受保护物理层的消息分段和通过不同波束的传输的制作方法

受保护物理层的消息分段和通过不同波束的传输
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年2月4日提交的题为“physical layer secured message segmentation and transmission over different beams”的美国专利申请第17/168,080号的优先权，其公开明确地通过引用而整体并入。
技术领域
3.本公开的各方面总体上涉及无线通信，并且更具体地涉及用于受保护(secured)物理层消息分段和通过不同5g新无线电(nr)波束的传输的技术和装置。


背景技术：

4.无线通信系统被广泛部署以提供各种电信服务，诸如电话、视频、数据、消息发送和广播。典型的无线通信系统可以采用能够通过共享可用的系统资源(例如，带宽、发送功率等)来支持与多个用户的通信的多址技术。这种多址技术的示例包括码分多址(cdma)系统、时分多址(tdma)系统、频分多址(fdma)系统、正交频分多址(ofdma)系统、单载波频分多址(sc-fdma)系统、时分同步码分多址(td-scdma)系统、和长期演进(lte)。lte/高级lte是由第三代合作伙伴计划(3gpp)颁布的通用移动电信系统(umts)移动标准的增强集。
5.无线通信网络可以包括能够支持用于多个用户设备(ue)的通信的多个基站(bs)。用户设备(ue)可以经由下行链路和上行链路与基站(bs)通信。下行链路(或前向链路)是指从bs到ue的通信链路，而上行链路(或反向链路)是指从ue到bs的通信链路。如将更详细描述的，bs可被称为节点b、gnb、接入点(ap)、无线电头端、发送接收点(trp)、新无线电(nr)bs、5g节点b等。
6.上述多址接入技术已经在各种电信标准中采用，以提供使不同的用户设备能够在城市、国家、地区、乃至全球级别上通信的公共协议。新无线电(nr)(也可以称为5g)是由第三代合作伙伴项目(3gpp)颁布的lte移动标准的增强集。nr被设计为通过在下行链路(dl)上使用带循环前缀(cp)的正交频分复用(ofdm)(cp-ofdm)，在上行链路(ul)上使用cp-ofdm和/或sc-fdm(例如，也已知为离散傅立叶变换扩频ofdm(dft-s-ofdm))，以改进频谱效率、降低成本、改进服务、利用新频谱、和与其他开放标准更好地集成，以及支持波束形成、多输入多输出(mimo)天线技术、和载波聚合，而更好地支持移动宽带互联网接入。


技术实现要素：

7.在本公开的一个方面，一种由用户设备(ue)进行的安全(secure)无线通信的方法包括从基站接收受保护物理层消息的多个子消息，每个子消息通过不同波束接收。方法还包括将子消息解码为解码后的消息分段。方法还包括从解码后的消息分段中重建受保护物理层消息。
8.本公开的另一方面涉及一种用于由用户设备(ue)进行的安全无线通信的装置，该装置具有存储器和耦合到该存储器的一个或多个处理器。(多个)处理器被配置为从基站接
收受保护物理层消息的多个子消息，每个子消息通过不同波束接收。该(多个)处理器还被配置为将子消息解码为若干解码后的消息分段。处理器还被进一步配置为从解码后的消息分段中重建受保护物理层消息。
9.在本公开的一个方面，一种由基站进行的安全无线通信的方法包括从用户设备(ue)接收用于发送的候选波束的列表和候选波束中的每一个的接收指标(metric)。方法还包括将受保护物理层消息分段成若干子消息。方法还包括向ue发送指示受保护消息的结构和子消息中的每一个的发送波束的控制消息。方法也包括通过候选波束中的不同发送波束向ue发送每个子消息。
10.本公开的另一方面涉及一种由基站进行安全无线通信的装置，该装置具有存储器和耦合到该存储器的一个或多个处理器。(多个)处理器被配置为从用户设备(ue)接收用于发送的候选波束的列表和候选波束中的每一个的接收指标。(多个)处理器还被配置为将受保护物理层消息分段成若干子消息。(多个)处理器还被进一步配置为向ue发送指示受保护消息的结构和子消息中的每一个的发送波束的控制消息。(多个)处理器也被配置为通过候选波束中的不同发送波束向ue发送每个子消息。
11.各方面通常包括如参考附图和说明书大体描述以及通过附图和说明书说明的方法、装置、系统、计算机程序产品、非暂时性计算机可读介质、用户设备、基站、无线通信设备、和处理系统。
12.前述已经相当广泛地概述了根据本公开的示例的特征和技术优点，以便可以更好地理解下面的详细描述。将会描述附加的特征和优点。可以容易地利用所公开的概念和具体示例作为用于修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构的基础。这种等效结构没有脱离所附权利要求的范围。在结合附图进行考虑时，将会从以下描述中更好地理解本文所公开的概念的特性、其组织和操作方法两者、连同关联的优点。提供每个附图是出于说明和描述的目的，而不是作为对权利要求的限制的定义。
附图说明
13.为了可以详细地理解本公开的特征，可以通过参考各方面(附图中图示了其中的一些方面)进行具体的描述。然而，应注意的是，附图仅图示了本公开的某些典型方面，因此不应被认为是对其范围的限制，因为该描述可以承认其他同等有效的方面。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元素。
14.图1是概念性地示出根据本公开的各个方面的无线通信网络的示例的框图。
15.图2是概念性地示出根据本公开的各个方面的在无线通信网络中与用户设备(ue)通信的基站的示例的框图。
16.图3是示出发送消息的环境的框图。
17.图4a和4b是示出指向目标的发送波束的框图。
18.图5a-5c是示出根据本公开的各方面的跨多个波束安全地发送的分段的消息的框图。
19.图6是示出根据本公开的各方面的跨多个波束安全地发送的分段的消息的时序图。
