(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗号化されていない部分と暗号化された部分とを備える信号データを処理する方法であって、
（ｉ）受信機で、信号データを受信するステップと、
（ｉｉ）信号データの暗号化された部分に関するデータと、信号データの暗号化されていない部分に関するデータとを備える処理された信号サンプルを提供するために、信号データのサンプルを、受信機において処理するステップと、
（ｉｉｉ）送信機を使用して、前記処理された信号サンプルを遠隔処理デバイスに伝送し、（ｉ）信号がソースから送信された時間と、（ｉｉ）ソースの識別子とのうちの少なくとも１つを備える情報を決定するために、暗号化されていない信号データと、少なくとも１つの基準信号とを、遠隔処理デバイス上で比較するステップと、
（ｉｖ）決定された情報に基づいて、また受信機から離れたセキュリティモジュールから、暗号化された基準信号サンプルのセットを要求するステップと、
（ｖ）任意の一致する信号サンプルを識別するために、遠隔処理デバイス上で、暗号化された基準信号サンプルのセットと、受信された暗号化された信号データとを比較するステップとを備える、方法。
【請求項２】
信号データのソースおよび／または信号データのコンテンツを認証する方法であって、信号データソースおよび／またはコンテンツが、暗号化された基準信号サンプルのセットのうちの少なくとも１つと、受信された暗号化された信号データサンプルとの間の一致が決定された場合に認証される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
暗号化されたデータ信号を識別する方法であって、暗号化された信号データに符号化された情報を決定するために、一致する暗号化された基準信号サンプルの識別に基づいてデータを導出するステップをさらに備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
受信機、遠隔処理デバイス、およびセキュリティモジュールの少なくとも３つのエンティティによって実行される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ｉ）および（ｉｉ）が受信機によって実行され、次いで、処理された信号サンプルが、さらなる処理のために遠隔処理デバイスに伝送される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ステップ（ｉｉｉ）がまた、受信機によって実行され、決定された情報が、次に処理された信号サンプルの一部を形成する、暗号化されていない信号データに関するデータであるか、またはその一部を形成する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
遠隔処理デバイスが、セキュリティモジュールから、暗号化された基準信号サンプルのセットを要求するために、受信された情報を使用する、および／または、セキュリティモジュールが、データの暗号化された部分に関連する処理された信号サンプルの少なくとも一部を受信し、ステップ（ｖ）を実行する、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
生成された、暗号化された基準信号サンプルのセットが、セキュリティモジュールから、ステップ（ｖ）を実行する遠隔処理デバイスに伝送される、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
信号サンプルを処理するステップが、信号サンプルを伝送する前に、信号サンプルの大きさを縮小させるように構成される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
信号サンプルを処理するステップが、暗号化されていない信号と暗号化された信号とを処理のために２つのストリームに分離するステップを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
遠隔処理デバイスに伝送する前に受信された信号をプレスクリーニングするステップを備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
プレスクリーニングが、キャプチャされた信号があらかじめ定められた基準を満たさないと示す場合、（ｉ）信号を再キャプチャすることによって本方法を再スタートするステップ、（ｉｉ）ユーザ通知が生成されること、（ｉｉｉ）キャプチャパラメータを適応させること、（ｉｖ）干渉防止技法を採用すること、または（ｖ）信号キャプチャを中止すること、のうちの１つまたは複数をさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
キャプチャされる必要がある信号の量、および／または実行され得るデータ圧縮の量を決定するためにプレスクリーニングが使用される、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
暗号化されていない部分と暗号化された部分とを備える信号データを処理するためのシステムであって、受信機、遠隔処理デバイス、およびセキュリティモジュールのそれぞれのうちの少なくとも１つを備え、
（ｉ）セキュリティモジュールが、暗号化された基準信号サンプルのセットを生成するように構成された基準信号発生器を備え、
（ｉｉ）受信機が、信号データを受信するように構成され、また、信号データの暗号化された部分に関するデータと、信号データの暗号化されていない部分に関するデータとを備える処理された信号サンプルを提供するために信号データを処理するように構成された処理回路を備え、また、処理された信号サンプルを遠隔処理デバイスに伝送するための送信機をさらに備え、
（ｉｉｉ）遠隔処理デバイスと受信機とのうちの少なくとも１つが、信号データと基準信号とを比較するための比較モジュールを備える処理回路を備え、また、（ｉ）信号データがソースから送信された時間と、（ｉｉ）信号データソースの識別子とのうちの少なくとも１つを備える情報を決定するために、受信された暗号化されていない信号データと、基準信号のうちの少なくとも１つとを比較するように構成され、
（ｉｖ）遠隔処理デバイスが、暗号化された基準信号サンプルの生成を要求するように構成された通信装置を備え、
（ｖ）セキュリティモジュールが、要求に基づいて、暗号化された基準信号サンプルのセットを生成するように構成され、
（ｖｉ）セキュリティモジュールと、遠隔処理デバイスとのうちの少なくとも１つが、任意の一致する信号サンプルを識別するために、暗号化された基準信号サンプルのセットと、受信された暗号化された信号データを比較するように構成された比較モジュールを備える、システム。
【請求項１５】
信号データのソースおよび／または信号データのコンテンツを認証するように構成されたシステムであって、信号データソースが、暗号化された基準信号サンプルのセットと、受信された暗号化された信号サンプルとの間の一致の場合に認証される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
遠隔処理デバイスが、関連する暗号化された信号部分が暗号化された基準信号サンプルに一致するという決定に基づいて、暗号化されていない信号に関して比較モジュールからの情報出力を認証するように構成された認証モジュールを備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
暗号化されたデータ信号を識別するように構成されており、暗号化されたデータ信号内で符号化された情報を決定するために、一致する暗号化された基準信号サンプルの識別に基づいてデータを導出するように構成されている、請求項１４から１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の一部であり、受信機がＧＮＳＳ受信機である、請求項１４から１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
処理された信号サンプルが、受信された信号の大きさに関して圧縮される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
処理回路によって決定された時刻での処理のために、受信された信号をキャプチャするように構成され、信号がキャプチャされる時刻が変化される、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理のためのコンピュータのための装置、方法、およびプログラム、ならびにそれらを組み込んだシステムに関する。具体的には、限定ではないが、本発明は、一般的に暗号化されたナビゲーション信号、具体的にはガリレオ（Ｇａｌｉｌｅｏ）ＰＲＳ信号を使用して、意図的および非意図的な脅威に対する堅牢性を強化した測位システムの開発に関する。
【背景技術】
【０００２】
全地球測位システム（ＧＰＳ）、グロナス（Ｇｌｏｎａｓｓ）、ガリレオ、および北斗（ＢｅｉＤｏｕ）などの衛星ナビゲーションシステムは、様々なアプリケーションに位置、速度、およびタイミング情報を提供するために使用されている。衛星ナビゲーションシステムは、受信デバイスを備えたユーザにタイミング信号をブロードキャストすることによって動作する。
【０００３】
