(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証の方法であって、
複数の衛星から第1の組のYコードを受信するステップと、
モバイルデバイスを介して前記複数の衛星から第2の組のYコードを受信するステップと、
前記複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する前記第1の組のYコードから抽出されたWコード推定値と前記第2の組のYコードから抽出されたWコード推定値との相関を使用して認証判断値を生成するステップと、
各衛星チャネルからの前記認証判断値を組み合わせて認証応答値を生成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
認証判断値を生成するステップは、
前記第1の組のYコードを使用して前記複数の衛星に対応する1組のPコードを生成するステップと、
衛星チャネルに関連するYコードごとに、対応する生成されたPコードおよび前記第1の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第1のWコードの抽出を実行して第1のWコード推定値を生成するステップと、
前記対応する生成されたPコードおよび前記第2の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第2のWコードの抽出を実行して第2のWコード推定値を生成するステップと、
前記第1のWコード推定値と前記第2のWコード推定値を相関させて相関出力を生成するステップと、
前記相関出力に従って前記衛星チャネルに関する認証判断値を生成するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記認証応答値の前記生成は、所定のしきい値に達するまで継続し、
前記所定のしきい値は、
前記認証応答値を求める際に使用される衛星チャネルの数、
前記第1のWコードの抽出および前記第2のWコードの抽出の予想されるチップエラーレート、および
前記衛星チャネルの信号対雑音比のうちの少なくとも1つに基づいて求められる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記モバイルデバイスから得た情報の認証を要求するデバイスに前記認証応答値を送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
認証応答値を生成するステップは、
前記衛星チャネルの各々からの認証判断値が得られるたびに前記衛星チャネルの各々からの前記認証判断値を組み合わせて前記認証応答値を生成するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
認証判断値を生成するステップは、
前記第1の組のYコードを使用して前記複数の衛星に対応する1組のPコードを生成するステップと、
衛星チャネルに関連するYコードごとに、対応する生成されたPコードおよび前記第1の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第1のWコードの抽出を実行して第1のWコード推定値を生成するステップと、
第2のWコード推定値を受信するステップと、
前記第1のWコード推定値と前記第2のWコード推定値を相関させて相関出力を生成するステップと、
前記相関出力に従って認証判断値を生成するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
認証応答値を生成するステップは、
各衛星チャネルからの前記認証判断値を組み合わせて前記認証応答値を生成するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記認証応答値の前記生成は、所定のしきい値に達するまで継続し、
前記所定のしきい値は、
前記認証応答値を求める際に使用される衛星チャネルの数、
前記第1のWコードの抽出の予想されるチップエラーレート、
前記衛星チャネルの信号対雑音比のうちの少なくとも1つに基づいて求められる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第2のWコード推定値は、信頼できるサーバから受信される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記受信するステップは、前記第1の組のYコードのうちの第1のYコードを第1の周波数で受信するステップと、前記第1の組のYコードのうちの第2のYコードを第2の周波数で受信するステップとを含み、前記方法は、前記第1のYコードから抽出されたWコードと前記第2のYコードから抽出されたWコードの組合せに基づいて少なくとも1つのWコードを推定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
認証判断値を生成するステップは、
信号の同相/直交(I/Q)サンプルを受信するステップと、
前記第1の組のYコードから抽出された前記Wコード推定値と前記信号の前記I/Qサンプルから抽出されたWコード推定値との相関を使用して前記認証判断値を生成するステップと
をさらに含み、
前記認証判断値は、前記信号の送信元が真正であるかどうかを示す、請求項1に記載の方法。
【請求項１２】
処理論理を含む認証モジュールを備え、前記処理論理は、
複数の衛星から第1の組のYコードを受信するように構成された論理と、
モバイルデバイスを介して前記複数の衛星から第2の組のYコードを受信するように構成された論理と、
前記複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する前記第1の組のYコードから抽出されたWコード推定値と前記第2の組のYコードから抽出されたWコード推定値との相関を使用して認証判断値を生成するように構成された論理と、
各衛星チャネルからの前記認証判断値を組み合わせて認証応答値を生成するように構成された論理と
を備える、装置。
【請求項１３】
認証判断値を生成するように構成された論理は、
前記第1の組のYコードを使用して前記複数の衛星に対応する1組のPコードを生成するように構成された論理と、
衛星チャネルに関連するYコードごとに、対応する生成されたPコードおよび前記第1の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第1のWコードの抽出を実行して第1のWコード推定値を生成するように構成された論理と、
前記対応する生成されたPコードおよび前記第2の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第2のWコードの抽出を実行して第2のWコード推定値を生成するように構成された論理と、
前記第1のWコード推定値と前記第2のWコード推定値を相関させて相関出力を生成するように構成された論理と、
前記相関出力に従って前記衛星チャネルに関する認証判断値を生成するように構成された論理と
をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記認証応答値の前記生成は、所定のしきい値に達するまで継続し、
前記所定のしきい値は、
前記認証応答値を求める際に使用される衛星チャネルの数、
前記第1のWコードの抽出および前記第2のWコードの抽出の予想されるチップエラーレート、および
前記衛星チャネルの信号対雑音比のうちの少なくとも1つに基づいて求められる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記モバイルデバイスから得た情報の認証を要求するデバイスに前記認証応答値を送信するように構成された論理をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
認証応答値を生成するように構成された論理は、
前記衛星チャネルの各々からの認証判断値が得られるたびに前記衛星チャネルの各々からの前記認証判断値を組み合わせて前記認証応答値を生成するように構成された論理をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
認証判断値を生成するように構成された論理は、
前記第1の組のYコードを使用して前記複数の衛星に対応する1組のPコードを生成するように構成された論理と、
衛星チャネルに関連するYコードごとに、対応する生成されたPコードおよび前記第1の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第1のWコードの抽出を実行して第1のWコード推定値を生成するように構成された論理と、
第2のWコード推定値を受信するように構成された論理と、
前記第1のWコード推定値と前記第2のWコード推定値を相関させて相関出力を生成するように構成された論理と、
前記相関出力に従って認証判断値を生成するように構成された論理と
をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
認証応答値を生成するように構成された論理は、
各衛星チャネルからの前記認証判断値を組み合わせて前記認証応答値を生成するように構成された論理をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記認証応答値の前記生成は、所定のしきい値に達するまで継続し、
前記所定のしきい値は、
前記認証応答値を求める際に使用される衛星チャネルの数、
前記第1のWコードの抽出の予想されるチップエラーレート、
前記衛星チャネルの信号対雑音比のうちの少なくとも1つに基づいて求められる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第2のWコード推定値は、信頼できるサーバから受信される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記受信するように構成された論理は、前記第1の組のYコードのうちの第1のYコードを第1の周波数で受信するように構成された論理と、前記第1の組のYコードのうちの第2のYコードを第2の周波数で受信するように構成された論理とを含み、前記装置は、前記第1のYコードから抽出されたWコードと前記第2のYコードから抽出されたWコードの組合せに基づいて少なくとも1つのWコードを推定するように構成された論理をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
