TWI726941B

TWI726941B - 用於驗證距離量測之系統

Info

Publication number: TWI726941B
Application number: TW105138040A
Authority: TW
Inventors: 華特迪斯; 德拉爾法蘭西斯克斯安東尼爾斯瑪麗亞凡
Original assignee: 荷蘭商皇家飛利浦有限公司
Priority date: 2015-11-23
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2021-05-11
Also published as: US11150339B2; TW201721171A; RU2721685C2; RU2018118765A; BR112018010185A2; EP4481438A3; JP6982569B2; EP4481438A2; MX2018006208A; JP2019503472A; BR112018010185B1; WO2017089247A1; ZA201804210B; CN108291960A; US20180335514A1; CN108291960B; RU2018118765A3; EP3380862A1

Abstract

一種經由無線通信(130)進行距離量測之第一裝置(110)使用一測距協定以經由一往返時間量測判定距一第二裝置(120)之一距離(140)，其中第一時間資料表示該往返時間且第二時間資料表示接收一請求與發送一對應應答之間的一回應時間。該第二裝置接收該往返時間且判定該距離。該第一裝置藉由從該第一時間資料減去基於該經判定距離計算之該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定第三時間資料，且判定指示該第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料。接著，該裝置自基於該識別符資料之一資料庫獲得一參考間隔值，且藉由比較該第三時間資料與該參考間隔值而驗證該經判定距離是否可靠。

Description

用於驗證距離量測之系統

本發明係關於一種裝置，其根據充當一第一裝置之該裝置與充當一第二裝置之另一無線通信裝置之間的一預定協定經由無線通信進行距離量測。本發明進一步係關於一種用於距離量測之方法、一種提供者伺服器方法及於一裝置或伺服器中使用之電腦程式產品。

本發明大體上係關於室內位置系統之領域，且更特定言之提供用於驗證距離量測之各種裝置及方法以及對應電腦程式產品。

室內區域中需要位置知曉服務。例如，在大型室內複合體(諸如醫院、大學、停車場、購物中心及/或辦公室)中，無線服務可提供至近距離處之行動裝置。一室內位置系統可提供一服務給消費者(在下文中為終端使用者)；終端使用者最終將依賴之一服務。此等基於位置之服務僅可提供至附近(即，在距服務提供裝置之一有限距離處)之裝置。因此，距離量測可靠係重要的。一終端使用者之可靠性之一個態樣係所報告之距離之準確性。

使用大量新近引入之技術(諸如NFC、iBeacon、編碼光等)，基於位置之服務愈來愈多地部署於各種廣告、支付、購物及其他環境中。參見例如可經由http：//www.wireless-mag.com/Features/33937/beacons-close- in-on-proximity-based-applications.aspx#.VfwrlvnBG_k獲得之藉由George Malim之文章「Beacons close in on proximity-based applications」。例如，NFC甚至用於支付，此係因為歸因於其基於非常有限信號範圍之緊密接近性，其被信任為安全的。

最近在IEEE 802.11中定義之無線通信協定之一新版本中發展出用於距離量測之一已知系統。該新版本包括用於判定兩個裝置之間的一距離之一測距協定，且容許準確的距離量測及判定多達1米或甚至更低解析度之裝置位置。測距協定(稱為精細時序量測程序(FTM))在[參考1]IEEE 802.11REV-mc之章節10.24.6中定義，且使用量測訊息準確量測信號之往返時間(RTT)，且基於訊息之經量測行進時間導出距離。

吾人注意到，本申請案係在測距協定之領域。此等對應於稱為飛行時間量測，其等量測電磁輻射在傳輸器與接收器之間行進所花費之時間。其等根本上不同於如在IP/HTTP協定中執行之距離量測(又稱為連線測試(ping)時間)，其等量測一IP資料封包在一網路中自一源裝置傳輸至一接收裝置所花費之時間，其中此傳輸可包含數個中間裝置。假定一無線信號在自由空氣中以實質上光速傳播，則輻射涵蓋一米之一距離花費3.3ns，而Wi-Fi站能夠達到約0.1ns之一時間粒度。相反，在IP協定中，連線測試距離在ms之數量級(因此高6個數量級或量值)。例如，在HDCP(高清晰度內容保護)2.0標準中，基於連線測試執行距離量測，且若往返時間小於20ms，則一接收者被視為緊密接近。

為使兩個裝置基於往返時間量測判定彼此之間的距離，其等需要協作。起始一請求以開始一往返時間量測之一起始無線裝置需要回應裝置來判定發送一訊息與接收回應之間的一間隔且將該時間間隔發送至該起始裝置。藉由發送錯誤資料，一裝置可實際上聲稱其比實際上更近或更遠。若一裝置信任經接收距離/位置資訊係準確的，則此可導致可能濫用一基於位置之服務。例如，一基於位置之服務可自動開始一些交易。

在已知系統中，該量測資料或該經接收距離可被篡改且因此不能完全信任。

本發明之一目的係提供一種使基於往返時間之距離量測更可信之系統。

為此目的，提供如附屬技術方案中定義之裝置及方法。

提供一種根據充當一第一裝置之一裝置與充當一第二裝置之另一無線通信裝置之間的一預定協定經由無線通信進行距離量測之方法，該預定協定包括用於基於一往返時間量測判定該第一裝置與該第二裝置之間的一距離之一測距協定，其中測距協定-該第一裝置在一第一時間(t1)發送一量測訊息；-該第二裝置在一第二時間(t2)接收該量測訊息；-該第二裝置在一第三時間(t3)傳輸一量測應答；-該第一裝置在一第四時間(t4)接收該量測應答；用以評估該經判定距離，該方法包括：-判定或接收表示該第一時間與該第四時間之間的一時間間隔之第一時間資料；-判定或接收表示如由該第二裝置提供之該第二時間與該第三時間之間的一時間間隔之第二時間資料；-藉由基於該第一時間資料及該第二時間資料判定該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定該距離；其中該方法包括藉由不同於該第二裝置之一裝置驗證該距離，其藉由：-藉由從該第一時間資料減去基於該經判定距離計算之該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定第三時間資料，判定指示該第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料，-自基於該識別符資料之一資料庫獲得指示接收一量測訊息與傳輸一量測應答之間的一間隔之該第二裝置之一參考間隔值，-藉由比較該第三時間資料與該參考間隔值而驗證該經判定距離是否可靠。

進一步提供一種根據一第一裝置與一第二裝置之間的一預定協定經由無線通信進行距離量測之裝置，該預定協定包括用於基於一往返時間量測判定該第一裝置與該第二裝置之間的一距離之一測距協定，其中測距協定-該第一裝置在一第一時間(t1)發送一量測訊息；-該第二裝置在一第二時間(t2)接收該量測訊息；-該第二裝置在一第三時間(t3)傳輸一量測應答；-該第一裝置在一第四時間(t4)接收該量測應答；用以評估該經判定距離，該測距協定包括：-接收或判定表示該第一時間與該第四時間之間的一時間間隔之第一時間資料；-接收或判定表示如由該第二裝置提供之該第二時間與該第三時間之間的一時間間隔之第二時間資料；及 -藉由基於該第一時間資料及該第二時間資料判定該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定該距離；其中該裝置係不同於該第二裝置之一裝置且包含：一收發器，其用於傳輸及接收訊息，一訊息處理器，其經配置以產生待傳輸之訊息、處理經接收訊息以及驗證該經判定距離，驗證該經判定距離係藉由：-藉由從該第一時間資料減去基於該經判定距離計算之該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定第三時間資料，-判定指示該第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料，-自基於該識別符資料之一資料庫獲得指示接收一量測訊息與傳輸一量測應答之間的一間隔之該第二裝置之一參考間隔值，及-藉由比較該第三時間資料與該參考間隔值而驗證該經判定距離是否可靠。