従来の受信デバイスは、内部クロックを基準に、衛星によってブロードキャストされる信号と一致する信号を内部で生成するモジュールを含む。これらの信号は定義された形式であり、システムごとに公開された文献に記載されている。受信機は、衛星ごとに正確な信号タイミングと搬送波位相および周波数を抽出するために、これらの内部「レプリカ」信号と、受信された衛星信号とを相関させる。受信機はまた、受信機が各衛星の位置を知ることを可能にする、衛星ブロードキャストメッセージ内に含まれる情報を復号する。
【０００４】
受信機は、各衛星からの受信信号の飛行時間（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）を決定するために、相関処理の結果を使用する。飛行時間は、受信アンテナの位置を計算するために、数学的処理においていくつかの衛星の位置の情報と組み合わされる。
【０００５】
衛星ナビゲーションシステムは、商用アプリケーションの拡大範囲をサポートすることに加えて、セキュリティおよび防衛の分野で使用されている。商用ドメインでは、受信機の位置を取得するために、暗号化されていない、またはオープンサービスの信号が使用されているのに対し、セキュリティおよび防衛ドメイン内では、安全な暗号化された信号が使用されている。ガリレオシステムでは、これは公的規制サービス（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、すなわちＰＲＳとして知られており、他のシステムは同様のサービスを提供する。安全な信号もまた、あらかじめ定められたフォーマットでブロードキャストされる。しかしながら、そのようなフォーマットは公開情報ではない。衛星システムは信号を暗号化する責任があり、信号は、専用の安全な受信デバイスによって復号される。
【０００６】
知られている安全な受信機では、これは、セキュリティモジュールまたはセキュリティ機能の使用を通じて達成される。セキュリティモジュールは、通常、受信機の物理的構成要素である。セキュリティモジュール／機能は、安全な信号が受信機によって使用されることを可能にする暗号アルゴリズムを含み、処理する。セキュリティモジュールは、暗号化された信号を受信して処理するために必要な情報を生成するだけでなく、衛星軌道、クロック、および他のシステムに関する情報、ならびにセキュリティ情報を含む暗号化されたブロードキャストメッセージを復号することが可能である。各受信機は、独自のセキュリティモジュール／機能を必要とする。
【０００７】
そのようなセキュリティモジュールは、暗号化された信号の復号処理のロックを解除するために必要とされる有効な暗号化キーと、他のパラメータ／情報とを持っている場合のみ動作する。キーは、受信機にロードされる必要がある。この処理は、手動で（特定の装置を使用して）、または「無線（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒ）」として知られている技法を用いて自律的に行われ得る。鍵および暗号材料は、衛星ナビゲーションシステムのセキュリティにとって重要であり、したがって、材料の配布および管理を保護する必要がある。これは、暗号化されたナビゲーション信号を使用する受信機の動作に大きなオーバーヘッドを課すことがある。
【０００８】
タレス社（Ｔｈａｌｅｓ）の名の下のＷＯ／２０１２／００７７２０は、ガリレオオープンサービス（Ｇａｌｉｌｅｏ  Ｏｐｅｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）および暗号化された公的規制サービス（ＰＲＳ）を含む広帯域信号のサンプルをキャプチャする機能を含む、ユーザ受信機について説明している。ユーザ受信機は、上述のように、ユーザの位置、速度、および時間（「ＰＶＴ」情報とも呼ばれる）を計算するために使用されるオープンサービス信号を処理可能な処理モジュールを含む。オープンサービスＰＶＴ情報は、キャプチャされた広帯域サンプルとともに中央サーバに伝送される。中央サーバは、それがキャプチャされた信号のＰＲＳ要素を処理するために使用する、安全なＰＲＳ情報にアクセスする。サーバは、ユーザのＰＶＴを個別に計算するために、ＰＲＳ情報を使用する。このように、各受信機にセキュリティモジュールを含める必要はないので、安全な暗号情報を保持するＰＲＳセキュリティモジュールの数が減少され得る。中央サーバは、オープンサービスＰＶＴとサーバが計算したＰＲＳ  ＰＶＴとを比較して、認証処理を実行するためにその情報を使用する。
【０００９】
しかしながら、この方法は、大量の広帯域ＲＦキャプチャ信号を通信することに依存している。この方法は、利用可能な通信帯域幅、ＰＲＳ信号サンプルをブロードキャストするために必要な電力、および通信のコストの点で限界がある。さらに、この方法は、ユーザ側で動作するためにオープンサービス受信機を必要とする。多くの場合、ユーザは、彼／彼女の位置の知識を必要としない（たとえば、車両が運転されている方法等についての情報を提供するために、この位置情報は第３者に提供されて、緊急ビーコンとして使用され得る）。オープンサービス受信機を操作するために、ユーザ側のバッテリに余分な負荷を不必要にかける。さらに、記載された方法および装置は、オープンサービスＰＶＴのブロードキャストに依存し、この信号は、傍受、干渉、または故意に妨害され得る（これは、別個の暗号化された信号の存在理由の１つである）。
【００１０】
ＮＡＶＳＹＳ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、分散されたＧＰＳソフトウェア受信機の概念を利用する、米国特許第５３７９２２４号に記載された、ＴＩＤＧＥＴとして知られている低コストのＧＰＳセンサを提案している。ＴＩＤＧＥＴセンサはＧＰＳ信号を追跡せず、その代わりに中央サーバに伝達される生のＧＰＳサンプルの「スナップショット（ｓｎａｐｓｈｏｔ）」をキャプチャする。サーバにおいて、サンプルは、ユーザのＰＶＴ情報を決定するために処理される。「ＰＰＳ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｉｎ  Ｗｅａｋ  Ｓｉｇｎａｌ  ＧＰＳ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ＴＩＤＧＥＴ  Ｓｅｎｓｏｒ」と題する関連論文（ＩＯＮ  ＧＮＳＳ  ２０１０、ポートランド、オレゴン州、２０１０年９月の議事録）は、従来のＧＰＳ精密測位サービス（ＰＰＳ）ハードウェア受信機への直接注入のために、中央サーバに伝達される生の無線周波数（ＲＦ）データをキャプチャするためにフィールドユニットを使用することによって、ＴＩＤＧＥＴ概念がＧＰＳ軍用信号に適用され得る方法について説明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１２／００７７２０号
【特許文献２】米国特許第５３７９２２４号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】「ＰＰＳ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｉｎ  Ｗｅａｋ  Ｓｉｇｎａｌ  ＧＰＳ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ＴＩＤＧＥＴ  Ｓｅｎｓｏｒ」と題する関連論文（ＩＯＮ  ＧＮＳＳ２０１０、ポートランド、オレゴン州、２０１０年９月の議事録）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、暗号化されていない部分と暗号化された部分とを備える信号データを処理する方法が提供され、本方法は：
（ｉ）受信機で、信号データを受信するステップと、
（ｉｉ）信号データの暗号化された部分に関するデータと、信号データの暗号化されていない部分に関するデータとを備える処理された信号サンプルを提供するために、信号データのサンプルを処理するステップと、
（ｉｉｉ）（ｉ）信号がソースから送信された時間と、（ｉｉ）ソースの識別子とのうちの少なくとも１つを備える情報を決定するために、暗号化されていない信号データと、少なくとも１つの基準信号とを比較するステップと、
（ｉｖ）決定された情報に基づいて、また受信機から離れたソースに、暗号化された基準信号サンプルのセットを要求するステップと、
（ｖ）任意の一致する信号サンプルを識別するために、受信機から離れた処理デバイス上で、暗号化された基準信号サンプルのセットと、受信された暗号化された信号データとを比較するステップとを備える。
【００１４】
一例では、本方法は、信号データのソースおよび／または信号のコンテンツを認証する方法であって、暗号化された基準信号サンプルのセットと、受信された暗号化された信号サンプルとの間の少なくとも１つの一致が決定された場合に、信号ソースが認証される。
【００１５】
代替的または追加的に、本方法は、暗号化されたデータ信号を識別する方法であって、本方法は、暗号化されたデータ信号内で符号化された情報を決定するために、一致する暗号化された信号サンプルの識別に基づいてデータを導出するステップをさらに備える。そのような例では、決定された情報に基づいて暗号化された基準サンプルのみが受信された信号サンプルに比較されるので、比較のための候補サンプルが迅速に決定され得る。
【００１６】