20.图7是示出根据本公开的各方面的例如由用户设备(ue)执行的示例处理的图。
21.图8是示出根据本公开的各方面的例如由基站执行的示例处理的图。
具体实施方式
22.下文将参考附图更全面地描述本公开的各个方面。然而，可以以许多不同的形式来实施本公开，并且本公开不应被解释为限于贯穿本公开所呈现的任何特定的结构或功能。相反，提供这些方面使得本公开将变得全面且完整，并且这些方面将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于该教导，本领域技术人员应当理解，本公开的范围意欲涵盖本公开的任何方面，无论其是独立于本公开的任何其他方面所实现的还是与本公开的任何其他方面组合所实现的。例如，可以使用所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。此外，本公开的范围意欲涵盖使用除了本文所阐述的本公开的各个方面之外的或不同于所阐述的本公开的各个方面的其他结构、功能、或结构与功能来实践的这种装置或方法。应当理解，所公开的本公开的任何方面都可由权利要求的一个或多个元素来实施。
23.现在将参考各种装置和技术来呈现电信系统的几个方面。将在以下详细描述中对这些装置和技术进行描述，并在附图中通过各种框、模块、组件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行图示。可以使用硬件、软件、或其组合来实现这些元素。将这种元素实现为硬件还是软件取决于具体的应用和施加在整个系统上的设计约束。
24.应当注意的是，虽然可以使用通常与5g及以后的无线技术相关联的术语来描述各方面，但本公开的各方面可以应用于基于其他代的通信系统，诸如并且包括3g和/或4g技术。
25.5g nr利用波束成形来提高网络的频谱效率。波束成形涉及多个不同的发送波束。发送波束可能不是最优的，因为发送的消息信号的能量可能被导向朝向几个不同的空间方向的旁瓣，而不是仅导向预期的接收者。窃听者可以通过接收来自这些旁瓣的信号来拦截信号。
26.在多径环境中，存在数种发送和接收波束的可能的配置，允许适当的通信链路。例如，波束可以从建筑物上反射并到达预期的接收器，类似于视线信号。因此，第一波束配置可以包括视线路径，而第二配置可能包括反射路径。
27.根据本公开的各方面，多径条件允许使用数个波束来发送消息信号。这些波束中的每一个都可以以不同的方向发送，导致每个波束在不同的方向上都有旁瓣。因此，对跨不同波束拆分的消息信号的窃听可能几乎是不可能的。在本公开的各方面，受保护消息被分段并且通过多个波束发送，以防止窃听。信息可以以使得所有子消息应该被正确地解码的方式分段，以便成功解码分段的消息。根据本公开，每个子消息通过不同的波束发送。尽管窃听者可以在选择的波束的一个或多个中相对较好地接收旁瓣，但随着所用波束数量的增加，所有波束在未知窃听者的同一方向上将具有强旁瓣的概率降低。
28.图1是示出网络100的图，可以在网络100中实践本公开的各方面。网络100可以是5g或nr网络或一些其他无线网络，诸如lte网络。无线网络100可以包括多个bs110(示出为bs110a、bs110b、bs110c和bs110d)和其他网络实体。bs是与用户设备(ue)通信的实体，并且也可以被称为基站、nr bs、节点b、gnb、5g节点b(nb)、接入点、发送接收点(trp)等。每个bs可以为特定的地理区域提供通信覆盖。在3gpp中，术语“小区”可以指bs的覆盖区域和/或为此覆盖区域服务的bs子系统，这取决于使用该术语的上下文。
29.bs可以为宏小区、微微小区、毫微微小区、和/或其他类型的小区提供通信覆盖。宏小区可以覆盖相对较大的地理区域(例如，半径为几千米)，并且可以允许由具有服务订阅的ue不受限地接入。微微小区可以覆盖相对较小的地理区域，并且可以允许由具有服务订阅的ue不受限地接入。毫微微小区可以覆盖相对较小的地理区域(例如，家庭)，并且可以允许由与该毫微微小区具有关联的ue(例如，封闭订户组(closed subscriber group，csg)中的ue)受限地接入。宏小区的bs可以称为宏bs。微微小区的bs可以称为微微bs。毫微微小区的bs可以称为毫微微bs或家庭bs。在图1所示的示例中，bs110a可以是宏小区102a的宏bs，bs110b可以是微微小区102b的微微bs，并且bs110c可以是毫微微小区102c的毫微微bs。bs可以支持一个或多个(例如，三个)小区。本文中术语“enb”、“基站”、“nr bs”、“gnb”、“trp”、“ap”、“节点b”、“5g nb”、和“小区”可以互换使用。
30.在一些方面，小区不一定是固定的，并且小区的地理区域可以根据移动bs的地点而移动。在一些方面，bs可以使用任何合适的传输网络通过各种类型的回程接口(诸如直接物理连接、虚拟网络等)彼此互连和/或与无线网络100中的一个或多个其他bs或网络节点(未示出)互连。
31.无线网络100还可以包括中继站。中继站是能够从上游站(例如，bs或ue)接收数据的传输、并向下游站(例如，ue或bs)传送数据的传输的实体。中继站也可以是能够对于其他ue中继传输的ue。在图1所示的示例中，中继站110d可以与宏bs110a和ue 120d通信，以便促进bs110a和ue 120d之间的通信。中继站也可以被称为中继bs、中继基站、中继等。
32.无线网络100可以是包括不同类型的bs(例如，宏bs、微微bs、毫微微bs、中继bs等)的异构网络。这些不同类型的bs可以具有不同的发送功率水平、不同的覆盖区域、和对无线网络100中的干扰的不同影响。例如，宏bs可以具有高发送功率水平(例如，5至40瓦特)，而微微bs、毫微微bs、和中继bs可以具有较低的发送功率水平(例如，0.1至2瓦特)。
33.作为示例，bs110(示为bs110a、bs110b、bs110c和bs110d)和核心网130可以经由回程链路132(例如，s1等)交换通信。基站110可以通过其他回程链路(例如，x2等)直接或间接(例如，通过核心网130)与彼此通信。