認証判断値を生成するように構成された論理は、
信号の同相/直交(I/Q)サンプルを受信するように構成された論理と、
前記第1の組のYコードから抽出された前記Wコード推定値と前記信号の前記I/Qサンプルから抽出されたWコード推定値との相関を使用して前記認証判断値を生成するように構成された論理とをさらに備え、
前記認証判断値は、前記信号の送信元が真正であるかどうかを示す、請求項１２に記載の装置。
【請求項２３】
1つまたは複数のコンピュータシステムによって実行される命令を記憶する非一時的媒体であって、前記命令が、
複数の衛星から第1の組のYコードを受信するための命令と、
モバイルデバイスを介して前記複数の衛星から第2の組のYコードを受信するための命令と、
前記複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する前記第1の組のYコードから抽出されたWコード推定値と前記第2の組のYコードから抽出されたWコード推定値との相関を使用して認証判断値を生成するための命令と、
各衛星チャネルからの前記認証判断値を組み合わせて認証応答値を生成するための命令と
を含む媒体。
【請求項２４】
複数の衛星から第1の組のYコードを受信するための手段と、
モバイルデバイスを介して前記複数の衛星から第2の組のYコードを受信するための手段と、
前記複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する前記第1の組のYコードから抽出されたWコード推定値と前記第2の組のYコードから抽出されたWコード推定値との相関を使用して認証判断値を生成するための手段と、
各衛星チャネルからの前記認証判断値を組み合わせて認証応答値を生成するための手段と
を備えるシステム。
【請求項２５】
認証判断値を生成するための手段は、
前記第1の組のYコードを使用して前記複数の衛星に対応する1組のPコードを生成するための手段と、
衛星チャネルに関連するYコードごとに、対応する生成されたPコードおよび前記第1の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第1のWコードの抽出を実行して第1のWコード推定値を生成するための手段と、
前記対応する生成されたPコードおよび前記第2の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第2のWコードの抽出を実行して第2のWコード推定値を生成するための手段と、
前記第1のWコード推定値と前記第2のWコード推定値を相関させて相関出力を生成するための手段と、
前記相関出力に従って前記衛星チャネルに関する認証判断値を生成するための手段と
をさらに備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記認証応答値の前記生成は、所定のしきい値に達するまで継続し、
前記所定のしきい値は、
前記認証応答値を求める際に使用される衛星チャネルの数、
前記第1のWコードの抽出および前記第2のWコードの抽出の予想されるチップエラーレート、および
前記衛星チャネルの信号対雑音比のうちの少なくとも1つに基づいて求められる、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記モバイルデバイスから得た情報の認証を要求するデバイスに前記認証応答値を送信するための手段をさらに備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２８】
認証応答値を生成するための手段は、
前記衛星チャネルの各々からの認証判断値が得られるたびに前記衛星チャネルの各々からの前記認証判断値を組み合わせて前記認証応答値を生成するための手段をさらに備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２９】
認証判断値を生成するための手段は、
前記第1の組のYコードを使用して前記複数の衛星に対応する1組のPコードを生成するための手段と、
衛星チャネルに関連するYコードごとに、対応する生成されたPコードおよび前記第1の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第1のWコードの抽出を実行して第1のWコード推定値を生成するための手段と、
第2のWコード推定値を受信するための手段と、
前記第1のWコード推定値と前記第2のWコード推定値を相関させて相関出力を生成するための手段と、
前記相関出力に従って認証判断値を生成する手段と
をさらに含む、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３０】
認証応答値を生成するための手段は、
各衛星チャネルからの前記認証判断値を組み合わせて前記認証応答値を生成するための手段を備える、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記認証応答値の前記生成は、所定のしきい値に達するまで継続し、
前記所定のしきい値は、
前記認証応答値を求める際に使用される衛星チャネルの数、
前記第1のWコードの抽出の予想されるチップエラーレート、
前記衛星チャネルの信号対雑音比のうちの少なくとも1つに基づいて求められる、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記第2のWコード推定値は、信頼できるサーバから受信される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３３】
前記受信するための手段は、前記第1の組のYコードのうちの第1のYコードを第1の周波数で受信するステップと、前記第1の組のYコードのうちの第2のYコードを第2の周波数で受信するための手段を備え、前記システムは、前記第1のYコードから抽出されたWコードと前記第2のYコードから抽出されたWコードの組合せに基づいて少なくとも1つのWコードを推定するための手段をさらに備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３４】
認証判断値を生成するための手段は、
信号の同相/直交(I/Q)サンプルを受信するための手段と、
前記第1の組のYコードから抽出された前記Wコード推定値と前記信号の前記I/Qサンプルから抽出されたWコード推定値との相関を使用して前記認証判断値を生成するための手段と
をさらに備え、
前記認証判断値は、前記信号の送信元が真正であるかどうかを示す、請求項２４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2011年11月18日に出願した米国仮出願第61/561,824号、「GPS  Authentication」の利益を主張する、2012年11月16日に出願した米国出願第13/679,820号、「SPS  Authentication」の利益を主張するものである。前述の米国出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本開示は、認証の分野に関する。特に、本開示はSPS(衛星測位システム)および衛星信号認証に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来のアドホックな解決策は、センサ読取り値と矛盾するGNSS位置および速度を削除するか、または実信号よりもずっと強力な擬似信号によって受信機を圧倒しようとする試みによって生じた高過ぎる恐れのある信号レベルを除去することなど、信号の内部整合性を確認するものにすぎないので強力な認証を求める要求を満たしていない。
【０００４】
別の従来の手法では、ブロードキャスト衛星から、各衛星に高利得アンテナを向けることによってYコードを抽出して、この局所コードの既知のバージョンと相関させ各衛星のYコードをリアルタイムに推定することによって得ることのできる相関利得の欠如を補償する。この手法では、衛星から生データを収集して、位置を認証する必要のある受信機から得られる別のサンプルと相関させる。操縦可能な高利得アンテナによって衛星位置を盲目的に追跡することによりエフェメリスから各衛星の位置を知ることによって、同相/直交(I/Q)サンプルが収集される。この手法には一般に、アンテナ利得が約30dB(たとえば、直径が約2m〜3mのパラボラアンテナによって得ることができる)であれば十分であり得る。衛星の選択は、たとえば、アンテナが衛星に正しく向けられており、かつ他のどの衛星も高利得アンテナビームに交差していないと仮定して、空間ダイバーシティによって行われる。しかし、この手法は、どの信号が相関しているかに関して曖昧である場合があり、特定のアンテナ構成を必要とすることがある。
【０００５】
上記の従来の手法に関する別の問題は、粗捕捉(C/A)コードが、Yコードに直交することに起因してYコードと一緒に受信されることである。生信号にYコードのみを存在させるには、I/QサンプルをC/Aコードに直交するように回転させる必要がある。その結果、従来の手法では、各衛星は個々の操縦可能な高利得アンテナによって別個に追跡され、したがって、この手法のコストは著しく高くなる。
【０００６】
さらに、衛星が経路を横切ると、どの衛星が追跡されているかに関して曖昧さが生じることがあり、これらの衛星による認証を一時停止させることが必要になる場合がある。いくつか従来の解決策では、コストを低減させるために、1つのYコード信号しか認証できず、残りは真正であると見なされる。これらの解決策では、(すべてのYコードを含む)実信号が収集されるケースを対象としておらず、擬似C/Aコードが重畳されるので、実現できる保護のレベルが制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、従来の解決策の上記の問題点に対処することができる方法およびシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、アンチスプーフィングとも呼ばれるSPS衛星信号認証に関する。本開示の実施形態によれば、認証の方法は、複数の衛星から第1の組のYコードを受信することと、複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する第1の組のYコードから抽出されたWコード推定値を使用して認証判断値を生成することと、衛星チャネルに関して生成された認証判断値に従って認証応答値を生成することとを含む。
