骤208)。
[0070]在特别优选的实施例中，在其处捕获信号的时间可以被改变(S卩，可能不跟随设定模式)，并且可以例如通过伪随机数生成器基于由服务器分享的种子来确定。这意味着如果确定了在“错误的”时间处收集了信号那么可以阻碍哄骗接收器102的尝试(S卩，假扮服务器成为特定的接收器，例如以误导服务器关于接收器的正确位置)。在另一示例中，加密至少数据捕获的时间以便如果数据分组被带到“空气之外(out of the air)”并被新的数据分组替换(可能再一次以提供关于接收器定位的误导信息)，那么提供紧密地匹配由接收器102实际接收的信号将是困难的，因此其可以被容易地识别成错误的。当然，如果不论如何都加密数据分组，那么这可以保护定时数据。
[0071]然后服务器106利用来自安全模块108的帮助处理数据分组，如下面进一步描述的那样。
[0072]现在关于图3A和3B更详细地描述在图2的步骤202和204中在接收器102处执行的两个可能的信号处理操作。在图3B中，在接收器102处的处理是相对地最小的。相反在图3A，接收器102执行其自身的对公开服务信号的处理并且可以计算其自身的位置(例如，用于向用户显示)。
[0073]在可能的“中间的”实施例中，接收器102可以执行公开服务互相关联，其被用于帮助数据减少步骤，但是可能不继续计算其自身的位置，这需要导航数据相加。如技术人员将意识到的那样，如果接收器102是闭环接收器，实现计算位置的下一步骤是无关紧要的，但是在快照接收器中将需要导航数据的外部源。
[0074]在两个方法中，一旦捕获了信号，射频前端处理器就数字化信号并对未加密和加密GNSS信号执行信号调节(signal condit1ning)(步骤300、350)。
[0075]另外在两个方法中，在步骤302和352(这两个是可选的)中，实现信号捕获的预筛选以检查信号质量和/或针对高水平的RF干扰、不期望的或伪造信号的存在。预筛选操作中的一些可以包括对自动增益控制运行(AGC)、模数转换水平、所捕获的信号频谱、信号自相关性质或多天线空间滤波和空间信号分析等的统计学分析。可以在公开信号检测过程的结果上执行所捕获的数据的另外的筛选，例如基于所检测的信号强度水平和成功的采集标准。
[0076]预筛选步骤的一个目的是为了提供输入用于确定需要被捕获以处理加密信号的信号的量。当然，实际的数据量将根据诸如能够容许多少错误的因素而改变。然而，测试可以是在上面提及的预筛选操作结果上的阈值测试，或者对这些以及(一个或多个)其它变量的结合的考虑。在预筛选的结果上，可以如请求的那样执行动作(步骤304、305，其也是可选的)。在该示例中，如果(一个或多个)信号未能满足由预筛选需要的标准，那么所采取的步骤是为了重新捕获信号并再一次开始过程，但是在其它示例中，这可能替换地或附加地导致以下中的一个或多个:被升起的标记、适配捕获参数(例如，捕获更长的信号部分)、使用反干扰技术(例如，改变转化杆(convers1n lever)或更改RF前端过程的特性、例如通过改变AGC增益等)或中止捕获。
[0077]在图3A中，下一步骤306是为了确定来自未加密信号的信息(或针对所接收的每个卫星信号(即针对在视野中的每个卫星)实现信号“采集”)。如对技术人员来说将熟悉的那样，在GNSS上下文中，“采集”意味着将所接收的信号与本地源的或生成的卫星信号的副本相比较以找到匹配的过程。其目的是为了针对关于接收器时间的给定的航天器(SpaceVehicle，SV)号识别匹配伪随机数(PRN)序列的卫星信号的到达时间。在其最基本处，采集需要在所接收的信号和候选信号之间的互相关联。在互相关联超过阈值的情况下，就宣告匹配。
