(57)【要約】      （修正有）【課題】屋内および市街地のような低信号対雑音比（ＳＮＲ）環境に位置するクライアント装置の位置認証を可能にする認証システムを提供する。【解決手段】位置認証のためのシステムおよび方法が提供される。生成された既知コード信号に基づいて推定サーバ信号を推定し、クライアント装置１０８からクライアント受信コード化衛星信号１３８を受信する。クライアント受信コード化衛星信号を推定サーバ未知低レートコード信号と比較して、比較結果を提供する。【選択図】図１
2018163165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライアント装置からクライアント受信コード化衛星信号を受信することと、
衛星受信装置からサーバ受信コード化衛星信号を受信することと、
前記クライアント受信コード化衛星信号および前記サーバ受信コード化衛星信号のうちの１つに基づいて、推定クライアント既知高レートコードを推定することと、
前記推定クライアント既知高レートコードに基づいて、前記クライアント受信コード化衛星信号から推定クライアント未知低レートコード信号を抽出することと、
前記サーバ受信コード化衛星信号に基づいて推定サーバ既知高レートコードを推定することと、
前記推定サーバ既知高レートコードに基づいて、前記クライアント受信コード化衛星信号から推定サーバ未知低レートコード信号を抽出することと、
前記推定クライアント未知低レートコード信号を前記推定サーバ未知低レートコード信号と比較して、未知低レートコード比較結果を提供することと、を含む、位置認証のための方法。
【請求項２】
前記未知低レートコード比較結果に基づいて前記クライアント装置の位置を認証することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記クライアント装置の前記位置が有効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可され、
前記クライアント装置の前記位置が無効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可されない、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
公開コードと、未知の低レートコードと前記公開コードに同期する既知の高レートコードとの積を含む暗号化コードとを含む、前記クライアント受信コード化衛星信号を受信することと、
前記公開コードの時間同期を推定して推定コード時間同期を提供することと、
前記推定コード時間同期に基づいて前記既知の高レートコードを生成して、推定クライアント既知高レートコードを提供することと、
前記クライアント受信コード化衛星信号の前記暗号化コードから前記推定クライアント既知高レートコードを除去して、前記推定クライアント未知低レートコード信号を供給することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記公開コードはＧＰＳ  Ｃ／Ａコードを含み、前記暗号化コードはＧＰＳ  Ｐ（Ｙ）コードを含み、前記未知の低レートコードはＧＰＳ  Ｗコードを含み、前記既知の高レートコードはＧＰＳ  Ｐコードを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
公開コードと、未知の低レートコードと前記公開コードに同期する既知の高レートコードとの積を含む暗号化コードとを含む、前記サーバ受信コード化衛星信号を受信することと、
前記公開コードの時間同期を推定して推定サーバコード時間同期を提供することと、
前記推定サーバコード時間同期および前記サーバ受信コード化衛星信号からのナビゲーションメッセージデータに基づいて前記既知の高レートコードを生成して、前記推定サーバ既知高レートコードを提供することと、
前記サーバ受信コード化衛星信号の前記暗号化コードから前記推定サーバ既知高レートコードを除去して、前記推定サーバ未知低レートコード信号を提供することと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記クライアント受信コード化衛星信号に基づいてクライアントコード時間同期を推定
することと、
前記クライアントコード時間同期に同期する前記推定サーバ既知高レートコードを含む前記推定クライアント既知高レートコードを推定することと、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記公開コードはＧＰＳ  Ｃ／Ａコードを含み、前記暗号化コードはＧＰＳ  Ｐ（Ｙ）コードを含み、前記未知の低レートコードはＧＰＳ  Ｗコードを含み、前記既知の高レートコードはＧＰＳ  Ｐコードを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記クライアント受信衛星信号および前記サーバ受信コード化衛星信号は、ＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星、ＧＥＯ衛星、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）衛星、全地球測位システム（ＧＰＳ（商標））衛星、Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema（ＧＬＯＮＡＳＳ（商標））衛星、ＢｅｉＤｏｕナビゲーションシステム（ＣＯＭ
ＰＡＳＳ（商標））衛星、ガリレオ（商標）衛星、イリジウム（商標）衛星、およびイリジウム（商標）ＮＥＸＴから成る群のうちの少なくとも１つから送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
推定サーバ未知低レートコード信号および生成既知高レートコード信号に基づいて、推定サーバ未知高レート暗号化コード信号を形成することと、
クライアント装置からクライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号を受信することと、
前記クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号を前記推定サーバ未知高レート暗号化コード信号と比較して、コード比較結果を提供することと、
を含む、位置認証のための方法。
【請求項１１】
前記コード比較結果に基づいて前記クライアント装置の位置を認証することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記クライアント装置の前記位置が有効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可され、
前記クライアント装置の前記位置が無効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可されない、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
公開コードと、衛星受信装置からの暗号化コードであって、未知の低レートコードと前記公開コードに同期する既知の高レートコードとの積を含む暗号化コードとを含む、サーバ受信未知高レートコード化衛星信号を受信することと、
前記公開コードの時間同期を推定して推定コード時間同期を提供することと、
前記推定コード時間同期に基づいて前記既知の高レートコードを生成して、推定サーバ既知高レートコードを提供することと、
前記サーバ受信コード化衛星信号の前記暗号化コードから前記推定サーバ既知高レートコードを除去して、前記推定サーバ未知低レートコード信号を提供することと、
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記推定サーバ既知高レートコードを含む前記生成既知高レートコード信号をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記公開コードはＧＰＳ  Ｃ／Ａコードを含み、前記暗号化コードはＧＰＳ  Ｐ（Ｙ）コードを含み、前記未知の低レートコードはＧＰＳ  Ｗコードを含み、前記既知の高レートコードはＧＰＳ  Ｐコードを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記サーバ受信未知高レートコード化衛星信号は、ＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星、ＧＥＯ衛星、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）衛星、全地球測位システム（ＧＰＳ（商標））衛星、Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema（ＧＬＯＮＡＳＳ
（商標））衛星、ＢｅｉＤｏｕナビゲーションシステム（ＣＯＭＰＡＳＳ（商標））衛星、ガリレオ（商標）衛星、イリジウム（商標）衛星、およびイリジウム（商標）ＮＥＸＴから成る群のうちの少なくとも１つから送信される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記推定サーバ未知高レート暗号化コード信号を濾波することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記推定サーバ未知高レート暗号化コード信号を前記クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号に同期させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記推定サーバ未知低レートコード信号および前記クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号に基づいて、粗未知低レートコード時間同期を推定することと、
前記粗未知低レートコード時間同期および前記クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号に基づいて、精密未知低レートコード時間同期を推定することと、
前記精密未知低レートコード時間同期に基づいて生成既知高レートコード信号を形成することと、
さらに前記精密未知低レートコード時間同期に基づいて前記推定サーバ未知高レート暗号化コード信号を形成することと、
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
クライアント信号フィルタにて濾波されたクライアント受信衛星信号を含む濾波クライアント衛星信号をクライアント装置から受信することと、
前記クライアント装置からフィルタ特性を受信すること、及び、前記濾波クライアント衛星信号に基づいて、前記クライアント信号フィルタの伝達関数を推定すること、の一方により、前記クライアント信号フィルタのフィルタ特性を決定することと、
前記フィルタ特性に基づき前記クライアント信号フィルタをエミュレートするエミュレート信号フィルタを構成することと、
衛星受信装置からサーバ受信衛星信号を受信することと、
前記サーバ受信衛星信号を前記エミュレート信号フィルタにて濾波して、エミュレート濾波衛星信号を形成することと、
前記クライアント受信衛星信号をことと、
前記推定クライアント未知低レートコード信号を前記エミュレート濾波衛星信号と比較して、その信号比較結果を提供することと、を含む、位置認証のための方法。
【請求項２１】
前記信号比較結果に基づいて前記クライアント装置の位置を認証することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記クライアント装置の前記位置が有効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可され、
前記クライアント装置の前記位置が無効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可されない、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記フィルタ特性は、前記クライアント装置からフィルタ特性を受信することにより決定される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記エミュレート信号フィルタは、前記フィルタ特性に基づいて、フィルタ列から選択
される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記クライアント信号フィルタのフィルタ特性は、前記前記濾波クライアント衛星信号の離散フーリエ変換により推定される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記クライアント受信衛星信号および前記サーバ受信衛星信号は、ＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星、ＧＥＯ衛星、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）衛星、全地球測位システム（ＧＰＳ（商標））衛星、Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema（
ＧＬＯＮＡＳＳ（商標））衛星、ＢｅｉＤｏｕナビゲーションシステム（ＣＯＭＰＡＳＳ（商標））衛星、ガリレオ（商標）衛星、イリジウム（商標）衛星、およびイリジウム（商標）ＮＥＸＴから成る群のうちの少なくとも１つから送信される、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して無線通信システムに関する。さらに詳しくは、本開示の実施形態は位置認証のための衛星システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）信号のような衛星信号の信号成分のパワーのかなりの部分は、ＧＮＳＳ信号がＧＮＳＳクライアント装置の受信器によって使用されるバンドパスフィルタを通過するときに失われる。さらに、ＧＮＳＳ信号との相関処理はＧＮＳＳ信号の雑音を増大し、二乗損失を引き起こす。パワーの損失および二乗損失は、低信号対雑音比（ＳＮＲ）環境における性能を著しく低下させる。低ＳＮＲ環境における性能劣化は、全地球位置計算または全地球位置に基づくアサーション(assertion)が
真正であることを確認する認証システムの能力低下あるいは最小化する場合がある。
【発明の概要】
【０００３】
位置認証のためのシステムおよび方法が開示される。推定サーバ信号は、生成された既知コード信号に基づいて推定され、クライアント受信衛星信号はクライアント装置から受信される。クライアント受信衛星信号は推定サーバ信号と比較され、比較結果が提供される。
【０００４】
