3gpp lte中的通信移动设备之间的接近发现、认证和链路建立的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信设备的接近发现。更具体地，本发明设及可W导致设立设备之间 的设备到设备通信会话的设备的接近发现。
【背景技术】
[0002] 3GPP标准中的最近发展设及长期演进（LTE)网络和设备。也已知为4G(即第四代） 移动通信标准的LTE是针对用于移动电话和数据终端的高速数据的无线通信的标准。其是 GSM/邸GE(也已知为2G或2. 5G)和UMTS/服PA(也已知为3G)的后继者，使用不同无线电 接口连同核屯、网络改进一起增加容量和速度。最近的LTE扩展允许接着排他地在基站与移 动设备之间的传统通信的、直接或者使用附近的基站作为中继站的设备到设备（D2D)通信。 在LTE中，设备到设备通信也已知为LTE-Direct通信。
[0003] 用于LTE-Direct通信的用例从3GPP技术报告TR22. 803已知。在第一用例中， Alice在开会并且想要检测她的朋友Bob的接近。Alice接通针对她的朋友Bob的直接模 式发现。对此，Alice的电话将消息发送给她的移动运营商W告知她想要使用直接模式并 且具体地针对Bob是可发现的。移动运营商的直接模式服务器将Alice和Bob列为一对。 然后，如果网络检测到Bob和Alice靠近(例如他们位于相同的网络小区中或者通过某种其 它机制)，则其通知Alice和Bob并且向他们发送信息，他们可W利用该信息可靠地标识彼 此而不会泄露他们的隐私。在第二用例中，设及公共安全服务，诸如消防队、警察和急救服 务。例如，进入没有覆盖的建筑物的消防员想要能够与同事交谈。在该示例中，设备可W发 现彼此并且设立安全且经认证的连接。
[0004] 当诸如电话和机器类型通信（MTC)设备之类的固定和/或移动设备处于彼此的 附近时，可W在设备之间设立设备到设备通信会话，例如在LTE移动设备的情况下使用 LTE-Direct或者任何其它设备到设备通信标准，例如基于IE邸802. 11、IE邸802. 16、 IE邸802. 20、蓝牙、Wi-Fi或WiMax。对此，设备通常检测彼此的存在并且通知用户关于另 一设备的接近。 阳0化]一般而言，网络可W协助发现设备的接近。对此，网络确定两个设备可能处于彼此 的附近并且将彼此的可能接近通知给相应设备。网络可能不能够确定设备还能达到，在该 情况中设备必须执行更远的接近测试，例如通过广播要由其它附近设备获得的标识符。
[0006] 可替换地，接近的发现由设备直接执行。在该情况下，设备通常广播标识符并且发 现广播标识符中的其它设备。已知蓝牙设备具有运样的接近发现能力。
[0007] 在任一解决方案（网络协助的或直接的接近发现）中，相应设备的标识符由相应设 备广播或W其它方式传送。通常，标识符是静态的，从而使得有可能通过简单地W规则间隔 监听广播标识符来追踪单独的设备。运样的用户隐私的破坏是高度不合期望的。
[0008] 已知接近发现解决方案的另一缺陷在于，它们被用于发现单独的设备。存在针对 选择可发现性解决方案的需要，其使得能够实现单独的设备的接近发现W及设备群组的接 近发现二者。用户然后将能够例如调节他/她的设备的可发现性，W使得其仅针对有限数 目的设备标识自身，例如在会议中仅针对同事的设备或者在流行音乐会上仅针对朋友的设 备。用于设备到设备通信的范围内的其它设备优选地不应当能够了解群组中的设备的接 近。
[0009]存在针对W下解决方案的需要：其使得能够实现尊重隐私的受控无线电网络中的 设备的接近发现，允许选择可发现性，并且优选地在网络负载和必要的计算功率方面具有 低的分布（profile)。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供W下解决方案：其使得能够实现尊重隐私的受控无线电网络 中的设备的接近发现，允许选择可发现性，并且优选地在网络负载和必要的计算功率方面 具有低的分布。本发明对于能够进行设备到设备通信并且想要发现针对设备到设备通信会 话的附近设备的设备而言尤其有用，但并不限于此。
[0011] 根据本发明的一方面，提出一种用于源设备与一个或多个目标设备之间的接近发 现的方法。该方法包括在源设备中接收包括标识符的第一数据。该方法还包括在目标设备 中接收包括标识符的第一表示的第二数据。该方法还包括通过源设备广播包括标识符的第 二表示的信号。该方法还包括在目标设备中接收该信号。该方法还包括在目标设备中将标 识符的第一表示与标识符的第二表示相比较W获得用于建立成功的接近发现的比较结果。
