LOCATION DETERMINATION BASED ON TIME DELAY VALUES
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЗНАЧЕНИЙ ВРЕМЕННЫХ ЗАДЕРЖЕК

Одной из технологий определения местоположения устройства радиосвязи является мультилатерация - процесс, в котором используется определение местоположения устройства радиосвязи на основе значений временных задержек (ТА, Timing Advance), оцениваемых для этого устройства с помощью переданных радиосигналов, которые принимаются в соответствующих сетевых узлах.
В рамках этой технологии мультилатерации используется устройство радиосвязи, местоположение которого подлежит определению путем попытки передачи в восходящем канале через множество сетевых сот (обслуживаемых соответствующими базовыми станциями) и передачи через сетевые соты информации об устройстве, пригодной для оценки значений ТА для устройства связи.
Авторы настоящей заявки выявили риск обнаружения не автор изо ванным устройством временного идентификатора устройства связи на основе передачи в восходящем канале, выполняемой устройством связи через одну из сот в процессе процедуры определения местоположения, после чего неавторизованное устройство выполняет один или более сеансов неавторизованной передачи через одну или более других сот с использованием того же временного идентификатора, но другой информации об устройстве связи, что может привести к ошибке при определении местоположения устройства связи.
Одна из целей настоящего изобретения состоит в уменьшении риска ошибочных определений местоположения, вызванных не авторизованными устройствами.
В этом описании предлагается способ, включающий формирование множества сообщений для радиопередачи из устройства связи через соответствующие соты сети, при этом множество сообщений пригодны для оценки значений временных задержек для устройства связи; и формирование проверяемой связи между множеством сообщений для передачи в сеть.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения формирование указанной проверяемой связи включает формирование блока данных для передачи в сеть на основе, по меньшей мере частично, информации, идентифицирующей все соты, через которые передаются указанные сообщения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения формирование указанного блока данных для передачи осуществляется в последнем сообщении указанного множества сообщений или в последующем сообщении после указанного множества сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанный блок данных содержит выходную информацию алгоритма проверки целостности, использующего по меньшей мере указанную информацию, идентифицирующую все соты, через которые передаются указанные сообщения, в качестве входной информации.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения формирование указанной проверяемой связи включает добавление в каждое из указанного множества сообщений соответствующего одного из наборов чисел, включаемых в защищенное сообщение, принимаемое перед формированием указанного множества сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения способ также включает формирование блока данных для передачи в сеть на основе, по меньшей мере частично, всех чисел из указанного набора чисел, включаемого в указанное множество сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанный блок данных также основывается на информации, идентифицирующей все соты, через которые передаются указанные сообщения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанное защищенное сообщение содержит инструкцию выполнить попытку передачи сообщений, используемых для оценки значений временных задержек для устройства связи, через множество сот.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанные сообщения представляют собой незащищенные сообщения.
Кроме того, предлагается способ, включающий прием множества сообщений через множество сот, при этом каждое сообщение содержит по меньшей мере общий идентификатор устройства связи и пригодно для оценки значения временной задержки для устройства связи; и определение, следует ли использовать одно или более из множества сообщений для определения местоположения устройства связи, на основе, по меньшей мере частично, результата определения, связаны ли одно или более множество сообщений друг с другом заранее заданным образом.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения способ включает поиск блока данных, сгенерированных на основе по меньшей мере информации, идентифицирующей все соты, через которые принимается указанное множество сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения способ включает поиск указанного блока данных в последующем сообщении или в последнем из множества сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения способ также включает поиск блока данных, содержащего значение, согласующееся с выходной информацией алгоритма проверки целостности, использующего по меньшей мере указанную информацию, идентифицирующую все соты, через которые передаются указанные сообщения, в качестве входной информации.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанное определение включает передачу указанного блока данных в объект базовой сети и прием из указанного объекта базовой сети индикации, указывающей, связаны ли одно или более множество сообщений друг с другом заранее заданным образом.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанное определение, связаны ли множество сообщений друг с другом заранее заданным образом, включает проверку, содержит ли каждое сообщение из указанного множества сообщений один из соответствующих наборов чисел, включаемых в защищенное сообщение, передаваемое в устройство связи перед приемом указанного множества сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения способ также включает поиск блока данных, сгенерированного, по меньшей мере частично, на основе всех чисел из указанного набора чисел, включаемых в указанное множество сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанный блок данных также основан на информации, идентифицирующей все соты, через которые принимается указанное множество сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанное защищенное сообщение содержит инструкцию для выполнения устройством связи попытки передачи множества сообщений, используемых для оценки значений временных задержек для устройства связи, через множество сот.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанные сообщения представляют собой незащищенные сообщения.
Кроме того, предлагается способ, включающий прием множества значений временных задержек, связанных с общим идентификатором устройства связи; и дальнейшее вычисление местоположения на основе множества значений временных задержек в ответ на прием сообщения, указывающего на то, что множество значений временных задержек авторизованы.
Кроме того, предлагается способ, включающий генерацию множества чисел для защищенной передачи в устройство связи и включение их устройством связи соответственно в множество сообщений восходящего канала, передаваемых через соответствующие соты и используемых для оценки значений временных задержек для устройства связи.