そのような方法は、全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）への特定の用途を有し得る。そのような例では、多くの分散された、および可動の受信機（たとえば、車両ベースのナビゲーション補助、安全ビーコン、セルラー式電話等）があり得る。当業者によく知られているように、多くの場合、そのような受信機はその中に含まれる処理回路を用いてトラッキングを行うが、上述の方法では、トラッキング受信機の機能は、フィールド受信機と遠隔処理デバイス（たとえば、中央サーバ）との間で分散され得る。ＧＮＳＳサービスは、通常、暗号化された部分（たとえば、ガリレオにおける公的規制サービス（ＰＲＳ）、ＧＰＳにおけるＰＰＳ）と、オープンで、暗号化されていない部分とを組み込んでいる。上記で説明したような一方法では、暗号化されたナビゲーション信号が、オープンで、暗号化されていない信号から取得された測定値を認証するために、ならびに／または、フィールド受信機ユニットにナビゲーション暗号化キーを配布する必要なしに、受信機の堅牢な位置および時間データを直接提供するために使用され得る。
【００１７】
好ましい例では、本方法は：好ましくは暗号化された受信信号サンプルを生成することを可能にするキーを保持する、セキュリティモジュール、受信機、中央サーバなどの遠隔処理デバイスの少なくとも３つのエンティティによって実行される。一例では、ステップ（ｉ）および（ｉｉ）は受信機によって実行され、次いで、処理された信号サンプルが、さらなる処理のために遠隔処理デバイスに伝送される。しかしながら、他の例では、ステップ（ｉｉｉ）は受信機によって実行されてもよく、決定された情報は、次に処理された信号サンプルの一部を形成する、暗号化されていない信号データ部分に関するデータでもよく、その一部を形成してもよい（その場合、ステップ（ｉｉｉ）はステップ（ｉｉ）の前に、またはそれと同時に実行される）。
【００１８】
遠隔処理デバイスは、セキュリティモジュールから、暗号化された基準信号のセットを要求するために、受信された情報を使用することができる。セキュリティモジュールはまた、処理された信号サンプル、または少なくとも受信機で受信された信号データの暗号化された部分に関連するその一部を受信することができ、次いでステップ（ｖ）を実行する。これは、システム全体のセキュリティを向上させることを助けることができる。しかしながら、生成された、暗号化された基準信号のセットは、セキュリティモジュールから、ステップ（ｖ）を実行し得る遠隔処理デバイスに伝送され得る。
【００１９】
そのような方法は、通常はフィールド受信機ユニットに配布されるべき暗号化された信号のキーを必要とする、堅牢で、正確な測位のためのデータのために現在までに提案されているＧＮＳＳ技法の制限に対処する。当業者によって理解されるように、キーの配布は、安全な方法で実現されなければならないので特に煩わしい。さらに、受信機と、中央サーバなどの他の処理デバイスとの間のＧＮＳＳ受信機のコア機能の分割のオプションは、受信機によって必要とされる処理回路とバッテリ電源とを節約し（受信機を小さくすることも可能にする）、または処理速度、信号検出等を増加させることができる。
【００２０】
本方法はまた、可能な暗号化された基準サンプルのサブセットのみが比較のために選択され、決定された情報はサブセットを選択するために使用されるので、いわゆる「ｔｉｍｅ−ｔｏ−ｆｉｘ」（ＴＴＦ）（すなわち、信号の衛星ソースを識別するためにかかる時間）を減少させることができる。本方法のＧＮＳＳへの特定の用途を上記で説明したが、本方法はまた、地上ナビゲーションおよび位置システム（たとえば、擬似衛星、無線ナビゲーション、無線測位システム、および測位のための機会の信号の使用）でも使用され得る。本方法はまた、ナビゲーションの分野以外の用途を有することができ、またクロック信号、あるいは実際に任意のデータ信号のために使用され得る。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態では、信号サンプルを処理するステップは、信号サンプルを伝送する前に、信号サンプルの大きさを縮小させるように構成される。これは、信号を伝送するために必要な帯域幅を減少させ、次に通信コスト（占有される通信帯域幅、ひいては潜在的にデータ料金）を低減させることができ、および／またはより高い容量の信号が送信されることを可能にするので、有利である。
【００２２】
特に好ましい実施形態では、信号は、暗号化された信号データの処理成功を確実にするために、データの最小値、または実質的に最小量を表すように低減される。もちろん、実際には、採用される帯域幅低減モデル（および特定の用途のために許容可能な性能の妥協）は、技術的最小値より大きい場合がある異なる量の伝送データをもたらすが、環境において適切な最大の減少である（または、それに近づく）ことが好ましい。
【００２３】
そのような方法は：信号ダウンコンバージョン、アナログまたはデジタル信号を、処理のために別々の暗号化されていないストリームと暗号化されたストリームとにフィルタリングすること、データサンプルの減少、たとえば１つまたは複数のスペクトルローブを含む、完全な信号帯域のサブセクションのみを保存するためのフィルタリングのうちの１つまたは複数を備え得る。
【００２４】
暗号化されていない信号と暗号化された信号とを処理のために２つのストリームに分離する例では、２つのストリームはその後、たとえば他のサンプル減少処理を実行する前に、変換されて、リサンプリングされて、加算されることができる。
【００２５】
暗号化されていない信号と暗号化された信号とをデータ圧縮のために２つの狭帯域ストリームに分離する他の例では、２つのストリームはその後周波数について変換され、単一の狭帯域ストリームに結合されて、リサンプリングされ得る。２つのストリーム内のすべての信号は異なる擬似乱数（ＰＲＮ）シーケンスを用いて拡散されてよく、したがって低いレベルの相互相関を維持することができる。任意選択で、これは、どちらの信号帯域内にも干渉がないことが知られている場合にのみ行われ得る。この方法は、他のデータ縮小処理と組み合わせられ得る。
【００２６】
当業者が知っているように、そのような処理は信号ノイズを増加させるが、暗号化されていない信号データと、暗号化された信号データとの両方が、同一の処理された信号サンプルデータパケット内に存在することができ、信号を比較するステップの前に抽出されて再生され得る。
【００２７】
暗号化されたデータが暗号化されていないデータを認証するために使用される実施形態では、取得が暗号化されていない信号上で実行されており、暗号化された信号における認証のための検索は限られているので、暗号化された信号における信号電力損失を受け入れることが可能であり得る（たとえば、ＢＯＣ変調信号における単一のサイドローブのみを使用して）。
【００２８】
本方法は、代替的または追加的に、処理デバイスに伝送する前に受信された信号をプレスクリーニングするステップを備え得る。いくつかの例では、本方法は、信号があらかじめ定められた基準を満たさない場合に中断され得る。
【００２９】
キャプチャされた信号のそのようなプレスクリーニングは、信号品質を検査、および／あるいは、高レベルの干渉、不要なまたは偽の信号の存在を検出することができる。そのようなプレスクリーニングは、自動利得制御動作（ＡＧＣ）、アナログ−デジタル変換レベル、キャプチャされた信号スペクトル、信号自己相関特性またはマルチアンテナ空間フィルタリングの統計分析、および空間信号解析等を備え得る。そのようなスクリーニングは、本明細書では、たとえば検出された信号強度レベルおよび取得成功基準に基づいて、暗号化されていないデータ部分から処理デバイスで、決定された情報について、キャプチャされたデータのさらなるスクリーニングが実行され得るので、「プレスクリーニング」と呼ばれる点に留意されたい。いくつかの例では、プレスクリーニングが、キャプチャされた信号があらかじめ定められた基準を満たさないと示す場合、本方法は：（ｉ）信号を再キャプチャすることによって本方法を再スタートするステップ、（ｉｉ）ユーザ通知が生成されること、（ｉｉｉ）キャプチャパラメータを適応させること、（ｉｖ）干渉防止技法（ａｎｔｉ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を採用すること、または（ｖ）信号キャプチャを中止すること、のうちの１つまたは複数をさらに備え得る。
【００３０】
好ましい実施形態では、プレスクリーニングは、暗号化された信号の比較ステップが実行されることを可能にするために、処理された信号サンプル内に十分なデータがあることを確実にするために、キャプチャされる必要がある、および／または処理された信号サンプル内に含まれる信号の量を決定するために使用されてよく、したがって、信号減少ステップへの入力を提供することができる。そのような例では、「良い（ｇｏｏｄ）」信号は、より小さい処理された信号が形成されることを可能にし得る。
【００３１】
本方法は、遠隔処理デバイスに伝送する前に、処理された信号の少なくとも一部を暗号化するステップ、および／または暗号的に署名するステップをさらに備え得る。そのような例では、本方法は、遠隔処理デバイスで信号を逆暗号化するステップをさらに備え得る。これによって、本方法のセキュリティが向上する。
【００３２】
提案された手法は、ユーザから遠隔処理デバイスに送信された暗号化されていない信号データが安全であることを確実にするために、暗号化を利用することができ、本技法の使用からセキュリティ侵害に対して技術を保護し、ユーザの位置が保護されたままであることを確実にする。
【００３３】
いくつかの例では、暗号化されていない信号部分から情報を決定するために、遠隔処理デバイスで、受信された暗号化されていない信号サンプルと、少なくとも１つの基準信号とを比較するステップは、受信機の位置および速度のうちの少なくとも１つを決定するステップを備え得る。データをただちに、または、もし認証ステップを実施した場合は、引き続き容易に利用することができるので、これは有利である。