進一步提供一種於與如上文描述之一裝置協作之一提供者伺服器中使用之提供者伺服器方法，該方法包括-將指示該測距協定中之處理時間之該等各自裝置之參考時間資料儲存於基於指示各自裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料之一資料庫中，-自該裝置接收指示該第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料，-基於該識別符資料自該資料庫擷取該第二裝置之各自參考時間資料，及-將指示該第二裝置之該參考間隔值之該各自參考時間資料傳輸至該裝置，以使該裝置能夠藉由比較該第三時間資料與該參考間隔值而驗證該經判定距離是否可靠。

在此一測距協定中，該第一時間資料例如藉由t1及t4之值或藉由t4-t1之一差值表示第一時間與第四時間之間的時間間隔。類似地，該第二時間資料例如藉由t2及t3之值或t3-t2之一差值表示第二時間與第三時間之間的時間間隔。藉由基於該第一時間資料及該第二時間資料判定該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定該距離需要藉由自由該第一時間資料表示之該時間間隔t4-t1減去由該第二時間資料表示之該時間間隔t3-t2而計算往返行進時間，且使用光速導出實際距離。例如，該測距協定可規定該第二裝置執行該計算且將該經判定距離傳送至該第一裝置。或者，該第二裝置將該第二時間資料傳送至該第一裝置或另一距離計算裝置以執行該計算。然而，在每一設置中，使用如由該第二裝置提供之該第二時間資料來實現該計算。故一惡意第二裝置可故意操縱該經判定距離或可提供該第二時間資料之錯誤值。

上述特徵具有以下效應：當一裝置參與一測距協定而充當將該第二時間資料或該經判定距離提供至一第一裝置之一第二裝置時，藉由該第一裝置驗證該經判定距離。藉由該第二裝置根據該測距協定基於一往返時間量測計算該距離。其中，第一裝置在一第一時間(t1)發送一量測訊息；該第二裝置在一第二時間(t2)接收該量測訊息；該第二裝置在一第三時間(t3)傳輸一量測應答；且該第一裝置在一第四時間(t4)接收該量測應答。該第一裝置判定表示該第一時間與該第四時間之間的一時間間隔之第一時間資料且將該第一時間資料發送至該第二裝置。該第二裝置判定表示該第二時間與該第三時間之間的一時間間隔之第二時間資料，且藉由基於該第一時間資料及該第二時間資料判定該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定該距離。該第二裝置將該經判定距離傳送至該第一裝置。

然而，該第二裝置可故意發送一不同值作為該經判定距離(例如，一短距離)而假裝在該第一裝置附近。該第一裝置經配置以如下藉由評估該經判定距離而驗證該經判定距離是否可靠。首先藉由從該第一時間資料減去基於該經判定距離計算之該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定第三時間資料。再者，該第一裝置獲得指示接收一量測訊息與傳輸一量測應答之間的一間隔之該第二裝置之一參考間隔值。最後，該第一裝置藉由比較該第三時間資料與該參考間隔值而驗證該經判定距離是否可靠。有利地，當該經計算第三時間與該參考間隔值匹配時，確認該經判定距離之可靠性，且當發現一實質差異時，該經判定距離被視為不可靠。後續程序或存取權現依賴於經驗證距離而受控於該第一裝置。

應注意，在上文中，為清楚起見，已描述為該第一裝置執行距離量測及距離可靠性驗證。然而，該第一裝置或兩個裝置將全部所需資訊提供至一第三裝置以執行距離量測及距離可靠性驗證亦係可行的。

訊息處理器經配置以判定指示該第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料，且自基於該識別符資料之一資料庫獲得該參考間隔。可自來自該第二裝置之該預定協定之一訊息導出該識別符資料。有利地，該資料庫提供實踐中使用之許多裝置及/或晶片組之參考值。

視情況，該訊息處理器經配置以經由該測距協定自多個各自距離量測獲得各自量測資料，且藉由偵測該等各自量測資料之間的差而進行該評估。提供各種實施例以獲取且使用各自量測資料以增加可靠性位準。有利地，一惡意第二裝置更難以操縱回應以使來自多個量測之各自量測資料在不同於實際距離之一虛擬距離處一致。

根據本發明之一方法可在一電腦上實施為一電腦實施方法，或實施於專用硬體中或其等兩者之一組合中。根據本發明之一方法之可執行程式碼可儲存於一電腦程式產品上。電腦程式產品之實例包含記憶體裝置(諸如一記憶條)、光學儲存裝置(諸如一光碟)、積體電路、伺服器、線上軟體等。電腦程式產品可包括儲存於一電腦可讀媒體上以當在一電腦上執行該程式產品時執行根據本發明之一方法之非暫時性程式碼構件。在一實施例中，電腦程式包括經調適以當電腦程式在一電腦上運行時執行根據本發明之一方法之全部步驟或階段。較佳地，電腦程式在一電腦可讀媒體上具體實施。提供一種可自一網路下載及/或儲存於一電腦可讀媒體及/或微處理器可執行媒體上之電腦程式產品，該產品包括用於當在一電腦上執行時實施如上文描述之一方法之程式碼指令。

本發明之另一態樣提供一種使該電腦程式可用於下載(例如，包含於一基於位置之應用程式中)之方法。當該電腦程式經上傳至例如Apple之App Store、Google之Play Store或Microsoft之Windows Store中且當該電腦程式可用於自此一商店下載時使用此態樣。

附屬技術方案中給出根據本發明之裝置及方法之進一步較佳實施例，其等之揭示內容以引用的方式併入本文中。

100:系統

110:第一裝置

111:第一收發器

112:第一訊息處理器

120:第二裝置

121:第二收發器

122:第二訊息處理器

130:形狀/無線通信

140:距離

141:第二距離

142:第三距離

150:第三裝置

300:系統

401:節點START

402:第一階段RNGP

403:階段CALC

404:階段DT3/判定

405:階段OREF/獲得

406:階段VERID/驗證

407:節點END

501:節點START

502:第一階段STR/儲存

503:階段RCID/接收

504:擷取

505:階段TRREF/傳輸

1000:電腦可讀媒體

1010:可寫部分

1020:電腦程式

1100:處理器系統

1110:積體電路/處理器系統

1120:處理單元/處理器

1122:記憶體

1124:專用積體電路

1126:通信元件

1130:互連件

自以下描述中以實例之方式且參考隨附圖式描述之實施例將明白本發明之此等及其他態樣且將參考該等實施例進一步闡明本發明之此等及其他態樣，其中圖1展示用於無線通信及距離量測之裝置，圖2展示一測距協定，圖3展示用於無線通信及距離量測之一多裝置系統，圖4展示經由無線通信進行距離量測之一方法，圖5展示提供參考資訊之一提供者伺服器方法，圖6a展示一電腦可讀媒體，及圖6b展示一處理器系統之一示意圖。

圖僅為圖解的且未按比例繪製。在該等圖中，對應於已描述元件之元件可具有相同元件符號。

如下文描述之使用無線通信之距離量測方法及裝置提供至少一基本功能，即，通常在一室內環境中提供關於一行動裝置與另一裝置(例如，在一固定位置上)之間的當前距離之資訊。

上述基本功能可於一基於距離或位置(location或position)之服務中使用。此服務繼而可用於提供進一步服務。在一室內導航系統之內容背景內，距離隨後可用於將一裝置使用者從一個位置引導或導引至另一位置；例如，沿一系列位置；即，在一路線上。在一購物內容背景內，可即時建立此一路線；例如，基於一終端使用者之購物清單使用一基於網路之購物服務。在沿線路導航之程序中，可使終端使用者知曉興趣點，此在一購物內容背景中可表示特惠(special offer)等。

藉由使一基於距離之量測更可信，其變為可靠的基於接近性之服務之一可行工具。一些實例使用使用案例包含：

-若你連接至一附近無線鍵盤、附近無線儲存裝置、附近感測器或附近無線網路攝影機，則你希望確保連接至一正確者而非至想要監視、複製或追蹤你正做的事之一些中間人裝置。

-若你遇見你的朋友且想要連接至朋友的行動電話以交換一些圖片，則你希望確保連接至你朋友的電話而非一中間人。

-若在一房子或商店中你想要自動接通一些裝置、打開某一門或當緊密接近時容許一人用其之行動裝置連接至一些服務，則你希望確保該行動裝置之位置係正確的且並非聲稱在附近之一偽造裝置。