【０００９】
別の実施形態では、モバイルデバイスを認証する方法は、信頼できる衛星ブロードキャストを介して複数の衛星から第1の組のYコードを受信することと、モバイルデバイスを介して複数の衛星から第2の組のYコードを受信することと、複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する第1の組のYコードおよび第2の組のYコードから抽出されたWコード推定値を使用して認証判断値を生成することと、衛星チャネルに関して生成された生成された認証判断値に従って認証応答値を生成することとを含む。
【００１０】
さらに別の実施形態では、装置は処理論理を含む認証モジュールを備える。処理論理は、信頼できる衛星ブロードキャストを介して複数の衛星から第1の組のYコードを受信するように構成された論理と、モバイルデバイスを介して複数の衛星から第2の組のYコードを受信するように構成された論理と、複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する第1の組のYコードおよび第2の組のYコードから抽出されたWコード推定値を使用して認証判断値を生成するように構成された論理と、衛星チャネルに関して生成された生成された認証判断値に従って認証応答値を生成するように構成された論理とを備える。
【００１１】
さらに別の実施形態によれば、1つまたは複数のコンピュータシステムによって実行される命令を記憶する非一時的媒体において、命令は、モバイルデバイスにおいて複数の衛星から第1の組のYコードを受信するためのコードと、複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する第1の組のYコードから抽出されたWコード推定値を使用して認証判断値を生成するためのコードと、衛星チャネルに関して生成された認証判断値に従って認証応答値を生成するためのコードとを含む。
【００１２】
さらに別の実施形態では、システムは、少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサと協働するように構成された認証モジュールとを備える。認証モジュールは、信頼できる衛星ブロードキャストを介して複数の衛星から第1の組のYコードを受信するための手段と、モバイルデバイスを介して複数の衛星から第2の組のYコードを受信するための手段と、複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する第1の組のYコードおよび第2の組のYコードから抽出されたWコード推定値を使用して認証判断値を生成するための手段と、衛星チャネルに関して生成された認証判断値に従って認証応答値を生成するための手段とを備える。
【００１３】
さらに別の実施形態では、方法は、暗号化されたコードを受信することと、暗号化されたコードを暗号化するのに使用されたシーケンスに関する情報を判定することと、情報を認証のためのデバイスに送信することとを含み、情報を送信することは認証のためのデバイスへの抽出されたシーケンスに少なくとも部分的に基づく。
【００１４】
本開示の上述の特徴および利点、ならびに本開示の追加の特徴および利点は、以下の図面とともに本開示の実施形態の詳細な説明を読めば、より明確に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示のいくつかの態様による二重周波数を使用してWコードを推定する方法を示す図である。
【図２】本開示のいくつかの態様によるWコードを推定する別の方法を示す図である。
【図３】本開示のいくつかの態様によるサーバベースの認証解決策を示す図である。
【図４】本開示のいくつかの態様による図3のサーバの例示的な機能ブロックを示す図である。
【図５】本開示のいくつかの態様によるモバイルベースの認証解決策を示す図である。
【図６】本開示のいくつかの態様による図5のモバイルおよびサーバの例示的な機能ブロックを示す図である。
【図７】本開示のいくつかの態様によるGPS認証のための装置の例示的なブロックを示す図である。
【図８】本開示のいくつかの態様によるモバイルデバイスを認証する方法を示す図である。
【図９】本開示のいくつかの態様による無線周波数信号を認証する方法を示す図である。
【図１０】本開示のいくつかの態様による認証のための情報を送信する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
SPS認証の実施形態を開示する。以下の説明は、いかなる当業者でも本開示を作成し使用することができるように提示される。特定の実施形態および適用の説明は、例としてのみ提供される。本明細書で説明する例の様々な修正および組合せが当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく他の例および適用に適用できる。したがって、本開示は、説明され示される例に限定されるものではなく、本明細書で開示される原理および特徴に一致する最大の範囲を与えられるものである。「例示的」または「例」という単語は、本明細書では、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用する。「例示的」または「例」として本明細書に記載される任意の態様または実施形態は、他の態様または実施形態に比べて好ましいか、または有利であると必ずしも解釈されるべきではない。
【００１７】
位置および/または時間の認証は、位置および/または時間の計算に使用されるワイヤレス信号が、たとえば記録された実データから再生されるのではなく、合法的なオーバージエアSPSブロードキャスト、たとえばGNSSブロードキャストからリアルタイムに得られていることを検証する方法を実現する。本開示の実施形態は、1)捏造が困難であり、モバイルコンピューティングデバイスによって受信される認証すべき信号において識別することのできる、たとえばRFスペクトルにおけるワイヤレスシグナチャ、2)信頼できる方法で同じ時間に関して得られる同じ信号の基準、3)証明側エンティティにシグナチャを送信するための安全な方法、および/または4)両者を比較して位置の真正性の表示を認証の最終的なユーザ(モバイルデバイスのユーザであってももしくはモバイルデバイスのユーザでなくてもよい)に安全に送ることのできる信頼できる認証当局を示す。本明細書ではGPSを例として使用して実施形態について説明することに留意されたい。しかしながら、本明細書における説明は他の形態のSPSアプリケーションにも適用され得る。
【００１８】
本開示の実施形態は、いくつかの実装形態におけるバンキングアプリケーションおよびeコマースアプリケーションにおいてモバイルデバイスを認証することに適用されてよい。たとえば、銀行が、バンキングアプリケーションを実行するモバイルデバイスに認証要求を送信してよい。これに応答して、モバイルデバイスは、モバイルデバイスが受信した衛星ブロードキャストデータを認証のためにサーバに送信してよい。サーバは、事前に検証されたチャネルを介して受信された対応する衛星ブロードキャストを使用してモバイルデバイスを認証し、銀行への認証応答値を生成してよい。別の例として、販売業者が、オンラインショッピングプログラムを実行するモバイルデバイスに認証要求を送信してよい。これに応答して、モバイルデバイスは、モバイルデバイスが受信した衛星ブロードキャストデータを認証のためにサーバに送信してよい。サーバは、事前に検証されたチャネルを介して受信された対応する衛星ブロードキャストを使用してモバイルデバイスを認証し、販売業者への認証応答値を生成してよい。いくつかの実施形態では、モバイルデバイスは、ロケーション、位置、および/またはGPSデータをたとえば銀行またはeコマースエンティティまたは別のエンティティに報告または供給してよい。本明細書において説明するいくつかの実施形態は、ロケーション、位置、および/またはGPSデータを検証または認証するのに使用されてよい。
【００１９】
図1は、本開示のいくつかの態様による二重周波数を使用してWコードを推定する方法を示す。図1に示す例示的な実装形態では、この方法は、2つの入力周波数搬送波、すなわちL1およびL2から得られる衛星信号同士の間の相関関係を判定する。この方法は、C/Aコード追跡ブロック102、チップタイミング抽出ブロック104、Pコードチップタイミング生成ブロック106、Pコードローカルジェネレータブロック108、調整可能な遅延ブロック110、Wコードチップタイミング生成ブロック112、第1のXORブロック114、第1の積分/ダンプブロック116、第2のXORブロック118、第2の積分/ダンプブロック120、加算ブロック122、および/またはしきい値ブロック124を含んでよい。本開示の態様によれば、図1に示すように入力信号を処理して各ブロック間で送信してよい。図1において説明するWコードを推定する方法は、たとえばブロック404および/または610のうちの1つまたは複数において以下に図4および図6で説明するようにWコード抽出に使用されてよい。
【００２０】
本開示のいくつかの実施形態によれば、高利得を有する各衛星を個別に追跡するのではなく、単一のアンテナを使用して所与のロケーションから見える複数の衛星から信号を収集してよい。図1に示す例示的な実装形態では、Yコードは(公開されている)Pコードと(暗号鍵を使用することによってローカルに生成された)WコードをXOR-乗算することによって生成される。Wコードは各衛星に固有であってよい。一手法では、Wコード(0.5MHz)は、L1信号にPコードを乗算し、L2側に遅延させたPコードを乗算し、したがって、2種類のWコード推定を得ることによって衛星ごとに抽出されてよい。いくつかの実施形態では、L1およびL2はそれぞれに異なる搬送波周波数を示し得る。いくつかの実施形態では、Wコード推定値のうちの1つを選択して使用しても、または2種類のWコード推定を組み合わせ直してWコード推定値を得てもよい。各Wコード推定値は、衛星に依存してよく、個々に抽出されてよい。