【００３４】
信号サンプルと基準サンプルとを比較するステップは、相関を備え得る。そのような方法は、当業者によく知られている。
【００３５】
一旦、少なくとも１つの一致する暗号化されたデータサンプルが決定されると、一致しない暗号化されたデータサンプルに関連付けられる暗号化されていない信号サンプルは除外されてよく、一致する（すなわち、認証された）信号サンプルのみが、データのさらなる処理において利用され得る。
【００３６】
いくつかの例では、一致した暗号化された信号サンプルは、信号のコンテンツを決定するために逆暗号化／復号され得る。ナビゲーションシステムのコンテキストでは、これは信号が受信された時点の受信機の位置、速度、および／または時間データを決定するステップを備え得る。
【００３７】
本方法は、信号サンプルから決定された任意のデータを格納するステップ、および／または、そこから決定されたデータを受信機に送信するステップをさらに備え得る。これによって、受信機のユーザは彼らの位置を知ることが可能になり、それはいくつかの実施形態では有利であり得る。
【００３８】
本発明の第２の態様によれば、暗号化されていない部分と暗号化された部分とを備える信号データを処理するための装置が提供され、本装置は：受信機、遠隔処理デバイス、およびセキュリティモジュールのそれぞれのうちの少なくとも１つを備え：
（ｉ）セキュリティモジュールは、暗号化された基準信号サンプルのセットを生成するように構成された基準信号発生器を備え、
（ｉｉ）受信機は、信号データを受信するように構成され、また、受信された信号データの暗号化された部分に関するデータと、受信された信号データの暗号化されていない部分に関するデータとを備える処理された信号サンプルを提供するために信号データを処理するように構成された処理回路を備え、また、処理された信号サンプルを遠隔処理デバイスに伝送するための送信機をさらに備え、
（ｉｉｉ）遠隔処理デバイスと受信機とのうちの少なくとも１つは、信号データと基準信号サンプルとを比較するための比較モジュールを備える処理回路を備え、また、（ｉ）信号データがソースから送信された時間と、（ｉｉ）ソースの識別子とのうちの少なくとも１つを備える情報を決定するために、受信された暗号化されていない信号データと少なくとも１つの基準信号とを比較するように構成され、
（ｉｖ）遠隔処理デバイスは、決定された情報に基づいて、暗号化された基準信号サンプルの生成を要求するように構成された通信装置を備え、
（ｖ）セキュリティモジュールは、要求に基づいて、暗号化された基準信号サンプルのセットを生成するように構成され、
（ｖｉ）セキュリティモジュールと、遠隔処理デバイスとのうちの少なくとも１つが、任意の一致する信号サンプルを識別するために、暗号化された基準信号サンプルのセットと、受信された暗号化された信号データとを比較するように構成された比較モジュールを備える。
【００３９】
一例では、本装置は、信号データのソース、および／または信号データのコンテンツを認証するように構成されており、暗号化された基準信号サンプルのセットと、受信された暗号化された信号サンプルとの間の一致の場合に、信号ソース／データが認証される。そのような例では、遠隔処理デバイスは、関連する暗号化された信号部分が基準サンプルに一致するという決定に基づいて、暗号化されていない信号に関して比較モジュールからの情報出力を認証するように構成された認証モジュールを備え得る。
【００４０】
代替的または追加的に、本装置は、暗号化されたデータ信号を識別するように構成されており、本装置は、暗号化されたデータ信号内で符号化された情報を決定するために、一致する暗号化された信号サンプルの識別に基づいてデータを導出するように構成されている。そのような例では、決定された情報に基づいて生成された暗号化された基準サンプルのセットのみが受信された信号サンプルに比較されるので、逆暗号化のための候補サンプルが比較的迅速に決定され得る。さらに、追加のデータ（受信機またはさらなる位置情報ソースの動きについての情報を提供する受信機センサデータ、など）は、セキュリティモジュールから要求された、暗号化された基準サンプルのセットをさらに制限するために使用され得る。そのような例では、受信機は、１つまたは複数のセンサ（たとえば、速度計、加速度計、高度計、コンパス、セルラー電話受信装置など）をさらに備えてよく、センサ情報は、処理された信号サンプルの一部として、または別々に遠隔処理デバイスに送信され得る。
【００４１】
そのような装置は、全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の一部であってよく、受信機は、ハンドヘルドでもよく、車両に搭載されてもよく、モバイル電話または他のモバイルコンピューティングデバイスなどに組み込まれてもよいＧＮＳＳ受信機であり得る。そのような例では（また、他の地上ナビゲーションおよび位置システム（たとえば、擬似衛星、無線ナビゲーション、無線測位システム、および測位のための機会の信号の使用）などの他のシステムでの使用のために）、したがって多くの分散された、また可動の受信機があり得る。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態では、受信機の処理回路は、信号サンプルを伝送する前に、信号サンプルの大きさを縮小させるように構成された圧縮モジュールを備える。本明細書で使用される「圧縮（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）」という用語は、信号帯域幅および／またはビット数を減少させる広義の意味で使用されている点に留意されたい。圧縮は不可逆である場合があり、信号ダウンコンバージョン、アナログまたはデジタル信号を、処理のために別々の暗号化されていないストリームと暗号化されたストリームとにフィルタリングすること、データサンプルの減少、たとえば１つまたは複数のスペクトルローブを含む、完全な信号帯域のサブセクションのみを保存するためのフィルタリング、または当業者によく知られている他の任意の圧縮方法のうちの１つまたは複数を備える場合がある。
【００４３】
これは、信号を伝送するために必要な帯域幅を減少させ、次に通信コストを削減するか、および／またはより高い容量の信号が送信されることを可能にするので、有利である。圧縮モジュールは、暗号化された信号データの処理成功を可能にするために十分なデータが保持されることを確実にしつつ、可能な限り実質的にデータを最小化するように構成され得る。
【００４４】
いくつかの例では、受信機は、遠隔処理デバイスに伝送する前に受信された信号をプレスクリーニングするように構成されたスクリーニングモジュールをさらに備え得る。
【００４５】
キャプチャされた信号のそのようなプレスクリーニングは、信号品質を検査、および／あるいは、高レベルのＲＦ干渉、不要なまたは偽の信号の存在を検出することができる。そのようなプレスクリーニングは、自動利得制御動作（ＡＧＣ）、アナログ−デジタル変換レベル、キャプチャされた信号スペクトル、信号自己相関特性またはマルチアンテナ空間フィルタリングの統計分析、および空間信号解析などを備え得る。
【００４６】
スクリーニングモジュールは、圧縮モジュールに入力を提供することができる。たとえば、暗号化されていない信号および／または暗号化された信号の比較ステップが実行されることを可能にするために、処理された信号サンプル内に十分なデータがあることを確実にするために、キャプチャされて処理される必要がある信号の量を決定するために、スクリーニング処理の結果を使用することができる。
【００４７】
受信機は、処理デバイスに伝送する前に、処理された信号の少なくとも一部を暗号化および／または暗号的に署名するように構成された暗号化モジュールをさらに備えることができる。そのような例では、遠隔処理デバイスは、逆暗号化モジュールを備え得る。さらに、受信機は、受信された信号をデジタル化するように構成されたアナログ−デジタル変換器を備え得る。デジタル化された信号は容易に処理される。
【００４８】
いくつかの例では、受信機は、受信された暗号化されていないデータサンプルと、「ローカルに（ｌｏｃａｌｌｙ）」生成された基準サンプル（すなわち、受信機の処理回路によって生成された）とを比較するように構成された比較モジュールを備え得る。そのような例では、受信機は、従来の「オープンサービス（ｏｐｅｎ  ｓｅｒｖｉｃｅ）」ＧＮＳＳ受信機として動作するように構成されてよく、ユーザに提示され得る、および／または遠隔処理のために送信された、処理されたデータ信号の一部を形成し得る、位置データなどのデータを決定するために比較を使用することができる。次いで、ユーザは、暗号化されたサービス自体を使用するためにキーに実際にアクセスすることなしに、データの遠隔処理の後、このデータの認証から利益を得ることができる。しかしながら、他の例では、たとえば、データが、受信デバイスの位置を追跡するために使用されるべきである場合、および／または、受信機ユニットの処理／電池要件を最小化することが望ましい場合、ほとんどまたはすべての実質的なＧＮＳＳ処理ステップ（たとえば、取得等）は遠隔処理デバイスで実行され得る。
【００４９】
したがって、他の例では、比較モジュールは遠隔処理デバイスで提供され、信号サンプルから情報を決定するために、受信された信号サンプルと、少なくとも１つの基準信号とを比較するように構成される。そのために、遠隔処理デバイスは、基準信号発生器をさらに備えることができる。