-若在一商店中你想要起始一交易(例如，當靠近收銀機時)，則你希望確保你並未經受一「網路釣魚」攻擊，藉此一使用者可能不知道且連接至定位於遠處之一網路釣魚裝置而非由商店提供之一官方服務。

圖1展示用於無線通信及距離量測之裝置。用於無線通信之一系統100包括一第一裝置110及一第二裝置120，該等裝置實體上隔開一距離140。第一裝置具有一第一收發器111及一第一訊息處理器112。同樣地，第二裝置具有一第二收發器121及一第二訊息處理器122。該等裝置經裝備用於無線通信，如由形狀130及連接收發器111、121之箭頭示意性地指示。裝置經配置以根據第一裝置與第二裝置之間的一預定協定經由無線通信進行距離量測。預定協定包含用於判定第一裝置與第二裝置之間的一距離之一測距協定，如下文關於圖2進一步詳述。

在實例中，預定協定係根據IEEE 802.11[參考1]之WiFi，但當以基於往返時間量測之一適當測距協定提供時，亦可使用其他無線協定，諸如Bluetooth。

圖2展示一測距協定之一示意圖。根據協定，一第一裝置DEV1與一第二裝置DEV2交換訊息，如藉由表示在向下方向上之時間進程之兩個垂直時間線之間的箭頭指示。最初，第二裝置發送一請求訊息RRQ以起始一往返時間量測，其係如現在描述之一序列訊息、時間量測及計算。藉由自第一裝置至第二裝置之一訊息ACK1應答請求訊息。應注意，測距協定可替代地藉由第一裝置起始。

隨後，第一裝置在一第一時間t1發送量測訊息M1，t1亦稱為M1之離開時間。第二裝置在一第二時間t2接收量測訊息M1，t2亦稱為M1之到達時間。接著，第二裝置在一第三時間t3傳輸一量測應答ACK1，t3亦稱為ACK1之離開時間，且第一裝置在一第四時間t4接收量測應答ACK1，t4亦稱為ACK1之到達時間。t1與t4之間的時間間隔可稱為往返時間，而t2與t3之間的時間間隔可稱為回應時間。時間t1、t4及t2、t3藉由各自訊息處理器使用一本地時脈信號或具有足夠高以表示數奈秒之時間差以實現計算表示裝置之間的距離140之由訊息M1及ACK1在往返時間量測期間行進之多達數米之距離的一頻率之任何其他可用時脈信號偵測到。

在第一裝置中，第一收發器經配置以傳輸且接收上述訊息。第一訊息處理器經配置以根據預定協定及測距協定處理訊息。明確言之，第一訊息處理器判定表示第一時間t1與第四時間t4之間的一時間間隔之第一時間資料。隨後，在一訊息M2中，將第一時間資料發送至第二裝置，第二裝置可發送一應答訊息ACK2。例如，訊息M2中之第一時間資料含有t1及t4之值或t1與t4之間的間隔。最後，第一訊息處理器在一報告中(例如在一範圍報告訊息RRP中)自第二裝置接收一經判定距離。

在第二裝置中，第二收發器經配置以傳輸且接收訊息。第二訊息處理器經配置以根據預定協定及測距協定處理訊息。明確言之，第二訊息處理器判定表示第二時間t2與第三時間t3之間的一時間間隔之第二時間資料。隨後，在訊息M2中，第二訊息處理器接收第一時間資料。接著，第二訊息處理器藉由基於第一時間資料及第二時間資料判定第一裝置與第二裝置之間的訊息之一行進時間而判定距離。最後，第二訊息處理器在一報告中(例如在範圍報告訊息RRP中)將經判定距離傳送至第一裝置。或者，第二裝置可將第二時間資料傳送至第一裝置或另一距離計算裝置，該各自裝置基於如自第二裝置接收之第二時間資料執行計算經判定距離。

為準確地量測兩個無線裝置之間的往返時間，需要兩個無線裝置皆參與時間量測(例如，在IEEE 802.11REV-mc中定義之例示性FTM機制中，藉由量測t1及t4或t2及t3)且將時刻(t1、t2、t3、t4)、間隔(t3-t2、t4-t1)或所得計算距離之量測資料發送至另一裝置。在FTM中，裝置稱為站STA，且一接收STA可請求一發送STA發送含有一特定時序資訊集(特定言之，如上文描述之t1及t4)之FTM訊框。基於自發送STA接收之時序資訊及接收STA處之本地時序資訊t2及t3，接收STA能夠按0.1ns之一粒度量測RTT。基於RTT量測，接收STA能夠非常精確地計算其距發送STA之距離。應注意，兩個STA之間的FTM程序可在相關聯之前發生。

然而，故意想要藉由假裝其非常靠近(而實際上遠更遠)而欺騙系統以例如獲得應對另一無線裝置觸發一自動動作(諸如自動存取一本地服務而無需進一步認證)之一無線裝置可容易將錯誤量測發送至另一無線站。例如，充當第二裝置DEV2之裝置可使用具有比實際上更大之一差之t2及t3之值及/或將距離故意算錯及/或誤報為低於實際實體距離。

現描述一機制，其使提供一本地服務之一無線裝置能夠在起始或容許觸發一自動動作之前驗證(validate)經接收時序/距離量測。如此做之益處防止可能濫用，此意謂經驗證距離/位置可用作可代替或除其他認證機制(諸如Wi-Fi保護設置)外使用之一可能「認證」步驟，且因此非常有助於增大基於Wi-Fi之服務之易用性。其亦使基於Wi-Fi位置之服務能夠成為對被視為更安全之其他基於位置之服務機制(例如，基於諸如NFC及編碼光之其他技術)之一可行替代。

在機制中，藉由對無線訊息執行時間量測而判定一第一無線裝置與一第二無線裝置之間的距離。第一無線站隨後驗證自第二無線站接收之值以判定值是否遵循參考準則。若遵循，則經接收值被視為有效，且第一裝置將經判定距離視為可靠的。例如，第一裝置現可自動接受來自第二裝置之一傳入連接請求。機制如下。

第一訊息處理器經配置以針對評估經判定距離而藉由從第一時間資料減去基於經判定距離計算之第一裝置與第二裝置之間的訊息之一行進時間而判定第三時間資料。隨後，第一訊息處理器經配置以獲得指示接收一量測訊息與傳輸一量測應答之間的一間隔之第二裝置之一參考間隔值。最後，第一訊息處理器經配置以藉由比較第三時間資料與參考間隔值而驗證經判定距離是否可靠。在一實施例中，第一訊息處理器經配置以進行該驗證以比較第三時間資料與參考間隔值，且若偏離超過一預定誤差容限，則將經判定距離限定為不可靠。可以時間表達誤差容限而根據光速表示以米為單位之一對應誤差容限。

在裝置中，第一訊息處理器經配置以判定指示第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料且自基於識別符資料之一資料庫獲得參考間隔。此一資料庫可含有各自已知硬體裝置(例如已知類型之晶片組或行動裝置)之參考間隔。例如，可已知第二裝置之類型為一Apple iPhone 6，且資料庫可具有該類型之行動電話之參考資料。故，視情況，第一訊息處理器經配置以自來自第二裝置之預定協定之一訊息導出識別符資料。若無法判定第二裝置之製造商或模型或因某些原因裝置或裝置類型被視為不可靠或參考資料不可用，則第一訊息處理器可發信號通知此以進行進一步處理，例如，觸發一不同認證程序。