【００２１】
L1側の各Wコード推定は、局部発振器をC/Aコードに位相同期させ、次いでC/Aコード信号に直交するように90度回転させた信号を収集することによって実行されてよい。C/Aコードタイミングからタイミングが抽出されて直交信号に適用され、信号が積分されダンプされる。各WコードチップがWコードチップの持続時間中に積分されてよい。
【００２２】
本開示の実施形態によれば、L2側でも同様の演算が実行されてよい。積分出力とダンプ出力の両方が加算され、次いでしきい値、たとえばゼロしきい値と比較される。出力が正である場合、Wコードチップ推定値は+1であり、そうでない場合、Wコードチップ推定値は-1である。Wコードチップ推定値の前に積分出力とダンプ出力を組み合わせると、等価の3dB高い信号対雑音比(SNR)を得ることができ、したがって、チップエラーレートを低下させることができる。
【００２３】
上述のWコード推定は、以下に図3および図4に関連して説明するサーバベースの認証解決策において実施されてよい。代替または追加として、Wコード推定は、以下に図5および図6に関連して説明するモバイルベースの認証解決策において実施されてよい。
【００２４】
図2は、本開示のいくつかの態様によるWコードを推定する別の方法を示す。図2に示す例示的な実装形態では、この方法は単一の周波数搬送波、すなわちL1  IF出力を使用してWコードを推定する。この方法は、C/Aコード追跡ブロック202、チップタイミング抽出ブロック204、Pコードチップタイミング生成ブロック206、Pコードローカルジェネレータブロック208、調整可能な遅延ブロック210、Wコードチップタイミング生成ブロック212、XORブロック214、積分/ダンプブロック216、および/またはしきい値ブロック218を含んでよい。本開示の態様によれば、図2に示すように入力信号L1 IF出力を処理して各ブロック間で送信してよい。図2において説明するWコードを推定する方法は、たとえばブロック404および/または610のうちの1つまたは複数において以下に図4および図6で説明するようにWコード抽出に使用されてよいことに留意されたい。
【００２５】
図2に示す例示的な実装形態では、単一の周波数搬送波を使用してWコード推定を実施してよい。最終的な認証は、(認証すべき)モバイルデバイスからのWコード推定値と(たとえば、真正であり、たとえば検証され保護されたロケーションから受信された)サーバからのWコード推定値を衛星ごとに相関させ、対応する衛星からの認証判断値を組み合わせてグローバル決定を得ることによって実現されてよいことに留意されたい。
【００２６】
本開示の実施形態によれば、図1および図2において説明する方法を適用するための複数の方法がある。たとえば、一手法において、モバイルはI/Qサンプルを収集して認証当局に「そのまま」送信し、認証当局が、比較が行われ得る前にWコードを抽出するのを可能にする。別の手法では、Wコードをローカルにモバイルデバイスにおいて抽出してよく、Wコード推定値を証明当局に送信してよく、次いで証明当局は比較を行ってよい。この手法は、ペイロードが非常に低いという利点を有し、いくつかの機能をモバイルデバイスに移してPコードと相関させてよい。したがって、モバイルデバイスは、WコードまたはWコードを判定するのに使用できるI/Qサンプルを判定し、かつそれを送信するかまたはその他の方法で出力するように構成されてよい。
【００２７】
他の実施形態、たとえばYコード生成鍵およびYコード生成アルゴリズムへのアクセスが許可される実施形態では、Yコードはリアルタイムに収集されなくてよく、その代わり必要に応じてローカルに同期をとられてよい。この手法は、Yコードをブロードキャスト時間よりも前に生成しかつ認証エンティティに送信し、したがって、認証レイテンシを短縮し、リプレイスレットを低減させることができるので、より強力な認証を実現することができる。
【００２８】
上述の例に示すように、本開示は多数の利点をもたらしている。第1に、追跡機能も操縦機能も有さない単一のアンテナを各基準ロケーションにおいて図1および/または図2に関連して説明した構成に利用してよい。他の実施形態ででは、Yコードは、Yコード生成鍵およびYコード生成アルゴリズムへのアクセス許可が利用できる場合にはローカルに同期をとられてよい。第2に、I/Qサンプルを送信する代わりにWコードが送信される場合、送信されるRFシグナチャはかなり小さいものであってよい。RFシグナチャは、モバイルによって認証当局に送信されるメッセージであってよい。RFシグナチャは生I/QサンプルまたはWシーケンスであってよい。RFシグナチャは、受信機がその位置を計算するのに使用する信号に署名するのに使用されてよい。このようにして、顕著なオーバヘッドトラフィックなしに認証を実行することができ、モバイルとサーバとの間で交換されるデータは、比較的少ない量に維持されてよい。さらに、開示される実施形態のうちの少なくともいくつかでは、処理利得を低減させるかまたはなくすことができる。
【００２９】
本開示のいくつかの実施形態によれば、Wコードは衛星によって生成され、Yコードを生成できるようにPコードと混合される(排他的論理和がとられる)擬似ランダムシーケンスであってよい。開示される方法は、認証当局にシグナチャとして送信することのできる「データ」を含むI/QサンプルからWを抽出し推定することができる。Wコードが毎秒512KBを含んでよく、認証には250個〜500個のチップのWコード推定値または0.4ms(ミリ秒)〜0.8msのWコード収集で十分であり得ることに留意されたい。
【００３０】
いくつかの手法では、Wコードの正の相関(比較とも呼ばれる)に250個〜500個のチップを使用してよい。これは、現代の暗号学における安全な暗号化鍵のサイズ、すなわち約256ビット〜500ビットに少なくとも部分的に基づく推定値である。約500KHzのチップレートで250個〜500個のチップを収集するには、0.4ms〜0.8msのIQサンプルを使用してチップのその量を推定してよい。このようにして、いくつかの他の方法よりも少ないチップを使用してよい。いくつかの実装形態では、Wコードを使用可能な受信機を使用してWコードを出力してよい。たとえば、調査グレードのGPS受信機は、ある形態の内部Wコード推定(たとえば、セミコードレス)を使用して全搬送波位相測定値を生成するように構成されてよく、そのような調査グレードのGPS受信機はWコードを出力するように修正されてよい。
【００３１】
本明細書において開示されるいくつかの実施形態が、非常に低いSNR(信号対雑音比)の環境、たとえばアプリケーションによっては既存の高感度受信機の低レベルの屋内追跡機能において働くことができることに留意されたい。これらのアプリケーションでは、より高いチップエラーレートを補償するのにより長いWコード推定値を使用してよい。高感度の受信機が追跡できるあらゆる場所で働くことができると有利であり得ることに留意されたい。このことは、良好なメッセージ復号機能に適合するSNRレベルでしか働くことができない従来のメッセージベース認証方法(ブロードキャストメッセージの一部が暗号化される)には当てはまらない。SNRが非常に低い場合、推定における誤ったWコードチップが増大することがあり、したがって、比較においてより多くのチップを使用してこの低下した品質を補償することができ、それにもかかわらず認証のための許容相互相関レベルを実現することができる。
【００３２】
本開示の実施形態によれば、概して1%のチップエラーを有する推定されたWコードを相関させてよい。所与のレベルの性能に達するには、モバイルデバイスにおいてより長いサンプル持続時間(より大きいメッセージサイズ)を使用すればよい。いくつかの実装形態では、モバイルデバイスにおけるWコードチップを抽出し、I/Qサンプルよりもコンパクトであってよい推定されたチップを送信することによって、長いサンプル持続時間を短縮することができる。
【００３３】
図3は、本開示のいくつかの態様によるサーバベースの認証解決策を示す。図3に示す例示的な実装形態では、サーバ、たとえばサーバ306によって認証を行ってよい。各々の個々の認証動作をサーバ306によってサポートすることができる。衛星302、認証されたエンティティ(モバイルデバイス)304、認証消費者/要求側(たとえば銀行)308、およびサーバ306は、図3に示すように互いに通信してよい。この例では、衛星302からのブロードキャストがモバイル304とサーバ306の両方で受信される。モバイル304によって受信される信号上でなりすまし攻撃が行われることがある。認証消費者308は、モバイル304および/またはサーバ306に認証要求を送信してよい。モバイル304が圧縮された生データを認証のためにサーバに送信するか、または認証消費者308がそのようなデータをモバイル304から受信しそのデータをサーバ306に送信してよい。このデータは、Yコード、Wコード、IQサンプル、シグナチャ、上述の情報、および/またはその他のデータのうちのいずれかを含んでよい。サーバ306は、たとえば、モバイル304および/または認証消費者308から受信されたWコードならびに/あるいはモバイル304および/または認証消費者308から受信されたデータから抽出されたWコードに基づいて、認証の完了時に認証消費者308に認証応答値を送信する。
【００３４】
認証要求、圧縮された生データ、および認証応答値メッセージがデバイス同士の間で暗号化され、したがって、認証要求、圧縮された生データ、および認証応答値メッセージ、および/または本明細書において説明する他の実施形態を使用してなりすましを抑制または排除できることに留意されたい。この例では、ユーザのモバイルデバイスにおいて(たとえば、オーバージエアGPS型信号を生成するRFシミュレータから)受信されるRF信号は攻撃されやすいと仮定されてよい。基準ステーションを含んでよいサーバにおいて受信されるRF信号は、安全であると仮定されてよくあるいは後述のように検証されるかまたは信頼できると見なされてよい。認証は、銀行などの認証消費者によって消費されてよい。たとえば、認証は、モバイルユーザによってトリガされる資金移動の認証に関して行われてよい。認証は、たとえばモバイルの識別情報、モバイルのロケーション、位置、および/またはGPSデータを検証して資金移動を許可するかどうかを判定するのに使用されてよい。