【００５０】
決定された情報は、暗号化されたデータサンプルと一致させるために、信号サンプルのセットを決定するために使用され得る。情報は、受信機の位置または速度のうちの少なくとも１つをさらに備え得る。
【００５１】
一旦、少なくとも１つの一致する暗号化されたデータサンプルが決定されると、一致しない暗号化されたデータサンプルに関連付けられる暗号化されていない信号サンプルは除外され得るので、認証モジュールによって認証された信号サンプルのみが、データのさらなる処理において利用される。
【００５２】
いくつかの例では、一致した暗号化された信号サンプルは、信号のコンテンツを決定するために逆暗号化および／または復号され得る。ナビゲーションシステムのコンテキストでは、これは信号が受信された時点の受信機の位置、速度、および／または時間データを決定するステップを備え得る。したがって、セキュリティモジュールは、信号のコンテンツを識別するように構成された逆暗号化モジュールとデータコンテンツモジュールとのうちの少なくとも１つを備え得る。（ＧＮＳＳの例では、これは、通常、一致する暗号化された信号を生成するために使用されるデータを参照することによってであり、したがって、受信機で受信された元の信号に関連付けられ得る。しかしながら、他の例では（および、ＧＮＳＳにおけるいくつかの例でもまた）データは、信号または基準信号自体を逆暗号化および復号することによってアクセスされ得る）。
【００５３】
相互に通信するために、受信機、遠隔処理デバイス、およびセキュリティモジュールのそれぞれ、いくつか、またはすべては、通信モジュールをさらに備え得る。
【００５４】
一実施形態では、受信された信号は、処理回路によって決定された時間に処理するためにキャプチャされ、信号がキャプチャされる時間は変化される。具体的には、時間は、公に知られていない（および、好ましくは容易に決定されない）方法で変化され得る。時間は、決定論的な方法で変化されてよく、たとえば、擬似乱数発生器（ＰＲＮＧ）によって決定される。ＰＲＮＧは、遠隔処理デバイスによって共有されるシード（ｓｅｅｄ）に応じて動作することができる。しかしながら、遠隔処理デバイスがまた、データが適切な時間に収集された（たとえば、両方のデバイスに知られているあらかじめ定められたシーケンスがあり得る、等）ことを確認するためにサンプリングの正確な時間を導出することができる限り、時間は別の方法で決定され得る。信号が誤った時間に収集されたと決定された場合、受信装置になりすます（すなわち、たとえば受信機の真の位置に関して遠隔処理デバイスに誤解を与えるために、遠隔処理デバイスに対して特定の受信装置であるふりをする）試みが阻止され得ることを意味するので、これは有利であり得る。
【００５５】
いくつかの例では、少なくともキャプチャの時間に関する処理された信号の時間データ構成要素は、暗号的に署名および／または暗号化される。これは、信号が伝送中にキャプチャされる場合、もっともらしいが誤解を招くような置換処理された信号を準備するための時間データの使用を防止するので、有利である。
【００５６】
上述のモジュールのそれぞれは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア等で実施されてもよく、１つまたは複数の物理エンティティに分散され得る。実際、セキュリティモジュールは、遠隔処理デバイスの一部を形成することができるが、そのコンテンツは、物理的および／または技術的なセキュリティ手段を使用して、安全に維持されていることが好ましいことが理解されよう。たとえば、セキュリティモジュールは不正開封防止（ｔａｍｐｅｒ−ｐｒｏｏｆ）エンクロージャ内に配置されてもよく、あるいはエンクロージャが破られた場合、その内部に保持されたデータは消去される。他の方法／装置は、当業者によく知られている。
【００５７】
本発明の第３の態様によれば、暗号化されていない部分と、暗号化された部分とを備える信号を受信するための装置が提供され、受信機は、信号を受信するように構成されており、また、信号の暗号化された部分に関するデータと、信号の暗号化されていない部分に関するデータとを備える処理された信号サンプルを提供するために信号を処理するように構成された処理回路を備え、処理された信号サンプルは、受信された信号の大きさに関して圧縮され、処理された信号サンプルを遠隔処理デバイスに伝送するための送信機をさらに備える。
【００５８】
圧縮方法は、たとえば、信号ダウンコンバージョン、アナログまたはデジタル信号を、処理のために別々の暗号化されていないストリームと暗号化されたストリームとにフィルタリングすること、データサンプルの減少、たとえば１つまたは複数のスペクトルローブを含む、完全な信号帯域のサブセクションのみを保存するためのフィルタリングを備え得る。データ圧縮／縮小の他の方法は、当業者によく知られている、および／または上述されている。
【００５９】
一実施形態では、受信された信号は、処理回路によって決定された時間に処理するためにキャプチャされ、信号がキャプチャされる時間は変化される。具体的には、時間は、公に知られていない（および、好ましくは容易に決定されない）方法で変化され得る。時間は、決定論的な方法で変化されてよく、たとえば、擬似乱数発生器によって決定される。信号が誤った時間に収集されたと決定された場合、受信装置になりすます（すなわち、たとえば受信機の真の位置に関して遠隔デバイスに誤解を与えるために、遠隔デバイスに対して特定の受信装置であるふりをする）試みが阻止され得ることを意味するので、これは有利であり得る。
【００６０】
受信機は、本発明の第２の態様に関して説明した受信機の特徴のうちのいずれかを有してもよく、および／または、受信機によって実行される本発明の第１の態様の方法のステップを実行するように構成されてもよい。
【００６１】
本発明の第４の態様によれば、暗号化されていない部分と、暗号化された部分とを備える信号サンプルを処理するための装置が提供され、本装置は、遠隔処理デバイスとセキュリティモジュールとを備え：
（ｉ）セキュリティモジュールは、暗号化された基準信号サンプルのセットを生成するように構成された信号発生器を備え、
（ｉｉ）遠隔処理デバイスは、信号の暗号化された部分に関するデータと、信号の暗号化されていない部分に関するデータとを備える信号サンプルを受信して、そこから（ｉ）信号がソースから送信された時間と、（ｉｉ）ソースの識別子とのうちの少なくとも１つを決定するように構成された処理回路を備え、通信装置は、暗号化された基準信号サンプルを要求するように構成されており、
（ｉｉｉ）セキュリティモジュールは、決定された情報に基づいて、暗号化された基準信号サンプルのセットを生成するように構成されており、
（ｉｖ）遠隔処理デバイスとセキュリティモジュールとのうちの少なくとも１つが比較モジュールを備え、比較モジュールは、任意の一致する信号サンプルを識別するために、暗号化された基準信号サンプルのセットと、受信された暗号化された信号データとを比較するように構成されている。
【００６２】
一例では、遠隔処理デバイスは、受信されたデータ基準信号サンプルを比較するための比較モジュールを備え、（ｉ）信号がソースから送信された時間と、（ｉｉ）ソースの識別子とのうちの少なくとも１つを備える情報を決定するために、受信された暗号化されていない信号データと、少なくとも１つの基準信号とを比較するように構成されている。しかしながら、他の例では、この情報は受信されたデータの一部として提供され得る。
【００６３】
遠隔処理デバイスおよびセキュリティモジュールは、本発明の第２の態様に関して説明した遠隔処理デバイス／セキュリティモジュールの特徴のうちのいずれかを有してもよく、および／または、必要に応じて遠隔処理デバイス／セキュリティモジュールによって実行される本発明の第１の態様の方法のステップを実行するように構成されてもよい。
【００６４】
本発明が実行され得る方法を示すために、以下で、ほんの一例として、また添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態による方法を実行するように構成されたシステムの概要を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による、受信機によって実行されるステップを説明しているフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の実施形態による、図２におけるステップのうちのいくつかに関する詳細を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による、図２におけるステップのうちのいくつかに関する詳細を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、遠隔処理デバイスによって実行されるステップを説明しているフローチャートである。
【図５Ａ】本発明の実施形態による、遠隔処理デバイスおよび／またはセキュリティモジュールによって実行される、さらなるステップを示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による、遠隔処理デバイスおよび／またはセキュリティモジュールによって実行される、さらなるステップを示す図である。
【図６】受信機の概略的な例示的レイアウトを示す図である。
【図７】遠隔プロセッサの概略的な例示的レイアウトを示す図である。
【図８】セキュリティモジュールの概略的な例示的レイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