可自預定協定中之其他訊息或自通信堆疊中之一不同層導出識別符資料。例如，可自Wi-Fi協定中之MAC標頭獲得之第二裝置之MAC位址可用於判定裝置之製造商或裝置內使用之Wi-Fi晶片組。此可藉由第一訊息處理器使用諸如可自http：//www.macvendorlookup.com獲得之一網路服務或藉由使用基於http：//standards-oui.ieee.org/oui.txt上之官方清單之一內部儲存資料庫完成。除製造商或裝置類型外，服務或一進一步資料庫亦應含有基於裝置之說明書或參考量測之參考資料。

獲得資料庫之參考資料在實踐中可為困難的。在一實施例中，第一訊息處理器經配置以藉由基於第二裝置之量測資料儲存及/或更新至少一個參考值而調適資料庫。例如，可形成一「自學系統」，其中藉由基於來自第二裝置之量測資料儲存且更新一MAC位址範圍之參考值而動態建立資料庫。初始資料庫可含有流行裝置之一組有限參考值(考慮到前10個智慧型電話裝置涵蓋市場之絕大部分)。當一裝置尚未在資料庫中時，可需要一更可靠之認證方法，以藉此將該裝置類型添加至資料庫。不可靠的或不可能的量測值不應用於更新資料庫。

在一實施例中，測距協定包括一參考訊息。該參考訊息可例如添加至如IEEE 802.11[參考1]中定義之測距協定。此參考訊息可由一前述參考請求訊息觸發，或可為測距協定之一標準部分(例如包含於初始測距請求RRQ中)。第一訊息處理器經配置以進行參考間隔基於如自第二裝置接收之參考訊息之該獲得。隨後，比較參考間隔與第三時間資料之計算值。額外安全性可藉由使第二裝置在第二裝置獲取實際往返時間量測之第一時間資料之前發送參考訊息而達成。此外，第一訊息處理器經配置以在發送第一時間資料之前接收參考訊息。

在一實施例中，第一訊息處理器經配置以經由測距協定自多個各自距離量測獲得各自量測資料，且藉由偵測各自量測資料之間的差而進行該評估。藉由分析來自多個往返時間量測之結果，第一裝置可偵測源自操縱測距協定之第二裝置之異常。現描述分析多個量測之各種實例。

在一實例實施例中，第一訊息處理器經配置以執行第一裝置與第二裝置之間的該多個各自距離量測。隨後，判定一第一各自量測資料之各自第二時間資料與後續各自量測資料之各自第二時間資料之間的差。通常，此等差應約為零，但歸因於時間量測之不準確性，可量測到小的差。為適應此等不準確性，可界定一容許度或容限，例如，時間或距離之一預定誤差容限(一奈秒對應於約0.3米)。若經量測差低於該容限，則訊息處理器判定經判定距離係可靠的。然而，若計算展示各自量測之第二時間資料之一實質差，則假定第二裝置操縱報告距離且經判定距離係不可靠的。

在一實例實施例中，第一訊息處理器經配置以執行多個各自距離量測作為第一裝置與第二裝置之間的一序列距離量測，且判定序列中之量測之間的一序列間隔。此一序列量測可為舉例而言如IEEE 802.11[參考1]中之測距協定之部分。存取一資料庫以擷取序列間隔之一參考值。隨後，第一訊息處理器比較序列間隔與來自資料庫之參考序列間隔。若經量測間隔(例如，平均值及或一標準差)在一預定容限內等於參考值，則訊息處理器判定經判定距離係可靠的。然而，若各自量測之序列間隔值之間存在實質差，則假定第二裝置操縱報告距離或第二時間資料，且經判定距離係不可靠的。

在一實例實施例中，第一訊息處理器經配置以自第二裝置與第一裝置之間的測距協定之一反向執行獲得一反向量測資料。因為現藉由交換第一裝置及第二裝置之角色而執行測距協定，所以反向量測資料包括反向第一時間資料(即，如由第二裝置提供且傳送至第一裝置)。視情況，第一訊息處理器經配置以判定如由如反向執行之測距協定規定之距離且比較反向判定距離與如之前在測距協定之初始例項中接收之經判定距離。若第二裝置傳輸經判定距離及反向第一時間資料之可靠值，則兩個距離應相等(至少在量測不準確性之一容許度內)。視情況，第一訊息處理器經配置以藉由從反向第一時間資料減去第三時間資料(如由第一裝置自身使用)及基於經判定距離計算之第一裝置與第二裝置之間的訊息之一行進時間而判定第四時間資料。第四時間資料應約為零，但歸因於時間量測之不準確性，可發現一小的值。為適應此等不準確性，可界定一容許度或容限。若第四時間資料低於該容限，則訊息處理器判定經判定距離係可靠的。若第四時間資料超過一預定誤差容限，則第一訊息處理器判定經判定距離係不可靠的。

應注意，除之前描述之藉由比較第三時間資料與該參考間隔值而進行之對經判定距離之驗證外或作為其之一替代，可應用如上文描述之測距協定之反向執行及反向量測資料之後續使用。在此替代實施例中，可首先執行反向測距協定，此迫使一操縱第二裝置在不知道第一裝置與第二裝置之間的實際距離的情況下決定自第一時間資料減去之偽造時間量。接著，測距協定之正常例項跟隨，且操縱第二裝置需要一致地操縱複雜的第二時間資料，且可容易偵測到其中之誤差。

在一額外實施例中，測距協定包括可例如添加至如IEEE 802.11[參考1]中定義之測距協定之一額外屬性或額外訊息，含有一憑證(例如，公開金鑰)或一憑證之一散列或一加密憑證。第二裝置必須包含此憑證或一憑證之散列或一加密憑證作為測距協定之訊息交換之部分。為對稱，第一裝置亦將必須包含此憑證、一憑證之散列或加密憑證。測距協定之一訊息中含有憑證或一憑證之散列或一加密憑證之較佳欄位係其中傳送該欄位之信號或信號之至少部分用於量測訊息之傳輸或到達時間之一欄位，使得另一裝置非常難以(若非不可能)將其之憑證或其憑證之散列或其加密憑證插入於用於量測第一裝置與第二裝置之間的距離之一訊息中。攜載憑證或一憑證之散列或一加密憑證之信號愈靠近(在時間上)用於量測範圍之信號，或此等信號之間的重疊愈多，則愈佳。如此一來，第一裝置可確定測距協定之一訊息中之憑證或一憑證之散列或一加密憑證實際上係第二裝置以其執行範圍量測協定之一憑證。在一項實施例中，第一訊息處理器經配置以處理此憑證或一憑證之散列或加密憑證，且諸如藉由使用Wi-Fi保護設置協定、裝置供應協定、Diffie-Hellman金鑰交換及/或4向WPA2交握而驗證其是否匹配先前已由一裝置使用之一憑證(運用該憑證，該裝置已成功執行裝置認證且建立相互信任)。若發現一匹配，則第一裝置可假定第一裝置與第二裝置之間的距離量測可受信任且被視為可靠的。若未發現匹配，則第一裝置將不信任第一裝置與第二裝置之間的距離量測且執行額外步驟以諸如使用如其他實施例中描述之機制來驗證距離量測之可靠性。在另一實施例中，經量測值(例如，第一時間資料及/或第二時間資料)係使用經議定或自如在第一裝置與第二裝置之間執行之一之前裝置認證程序期間建立之第一裝置與第二裝置之間的經議定憑證導出之一金鑰加密。

在一替代實施例中，第二裝置必須包含在稍後連接設置期間將使用之一憑證或憑證之散列或一加密憑證。第一訊息處理器經配置以結合第一裝置與第二裝置之間的量測距離處理且儲存經接收憑證或憑證之散列或一加密憑證，以將量測距離與連接該憑證之特定裝置安全地關聯。在設立第一裝置與第二裝置之間的連接之後，第一裝置在執行裝置認證時(諸如在執行Wi-Fi保護設置協定、裝置供應協定、Diffie-Hellman金鑰交換期間及/或在執行4向WPA2交握時)驗證是否使用相同憑證或其之一派生物。如此一來，第一裝置可判定所連接之裝置係與完成一特定距離量測相同之裝置。特定言之，若憑證係一公開金鑰且若設立第一裝置與第二裝置之間的連接包含第二裝置已向裝置1成功證明其擁有屬於公開金鑰之私密金鑰作為範圍量測中之憑證，則第一裝置可確保第二裝置係其量測距其之範圍之一裝置且非一冒充者。