Кроме того, предлагается устройство, содержащее процессор и память, в которой хранится компьютерный программный код, при этом память и компьютерный программный код сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло формирование множества сообщений для радиопередачи из устройства связи через соответствующие соты сети, при этом множество сообщений пригодны для оценки значений временных задержек для устройства связи; и формирование проверяемой связи между множеством сообщений для передачи в сеть.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло формирование блока данных для передачи в сеть на основе, по меньшей мере частично, информации, идентифицирующей все соты, через которые передаются указанные сообщения.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло формирование указанного блока данных для передачи в последнем сообщении указанного множества сообщений или в последующем сообщении после указанного множества сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанный блок данных содержит выходную информацию алгоритма проверки целостности, использующего по меньшей мере указанную информацию, идентифицирующую все соты, через которые передаются указанные сообщения, в качестве входной информации.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло включение в каждое из указанного множества сообщений соответствующего числа из набора чисел, включенных в защищенное сообщение, принимаемое перед формированием указанного множества сообщений.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло формирование блока данных для передачи в сеть на основе, по меньшей мере частично, всех чисел из указанного набора чисел, включаемых в указанное множество сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанный блок данных также основывается на информации, идентифицирующей все соты, через которые передаются указанные сообщения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанное защищенное сообщение содержит инструкцию выполнить попытку передачи сообщений, используемых для оценки значений временных задержек для устройства связи, через множество сот.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанные сообщения представляют собой незащищенные сообщения.
Кроме того, предлагается устройство, содержащее процессор и память, в которой хранится компьютерный программный код, при этом память и компьютерный программный код сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло прием множества сообщений через множество сот, при этом каждое сообщение содержит по меньшей мере общий идентификатор устройства связи и пригодно для оценки значения временной задержки для устройства связи; и определение, следует ли использовать одно или более из множества сообщений для определения местоположения устройства связи, на основе, по меньшей мере частично, результата определения, связаны ли одно или более множество сообщений друг с другом заранее заданным образом.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло поиск блока данных, сгенерированных на основе по меньшей мере информации, идентифицирующей все соты, через которые принимается указанное множество сообщений.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло поиск указанного блока данных в последующем сообщении или в последнем из множества сообщений.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло поиск блока данных, содержащего значение, согласующееся с выходной информацией алгоритма проверки целостности, использующего по меньшей мере указанную информацию, идентифицирующую все соты, через которые передаются указанные сообщения, в качестве входной информации.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло передачу указанного блока данных в объект базовой сети и прием из указанного объекта базовой сети индикации, указывающей, связаны ли одно или более множество сообщений друг с другом заранее заданным образом.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло проверку, содержит ли каждое сообщение из указанного множества сообщений соответствующий набор чисел, включаемых в защищенное сообщение, передаваемое в устройство связи перед приемом указанного множества сообщений.
Согласно одному из вариантов осуществления память и компьютерный программный код также сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло поиск блока данных, сгенерированного, по меньшей мере частично, на основе всех чисел из указанного набора чисел, включенных в указанное множество сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанный блок данных также основан на информации, идентифицирующей все соты, через которые принимается указанное множество сообщений.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанное защищенное сообщение содержит инструкцию устройству связи выполнить попытку передачи множества сообщений, используемых для оценки значений временных задержек для устройства связи, через множество сот.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения указанные сообщения представляют собой незащищенные сообщения.
Кроме того, предлагается устройство, содержащее процессор и память, в которой хранится компьютерный программный код, при этом память и компьютерный программный код сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло прием множества значений временных задержек, связанных с общим идентификатором устройства связи; и дальнейшее вычисление местоположения на основе множества значений временных задержек в ответ на прием сообщения, указывающего, что множество значений временных задержек авторизованы.
Кроме того, предлагается устройство, содержащее процессор и память, в которой хранится компьютерный программный код, при этом память и компьютерный программный код сконфигурированы таким образом, чтобы, с помощью процессора, устройство выполняло генерацию множества чисел для защищенной передачи в устройство связи и включение их устройством связи соответственно в множество сообщений восходящего канала, передаваемых через соответствующие соты и используемых для оценки значений временных задержек для устройства связи.
Кроме того, предлагается устройство, содержащее средства для формирования множества сообщений для передачи радиосигналов из устройства связи через соответствующие соты сети, при этом множество сообщений пригодны для оценки значений временных задержек для устройства связи; и средства для формирования проверяемой связи между множеством сообщений для передачи в сеть.
Кроме того, предлагается устройство, содержащее средства для приема множества сообщений через множество сот, при этом каждое сообщение содержит по меньшей мере общий идентификатор устройства связи и пригодно для оценки значения временной задержки для устройства связи; и средства для определения, следует ли использовать одно или более из множества сообщений для определения местоположения устройства связи, на основе, по меньшей мере частично, результата определения, связаны ли одно или более множество сообщений друг с другом заранее заданным образом.
Кроме того, предлагается устройство, содержащее средства для приема множества значений временных задержек, связанных с общим идентификатором устройства связи; и средства для дальнейшего вычисления местоположения на основе множества значений временных задержек в ответ на прием сообщения, указывающего на то, что множество значений временных задержек авторизованы.