[0078]在一些实施例中，采集操作可以包括例如以下中的一个或多个:所捕获的样本的频率和相位移动，以及针对每个正被搜索的信号(例如，针对每个在视野中的所期望的卫星)与本地基准波形的互相关联。将这些采集操作的测试统计量输出相对于检测阈值进行比较。如果测试统计量超过检测阈值，那么记录检测测量结果，其包括例如以下中的一些或所有:卫星PRN、卫星码相位、频率偏置(也叫作多普勒频率，包括卫星多普勒效应、时钟和接收器运动效应)和互相关联载波噪声强度比。如果在步骤308中确定了没有检测到足够的卫星，那么针对不同的或扩展的捕获时间发生新的数据捕获或可以取消测量结果。如果检测到足够的卫星、但是它们具有低的载波噪声强度比值，那么也可以触发新的扩展的捕获。
[0079]在步骤310中，其为可选的，实际上导出PVT数据并且可以将其向用户显示。这可以是基于所检测的总的SV的合并的测量结果(S卩，伪距(pseudorange)或另一类似测量结果)，或者可以以对技术人员来说熟悉的任何方式确定它。
[0080]未加密信号码相位给出了卫星信号接收时间的不明确的测量结果。由于未加密和加密GNSS信号是同步的，这些测量结果可以被用于减少需要被传送到服务器108用于加密信号的检测的被取样数据的长度，因为它将显著地减少所需要的任何搜索。
[0081 ]在图3A的步骤312和图3B的步骤356中，执行数据压缩。
[0082]其目的是保证所捕获的数据分组括至少数据的最小量以保证成功处理加密导航信号，但是优选地此外很少或没有数据。该过程是基于带宽减少和信号预筛选技术的结合。带宽减少技术可以包括下变换和模拟或数字信号的滤波到分离的公开且加密流中用于处理以及数据样本的减少，并且可以是基于信号的非智能或智能预滤波。针对二进制偏置载波(BOC)或在GNSS或其它导航信号中使用的类似调制，所保持的信号可以包括完整信号带的包括一个或多于一个频谱波瓣的分段，其提供在接收器性能、数据传送量、接收器复杂度和能量消耗之间的不同的权衡。进一步的扩展可以涉及分离公开信号和加密信号。在执行其它样本减少处理之前这两个样本可以随后被翻译、重新采样并加和到一起。该过程将增加信号噪声但是公开的和加密信号两者将会存在于相同的样本中，其可以在互相关联过程期间被提取和恢复。
[0083]在减少(并且理想上最小化，或减少直到在环境中是可实践的并且期望的)要被传达到服务器106的经数字化的数据量的全面的目的内，数据压缩对灵敏度的不同的权衡可以依赖于应用要求是适当的，这包括带宽的考虑、量化水平限制、重叠频谱等。
[0084]经处理的RF加密数据、公开信号的观察(图3A)或经处理的RF未加密数据(图3B)和可选地预筛选测量结果的结果将被插入到如关于图2的步骤204陈述的消息中(步骤314、358)。可以可选地编码和/或加密该消息以避免传输错误、窃听、拦截和/或保证到接收服务器的鉴别。最终，将通过有线、无线或其它通信/传送媒体将该消息作为数据分组传输至服务器106。
[0085]现在在图4中描述被实现用于公开GNSS信号鉴别的服务器处理步骤的示例。
[0086]为了开始，在步骤400中，在服务器106处接收数据分组，在步骤402中在服务器106处解密数据分组(如果被加密了)。从未加密数据分组中获取安全的卫星信号(其仍由加密保护，利用该加密它从卫星被发送)(步骤406)连同公开信号(步骤404)，但是如下面陈述的那样，它们被不同地处理。
[0087]在步骤408，采用导航数据对公开的GNSS信号观察执行PVT计算(在该示例中，假设这样的数据不与从接收器发送的数据分组一起被提供:如果是这样，那么该步骤不需要在接收器106处实现)。可以由处理功能或者从其自己的离线GNSS信号的使用或者通过访问提供导航数据的服务来直接地访问导航数据，并且可以使用其它辅助数据来帮助PVT计算。如果能够相信所有的信号，那么PVT将提供没有歧义的观察以及接收器位置和时间。然而，在该点，没有如下面陈述的通过考虑加密信号部分来“鉴别”这些数据。