圖3展示用於無線通信及距離量測之一多裝置系統。如上文關於圖1及圖2描述，系統300等於系統100，但進一步具有至少一第三裝置150。第一裝置及第二裝置實體上隔開一距離140。第一裝置及第三裝置實體上隔開一第二距離141，且第二裝置及第三裝置實體上隔開一第三距離142。第三裝置具有一第三收發器及一第三訊息處理器(未展示)，其等類似於第二裝置之對應元件。裝置經裝備用於無線通信，如由形狀130及經由裝置之各自收發器連接裝置之箭頭示意性地指示。裝置經配置以根據第一裝置與第二裝置之間的一預定協定(包含如上文進一步闡明之測距協定)經由無線通信進行距離量測。現使用至少第三裝置判定由第二裝置報告之距離之該可靠性來描述各種進一步實施例。

在一實例實施例中，第一訊息處理器經配置以自一進一步裝置與第二裝置之間的一距離量測獲得至少一個進一步量測資料，且自進一步量測資料獲得參考間隔值。例如，進一步裝置亦可使用如第一裝置中般配置之一訊息處理器以在執行與第二裝置之一測距協定期間導出各自第二時間資料。隨後，進一步裝置可將該各自第二時間資料傳送至第一裝置。現使第一裝置能夠藉由比較第三時間資料與作為參考間隔值之經接收各自第二時間資料而驗證經判定距離是否可靠。因為進一步裝置亦執行與疑似操縱之第二裝置之測距協定，所以第二裝置現必須一致地操縱測距協定之兩個例項以對不同裝置作出回應。針對第二時間資料使用相同操縱值可為不可能的或可導致不一致的距離，此將藉由第一裝置基於如自進一步裝置接收之各自第二時間資料而偵測到。應注意，第一及進一步裝置無需知曉其等實際距離而仍發現第二時間資料之操縱值。

在另一實例實施例中，第一訊息處理器經配置以自至少一個進一步裝置與第二裝置之間的一距離量測獲得至少一個進一步量測資料，且自進一步量測資料導出至少一個進一步判定距離。現可將第一判定距離及進一步判定距離映射至第一裝置與進一步裝置之間的實際實體中間距離，該距離可為已知的、預定的或亦使用測距協定量測。故第一訊息處理器獲得至少一個進一步裝置相對於第一裝置之實際位置或距離資料。最後，第一訊息處理器藉由判定是否可基於經判定距離及至少一個進一步判定距離導出第二裝置相對於第一裝置之一估計位置而驗證經判定距離是否可靠。估計位置係基於中間距離與兩個判定距離存在一三角關係之基本幾何結構。例如，若兩個判定距離之總和小於該中間距離，則無法發現三角關係，而使該等經判定距離不可靠。

視情況，第一訊息處理器可藉由判定第二裝置相對於第一裝置之一估計位置是否符合第一裝置周圍之一預定平面圖而驗證經判定距離是否可靠。平面圖指示攜帶第二裝置之一人可存在之處，其可使用一或多個經判定距離互校。例如，若執行對充當第一裝置之三個不同受信任裝置之三個量測，且已知該三個受信任裝置相對於平面圖之位置，則可判定第二裝置是否在可由根據平面圖行走之一人使用之一位置處。

在一不同組態中，第一裝置執行與第三裝置之距離量測以決定設立第一裝置與第三裝置之間的一連接。在此情況中，當第一裝置或第三裝置亦由第二裝置接近以執行距離量測時，若第一裝置能夠驗證第二裝置及第三裝置是否獨立操作或其等是否協作執行距離量測(即，源自藉由第二裝置與第一裝置及/或第三裝置與第一裝置執行距離量測而藉由第二及第三裝置彼此發送/接收距離量測資料)且若第三裝置能夠驗證第一及第二裝置是否獨立操作或協作執行距離量測，則為有利的。若其等未協作，則第二裝置可為一有敵意裝置，其試圖藉由使量測裝置相信其在與被模仿裝置類似之一距離處而模仿第一或第三裝置，或試圖藉由進行其自身之距離量測而使量測裝置相信其實際上比被模仿裝置更靠近。在一可能實施例中，若一裝置在一指定短時段內接收到來自兩個或更多個不同裝置之距離量測訊框，或若來自兩個或更多個不同裝置之距離量測請求訊框在比該兩個裝置之第一者開始發送其量測請求之後的一預組態時間更早之一時間到達(例如，在協定中議定協作執行距離量測之兩個裝置必須在彼此之後之至少一特定指定時段發出其等量測訊框且因此調諧其等量測之情況中)，則該裝置可經組態以拒絕距離量測請求訊框及/或拒絕來自另外兩個裝置之認證請求及/或拒絕設立至另外兩個裝置之一連接。

在另一可能實施例中，若兩個裝置協作與一第三裝置執行距離量測，則此等裝置兩者皆必須包含一共同憑證(例如，共同對稱金鑰、公開/私密金鑰對)或憑證散列或加密憑證作為其等與第三裝置執行之距離量測協定之部分，在接收到來自兩個裝置之距離量測請求訊框時，第三裝置可藉由執行基於該經接收憑證之第三裝置與第一裝置之間的一詰問回應交換及基於該經接收憑證之第三裝置與第二裝置之間的一詰問回應交換而驗證該憑證或憑證散列或加密憑證之有效性。因此，此實施例另外係關於一種決定是否接受設立第一裝置與一第二裝置之間的一無線連接之方法及第一裝置，其中第一裝置亦由一第三裝置接近以執行距離量測，該方法包括：

-與第二及第三裝置協作以執行相對於第二及第三裝置之各者之至少一距離量測

-自第二及第三裝置(不同裝置)接收距離量測訊框

-若滿足以下條件之至少一者，則決定不接受設立無線連接：a)在一預定時段內接收到經接收距離量測訊框，-b)來自兩個或更多個不同裝置之距離量測請求訊框在比該兩個裝置之第一者已開始發送其量測請求之後的一預組態時間更早之一時間到達。

或者，若在執行裝置與另外兩個裝置之各者之間的裝置認證時(諸如在執行Wi-Fi保護設置協定、裝置供應協定、Diffie-Hellman金鑰交換期間及/或在執行4向WPA2交握時)，共同憑證或其之一衍生物未被使用或無法經正確驗證以使用，則自另外兩個裝置接收距離量測請求訊框及共同憑證、憑證之散列或加密憑證之裝置拒絕設立與該兩個裝置之任一者之一連接。

因此，此實施例另外係關於一種決定是否接受設立第一裝置與一第二裝置或一第三裝置之任一者之間的一無線連接之方法及第一裝置，該方法包括：

-接收第二及第三裝置之一共同憑證

-若在執行裝置與另外兩個裝置之各者之間的裝置認證時共同憑證或其之一衍生物未被使用或無法經正確驗證以使用，則決定不接受設立無線連接。

在一實施例中，第一訊息處理器經配置以判定在預定協定期間接收之至少一個訊息之至少一個信號強度，且藉由比較信號強度與經判定距離處之一預期信號強度而驗證經判定距離是否可靠。預定協定可提供關於第二站處之經接收信號強度之資訊。知曉傳輸功率及經判定距離，可計算預期信號強度。故可比較經接收信號強度與預期信號強度，且可偵測到偏差。視情況，第一站可改變傳輸器功率直至自第二裝置接收不到回應，可在知曉經判定距離之情況下預測該傳輸信號強度，且可偵測到偏差。例如，若通信遠更早地丟失(即，比針對經接收判定距離所計算更高之一傳輸器功率)，則距離視為不可靠的。