34.核心网130可以是演进分组核心(epc)，其可以包括至少一个移动性管理实体(mme)、至少一个服务网关(s-gw)和至少一个分组数据网络(pdn)网关(p-gw)。mme可以是处理ue 120和epc之间信令的控制节点。所有用户ip数据分组可以通过s-gw发送，该s-gw自身可以连接到p-gw。p-gw可以提供ip地址分配以及其他功能。p-gw可以连接到网络运营商的ip服务。运营商的ip服务可以包括互联网、内联网、ip多媒体子系统(ims)和分组交换(ps)流服务。
35.核心网130可以提供用户认证、接入授权、跟踪、ip连接性以及其他接入、路由或移动性功能。基站110或接入节点控制器(anc)中的一个或多个可以通过回程链路132(例如，s1、s2等)与核心网130对接，并且可以执行用于与ue 120的通信的无线电配置和调度。在一些配置中，每个接入网络实体或基站110的各种功能可以跨各种网络设备(例如，无线电头和接入网络控制器)分布，或者合并成单一网络设备(例如基站110)。
36.ue 120(例如，120a、120b、120c)可以分散遍布在无线网络100中，并且每个ue可以是固定的或移动的。ue也可以被称为接入终端、终端、移动站、用户单元、站等。ue可以是蜂窝电话(例如，智能电话)、个人数字助理(pda)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、
膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(wll)站、平板电脑、相机、游戏设备、上网本、智能书、超级本、医疗设备或装置、生物传感器/设备、可穿戴设备(智能手表、智能服装、智能眼镜、智能腕带、智能珠宝(例如，智能戒指、智能手镯))、娱乐设备(例如，音乐或视频设备、或卫星收音机)、车辆组件或传感器、智能仪表/传感器、工业制造装置、全球定位系统设备、或被配置为经由无线或有线介质通信的任何其他合适的设备。
37.一个或多个ue 120可以针对网络切片(slice)建立协议数据单元(pdu)会话。在一些情况下，ue 120可以基于应用或订阅服务来选择网络切片。通过使不同的网络切片服务于不同的应用或订阅，ue 120可以提高其在无线通信系统100中的资源利用率，同时也满足ue 120的个别应用的性能规格。在一些情况下，ue 120使用的网络切片可以被与基站110或核心网130中的一个或两者相关联的amf(图1中未示出)服务。另外，网络切片的会话管理可以由接入和移动性管理功能(amf)执行。
38.ue 120可以包括安全消息传递模块140。为简洁起见，仅一个ue 120d被示为包括安全消息传递模块140。安全消息传递模块140可以从基站接收受保护物理层消息的多个子消息，每个子消息通过不同的波束接收。安全消息传递模块140还可以将多个子消息解码为多个解码后的消息分段。安全消息传递模块140还可以进一步从多个解码后的消息分段中重建受保护物理层消息。
39.基站110可以包括安全消息传递模块138，用于从用户设备(ue)接收用于发送的候选波束的列表和候选波束中的每一个的接收指标。安全消息传递模块138也可以将受保护物理层消息分段成多个子消息。安全消息传递模块138还可以向ue发送指示受保护消息的结构和多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息。安全消息传递模块138还可以进一步通过候选波束中的不同发送波束向ue发送每个子消息。
40.一些ue可以被认为是机器类型通信(mtc)或者演进或增强型机器类型通信(emtc)的ue。例如，mtc和emtc ue包括可以与基站、另一设备(例如，远程设备)、或一些其他实体通信的机器人、无人机、远程设备、传感器、仪表、监视器、位置标签等。例如，无线节点可以经由有线或无线通信链路，为网络或者向网络(例如，诸如因特网或蜂窝网络的广域网)提供连通性。可以将一些ue看作物联网(iot)设备，和/或可以将其实现为nb-iot(窄带物联网)设备。一些ue可以被认为是客户端设备(cpe)。ue120可被包含在容纳ue 120的组件(诸如处理器组件、存储器组件等)的外壳内。
41.通常，可以在给定的地理区域中部署任何数目的无线网络。每个无线网络可以支持特定的无线电接入技术(rat)，并且可以在一个或多个频率上操作。rat也可以被称为无线电技术、空中接口等。频率也可以被称为载波、频道等。在给定的地理区域中，每个频率可以支持单一rat，以便避免不同rat的无线网络之间的干扰。在某些情况下，可以部署nr或5g rat网络。
42.在一些方面，两个或更多个ue 120(例如，示为ue 120a和ue 120e)可以(例如，在不使用基站110作为彼此通信的媒介的情况下)使用一个或多个侧链路信道直接通信。例如，ue 120可以使用对等(p2p)通信、设备到设备(d2d)通信、车联万物(v2x)协议(例如，其可以包括车辆到车辆(v2v)协议、车辆到基础设施(v2i)协议等)、网状网络等进行通信。在这种情况下，ue 120可以执行调度操作、资源选择操作、和/或在本文别处描述为由基站110所执行的其他操作。例如，基站110可以经由下行链路控制信息(dci)、无线电资源控制
(rrc)信令、媒体接入控制-控制元素(mac-ce)或经由系统信息(例如，系统信息块(sib))配置ue 120。
43.如以上所指示的，提供图1仅作为示例。其他示例可以与关于图1所描述的不同。
44.图2示出了基站110和ue 120的设计200的框图，其可以是图1中的基站中的一个和ue中的一个。基站110可以配备有t个天线234a至234t，并且ue 120可以配备有r个天线252a至252r，其中通常t≥1并且r≥1。