[0088]应注意的是，上面关于步骤408描述的计算不是完成移除在观察中的歧义的目的的唯一方式:例如，可以替换地使用先前的测量结果或来自其它源的粗略的测量结果(例如，参考通信塔的身份，接收器是在通信网络的哪个单元中等)来移除在观察中的歧义。然而，可以从经解码的信号中获取针对所获得的(一个或多个)信号的卫星身份(SV)和时间(T)的确定，并且其可以在步骤410中被用于选择复制码。
[0089]为了鉴别公开的GNSS信号观察，服务器106将执行对加密GNSS信号的采集(步骤412)。如技术人员将领会的那样，对公开信号的采集是相对简单的，通常在几秒钟被执行。对加密信号(例如，在伽利略中，PRS信号)的采集是更复杂的并且耗时的。然而，通过使用本文中的方法，并且使用从公开信号中采集的SV和时间(T)数据，使采集PRS信号的任务容易得多并且时间/资源消耗更少。因此在该示例中，SV和T或从公开信号中采集的其它信息被用于缩小所捕获的加密信号与其相比较的复制信号。公开服务信号的传输时间可以被用于对准在相同的卫星上的加密信号的复制。替换地，可以从公开服务PVT解(PVT solut1n)中导出传输时间。这使实现使用没有相关联的公开服务观察的卫星(例如，未观察的卫星，或来自其它系统的卫星)的鉴别。
[0090]为了执行鉴别，检查作为结果的(一个或多个)加密GNSS观察以保证它们与所接收的公开的GNSS信号观察一致。为了该目的，服务器108使用本地复制用于在步骤410中从安全模块108检索的(一个或多个)加密信号。在该示例中，通过卫星传输时间、数据捕获长度和残余的不确定度来确定本地复制的时间和长度以保证信号的精确识别。因此该采集过程将执行与本地复制的RF所捕获的信号的加密GNSS分量的“匹配”或互相关联(步骤412)。
[0091]鉴别可以以若干方式之一发生。例如，如果在上面的匹配过程中检测到加密GNSS信号，那么然后可以考虑鉴别与该加密信号相关联的公开的、未加密的GNSS信号观察，因为加密GNSS信号是难于由攻击者重新产生的(例如，在哄骗攻击下)。
[0092]然而，技术人员还将意识到的是，通常，如果四个或更多加密GNSS信号与复制是匹配的，那么然后它们可以被直接地用于生成仅从加密信号中导出的新的PVT解(虽然诸如从未加密信号中计算的PVT的其它输入也可以被用于减少计算的负载)。因此，这不是用于鉴别先前生成的PVT解的过程，如从公开的GNSS信号中导出的那样，但是替代地使用了 PVT解来约束在互相关联中使用的潜在的候选复制信号以产生仅基于加密信号数据的新的PVT解。
[0093]在进一步的示例中，如果在匹配过程中检测到了一个或多个加密GNSS信号，那么这些信号可以通过论证加密信号的飞行时间与在卫星(从星历和天文历信息中知道其位置)到如由从未加密信号中计算的PVT解给出的接收设备102的位置之间的所计算的距离一致而被用于鉴别从未加密信号中计算的PVT。在这样的示例中(例如，其中少于4个加密信号可用)，将考虑仅部分地鉴别PVT解，由于在PVT的鉴别中将有残余的不确定度。
[0094]因此过程可以根据在图5A和5B中陈述的示例替换过程之一继续。
[0095]在该示例中，进行使所接收的加密信号中的所有互相关联的尝试，并且在图5A和5B两者的步骤500中考虑是否已经鉴别了公开信号的足够的比例。被确定为足够的实际数目或比例将根据环境而改变，并且可以因此范围从单个匹配加密信号到需要所有的加密信号都与复制匹配。在图5A和5B两者中，如果没有满足阈值，那么或者使用替换方法或者放弃过程，并且例如，可以请求或等候新的数据分组(步骤502)。在下面提供关于此的更多细节。