クライアント機器は、クライアント受信衛星署名がクライアント装置の視野内の衛星からの既知および未知の信号成分の混合和になるように、単純なものでよい。クライアント受信衛星署名内の信号成分のサブセットは推定サーバコード信号と比較され、比較結果が提供される。認証は、クライアントが受信する未知のＹコードまたは低レートコード、例えばＷコードと、サーバが受信する未知のＹコードまたはＷコードとの比較から生じる。サーバはまた、クライアント受信衛星署名の比較的狭い帯域幅を補償することもできる。
【０００５】
このようにして、本開示の実施形態は、屋内および市街地のような低信号対雑音比（ＳＮＲ）環境に位置するクライアント装置の位置認証を可能にする認証システムを提供する。
【０００６】
一実施形態では、位置認証のための方法は、クライアント受信コード化衛星信号をクライアント装置から受信し、かつサーバ受信コード化衛星信号を衛星受信装置から受信する。方法はさらに、クライアント受信コード化衛星信号およびサーバ受信コード化衛星信号の１つに基づいて、推定クライアント既知高レートコードを推定する。方法はさらに、推定クライアント既知高レートコードに基づいて、クライアント受信コード化衛星信号から推定クライアント未知低レートコード信号を抽出する。方法はさらに、サーバ受信コード化衛星信号に基づいて推定サーバ既知高レートコードを推定する。方法はさらに、推定サーバ既知高レートコードに基づいて、クライアント受信コード化衛星信号から推定サーバ未知低レートコード信号を抽出する。方法はさらに、推定クライアント未知低レートコード信号を推定サーバ未知低レートコード信号と比較して、未知低レートコードの比較結果を提供する。
【０００７】
別の実施形態では、位置認証のための方法は、推定サーバ未知低レートコード信号および生成された既知高レートコード信号に基づいて、推定サーバ未知高レート暗号化コード信号を形成する。方法はさらに、クライアント装置からクライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号を受信する。方法はさらに、クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号を推定サーバ未知高レート暗号化コード信号と比較して、コード比較結果を
提供する。
【０００８】
さらなる実施形態では、位置認証のための方法は、クライアント装置からクライアント濾波衛星信号を受信する。クライアント濾波衛星信号は、クライアント信号フィルタで濾波されたクライアント受信衛星信号を含む。方法はさらに、クライアント装置からフィルタ特性を受信すること、およびクライアント濾波衛星信号に基づいてクライアント信号フィルタの伝達関数を推定することのうちの１つによって、クライアント信号フィルタの特性を決定する。方法はさらにエミュレート信号フィルタを構成し、フィルタ特性に基づいてクライアント信号フィルタをエミュレートする。方法はさらに、衛星受信装置からサーバ受信衛星信号を受信し、かつクライアント信号フィルタをエミュレートするエミュレート信号フィルタでサーバ受信衛星信号を濾波し、エミュレートされた濾波衛星信号を供給する。方法はさらに、クライアント受信衛星信号とエミュレートされた濾波衛星信号とを比較して、信号比較結果を提供する。
【０００９】
この概要は、以下の詳細な説明でさらに詳述する概念の抜粋を簡略化した形で紹介するために提供するものである。この概要は、特許請求の対象の主要な特徴または不可欠な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求の対象の範囲を決定する際の一助として使用することを意図するものでもない。
【００１０】
本開示の実施形態のより完全な理解は、以下の図に照らし合わせて検討するときに、詳細な説明および特許請求の範囲を参照することによって導かれるであろう。図全体にわたって同じ参照番号は同様の要素を指す。図は、開示の幅、範囲、規模、または適用可能性を限定することなく、開示の理解を容易にするために提供される。図面は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】開示の実施形態に係る、衛星信号に基づいてアサート位置を認証するための例示的無線通信環境を表す図である。
【図２】衛星受信器の例示的簡易機能ブロック図を表す。
【図３】屋内および市街地環境が衛星信号を減衰させ得る方法を示す、例示的無線通信環境を表す図である。
【図４】衛星の信号構造を示す例示的図表を表す。
【図５】開示の実施形態に係る認証サーバにおけるクライアントデータおよびサーバデータのコードワイプオフ（code wipeoff）を示す、認証システムの例示的機能ブロック図を表す。
【図６】開示の実施形態に係る認証サーバにおけるクライアントデータおよびサーバデータのコードワイプオフを示す、認証システムの例示的機能ブロック図を表す。
【図７】開示の実施形態に係る図５および図６の認証システムによって実行することのできる、認証サーバにおけるクライアントデータおよびサーバデータのコードワイプオフのための認証プロセスを示す例示的フローチャートを表す。
【図７Ａ】開示の実施形態に係る図５および図６の認証システムによって実行することのできる、認証サーバにおけるクライアントデータおよびサーバデータのコードワイプオフのための認証プロセスを示す例示的フローチャートを表す。
【図８】開示の実施形態に係る認証サーバにおけるＹコードの再構築を示す、認証システムの例示的機能ブロック図を表す。
【図９】開示の実施形態に係る図８の認証システムによって実行することのできる、認証サーバでＰ（Ｙ）コードを再構築するための認証プロセスを示す例示的フローチャートを表す。
【図９Ａ】開示の実施形態に係る図８の認証システムによって実行することのできる、認証サーバでＰ（Ｙ）コードを再構築するための認証プロセスを示す例示的フローチャートを表す。
【図１０】開示の実施形態に係る認証サーバにおけるクライアントデータおよびサーバデータのコードワイプオフを示す、認証システムの例示的機能ブロック図を表す。
【図１１】開示の実施形態に係る図１０の認証システムによって実行することのできる認証プロセスを示す例示的フローチャートを表す。
【図１２】周波数におけるクライアントからサーバへの波形に対するクライアントバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の影響を示す、認証システムの例示的機能ブロック図を表す。
【図１３】クライアント装置における狭帯域濾波によるＰ（Ｙ）コードのパワー損失対帯域幅示す例示的図表を表す。
【図１４】時間領域におけるクライアントからサーバへの波形に対するクライアントバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の影響を示す、認証システムの例示的機能ブロック図を表す。
【図１５】様々な帯域幅における相関関数対時間シフトを示す例示的図表を表す。
【図１６】開示の実施形態に係る、クライアントからのデータに基づいて基準帯域幅を適応的に補償するための認証システムの例示的機能ブロック図を表す。
【図１７】開示の実施形態に係る、参照による帯域幅推定に基づいて基準帯域幅を適応的に補償するための認証システムの例示的機能ブロック図を表す。
【図１８】開示の実施形態に係る図１６および図１７の認証システムによって実行することのできる、基準帯域幅（ＢＷ）を適応させるための認証プロセスを示す例示的フローチャートを表す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の詳細な説明は例示的な性質のものであって、本願の開示または開示の実施形態の適用および使用を限定することを意図するものではない。特定の装置、技術、および適用の説明は単なる実施例として提供されているだけである。本明細書に記載した実施例の変形は当業者には容易に明らかになるであろう。本明細書に定義する一般原理は、開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の実施例および用途に適用することができる。さらに、前述の技術分野、背景技術、概要、または以下の詳細な説明ににおいて明示または示唆されるいずれかの理論によって制限を受けることは一切意図していない。本開示は、特許請求の範囲と一致する範囲を与えられるべきであり、本明細書に記載及び図示する実施例に限定されるべきではない。
【００１３】
開示の実施形態を、本明細書では、機能および／または論理ブロックコンポーネントおよび様々な処理ステップの観点から説明している。そのようなブロックコンポーネントは、特定の機能を実行するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアコンポーネントによって実現することができることを理解されたい。簡潔を期すため、通信システム、ネットワークプロトコル、全地球測位システム、およびシステムの他の機能的側面（ならびにシステムの個々の動作コンポーネント）に関連する従来の技術およびコンポーネントについては、本明細書では詳述しない。
【００１４】
本明細書では、開示の実施形態について、非限定用途、すなわちサイバーおよびネットワークセキュリティ用途のための認証システムとして説明する。しかし、開示の実施形態は、そのようなサイバーおよびネットワークセキュリティ用途に限定されず、本明細書に記載された技術は他の用途でも利用することができる。例えば、実施形態は、所与の用途または環境にとって望ましいかあるいはそれに適したデスクトップコンピュータ、ラップトップまたはノートブックコンピュータ、ｉＰｏｄ（商標）、ｉＰａｄ（商標）、セルホン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、メインフレーム、インターネットプロトコル（ＩＰ）ノード、サーバ、Ｗｉ‐Ｆｉノード、サーバ、クライアント、ルータ、またはいずれかの他の種類の専用または汎用コンピューティング装置に適用可能である。
【００１５】
開示の実施形態では、ある時点で正当性を確認（認証）されるか否かに関わらず、正当性の確認（認証）を受けようとするコンピューティング装置を指すために、ユーザ、ユーザ装置、要求者、クライアント装置、クライアント受信器、クライアントのような用語、または他の同様の用語を使用する。コンピューティング装置はさらに、コンピューティング装置の認証を要求する手段を介して保護されたリソースにアクセスしようとするコンピューティング装置を利用している人またはエンティティに帰属することがある。
【００１６】
明確を期すため、以下の区別が行われる。クライアント装置は、正当でありかつ適切に構成されていれば、本物の（有効）データを送信することになるが、認証プロセッサ側からみれば、このデータは「クライアント」データとみなされる。同様に、（故意か否かに関わらず）無効データを提出するなりすまし、不正使用者、または他の同様の種類のユーザ装置は、認証プロセッサに無効データを送信するが、認証プロセッサ側からみれば、それも依然として「クライアント」データとみなされる。
【００１７】
一部の実施形態では、ひとたび認証判定が下ると、認証システムはさらなる措置を講じることができることが重要である。そのような措置は例えば、クライアント装置に保護リソースへのアクセスを許可すること、保護リソースへのアクセスを制限すること、クライアント装置をハニーポット(honeypot)に向かわせること、または他の措置を含むが、それらに限定されない。認証判定は認証サーバによって下され、あるいは認証システム内の別の要素、例えばゲートウェイによって下される。判定要素は、規定されたポリシーを用いて認証判定（例えば、要求者装置が少なくとも１つの保護リソースにアクセスできるか否か、および要求者がどの程度のアクセス権を有しているかなど）を下すことができ、あるいは判定要素自体が認証判定であってよい。少なくとも１つの実施形態では、認証サーバまたはゲートウェイをさらに認可サーバに結合してもよい。
【００１８】
この説明を読めば当業者には明らかであろうが、以下は開示の実施例および実施形態であり、これらの実施例による運用に限定されない。他の実施形態を利用することができ、かつ本開示の例示的実施形態の範囲から逸脱することなく、変更を施すことができる。
【００１９】
開示の実施形態は、都市の建物の屋内のような低信号対雑音比（ＳＮＲ）環境に位置するクライアント装置（クライアント）で受信される衛星信号に適切な受信信号強度をもたらす認証システムを提供する。
【００２０】
開示の実施形態は、コードワイプオフ(code-wipeoff)および帯域幅補償のための技術を提供して、屋内または市街地に位置するクライアントの性能を改善する。既存のシステムとは対照的に、開示の実施形態は既知のＰコード、暗号化Ｙコード、および未知のＷコードのアルゴリズムを完全に認証サーバに配置する。したがって、それらはクライアント機器の複雑さを増大しない。実施形態は、クライアント機器の狭い帯域幅を補償するサーバアルゴリズムを含む。実施形態は、クライアントによって提供される簡単なデータセット、またはクライアントから受信する無線サンプルのみに基づいた帯域幅推定に基づく。
【００２１】
開示の実施形態を本明細書では、非限定用途、すなわち、サイバーおよびネットワークセキュリティ用途のための認証システムにおいて説明を行うものであり、当該認証システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ（商標））の既知のＰコードのような既知の高レートコード(high-rate code)、ＧＰＳ（商標）システムの未知のＷコードのような未知の低レートコード(low-rate code)、およびＧＰＳ（商標）システムにおける既知の高レートコ
ードと未知の低レートコードの積を含む暗号化Ｙコード（Ｐ（Ｙ）コード）のような未知の高レート暗号化コードを使用する。しかし、開示の実施形態はそのような既知のＰコード、未知のＷコード、および暗号化Ｙコードに限定されず、本明細書に記載される技術は
、他の用途でも利用することができる。例えば、実施形態は他の既知の高レートコード、他の未知の低レートコード、および他の未知の高レート暗号化コードに適用可能である。
【００２２】
図１は、開示の実施形態に係る衛星信号に基づいて要求された位置を認証するための例示的無線通信環境１００（環境１００）を表す図である。環境１００は衛星１０２、１０４、および１０６と、クライアント受信器２００を含むクライアント装置１０８と、サーバ受信器５２８を含む認証サーバ１１２とを備えうる。
【００２３】
衛星１０２〜１０６の各々は例えば、ＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星、ＧＥＯ衛星、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）衛星、全地球測位システム（ＧＰＳ（商標））衛星、Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema（ＧＬＯＮＡＳＳ（商標））衛