45.在基站110处，发送处理器220可以从数据源212接收用于一个或多个ue的数据，至少部分地基于从ue接收的信道质量指示符(cqi)来为每个ue选择一个或多个调制和编码方案(mcs)，至少部分地基于为ue选择的(多个)mcs来处理(例如，编码和调制)用于每个ue的数据，并且为所有ue提供数据符号。减少mcs降低了吞吐量，但增加了传输的可靠性。发送处理器220还可以处理系统信息(例如，针对半静态资源分区信息(srpi)等)和控制信息(例如，cqi请求、授权、上层信令等)，并提供开销符号和控制符号。发送处理器220还可以针对参考信号(例如，小区特定参考信号(crs))和同步信号(例如，主同步信号(pss)和辅同步信号(sss))生成参考符号。发送(tx)多输入多输出(mimo)处理器230可以对数据符号、控制符号、开销符号、和/或参考符号执行空间处理(例如，预编码)(如果适用)，并且可以向t个调制器(mod)232a至232t提供t个输出符号流。每个调制器232可以处理相应的输出符号流(例如，针对ofdm等)以获得输出样本流。每个调制器232还可以处理(例如，转换为模拟、放大、滤波、和上变频)输出样本流以获得下行链路信号。可以分别经由t个天线234a至234t发送来自调制器232a至232t的t个下行链路信号。根据下文更详细描述的各个方面，同步信号可以用位置编码生成，以传递附加的信息。
46.在ue 120处，天线252a至252r可以从基站110和/或其他基站接收下行链路信号，并且可以将所接收的信号分别提供到解调器(demod)254a至254r。每个解调器254可以调节(例如，滤波、放大、下变频、和数字化)所接收的信号以获得输入样本。每个解调器254还可以处理输入样本(例如，针对ofdm等)以获得所接收的符号。mimo检测器256可以从所有r个解调器254a至254r获得所接收的符号，对所接收的符号执行mimo检测(如果适用)，并提供检测到的符号。接收处理器258可以处理(例如，解调和解码)检测到的符号，将针对ue 120的经解码的数据提供到数据宿260，并且将经解码的控制信息和系统信息提供到控制器/处理器280。信道处理器可以确定参考信号接收功率(rsrp)、接收信号强度指示符(rssi)、参考信号接收质量(rsrq)、和/或信道质量指示符(cqi)参数等。在一些方面中，ue 120的一个或多个组件可以被包括在外壳内。
47.在上行链路上，在ue 120处，发送处理器264可以接收并处理来自数据源262的数据和来自控制器/处理器280的控制信息(例如，针对包括rsrp、rssi、cqi等的报告)。发送处理器264还可以针对一个或多个参考信号生成参考符号。来自发送处理器264的符号可以由tx mimo处理器266进行预编码(如果适用)，由调制器254a至254r进一步处理(例如，针对dft-s-ofdm、cp-ofdm等)，并发送给基站110。在基站110处，来自ue 120和其他ue的上行链路信号可以由天线234接收，由解调器254处理，由mimo检测器236检测(如果适用)，并由接收处理器238进一步处理，以获得由ue 120传送的经解码的数据和控制信息。接收处理器238可以将经解码的数据提供到数据宿239，并将经解码的控制信息提供到控制器/处理器240。基站110可以包括通信单元244，并经由通信单元244与网络控制器130通信。核心网130
可以包括通信单元294、控制器/处理器290和存储器292。
48.如在别处更详细描述的，基站110的控制器/处理器240、ue 120的控制器/处理器280、和/或图2的任何其他(多个)组件可以执行与安全消息分段相关联的一种或多种技术。例如，基站110的控制器/处理器240、ue 120的控制器/处理器280、和/或图2的任何其他(多个)组件可以执行或指导例如图7和8的处理和/或所描述的其他处理的操作。存储器242和282可以分别为基站110和ue 120存储数据和程序代码。调度器246可以调度ue在下行链路和/或上行链路上进行数据传输。
49.在一些方面，ue 120可以包括用于接收的部件、用于解码的部件、用于发送的部件和用于重建的部件。附加地，基站110可以包括用于接收的部件、用于分段的部件、以及用于发送的部件。此类部件可以包括结合图2描述的ue 120或基站110的一个或多个组件。
50.如以上所指示的，提供图2仅作为示例。其他示例可以与关于图2所描述的不同。
51.物理层安全(pls)是5g nr通信中的新兴领域，它解决了异构网络(hetnet)环境(诸如图1中描绘的网络100)中安全密钥管理的困难。此外，5g nr网络中的物联网(iot)设备被设计成小型、廉价和高功率。为安全性目的使用复杂的加密方法可能会给这些类型的设备带来问题。物理层安全性的使用对于大规模的iot网络是有吸引力的。
52.5g nr利用波束成形来提高网络的频谱效率。波束成形可以包括选择不同的发送波束以改善通信。发送波束可能不是最优的，因为发送的消息信号的能量的一部分可能被导向朝向几个不同的空间方向的旁瓣，而不是仅导向朝向预期的接收天线。当使用大型发送阵列时，将存在仅一小部分能量将被导向到的空间方向。这些空间方向被称为零(null)区域。
53.图3是示出用于发送消息的环境的框图。在图3中，具有天线阵列的5g基站(例如，gnb)302显示为“爱丽丝(alice)”。基站302可以假设向接收器304(例如，显示为“鲍勃(鲍勃)”的ue)的期望发送是安全的。然而，窃听者306(例如，显示为“伊芙(伊芙)”的ue)可能被定位在波束旁瓣提供一些增益的地方。因此，窃听者306可以能够监听发送到接收器304的通信。旁瓣包含与目标方向(例如，到接收器304的方向)的波束相同的信息，但具有一些功率损耗，例如，使用高指向性天线可以恢复。
54.在多径环境中，存在数种发送和接收波束的可能的配置，允许适当的通信链路。例如，波束可以从建筑物上反射并最终到达接收器，类似于视线信号。波束选择的不同选项依赖于多径信道中的不同信道集群。