[0096]然而，假设满足了阈值(并且在实践中，参考图5A的方法，这需要至少4个经匹配的信号)，那么在关于图5A描述的第一示例中，将仅使用受信(S卩，经鉴别的)信号和/或经匹配的加密信号来执行新的PVT计算(步骤504)。该计算将使用并仅依赖于加密GNSS信号观察，但是通过在步骤408中从未加密信号计算的PVT或者包括关于接收设备的定位、时间和/或速度的信息的其它测量结果可以是针对效率是有帮助的。可以从在灵敏度、精确度、对多路径的阻抗、干扰稳健性等方面的公开的或加密GNSS信号中获取不同的性能。
[0097]然后可以将该计算的结果用于制定PVT消息(步骤506)，其可以被用于追踪接收器102的定位，或可以被发送回到接收器102，或被记录或被用于一些其它目的。
[0098]在图5B的示例中，只要在步骤500中满足了“经匹配的”信号的阈值，然后在步骤508就可以将先前确定的PVT数字(figure)(S卩，如在步骤408中确定的)用于形成服务器制定的PVT消息的基础，用于如关于图5A描述的那样使用。应根据在结果中需要的置信水平来设置该阈值。
[0099]在每个情况中，服务器制定的消息可以提供鉴别完成的水平的指示(例如，是否鉴别了所有的信号，只使用了经鉴别的信号，或存在了局部鉴别，在哪个情况中可以提供置信水平)。图5B的方法可以因此导致其中置信相对地低的消息。
[0100]如上面声明的那样，在没有受信公开GNSS信号、或其不足(S卩，在步骤500中，太多的互相关联失败)，或者它们被临时地拒绝的情况下，然后在步骤502，可以使用替换方法或可以放弃过程。在一个替换方法中，可以从另一源(例如，替换的定位系统，无线电通信网络)和/或通过先前的定时和位置信息的传播(其可以包括考虑已知的或期望的用户动态)粗略地确定接收器102的位置和/或时间。在这样的示例中，例如除了进一步考虑以确定样本用于与“新”的加密信号进行比较，可以使用“旧”源身份/信号传输时间数据，或与之相反。特别地，可以使用新的、建立的或适配的网络协议(例如，时间广播、多程NTP等)的使用来在用户终端处建立高精确度时间。定时或定位信息还可以是通过捕获并处理可能包括这样的信息的所谓的“机会信号”可获取的。随后使用该信息以帮助采集加密GNSS信号，其继而被用于计算PVT。
[0101]在对所提出的方法的加强中，可以在用户接收器102上机载地部署另外的导航(或其它)传感器。在这样的实例中，这样的传感器会在对公开的和加密GNSS信号取样的同时抓取测量结果。例如，来自网络(或通信网络)的多普勒信息，天线方向、干扰水平等。传感器数据将被包括在消息中并被传输到服务器106。
[0102]服务器106可以在与任何这样的传感器数据分离的过程中处理GNSS信号数据。可以将GNSS观察与传感器测量结果集成在滤波器中以确定组合(或混合)位置或替换地以向一系列测量结果提供帮助。另外，可以将来自其它传感器的测量结果用于缩小接收器的搜索空间，因为它们为用户如何移动的提供“指导(steering)”。该信息可以被用作在GNSS信号处理内的外部输入以约束结果。
[0103]如上面描述的，本方法包括使用加密GNSS信号以支持公开的GNSS信号的鉴别，并且还使用加密GNSS信号提供用于定位而不需要在用户设备内持有或使用安全信息。
[0104]可以针对来自任何或所有GNSS系统和增大(augmentat1n)的任何或所有加密GNSS信号使用该方法。这包括安全的军事的、政府的、商业的以及规范的服务。
[0105]现在参考图6-8更详细地描述上面提及的装置。