Кроме того, предлагается устройство, содержащее средства для генерации множества чисел для защищенной передачи в устройство связи и включения их устройством связи соответственно в множество сообщений восходящего канала, передаваемых через соответствующие соты и используемых для оценки значений временных задержек для устройства связи.
Кроме того, предлагается компьютерное программное изделие, содержащее средства программного кода, которые при загрузке в компьютер управляют компьютером таким образом, чтобы выполнялись следующие операции: формирование множества сообщений для радиопередачи из устройства связи через соответствующие соты сети, при этом множество сообщений пригодны для оценки значений временных задержек для устройства связи; и формирование проверяемой связи между множеством сообщений для передачи в сеть.
Кроме того, предлагается компьютерное программное изделие, содержащее средства программного кода, которые при загрузке в компьютер управляют компьютером таким образом, чтобы выполнялись следующие операции: прием множества сообщений через множество сот, при этом каждое сообщение содержит по меньшей мере общий идентификатор устройства связи и пригодно для оценки значения временной задержки для устройства связи; и определение, следует ли использовать одно или более из множества сообщений для определения местоположения устройства связи, на основе, по меньшей мере частично, результата определения, связаны ли одно или более множество сообщений друг с другом заранее заданным образом.
Кроме того, предлагается компьютерное программное изделие, содержащее средства программного кода, которые при загрузке в компьютер управляют компьютером таким образом, чтобы выполнялись следующие операции: прием множества значений временных задержек, связанных с общим идентификатором устройства связи; и дальнейшее вычисление местоположения на основе множества значений временных задержек в ответ на прием сообщения, указывающего на то, что множество значений временных задержек авторизованы.
Кроме того, предлагается компьютерное программное изделие, содержащее средства программного кода, которые при загрузке в компьютер управляют компьютером таким образом, чтобы выполнялись следующие операции: генерация множества чисел для защищенной передачи в устройство связи и включение их устройством связи соответственно в множество сообщений восходящего канала, передаваемых через соответствующие соты и используемых для оценки значений временных задержек для устройства связи.
Варианты осуществления настоящего изобретения подробно описываются ниже только как примеры со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан пример среды, в которой может быть реализован вариант осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан пример оборудования для устройства связи, изображенного на фиг. 1;
на фиг. 3а показан пример оборудования для базовой приемопередающей станции, изображенной на фиг. 1;
на фиг. 3b показан пример оборудования для BSC, SGSN и SMLC, изображенных на фиг. 1;
на фиг. 4 показан пример набора операций, выполняемых устройством связи, изображенным на фиг. 1, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 показан пример набора операций, выполняемых BSS и SGSN, изображенными на фиг. 1, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6 показан пример набора операций, выполняемых SMLC, изображенным на фиг. 1, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 показан пример набора сообщений в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8 показан пример формирования подписи МТА в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9 показан пример набора операций, выполняемых устройством связи, изображенным на фиг. 1, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 10 показан пример набора операций, выполняемых контроллером базовой станции, изображенным на фиг. 1, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 11 показан пример набора сообщений в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 12 показан пример набора операций, выполняемых устройством связи, изображенным на фиг. 1, в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 13 показан пример набора операций, выполняемых контроллером базовой станции, изображенным на фиг. 1, в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения описываются ниже на примере сети 3GPP (3rd Generation Partnership Project) GERAN (GSM (Global System for Mobile Communications) EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) Radio Access Network) (сеть радиодоступа с расширенными скоростями передачи данных для развития GSM (глобальной системы мобильной системы) проекта совместной координации разработки систем третьего поколения), однако такой же вид технологии может использоваться в сетях радиодоступа других типов.
На фиг. 1 схематично показан пример мобильной станции (MS, Mobile Station) 8 (например, устройства низкой сложности, такого как устройство МТС или устройство Интернета вещей (IoT, Internet of Things), или любого другого устройства беспроводной связи), расположенного в области обслуживания множества сот, функционирующих с использованием базовых приемопередающих станций (BTS, Base Transceiver Station) 2а подсистемы 2 базовых станций (BSS, Base Station Subsystem), также содержащей контроллер 2b базовой станции (BSC, Base Station Controller), соединенный с каждой из BTS 2а. На фиг. 1 изображено только небольшое количество BTS 2а, но BSS 2 обычно содержит большее количество BTS 2а, каждая из которых связана с соответствующими одной или более сотами.
BSS 2 обычно подключается к базовой сети (CN, Core Network) 6, содержащей, например, обслуживающий узел 18 поддержки GPRS (General Packet Radio Service, общая услуга пакетной радиосвязи) (SGSN, Serving GPRS Support Node) и другие объекты базовой сети (не показанные на чертеже), и CN 6 подключается, например, к обслуживающему центру 10 определения местоположения мобильных объектов (SMLC, Serving Mobile Location Centre) и может подключаться, например, к одному или более другим объектам поддержки (не показанным на чертеже).