55.根据本公开的各方面，利用多径条件允许使用数个波束来发送消息信号。这些不同的波束方向中的每一个都具有不同方向的旁瓣。因此，对跨不同波束拆分的消息信号的窃听将几乎是不可能的。
56.图4a和4b是示出指向目标的发送波束的框图。图4a显示了使用从基站402到接收器404的视线波束(例如，指向朝向接收器的主瓣)进行发送的示例。在图4a中，旁瓣被指向窃听者406。因此，窃听者406能够接收旨在用于接收器404的信号。图4b显示了使用来自基站402的波束进行发送，该波束从建筑物408上反射。在图4b中，由于反射，接收器404仍然能够接收信号。然而，窃听者406处于基站402和接收器404之间的信道的零空间中，因而没有接收到信号。
57.在本公开的各方面，受保护消息被分段并且通过多个波束发送，以防止窃听。信息
可以以使得所有子消息应该被正确地解码的方式分段，以解码消息。根据本公开，每个子消息将通过不同的波束发送。适合接收器和发送器之间良好通信链路的不同波束依赖于发送器和接收器的地理位置。尽管选择的波束旁瓣中的一个或多个可以被窃听者相对较好地接收，但随着所用波束数量的增加，所有波束在未知窃听者的同一方向上具有强旁瓣的概率降低。
58.图5a-5c是示出根据本公开的各方面的跨多个波束安全地发送的分段的消息的框图。图5a显示了基站(例如，gnb)302经由视线通过主瓣向接收器304(例如，“鲍勃”)发送第一物理层块分段。第一物理层块分段是被基站划分为多个分段(本示例中为三个分段)的受保护消息的一部分。在图5a中，窃听者306(例如，“伊芙”)位于非受保护区，并且能够经由旁瓣接收第一物理层块分段。图5b显示了基站302向接收器304发送受保护消息的第二物理层块分段。用于第一物理层块分段的波束与用于第二物理层块分段的波束不同。基站302经由从建筑物408反射的波束的主瓣发送第二物理层块分段。在图5b中，窃听者306位于弱信号区，并且可能能够经由旁瓣接收第二物理层块分段。
59.图5c显示基站302向接收器304发送受保护消息的第三物理层块分段。基站302经由从树510反射的波束的主瓣发送第三物理层块分段(例如，第三消息分段)。第三消息分段的波束与第一和第二消息分段的波束不同。在图5c中，窃听者306位于非常弱的信号区，并且不太可能能够接收到第三物理层块分段。
60.根据本公开的各方面，在成功接收所有三个物理层块分段后，接收器304解码每个分段，并组合解码后的分段以重建受保护消息。然而，窃听者306无法接收并成功解码所有三个分段。因此，窃听者306无法解码该受保护消息。
61.图6是示出根据本公开的各方面的跨多个波束安全地发送分段的消息的示例的时序图。为利用波束分集的潜在增益，ue 304向基站(例如，gnb)302报告用于发送的可能波束的列表，以及相应的信号质量或接收指标(诸如接收信号强度指示符(rssi))。根据本公开的各方面，ue 304选择具有高于阈值的信号强度的多个波束，作为用于发送的候选波束，并在时间t1将它们报告给基站302。
62.在时间t2，基站302将受保护消息分割为若干分段。这些物理层分段都不能自解码。即，信息可以以使得所有子消息应该被正确地解码的方式分段，以解码受保护消息。例如，mac层信息的交织或译码可以在分段之前发生。因此，对单一物理层分段的成功解码解码了整个消息的非连续部分，或仅解码受保护消息中没有其所有部分就无法解码的部分。在时间t3，基站302指示分段的消息的结构和每个分段的发送波束。基站302从在时间t1时从ue 304接收到的候选波束中选择发送波束。基站302可以使用例如下行链路控制信息(dci)消息来指示消息结构以及所选择的发送波束。dci消息可以指示受保护消息的分段的总数量。对于每个分段，dci消息提供完整的解码信息(如存在于当前dci中)、波束信息和重建信息，诸如受保护消息的分段索引等。
63.在时间t4、t5和t6，基站302向ue 304发送受保护消息的分段中的每一个分段。基站302在不同的发送波束上发送每个片段，诸如如图5a-5c所示。在时间t7，ue 304解码所有分段并重建受保护消息。
64.虽然在图6中没有显示，但基站302可以向ue 304发信号通知用于波束报告的信息。例如，该信息可以包括要报告的波束的最大数量和候选波束的rssi/rsrp(参考信号接
收功率)阈值。
65.虽然下行链路通信被描述为安全地分段，但本公开同样适用于上行物理层安全消息分段。
66.根据本公开，网络安全性通过物理层过程改善。本公开利用信道多径进行受保护消息发送。
67.如以上所指示的，提供图3-6仅作为示例。其他示例可以与关于图3-6所描述的不同。
68.图7是示出根据本公开的各方面的例如由用户设备(ue)执行的示例处理700的示意图。示例处理700是物理层安全消息分段和通过不同波束的传输的示例。处理700的操作可以由ue 120实施。
69.在块702处，ue从基站接收受保护物理层消息的若干子消息，每个子消息通过不同的波束接收。例如，ue(例如，使用天线252、解调器(demod)254、多输入和多输出(mimo)检测器256、接收处理器258、控制器/处理器280、存储器282等)可以通过不同波束接收受保护物理层消息的子消息。
70.在块704处，ue将子消息解码成若干解码后的消息分段。例如，ue(例如，使用控制器/处理器280、存储器282等)可以将子消息解码为解码后的消息分段。在块706处，ue从该若干解码后的消息分段重建受保护物理层消息。例如，ue(例如，使用控制器/处理器280、存储器282等)可以从解码后的消息分段中重建受保护物理层消息。
71.图8是示出根据本公开的各方面的例如由基站执行的示例处理800的图。示例处理800是物理层安全消息分段和通过不同波束发送示例。例如，处理800的操作可以由基站110实施。在块802处，基站从用户设备(ue)接收用于发送的候选波束的列表和候选波束中的每一个的接收指标。例如，基站(例如，使用天线234、解调器(demod)232、多输入和多输出(mimo)检测器236、接收处理器238、控制器/处理器240、存储器242等)可以接收用于发送的候选波束的列表和候选波束中的每一个的接收指标。