[0106]图6示出了根据本发明的一个实施例的接收器102。接收器102包括处理电路602，该处理电路包括:模数转换器604，其将RF信号转换成数字信号；筛选模块606，其实现如上面陈述的预筛选;压缩模块608，其被布置成如上面陈述的压缩数据，通信模块610，其被布置成允许与远程服务器106通信;多个传感器612，其被布置成收集另外的信息，诸如导航信息(例如，该信息可以包括移动速率、行进方向、高度、涉及蜂窝电话网络的定位信息等)；以及加密模块614，其被布置成在将数据发送到服务器106之前对其加密。
[0107]当然，如上面陈述的那样，接收器102可以包括替换的、附加的或更少的组件。特别地，接收器可以包括比较组件，其被布置成识别未加密信号(例如，在执行采集中)。
[0108]图7示出了根据本发明的一个实施例的服务器106，其提供了远程处理设备。服务器106包括处理电路702，该处理电路包括:解密模块704，其解密接收自接收器102的加密数据分组;基准信号生成器706，其提供基准信号用于比较;比较模块708，其实现比较，通信模块710，其被布置成允许与接收器102的通信，以及安全模块接口 712，其被布置成允许与安全模块108的通信；以及鉴别模块714，其被布置成基于加密信号比较的结果鉴别未加密信号;数据内容模块716，其被布置成确定在信号中携带的信息(在GNSS系统中，因此其运行作为导航模块因为它将确定PVT信息)以及软件应用模块718，其被布置成接收并利用PVT信息。
[0109]图8示出了根据本发明的一个实施例的安全模块108。安全模块108包括处理电路802，其包括:基准信号生成器804，其是用于提供基准信号用于比较；比较模块806，其能够实现比较或加密数据样本，通信模块808，其被布置成允许与远程服务器106通信；以及数据内容810，其被布置成读取加密信号的内容。
[0110]当然，这些模块的物理布置，尤其是在安全模块108和服务器106之间，可以是不同的。安全模块108可以物理地包括服务器106的部分，虽然优选地安全地从其处划分。还将注意的是，在上面的描述中，服务器106和安全模块108两者都包括比较模块:不需要是这种情况，并且可以在一个设备或另一个设备上实现二者比较，或者未加密信号部分可以经受比较(例如，作为采集的部分)接收器102。
[0111]虽然关于GNSS讨论了上面陈述的方法，但是相同的技术可应用于陆地导航和定位系统(例如，伪卫星、无线电导航、无线电定位系统和使用机会信号用于定位)，并且其可以由技术人员往那里修改。
[0112]本文中给出的任何范围或设备值可以被扩展或更改而不丧失所探索的效果，如同对技术人员来说为了理解本文中的教导将是明显的。
【主权项】
1.一种处理信号数据的方法，所述信号数据包括未加密部分和加密部分，所述方法包括: (i)在接收器处接收所述信号数据； (ii)处理所述信号数据的样本以提供经处理的信号样本，其包括涉及所述信号数据的所述加密部分的数据和涉及所述信号数据的所述未加密部分的数据， (iii)将所述未加密信号数据与至少一个基准信号相比较以确定包括以下中的至少一个的信息:(i)在其处从源发送所述信号的时间以及(ii)所述源的身份； (iv)基于所确定的信息并从远离所述接收器的源请求一组加密基准信号样本； (V)在远离所述接收器的处理设备上将该组加密基准信号样本与所接收的加密信号数据相比较以识别任何匹配信号样本。2.根据权利要求1的方法，其为鉴别所述信号数据的源和/或所述信号数据的内容的方法，并且倘若确定了在该组加密基准信号样本的至少一个和所接收到的加密信号数据样本之间的匹配，那么鉴别所述信号数据源和/或内容。3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其为识别加密数据信号的方法，并且所述方法可选地还包括基于匹配加密信号样本的识别导出数据以确定在所述加密信号数据中编码的信息。4.