本発明の実施形態を実行する際に使用するための装置の概略的な概要が図１に示されている。本装置は、信号をブロードキャストしているいくつかの衛星１００と、ブロードキャスト信号を受信することが可能な受信機１０２とを備える。この例では、受信機１０２は、フィールドユニット、またはポータブルユーザ受信機である。受信機１０２は、通信ネットワーク１０４を介して中央サーバ１０６と通信する。サーバ１０６はまた、安全な情報のソースを提供するセキュリティモジュール１０８と通信する。
【００６７】
単一のサーバ１０６と、別個のセキュリティモジュール１０８とが示されているが、機能はより多数またはより少数の物理的エンティティ間で共有され得る。当然、実際のシステムでは、いつでも多くの受信機１０２が動作中である可能性がある。
【００６８】
本明細書の例で説明したように、通信ネットワーク１０４は、ワイヤレスネットワーク、たとえば、２Ｇ／３Ｇ／４Ｇのセルラー、ＷＭＡＮ、ＷＬＡＮ、ＷＰＡＮ、ＲＦ、衛星通信等である。しかしながら、通信チャネルは、代替で、オンライン有線（たとえば、ＰＳＴＮ、ＬＡＮ、ＵＳＢなど）でもよく、オフライン（たとえば、ポータブルストレージデバイスまたは他のデータストレージ媒体を使用する）等でもよい。
【００６９】
セキュリティモジュール１０８内に格納される安全な情報は、受信されたＲＦ信号サンプルとの相関のために、暗号化されたＧＮＳＳ信号のローカルレプリカを生成するために使用される暗号材料を含む。
【００７０】
本発明の一実施形態による処理は、図２において要約の中で説明される。図２の実施形態では、受信機１０２は、衛星から、Ｏｐｅｎ  ＧＮＳＳ信号サービスおよび暗号化されたＧＮＳＳ（Ｅｎｃｒｙｐｔｅｄ  ＧＮＳＳ）信号を含むＲＦ  ＧＮＳＳ信号サンプルをキャプチャするために使用される（ステップ２００）。
【００７１】
受信機１０２は、サーバ１０６への伝達のために、および信号品質を検査するために必要なデータメッセージの大きさを縮小するために使用される、いくつかの負荷低減化処理（ｒｅｄｕｃｅｄ−ｌｏａｄ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を含む（ステップ２０２）。このステップは、以下で図３に関してより詳細に説明される。受信機１０２は、処理されたＲＦ信号サンプルから構成されるデータパケットを組み立てる（および、ノイズ／干渉レベルの分析、ドップラー情報等の、事前処理されたオープン信号観測および／または診断を含み得る）（ステップ２０４）。
【００７２】
この例では、次いで、データパケットが暗号化されるが（ステップ２０６）、これはすべての実施形態においてそうである必要はない。次いで、暗号化されたデータパケットは、通信ネットワーク１０４を介して中央サーバ１０６に送信される（ステップ２０８）。
【００７３】
特に好ましい例では、信号がキャプチャされる時間は変化されてよく（すなわち、決まったパターンに従わなくてよく）、たとえば、サーバによって共有されるシードに基づいて、擬似乱数発生器によって決定され得る。これは、信号が「誤った（ｗｒｏｎｇ）」時間に収集されたと決定された場合、受信機１０２になりすます（すなわち、たとえば受信機の真の位置に関してサーバに誤解を与えるために、サーバに対して特定の受信機であるふりをする）試みが阻止され得ることを意味する。別の例では、データパケットが「無線から（ｏｕｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｉｒ）」取り出され、新しいデータパケットと置換される（おそらく、受信機の位置に関して誤解を与える情報を再び提供するために）場合、受信機１０２によって実際に受信された信号と密接に一致する信号を提供することが困難であるように、少なくともデータキャプチャの時間は暗号化されてよく、したがって、容易に偽と識別され得る。もちろん、いずれにしてもデータパケットが暗号化される場合、これはタイミングデータを保護することができる。
【００７４】
次いで、以下でさらに説明するように、サーバ１０６は、セキュリティモジュール１０８からの支援を受けて、データパケットを処理する。
【００７５】
次に、図２のステップ２０２およびステップ２０４において受信機１０２で実行される２つの可能な信号処理動作を、図３Ａおよび図３Ｂに関してより詳細に説明する。図３Ｂでは、受信機１０２での処理は比較的軽微である。図３Ａでは、対照的に、受信機１０２は、オープンサービス信号のそれ自体の処理を実行して、それ自体の位置を算出することができる（たとえば、ユーザに表示するために）。
【００７６】
可能な「中間（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）」の実施形態では、受信機１０２は、データ削減ステップを支援するために使用されるオープンサービス相関を実行し得るが、ナビゲーションデータの追加を必要とする、それ自体の位置の計算に移ることができない場合がある。当業者は知っているように、受信機１０２が閉ループ受信機である場合、位置を計算する次のステップを実行することは取るに足りないことであるが、スナップショット受信機では、ナビゲーションデータの外部ソースが必要となる。
【００７７】
キャプチャされた信号を有する両方の方法において、無線周波数フロントエンドプロセッサは、信号をデジタル化して、暗号化されていないＧＮＳＳ信号と暗号化されたＧＮＳＳ信号とに信号調整を実行する（ステップ３００、３５０）。
【００７８】
やはり両方の方法において、ステップ３０２およびステップ３５２（任意選択である）で、信号品質、および／または高レベルのＲＦ干渉、不要なまたは偽造信号の存在を検査するために、信号キャプチャのプレスクリーニングが実行される。プレスクリーニング動作のうちのいくつかは、自動利得制御動作（ＡＧＣ）、アナログ−デジタル変換レベル、キャプチャされた信号スペクトル、信号自己相関特性またはマルチアンテナ空間フィルタリングの統計分析、および空間信号解析を含み得る。キャプチャされたデータのさらなるスクリーニングは、たとえば、検出された信号強度レベルおよび取得成功基準に基づいて、オープン信号検出処理の結果に実行され得る。
【００７９】
プレスクリーニングステップの１つの目的は、暗号化された信号の処理に、キャプチャされる必要がある信号の量を決定する際に使用するための入力を提供することである。もちろん、データの実際の量は、いくつのエラーが許容され得るかなどの要因に応じて変化する。しかしながら、テストは、上述のプレスクリーニング動作の結果へのしきい値テストでもよく、これらおよび他の変数の組み合わされた考慮でもよい。プレスクリーニングの結果に、必要に応じて動作（やはり任意選択であるステップ３０４、ステップ３５４）が実行され得る。この例では、信号がプレスクリーニングによって必要とされる基準を満たさない場合、信号を再キャプチャして、再び処理を開始するためにステップが取られるが、他の例では、これは代替的または追加的に：揚げられたフラグ、キャプチャパラメータを適応させること（たとえば、より長い信号部分をキャプチャすること）、干渉防止技法の採用（たとえば、たとえばＡＧＣ利得などを変更することによる、変換レベルの変更またはＲＦフロントエンド処理の特性の改変）、またはキャプチャの中止のうちの１つまたは複数をもたらし得る。
【００８０】
図３Ａでは、次のステップ３０６は、暗号化されていない信号から情報を決定する（または、受信された衛星信号ごとに（すなわち、ビュー内の衛星ごとに）信号「取得（ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）」を実行する）ことである。当業者にはよく知られているように、ＧＮＳＳのコンテキストでは、「取得」は、一致を見つけるために、受信された信号と、衛星信号のローカルソースのまたは生成されたレプリカとを比較する処理を意味する。これの目的は、受信機時間に関し、所与のスペースビークル（ＳＶ）番号に対し、擬似乱数（ＰＲＮ）シーケンスに一致する衛星信号の到着時間を識別することである。最も基本的には、取得は、受信された信号と候補信号との間の相関を必要とする。相関がしきい値を超える場合、一致が宣言される。
【００８１】
いくつかの実施形態では、取得動作は、たとえば、キャプチャされたサンプルの１つまたは複数の周波数および位相シフト、および検索されている信号ごと、たとえば、ビュー内の予測される衛星ごとのローカル基準波形との相関を備え得る。この取得動作のテスト統計出力は、検出しきい値と比較される。テスト統計が検出しきい値を超える場合、検出測定値は、たとえば、衛星ＰＲＮ、衛星コード位相、周波数オフセット（衛星ドップラー効果、クロックおよび受信機運動効果を含む、ドップラー周波数としても知られている）、および相関キャリア対ノイズ密度比のいくつか、またはすべてを含めて記録される。ステップ３０８で、十分な衛星が検出されていないと決定される場合、異なるまたは拡張されたキャプチャ時間について新しいデータキャプチャが行われてもよく、測定がキャンセルされてもよい。十分な衛星が検出された場合、新しい拡張されたキャプチャもトリガされ得るが、それらは低キャリア対ノイズ密度比の値を有する。
【００８２】
任意選択であるステップ３１０で、ＰＴＶデータが実際に導出されて、ユーザに表示され得る。これは、検出された全体のＳＶに基づいて統合された測定（すなわち、擬似距離または別の類似の測定）であってもよく、当業者によく知られている任意の方法で決定されてもよい。
【００８３】