星、ＢｅｉＤｏｕナビゲーションシステム（ＣＯＭＰＡＳＳ（商標））衛星、ガリレオ（商標）衛星、イリジウム（商標）衛星、グローバルスター（商標）衛星、イリジウム（商標）ＮＥＸＴ衛星、または他の衛星を含むことができるが、それらに限定されない。衛星１０２〜１０６の各々は、例えば低地球軌道（ＬＥＯ）、中地球軌道（ＭＥＯ）、地球静止軌道（ＧＥＯ）、モルニヤ軌道、極軌道、楕円軌道、または他の軌道で運用することができるが、それらに限定されない。
【００２４】
衛星１０２、１０４、および１０６から送信された衛星信号１１６、１１８、および１２０はそれぞれ、クライアント装置１０８の速度、時刻、および位置１２２を決定するために、クライアント装置１０８で処理することができる。しかし、衛星信号は既存のシステムでは、既存のクライアントが偽の位置１２４を検知及び／又は報告するように、なりすまし攻撃を受けることがある。ネットワーク接続されたシステムは経済的価値または生命の安全に関わる位置情報処理(location transactions)をサポートするために使用され
ることがますます増えているため、なりすましは一般の関心事になってきている。
【００２５】
クライアント装置１０８は衛星受信器２００（クライアント受信器２００）を含み、かつクライアントアンテナ１１０経由でクライアント受信衛星信号１４６（クライアント受信信号１４６）を介して、衛星信号１１６〜１２０の各々の情報に基づいてクライアント装置１０８を追跡し位置特定するように構成される。クライアント受信器２００は、（無線周波数（ＲＦ）信号）クライアント受信信号１４６のデジタルクライアント受信信号２２２（図２）のデジタルサンプルを収集しかつ保存することができる。クライアント受信器２００は、以下で図２の検討の際にさらに詳しく説明する。
【００２６】
クライアント装置１０８は、以下でさらに詳しく説明するように、その位置をゲートウェイ１５０に対し認証するように構成される。
【００２７】
クライアント装置１０８は、多くの消費者アプリケーションをサポートすることができる。例えば多くの金融取引は、都市の建物内のような屋内空間でクライアント装置１０８（例えばセルホンまたはラップトップ）としてモバイル装置を利用する。クライアント装置１０８は、有線または無線通信装置を含むことができ、当該通信装置には、デスクトップコンピュータ、ラップトップもしくはノートブックコンピュータ、ｉＰｏｄ（商標）、ｉＰａｄ（商標）、セルホン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、メインフレーム、インターネットプロトコル（ＩＰ）ノード、サーバ、Ｗｉ‐Ｆｉノード、サーバ、クライアント、ルータ、またはクライアント受信信号１４６を受信することができ、かつ所与の用途または環境に望ましいか適切である衛星受信器２００のような受信器を含むいずれかの他の種類の専用または汎用コンピューティング装置などが含まれるが、しかしそれらに限定されない。
【００２８】
認証サーバ１１２は、コードワイプオフを実行し、かつクライアント装置１０８の狭帯
域を補償して、クライアント装置１０８から受信したクライアント受信コード化衛星信号１３８の無線サンプルに基づいて、屋内または市街地に位置するクライアント装置１０８の性能を向上するように構成される。クライアント受信コード化衛星信号１３８、クライアント署名１３８、およびクライアント署名セット１３８は本明細書では互換的に使用される。
【００２９】
認証サーバ１１２は、有線通信リンク１２６、無線通信チャネル１２８、他の通信手段、又はそれらの組合せを介して、クライアント装置１０８からクライアント受信コード化衛星信号１３８を受信し、あるいは一部の実施形態では、認証サーバ１１２でクライアント署名セット１３８を複製することができる。認証サーバ１１２はサーバ衛星受信器５２８（サーバ受信器５２８）を含み、サーバアンテナ１１４を経由してサーバ受信信号１４８を介して衛星信号１１６〜１２０を受信するように構成される。サーバ受信器５２８については、以下で図５の検討の際にさらに詳細に説明する。
【００３０】
認証サーバ１１２は、以下でさらに詳しく説明するように、クライアント装置１０８から受信したクライアント受信コード化衛星信号１３８および衛星受信器５２８から受信したサーバ受信コード化衛星信号５３０（図５）に基づいて、クライアント装置１０８の位置１２２を認証する。
【００３１】
一実施形態では、ゲートウェイ１５０および認証サーバ１１２は異なる位置に配置され、有線通信リンク１２６、無線通信チャネル１２８、他の通信手段、またはそれらの組合せを経由する公衆または半公衆通信ネットワークを介して通信する。別の実施形態では、ゲートウェイ１５０および認証サーバ１１２は、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）接続により、またはゲートウェイ１５０と認証サーバ１１２との間の認証判定メッセージ１４４の正当性を信頼に足るものにすることのできる他の暗号化方法により、通信する。
【００３２】
多くの金融取引は、低コストのプラットホームで取引が行われる「屋内」または「市街地」環境で、かつ信号妨害動作環境において、クライアント装置１０８のようなセルホンを利用する。費用効率のよい衛星ベースの認証システムは、衛星受信器２００のようなセルホンの衛星受信器から得られるデータを使用することができる。費用効率のよい衛星ベースの認証システムはまた、セルホン使用者が集まる場所、例えば「屋内」および「市街地」で予想されるクライアント受信信号１４６を含む劣悪な信号環境に対しても強い。第１の判定基準は、衛星受信器２００における基本的な信号処理ステップを示す図２に反映されている。衛星ベースの認証システムの第２の判定基準は、図３に示されている。
【００３３】
図２は、図１に示された衛星受信器２００（クライアント受信器２００）の例示的簡易機能ブロック図を表す。クライアント受信器２００は例えばＧＰＳ受信器または他の衛星受信器を含むことができるが、それらに限定されない。図２に示すように、衛星受信器２００はクライアントアンテナ１１０で、クライアント受信信号１４６のような無線周波数信号を受信する。クライアント受信器２００は次いで、それぞれ衛星１０２〜１０８からクライアント装置１０８で受信した衛星信号１１６〜１２０からクライアント受信信号１４６を復調する。クライアント受信器２００は、ダウンコンバータ２０２によってクライアント受信信号１４６を無線周波数（ＲＦ）からベースバンドにダウンコンバートし、かつダウンコンバートされたクライアント受信信号２１８をバンドパスフィルタ２０４によってバンドパス濾波することによって、クライアント装置１０８で受信した衛星信号１１６〜１２０からクライアント受信信号１４６を復調する。
【００３４】
上述の通り、衛星信号１１６〜１２０またはクライアント受信信号１４６の未知のＹコード信号成分のパワーのかなりの部分は、クライアント受信信号１４６がバンドパスフィ
ルタ２０４を通過するときに失われる。ＧＰＳの場合、未知のＹコード信号によって変調された信号は１０ＭＨｚの雑音等価帯域幅を有する一方、民生用Ｃ／Ａコード信号（Ｃ／Ａコード）の雑音等価帯域幅は約１ＭＨｚである。民生用Ｃ／Ａコード信号は、セルホンのようなクライアント装置１０８内のクライアント受信器２００によって利用されるが、未知のＹコード信号は一般的に利用されない。したがって、セルホンのバンドパスフィルタ２０４は一般的にわずか数ＭＨｚの帯域幅を有し、したがって未知のＹコードを含む信号の信号パワーのかなりの部分が失われる。信号パワーの損失は低信号対雑音比（ＳＮＲ）環境における性能を低下させる。性能の低下は、全地球位置計算または全地球位置に基づくアサーションが真正であることを確認する認証サーバ１１２の能力を妨げ、あるいは最小化する。
【００３５】
クライアント受信器２００は次いで、バンドパス濾波されたクライアント受信信号２２０をアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２０６によってアナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタルクライアント受信信号２２２を供給する。衛星受信器２００は次いで、コードワイプオフ２１０によってデジタルクライアント受信信号２２２からスペクトル拡散コード１３２（Ｃ／Ａコード）を除去する。衛星受信器２００は次いで、搬送波ワイプオフ２１２によってデジタルクライアント受信信号２２２から搬送波信号を除去して、ベースバンドデジタルクライアント受信信号２２４を供給する。
【００３６】
ほとんどのクライアント受信器２００は次いで、クライアント装置１０８で相関モジュール２１４を使用してベースバンドデジタルクライアント受信信号２２４を既知のＣ／Ａコード４０４（図４）の内部レプリカと相関させ、相関ピーク２２６に基づいて出力２１６でクライアント装置１０８の位置１２２、速度、および時間オフセットを推定する。位置１２２は、最小数の衛星より多い数の衛星（緯度、経度、標高、および衛星／ＧＰＳ時刻を計算するための４つの衛星）を用いて計算することができる。
【００３７】
クライアント受信器２００において、ベースバンドデジタルクライアント受信信号２２４は一般的にかなり雑音が多いが、既知のＣ／Ａコード４０４の内部レプリカには雑音が無い。相関はデジタルクライアント受信信号２２４および既知のＣ／Ａコード４０４の内部レプリカを乗算し、かつ結果的に得られた積を積分器２２８によって積分する。したがって、クライアント受信器２００は雑音の多い信号と既知のＣ／Ａコード４０４の雑音の無いレプリカ信号とを乗算する。サーバが未知のコード（例えばＧＰＳのＹコード）を処理するために使用される場合、受信器はクライアントからの署名とサーバで受信される無線信号とを相関させることができる。こうして、内包される相関積は、（クライアントからの）雑音とサーバからの雑音の乗算を含む。この雑音積は認証の雑音性能を劣化させ、付随する性能損失は二乗損失と呼ばれる。プレ相関フィルタがより多くの雑音を通す場合、雑音二乗項が大きくなるので、内包されるコードが高いチッピングレート（chipping rate）を有する場合、この損失は増大する。
【００３８】
図３は、衛星信号１１６〜１２０を減衰させることのできる屋内および市街地環境を示す例示的無線通信環境（環境３００）を表す図である。受信ＧＰＳ信号の公称受信信号強度３０４は、約−１３０ｄＢｍ（または１０Ｅ−１６ワット）である。屋外のクライアント装置１０８の衛星受信器２００は公称受信信号強度３０４を期待することができる。しかし、セルホンのようなクライアント装置１０８は、都市の建物内のような屋内で動作することがあり、そこでは減衰した受信信号強度３０２は−１４０ｄＢｍまたは−１６０ｄＢｍまで低下し、あるいはもっと弱くなる。したがって、認証サーバ１１２は、これらの低レベルの減衰受信信号強度３０２で動作しなければならない。
【００３９】
図４は、衛星１０２〜１０６の各々の信号構造４００を示す例示的図表を表す。衛星信号１１６〜１２０は各々、ＧＰＳ  Ｌ１周波数のような周波数（搬送波周波数）の信号４
０２を含み、それは、一般的に「粗／捕捉（Coarse/Acquisition）」（Ｃ／Ａ）コード４０４（スペクトル拡散コード４０４）と呼ばれる符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）コードのような拡散コードにより変調されるデータ信号を変調するために、搬送波（同相搬送波４０２）として使用される。ＧＰＳシステムの場合、Ｃ／Ａコードは「粗／捕捉」、「クリア／アクセス（Clear/Access）」、および「民生用／アクセス（Civil/Access）」として様々な形で知られている。各々の衛星１０２〜１０６は、９０度シフトした搬送波周波数を使用した少なくとももう１つの信号―直交信号４０６を搬送する。
【００４０】
この少なくとももう１つの信号（第２信号）は、暗号化「Ｐ（Ｙ）」コード４０８として知られる別のコードによって変調される。暗号化Ｐ（Ｙ）コード４０８は、公に知られている「高精度」（Ｐ）コード４１２、または暗号化「Ｙ」コード４０８（未知のＹコード４０８）のいずれかである。多くのＧＮＳＳ衛星は暗号化Ｙコード４０８を使用し、したがって、暗号化Ｙコード４０８によりコード化され、結果的に得られた送信信号は、暗号化Ｙコード４０８のための解読アルゴリズムおよびキーを有するもの以外は使用することができない。加えて、ナビゲーションメッセージ（図示せず）は、衛星１０２、１０４、１０６によって送信される（既知の）Ｐおよび（未知の）Ｙコードの両方を変調する。
【００４１】
未知のＹコード４０８は既知のＰコード４１２と未知のＷコード４１０の積である。Ｙコード４０８は、約１０×１０6チップ／秒（１０．２３Ｍｃｐｓ）のチッピングレート
を持つ高速スペクトル拡散コードである。Ｐコード４１２は、これもまた約１０×１０6
チップ／秒（１０Ｍｃｐｓ）のチッピングレートを持つ、別の高速スペクトル拡散コードである。未知のＷコード４１０は、約０．５×１０6チップ／秒（０．５Ｍｃｐｓ）のチ
ッピングレートを持つ比較的遅いスペクトル拡散コードである。比較として、暗号化Ｙコード４０８およびＰコード４１２は、約１×１０6チップ／秒（１．０２３Ｍｃｐｓ）の
チッピングレートを有する最もよく使用される既知のＣ／Ａコード４０４（スペクトル拡散コード４０４）の１０倍の速度である。対照的に、未知のＷコード４１０は、既知のＣ／Ａコード４０４のチッピングレートの半分のチッピングレートを有する。
【００４２】
本明細書では、既知のＣ／ＡコードおよびＧＰＳ  Ｃ／Ａコードは互換的に使用することができ、暗号化Ｐ（Ｙ）コードおよびＧＰＳ  Ｐ（Ｙ）コードは互換可的に使用することができ、未知のＷコードおよびＧＰＳ  Ｗコードは互換的に使用することができ、既知のＰコードおよびＧＰＳ  Ｐコードは互換的に使用することができる。
【００４３】
クライアント受信器２００のようなほとんどのＧＰＳ受信器は、クライアント装置１０８でベースバンドデジタルクライアント受信信号２２４を既知のＣ／Ａコード４０４の内部レプリカとを相関させる。この場合、ベースバンドデジタルクライアント受信信号２２４には雑音が多いが、既知のＣ／Ａコード４０４のレプリカには雑音が無い。相関はベースバンドデジタルクライアント受信信号２２４および既知のＣ／Ａコード４０４の内部レプリカを乗算し、かつ結果的に得られた積を積分器２２８によって積分する。したがって、クライアント受信器２００は雑音の多い信号と雑音の無い信号とを乗算する。
【００４４】
既存のサーバベースのシステムでは、（クライアントからの）雑音にサーバからの雑音を乗算して雑音積を生じ、認証の雑音性能を低下させ、付随する性能損失は二乗損失と呼ばれる。プレ相関フィルタがより多くの雑音を通す場合、雑音二乗項が大きくなるので、内包されるコードが高いチッピングレートを有する場合、二乗損失は増大する。
【００４５】
例えば、商業用途では、Ｃ／Ａコード４０４は公に知られており、したがって既存の衛星受信器はなりすましに対して脆弱であり得る。既存のシステムでは、敵意ある者が１つ以上の衛星信号のコピーを生成して、不正な情報を搬送し得る偽のなりすまし信号を生成することがある。偽造信号を受け入れるクライアント装置における既存の衛星受信器は、