На фиг. 2 показана блок-схема примера оборудования для каждого MS 8. MS 8 может представлять собой любое устройство, по меньшей мере способное как восстанавливать данные/информацию из передаваемых BSS радиосигналов, так и передавать радиосигналы, из которых BSS 2 восстанавливает данные/информацию. К не ограничивающим примерам MS 8 относятся несложные устройства без наличия какого-либо пользовательского интерфейса, такие как устройства, разработанные для связи машинного типа (МТС, Machine Type Communications), и/или устройства Интернета вещей (IoT).
На фиг. 2 показан процессор 34 основной полосы частот, работающий согласно программному коду, хранимому в памяти 32, и управляющий формированием и передачей радиосигналов через радиоблок 36 и антенну 38. Радиоблок 36 может включать аналоговый приемопередатчик, фильтры, дуплексер и антенный переключатель. Кроме того, комбинация антенны 38, радиоблока 36 и процессора 34 основной полосы частот восстанавливает данные/информацию из радиосигналов, поступающих в MS 8, например, из BSS 2. MS 8 может также содержать прикладной процессор (не показанный на чертеже), который генерирует пользовательские данные для передачи с использованием радиосигналов и обрабатывает пользовательские данные, восстановленные из радиосигналов процессором 34 основной полосы частот и сохраненные в памяти 32.
Прикладной процессор и процессор 34 основной полосы частот могут быть реализованы в виде отдельных микросхем или объединяться в одной микросхеме. Память 32 может быть реализована в виде одной или более микросхем. В состав памяти 32 может входить постоянное запоминающее устройство и оперативная память. Указанные выше элементы могут размещаться на одной или более печатных платах.
MS 8 может дополнительно содержать другие элементы, не показанные на фиг. 2.
На фиг. 3а показан пример оборудования, используемого в BTS 2, показанной на фиг. 1. Процессор 20, работающий согласно программному коду, хранимому в памяти 22, (а) управляет формированием и передачей радиосигналов через комбинацию радиоблока 24 и антенны 26 и (b) восстанавливает управляющую информацию/данные из радиосигналов, поступающих в BTS из MS 8. Радиоблок может включать аналоговый приемопередатчик, фильтры, дуплексер и антенный переключатель. Как процессор 20, так и память 22 могут быть реализованы в виде одной или более микросхем. В состав памяти 22 может входить постоянное запоминающее устройство и оперативная память. Указанные выше элементы могут размещаться на одной или более печатных платах. Оборудование также содержит интерфейс 28 для передачи данных в/из одного или более других объектов, таких, например, как объекты базовой сети, объекты управления мобильностью и другие базовые станции, расположенные в той же сети доступа.
На фиг. 3b показан пример оборудования, используемого в BSC 4, SGSN 18 и SMLC 10, изображенных на фиг. 1. Процессор 40, работающий согласно программному коду, хранимому в памяти 42, обрабатывает данные, принимаемые из внешних сетевых объектов через интерфейс 44, и/или принятые данные, сохраненные в памяти 42, и управляет передачей сообщений во внешние объекты через интерфейс 44. Как процессор 40, так и память 42 могут быть реализованы в виде одной или более микросхем. В состав памяти 42 может входить постоянное запоминающее устройство и оперативная память.
Следует иметь в виду, что оборудование, показанное на фиг. 2-3 и описанное выше, может содержать дополнительные элементы, которые непосредственно не задействованы в описываемых ниже реализациях настоящего изобретения.
На фиг. 4 показан пример операций, выполняемых процессором 34 основной полосы частот в MS 8 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Все операции выполняются процессором 34 MS в соответствии с программным кодом, хранимым в памяти 32 MS. На фиг. 5 показан пример соответствующих операций, выполняемых процессорами в BSC 2b и SGSN 18 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Все операции, выполняются процессорами BSC и SGSN в соответствии с программным кодом, хранимым в памяти BSC и SGSN соответственно.
В ответ на обнаружение защищенного с точки зрения целостности и зашифрованного блока данных протокола (PDU, Protocol Data Unit) управления логическим каналом (LLC, Logical Link Control), содержащего запрос ТА мультилатерации RRLP (Radio Resource Location Protocol, протокол определения местоположения на основе радиоресурсов) (сообщение 700, показанное на фиг. 7), из SGSN 18 в радиосигнале, передаваемом через соту, обслуживающую в текущий момент MS 8 (шаг 402, показанный на фиг. 4), процессор 34 MS определяет подходящие соты на основе одного или более измеренных параметров передаваемых радиосигналов других сот, обнаруженных радиоблоком 36 и антенной 38. Передача сообщения запроса ТА мультилатерации RRLP защищена таким образом, чтобы намеченный приемник мог проверить непосредственно на основе передаваемых данных, не было ли модифицировано содержимое сообщения некоторым промежуточным объектом. Для первой подходящей соты процессор 34 MS выполняет управление передачей запроса мультилатерации через канал произвольного доступа (RACH, Random Access Channel) соты (сообщение 702, показанное на фиг. 7, и шаг 404, показанный на фиг. 4). Если запрос выполнен успешно, процессор 34 MS управляет установлением выделенного соединения (временный поток блоков - TBF (Temporary Block Flow)) с BSS через BTS для соты (обмен 704 сообщениями, показанный на фиг. 7) и управляет незащищенной передачей блока управления радиоканалом (RLC, Radio Link Control) через выделенное сообщение (сообщение 706, показанное на фиг. 7, шаг 406, показанный на фиг. 4, и шаг 500, показанный на фиг. 5). Отсутствие защиты для такой передачи означает, что намеченный приемник не может непосредственно на основе передачи подтвердить, что содержимое сообщения не было модифицировано некоторым промежуточным объектом. Блок RLC содержит по меньшей мере идентификатор для MS (например, временный идентификатор логического канала - TLLI (Temporary Logical Link Identifier)) и информацию об MS в соте, включая параметр точности синхронизации MS и параметр сдвига передачи MS для MS в соте. Параметр точности синхронизации MS в соте указывает точность, с которой MS определяет временные соотношения передачи в нисходящем канале соты. Параметр сдвига передачи MS в соте указывает сдвиг между временными соотношениями передачи MS в восходящем канале и временными соотношениями передачи в нисходящем канале для той же соты. Каждый из этих двух параметров устройства связи имеет различные значения для одного и того же MS в различных сотах. От этих параметров зависит окончательное значение и точность оценки временной задержки, выполняемой BSS для соты. Одним из конкретных примеров этих двух параметров является точность синхронизации MS и сдвиг передачи MS (MS Synchronisation Accuracy and MS Transmission Offset), определенный в TS 43.059 версии 14.0.0.