暗号化されていない信号のコード位相は、衛星信号受信時間の曖昧な測定値を与える。暗号化されていないＧＮＳＳ信号と暗号化されたＧＮＳＳ信号とが同期されているので、これらの測定値は、必要な任意の検索を著しく削減するので、暗号化された信号を検出するためにサーバ１０８に転送される必要があるサンプリングされたデータの長さを減少させるために使用され得る。
【００８４】
図３Ａのステップ３１２、および図３Ｂのステップ３５６で、データ圧縮が実行される。
【００８５】
目的は、暗号化されたナビゲーション信号の処理成功を確実にするために、キャプチャされたデータが、少なくとも最小量のデータを含むが、好ましくはさらなるデータをほとんどまたはまったく含まないことを確実にすることである。この処理は、帯域幅の減少と信号プレスクリーニング技法との組合せに基づいている。帯域幅低減技法は、データサンプルの処理および減少のための、アナログ信号またはデジタル信号の、別個のオープンな、および暗号化されたストリームへのダウンコンバージョンおよびフィルタリングを含むことができ、信号のダムやインテリジェントプレフィルタリングに基づき得る。ＧＮＳＳまたは他のナビゲーション信号において使用されるバイナリオフセットキャリア（ＢＯＣ）または同様の変調のために、保存された信号は、受信機の性能、データ転送ボリューム、受信機の複雑さ、およびエネルギー消費の間の異なるトレードオフを提供する１つまたは複数のスペクトルローブを含む完全な信号帯域のサブセクションを含み得る。さらなる拡張は、オープン信号と暗号化された信号とを分離することを伴う可能性がある。その後、２つのサンプルは、他のサンプル減少処理を実行する前に、変換、再サンプリング、および合計され得る。このプロセスは、信号ノイズを増加させるが、オープン信号と暗号化された信号との両方が、相関処理の間に抽出されて再生され得る同一のサンプル中に存在する。
【００８６】
サーバ１０６に伝達される、デジタル化されたデータの量を減少させる（および理想的に最小化する、または状況において実際的で望ましい限り減少させる）全体的な目的内で、感度に対するデータ圧縮の異なるトレードオフは、アプリケーション要件に応じて適しており、これは、帯域幅、量子化レベル制限、重複スペクトルなどの考慮を含む。
【００８７】
図２のステップ２０４に関して概説したように、処理されたＲＦ暗号化されたデータ、オープン信号観測（図３Ａ）、または処理されたＲＦ暗号化されていないデータ（図３Ｂ）、および、任意選択で、プレスクリーニング測定結果がメッセージに挿入される（ステップ３１４、ステップ３５８）。このメッセージは、伝送エラー、盗聴、傍受を避けるために、および／または受信サーバへの真正性を確実にするために、任意選択で符号化および／または暗号化され得る。最後に、メッセージは、有線、ワイヤレス、または他の通信／伝送媒体を通じて、データパケットとしてサーバ１０６に伝送される。
【００８８】
次に、図４における、オープンＧＮＳＳ信号の認証のために実行される、サーバ処理ステップの例を説明する。
【００８９】
始めに、ステップ４００で、データパケットがサーバ１０６で受信され、（暗号化されている場合）ステップ４０２で逆暗号化される。安全な衛星信号（衛星からの送信で用いられた暗号化によって依然として保護されている）は、オープン信号とともに（ステップ４０４）暗号化されていないデータパケットから取得される（ステップ４０６）が、それらは以下で説明するように異なる方法で処理される。
【００９０】
ステップ４０８で、ナビゲーションデータを備えたオープンＧＮＳＳ信号観測にＰＶＴ計算が実行される。（この例では、そのようなデータは、受信機から送信されたデータパケットを供給されなかったと仮定される：供給されている場合、このステップは受信機１０６で実行される必要はない）。ナビゲーションデータは、無線送信されていない（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ａｉｒ）ＧＮＳＳ信号自体の使用からの処理機能によって、またはそれを提供するサービスにアクセスすることによって直接アクセスされてよく、他の補助データは、ＰＶＴ計算を支援するために使用され得る。すべての信号が信頼され得る場合、ＰＶＴは明確な観測だけでなく、受信機の位置と時間を提供する。しかしながら、以下に述べるように、この時点ではこれらのデータは暗号化された信号部分の考慮を通じて「認証されて（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅｄ）」いない。
【００９１】
ステップ４０８に関して上述した計算は、観測における曖昧さを除去する目的を達成する唯一の方法ではない点に留意されたい：たとえば、以前の測定値または他のソースからの粗い測定値（たとえば、通信タワーの識別を参照することによる、受信機は通信ネットワークのどのセル内にあるか等、）が、観測における曖昧さを除去するために代替で使用され得る。しかしながら、取得された信号用の衛星識別（ＳＶ）および時間（Ｔ）の決定は、復号された信号から取得されてよく、これはステップ４１０でレプリカコードを選択するために使用され得る。
【００９２】
オープンＧＮＳＳ信号観測を認証するために、サーバ１０６は、暗号化されたＧＮＳＳ信号の取得を実行する（ステップ４１２）。当業者によって理解されるように、オープン信号の取得は比較的単純であり、典型的には数秒で行われる。暗号化された信号（たとえば、ガリレオではＰＲＳ信号）の取得は、より複雑で時間がかかる。しかしながら、本明細書の方法を使用することによって、またオープン信号から取得されたＳＶおよび時間（Ｔ）データを使用することによって、ＰＲＳ信号を取得する作業は非常により容易になり、また時間／リソースの消費がより少なくなる。したがって、この例では、オープン信号から取得されたＳＶおよびＴ、または他の情報が、キャプチャされた暗号化された信号が比較されるレプリカ信号を絞り込むために使用される。オープンサービス信号の伝送時間が、同じ衛星上の暗号化された信号のレプリカを整列させるために使用され得る。代替として、伝送時間は、オープンサービスＰＶＴソリューションから導出され得る。これによって、関連付けられるオープンサービス観測を有していない衛星、たとえば未観測の衛星、または他のシステムからの衛星を利用した認証が可能になる。
【００９３】
認証を実行するために、結果として得られた暗号化されたＧＮＳＳ観測が、それらが受信されたオープンＧＮＳＳ信号観測と一致することを確認するために検査される。この目的のために、サーバ１０８は、ステップ４１０でセキュリティモジュール１０８から取り出された、暗号化された信号のローカルレプリカを使用する。ローカルレプリカの時間および長さは、この例では、信号の正確な識別を確実にするために、衛星伝送時間、データキャプチャの長さ、および残留不確実性によって決定される。したがって、この取得処理は、ＲＦキャプチャされた信号の暗号化されたＧＮＳＳ構成要素の、ローカルレプリカとの「マッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）」または相関を実行する（ステップ４１２）。
【００９４】
認証は、いくつかの方法のいずれかで発生し得る。たとえば、暗号化されたＧＮＳＳ信号が上記のマッチング処理において検出された場合、次いで、その暗号化された信号に関連付けられる、オープンな、暗号化されていないＧＮＳＳ信号観測は、暗号化されたＧＮＳＳ信号は攻撃者によって再生することが困難なので（たとえば、スプーフィング攻撃下で）、認証されたと考えられてよい。
【００９５】
しかしながら、当業者はまた、一般的に、４つ以上の暗号化されたＧＮＳＳ信号がレプリカと一致している場合、それらは、暗号化された信号のみから導出される新しいＰＶＴソリューションを生成するために直接使用され得ることを知っているであろう（しかし、暗号化されていない信号から計算されたＰＶＴなどの他の入力もまた、計算負荷を低減するために使用され得る）。したがって、これは、オープンＧＮＳＳ信号から導出された、以前に生成されたＰＶＴソリューションを認証するための処理ではないが、代わりに、暗号化された信号データのみに基づいて新しいＰＶＴソリューションを生成するために相関において使用される潜在的な候補のレプリカ信号を制限するためにＰＶＴソリューションを使用している。
【００９６】
さらなる例では、マッチング処理において１つまたは複数の暗号化されたＧＮＳＳ信号が検出される場合、これらは、暗号化された信号の飛行時間が、暗号化されていない信号から計算されたＰＶＴソリューションによって与えられるように、衛星（その位置が、エフェメリスおよびアルマナック情報から知られている）と、受信デバイス１０２の位置との間の計算された距離と一致すると立証することによって暗号化されていない信号から計算されたＰＶＴを認証するために使用され得る。そのような例（たとえば、４つ未満の暗号化された信号が利用可能である）では、ＰＶＴの真正性に残留不確実性があるので、ＰＶＴソリューションは部分的にのみ認証されると考えられる。
【００９７】
したがって、本処理は、図５Ａおよび図５Ｂにおいて説明される例示的な代替の処理のうちの１つによって継続し得る。
【００９８】
この例では、受信されたすべての暗号化された信号を相関させるために試みが行われ、図５Ａおよび図５Ｂの両方のステップ５００で、十分な割合のオープン信号が認証されたかどうかが考慮される。十分として決定された実際の数または割合は環境に応じて異なり、したがって、単一の一致する暗号化された信号から、すべての暗号化された信号がレプリカと一致することを必要とするまでの範囲であり得る。図５Ａおよび図５Ｂの両方において、しきい値が満たされない場合、代替の手法が使用されるか、処理が中止されてもよく、たとえば、新しいデータパケットが要求されるか、待機される（ステップ５０２）。これについてのさらなる詳細は以下で提供される。