[0012] 由此获得的比较结果通常指示标识符的第一表示和第二表示中的标识符是否可W匹配。如果情况如此，则可W推断接近发现成功。
[0013]代替标识符，源设备有利地广播仅指定的目标设备或目标设备群组可W设及源设 备的标识符的派生物（derivation)。由此，目标设备能够了解到谁在广播并且例如推断源 设备处于靠近范围内，例如用于设备到设备通信会话的范围内，或者基于源设备处于靠近 范围内而触发任何动作，例如在收费站收费。同时，源设备的身份不是可追踪的。
[0014]在本发明的实施例中，该方法还可W包括从目标设备向源设备传送取决于比较结 果的确认消息。运有利地使得源设备能够了解到目标设备处于靠近范围内。
[0015]在另一实施例中，标识符可W是唯一地标识目标设备的临时广播标识符，并且标 识符可W通过目标设备而与源设备可关联。运有利地使得源设备能够传送对于偷听者而言 看起来不会链接到源设备的标识符，从而使源设备不可追踪。目标设备能够将标识符与源 设备相关联。
[0016]在另一实施例中，源设备和一个或多个目标设备可W形成设备群组并且标识符可W标识设备群组。运有利地使得能够实现目标设备群组而不仅仅是一个目标设备的接近发 现。
[0017]在另一实施例中，标识符、标识符的第一表示和标识符的第二表示可W是相同的。
[0018]在另一实施例中，源设备和一个或多个目标设备可W被配置成通信连接到网络， 并且第一数据和第二数据可W从网络中的服务器接收。可替换地，第一数据和第二数据可 W从源设备接收。运有利地使得网络能够被包含或操作在没有网络的独立模式中。
[0019]在本发明的另一实施例中，该方法还可W包括在目标设备中接收包括标识符的第 =表示的第=数据。标识符的第一表示可W是通过第一数学函数所获得的标识符的派生 物，该第一数学函数使用标识符和随机数作为输入来计算标识符的派生物。标识符的第= 表示可W是随机数。比较步骤可W包括使用与第一数学函数相同的第二数学函数来计算标 识符的派生物，该第二数学函数使用标识符的第二表示和标识符的第=表示作为输入。比 较步骤还可W包括将标识符的所计算的派生物与标识符的第一表示相比较。随机数可W是 在服务器或源设备中生成的随机数。可替换地，随机数可W是在服务器或源设备中生成的 加盐值（salt)。可替换地，随机数可W是通过第=数学函数在服务器或源设备中获得的另 外的随机数的派生物，该第=数学函数使用另外的随机数和标识源设备的源标识符作为输 入来计算随机数的派生物。
[0020] 运有利地向所交换的标识符添加晦涩难懂的水平，从而使得更难W追踪设备。
[0021] 在另一实施例中，第二数据还可W包括票据（ticket)标识符。该方法还可W包括 在源设备中从服务器接收包括票据标识符、第一数据和第四数据的票据数据。该方法还可 W包括从目标设备向服务器传送票据标识符W获得与票据标识符相关联的第四数据的副 本。该方法还可W包括在目标设备中从服务器接收第四数据的副本。确认消息可W包括第 四数据的副本W用于在源设备中利用第四数据进行验证。
[0022] 检票（ticketing)有利地使得有可能追踪接近发现尝试。追踪可W例如用于记入 接近发现尝试或者对其收费。
[0023] 在另一实施例中，该方法还可W包括由服务器的运营商对从源设备或目标设备请 求第一数据、第二数据和/或票据数据进行收费。运有利地使得能够对接近发现尝试进行 收费，可能地仅对成功的接近发现尝试。
[0024] 在另一实施例中，该方法还可W包括在目标设备中从源设备接收第一挑战数据。 该方法还可W包括在目标设备中使用第四数学函数(例如散列函数）对第一挑战数据计算 派生的第一挑战数据。确认消息还可W包括派生的第一挑战数据和第二挑战数据。该方法 还可W包括在源设备中使用与第四数学函数相同的第五数学函数对第一挑战数据计算派 生的第一挑战数据，W用于与所接收的派生的第一挑战数据相比较。该方法还可W包括在 源设备中使用第六数学函数对第二挑战数据计算派生的第二挑战数据。该方法还可W包括 将派生的第二挑战数据传送给目标设备。该方法还可W包括在目标设备中使用与第六数学 函数相同的第屯数学函数对第二挑战数据计算派生的第二挑战数据，W用于与所接收的派 生的第二挑战数据相比较。
[00巧]运有利地W挑战-响应认证的形式向标识符的交换添加安全水平。
[00%] 在另一实施例中，票据数据还可W包括加密密钥。该方法还可W包括在目标设备 中从服务器接收在服务器中与票据标识符相关联的加密密钥。第四、第五、第六和第屯数学 函数可W包括使用加密密钥的加密函数。
[0027] 运有利地向标识符的交换添加安全水平。
[0028] 根据本发明的一方面，提出一种源设备，其被配置用于使用上述方法的一个或多 个步骤来执行与一个或多个目标设备的接近发现过程。