不正な位置を算出するようになりすまし攻撃を受けるかもしれず、そのなりすまし攻撃により、敵意ある者が既存の衛星受信器に算出させたい位置を算出するかもしれない。Ｙコードは公には知られてはいないため、真正のようにみえる信号を敵意ある者が作成することはできないはずなので、なりすましは、Ｙコードを使用することのできる衛星受信器には有効でない。
【００４６】
屋内または市街地に位置するクライアントの性能を向上するために、開示の実施形態は低雑音コードワイプオフおよび帯域幅補償のための技術を提供する。既存のシステムとは対照的に、開示の実施形態は既知のＰコード、暗号化Ｙコード、および未知のＷコードのアルゴリズムを完全に認証サーバに有している。したがって、それらはクライアント機器を複雑化しない。実施形態では、クライアント機器の狭い帯域幅を補償するサーバアルゴリズムが利用される。既存のシステムとは対照的に、これらのアルゴリズムは、クライアントによって提供される簡単なデータセット、またはクライアントから受信する無線サンプルのみに基づいた推定帯域幅を基礎としている。
【００４７】
上述の通り、暗号化Ｐ（Ｙ）コード４０８（Ｙコード４０８）は既知のＰコード４１２と未知のＷコード４１０の積である。換言すると、Ｙ＝Ｐ×Ｗである。既知のＰコードはＣ／Ａコード４０４に同期するので、既知のＰコード４１２を除去することは可能である。既知のＰコード４１２を除去すると、Ｐ×Ｙ＝Ｐ×（Ｐ×Ｗ）＝Ｐ2×Ｗ＝Ｗとなるの
で、未知のＷコード４１０の推定値が得られる。Ｗコードの帯域幅はＹコード４０８または既知のＰコード４１２の帯域幅の２０分の１であるので、この操作は有益である。この帯域幅の減少は２つの利点を可能にする。第一に、未知のＷコード４１０は、２０分の１の大きさのデータフィールドでクライアント装置１０８からサーバ１１２に送信することができる。第二に、Ｗコードの帯域幅はＹコードの帯域幅より小さいので、Ｗ×Ｗの雑音積はＹ×Ｙの雑音積より小さい。
【００４８】
実施形態は簡単なクライアント機器を利用する。したがって、Ｐコード発生器および同期化プロセスはクライアント装置１０８に付加されない。実施形態は、以下の図５〜図１１の検討の際にさらに詳しく下述するように、Ｐコードワイプオフ、Ｙコードワイプオフ、およびＷコードワイプオフを完全にサーバ１１２内で行う。
【００４９】
図５は、開示の実施形態に係る、サーバ１１２におけるクライアントデータおよびサーバデータのコードワイプオフを示す認証システム５００の例示的機能ブロック図を表す。システム５００はＰコードワイプオフをサーバ１１２に移動し、相関プロセスの一環としてＷ×Ｗの積を形成する。システム５００はクライアント装置１０８と、サーバ１１２と、認証応答モジュール５７６とを備える。
【００５０】
クライアント装置１０８は、クライアント受信信号１４６をバンドパスフィルタ２０４によってバンドパス濾波して第１バンドパス濾波信号５０２をもたらすことによって、クライアント装置１０８で受信した衛星信号１１６〜１２０からのクライアント受信信号１４６を復調する。クライアント装置１０８は次いで、ダウンコンバータ２０２によって第１バンドパス濾波信号５０２を無線周波数（ＲＦ）からベースバンドにダウンコンバートして、ダウンコンバートされたクライアント受信信号２１８を供給し、かつダウンコンバートされたクライアント受信信号２１８をバンドパスフィルタ５０４によってバンドパス濾波して、第２バンドパス濾波信号５０６を供給する。様々な実施形態で、バンドパス濾波およびダウンコンバージョンの上記プロセスは、様々な形で実現することができる。
【００５１】
クライアント装置１０８はさらに、サンプルデータモジュール５０８と、クライアントプロセッサモジュール５１２（プロセッサモジュール５１２）と、クライアントメモリモジュール５１４（メモリモジュール５１４）とを含むことができる。第２バンドパス濾波
信号５０６はデジタル化され、次いでサンプルデータモジュール５０８である期間（例えば数マイクロ秒、数ミリ秒、数秒）サンプリングされ、クライアント受信コード化衛星信号１３８（クライアント署名１３８）を供給する。クライアント署名１３８は次いで、プロセッサモジュール５１２を介してサーバ１１２に送信される。
【００５２】
クライアント装置１０８から認証サーバ１１２に送信されたクライアント署名１３８は、無線周波数または中間周波数（ＲＦ／ＩＦ）の署名２０８（図２）を含む。ＲＦ／ＩＦ署名２０８は、クライアント装置１０８でクライアントアンテナ１１０によって捕捉されたクライアント受信信号１４６（無線周波数（ＲＦ）または中間周波数（ＩＦ）信号）のサンプルを含む。
【００５３】
サーバ１１２は、サーバアンテナ１１４と、バンドパスフィルタ５２０と、ダウンコンバータ５２４と、バンドパスフィルタ５２６とを有する衛星受信器５２８を含むことができる。サーバ１１２はまた、認証モジュール５３４、サーバプロセッサモジュール５３８（プロセッサモジュール５３８）、およびサーバメモリモジュール５４０（メモリモジュール５４０）をも含むことができる。
【００５４】
衛星受信器５２８は、サーバ受信信号１４８をバンドパスフィルタ５２０によってバンドパス濾波して第１サーババンドパス濾波信号５１６を供給することによって、サーバ１１２で受信した衛星信号１１６〜１２０からサーバ受信信号１４８を復調する。サーバ１１２は次いで、ダウンコンバータ５２４によって第１サーババンドパス濾波信号５１６を無線周波数（ＲＦ）からベースバンドにダウンコンバートして、ダウンコンバートされたサーバ受信信号５２２を供給し、かつダウンコンバートされたサーバ受信信号５２２をバンドパスフィルタ５２６によってバンドパス濾波して、サーバ受信コード化衛星信号５３０を供給する。
【００５５】
認証モジュール５３４はサーバＣ／Ａコード発生器５４４と、サーバＣ／Ａ遅延推定器５４８と、サーバＰコード発生器５５２と、サーバＰ×Ｙ乗算器５５８と、サーバＢＰＦW５６４と、サーバＷコード乗算器５６８（Ｗ×Ｗ乗算器５６８）と、積分器５７２（平
均）とを含む。
【００５６】
サーバＣ／Ａ遅延推定器５４８は公開Ｃ／Ａコードの時間同期を推定して、推定サーバＣ／Ａコード時間同期を行う。
【００５７】
サーバＣ／Ａコード発生器５４４は、推定されたサーバＣ／Ａコード時間同期に基づいて既知の（Ｐ）コードを生成し、推定サーバ既知（Ｐ）コードを生成する。
【００５８】
サーバＣ／Ａコード発生器５４４およびサーバＣ／Ａ遅延推定器５４８は協働して、当業者に周知の通常の方法でＣ／Ａコードを追跡することを可能にする。サーバＣ／Ａコード発生器５４４およびサーバＣ／Ａ遅延推定器５４８はまた、サーバＰコード発生器５５２を同期化するためにも使用される。Ｐコードの同期化は、衛星１０２〜１０６からのナビゲーションメッセージ内のデータも利用する。このデータは、追跡されたＣ／Ａコードに基づいてアクセスすることができる。
【００５９】
サーバＰコード発生器５５２は、サーバ受信コード化衛星信号５３０に基づいて推定サーバ既知（Ｐ）コード５５４（推定サーバ既知高レートコード）を推定するように構成される。
【００６０】
サーバＰ×Ｙ乗算器５５８は、推定サーバ既知（Ｐ）コード５５４に基づいて推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０をサーバ受信コード化衛星信号５３０から抽出するように
構成される。サーバＰ×Ｙ乗算器５５８は、サーバ受信暗号化Ｐ（Ｙ）コード衛星信号の暗号化Ｐ（Ｙ）コードから推定サーバ既知（Ｐ）コードを除去して、推定サーバ未知（Ｗ）コード信号を供給する。
【００６１】
サーバＢＰＦW５６４は、推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０の１ＭＨｚ以下の帯
域をバンドパス濾波するように構成される。この濾波は、サーバＷコード乗算器５６８におけるＷ×Ｗ乗算の前に実行される。こうして、Ｗ×Ｗ乗算における雑音は、積分器５７２における平均化および認証応答モジュール５７６の前に、大幅に低減される。この雑音低減は、先述の二乗損失を軽減する。
【００６２】
サーバＷコード乗算器５６８は、推定クライアント未知（Ｗ）コード信号５９０に推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０を乗算して、サーバＷコード乗算器５６８でＷ×Ｗ乗算を達成するように構成される。
【００６３】
積分器５７２（平均器）は、推定クライアント未知（Ｗ）コード信号５９０を推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０と比較して、未知（Ｗ）コード比較結果５７４を提供するように構成される。
【００６４】
認証応答モジュール５７６は、未知（Ｗ）コード比較結果５７４に基づいて、認証判定メッセージ１４４（図１）のような認証判定を作成する。一部の実施形態では、認証応答モジュール５７６はサーバ１１２の認証モジュール５３４に配置される。他の実施形態では、認証応答モジュール５７６はゲートウェイ１５０またはホストネットワーク１５２（図１）に配置される。例えば、認証サーバはジオロケーション情報を計算し、認証応答メッセージをホストネットワークに供給して、ホストネットワークが次いでそれ自体のポリシーモジュール(policy module)を使用して認証判定を行うことができるようにする。ク
ライアント装置の位置が有効である場合、クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可され、クライアント装置の位置が無効である場合、クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可されない。
【００６５】
Ｃ／Ａコード５３６および推定サーバ既知（Ｐ）コード５５４は同期しているので、サーバＰ×Ｙ乗算器５５８はＣ／Ａコード発生器５４４からのＣ／Ａコード５３６を利用する。サーバＰ×Ｙ乗算器５５８はまた、衛星１０２〜１０６からのナビゲーションメッセージ内のデータを利用して、同期化プロセス（図示せず）を支援することもできる。同期サーバＰコード５５４にサーバ受信コード化衛星信号５３０を乗算すると、衛星１０２〜１０６の各々に対し、次の積すなわちＰ×Ｙ＝Ｐ×（Ｗ×Ｐ）＝Ｐ2×Ｗ＝Ｗが存在する
。この積は自然雑音および他の衛星信号からの干渉による悪影響を受ける。
【００６６】
サーバＰ×Ｙ乗算器５５８は、推定サーバ既知（Ｐ）コード５５４に基づいて、サーバ受信コード化衛星信号５３０から推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０を抽出する。Ｗコードのチッピングレートはわずか０．５Ｍｃｐｓであるので、ヌル‐ヌル帯域幅(null-to-null bandwidth)は１ＭＨｚである。したがって、クライアントバンドパスフィルタＢＰＦW５９２およびサーババンドパスフィルタＢＰＦW５６４はわずか１ＭＨｚ以下の帯域幅を持つだけでよい。この濾波はサーバＷコード乗算器５６８によるＷ×Ｗ乗算の前に行われる。こうして、サーバＷコード乗算器５６８におけるＷ×Ｗ乗算の雑音は、積分器５７２で平均化する前、および認証応答モジュール５７６で認証判定を下す前に、大幅に低減される。
【００６７】
認証モジュール５３４はさらに、クライアントＣ／Ａコード発生器５８０と、クライアントＣ／Ａ遅延推定器５８２と、クライアントＣ／Ａ×Ｃ／Ａ乗算器５８４と、クライアントＰコード発生器５８６と、クライアントＰ×Ｙ乗算器５８８と、クライアントバンド
パスフィルタＢＰＦW５９２と、クライアント遅延部５９８とを含む。
【００６８】
サーバ１１２は、各サーバ受信コード化衛星信号５３０に対し１つのサーバＰコード発生器５５０、および各クライアント受信コード化衛星信号１３８に対し１つのＰコード発生器５８６を含むことができる。認証サーバ１１２のような所与の認証サーバに対しクライアント署名１３８のような自分の署名を配信する何千もの、あるいは何百万ものクライアントが存在する。したがって、本明細書に記載されたサーバの動作は多くのサーバに分散することができる。
【００６９】
クライアントＰコード発生器５８６は、Ｃ／Ａコード４０４の到達時間を追跡しかつこの情報を衛星１０２〜１０６からのメッセージ内のタイミング情報と組み合わせるＣ／Ａ遅延推定器５８２によって、クライアント装置１０８から到来するＰコードと同期化される。
【００７０】
クライアントＰコード発生器５８６によって生成されるＰコードレプリカは、（例えばクライアントＰ×Ｙ乗算器５８８で）クライアント署名１３８のような到来無線信号と乗算される。このプロセスはＰコードワイプオフとして広く知られている。
【００７１】
クライアントＣ／Ａ遅延推定器５４８は公開Ｃ／Ａコードの時間同期を推定し、推定クライアントＣ／Ａコード時間同期５４６をもたらす。
【００７２】
クライアントＣ／Ａコード発生器５８０は、推定クライアントＣ／Ａコード時間同期に基づいて推定クライアント既知（Ｐ）コード５４２（推定クライアント既知高レートコード）を提供することに貢献する。
【００７３】
クライアントＰコード発生器５８６は、クライアント受信コード化衛星信号１３８に基づいて推定クライアント既知（Ｐ）コード５９４を推定するように構成される。
【００７４】
クライアントＰ×Ｙ乗算器５８８は、推定クライアント既知（Ｐ）コード５９４に基づいてクライアント受信コード化衛星信号１３８から推定クライアント未知（Ｗ）コード信号５９０を抽出するように構成される。クライアントＰ×Ｙ乗算器５８８は、（クライアント受信コード化衛星信号１３８に含まれる）クライアント受信暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号の暗号化Ｐ（Ｙ）コードから推定クライアント既知（Ｐ）コード５９４を除去して、推定クライアント未知（Ｗ）コード信号５９０を生成する。
【００７５】
クライアントバンドパスフィルタＢＰＦW５９２は、推定クライアント未知（Ｗ）コー
ド信号５９０の１ＭＨｚ以下の帯域をバンドパス濾波するように構成される。この濾波は、サーバＷコード乗算器５６８によるＷ×Ｗ乗算の前に実行される。こうしてＷ×Ｗ乗算の雑音は、積分器５７２における平均化および認証応答モジュール５７６における認証の前に、大幅に低減される。
【００７６】
サーバＷコード乗算器５６８は、推定クライアント未知（Ｗ）コード信号５９０に推定クライアント未知（Ｗ）コード信号５６０を乗算するように構成される。
【００７７】
Ｃ／Ａコード５４２および推定クライアント既知（Ｐ）コード５９４（同期クライアント（Ｐ）コード５９４）は同期化されるので、クライアントＰ×Ｙ乗算器５８８はＣ／Ａコード発生器５８０からのＣ／Ａコード５４２を利用する。クライアントＰ×Ｙ乗算器５８８は、衛星１０２〜１０６からのナビゲーションメッセージ内のデータを利用して、同期化プロセス（図示せず）を支援することもできる。同期クライアントＰコード５９４にクライアント受信コード化衛星信号１３８を乗算すると、衛星１０２〜１０６の各々に対