根据任何前述权利要求中的方法，由至少三个实体实现所述方法:接收器，远程处理设备，和安全模块。5.根据权利要求4的方法，其中由所述接收器实现步骤(i)和(ii)，并且然后将所述经处理的信号样本传输至所述远程处理设备用于进一步处理。6.根据权利要求5的方法，其中由所述接收器执行步骤(iii)，并且所确定的信息是涉及所述未加密信号数据的数据或形成其部分，所述未加密信号数据继而形成所述经处理的信号样本的部分。7.根据权利要求4到6中的任何的方法，其中所述远程处理设备使用所接收的信息以从所述安全模块请求一组加密基准信号，和/或所述安全模块接收至少所述经处理的信号样本的涉及所述数据的加密部分的部分，并执行步骤(V)。8.根据权利要求4到6中的任何的方法，其中将所生成的该组加密基准信号从所述安全模块传输至所述远程处理设备，所述远程处理设备执行步骤(V)。9.根据任何前述权利要求的方法，其中所述处理所述信号样本的步骤被布置成在传输所述信号样本之前减少所述信号样本的大小。10.根据任何前述权利要求的方法，其中所述处理所述信号样本的步骤包括将所述未加密和加密信号分离到两个流中用于处理。11.根据任何前述权利要求的方法，其包括在传输到所述远程处理设备之前预筛选所接收的信号。12.根据权利要求11的方法，其中如果所述预筛选指示所捕获的信号不满足预确定的标准，那么所述方法还包括以下中的一个或多个:(i)通过重新捕获信号重新开始所述方法，(ii)生成用户通知，(iii)适配捕获参数，(iv)使用反干扰技术，或(V)中止信号捕获。13.根据权利要求11或权利要求12的方法，其中所述预筛选被用于确定需要被捕获的信号的量和/或可以执行的数据压缩的量。14.根据任何前述权利要求的方法，其还包括在传输到所述远程处理设备之前加密和/或密码学上签名经处理的信号的至少一部分以及在所述远程处理设备处解密所述信号。15.根据任何前述权利要求的方法，其中所述将所接收的未加密信号样本与至少一个基准信号相比较以确定来自所述未加密信号部分的信息的步骤包括确定所述接收器的位置和速度中的至少一个。16.根据权利要求15的方法，其中一旦确定了至少一个匹配加密数据样本，就排除与(一个或多个)未匹配加密数据样本相关联的(一个或多个)任何未加密信号样本，并且仅利用(一个或多个)经鉴别的信号样本来确定所述接收器的位置和速度中的至少一个。17.根据任何前述权利要求的方法，其中解密和/或解码所述经匹配的加密信号样本以确定所述信号的内容。18.用于处理信号数据的装置，所述信号数据包括未加密部分和加密部分，所述装置包括至少一个以下中的每一个:接收器、远程处理设备和安全模块，其中: (i )所述安全模块包括基准信号生成器，其被布置成生成一组加密基准信号样本； (ii)所述接收器被布置成接收信号数据并包括处理电路，其被布置成处理信号数据以提供经处理的信号样本，其包括涉及所述信号数据的加密部分的数据和涉及所述信号数据的未加密部分的数据，并且还包括传输器，用于将经处理的信号样本传输至所述远程处理设备； (iii)所述远程处理设备和所述接收器中的至少一个包括处理电路，其包括比较模块用于将所述信号数据与基准信号样本相比较，并且被布置成将所接收的未加密信号数据与至少一个基准信号相比较以确定至少包括以下中的至少一个的信息:(i)在其处从源发送信号数据的时间以及(ii)信号数据源的身份； (i V)所述远程处理设备包括通信装置，其被布置成请求生成加密基准信号样本； (V)所述安全模块被布置成基于所述请求生成一组加密基准信号样本； (Vi)所述安全模块和所述远程处理设备中的至少一个包括比较模块，其被布置成将该组加密基准信号样本与所接收的加密信号数据相比较以识别任何匹配信号样本。19.根据权利要求18的装置，其被布置成鉴别所述信号数据的源和/或其内容，并且倘若在该组加密基准信号样本和所接收的加密信号样本之间有匹配就鉴别所述信号数据源。