72.在块804处，基站将受保护物理层消息分段成若干子消息。例如，基站(例如，使用控制器/处理器240、存储器242、调度器246等)可以将受保护物理层消息分段。
73.在块806处，基站向ue发送指示受保护消息的结构和若干子消息中的每一个的发送波束的控制消息。例如，基站(例如，使用天线234、mod 232、tx mimo处理器230、发送处理器220、控制器/处理器240、存储器242等)可以发送控制消息。在块808处，基站通过候选波束的不同发送波束向ue发送每个子消息。例如，基站(例如，使用天线234、mod 232、tx mimo处理器230、发送处理器220、控制器/处理器240、存储器242等)可以发送每个子消息。
74.实现方式示例在以下编号的条款中描述。
75.1.一种由用户设备(ue)进行安全无线通信的方法，包括：
76.从基站接收受保护物理层消息的多个子消息，每个子消息通过不同的波束接收；
77.将所述多个子消息解码为多个解码后的消息分段；以及
78.从所述多个解码后的消息分段中重建所述受保护物理层消息。
79.2.根据条款1的方法，还包括接收指示所述受保护消息的结构和所述多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息。
80.3.根据条款1或2的方法，其中所述结构包括所述受保护消息的子消息的总量。
81.4.根据上述条款任一项的方法，其中所述控制消息还指示所述多个子消息中的每一个的解码信息和重建信息。
82.5.根据条款1的方法，还包括向所述基站发送用于发送的候选波束的列表和所述候选波束中的每一个的接收指标，所述候选波束的列表包括通过其接收所述多个子消息中的子消息的不同波束中的每一个。
83.6.根据上述条款任一项的方法，还包括接收要报告的潜在波束的最大数量以及接收的波束是否应该是候选波束的信号强度阈值的指示。
84.7.根据条款1-6中的任一项的方法，还包括：
85.将受保护物理层上行链路消息分段成多个上行链路子消息；
86.向所述基站发送上行链路控制消息，所述上行链路控制消息指示所述受保护上行链路消息的上行链路结构和所述多个上行链路子消息中的每一个的上行链路发送波束；以及
87.通过不同的上行链路发送波束，向所述基站发送每个上行链路子消息。
88.8.一种由基站进行的安全无线通信的方法，包括：
89.从用户设备(ue)接收用于发送的候选波束的列表和所述候选波束中的每一个的接收指标；
90.将受保护物理层消息分段成多个子消息；
91.向所述ue发送指示所述受保护消息的结构和所述多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息；以及
92.通过所述候选波束中的不同发送波束向所述ue发送每个子消息。
93.9.根据条款8的方法，其中所述结构包括所述受保护消息的子消息的总量。
94.10.根据条款8或9的方法，其中所述控制消息还指示所述多个子消息中的每一个的解码信息和重建信息。
95.11.根据条款8-10中任一项方法，还包括向所述ue发送要报告的潜在波束的最大数量。
96.12.根据条款8-11中任一项方法，还包括向所述ue发送接收的波束是否应该是候选波束的信号强度阈值。
97.13.根据条款8-12中任一项方法，还包括：
98.从所述ue接收受保护物理层上行链路消息的多个上行链路子消息，每个上行链路子消息通过不同的上行链路波束接收；
99.将所述多个上行链路子消息解码为多个解码后的上行链路消息分段；以及
100.从所述多个解码后的上行链路消息分段中重建所述受保护物理层上行链路消息。
101.14.一种用于由用户设备(ue)进行安全无线通信的装置，包括：
102.存储器；以及
103.耦合到所述存储器的至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：
104.从基站接收受保护物理层消息的多个子消息，每个子消息通过不同波束接收；
105.将所述多个子消息解码为多个解码后的消息分段；以及
106.从所述多个解码后的消息分段中重建所述受保护物理层消息。
107.15.根据条款14的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为接收指示所述受保
护消息结构和所述多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息。
108.16.根据条款14或15的装置，其中所述结构包括所述受保护消息的子消息的总量。
109.17.根据条款14或15或16的装置，其中所述控制消息还指示所述多个子消息中的每一个的解码信息和重建信息。
110.18.根据条款14-17中任一项装置，其中所述至少一个处理器还被配置为向所述基站发送用于发送的候选波束的列表和所述候选波束中的每一个的接收指标，所述候选波束的列表包括通过其接收所述多个子消息中的子消息的不同波束中的每一个。
111.19.根据条款14-18中任一项装置，其中所述至少一个处理器还被配置为接收要报告的潜在波束的最大数量以及接收的波束是否应该是候选波束的信号强度阈值的指示。
112.20.根据条款14-19中任一项装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：
113.将受保护物理层上行链路消息分段成多个上行链路子消息；
114.向所述基站发送上行链路控制消息，所述上行链路控制消息指示受保护上行链路消息的上行链路结构和所述多个上行链路子消息中的每一个的上行链路发送波束；以及
115.通过不同的上行链路发送波束，向所述基站发送每个上行链路子消息。
116.21.一种用于由基站进行安全无线通信的装置，包括：
117.存储器；以及
118.耦合到所述存储器的所述至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：