По окончании передачи блока RLC через первую подходящую соту (или, в случае неудачной попытки установления выделенного соединения, через первую подходящую соту) процессор 34 MS повторяет процесс, описанный выше для первой подходящей соты, включающий сообщения, показанные в виде блока 701 на фиг. 7, для второй подходящей соты. Более точно, процессор 34 MS управляет передачей запроса мультилатерации через канал произвольного доступа (RACH) второй подходящей соты (шаг 408, показанный на фиг. 4), если определяется, что запрос передан успешно, процессор 34 MS управляет установлением выделенного соединения (временный поток блоков - TBF) с BSS 2 через BTS 2а для второй подходящей соты (обмен 704 сообщениями, показанный на фиг. 7) и управляет незащищенной передачей блока RLC через выделенное соединение (шаг 410, показанный на фиг. 4, и шаг 500, показанный на фиг. 5). Блок RLC содержит по меньшей мере тот же идентификатор MS (например, тот же TLLI) и информацию об MS во второй подходящей соте, включая параметры точности синхронизации и сдвига передачи MS для MS во второй подходящей соте.
По окончании передачи блока RLC через вторую подходящую соту (или, в случае неудачной попытки установления выделенного соединения, через вторую соту) процессор 34 MS повторяет ту же процедуру (набор сообщений 701, показанный на фиг. 7) для следующей соты из набора сот, идентифицированных в качестве подходящих для мультилатерации, и т.д. Для каждой соты блок RLC содержит соответствующую информацию об MS (параметры точности синхронизации и сдвига передачи MS) для MS в соте.
Если процессор 34 MS определяет, что последующие подходящие соты, через которые можно осуществить попытку передачи информации об MS (шаг 412, показанный на фиг. 4), отсутствуют, процессор 34 MS генерирует 32-битовое значение защиты целостности (далее называемое подписью временной задержки мультилатерации (МАТ, Multilateration Timing Advance)) с использованием, например, алгоритма проверки целостности GPRS (GIA, GPRS Integrity Algorithm) с входными значениями, включающими по меньшей мере (i) ключ Ki-128 защиты целостности (вход 802 на фиг. 8) и (ii) содержимое всех вышеуказанных блоков RLC, успешно переданных в сеть, а также идентификаторы сот (например, BSIC) для всех сот, через которые блоки RLC были успешно переданы в сеть (вход 800а на фиг. 8). Входные данные также могут включать один или более других заранее заданных параметров (вход 804 на фиг. 8). Одними из примеров дополнительных входов являются константа F и вход I, используемые с тем же алгоритмом GIA обеспечения проверки целостности для формирования кода аутентификации сообщения (MAC, Message Authentication Code) с целью проверки целостности сообщения уровня, не связанного с предоставлением доступа (NAS, Non-Access Stratum), как описано в 3GPP TS 43.020, приложение Н. Процессор 34 MS управляет передачей подписи МТА в сеть (сообщение 708, показанное на фиг. 7, и шаг 414, показанный на фиг. 4).
В соответствии с одним из примеров осуществления процессор 34 MS включает подпись МТА совместно с информацией об MS в блок RLC для последней из сот, которые он идентифицировал в качестве подходящих для мультилатерации, и включает подпись МТА в дополнительное более позднее сообщение, только если невозможно включить подпись МТА вместе с информацией об MS в блок RLC для последней подходящей соты, если, например, попытка передать информацию об MS в последней подходящей соте заканчивается неудачно, или если процедура мультилатерации прерывается для передачи в восходящем канале высокоприоритетных данных.