20.根据权利要求19的装置，其中所述远程处理设备包括鉴别模块，其被布置成基于相关的加密信号部分匹配基准样本的所述确定来鉴别从所述比较模块输出的关于未加密信号的信息。21.根据权利要求18到20中的任何的装置，其被布置成识别加密数据信号，并且所述装置被布置成基于匹配加密信号样本的所述识别导出数据以确定在所述加密数据信号中编码的信息。22.根据权利要求18到21中的任何的装置，其为全球导航卫星系统(GNSS)的部分，并且所述接收器为GNSS接收器。23.根据权利要求18到22中的任何的装置，其中所述接收器的所述处理电路包括压缩模块，其被布置成在传输所述信号样本之前减少所述信号样本的大小。24.根据权利要求18到23中的任何的装置，其中所述接收器还包括筛选模块，其被布置成在传输到所述远程处理设备之前预筛选所接收的信号。25.根据权利要求18到24中的任何的装置，其中所述接收器还包括加密模块，其被布置成在传输到所述处理设备之前加密和/或密码学上签名经处理的信号的至少一部分，并且所述远程处理设备包括解密模块。26.根据权利要求18到25中的任何的装置，其中所述远程处理设备包括基准信号生成器。27.根据权利要求18到26中的任何的装置，其中所述接收器被布置成在由处理电路确定的时间处捕获所接收的信号用于处理，并且在其处捕获所述信号的时间被改变。28.用于接收信号数据的装置，所述信号数据包括未加密部分和加密部分，接收器被布置成接收所述信号数据并且包括处理电路，其被布置成处理所述信号数据以提供包括涉及所述信号的所述加密部分的数据和涉及所述信号的所述未加密部分的数据的经处理的信号样本，其中相对于所接收的信号的大小压缩所述经处理的信号样本，并且还包括传输器，用于将所述经处理的信号样本传输至远程处理设备。29.根据权利要求28的装置，其被布置成在由处理电路确定的时间处捕获所接收的信号用于处理，并且在其处捕获所述信号的时间被改变。30.根据权利要求29的装置，其中通过伪随机数生成器确定所述时间。31.用于处理信号样本的装置，所述信号样本包括未加密部分和加密部分，所述装置包括远程处理设备和安全模块，其中: (i )所述安全模块包括信号生成器，其被布置成生成一组加密基准信号样本； (ii)远程处理设备包括处理电路，其被布置成接收包括涉及所述信号数据的所述加密部分的数据和涉及所述信号数据的所述未加密部分的数据的样本，并且从其中确定以下中的至少一个:(i)在其处从源发送所述信号数据的时间以及(ii)所述源的身份;并且通信装置被布置成请求加密基准信号样本； (i i i )所述安全模块被布置成基于所确定的信息生成一组加密基准信号样本； (i V)所述远程处理设备和所述安全模块中的至少一个包括比较模块，所述比较模块被布置成将该组加密基准信号样本与所接收的加密信号数据相比较以识别任何匹配信号样本。32.根据权利要求31的装置，其中所述远程处理设备包括一个比较模块或所述比较模块用于比较所接收的数据基准信号样本，并且所述比较模块被布置成将所接收的未加密信号数据与至少一个基准信号相比较以确定包括以下中的至少一个的信息:(i)在其处从所述源发送所述信号的时间以及(ii)所述源的身份。33.基本上如本文中描述的以及如在附图中图解的装置。34.基本上如本文中描述的以及如在附图中图解的方法。
【文档编号】G01S19/09GK105934687SQ201480047429
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年6月27日
【发明人】N.C.达维斯, R.E.博登, M.杜姆维勒, B.P.瓦勒斯, L.E.阿古亚多, T.A.埃范斯
【申请人】秦内蒂克有限公司