し、次の積すなわちＰ×Ｙ＝Ｐ×（Ｗ×Ｐ）＝Ｐ2×Ｗ＝Ｗが存在する。この積もまた自
然雑音および他の衛星信号からの干渉による悪影響を受けるが、本来の目的は明確である。すなわち、クライアントＰ×Ｙ乗算器５８８が、推定クライアント既知（Ｐ）コード５９４に基づいてクライアント受信コード化衛星信号１３８から推定クライアント未知（Ｗ）コード信号５９０を抽出することである。
【００７８】
上述の通り、Ｗコードのチッピングレートはわずか０．５Ｍｃｐｓであるので、ヌル‐ヌル帯域幅は１ＭＨｚである。したがって、クライアントバンドパスフィルタＢＰＦW５
９２およびクライアントバンドパスフィルタＢＰＦW５６４は１ＭＨｚ以下の帯域幅を持
つだけでよい。この濾波はサーバＷ×Ｗ乗算５６８の前に実行される。こうして、サーバＷコード乗算器５６８におけるＷ×Ｗ乗算の雑音は、積分器５７２における平均化および認証応答モジュール５７６の前に、大幅に低減される。
【００７９】
プロセッサモジュール５１２／５３８は、本明細書に記載された機能を実行するように設計された、汎用プロセッサ、連想メモリ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、いずれかの適切なプログラマブルロジックデバイス、個別ゲートもしくはトランジスタロジック、個別ハードウェアコンポーネント、またはそれらのいずれかの組合せにより実施または実現することができる。このようにして、プロセッサはマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシン等として実現することができる。
【００８０】
プロセッサはまた、コンピューティング装置の組合せとして、例えばデジタル信号プロセッサとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサコアと連動する１つ以上のマイクロプロセッサ、またはいずれかの他のそのような構成として実施することもできる。実際には、プロセッサモジュール５１２／５３８は、システム５００の動作に関連する機能、技術、または処理タスクを実行するように構成された処理ロジックを含む。
【００８１】
特に、処理ロジックは、本明細書に記載された認証方法をサポートするように構成される。例えば、クライアントプロセッサモジュール５１２は、クライアント署名セット１３８をクライアント装置１０８からクライアント送信アンテナ（図示せず）を介して認証サーバ１１２へ送信するように適切に構成することができる。別の例として、サーバプロセッサモジュール５３８は、認証応答モジュール５７６によって作成された認証判定メッセージ１４４を、サーバ送信アンテナ（図示せず）を介して別のサーバまたはクライアント装置１０８へ送信するように適切に構成することができる。さらに、本明細書に開示する実施形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアで、ファームウェアで、プロセッサモジュール５１２／５３８によって実行されるソフトウェアモジュールで、またはそれらの組合せで具現化することができる。
【００８２】
メモリモジュール５１４／５４０は、不揮発性記憶装置（不揮発性半導体メモリ、ハードディスク装置、光ディスク装置等）、ランダムアクセス記憶装置（例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）、または当業界で公知のいずれかの他の形態の記憶媒体として実現することができる。プロセッサモジュール５１２／５３８がメモリモジュール５１４／５４０から情報を読出しかつそれに情報を書き込むことができるように、メモリモジュール５１４／５４０はプロセッサモジュール５１２／５３８にそれぞれ連結することができる。
【００８３】
一例として、プロセッサモジュール５１２およびメモリモジュール５１４、プロセッサモジュール５３８およびメモリモジュール５４０は、それらのそれぞれのＡＳＩＣに常駐することができる。メモリモジュール５１４および５４０はプロセッサモジュール５１２および５３８にそれぞれ組み込むこともできる。一実施形態では、メモリモジュール５１
４／５４０は、プロセッサモジュール５１２／５３８によって実行される命令の実行中に、一時的変数または他の中間情報を格納するためのキャッシュメモリを含むことができる。メモリモジュール５１４／５４０はまた、プロセッサモジュール５１２／５３８によって実行される命令を格納するための不揮発性メモリを含むこともできる。
【００８４】
例えば、メモリモジュール５１４／５４０は、開示の実施形態に従ってクライアント署名１３８および他のデータを格納するための位置データベース（図示せず）を含むことができる。当業者なら、本明細書に開示する実施形態に関連して説明する様々な例証としてのブロック、モジュール、回路、および処理ロジックは、ハードウェア、コンピュータ可読ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せで実現することができることを理解できるであろう。ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアのこの相互置換性および互換性を明瞭に示すために、様々な例証としてのコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップを一般的にそれらの機能性の観点から説明する。
【００８５】
図６は、開示の実施形態に係る認証サーバにおけるクライアントデータおよびサーバデータのコードワイプオフを示す、認証システム６００（システム６００）の例示的機能ブロック図を表す。システム６００は、図５に示す実施形態と同様の機能、材料、および構造を有する。したがって、共通の特徴、機能、および要素についてここでは説明を繰り返さない。システム５００と同様に、システム６００はＰコードワイプオフをサーバ１１２に移動し、上述の通り、依然として相関プロセスの一環としてＷ×Ｗ積を形成する。
【００８６】
システム６００は、システム５００より少数のＰコード発生器を利用する。システム６００は、サーバ１１２の視野内の衛星１０２〜１０４の各々に対し１つのサーバＰコード発生器５５２を含む。クライアント署名１３８との相関のために必要なＰコードレプリカ６０６は、サーバＰコード発生器５５２によって生成された推定クライアント既知Ｐコード信号６０４を遅延させることによって作成される。推定クライアント既知Ｐコード信号６０４はクライアント遅延部６０２で遅延され、Ｐコードレプリカ６０６を提供する。システム５００および６００の両方で、サーバＷコード乗算器５６８におけるＷ×Ｗ乗算（Ｗコードワイプオフ）の前に、プレ相関帯域幅は１ＭＨｚ以下に低減される。したがって、クライアントバンドパスフィルタＢＰＦW５９２およびサーババンドパスフィルタＢＰ
ＦW５６４は１ＭＨｚ以下の帯域幅を有するだけでよい。この濾波は、サーバＷコード乗
算器５６８におけるＷ×Ｗ乗算の雑音の前に実行される。
【００８７】
クライアント遅延部６０２は、クライアント受信コード化衛星信号１３８に基づいてクライアントＣ／Ａコード時間同期を推定し、かつクライアントＣ／Ａコード時間同期と同期した推定サーバ既知（Ｐ）コードを含む推定クライアント既知（Ｐ）コードを推定する。
【００８８】
図７は、開示の実施形態に係る図５および図６の認証システムによって実行することのできる、認証サーバにおけるクライアントデータおよびサーバデータのコードワイプオフのための認証プロセス７００を示す例示的フローチャートを表す。プロセス７００に関連して実行される様々なタスクは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、プロセス方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体、またはそれらのいずれかの組合せによって実行することができる。プロセス７００は半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等のようなコンピュータ可読媒体に記録することができ、かつ例えばコンピュータ可読媒体が格納されたプロセッサモジュール５１２／５３８のようなコンピュータＣＰＵによってアクセスし、実行することができる。
【００８９】
プロセス７００は任意の数の追加的または代替的タスクを含むことができるが、図７に示したタスクは示された順序で実行する必要がなく、かつプロセス７００は本明細書では
詳述しない追加的な機能性を有するもっと包括的な手順またはプロセスに組み込むことができる。一部の実施形態では、プロセス７００の一部分は、システム５００および６００の様々な要素、例えばクライアント装置１０８、認証サーバ１１２等によって実行することができる。プロセス７００は、図１〜図１２に示す実施形態と同様の機能、材料、および構造を有する。したがって、共通の特徴、機能、および要素についてここでは説明を繰り返さない。
【００９０】
プロセス７００は、衛星受信装置からサーバ受信コード化衛星信号（１４８）を受信することによって開始される（タスク７０２）。
【００９１】
プロセス７００は、続いて、公開Ｃ／Ａコード（公開コード）と、未知（Ｗ）コード（未知低レートコード）および公開Ｃ／Ａコード（公開コード）に同期した既知（Ｐ）コード（既知高レートコード）（の積）を含む暗号化Ｐ（Ｙ）コード（暗号化コード）とを含む、サーバ受信コード化衛星信号を受信する（タスク７０４）。
【００９２】
プロセス７００は、続いて、サーバ受信コード化衛星信号１４８に基づいて、コード推定サーバ既知（Ｐ）コード５５４のような推定サーバ既知高レートコードを推定する（タスク７０６）。
【００９３】
プロセス７００は、続いて、公開Ｃ／Ａコード（公開コード）の時間同期を推定して推定サーバＣ／Ａコード時間同期（推定サーバコード時間同期）を行う（タスク７０８）。
【００９４】
プロセス７００は、続いて、推定サーバＣ／Ａコード時間同期およびサーバ受信コード化衛星信号からのナビゲーションメッセージデータに基づいて既知（Ｐ）コード（既知高レートコード）を生成して、推定サーバ既知（Ｐ）コードを生成する（タスク７１０）。
【００９５】
プロセス７００は、続いて、推定サーバ既知高レート（Ｐ）コードに基づいて、クライアント受信コード化衛星信号から推定サーバ未知（Ｗ）コード信号（推定クライアント未知低レートコード信号）を抽出する（タスク７１２）。
【００９６】
プロセス７００は、続いて、サーバ受信コード化衛星信号の暗号化Ｐ（Ｙ）コードから推定サーバ既知の高レート（Ｐ）コードを除去して、推定サーバ未知低レート（Ｗ）コード信号を生成する（タスク７１４）。
【００９７】
プロセス７００は、続いて、クライアント装置からクライアント受信コード化衛星信号を受信する（タスク７１６）。
【００９８】
プロセス７００は、公開Ｃ／Ａコード（公開コード）と、未知（Ｗ）コード（未知低レートコード）および公開Ｃ／Ａコード（公開コード）に同期した既知（Ｐ）コード（既知高レートコード）（の積）を含む暗号化Ｐ（Ｙ）コード（暗号化コード）とを含む、クライアント受信コード化衛星信号を受信する（図５）（タスク７１８）。
【００９９】
プロセス７００は、続いて、クライアント受信コード化衛星信号およびサーバ受信コード化衛星信号の１つに基づいて、推定クライアント既知（Ｐ）コード５４２のような推定クライアント既知高レートコードを推定する（タスク７２０）。
【０１００】
プロセス７００は、続いて、クライアント受信コード化衛星信号に基づいてクライアントＣ／Ａコード（公開コード）時間同期（クライアントコード時間同期）を推定する（図６）（タスク７２２）。
【０１０１】
プロセス７００は、続いて、クライアントＣ／Ａコード時間同期に同期した推定サーバ既知（Ｐ）コード（推定サーバ既知高レートコード）を含む推定クライアント既知（Ｐ）コード（推定クライアント既知高レートコード）を推定する（図６）（タスク７２４）。
【０１０２】
プロセス７００は、続いて、公開Ｃ／Ａコード（公開コード）の時間同期を推定して（図５）、推定Ｃ／Ａコード時間同期を行う（タスク７２６）。
【０１０３】
プロセス７００は、続いて、推定Ｃ／Ａコード時間同期に基づいて既知（Ｐ）コード（既知高レートコード）を生成して（図５）、推定クライアント既知（Ｐ）コード（推定クライアント既知高レートコード）を生成する（タスク７２８）。
【０１０４】
プロセス７００は、続いて、推定クライアント既知（Ｐ）コード（推定クライアント既知の高レートコード）に基づいて、クライアント受信コード化衛星信号から推定クライアント未知（Ｗ）コード信号（推定クライアント未知低レートコード信号）を抽出する（タスク７３０）。
【０１０５】
プロセス７００は、続いて、クライアント受信コード化衛星信号の暗号化Ｐ（Ｙ）コードから推定クライアント既知（Ｐ）コード（推定クライアント既知高レートコード）を除去して（図５）、推定クライアント未知（Ｗ）コード信号（推定クライアント未知低レートコード信号）を生成する（タスク７３２）。
【０１０６】
プロセス７００は、続いて、推定クライアント未知（Ｗ）コード信号（推定クライアント未知低レートコード信号）を推定サーバ未知（Ｗ）コード信号（推定サーバ未知低レートコード信号）と比較して、未知（Ｗ）コード比較結果（未知低レートコード比較結果）を提供する（タスク７３４）。
【０１０７】
プロセス７００は、続いて、未知（Ｗ）コード比較結果（未知低レートコード比較結果）に基づいてクライアント装置の位置を認証する（タスク７３６）。
【０１０８】
図８は、開示の実施形態に係る認証サーバ１１２でＹコード４０８を再構築する認証システム８００（システム８００）の例示的機能ブロック図を表す。システム８００は、図５〜図６に示す実施形態と同様の機能、材料、および構造を有する。したがって、共通の特徴、機能、および要素についてここでは説明を繰り返さない。
【０１０９】
システム５００〜６００と比較して、システム８００はＷコード乗算器５６８を含まない。むしろ、システム８００はＹ×Ｙ乗算部８１０を備える。しかし、システム８００はＹ＝Ｗ×Ｐを利用して、サーバ１１２でＹコード４０８信号の低雑音推定を再構築する。サーバ受信コード化衛星信号５３０は、Ｃ／Ａコード４０４の到達時間を推定するために使用される。サーバＣ／Ａコード発生器５４４およびサーバＣ／Ａ遅延推定器５４８は協働して、当業者には公知である様々な方法でＣ／Ａコード４０４の追跡を可能にする。それらはサーバＰコード発生器５５２を同期化するためにも使用される。Ｐコードの同期化は、衛星１０２〜１０６からのナビゲーションメッセージ内のデータも利用する。Ｃ／Ａコード追跡はサーバ１１２が衛星１０２〜１０６からのナビゲーションメッセージを復調することを可能にするので、このデータはアクセスすることができる。
【０１１０】
Ｐコード４０４が同期化されるときに成り立つ演算Ｗ＝Ｐ×（Ｐ×Ｗ）を近似するために、推定サーバ既知（Ｐ）コード５５４は、サーバＰ×Ｙ乗算器５５８で到来サーバ受信コード化衛星信号５３０からワイプオフされる。推定クライアント未知（Ｗ）コード信号５６０／５６２は、Ｗコード４１０の２マイクロ秒のチップ幅に対応する区間のＰコード４０４データを平均することによって推定される。推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号