【００３５】
図4は、本開示のいくつかの態様による、図3のサーバ、たとえばサーバ306の例示的な機能ブロックを示す。図4に示すように、サーバ400は、1つまたは複数の衛星、たとえばSAT  1〜SAT  Nを含んでよい1つまたは複数の衛星302から受信された信号に少なくとも部分的に基づいて認証を行うように構成される。サーバのGNSSアンテナ402によって受信された衛星信号は、いくつかの実施形態において様々な手段を介して検証され、したがって、信頼できる(かつ有効である)と見なされても、あるいは安全なロケーションもしくは信頼できるロケーションにおいて受信されることまたは1つもしくは複数の他のメトリクスに基づいて信頼できると見なされても、あるいはいくつかの実施形態においてサーバ400によって有効であると仮定されてもよい。例示的な一手法では、Wコード抽出404a、Wコード抽出406a、相関408a、およびしきい値との比較410aの各ブロックは、SAT  1から受信された信号を処理し、SAT  1に関する認証判断値を生成するように構成される。たとえば、Wコード抽出ブロック404aは、サーバ400のGNSSアンテナ402からのI/QサンプルおよびSAT  1からのPコードを使用して第1のWコード推定値を生成してよい。Wコード抽出ブロック406aは、モバイルデバイス304からのI/QサンプルおよびSAT  1からのPコードを使用して第2のWコード推定値を生成してよい。次いで、第1のWコード推定値と第2のWコード推定値を相関ブロック408aにおいて相関させ、相関ブロック408aの出力をブロック410aにおけるしきい値と比較してSAT  1から受信された信号に関する認証判断値を生成してよい。
【００３６】
SAT  1に関して上記に説明した動作は、他の衛星から受信される信号に関して実行されてよい。たとえば、Wコード抽出ブロック404bは、サーバ400のGNSSアンテナ402からのI/QサンプルおよびSAT  NからのPコードを使用して第3のWコード推定値を生成してよい。Wコード抽出ブロック406bは、モバイルからのI/QサンプルおよびSAT  NからのPコードを使用して第4のWコード推定値を生成してよい。次いで第3のWコード推定値と第4のWコード推定値を相関ブロック408bにおいて相関させ、相関ブロック408bの出力をブロック410bにおけるしきい値と比較してSAT  Nから受信された信号に関する認証判断値を生成してよい。
【００３７】
一般認証ブロック412は次いで、各衛星から受信された信号に関してブロック410から個々の認証判断値を得て、サーバ400によって生成されるグローバル決定であってよい合成認証応答値を生成してよい。いくつかの実装形態において、サーバ400は、グローバル決定を下す前にすべての個々の認証判断が完了するのを待ってよいことに留意されたい。いくつかの他の実装形態では、サーバ400は、各々の個々の認証判断値が得られるたびに衛星から受信された信号に関して各々の個々の認証判断値を付加してよい。サーバ400は次いで、相関の和を所定のグローバルしきい値と比較して認証判断を下してよい。このようにして、サーバ400は、所定のグローバルしきい値(たとえば個々の判断値の95%が受信されること)に達した後、さらなる個々の認証判断を待つのを停止させてよい。
【００３８】
所定のグローバルしきい値が衛星の数ならびに/あるいは基準ステーションおよび/またはモバイル上の予想されるチップエラーレートに基づいてよいことに留意されたい。いくつかの実装形態では、所定のグローバルしきい値は信号対雑音比(SNR)に依存してよい。たとえば、SNRが低い場合、ビットレートを高くしてよいと仮定することができる。所定のグローバルしきい値は、偽陽性率が高い場合に小さくなるように調整されてよい。
【００３９】
図5は、本開示のいくつかの態様によるモバイルベースの認証解決策を示す。この例示的な手法では、衛星502からのブロードキャストがモバイル504とサーバ506の両方で受信される。モバイル504によって受信される信号上でなりすまし攻撃が行われることがある。モバイル504は、認証要求側と認証消費者の両方であってよい。モバイル504は、サーバ506から圧縮された基準Wデータを受信し、圧縮されたWデータを使用して、衛星502から受信されたブロードキャスト信号の認証を実行する。モバイル504は、それに加えてまたはその代わりに、Yコード、IQサンプル、シグナチャ、上述の情報、および/またはその他のデータのうちのいずれかをサーバ506から受信し、受信したデータからWコードを抽出してブロードキャスト信号の認証を実行してよい。
【００４０】
この手法では、サーバに対する負荷(たとえば、基準データブロードキャスト)を軽減することができる。これは、比較および相関をモバイルデバイス上で行うことができるからである。この場合、モバイルデバイスは安全であると見なされてよく、環境は敵意があると見なされてよい。本明細書において説明する実施形態を使用して受信された信号の改ざんを検出し、そのような改ざんをモバイルユーザに報告してよい。認証要求は、認証応答値と同様にモバイルの内部から生成され消費されてよい。
【００４１】
図6は、本開示のいくつかの態様による図5のモバイルおよびサーバの例示的な機能ブロックを示す。認証は、モバイルデバイス(たとえば、ユーザ)によって消費されてよい。この場合の認証の別の例は、航空機のGPSナビゲーションに関する例であってよく、この場合、航空機は、図5および図6において説明した方法を使用して受信したGPSナビゲーション信号を認証してよい。図6に示す例示的な実装形態において、ブロック602はサーバ506によって実行される機能を示し、ブロック606はモバイル504によって実行される機能を示す。基準ブロードキャストメッセージ604がサーバ506からモバイル504に送信されてよい。
【００４２】
例示的な一手法では、サーバ602は、1つまたは複数の衛星から信号を受信し、たとえばSAT  1〜SAT  Nを含んでよい1つまたは複数の衛星502からPコードを受信するように構成されてよい。サーバ602のGNSSアンテナ608によって受信された衛星信号は、有効であると見なされてよい。Wコード抽出ブロック610aは、GNSSアンテナ608からのI/QサンプルおよびSAT  1からのPコードを使用して第1のWコード推定値を生成してよい。同様に、Wコード抽出ブロック610bは、GNSSアンテナ608からのI/QサンプルおよびSAT  NからのPコードを使用して第NのWコード推定値を生成してよい。Wコード推定値は基準ブロードキャストメッセージ604としてモバイル606に送信されてよい。
【００４３】
例示的な一手法によれば、Wコード抽出612aおよびSAT  1  Wコード相関614aの各ブロックは、SAT  1から受信された信号を処理し、SAT  1に関する認証判断値を生成するように構成される。たとえば、Wコード抽出ブロック612aは、モバイル606によって受信されたI/QサンプルおよびSAT  1からのPコードを使用して第2のWコード推定値を生成してよい。次いで、SAT  1  Wコード相関614aにおいて(サーバ602からの)第1のWコード推定値と第2のWコード推定値を相関させて、SAT  1から受信された信号に関する認証判断値を生成してよい。
【００４４】
SAT  1に関して上記に説明した、モバイル606における動作は、他の衛星から受信される信号に関して実行されてよい。たとえば、Wコード抽出ブロック612bは、モバイル606から受信されたI/QサンプルおよびSAT  NからのPコードを使用して第3のWコード推定値を生成してよい。次いで、SAT  N  Wコード相関ブロック614bにおいて、(サーバ602からの)第3のWコード推定値と第NのWコード推定値を相関させてSAT  Nから受信された信号に関する認証判断値を生成してよい。
【００４５】
一般認証ブロック616は次いで、各衛星から受信された信号に関してブロック614から個々の認証判断値を得て、モバイル606によって生成されるグローバル決定であってよい合成認証応答値を生成してよい。いくつかの実装形態において、モバイル606は、グローバル決定を下す前にすべての個々の認証判断が完了するのを待ってよいことに留意されたい。いくつかの他の実装形態では、モバイル606は、各々の個々の認証判断値が得られるたびに衛星から受信された信号に関して各々の個々の認証判断値を付加してよい。モバイル606は次いで、グローバル認証判断を下してよい。このようにして、モバイル606は、所定のグローバルしきい値(たとえば個々の衛星経路からの判断値の90%が受信されること)に達した後、さらなる個々の認証判断を待つのを停止させてよい。
【００４６】
所定のグローバルしきい値が衛星の数ならびに/あるいは基準ステーションおよび/またはモバイル上の予想されるチップエラーレートに基づいてよいことに留意されたい。他の実装形態では、所定のグローバルしきい値は信号対雑音比(SNR)に依存してよい。たとえば、SNRが低い場合、ビットレートを高くしてよいと仮定することができる。所定のグローバルしきい値は、偽陽性率が高い場合に小さくなるように調整されてよい。
【００４７】