在一實施例中，第一訊息處理器經配置以在評估經判定距離不可靠之後進行至一不同程序而非預期基於距離之程序。例如，正常基於距離之程序將准許存取一基於位置之服務或本地周邊設備。若經判定距離被視為不可靠，則可拒絕全部進一步通信及/或存取及/或可將警示訊息發送至一管理系統或管理員。同樣地，第一訊息處理器可經配置以在進展至任何正常基於距離之程序之前從事可執行之與第二裝置之一不同安全協定，諸如請求額外憑證及/或使用者之一個人識別。不同安全協定可為一額外程序或對主協定之一進一步增強執行，且可例如導致正常安全程序中之一更嚴厲或嚴格步驟。視情況，第一訊息處理器經配置以使用一不同測距協定及/或一不同類型之無線通信(例如在一非常近距離之NFC)或藉由第二裝置之人類操作者提供一些識別及/或生物計量資料(如一指紋)而請求一進一步距離量測。同樣地，第一訊息處理器可經配置以在進展至任何正常基於距離之程序之前拒絕或限制對至少一些資料及/或第一裝置中之至少一個應用程式之存取。例如，即使距離被視為不可靠但仍可提供一基本服務，而若距離被視為可靠則提供一擴展服務。

在下文中，描述各種實際實施例。在一例示性實施例中，一第一無線站提供一Wi-Fi知曉(Wi-Fi Aware)服務，其指示需要藉由強制設定例如一「測距」旗標而量測距離。想要連接至該服務之一第二無線站需要諸如使用如IEEE 802.11REV-mc[參考1]中定義之FTM方法來執行距離量測。為進行此，第二無線站假定FTM啟動器角色且發出一FTM請求至第一無線站。若第一無線站接收到來自第二無線站之一FTM請求，則第一無線站將繼而起始一FTM叢發且將經量測時間戳記t1及t4提供至第二無線站，該第二無線站可使用此等值來準確地判定往返時間(RTT)及因此第一無線站與第二無線站之間的距離。若第一無線站將測距設置屬性中之測距報告位元設定為1，則第二無線站需要將一FTM量測範圍報告中之所得距離發送至第一無線站。第一無線站將需要信任其接收之量測以判定第二無線站之後續步驟，諸如自動接受一傳入連接請求。

為使第一無線站驗證量測距離，可使用以下機制之一或多者。由於第一無線站知曉t1及t4(吾人以奈秒為單位)，故其可如下使用自第二無線站接收之範圍結果值(吾人以米為單位)「d1」來計算值(t3-t2)：(t3-t2)=-(2 * (d1/光速) * 10 ⁹ -(t4-t1))例如，若d1為約1米，且t4-t1=13ns，則t3-t2=7ns。此意謂行進時間花費約2乘3ns且，處理第二無線站上之請求(即，t3-t2)花費7奈秒。如之前提及，若第二無線站想要聲稱其在附近(甚至當其並未在附近時)，則t3-t2實際上將更短。由於實際量測需要在奈秒解析度上如此精確，其等可能在Wi-Fi晶片之硬體內部發生(並非在可用於例如發送FTM範圍量測報告之任何軟體驅動器層中)，故可用所使用之Wi-Fi晶片組之規範驗證t3-t2之判定值。

在一項實施例中，第一無線裝置檢查關於實際處理時間之資訊之一資料庫，且視情況亦檢查由第二無線裝置使用之Wi-Fi晶片組之FTM請求之可能誤差容限。所使用之Wi-Fi晶片組可自在預相關聯發現期間接收(例如，使用探測請求/回應訊框、信標訊框)之各種資訊源(諸如P2P資訊元素)導出，諸如使用哪一MAC位址範圍，公佈之製造商資訊/裝置模型，諸如在熟知協定IEEE 802.11k及IEEE 802.11h中定義之無線電特性。若經量測處理時間對應於資料庫中之資訊，則經量測距離被視為有效且第一無線站可進入相對於第二無線站之下一狀態，諸如其中其將自動接受來自第二無線站之一傳入連接請求而無需進一步認證(例如，使用如由Wi-Fi直連服務定義之開放式安全或WFDS預設PIN方法)及/或額外使用者互動(例如，如由Wi-Fi直連服務或藉由在實際上未詢問使用者之情況下在一後續供應發現期間發出一狀態「使用者接受(Accepted by User)」定義之自動接受=真(auto-accept=true)會期接受狀態)之一狀態。然而，若經量測處理時間在一特定誤差/安全容限內並不對應於資料庫中之資訊，則第一無線站將不同地起作用。例如，第一站將不會自動接受來自第二站之一傳入連接請求，且可請求第二無線站使用一不同認證方法(例如，藉由將一「組態方法」屬性設定為適當值，或例如藉由例如在兩者皆安全地連接至一WLAN存取點時使用一MAC位址所對應或自MAC位址導出之第二無線站在FTM量測期間使用之連線測試訊息而檢查第二無線站是否為與第一無線站相同之安全無線網路之部分之PIN、按鈕或其他WPS組態方法)。

在另一實施例中，例如在一FTM叢發中請求多個FTM量測及/或測距報告。第二無線站可僅在其已自第一無線站接收t1及t4之後知曉如何操縱其距離。操縱t3-t2可為困難的。除非第二無線站改變其無線電以始終以一延遲發送t3上之ACK，叢發中之第一t3及t4可與FTM叢發中之後續量測完全不同。

在另一實施例中，增強型FTM量測裝置可經授權以首先在一訊息中將t2及t3之值發送至第一無線站，其後第一無線站將其之t1及t4發送至第二無線站。第一無線站可使用量測中之任何異常差將來自第二無線站之量測標記為可疑且不自動接受來自第二無線站之一傳入連接請求。

在另一實施例中，第一無線站將(亦)充當一FTM啟動器(即，起始一反向距離量測)且發出一FTM請求至第二無線站。第二無線站現必須量測t1及t4且將此等傳送至第一無線站。第一無線站可再次用一資料庫交叉驗證t1及t4之量測是否在所使用之Wi-Fi晶片組之參數及/或行為內完成。例如，在給定FTM請求中之屬性值之情況下(諸如，如10.24.6.4量測交換中說明之部分TSF計時器或最小差量)，驗證(在一叢發中)發送FTM量測訊框之開始時間是否對應於Wi-Fi晶片組中使用之在兩個連續FTM量測訊框之間之正常間隔。

在另一實施例中，第一無線站可請求一第三無線站(例如，一無線分配系統或Wi-Fi知曉NAN叢集中之另一存取點或一附近受信任P2P裝置)執行與第二無線站之距離量測。例如，在一網際網路咖啡吧或辦公室中，附近通常將存在多個WLAN存取點，其等可充當一受信任第三及第四站。此等量測結果結合第一站與第三站之間完成之距離量測及由第三無線站提供之關於第二無線站之其他資訊傳送至第一無線站。此其他資訊可包含報告之信號強度、雜訊直方圖及其他無線信號參數(其等可用於交叉驗證第一無線站與第二無線站之間的量測)。例如，若在第三無線站之情況中量測之(t3-t2)不同於在第一無線站之情況中之(t3-t2)，則第二無線站之位置可標記為可疑，此後第一無線站將相應地例如藉由要求額外認證而起作用。若第一站與第二站及第三站與第二站之間的量測距離不對應於第二站相對於第一及第三無線站之報告信號強度，則亦將為可疑的。例如，若其使用基於FTM之方法量測為非常靠近第一及第三無線站兩者，但信號強度完全不同，則此係可疑的，此係因為吾人在該情況中將預期第二站恰在第一站與第三站中間。此可藉由在一更長時間間隔期間進行多個距離量測而藉由使用方向資訊(例如，使用MIMO信號分析、使用光束形成資訊、遮掩天線之部分、機械旋轉裝置、使用不同實體定位之天線)或運動分析(例如，係移動遠離一個站且移動靠近另一站之第二站)而進一步細化。視情況，若用來自一第四無線站之量測交叉驗證(例如，使用三邊量測)量測，則若第二無線站已有意提供距離量測之錯誤值，則量測距離之一者一定係錯誤的。