На фиг. 5 показан пример соответствующего набора операций, выполняемых в BSS 2 и SGSN 18. Процессор в BSC 2b управляет передачей в SGSN 18 (i) всех принятых блоков RLC, содержащих одинаковый идентификатор MS и информацию об MS, (ii) идентификаторов (например, BSIC) сот, через которые соответственно приняты блоки RLC, и (iii) принятой подписи МТА, указанной выше (BSSGP (протокол BSS GPRS Protocol): сообщение 710 завершения мультилатерации (Multilateration-Complete), показанное на фиг. 7). Процессор SGSN независимо вычисляет подпись МТА таким же образом с использованием того же GIA и тех же входных данных, что и процессор 34 MS, за исключением того, что процессор SGSN использует в качестве входных данных 800b, показанных на фиг. 8, содержимое всех указанных выше блоков RLC, принятых из BSS 2 для того же идентификатора MS (а не всех блоков RLC, сгенерированных в MS 8).
Независимое вычисление подписи МТА в MS и SGSN показано на фиг. 7.
Процессор SGSN определяет, согласуется ли подпись МТА, вычисленная процессором SGSN, с подписью МТА, принятой из BSS 2 (шаг 504, показанный на фиг. 5), и управляет передачей в BSS 2 BSSGP сообщения подтверждения завершения мультилатерации протокола BSSGP (BSSGP: Multilateration-Complete-Confirm, сообщение 712, показанное на фиг. 7), указывающего результат сравнения. Если подписи МТА совпадают, то это указывает на то, что все блоки RLC переданы одним MS (и не содержат каких-либо блоков RLC, переданных несанкционированным устройством, ложно выдающим себя за MS путем использования того же идентификатора MS), и процессор BSC управляет передачей в SMLC подсистемы BSSMAP (BSS Management Application Part, прикладная подсистема управления) сообщения подтверждения мультилатерации (Multilateration-Confirm) (сообщение 714, показанное на фиг. 7), указывающего на то, что набор значений задержек ТА, оцененный, по меньшей мере частично, на основе информации в указанных выше принятых блоках RLC и уже переданный из BSS 2 в SMLC 10, теперь авторизован для использования в процессе определения местоположения MS 8 (шаг 506, показанный на фиг. 5); и процессор SMLC вычисляет местоположение MS 8 на основе авторизованных оцененных значений ТА для MS 8.
С другой стороны, если подписи МТА, сгенерированные MS 8 и SGSN 18, не совпадают, то это указывает на то, что один или более принятых блоков RLC фактически не был передан одним и тем же MS (а передан несанкционированным устройством с использованием того же идентификатора MS), и процессор BSC управляет передачей в SMLC сообщения BSSMAP, указывающего на то, что набор значений задержек ТА, оцененный, по меньшей мере частично, на основе информации в указанных выше принятых блоках RLC и уже переданный из BSS 2 в SMLC 10, не авторизован для использования в процессе определения местоположения MS (шаг 508, показанный на фиг. 5); и процессор SMLC не использует набор принятых значений ТА для вычисления местоположения MS 8.
Подпись МТА, переданная устройством MS 8, таким образом, предоставляет проверяемую связь между всеми блоками RLC, передаваемыми MS через соответствующие различные соты, и позволяет сети проверять, все ли принятые блоки RLC, содержащие одинаковый идентификатор MS, корректно передаются из одного и того же MS 8.
На фиг. 6 показан пример набора операций, выполняемых процессором SMLC в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Процессор SMLC принимает ожидаемые значения ТА из BSS и сохраняет значения ТА, связанные с идентификатором MS в памяти SMLC (шаг 602, показанный на фиг. 6). Процессор SMLC сразу же не приступает к вычислению местоположения на основе принятых предполагаемых значений ТА, а вначале ожидает сообщения авторизации из BSS 2 (шаг 604, показанный на фиг. 6). В ответ на обнаружение сообщения из BSS 2, указывающего на то, что значения ТА авторизованы (сообщение 714, показанное на фиг. 7, и шаг 606, показанный на фиг. 6), процессор SMLC извлекает набор предполагаемых значений ТА из памяти SMLC и вычисляет местоположение MS 8 с использованием оцененных значений ТА (шаг 608, показанный на фиг. 6). В ответ на обнаружение сообщения из BSS, указывающего на то, что набор оцененных значений ТА не авторизован (шаг 610, показанный на фиг. 6), процессор SMLC удаляет набор значений ТА из памяти SMLC (шаг 612, показанный на фиг. 6) и не вычисляет местоположение MS на основе набора значений ТА.
На фиг. 9 показан пример набора операций, выполняемых процессором 34 MS в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, а на фиг. 10 показан пример набора операций, выполняемых в BSS 2 в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Все операции выполняются процессорами MS и BSC в соответствии с программным кодом, хранимым в памяти MS и BSC, соответственно. Во втором варианте осуществления задействован процессор SGSN, генерирующий набор случайных идентификаторов для включения в зашифрованный LLC PDU, содержащий запрос ТА мультилатерации протокола RRLP (RRLP: Multilateration ТА Request), передаваемый в MS (сообщение 1100, показанное на фиг. 11), и процессор SGSN также управляет предоставлением набора случайных идентификаторов в BSS в сообщении информации связывания мультилатерации протокола BSSGP (BSSGP: Multilateration-Binding-Information, сообщение 1102, показанное на фиг. 11). Общее количество случайных идентификаторов в наборе равно максимальному количеству сот, через которые MS 8, как предполагается, может передавать данные UL, содержащие информацию об MS, пригодную для оценки значений ТА для MS 8 в BSS 2.