いくつかの実施形態では、本明細書において説明する方法を衛星から得られるRF信号の認証に適用してよい。この信号を認証する場合、このRF信号はライブブロードキャストから得られるものと見なされてよく、それ以上認証されなくてよい。この手法では、リプレイ状況が問題になることがあり、実信号がなりすまし者によって収集され、擬似C/Aコード信号がライブレコードに重畳されることがある。この状況では、認証を実現することはできるが、位置の計算に使用されるC/Aコード信号が改ざんされている可能性がある。この問題に対処するには、本明細書において説明する方法のうちのある方法を使用して、受信されたRFに存在するすべてのYコード信号を最初に認証すればよい。次いで、ユーザモバイル受信機によってサーバに送信されたRFシグナチャに存在するC/AコードのタイミングとPコードのタイミングが整合している(すなわち、揃えられている)ことが検証されてよい。多くのシナリオでは、モバイルデバイスによって(RFシグナチャに存在し得るC/Aコードから)算出される位置がC/A実ブロードキャスト信号を使用しており、かつその位置が信頼できることが望ましい。さらに、認証サーバは、モバイルの位置をRFシグナチャから算出することによって確認するように構成されてよい。認証された位置は、認証サーバから認証消費者に送られてよく、したがって、モバイルデバイスによって算出されなくてよい。
【００４８】
図7は、本開示のいくつかの態様によるGPS認証のための装置の例示的なブロック図を示す。いくつかの実施形態では、図7に示しかつ/または以下に説明する装置を使用して図3〜図6のいずれかにおけるサーバ、たとえばサーバ306、400、506、および/または606を実装してよい。いくつかの実施形態では、図7に示しかつ/または以下に説明する装置を使用して図3、図5、および図6のいずれかにおけるモバイルデバイス、たとえばモバイルデバイス304、504、および/または602を実装してよい。図7に示すように、アンテナ702は、基地局から変調信号を受信し、受信信号をモデム704の復調器(DEMOD)部分に供給する。復調器は、受信信号の処理(たとえば、調整およびデジタル化)を行い、入力サンプルを取得する。復調器はさらに、入力サンプルに対して直交周波数分割多重(OFDM)復調を実行し、すべてのサブキャリア用の周波数領域受信シンボルを生成する。RXデータプロセッサ706は、周波数領域受信シンボルの処理(たとえば、シンボルデマップ、デインターリーブ、および/または復号)を行い、装置のコントローラ/プロセッサ708に復号データを供給する。いくつかの実装形態では、アンテナ702は、1つまたは複数の衛星との間でGPS信号または他のSPS信号の受信および/または送信を行うように構成されてよい。いくつかの実施形態では、装置は、そのようなGPS信号または他のSPS信号を受信するための別個のアンテナ(図示せず)を含む。たとえば、アンテナ402または608は装置に含まれてよい。さらに、これらの信号を処理するための別個の受信回路および/または処理回路ならびに/あるいは受信ソフトウェアおよび/または処理ソフトウェアが、装置に含まれてよく、コントローラ/プロセッサ708、メモリ712、および/または認証モジュール714と通信してよい。
【００４９】
コントローラ/プロセッサ708は、装置をワイヤレスネットワークを介して別のデバイスと通信するように制御するように構成されてよい。TXデータプロセッサ710は、たとえばシグナリングシンボル、データシンボル、および/またはパイロットシンボルを生成してよく、これらのシンボルは、モデム704の変調器(MOD)によって処理され、アンテナ702を介してたとえば基地局に送信されるかまたは別のデバイスに直接送信されてよい。加えて、コントローラ/プロセッサ708は、装置における様々な処理ユニットの動作を指示する。メモリ712は、装置用のプログラムコードおよびデータを記憶するように構成されてよい。認証モジュール714は、上述の認証の方法を実行するように構成されてよい。たとえば、認証モジュール714および/またはコントローラ/プロセッサ708を使用して、図4に示すブロック402〜412のうちの1つまたは複数あるいは図6に示すブロック612〜616のうちの1つまたは複数を実施してよい。別の例として、認証モジュール714および/またはコントローラ/プロセッサ708を使用して、図6に示すブロック608および610のうちの1つまたは複数を実施してよい。いくつかの実装形態では、コントローラ/プロセッサ708および認証モジュール714の機能の一部は、1つまたは複数のモバイルデバイスおよび/またはサーバなど、複数の装置に実装されてよい。いくつかの他の実装形態では、コントローラ/プロセッサ708および認証モジュール714は、図1〜図6に関連して説明したGPS認証の方法を実施するためにサーバに存在してよい。いくつかの他の実装形態では、コントローラ/プロセッサ708および認証モジュール714は、図1〜図3および図5〜図6に関連して説明したGPS認証の方法を実施するためにモバイルデバイスに存在してよい。認証モジュール714は、図7に示す装置内の他の要素とは別個に示されているが、図7に示す他の要素によって全体的または部分的に実装されてよく、たとえば、コントローラ/プロセッサ708および/またはメモリ712、あるいは装置の別のプロセッサおよび/またはメモリあるいは装置の1つまたは複数の他の要素に実装されてよい。
【００５０】
本開示のいくつかの態様によれば、図8、図9、および/または図10において説明する機能は、図7のコントローラ/プロセッサ708または認証モジュール714、あるいは場合によっては1つまたは複数の他の要素と組み合わされたコントローラ/プロセッサ708と認証モジュール714の組合せによって実装されてよい。いくつかの実装形態では、機能は、本開示において説明する装置の様々な機能を実行するようにプロセッサ708、ソフトウェア、ハードウェア、およびファームウェアまたはそれらの組合せによって実行されてよい。
【００５１】
図8は、本開示のいくつかの態様によるモバイルデバイスを認証する方法を示す。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック802において、信頼できる衛星ブロードキャストを介して複数の衛星から第1の組のYコードを受信するように構成されてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック804において、モバイルデバイスを介して複数の衛星から第2の組のYコードを受信するように構成されてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック806において、複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する第1の組のYコードおよび第2の組のYコードから抽出されたWコード推定値を使用して認証判断値を生成するように構成されてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック808において、衛星チャネルに関して生成された認証判断値に従って認証応答値を生成するように構成されてよい。いくつかの実施形態では、802において、第1の組のYコードを受信する代わりにまたは第1の組のYコードを受信することに加えて、第1の組のYコードから抽出されたWコードを受信または取得してよい。いくつかの実施形態では、802において、第1の組のYコードを受信する代わりにまたは第1の組のYコードを受信することに加えて、Wコードを導出することのできるIQサンプルを受信または取得する。いくつかの実施形態では、804において、第2の組のYコードを受信する代わりにまたは第2の組のYコードを受信することに加えて、第2の組のYコードから抽出されたWコードを受信または取得してよい。いくつかの実施形態では、804において、第2の組のYコードを受信する代わりにまたは第2の組のYコードを受信することに加えて、Wコードを導出することのできるIQサンプルを受信または取得する。
【００５２】
本開示の実施形態によれば、ブロック806において実行される方法は、ブロック810において実行される方法をさらに含んでよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック810において、第1の組のYコードを使用して複数の衛星に対応する1組のPコードを生成するように構成されてよく、衛星チャネルに関連するYコードごとに、対応する生成されたPコードおよび第1の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第1のWコードの抽出を実行して第1のWコード推定値を生成し、対応する生成されたPコードおよび第2の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第2のWコードの抽出を実行して第2のWコード推定値を生成し、第1のWコード推定値と第2のWコード推定値を相関させて相関出力を生成し、相関出力に従って衛星チャネルに関する認証判断値を生成するように構成されてよい。
【００５３】
本開示の実施形態によれば、ブロック808において実行される方法は、ブロック812およびブロック814において実行される方法をさらに含んでよい。たとえば、プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック812において、各衛星チャネルからの認証判断値を組み合わせて積分された認証判断値を生成し、積分された認証判断値を所定のグローバルしきい値と比較して認証応答値を生成するように構成されてよい。所定のグローバルしきい値は、認証応答値を求める際に使用される衛星チャネルの数、第1のWコードの抽出および第2のWコードの抽出の予想されるチップエラーレート、ならびに衛星チャネルの信号対雑音比のうちの少なくとも1つに基づいて求められてよい。たとえば、プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック814において、各衛星チャネルからの認証判断値が利用可能になったときに各衛星チャネルからの認証判断値を組み合わせて積分された認証判断値を生成し、積分された認証判断値を所定のグローバルしきい値と比較して認証応答値を生成するように構成されてよい。
【００５４】