８１２は、乗算器８０２でサーバ未知（Ｗ）コード信号５６０／５６２に生成既知（Ｐ）コード信号５５４を乗算することによって推定される。このプロセスは、推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号８１２を、サーバ１１２の認証プロセスで使用される低雑音Ｙコードレプリカとして形成する。
【０１１１】
推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号８１２には他の衛星からの信号が現れないので、推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号８１２は、クライアント受信コード化衛星信号１３８における受信Ｙコード信号と比較して、低い雑音を有する。重要なことは、推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号８１２が他の衛星からのＣ／Ａコード４０４を含まないことである。サーバ１１２のＣ／Ａコード受信器はクライアント受信コード化衛星信号１３８におけるＣ／Ａコード４０４と相関し、厄介なＣ／Ａコードのアーチファクトを形成するので、この清浄性は重要である。推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号８１２はまた、既知Ｐコード４１２を利用して自然雑音を低減させる。
【０１１２】
図９は、開示の実施形態に係る認証システム８００および１０００によって実行することのできる、認証サーバでＰ（Ｙ）コードを再構築するための認証プロセス９００を示す例示的フローチャートを表す。プロセス９００に関連して実行される様々なタスクは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、プロセス方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体、またはそれらのいずれかの組合せによって実行することができる。プロセス９００は半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等のようなコンピュータ可読媒体に記録することができ、かつ例えばコンピュータ可読媒体が格納されたプロセッサモジュール５１２／５３８のようなコンピュータＣＰＵによってアクセスし、実行することができる。
【０１１３】
プロセス９００は任意の数の追加的または代替的タスクを含むことができるが、図９に示したタスクは示された順序で実行する必要がなく、かつプロセス９００は本明細書では詳述しない追加的な機能性を有するもっと包括的な手順またはプロセスに組み込むことができる。一部の実施形態では、プロセス９００の一部分は、システム５００および６００の様々な要素、例えばクライアント装置１０８、認証サーバ１１２等によって実行することができる。プロセス９００は、図１〜図１２に示す実施形態と同様の機能、材料、および構造を有する。したがって、共通の特徴、機能、および要素についてここでは説明を繰り返さない。
【０１１４】
プロセス９００は、推定サーバ未知（Ｗ）コード信号（推定サーバ未知低レートコード信号）および生成既知（Ｐ）コード信号（生成既知高レートコード信号）に基づいて、推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号（推定サーバ未知高レート暗号化コード信号）を形成することによって開始される（タスク９０２）。
【０１１５】
プロセス９００は、公開Ｃ／Ａコード（公開コード）と暗号化Ｐ（Ｙ）コード（暗号化コード）とを含むサーバ受信（未知高レート）コード化衛星信号を衛星受信装置から受信することによって続行され、暗号化Ｐ（Ｙ）コード（暗号化コード）は、未知（Ｗ）コード（未知低レートコード）および公開Ｃ／Ａコード（公開コード）に同期する既知（Ｐ）コード（既知高レートコード）（の積）を含む（タスク９０４）。
【０１１６】
プロセス９００は、続いて、公開Ｃ／Ａコード（公開コード）の時間同期を推定して、推定Ｃ／Ａコード時間同期（推定コード時間同期）を行う（タスク９０６）。
【０１１７】
プロセス９００は、続いて、推定Ｃ／Ａコード時間同期およびサーバ受信コード化衛星信号からのナビゲーションメッセージデータに基づいて既知（Ｐ）コード（既知高レートコード）を生成して、推定サーバ既知（Ｐ）コード（推定サーバ既知高レートコード）を
提供する（タスク９０８）。
【０１１８】
プロセス９００は、続いて、サーバ受信コード化衛星信号の暗号化Ｐ（Ｙ）コードから推定サーバ既知（Ｐ）コード（推定サーバ既知高レートコード）を除去して、推定サーバ未知（Ｗ）コード信号（推定サーバ未知低レートコード信号）を生成する（タスク９１０）。
【０１１９】
プロセス９００は続いて、推定サーバ既知（Ｐ）コード（推定サーバ既知高レートコード）を含む生成既知（Ｐ）コード信号（生成既知高レートコード信号）を生成する（図８）（タスク９１２）。
【０１２０】
プロセス９００は、続いて、推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号（推定サーバ未知高レート暗号化コード信号）を濾波する（図８）（タスク９１４）。
【０１２１】
プロセス９００は、続いて、クライアント装置からクライアント受信暗号化Ｐ（Ｙ）コード衛星信号（クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号）を受信する（タスク９１６）。
【０１２２】
プロセス９００は、続いて、推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号（推定サーバ未知高レート暗号化コード信号）をクライアント受信暗号化Ｐ（Ｙ）コード衛星信号（クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号）に同期させる（タスク９１８）。
【０１２３】
プロセス９００は、続いて、推定サーバ未知（Ｗ）コード信号（推定サーバ未知低レートコード信号）およびクライアント受信暗号化Ｐ（Ｙ）コード衛星信号（クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号）に基づいて粗未知（Ｗ）コード時間同期（粗未知低レートコード時間同期）を推定する（図１０）（タスク９２０）。
【０１２４】
プロセス９００は、続いて、粗未知（Ｗ）コード時間同期（粗未知低レートコード時間同期）およびクライアント受信暗号化Ｐ（Ｙ）コード衛星信号（クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号）に基づいて精密未知（Ｗ）コード時間同期（精密未知低レートコード時間同期）を推定する（図１０）（タスク９２２）。
【０１２５】
プロセス９００は、続いて、精密未知（Ｗ）コード時間同期（精密未知低レートコード時間同期）に基づいて、生成既知（Ｐ）コード信号（生成既知高レートコード信号）を形成する（図１０）（タスク９２４）。
【０１２６】
プロセス９００は、続いて、さらに精密未知（Ｗ）コード時間同期（精密未知低レートコード時間同期）に基づいて、推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号（推定サーバ未知高レート暗号化コード信号）を形成する（図１０）（タスク９２６）。
【０１２７】
プロセス９００は、続いて、クライアント受信暗号化Ｐ（Ｙ）コード衛星信号（クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号）を推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号（推定サーバ未知高レート暗号化コード信号）と比較してＰ（Ｙ）コード比較結果を提供する（タスク９２８）。
【０１２８】
プロセス９００は、続いて、Ｐ（Ｙ）コード比較結果に基づいてクライアント装置の位置を認証する（タスク９３０）。一部の実施形態では、クライアント装置１０８は、クライアント装置１０８の位置１２２が有効であれば保護リソースへのアクセスを許可され、クライアント装置１０８は、クライアント装置１０８の位置１２２が無効であれば保護リソースへのアクセスを許可されない。保護リソースは、例えばネットワーク、ネットワー
ク上のリソース、現場では制御されることのない１個のハードウェアのようなリソース、または他のリソースを含むことができるが、それらに限定されない。一部の実施形態では、無効の結果の場合、クライアント装置１０８に法の執行、ハニーポット(honeypot)、または他の措置について注意喚起することができる。
【０１２９】
図１０は、開示の実施形態に係る認証サーバ１１２におけるクライアントデータおよびサーバデータのコードワイプオフを示す、認証システム１０００（システム１０００）の例示的機能ブロック図を表す。システム１０００は、図５、図６、および図８に示す実施形態と同様の機能、材料、および構造を有する。したがって、共通の特徴、機能、および要素についてここでは説明を繰り返さない。
【０１３０】
システム５００、６００、および８００と同様に、（高利得）サーバアンテナ１１４からのサーバ受信信号１４８の測定値は、サーバアンテナ１１４で受信し推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０を推定するために使用される。
【０１３１】
同時に、Ｃ／Ａコード４０４は、クライアントＣ／Ａ×Ｃ／Ａ演算１０４０によってクライアント受信コード化衛星信号１３８から復元されて、Ｃ／Ａ推定値１００４を生成する。Ｃ／Ａ推定値１００４は、クライアント受信コード化衛星信号１３８におけるＷコードチップの粗未知（Ｗ）コード時間同期１０１０（タイムアラインメント）を推定するために使用される。粗未知（Ｗ）コード時間同期１０１０は、推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０をサーバ１１２から粗遅延させて粗整列Ｗコード１０１２を提供するために、粗遅延モジュール１０４２によって使用される。
【０１３２】
サーバ１１２から粗整列したＷコード１０１２は、Ｙ×Ｗ乗算器１０１４でクライアント受信コード化衛星信号１３８と乗算して、生成サーバ既知（Ｐ）コード１０１６を提供する（積Ｙ×ＷはＰコードに略等しい）。シミュレートサーバ既知（Ｐ）コード１０１６は、Ｐコード発生器１０４４によって生成されたサーバＰコードのレプリカ１０１８と相関されて、Ｐ×Ｐ相関信号１０２２を生成する。関連ワイプオフ操作はＰ×Ｐ演算１０２０である。
【０１３３】
精密未知（Ｗ）コード時間同期１０３０は、粗未知（Ｗ）コード時間同期１０１０およびクライアント受信暗号化Ｐ（Ｙ）コード衛星信号に基づいて推定される。Ｐ×Ｐ相関信号１０２２は、サーバＰコードレプリカ１０１８とクライアント受信コード化衛星信号１３８におけるＰコードとのアラインメントを改善して精密整列Ｐコード１０２８を提供するために、Ｐ＆Ｗ遅延改善モジュール１０２６によって使用される。
【０１３４】
Ｐ×Ｐ相関信号１０２２はまた、推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０とクライアント受信コード化衛星信号１３８におけるＷコード４１０とのアラインメントを改善して精密整列Ｗコード１０３０を提供するためにも、Ｐ＆Ｗ遅延改善モジュール１０２６によって使用される。
【０１３５】
精密整列Ｐコード１０２８は、乗算器１０３２で精密整列Ｗコード１０３０と乗算して、サーバ１１２によって使用されるＹコード１０３４の最終レプリカを形成する。Ｙコード１０３４の最終レプリカは、Ｙ×Ｙ乗算器１０３６でクライアント受信コード化衛星信号１３８と相関されて、Ｙ×Ｙ積１０３８を生成する。認証応答モジュール５７６によって作成される認証判定メッセージ１４４における認証判定のための判定統計を蓄積するために、Ｙ×Ｙ積１０３８は積分器５７２で平均化される。
【０１３６】
図１１は、開示の実施形態に係る図１０の認証システムによって実行することのできる認証プロセス１１００を示す例示的フローチャートを表す。
【０１３７】
プロセス１１００は、サーバアンテナ１１４で受信した推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０を推定することによって開始される（タスク１１０２）。システム５００、６００、および８００と同様に、（高利得）サーバアンテナ１１４からのサーバ受信信号１４８の測定値は、サーバアンテナ１１４で受信した推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０を推定するために使用される。
【０１３８】
プロセス１１００は、続いて、クライアント受信コード化衛星信号１３８におけるＷコードチップの粗未知（Ｗ）コード時間同期１０１０（タイムアラインメント）を推定する（タスク１１０４）。プロセス１１００は、タスク１１０２と同時に、クライアントＣ／Ａ×Ｃ／Ａ乗算器５８４の動作によってクライアント受信コード化衛星信号１３８からＣ／Ａコード４０４を復元して、Ｃ／Ａ推定１００４を行う。Ｃ／Ａ推定１００４は、クライアント受信コード化衛星信号１３８におけるＷコードチップの粗未知（Ｗ）コード時間同期１０１０（タイムアラインメント）を推定するために使用される。粗未知（Ｗ）コード時間同期１０１０は、サーバ１１２からの推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０を粗遅延させて、粗整列Ｗコード１０１２を形成するために使用される。
【０１３９】
プロセス１１００は、続いて、シミュレートサーバ既知（Ｐ）コード１０１６を、Ｐコード発生器５８６によって生成されたサーバＰコードレプリカ１０１８と相関させて、Ｐ×Ｐ相関信号１０２２を供給する（タスク１１０６）。サーバ１１２からの粗整列Ｗコード１０１２はＹ×Ｗ乗算器１０１４でクライアント受信コード化衛星信号１３８と乗算して、シミュレートサーバ既知（Ｐ）コード１０１６を形成する（積Ｙ×ＷはＰコードに略等しい）。シミュレートサーバ既知（Ｐ）コード１０１６は、Ｐコード発生器５８６によって生成されたサーバＰコードレプリカ１０１８と相関され、Ｐ×Ｐ相関信号１０２２を供給する。関連ワイプオフ操作はＰ×Ｐ演算１０２０である。
【０１４０】
プロセス１１００は、続いて、Ｐ×Ｐ相関信号１０２２（相関ピーク）を用いてタイムアラインメントを改善する（タスク１１０８）。精密未知（Ｗ）コード時間同期１０３０は、粗未知（Ｗ）コード時間同期１０１０およびクライアント受信暗号化Ｐ（Ｙ）コード衛星信号に基づいて推定される。Ｐ×Ｐ相関信号１０２２は、サーバＰコードレプリカ１０１８とクライアント受信コード化衛星信号１３８におけるＰコードとのアラインメントを改善して精密整列Ｐコード１０２８を形成するために、Ｐ＆Ｗ遅延改善モジュール１０２６によって使用される。