在另一實施例中，第一無線站可藉由根據第一無線站與第二無線站之間的量測距離降低其無線電功率而降低其信號強度。若連接意外斷開，則第一無線站可導出第二無線站不在適當信號範圍內且可將量測距離標記為可疑的。當然，若第二無線裝置使用一非常強的無線電，則其可避開此檢查，故此並非決定量測不可疑之一確切方式。在一替代實施例中，第一站產生僅聲稱在一特定距離處之一人可注意到之一帶外信號(例如口頭指令)或在一附近螢幕上展示一訊息(例如，具有讓使用者移動靠近第一無線站之一請求，接著藉由第一無線站驗證該請求)。

在另一實施例中，第一無線站可追蹤第二裝置之位置達一更長時間且將軌跡與一平面圖相關，例如以在考慮到建築內之通道(例如，人無法穿牆，但可穿過門，且無法筆直穿過一桌或沙發)之情況下看出軌跡是否有意義。若假設第二無線站係一靜態裝置(諸如一附近顯示器)且第一無線站係一行動裝置，則可使用第一無線站之移動型樣來看出其是否匹配經量測距離以看出當走向第二無線站時第一無線站實際上是否更靠近第二無線站。

圖4展示根據充當一第一裝置之一裝置與充當一第二裝置之另一無線通信裝置之間的一預定協定經由無線通信進行距離量測之一方法。裝置實體上隔開一距離140。裝置經配置以根據第一裝置與第二裝置之間的一預定協定經由無線通信進行距離量測。預定協定包含用於判定第一裝置與第二裝置之間的一距離之一測距協定，如下文關於圖2進一步詳述。第一裝置及第二裝置類似於如在圖1中展示且關於圖1至圖3進一步描述之第一及第二裝置。方法可藉由第一裝置中之一處理器執行，但亦可藉由一不同裝置中之一處理器及/或在一不同時間基於經接收值處理。例如，方法可在一第三裝置處執行，其並不主動參與測距協定，但接收全部訊息且知曉第三裝置與第三裝置之間的距離。若在靠近第一裝置之一距離處，則第三裝置可藉由接收測距協定之協定訊息而驗證全部資料。

該方法以節點START 401開始。在第一階段RNGP 402中，方法可如參考圖2描述般執行測距協定且執行時間量測。該方法獲得經判定距離且知曉第一裝置之第一時間資料。接著，在階段CALC 403中，該方法基於經判定距離計算第一裝置與第二裝置之間的訊息之行進時間。為評估經判定距離，該方法以階段DT3 404繼續，其中藉由自第一時間資料減去訊息之經計算行進時間而判定第三時間資料。接著，在階段OREF 405中，判定指示第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料。再者，自基於識別符資料之一資料庫獲得第二裝置之一參考間隔值。該參考間隔指示接收一量測訊息與傳輸一量測應答之間的一間隔，其為第二裝置所預期。可以各種方式獲得參考間隔，上文關於第一裝置中之訊息處理器描述該等方式。在實例中，自一資料庫(本地可存取或藉由使用如下文參考圖5描述之一方法連接至一提供者伺服器而經由網際網路遠端地存取)獲得參考間隔。接著，在階段VERID 406中，該方法藉由比較第三時間資料與參考間隔值而驗證經判定距離是否可靠。該方法以節點END 407結束。

圖5展示一提供者伺服器方法，其用於提供參考資訊以於與如上文參考圖1及圖2描述之一裝置協作之一提供者伺服器中使用。該方法以節點START 501開始。在一第一階段STR 502中，該方法可執行儲存指示測距協定中之處理時間之各自裝置之參考時間資料。此階段可僅例如在提供者伺服器之製造或初始化時執行一次。該資料庫亦可當新的參考資料變為可用時定期更新。接著，在階段RCID 503中，該方法自一請求裝置接收待驗證之指示一第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料。接著，在階段RRD中，基於識別符資料擷取第二裝置之各自參考時間資料。參考時間資料指示第二裝置之參考間隔值。接著，在階段TRREF 505中，將經擷取之參考時間資料傳輸至第一裝置。藉此，使請求裝置能夠藉由比較如所計算之第三時間資料與參考間隔值而驗證經判定距離是否可靠。

已提供可自一網路下載及/或儲存於一電腦可讀媒體及/或微處理器可執行媒體上之電腦程式產品，其等包括當在一電腦上執行時實施上述方法以保護位置資訊之程式碼指令，如下文進一步闡述。

上述系統可例如於使用無線裝置之室內及室外定位系統或基於位置之服務中應用。本發明大體上適用於其中基於一行動裝置距一裝置之距離(該裝置量測該距離)將廣義基於資料或位置之服務提供至一使用者之任何系統。例如，系統可於支援Wi-Fi、Wi-Fi知曉或Wi-Fi直連之可攜式裝置及靜態裝置中應用。

同樣地，根據本發明之系統或方法可結合基於可見光或射頻信號之一或多個室內位置技術使用。同樣地，此等室內位置技術可利用既定RF通信標準，諸如802.15.7、802.11、802.15.4、Zigbee、Thread或Bluetooth®低能量(BLE)(亦稱為Bluetooth® Smart)。特別地，所主張發明可利用多種位置技術；例如以適應一安裝基礎及/或使參與者能夠使用其等之偏好技術。

通常，用於距離量測之裝置110及充當待量測之一第二裝置之裝置120及提供者伺服器各自包括一處理器，其執行儲存於裝置處之適當軟體；例如，該軟體可已經下載及/或儲存於一對應記憶體中，例如，一揮發性記憶體(諸如RAM)或一非揮發性記憶體(諸如快閃)(未展示)。裝置及伺服器可例如裝備有微處理器及記憶體(未展示)。或者，裝置及伺服器可整體或部分實施於可程式化邏輯(舉例而言，如場可程式化閘陣列 (FPGA))中。裝置及伺服器可整體或部分實施為一所謂的特定應用積體電路(ASIC)，即，針對其等特定用途客製化之一積體電路(IC)。例如，電路可例如使用一硬體描述語言(諸如Verilog、VHDL等)實施於CMOS中。

如熟習此項技術者將瞭解，執行方法之許多不同方式係可能的。例如，階段或步驟之順序可變化或可並行執行一些階段。此外，可在步驟中間插入其他方法步驟。插入之步驟可表示對諸如本文中描述之方法之細化或可與該方法無關。例如，提供者伺服器方法之階段STR 502及RCID 503可與裝置方法之階段RNGP 402、CALC 403及DT3 404至少部分並行執行。此外，在下一步驟開始之前，一給定步驟可能尚未完全結束。

根據本發明之一方法可使用軟體執行，該軟體包括用於引起一處理器系統執行各自方法之指令。軟體可僅包含系統之一特定子實體採取之該等步驟。軟體可儲存於一適合儲存媒體中，諸如一硬碟、一軟磁碟、一記憶體等。軟體可沿一線或無線或使用一資料網路(例如，網際網路)發送為一信號。軟體可用於下載及/或一伺服器上之遠端用途。根據本發明之一方法可使用經配置以組態可程式化邏輯(例如，一場可程式化閘陣列(FPGA))以執行該方法之一位元串流執行。將瞭解，軟體可呈源碼、目標碼、一中間源碼及目標碼之形式(諸如部分編譯形式)，或呈適用於根據本發明之方法之實施方案之任何其他形式。關於一電腦程式產品之一實施例包括對應於所闡述之方法之至少一者之處理步驟之各者之電腦可執行指令。此等指令可細分為子常式及/或儲存於可靜態或動態鏈結之一或多個檔案中。關於一電腦程式產品之另一實施例包括對應於所闡述之系統及/或產品之至少一者之各構件之電腦可執行指令。