【００９９】
しかしながら、しきい値が満たされていると仮定すると（および図５Ａの方法を参照して、実用的な観点から、これは少なくとも４つの一致された信号を必要とする）、図５Ａに関して説明される第１の例では、新しいＰＶＴ計算が、信頼される（すなわち、認証された）信号および／または一致した暗号化された信号のみを使用して実行される（ステップ５０４）。この計算は、暗号化されたＧＮＳＳ信号の観測のみを使用して、それにのみ依存するが、ステップ４０８で暗号化されていない信号から計算されたＰＶＴ、または、受信デバイスの位置、時間、および／または速度の情報を含む他の測定値によって、効率のために支援され得る。異なる性能は、感度、精度、マルチパスに対する耐性、干渉耐性等の点で、オープンまたは暗号化されたＧＮＳＳ信号から取得され得る。
【０１００】
次いで、この計算の結果は、受信機１０２の位置を追跡するために使用され得るＰＶＴメッセージを形成するために使用されてもよく（ステップ５０６）、受信機１０２に返送されてもよく、他の何らかの目的のために記録または使用されてもよい。
【０１０１】
図５Ｂの例では、ステップ５００において「一致した」信号のしきい値が満たされる限り、ステップ５０８で、以前に決定されたＰＶＴ図（すなわち、ステップ４０８において決定されたような）は、図５Ａに関して説明したように使用するために、サーバが形成したＰＶＴメッセージの基礎を形成するために使用され得る。このしきい値は、結果において必要とされる信頼レベルに応じて設定されるべきである。
【０１０２】
それぞれの場合において、サーバが形成したメッセージは、認証達成のレベルの指標（たとえば、すべての信号が認証された、認証された信号のみが使用された、または部分的な認証あったかどうか、どの場合に信頼レベルを提供することができるか）を提供することができる。したがって、図５Ｂの方法は、真正性が比較的低いメッセージをもたらし得る。
【０１０３】
上述のように、信頼されるオープンＧＮＳＳ信号がない、または不十分である場合（すなわち、ステップ５００で、あまりにも多くの相関が失敗している）、または一時的に拒否された場合、ステップ５０２で、代替方法が使用されてもよく、処理が中止されてもよい。一代替方法では、受信機１０２の位置および／または時間は、別のソース（たとえば、代替測位システム、無線通信ネットワーク）から、ならびに／あるいは、以前のタイミングおよび位置情報（知られている、または予想されるユーザダイナミクスの考慮を含み得る）の伝搬を通じて、大まかに決定され得る。そのような例では、たとえば、「新しい（ｎｅｗ）」暗号化された信号との比較のためのサンプルを決定するためのさらなる考慮に加えて、「古い（ｏｌｄ）」ソース識別子／信号伝送時間データが使用されてよく、逆の場合も同じである。具体的には、新しい、確立された、または適合されたネットワークプロトコル（たとえば、時間ブロードキャスト、マルチトリップＮＴＰ等）の使用は、ユーザ端末で高精度な時間を確立するために使用され得る。タイミングまたは測位情報はまた、そのような情報を含み得る、いわゆる「機会の信号（ｓｉｇｎａｌｓ  ｏｆ  ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）」のキャプチャまたは処理を通じて取得可能であり得る。この情報は、その後、次にＰＶＴを計算するために使用される、暗号化されたＧＮＳＳ信号の取得を補助するために使用される。
【０１０４】
提案された手法への拡張において、追加のナビゲーション（または他の）センサは、ユーザ受信機１０２上に搭載され配備され得る。そのような例では、そのようなセンサは、オープンな、および暗号化されたＧＮＳＳ信号がサンプリングされるのと同時に測定値を取り込むことになる。たとえば、ネットワーク（または、通信ネットワーク）からのドップラー情報、アンテナ方向、干渉レベル等。センサデータは、メッセージに含まれて、サーバ１０６に伝送されることになる。
【０１０５】
サーバ１０６は、任意のそのようなセンサデータへの別個の処理において、ＧＮＳＳ信号データを処理し得る。複合（またはハイブリッド）位置を決定するために、または、代替で一連の測定値への支援を提供するために、ＧＮＳＳ観測は、フィルタ内のセンサ測定値に統合され得る。さらに、他のセンサからの測定値は、ユーザが移動した方法について「ステアリング（ｓｔｅｅｒｉｎｇ）」を提供するので、受信機の検索スペースを狭くするために使用され得る。この情報は、ソリューションを制限するために、ＧＮＳＳ信号処理内の外部入力として使用され得る。
【０１０６】
上述したように、本方法は、オープンＧＮＳＳ信号の認証をサポートするために暗号化されたＧＮＳＳ信号の使用を含み、また、セキュリティ情報が保持されること、またはユーザデバイス内で使用されることを必要とすることなしに、暗号化されたＧＮＳＳ信号を使用する測位を提供する。
【０１０７】
この方法は、任意のまたはすべてのＧＮＳＳシステムおよび拡張からの、任意のまたはすべての暗号化されたＧＮＳＳ信号のために使用され得る。これは、安全な軍事、政府、商業、および規制サービスを含む。
【０１０８】
次に、上述の装置を、図６〜図８を参照してより詳細に説明する。
【０１０９】
図６は、本発明の一実施形態による受信機１０２を示している。受信機１０２は、処理回路６０２を備え、処理回路は：ＲＦ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器６０４と、上記で説明したようにプレスクリーニングを実行するスクリーニングモジュール６０６と、上記で説明したようにデータを圧縮するように構成された圧縮モジュール６０８と、遠隔サーバ１０６との通信を可能にするように構成された通信モジュール６１０と、ナビゲーション情報（たとえば、この情報は、移動速度、移動方向、高度、セルラー電話ネットワークに関連する位置情報等を含み得る）などのさらなる情報を収集するように構成された、いくつかのセンサ６１２と、サーバ１０６に送信される前にデータを暗号化するように構成された暗号化モジュール６１４とを備える。
【０１１０】
もちろん、上記で説明したように、受信機１０２は、代替の、追加の、またはより少数の構成要素を備え得る。具体的には、受信機は、暗号化されていない信号を識別する（たとえば、取得を実行する際に）ように構成された比較モジュールを備え得る。
【０１１１】
図７は、遠隔処理デバイスを提供する、本発明の一実施形態によるサーバ１０６を示している。サーバ１０６は、処理回路７０２を備え、処理回路は：受信機１０２から受信された暗号化されたデータパケットを逆暗号化する逆暗号化モジュール７０４と、比較のための基準信号を提供する基準信号発生器７０６と、比較を実行する比較モジュール７０８と、受信機１０２との通信を可能にするように構成された通信モジュール７１０と、セキュリティモジュール１０８との通信を可能にするように構成されたセキュリティモジュールインターフェース７１２と、暗号化された信号比較の結果に基づいて、暗号化されていない信号を認証するように構成された認証モジュール７１４と、信号内で搬送された情報を決定するように構成されたデータコンテンツモジュール７１６と（したがって、ＧＮＳＳシステムでは、ＰＴＶ情報を決定するので、これはナビゲーションモジュールとして機能する）、ＰＴＶ情報を受信して利用するように構成されたソフトウェアアプリケーションモジュール７１８とを備える。
【０１１２】
図８は、本発明の一実施形態によるセキュリティモジュール１０８を示している。セキュリティモジュール１０８は：比較のための基準信号を提供する基準信号発生器８０４と、比較または暗号化されたデータサンプルを実行することが可能な比較モジュール８０６と、遠隔サーバ１０６との通信を可能にするように構成された通信モジュール８０８と、暗号化された信号のコンテンツを読み取るように構成されたデータコンテンツ８１０とを備える、処理回路８０２とを備える。
【０１１３】
もちろん、これらのモジュールの物理的構成は、特にセキュリティモジュール１０８とサーバ１０６との間では、異なる場合がある。セキュリティモジュール１０８は、たとえ安全にそこから分割されることが好ましくても、サーバ１０６の一部を物理的に備え得る。上記の説明において、サーバ１０６とセキュリティモジュール１０８との両方が、比較モジュールを備える点にも留意されたい：これは、そうである必要はなく、両方の比較は一方のデバイスで実行されてもよく他方のデバイスで実行されてもよく、または暗号化されていない信号部分が受信機１０２の比較（たとえば、取得の一部として）を受ける場合もある。
【０１１４】
上記で説明した方法はＧＮＳＳに関して説明されているが、同様の技法は、地上ナビゲーションおよび位置システム（たとえば、擬似衛星、無線ナビゲーション、無線測位システム、および測位のための機会の信号の使用）に適用可能であり、当業者によってそれに適合され得る。
【０１１５】
本明細書で与えられる任意の範囲またはデバイス値は、本明細書の教示の理解を求める当業者には明らかなので、求められる効果を失うことなしに、拡張または変更され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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