図9は、本開示のいくつかの態様による無線周波数信号を認証する方法を示す。図9に示す例では、プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック902において、複数の衛星からの第1の組のYコードを、たとえばモバイルデバイス(モバイル504など)で受信するように構成されてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック904において、複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する第1の組のYコードから抽出されたWコード推定値を使用して認証判断値を生成するように構成されてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック906において、衛星チャネルに関して生成された認証判断値に従って認証応答値を生成するように構成されてよい。
【００５５】
本開示の実施形態によれば、ブロック904において実行される方法は、ブロック910において実行される方法をさらに含んでよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック910において、第1の組のYコードを使用して複数の衛星に対応する1組のPコードを生成するように構成されてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、衛星チャネルに関連するYコードごとに、対応する生成されたPコードおよび第1の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第1のWコードの抽出を実行して第1のWコード推定値を生成し、第2のWコード推定値を受信し、第1のWコード推定値と第2のWコード推定値を相関させて相関出力を生成し、相関出力に従って認証判断値を生成するように構成されてよい。本開示の実施形態によれば、ブロック906において実行される方法は、ブロック912およびブロック914において実行される方法をさらに含んでよい。たとえば、プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック912において、各衛星チャネルからの認証判断値を組み合わせて積分された認証判断値を生成し、積分された認証判断値を所定のグローバルしきい値と比較して認証応答値を生成するように構成されてよい。所定のグローバルしきい値は、認証応答値を求める際に使用される衛星チャネルの数、第1のWコードの抽出の予想されるチップエラーレート、および衛星チャネルの信号対雑音比のうちの少なくとも1つに基づいて求められてよい。たとえば、プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック914において、各衛星チャネルからの認証判断値が得られるたびに各衛星チャネルからの認証判断値を組み合わせて積分された認証判断値を生成し、積分された認証判断値を所定のグローバルしきい値と比較して認証応答値を生成するように構成されてよい。第2のWコード出力が信頼できるサーバからの基準ブロードキャストメッセージを含んでよいことに留意されたい。第2のWコード出力は、信頼できるサーバからのYコードおよびI/Qサンプルを使用して生成されてよい。第1のWコードの抽出を実行することは、複数の周波数搬送波を使用して第1のWコード推定値を生成することを含んでよい。
【００５６】
図10は、本開示のいくつかの態様による認証のための情報を送信する方法を示す。図10に示す例示的な実施形態では、プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック1002において暗号化されたコードを受信するように構成されてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック1004において、暗号化されたコードを暗号化するのに使用されたシーケンスに関する情報を確定するように構成されてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック1006において、情報を認証のためのデバイスに送信するように構成されてよく、情報を送信することは、コードから抽出されるシーケンスに少なくとも部分的に基づく。
【００５７】
本開示の実施形態によれば、ブロック1002において実行される方法は、ブロック1008において実行される方法をさらに含んでよい。たとえば、プロセッサ708および/または認証モジュール714は、暗号化されたコードを含むレンジング信号を受信するように構成されてよく、レンジング信号はGNSSブロードキャストを含む。
【００５８】
ブロック1004において実行される方法は、ブロック1020および1022において実行されてよいブロック1010において実行される方法をさらに含んでよい。たとえば、プロセッサ708および/または認証モジュール714は、暗号化されたコードを暗号化するのに使用されたシーケンスを抽出するように構成されてよい。情報は、抽出されたシーケンスを含んでよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック1022において、暗号化されたコードに、暗号化の前に暗号化されたコードを表していたコードを乗算するように構成されてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック1022において、暗号化されたコードを第1の周波数で受信し、さらに暗号化されたコードを第2の周波数で受信するように構成されてよく、情報は、第1の周波数で受信されたコードから抽出されたシーケンスと第2の周波数で受信されたコードから抽出されたシーケンスの組合せに基づくシーケンスの推定値を含んでよい。暗号化されたコードはPコードを含んでよく、シーケンスはWコードを含んでよい。
【００５９】
ブロック1006において実行される方法は、ブロック1012において実行される方法をさらに含んでよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、ブロック1012において、(I/Q)サンプルをデバイスに送信して、抽出されたシーケンスおよび信号の送信元を認証させるように構成されてよい。デバイスは、暗号化されたコードが送信された送信元を認証するように構成されたリモート認証サーバを備えてよい。プロセッサ708および/または認証モジュール714は、暗号化されたコードが真正であることの表示をデバイスから受信し、暗号化されたコードが送信された送信元が真正であることの表示をデバイスから受信するようにさらに構成されてよい。
【００６０】
少なくとも段落[0071]〜[0073]、図7、図8、およびそれらに対応する説明が、信頼できる衛星ブロードキャストを介して複数の衛星から第1の組のYコードを受信するための手段と、モバイルデバイスを介して複数の衛星から第2の組のYコードを受信するための手段と、複数の衛星に対応する衛星チャネルに関する第1の組のYコードおよび第2の組のYコードから抽出されたWコード推定値を使用して認証判断値を生成するための手段と、衛星チャネルに関して生成された認証判断値に従って認証応答値を生成するための手段とを示すことに留意されたい。少なくとも段落[0071]〜[0073]、図7、図8、およびそれらに対応する説明は、第1の組のYコードを使用して複数の衛星に対応する1組のPコードを生成するための手段と、衛星チャネルに関連するYコードごとに、対応する生成されたPコードおよび第1の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第1のWコードの抽出を実行して第1のWコード推定値を生成するための手段と、対応する生成されたPコードおよび第2の組のYコードから得られた対応するYコードを使用して第2のWコードの抽出を実行して第2のWコード推定値を生成するための手段と、第1のWコード推定値と第2のWコード推定値を相関させて相関出力を生成するための手段と、相関出力に従って衛星チャネルに関する認証判断値を生成するための手段とをさらに示す。
【００６１】
少なくとも段落[0046]、[0054]、[0071]〜[0073]、図7、図8、およびそれらに対応する説明は、衛星チャネルの各々からの認証判断値を組み合わせて積分された認証判断値を生成するための手段と、積分された認証判断値を所定のグローバルしきい値と比較して認証応答値を生成するための手段と、各衛星チャネルからの認証判断値が得られるたびに各衛星チャネルからの認証判断値を組み合わせて積分された認証判断値を生成するための手段と、積分された認証判断値を所定のグローバルしきい値と比較して認証応答値を生成するための手段とを示す。
【００６２】
本明細書で説明される方法およびモバイルデバイスは、用途に応じて様々な手段によって実施することができる。たとえば、これらの方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実施され得る。ハードウェア実装形態の場合、処理ユニットは、本明細書で説明される機能を実行するように設計された、1つもしくは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、デジタルシグナルプロセシングデバイス(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、他の電子ユニット、またはそれらの組合せ内で実装され得る。本明細書では、「制御論理回路」という用語は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せによって実装された論理回路を包含する。
【００６３】
ファームウェアおよび/またはソフトウェア実装形態の場合、これらの方法は、本明細書で説明される機能を実行するモジュール(たとえば、プロシージャ、関数など)によって実施され得る。命令を有形に具現化するいずれの機械可読媒体も、本明細書で説明される方法の実施において使用され得る。たとえば、ソフトウェアコードは、メモリに記憶され、処理ユニットによって実行され得る。メモリは、処理ユニット内に実装されてもよく、または処理ユニットの外部に実装されてもよい。本明細書で用いられる「メモリ」という用語は、長期、短期、揮発性、不揮発性、または他の記憶デバイスのいずれかの種類を指し、いずれの特定のメモリの種類またはメモリの数にも限定されず、あるいはメモリが格納される媒体の種類に関して限定されない。