119.从用户设备(ue)接收用于发送的候选波束的列表和所述候选波束中的每一个的接收指标；
120.将受保护物理层消息分段成多个子消息；
121.向所述ue发送指示所述受保护消息的结构和所述多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息；以及
122.通过所述候选波束中的不同发送波束向所述ue发送每个子消息。
123.22.根据条款21的装置，其中所述结构包括所述受保护消息的子消息的总量。
124.23.根据条款21或22的装置，其中所述控制消息还指示所述多个子消息中的每一个的解码信息和重建信息。
125.24.根据条款21-23中任一项装置，其中所述至少一个处理器还被配置为向所述ue发送要报告的潜在波束的最大数量。
126.25.根据条款21-24中任一项装置，其中所述至少一个处理器还被配置为向所述ue发送接收的波束是否应该是候选波束的信号强度阈值。
127.26.根据条款21-25中任一项装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：
128.从所述ue接收受保护物理层上行链路消息的多个上行链路子消息，每个上行链路子消息通过不同的上行链路波束接收；
129.将所述多个上行链路子消息解码为多个解码后的上行链路消息分段；以及
130.从所述多个解码后的上行链路消息分段中重建所述受保护物理层上行链路消息。
131.前述公开提供了说明和描述，但并不意欲穷举或者将各方面限制于所公开的精确形式。可以根据以上公开进行修改和变化，或者可以从各方面的实践获取修改和变化。
132.如所使用的，术语“组件”旨在广义地解释为硬件和/或硬件和软件的组合。如所使用的，处理器以硬件、固件、和/或硬件和软件的组合来实现。
133.结合阈值来描述一些方面。如所使用的，取决于上下文，满足阈值可以指值大于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、小于或等于阈值、等于阈值、不等于阈值等。
134.将显然的是，可以以不同形式的硬件、固件、和/或硬件和软件的组合，来实现本文所述的系统和/或方法。用于实现这些系统和/或方法的实际专用控制硬件或软件代码不限于这些方面。因此，在没有参考特定的软件代码的情况下对系统和/或方法的操作和行为进行了描述——应当理解，可以将软件和硬件设计为至少部分地基于该描述来实现所述系统和/或方法。
135.尽管在权利要求书中阐述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但是这些组合并不意欲限制各个方面的公开。实际上，可以以未在权利要求书中具体阐述和/或未在说明书中具体公开的方式，对这些特征中的多个特征进行组合。虽然下面列出的每个从属权利要求可以直接从属于仅一个权利要求，但是各个方面的公开包括每个从属权利要求与权利要求集中的每个其他权利要求的组合。涉及项目列表中的“至少一个”的短语指代那些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b、或c中的至少一个”意欲涵盖a、b、c、a-b、a-c、b-c、和a-b-c、以及具有多个相同的元素的任何组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c、和c-c-c或者a、b、和c的任何其他排列)。
136.除非明确描述，否则所使用的任何元素、动作、或指示都不应被解释为关键的或必要的。此外，所使用的冠词“一(a)”和“一(an)”意欲包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，本文所使用的术语“集合”和“组”意欲包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意欲包括一个项目的情况下，使用短语“仅一个”或类似的语言。此外，所使用的术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等意欲为开放式术语。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”意欲表示“至少部分地基于”。

技术特征：
1.一种由用户设备(ue)进行的安全无线通信的方法，包括：从基站接收受保护物理层消息的多个子消息，每个子消息通过不同的波束接收；将所述多个子消息解码为多个解码后的消息分段；以及从所述多个解码后的消息分段中重建所述受保护物理层消息。2.根据权利要求1所述的方法，还包括接收指示所述受保护消息的结构和所述多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述结构包括所述受保护消息的子消息的总量。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述控制消息还指示所述多个子消息中的每一个的解码信息和重建信息。5.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述基站发送用于发送的候选波束的列表和所述候选波束中的每一个的接收指标，所述候选波束的列表包括通过其接收所述多个子消息中的子消息的不同波束中的每一个。6.根据权利要求5所述的方法，还包括接收要报告的潜在波束的最大数量以及接收的波束是否应该是候选波束的信号强度阈值的指示。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：将受保护物理层上行链路消息分段成多个上行链路子消息；向所述基站发送上行链路控制消息，所述上行链路控制消息指示受保护上行链路消息的上行链路结构和所述多个上行链路子消息中的每一个的上行链路发送波束；以及通过不同的上行链路发送波束，向所述基站发送每个上行链路子消息。8.