В ответ на обнаружение защищенного с точки зрения целостности и зашифрованного блока PDU LLC, содержащего запрос ТА мультилатерации RRLP из SGSN, в радиосигналах, передаваемых через соту, обслуживающую в текущий момент MS 8 (шаг 900, показанный на фиг. 9), процессор 34 MS идентифицирует набор случайных идентификаторов из сообщения и сохраняет их в памяти MS (шаг 902, показанный на фиг. 9). Процессор 34 MS определяет подходящие соты для мультилатерации на основе одного или более измеренных параметров передачи радиосигналов других сот, обнаруженных радиоблоком 36 и антенной 38. Для первой подходящей соты процессор 34 MS управляет передачей сообщения запроса мультилатерации по каналу RACH (Multilateration Request, сообщение 1104, показанное на фиг. 11) через канал произвольного доступа (RACH) соты (шаг 904, показанный на фиг. 9), и если определяется, что запрос передан успешно, процессор 34 MS управляет установлением выделенного соединения (временный поток блоков - TBF) с BSS 2 через BTS 2а для соты (обмен 1106 сообщениями, показанный на фиг. 11) и управляет незащищенной передачей блока RLC через выделенное соединение (сообщение 1108, показанное на фиг. 11, и шаг 906, показанный на фиг. 9). Блок RLC содержит по меньшей мере (а) идентификатор для MS (например, временный идентификатор логического канала - TLLI), (b) информацию об MS, включая параметр точности синхронизации MS и параметр сдвига передачи MS, и (с) первый случайный идентификатор из набора случайных идентификаторов, включенных в LLC PDU, содержащий запрос ТА мультилатерации протокола RRLP (RRLP: Multilateration ТА).
По окончании передачи блока RLC через первую подходящую соту (или, в случае неудачной попытки установления выделенного соединения, через первую подходящую соту) процессор 34 MS повторяет ту же процедуру (набор сообщений, показанный в виде блока 1101 на фиг. 11). Более точно, процессор 34 MS управляет передачей запроса мультилатерации по каналу RACH (RACH: Multilateration Request) через канал произвольного доступа (RACH) второй подходящей соты (шаг 908, показанный на фиг. 9), и если определяется, что запрос передан успешно, процессор 34 MS управляет установлением выделенного соединения (временный поток блоков TBF) с BSS 2 через BTS 2a для второй подходящей соты и управляет незащищенной передачей блока RLC через выделенное соединение (шаг 910, показанный на фиг. 9). Блок RLC содержит по меньшей мере (а) тот же идентификатор для MS (например, тот же TLLI), (b) информацию об MS, включая параметр точности синхронизации MS и параметр сдвига передачи MS, и (с) второй случайный идентификатор из набора случайных идентификаторов, включенных в LLC PDU, содержащий запрос ТА мультилатерации RRLP (RLLP Multilateration ТА Request).
По окончании передачи блока RLC через вторую подходящую соту (или, в случае неудачной попытки установления выделенного соединения, через вторую соту) процессор MS повторяет ту же процедуру для следующей соты из набора сот, идентифицированных в качестве подходящих для мультилатерации, и т.д. Процессор 34 MS для каждой соты, через которую передается блок RLC, содержащий информацию об MS, использует другой соответствующий идентификатор из набора случайных идентификаторов.
Если процессор MS определяет (шаг 912, показанный на фиг. 9), что последующие подходящие соты, через которые можно осуществить попытку передачи информации об MS, отсутствуют, то процессор MS завершает процесс мультилатерации (шаг 914, показанный на фиг. 9).
На фиг. 10 показано, что процессор BSC управляет сохранением в памяти BSC набора случайных идентификаторов, принимаемых из SGSN (шаг 1000, показанный на фиг. 10). Каждый раз, когда процессор BSC обнаруживает блок RLC, содержащий тот же идентификатор MS и информацию об MS (шаг 1002), процессор BSC идентифицирует случайный идентификатор, включенный в сообщение (шаг 1004), и определяет, включен ли случайный идентификатор блока RLC в набор случайных идентификаторов, хранимых в памяти BSC для идентификатора MS, и если это так, то процессор определяет, использовался ли уже случайный идентификатор блока RLC в другом блоке RLC с тем же идентификатором MS с использованием другой соты (шаг 1006, показанный на фиг. 10).
Если процессор BSC определяет, что случайный идентификатор в блоке RLC не входит в число случайных идентификаторов, хранимых в памяти BSC для идентификатора MS, или если процессор BSC определяет, что случайный идентификатор в блоке RLC включен в другой блок RLC, содержащий тот же идентификатор MS и уже принятый через другую соту, процессор BS определяет, что передача блока RLC выполняется не авторизованным устройством (то есть устройством, отличным от MS, которому был передан запрос мультилатерации), и не передает какое-либо оцененное значение ТА, вычисленное с использованием передачи блока RLC, в SMLC 10 (шаг 1010, показанный на фиг. 10).