【００６４】
ファームウェアおよび/またはソフトウェアに実装する場合、機能は、コンピュータ可読媒体に1つもしくは複数の命令またはコードとして記憶され得る。これらの例には、データ構造によって符号化されたコンピュータ可読媒体およびコンピュータプログラムによって符号化されたコンピュータ可読媒体が含まれる。コンピュータ可読媒体は製造物品の形態をとり得る。コンピュータ可読媒体は、物理的なコンピュータ記憶媒体および/またはその他の非一時的媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の使用可能な媒体であってもよい。限定ではなく、例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のプログラムコードを命令またはデータ構造の形で記憶するのに使用することができ、かつコンピュータからアクセスすることのできる任意の他の媒体を備えてよく、本明細書で使用するディスク(diskおよびdisc)には、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザディスク(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー（登録商標）ディスク(disk)、およびブルーレイディスク(disc)が含まれ、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、一方、ディスク(disc)はデータをレーザによって光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
【００６５】
命令および/またはデータは、コンピュータ可読媒体に記憶されるのに加えて、通信装置に含まれる伝送媒体上の信号として供給され得る。たとえば、通信装置は、命令およびデータを示す信号を有する送受信機を含み得る。命令およびデータは、1つまたは複数のプロセッサに特許請求の範囲において概説する機能を実施させるように構成される。すなわち、通信装置は、開示する機能を実行するための情報を示す信号を有する伝送媒体を含む。第1の時間において、通信装置中に含まれる伝送媒体は、開示する機能を実行するための情報の第1の部分を含んでもよく、一方、第2の時間において、通信装置中に含まれる伝送媒体は、開示する機能を実行するための情報の第2の部分を含んでもよい。
【００６６】
本開示は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク(WPAN)などのような、様々なワイヤレス通信ネットワークとともに実装され得る。「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば互換的に使用される。「位置」および「ロケーション」という用語は、しばしば互換的に使用される。WWANは、符号分割多元接続(CDMA)ネットワーク、時分割多元接続(TDMA)ネットワーク、周波数分割多元接続(FDMA)ネットワーク、直交周波数分割多元接続(OFDMA)ネットワーク、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)ネットワーク、Long  Term  Evolution(LTE)ネットワーク、WiMAX(IEEE802.16)ネットワークなどであり得る。CDMAネットワークは、cdma2000、広帯域CDMA(W-CDMA)などの1つまたは複数の無線アクセス技術(RAT)を実装することができる。cdma2000は、IS-95標準、IS-2000標準、およびIS-856標準を含む。TDMAネットワークは、Global  System  for  Mobile  Communications(GSM（登録商標）)、Digital  Advanced  Mobile  Phone  System(D-AMPS)、または何らかの他のRATを実装することができる。GSM（登録商標）およびW-CDMAは、「3rd  Generation  Partnership  Project」(3GPP)という名称の組織からの文書に記載されている。cdma2000は、「3rd  Generation  Partnership  Project  2」(3GPP2)という名称の組織からの文書に記載されている。3GPPおよび3GPP2の文書は、公に利用可能である。WLANは、IEEE  802.11xネットワークであってよく、WPANはBluetooth（登録商標）ネットワーク、IEEE  802.15x、または何らかの他のタイプのネットワークであってよい。本技法はまた、WWAN、WLAN、および/またはWPANの任意の組合せとともに実装され得る。たとえば、モバイル304、サーバ306、および認証消費者308のうちのいずれかの間の通信は上述のネットワークのいずれかを介して行われてよい。さらに、モバイル504とサーバ506との間の通信は上述のネットワークのいずれかを介して行われてよい。図7に示す装置は、上述のネットワークのいずれかを介し、たとえばアンテナ702およびモデム704を使用して通信するように構成されてよい。
【００６７】
移動局は、セルラー通信デバイスまたは他のワイヤレス通信デバイス、パーソナル通信システム(PCS)デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス(PND)、個人情報マネージャ(PIM)、携帯情報端末(PDA)、ラップトップ、あるいはワイヤレス通信および/またはナビゲーション信号を受信することができる他の適切なモバイルデバイスなどのデバイスを指す。「移動局」という用語はまた、短距離ワイヤレス接続、赤外線接続、ワイヤライン接続、または他の接続などによって、パーソナルナビゲーションデバイス(PND)と通信するデバイスを、衛星信号受信、支援データ受信、および/または位置関連処理がそのデバイスにおいて行われるか、またはPNDにおいて行われるかにかかわらず含むものである。また、「移動局」は、インターネット、Wi-Fi、または他のネットワークなどを介してサーバとの通信が可能である、ワイヤレス通信デバイス、コンピュータ、ラップトップなどを含むすべてのデバイスを、衛星信号受信、支援データ受信、および/または位置関連処理がそのデバイスにおいて行われるか、サーバにおいて行われるか、またはネットワークに関連する別のデバイスにおいて行われるかにかかわらず含むものである。上記の任意の動作可能な組合せも「移動局」と見なされる。
【００６８】
何かが「最適化される」、「必要とされる」という表現または他の表現は、最適化されるシステム、または「必要とされる」要素が存在するシステムのみに本開示が適用されること(または他の表現に起因する他の制限)を示すものではない。これらの表現は、特定の説明された実装形態のみを指す。もちろん、多くの実装形態が可能である。本技法は、開発中であるか今後開発されるプロトコルを含む、本明細書で論じるプロトコル以外のプロトコルで使用できる。
【００６９】
当業者は、開示した実施形態の多くの可能な修正および組合せを、依然として同じ基本的な下位の機構および方法を用いながら使用してよいことを認識されよう。上記の説明は、説明の目的で、特定の実施形態に関して書かれている。しかしながら、上で示した論述は網羅的なものでも、あるいは本開示を開示された厳密な形態に限定するものでもない。多くの修正および変形が、上記の教示に鑑みて可能である。本開示の原理および実際の適用について説明するために、また、企図される特定の用途に合わせて様々な修正を加えて本開示および様々な実施形態を他の当業者が最善の形で利用できるように、実施形態が選択され、説明されている。
【符号の説明】
【００７０】
102  C/Aコード追跡ブロック
104  チップタイミング抽出ブロック
106  Pコードチップタイミング生成ブロック
108  Pコードローカルジェネレータブロック
110  調整可能な遅延ブロック
112  Wコードチップタイミング生成ブロック
114  第1のXORブロック
116  第1の積分/ダンプブロック
118  第2のXORブロック
120  第2の積分/ダンプブロック
122  加算ブロック
124  しきい値ブロック
202  C/Aコード追跡ブロック
204  チップタイミング抽出ブロック
206  Pコードチップタイミング生成ブロック
208  Pコードローカルジェネレータブロック
210  調整可能な遅延ブロック
212  Wコードチップタイミング生成ブロック
214  XORブロック
216  積分/ダンプブロック
218  しきい値ブロック
302  衛星
304  認証されたエンティティ(モバイルデバイス)
306  サーバ
308  認証消費者
400  サーバ
404a  Wコード抽出ブロック
406a  Wコード抽出ブロック
408a  相関ブロック
410a  しきい値との比較ブロック
412  一般認証ブロック
502  衛星
504  モバイル
506  サーバ
602  サーバ
604  基準ブロードキャストメッセージ
608  GNSSアンテナ
610a  Wコード抽出ブロック
610b  Wコード抽出ブロック
612a  Wコード抽出ブロック
614a  SAT1  Wコード相関ブロック
616  一般認証ブロック
708  コントローラ/プロセッサ
710  TXデータプロセッサ
712  メモリ
714  認証モジュール
802、804、806、808、810、812、814、902、904、906、910、912、914、1004、1006、1008、1010、1012、1020、1022  ブロック
L1、L2  入力周波数搬送波
【図１】
0005981560.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005981560.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005981560.tif 000008
【図８】
0005981560.tif 000009
【図９】
0005981560.tif 000010
【図１０】
0005981560.tif 000011