一种由基站进行的安全无线通信的方法，包括：从用户设备(ue)接收用于发送的候选波束的列表和所述候选波束中的每一个的接收指标；将受保护物理层消息分段成多个子消息；向所述ue发送指示所述受保护消息的结构和所述多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息；以及通过所述候选波束中的不同发送波束向所述ue发送每个子消息。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述结构包括所述受保护消息的子消息的总量。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述控制消息还指示所述多个子消息中的每一个的解码信息和重建信息。11.根据权利要求8所述的方法，还包括向所述ue发送要报告的潜在波束的最大数量。12.根据权利要求8所述的方法，还包括向所述ue发送接收的波束是否应该是候选波束的信号强度阈值。13.根据权利要求8所述的方法，还包括：从所述ue接收受保护物理层上行链路消息的多个上行链路子消息，每个上行链路子消息通过不同的上行链路波束接收；将所述多个上行链路子消息解码为多个解码后的上行链路消息分段；以及从所述多个解码后的上行链路消息分段中重建所述受保护物理层上行链路消息。14.一种用于由用户设备(ue)进行安全无线通信的装置，包括：存储器；以及
耦合到所述存储器的至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：从基站接收受保护物理层消息的多个子消息，每个子消息通过不同波束接收；将所述多个子消息解码为多个解码后的消息分段；以及从所述多个解码后的消息分段中重建所述受保护物理层消息。15.根据权利要求14所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为接收指示所述受保护消息的结构和所述多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息。16.根据权利要求15所述的装置，其中所述结构包括所述受保护消息的子消息的总量。17.根据权利要求15所述的装置，其中所述控制消息还指示所述多个子消息中的每一个的解码信息和重建信息。18.根据权利要求14所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为向所述基站发送用于发送的候选波束的列表和所述候选波束中的每一个的接收指标，所述候选波束的列表包括通过其接收所述多个子消息中的子消息的不同波束中的每一个。19.根据权利要求18所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为接收要报告的潜在波束的最大数量以及接收的波束是否应该是候选波束的信号强度阈值的指示。20.根据权利要求14所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：将受保护物理层上行链路消息分段成多个上行链路子消息；向所述基站发送上行链路控制消息，所述上行链路控制消息指示受保护上行链路消息的上行链路结构和所述多个上行链路子消息中的每一个的上行链路发送波束；以及通过不同的上行链路发送波束，向所述基站发送每个上行链路子消息。21.一种用于由基站进行安全无线通信的装置，包括：存储器；以及耦合到所述存储器的至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：从用户设备(ue)接收用于发送的候选波束的列表和所述候选波束中的每一个的接收指标；将受保护物理层消息分段成多个子消息；向所述ue发送指示所述受保护消息的结构和所述多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息；以及通过所述候选波束中的不同发送波束向所述ue发送每个子消息。22.根据权利要求21所述的装置，其中所述结构包括所述受保护消息的子消息的总量。23.根据权利要求21所述的装置，其中所述控制消息还指示所述多个子消息中的每一个的解码信息和重建信息。24.根据权利要求21所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为向所述ue发送要报告的潜在波束的最大数量。25.根据权利要求21所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为向所述ue发送接收的波束是否应该是候选波束的信号强度阈值。26.根据权利要求21所述的装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：从所述ue接收受保护物理层上行链路消息的多个上行链路子消息，每个上行链路子消息通过不同的上行链路波束接收；将所述多个上行链路子消息解码为多个解码后的上行链路消息分段；以及
从所述多个解码后的上行链路消息分段中重建所述受保护物理层上行链路消息。

技术总结
由用户设备(UE)执行一种安全无线通信的方法。方法从基站接收受保护物理层消息的子消息，每个子消息通过不同的波束接收。方法还将子消息解码为解码后的消息分段。此外，该方法从解码后的消息分段中重建受保护物理层消息。一种由基站进行的安全无线通信的方法包括从用户设备(UE)接收用于发送的候选波束的列表和候选波束中的每一个的接收指标。方法也包括将受保护物理层消息分段成子消息。该方法还包括向UE发送指示受保护消息的结构和多个子消息中的每一个的发送波束的控制消息；以及通过候选波束的不同发送波束向UE发送每个子消息。候选波束的不同发送波束向UE发送每个子消息。候选波束的不同发送波束向UE发送每个子消息。


技术研发人员：N
受保护的技术使用者：高通股份有限公司
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2023/10/5