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UWB系列
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UWB安全數(shù)據(jù)通訊STS-加密、身份認(rèn)證

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DW3000系列才能支持UWB安全數(shù)據(jù)通訊，DW1000不支持

IEEE 802.15.4a沒有數(shù)據(jù)通訊安全保護(hù)機(jī)制

，IEEE 802.15.4z中指定的擴(kuò)展得到增強(qiáng)（在PHY/RF級別）：增添了一個重要特性“擾頻時間戳序列（STS）”
，該特性增添了加密
、隨機(jī)數(shù)生成等
。

STS缺省是關(guān)閉

，只有打開和使用才能體現(xiàn)UWB安全通訊
。STS的使用涉及AES的公鑰和私鑰的管理和使用
。

UWB 是一種基于脈沖的系統(tǒng)，使用一系列非常窄的 2 納秒脈沖

。這些窄脈沖經(jīng)過編碼和傳播
，將會占用 500 MHz 的帶寬。脈沖序列使用 IPATOV 和偽隨機(jī)安全 STS 編碼進(jìn)行編碼
，分別重復(fù)多次
。標(biāo)頭和 STS 后面是 MAC 標(biāo)頭和數(shù)據(jù)。此標(biāo)頭
、STS
、MAC 標(biāo)頭和數(shù)據(jù)序列構(gòu)成一幀。

UWB,STS,位置,定位

加擾時間戳序列（Scrambled Timestamp Sequence, STS）:

增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的完整性（integrity）

，進(jìn)一步提高了UWB技術(shù)在應(yīng)用的安全性
。

對于BPRF和HPRF模式，STS字段都是可選的

。

STS引入之后

，數(shù)據(jù)幀變更為4種模式，即SP0
、SP1
、SP2
、SP3。

UWB,STS,位置,定位

STS使用偽隨機(jī)序列和加密技術(shù)來保護(hù)每幀中生成的時間戳數(shù)據(jù)的完整性

。此生成過程依賴于高級加密標(biāo)準(zhǔn) (AES) 安全協(xié)議
。

AES 是一種用于保護(hù)信息的對稱分組密，STS 利用鏈接兩端的私鑰和公鑰來加密和交換初始 STS 密鑰

。初始化完成后
，在每次傳輸后都會使用一種復(fù)雜的算法來更改此 STS 代碼。

UWB,STS,位置,定位

STS 字段由一組偽隨機(jī)二進(jìn)制相移鍵控 (BPSK) 調(diào)制脈沖組成

， BPSK 調(diào)制序列的偽隨機(jī)性由密碼安全的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器確保
，由于序列的偽隨機(jī)性，沒有周期性
，因此允許接收器產(chǎn)生可靠
、高度準(zhǔn)確和無偽影的信道延遲估計。

UWB物理層

IEEE標(biāo)準(zhǔn)定義了一種非常靈活的UWB物理層

，通過調(diào)整如同步前導(dǎo)長度
、前導(dǎo)碼、數(shù)據(jù)速率等參數(shù)來實現(xiàn)
。

Responder用SYNC同步收到的UWB信息

，STS用于生成一個防篡改的時間戳。

PHY Header包含PSDU信息

，PSDU由5部分組成
，PPDU(PHY protocal data unit)物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元：

1.    SYNC：又稱前導(dǎo)碼區(qū)域，接收機(jī)為了檢測和同步UWB信號

，首先必須找到符合協(xié)議的前導(dǎo)碼
；前導(dǎo)碼（由0/1組成的一種幀結(jié)構(gòu)，通知目標(biāo)做好接受準(zhǔn)備）
；

2.    SFD：報文起始分隔符

；

3.    STS：安全時間戳；

4.    PHY header(PHR)(SP3沒有)

，物理頭
；

5.    PHY 服務(wù)數(shù)據(jù)單元(PSDU)(SP3沒有），物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元

。

Responder用SYNC和SFD同步收到的UWB信息

，STS則用于生成1個防止篡改的時間戳，PHR包含了關(guān)于PSDU的內(nèi)容
，PSDU包含了有效信息
，就是Initiator真正想傳輸?shù)臄?shù)據(jù)

802.15.4z 規(guī)范提供了多對多 UWB 架構(gòu)，為安全的多點測距區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (RAN) 提供了基礎(chǔ)

。UWB,STS,位置,定位


標(biāo)簽

UWB STS 位置 定位

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