【０１４１】
プロセス１１００は、続いて、さらに精密未知（Ｗ）コード時間同期に基づいて推定サーバ暗号化Ｐ（Ｙ）コード信号を除去する（タスク１１１０）。Ｐ×Ｐ相関信号１０２２はまた、推定サーバ未知（Ｗ）コード信号５６０とクライアント受信コード化衛星信号１３８におけるＷコード４１０とのアラインメントを改善して精密整列Ｗコード１０３０を形成するためにも、Ｐ＆Ｗ遅延改善モジュール１０２６によって使用される。
【０１４２】
プロセス１１００は、続いて、認証判定を行う（タスク１１１２）。精密整列Ｐコード１０２８は乗算器１０３２で精密整列Ｗコード１０３０と乗算されて、サーバ１１２によって使用されるＹコード１０３４の最終レプリカを形成する。Ｙコード１０３４の最終レプリカは、Ｙ×Ｙ乗算器１０３６でクライアント受信コード化衛星信号１３８と相関されて、Ｙ×Ｙ積１０３８を算出する。認証応答モジュール５７６によって作成される認証判定メッセージ１４４における認証判定のための判定統計を蓄積するために、Ｙ×Ｙ積１０３８は積分器５７２で平均化される。
【０１４３】
一部の実施形態では、クライアント装置１０８は、クライアント装置１０８の位置１２２が有効であれば保護リソースへのアクセスを許可され、クライアント装置１０８は、ク
ライアント装置１０８の位置１２２が無効であれば保護リソースへのアクセスを許可されない。保護リソースは、例えばネットワーク、ネットワーク上のリソース、現場では制御されることのない１個のハードウェアのようなリソース、または他のリソースを含むことができるが、それらに限定されない。一部の実施形態では、無効の結果の場合、クライアント装置１０８に法の執行、ハニーポット、または他の措置について注意喚起することができる。
【０１４４】
図１２は、周波数領域におけるクライアント装置１０８からサーバ１１２への波形に対するクライアントバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２０４の影響を示す、認証システム１２００（システム１２００）の例示的機能ブロック図を表す。ＧＰＳベースの認証における重要な問題点は、クライアント機器の帯域幅が一般的にＹコード４０８の帯域幅より小さいことである。この問題は、図１２で、クライアント機器における面倒なバンドパスフィルタ１２０４により示される。実際、最も狭いバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）はクライアント処理連鎖のどこかに発生し得る。
【０１４５】
グラフ１２１０および１２１２は、典型的なフィルタ通過帯域をＰ（Ｙ）コード４０８の帯域幅と比較する。グラフ１２１０および１２１２の両方で、曲線１２１４はＢＰＦ１２０４の入力部１２０２におけるＰ（Ｙ）パワースペクトル密度（ＰＳＤ）である。曲線１２１６はフィルタ通過帯域を示し、曲線１２１８は、ＢＰＦ１２０４のフィルタ出力部１２０６のＰ（Ｙ）パワースペクトル密度を示す。グラフ１２１０は両側帯域幅がわずか４ＭＨｚのフィルタの場合であり、出力ＰＳＤは入力ＰＳＤよりずっと狭い。グラフ１２１２は両側帯域幅が８ＭＨｚのフィルタの場合であり、ＰＳＤに対する影響は依然として顕著である。
【０１４６】
図１３は、クライアント装置における狭帯域濾波によるＰ（Ｙ）コードパワー損失対帯域幅を示す例示的図表である。Ｐ（Ｙ）コードパワースペクトル密度（ＰＳＤ）に対する典型的なクライアント帯域幅は図１２に示される。これらの帯域幅はＰ（Ｙ）ＰＳＤと比較して極めて狭くなり得る。図１３は、それぞれバターワースフィルタ(Butterworth filter)およびボックスカーフィルタ(boxcar filter)を使用した曲線１３０２および１３０
４に示された、この濾波によるパワー損失を定量化する。図１３に示す通り、クライアント帯域幅が２０ＭＨｚ以上である場合、フィルタ損失は約０ｄＢである。しかし、（セルホンをはじめ）消費者装置におけるＧＰＳ受信器用の典型的な帯域幅はＣ／Ａコード帯域幅によって設定される。したがって、その範囲は２ＭＨｚないし８ＭＨｚである。図１３に示す通り、２ＭＨｚのクライアント帯域幅は７ｄＢの信号パワー損失を導く。８ＭＨｚの帯域幅は約２ｄＢの損失を導く。開示の実施形態は、狭いクライアント帯域の影響を低減しかつこの損失信号パワーの一部を復元するために、サーバアルゴリズムを含む。
【０１４７】
図１４は、時間領域におけるクライアントからのサーバへの波形に対するクライアントバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の影響を示す、認証システム１４００の例示的機能ブロック図である。図１４は、グラフ１４１０および１４１２に時間領域における狭帯域の影響を示す。グラフ１４１０は、８ＭＨｚのＢＰＦ１２０４の入力部１２０２および出力部１２０６におけるＰ（Ｙ）コードを表す。入力波形１４１４は矩形チップのくっきりしたシーケンスであるが、出力波形１４１６はこれらのチップの明らかな軟化を示し始めている。出力波形１４１６の矩形はもはや尖鋭な角部を持たず、かつそれらは入力波形１４１４に対して遅延している。出力波形１４１６におけるオーバーシュート１４１８はいわゆるギブズ効果(Gibbs effect)のためである。
【０１４８】
グラフ１４１２は、ＢＰＦ１２０４が２ＭＨｚの帯域幅を有する場合のずっと大きい効果を示す。この例では、出力波形１４２０の振幅は低減されており、個々のチップに対する応答を見分けることが難しい。しかし、出力波形１４２０は、それらが同一符号を有す
る場合には、依然として入力チップのシーケンスに応答する。
【０１４９】
サーバ１１２は、図１３および図１４に示す濾波損失を軽減することができる。ほとんどのＧＰＳ受信器はそれらのレプリカ波形に矩形のシーケンスを使用する。この矩形のシーケンスは入力波形１４１４および１４２２とよく整合する。それはまた、帯域幅ｆcut
が８ＭＨｚ以上である場合、略矩形の出力波形１４１６ともほどほどによく整合する。しかし、矩形のシーケンスは、２ＭＨｚのＢＰＦ１２０４からの出力波形１４２０とはあまりよく整合しない。
【０１５０】
開示の実施形態は、出力波形１４２０と整合するレプリカ署名を使用する。そのように整合させることにより、可能な限り最良の性能が、本明細書に記載された認証プロセスによって達成される。実際、シュワルツの不等式(Schwartz inequality)および検出理論は
、加算性白色ガウス雑音(additive white Gaussian noise)の可能な限り最良の性能を追
求する場合、整合波形との相関を要求する。
【０１５１】
図１５は、様々な帯域幅における相関関数対時間シフトを示す例示的図表１５００である。図１５は、曲線１５０２、１５０４、および１５０６によって示される３つの重要な状況の場合の相関を示す。曲線１５０２の相関ピーク１５０８は曲線１５０２を正規化する。それは矩形の２つの全帯域幅シーケンスの相関である。曲線１５０４の相関ピーク１５１０は、どちらも２ＭＨｚにダウンフィルタリングされた２つの波形の相関である。換言すると、それは、図１４に出力波形１４２０によって示された２ＭＨｚ濾波後の波形をそれ自体と相関させる。振幅は０．０１９から０．０１３に低減される。曲線１５０６は回避される。それは２ＭＨｚ濾波後の波形を矩形の対応するシーケンスと相互相関する。振幅は０．０１９から０．０１０に低減される。これは２０ｌｏｇ10（０．０１０／０．０１９）または約６ｄＢのパワー損失である。したがって、この結果は図１３からの結果と略一致する。
【０１５２】
開示の実施形態は曲線１５０４の性能を維持し、図１６に示す適応バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６０２（フィルタ列１６０２）をサーバ１１２の信号処理経路に配置することによって、曲線１５０６に関連する損失を回避する。
【０１５３】
図１６は、開示の実施形態に係るクライアント装置１０８からのデータに基づいて、基準帯域幅を適応させるための認証システム（システム１６００）の例示的機能ブロック図である。図１６は、選択されたフィルタ１６０４を含むバンドパスフィルタ列として、適応ＢＰＦ１６０２（フィルタ列１６０２）を示す。フィルタ列１６０２は、クライアント署名を同様に濾波されたサーバ署名と確実に相関せれる。一部の実施形態では、選択されたフィルタ１６０４は、クライアント装置１０８からの明示的データに基づいて選ばれる。例えばクライアント装置１０８は、ネットワークを介して認証サーバ１１２に伝達されるクライアント署名１３８に短いメッセージフィールドを含むことができる。例えば短いメッセージフィールドまたは記述フィールドは、各々のバンドパスフィルタ１６０４の３ｄＢの帯域幅、順序、および群遅延特性を含むことができる。サーバ１１２は、クライアント署名１３８の短いメッセージフィールドに基づいてフィルタ列１６０２の最適な適応が達成されるようにフィルタ１６０４を選択し、かつ選択されたフィルタ１６０４を使用してサーバ署名を濾波し、クライアント署名１３８と相互相関させる。
【０１５４】
図１７は、開示の実施形態に係る基準による帯域幅の推定に基づいて基準帯域幅を適応させるための認証システム１７００（システム１７００）の例示的機能ブロック図図である。この実施形態は、クライアント装置１０８がそのフィルタ特性の短いメッセージフィールドまたは記述フィールドを送信していないという仮定に基づいている。しかし、クライアント装置１０８はクライアント署名１３８にデータのサンプルレート(sample rate)
を指定している。この場合、サーバ１１２は、クライアント装置１０８からのクライアント署名１３８の離散フーリエ変換（ＤＦＴ:discrete Fourier transform）を計算する。
既知のサンプリングレートと合わせて、サーバ１１２はクライアント処理連鎖の伝達関数を近似化することができる。このデータは、サーバ１１２が利用できる、可能な限り最良の適応を選択するために使用される。
【０１５５】
図１８は、開示の実施形態に係る図１６および図１７の認証システム（システム１６００および１７００）によって実行することのできる、基準ＢＷを適応させるための認証プロセス１８００を示す例示的フローチャートである。プロセス１８００に関連して実行される様々なタスクは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、プロセス方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体、またはそれらの任意の組合せによって実行することができる。プロセス１８００は半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等のようなコンピュータ可読媒体に記録することができ、かつ例えばコンピュータ可読媒体が格納されたプロセッサモジュール５１２／５３８のようなコンピュータＣＰＵによってアクセスし、実行することができる。
【０１５６】
プロセス１８００は任意の数の追加的または代替的タスクを含むことができるが、図１８に示したタスクは示された順序で実行する必要がなく、かつプロセス１８００は本明細書では詳述しない追加的な機能性を有するもっと包括的な手順またはプロセスに組み込むことができる。一部の実施形態では、プロセス１８００の一部分は、システム５００および６００、８００、１０００の様々な要素、例えばクライアント装置１０８、認証サーバ１１２等によって実行することができる。プロセス１８００は、図１〜図１２に示す実施形態と同様の機能、材料、および構造を有する。したがって、共通の特徴、機能、および要素についてここでは説明を繰り返さない。
【０１５７】
プロセス１８００は、クライアント装置からクライアント受信衛星信号を受信することによって開始され、クライアント受信衛星信号はクライアント信号フィルタで濾波される（タスク１８０２）。
【０１５８】
プロセス１８００は、続いて、クライアント信号フィルタのフィルタ特性を決定する（タスク１８０４）。
【０１５９】
プロセス１８００は、続いて、クライアント信号フィルタからフィルタ特性を受信することによってフィルタ特性を決定する（図１６）（タスク１８０６）。
【０１６０】
プロセス１８００は、続いて、クライアント受信衛星信号に基づいてフィルタ特性を推定することにより、例えばクライアント濾波衛星信号に基づいてクライアント信号フィルタの伝達関数を推定することにより、フィルタ特性を決定する（図１７）（タスク１８０８）。
【０１６１】
プロセス１８００は、続いて、フィルタ特性に基づいてクライアント信号フィルタをエミュレートするために、エミュレート信号フィルタを構成する（タスク１８１０）。
【０１６２】
プロセス１８００は、続いて、衛星受信装置からサーバ受信衛星信号を受信する（タスク１８１２）。
【０１６３】
プロセス１８００は、エミュレート信号フィルタによりサーバ受信衛星信号を濾波して、エミュレート濾波衛星信号を形成する（タスク１８１４）。
【０１６４】
プロセス１８００は、続いて、クライアント受信衛星信号およびエミュレート濾波衛星
信号を比較して、信号比較結果を提供する（タスク１８１６）。
【０１６５】
プロセス１８００は、続いて、信号比較結果に基づいてクライアント装置の位置を認証する（タスク１８１８）。一部の実施形態では、クライアント装置１０８は、クライアント装置１０８の位置１２２が有効であれば保護リソースへのアクセスを許可され、クライアント装置１０８は、クライアント装置１０８の位置１２２が無効であれば保護リソースへのアクセスを許可されない。保護リソースは、例えばネットワーク、ネットワーク上のリソース、現場では制御されることのない１個のハードウェアのようなリソース、または他のリソースを含むことができるが、それらに限定されない。一部の実施形態では、無効の結果の場合、クライアント装置１０８に法の執行、ハニーポット、または他の措置について注意喚起することができる。
【０１６６】
一部の実施形態では、システム５００、６００、８００、１０００、および１７００は、本明細書に記載されたそれらの動作に適した任意の数のプロセッサモジュール、任意の数のメモリモジュール、任意の数の送信器モジュール、および任意の数の受信器モジュールを備えることができる。図示したシステム５００、６００、８００、１０００、および１７００は、説明を容易にするために簡単な実施形態を表している。５００、６００、８００、１０００、および１７００の要素は相互接続され、５００、６００、８００、１０００、および１７００の様々な要素の間で通信するようにしてもよい。一実施形態では、システム５００、６００、８００、１０００、および１７００の要素は、データ通信バス（図示せず）を介して相互接続することができる。
【０１６７】