С другой стороны, если процессор BSC определяет, что случайный идентификатор в блоке RLC входит в число случайных идентификаторов, хранимых в памяти BSC для идентификатора MS, и не был включен в другой блок RLC, содержащий тот же идентификатор MS и уже принятый через другую соту, процессор BS определяет, что блок RLC передан из MS, которому был послан запрос мультилатерации, и передает оцененное значение ТА, вычисленное с использованием передачи блока RLC, в SMLC 10 (шаг 1008, показанный на фиг. 10).
Использование этого набора случайных идентификаторов, таким образом, предоставляет проверяемую связь между всеми блоками RLC, передаваемыми MS через соответствующие различные соты, и позволяет сети проверять, все ли принятые блоки RLC, содержащие одинаковый идентификатор MS, корректно передаются из одного MS 8.
Третий вариант осуществления настоящего изобретения включает изменение второго варианта осуществления с дополнительным использованием подписи МТА согласно первому варианту осуществления. Для дальнейшего повышения уровня безопасности указанной выше процедуры мультилатерации, во втором варианте осуществления процессор MS также генерирует и управляет передачей подписи МТА с использованием, в качестве входных данных, по меньшей мере случайных идентификаторов, включенных в блоки RLC, передаваемые через различные соты. В одном из примеров, при формирования подписи МТА в качестве входных данных используются как (i) случайные идентификаторы, так и (ii) информация о точности синхронизации MS и сдвиге передачи MS, переданная для каждой соты, через которую успешно выполнена попытка мультилатерации, и/или (iii) информация, идентифицирующая все соты, через которые успешно выполнена попытка мультилатерации.
На фиг. 12 показан пример набора операций, выполняемых в MS в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Набор операций совпадает с набором операций, выполняемых MS в рамках второго варианта осуществления (и для индикации идентичных шагов используются одинаковые номера), за исключением того, что процессор 34 MS завершает процедуру мультилатерации путем формирования подписи МТА с использованием всех перечисленных ниже входных данных: (i) случайные идентификаторы, (ii) информация о точности синхронизации MS и сдвиге передачи MS, переданная для каждой соты, через которую успешно выполнена попытка мультилатерации, и (iii) информация, идентифицирующая все соты, через которые успешно выполнена попытка мультилатерации, и управляет передачей подписи МТА (шаг 914b, показанный на фиг. 12). Как и во втором варианте осуществления, подпись МТА может передаваться в составе более позднего, дополнительного сообщения или в составе блока RLC для последней из подходящей сот.
На фиг. 13 показан пример набора операций, выполняемых в BSC в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Набор операций совпадает с набором операций, выполняемых MS в рамках второго варианта осуществления, за исключением того, что после передачи ожидаемых значений ТА в SMLC (шаг 1008, показанный на фиг. 10 и 13) процессор BNC ожидает подпись МТА из MS (шаг 1010). После приема подписи МТА (шаг 1012) BNC определяет, согласуется ли подпись МТА со всеми блоками RLC, принятыми в BSC (шаг 1014), например, путем пересылки подписи МТА в SGSN, где эта подпись сравнивается с подписью МТА, независимо сгенерированной в процессоре SGSN. Если результат определения положителен, процессор BNC управляет передачей в SMLC сообщения, которое авторизует использование оцененных значений времени задержки, уже переданных в SMLC (шаг 1016). С другой стороны, если результат определения отрицателен, процессор BNC управляет передачей сообщения в SMLC, указывающего об отсутствии авторизации оцененных значений времени задержки, уже переданных в SMLC (шаг 1018).
Определение местоположения, основанное на значениях ТА для MS, не требует использования функциональности GPS в MS или специфической синхронизации между базовыми станциями. Определение местоположения, основанное на значениях ТА, обсуждается в качестве технологии слежения за локализацией и местоположением приложений 1оТ, для которых особенно важны такие факторы как несложность и длительный срок службы батареи.
Для реализации вариантов осуществления настоящего изобретения может использоваться соответствующим образом адаптированный компьютерный программный код, загружаемый в память компьютера. Программный код для выполнения операций может храниться и поставляться с помощью носителя информации, такого как диск, карта или лента. Существует возможность загрузки программного кода по сети передачи данных. Этот процесс может быть реализован с помощью соответствующего программного обеспечения, выполняющегося на сервере.
Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены в виде различных компонентов, таких как модули интегральных схем. В целом, конструирование интегральных схем является в высшей степени автоматизированным процессом. Имеются комплексные и эффективные программные средства для преобразования конструкции логического уровня в полупроводниковую схему, подготовленную для травления и формирования полупроводниковой основы.
Программы, производимые, например, компаниями Synopsys, Inc., расположенной в Маунтин Вью, Калифорния, и Cadence Design, расположенной в Сан Хосе, Калифорния, автоматически разводят проводники и размещают компоненты на полупроводниковом кристалле с использованием четко установленных правил конструирования, а также библиотек, в которых хранятся заранее записанные конструктивные модули. По окончании разработки полупроводниковой схемы полученная в результате конструкция в стандартизованном электронном формате (например, Opus, GDSII и т.п.) может быть передана в средство производства полупроводникового устройства или производственный модуль для изготовления.
Специалисту в этой области техники должно быть очевидно, что в пределах объема настоящего изобретения, помимо явно упомянутых выше модификаций, могут быть выполнены другие различные модификации описанных вариантов осуществления.