送信器モジュール（図示せず）および受信器モジュール（図示せず）は、それぞれの共用アンテナ（図示せず）に連結された各プロセッサモジュール５１２／５３８に配置することができる。簡単なモジュールでは使用される共用アンテナは１つだけであるが、より複雑なモジュールには、複数の及び／又はより複雑なアンテナ構造を設けることができる。加えて、図５、図６、図８、図１０、図１６、および図１７には示さないが、送信器が２つ以上の受信器に送信することがあり、かつ複数の送信器が同一受信器に送信することがあることを、当業者なら理解できるであろう。
【０１６８】
そのような機能がハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとして実現されるかどうかは、特定の用途およびシステム全体に課せられる設計上の制約によって決まる。本明細書に記載された概念に精通している者は、そのような機能を各々の特定の用途に適した形で実現することができるが、そのような実現の決定は、本発明の範囲から逸脱するものではない。
【０１６９】
このようにして、開示の実施形態は、屋内および市街地のような低信号対雑音比（ＳＮＲ）環境に位置するクライアント装置で受信されるべき衛星信号に適切に感応することのできる認証システムを提供する。
【０１７０】
上述した詳細な説明に少なくとも１つの例示的実施形態を提示したが、数多くの変形例が存在するものと理解されたい。また、本明細書に記載された１つまたは複数の例示的実施形態は、発明の対象の範囲、適用性、または構成をいかなる形でも限定することを意図するものではないと解されたい。むしろ、上述した詳細な説明は、記載された実施形態を実現するための便利なロードマップを当業者に提供するであろう。請求の範囲によって規定される範囲から逸脱することなく、要素の機能および構成に様々な変更を施すことが可能であり、それは既知の均等物および本願の出願の時点で予見可能な均等物を含むものである。
【０１７１】
本明細書で使用される用語「モジュール」は、本明細書に記載された関連機能を実行す
るためのソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、およびこれらの要素の任意の組合せを指すものである。加えて、説明のために、様々なモジュールは個別モジュールとして記載されているが、当業者なら理解できるように、２つ以上のモジュールを組み合わせて、本開示の実施形態に係る関連機能を実行する単独のモジュールを形成してもよい。
【０１７２】
本明細書において、用語「コンピュータプログラム製品」、「コンピュータ可読媒体」などは一般的に、例えばメモリ、記憶装置、または記憶ユニットのような媒体を指すために使用される。これらの形態および他の形態のコンピュータ可読媒体は、プロセッサモジュール５１２／５３８に特定の動作を実行させるためにプロセッサモジュール５１２／５３８によって使用される１つ以上の命令を格納するのに関与することができる。そのような命令は一般的に「コンピュータプログラムコード」または「プログラムコード」と呼ばれ（それらはコンピュータプログラムまたは他の集団の形でグループ化される）、実行されると、システム５００、６００、８００、１０００、１６００、および１７００のようなシステムを使用する方法を可能にする。
【０１７３】
上記の説明は、「接続」または「連結」されている要素、ノード、または特徴に言及している。本明細書で使用する場合、別途明確に記載しない限り、「接続される」(connected)とは、１つの要素／ノード／特徴が、必ずしも機械的にではないが、別の要素／ノー
ド／特徴に直接接合(directly joined)される（または直接連絡(directly communicates with)している）ことを意味する。同様に、別途明確に記載しない限り、「連結される」(coupled)とは、１つの要素／ノード／特徴が、必ずしも機械的にではないが、別の要素／ノード／特徴に直接または間接的に接合される（あるいは、直接または間接的に連絡している）ことを意味する。こうして、図１、図５、図６、図８、図１０、図１６、および図１７は要素の例示的構成を示しているが、開示の実施形態では追加的な介在要素、装置、特徴、またはコンポーネントが存在してよい。
【０１７４】
本明細書で使用する用語および表現、ならびにそれらの変化形は、別途明確に記載しない限り、限定とは対照的に、開放型と解釈すべきである。前記の例として、用語「含む」は、「限定することなく含む」などを意味すると解釈すべきである。用語「例」は、対象のアイテムを説明する事例を提供するために使用されるものであって、その排他的または限定的なリストではない。また、「従来の」、「常套的な」、「通常の」、「標準の」、「公知の」のような形容詞、および同様の意味の用語は、記載されているアイテムを所与の時期に限定しあるいは所与の時点で入手可能なアイテムに限定するものと解釈すべきではなく、それよりも、現在または未来のいずれかの時点で入手可能な従来の、常套的な、通常の、または標準の技術を包含すると解釈すべきである。
【０１７５】
同様に、接続詞「および」により結ばれたアイテム群は、これらのアイテムの各々が全部その群に存在する必要があると解釈すべきではなく、むしろ、別途明確に記載しない限り、「および／または」と解釈すべきである。同様に、接続詞「または」により結ばれたアイテム群は、その群の中で相互に排他的であることが必要と解釈すべきではなく、むしろ、同じく、別途明確に記載しない限り、「および／または」と解釈すべきである。
【０１７６】
さらに、開示のアイテム、要素、またはコンポーネントは単数形で記載または特許請求されているかもしれないが、単数形に限定することが明確に記載されない限り、複数形もその範囲内であると考えられる。「１つ以上の」、「少なくとも」、「限定されないが」のような範囲を広げる語句および表現、場合によっては他の同様の表現の存在は、そのような範囲を広げる表現が存在しない場合でも狭い範囲の事例が意図または要求されることを意味すると解釈してはならない。用語「約」は、数値または数値範囲に言及する場合、計測時に起こり得る実験誤差から生じる値を包含することを意図している。
【０１７７】
本明細書で使用する場合、別途明確に記載しない限り、「動作可能」とは、使用することができ、使用またはサービスに適しているかその準備ができており、特定の目的に使用可能であり、かつ本明細書に記載された掲示または所望の機能を実行することができることを意味する。システムおよび装置に関して、用語「動作可能」とは、システムおよび／または装置が完全に機能しかつ調整済みであり、起動されたときに記載の機能を実行するための要素を備えており、かつ適用される操作性要件を満たしていることを意味する。システムおよび回路に関して、用語「動作可能」とはシステムおよび／または回路が完全に機能しかつ調整済みであり、起動されたときに掲示の機能を実行するためのロジックを備えており、かつ適用される操作性要件を満たしていることを意味する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月14日(2018.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライアント装置の位置認証のための方法であって、
推定サーバ未知低レートコード信号および生成既知高レートコード信号に基づいて、推定サーバ未知高レート暗号化コード信号を形成することと、
前記クライアント装置からクライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号を受信することと、
前記クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号を前記推定サーバ未知高レート暗号化コード信号と比較して、コード比較結果を提供することと、
を含む、クライアント装置の位置認証のための方法。
【請求項２】
前記コード比較結果に基づいて前記クライアント装置の位置を認証することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記クライアント装置の前記位置が有効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可され、
前記クライアント装置の前記位置が無効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可されない、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
公開コードと、衛星受信装置からの暗号化コードであって、未知の低レートコードと前記公開コードに同期する既知の高レートコードとの積を含む暗号化コードとを含む、サーバ受信未知高レートコード化衛星信号を受信することと、
前記公開コードの時間同期を推定して推定コード時間同期を提供することと、
前記推定コード時間同期に基づいて前記既知の高レートコードを生成して、推定サーバ既知高レートコードを提供することと、
前記サーバ受信コード化衛星信号の前記暗号化コードから前記推定サーバ既知高レートコードを除去して、前記推定サーバ未知低レートコード信号を提供することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記推定サーバ既知高レートコードを含む前記生成既知高レートコード信号をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記公開コードはＧＰＳ  Ｃ／Ａコードを含み、前記暗号化コードはＧＰＳ  Ｐ（Ｙ）コードを含み、前記未知の低レートコードはＧＰＳ  Ｗコードを含み、前記既知の高レートコードはＧＰＳ  Ｐコードを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記サーバ受信未知高レートコード化衛星信号は、ＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星、ＧＥＯ衛星、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）衛星、全地球測位システム（ＧＰＳ（商標））衛星、Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema（ＧＬＯＮＡＳＳ（商標））衛星、ＢｅｉＤｏｕナビゲーションシステム（ＣＯＭＰＡＳＳ（商標））衛星、ガリレオ（商標）衛星、イリジウム（商標）衛星、およびイリジウム（商標）ＮＥＸＴから成る群のうちの少なくとも１つから送信される、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記推定サーバ未知高レート暗号化コード信号を濾波することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記推定サーバ未知高レート暗号化コード信号を前記クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号に同期させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記推定サーバ未知低レートコード信号および前記クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号に基づいて、粗未知低レートコード時間同期を推定することと、
前記粗未知低レートコード時間同期および前記クライアント受信未知高レート暗号化コード衛星信号に基づいて、精密未知低レートコード時間同期を推定することと、
前記精密未知低レートコード時間同期に基づいて生成既知高レートコード信号を形成することと、
さらに前記精密未知低レートコード時間同期に基づいて前記推定サーバ未知高レート暗号化コード信号を形成することと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
クライアント装置の位置認証のための方法であって、
クライアント信号フィルタにて濾波されたクライアント受信衛星信号を含む濾波クライアント衛星信号を前記クライアント装置から受信することと、
前記クライアント装置からフィルタ特性を受信すること、及び、前記濾波クライアント衛星信号に基づいて、前記クライアント信号フィルタの伝達関数を推定すること、の一方により、前記クライアント信号フィルタのフィルタ特性を決定することと、
前記フィルタ特性に基づき前記クライアント信号フィルタをエミュレートするエミュレート信号フィルタを構成することと、
衛星受信装置からサーバ受信衛星信号を受信することと、
前記サーバ受信衛星信号を前記エミュレート信号フィルタにて濾波して、エミュレート濾波衛星信号を形成することと、
前記クライアント受信衛星信号と、
前記エミュレート濾波衛星信号とを比較して、その信号比較結果を提供することと、を含む、クライアント装置の位置認証のための方法。
【請求項１２】
前記信号比較結果に基づいて前記クライアント装置の位置を認証することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記クライアント装置の前記位置が有効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可され、
前記クライアント装置の前記位置が無効である場合、前記クライアント装置は保護リソースへのアクセスを許可されない、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フィルタ特性は、前記クライアント装置からフィルタ特性を受信することにより決定される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記エミュレート信号フィルタは、前記フィルタ特性に基づいて、フィルタ列から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記クライアント信号フィルタのフィルタ特性は、前記前記濾波クライアント衛星信号の離散フーリエ変換により推定される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記クライアント受信衛星信号および前記サーバ受信衛星信号は、ＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星、ＧＥＯ衛星、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）衛星、全地球測位システム（ＧＰＳ（商標））衛星、Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema（ＧＬＯＮＡＳＳ（商標））衛星、ＢｅｉＤｏｕナビゲーションシステム（ＣＯＭＰＡＳＳ（商標））衛星、ガリレオ（商標）衛星、イリジウム（商標）衛星、およびイリジウム（商標）ＮＥＸＴから成る群のうちの少なくとも１つから送信される、請求項１１に記載の方法。
【外国語明細書】
2018163165000001.pdf
2018163165000002.pdf
2018163165000003.pdf
2018163165000004.pdf