圖6a展示具有包括一電腦程式1020之一可寫部分1010之一電腦可讀媒體1000，電腦程式1020包括用於引起一處理器系統在系統中執行如關於圖1至圖5描述之上述方法之一或多者之指令。電腦程式1020可在電腦可讀媒體1000上具體實施為實體標記或藉由電腦可讀媒體1000之磁化具體實施。然而，亦係可想像任何其他適合實施例。此外，將瞭解，儘管電腦可讀媒體1000在此處展示為一光碟，然電腦可讀媒體1000可為任何適合電腦可讀媒體(諸如一硬碟、固態記憶體、快閃記憶體等)且可為不可記錄的或可記錄的。電腦程式1020包括用於引起一處理器系統執行該等方法之指令。

圖6b展示根據如關於圖1至圖5描述之裝置或伺服器之一實施例之一處理器系統1100之一示意圖。處理器系統包括一或多個積體電路1110。圖中示意性地展示一或多個積體電路1110之架構。電路1110包括一處理單元1120(例如，一CPU)以運行電腦程式組件以執行根據一實施例之一方法及/或實施其之模組或單元。電路1110包括一記憶體1122以儲存程式化碼、資料等。記憶體1122之部分可為唯讀的。電路1110可包括一通信元件1126，例如，一天線、連接器或兩者及類似物。電路1110可包括一專用積體電路1124以執行方法中定義之部分或全部處理。處理器1120、記憶體1122、專用IC 1124及通信元件1126可經由一互連件1130(稱為一匯流排)彼此連接。處理器系統1110可分別使用一天線及/或連接器配置以進行接觸式及/或無接觸式通信。

總之，經由無線通信進行距離量測之一第一裝置使用一測距協定以經由一往返時間量測判定距一第二裝置之一距離，其中第一時間資料表示往返時間且第二時間資料表示接收一請求與發送一對應應答之間的一回應時間。第二裝置接收往返時間且判定距離。第一裝置：藉由自第一時間資料減去基於經判定距離計算之第一裝置與第二裝置之間的訊息之一行進時間而判定第三時間資料；獲得指示接收一請求與傳輸一應答之間的一間隔之第二裝置之一參考間隔值；且藉由比較第三時間資料與參考間隔值而驗證經判定距離是否可靠。

將瞭解，為清楚起見，上文描述關於不同功能單元及處理器描述本發明之實施例。然而，將瞭解，可在不偏離本發明之情況下使用不同功能單元或處理器之間的功能性之任何適合分配。例如，經繪示以由單獨單元、處理器或控制器執行之功能性可藉由相同處理器或控制器執行。因此，對特定功能單元之引用應僅視為對用於提供所描述之功能性之適合構件之引用，而非指示一嚴格邏輯或實體結構或組織。可以包含硬體、軟體、韌體或此等之任何組合之任何適合形式實施本發明。

應注意，在本文件中，字詞「包括」並不排除存在除所列出之元件或步驟之外之元件或步驟，且在一元件之前的字詞「一」或「一個」並不排除存在複數個此等元件，任何元件符號並不限制申請專利範圍之範疇，可藉由硬體及軟體兩者實施本發明，且若干「構件」或「單元」可由硬體或軟體之相同品項表示，且一處理器可與硬體元件協作而可實現一或多個單元之功能。此外，本發明不限於實施例且本發明在於上文描述且在互不相同的附屬請求項中敘述之各個新穎特徵或特徵組合。

參考文件：

[1]IEEE P802.11-REVmc/D4.2,2015年9月

IEEE資訊技術標準

系統之間的電信及資訊交換

本地及都會區域網路

具體要求

部分11：無線LAN媒體存取控制(MAC)及實體層(PHY)規範

章節10.24.6，精細時序量測程序，第1773至1784頁。

100‧‧‧系統

110‧‧‧第一裝置

111‧‧‧第一收發器

112‧‧‧第一訊息處理器

120‧‧‧第二裝置

121‧‧‧第二收發器

122‧‧‧第二訊息處理器

130‧‧‧形狀/無線通信

140‧‧‧距離

Claims

一種用於根據充當一第一裝置之一裝置與充當一第二裝置之另一無線通信裝置之間的一預定協定經由無線通信進行距離量測之方法，該預定協定包括用於基於一往返時間量測判定該第一裝置與該第二裝置之間的一距離之一測距(ranging)協定，在此測距協定中：該第一裝置在一第一時間(t1)發送一量測訊息；該第二裝置在一第二時間(t2)接收該量測訊息；該第二裝置在一第三時間(t3)傳輸一量測應答(acknowledge)；及該第一裝置在一第四時間(t4)接收該量測應答；用以評估該經判定距離，該方法包括：判定或接收表示該第一時間與該第四時間之間的一時間間隔之第一時間資料；判定或接收表示如由該第二裝置報告之該第二時間與該第三時間之間的一時間間隔之第二時間資料；及藉由基於該第一時間資料及該第二時間資料判定該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定該距離；其中該方法包括藉由不同於該第二裝置之一裝置驗證該距離，其藉由：藉由從該第一時間資料減去基於該經判定距離計算之該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定(404)第三時間資料，判定指示該第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料，自基於該識別符資料之一資料庫獲得(405)指示接收一量測訊息與傳輸一量測應答之間的一間隔之該第二裝置之一參考間隔值，藉由比較該第三時間資料與該參考間隔值而驗證(406)該經判定距離是否可靠。
一種根據一第一裝置與一第二裝置之間的一預定協定經由無線通信進行距離量測之裝置，該預定協定包括用於基於一往返時間量測判定該第一裝置與該第二裝置之間的一距離之一測距協定，在此測距協定中該第一裝置在一第一時間(t1)發送一量測訊息；該第二裝置在一第二時間(t2)接收該量測訊息；該第二裝置在一第三時間(t3)傳輸一量測應答；及該第一裝置在一第四時間(t4)接收該量測應答；用以評估該經判定距離，該測距協定包括：接收或判定表示該第一時間與該第四時間之間的一時間間隔之第一時間資料；接收或判定表示如由該第二裝置報告之該第二時間與該第三時間之間的一時間間隔之第二時間資料；及藉由基於該第一時間資料及該第二時間資料判定該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定該距離；其中該裝置係不同於該第二裝置之一裝置且包含：一收發器(111)，其用於傳輸及接收訊息，一訊息處理器(112)，其經配置以產生待傳輸之訊息、處理經接收訊息以及驗證該經判定距離，驗證該經判定距離係藉由：藉由從該第一時間資料減去基於該經判定距離計算之該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定第三時間資料，判定指示該第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料，自基於該識別符資料之一資料庫獲得指示接收一量測訊息與傳輸一量測應答之間的一間隔之該第二裝置之一參考間隔值，及藉由比較該第三時間資料與該參考間隔值而驗證該經判定距離是否可靠。
如請求項2之裝置，其中該訊息處理器(112)經配置以進行該驗證以比較該第三時間資料與該參考間隔值，且若偏離超過一預定誤差容限，則將該經判定距離限定為不可靠。
如請求項2或3之裝置，其中該訊息處理器(112)經配置以自來自該第二裝置之該預定協定之一訊息導出該識別符資料。
如請求項2或3之裝置，其中該訊息處理器(112)經配置以藉由基於該第二裝置之量測資料儲存及/或更新至少一個參考值而調適該資料庫。
如請求項2或3之裝置，其中該測距協定包括一參考訊息，及該訊息處理器(112)經配置以進行該參考間隔基於如自該第二裝置接收之該參考訊息之該獲得。
如請求項6之裝置，其中該訊息處理器(112)經配置以在發送該第一時間資料之前接收該參考訊息。
如請求項2或3之裝置，其中該訊息處理器(112)經配置以經由該測距協定自多個各自距離量測獲得各自量測資料且藉由偵測該等各自量測資料之間的差而進行該評估。
如請求項8之裝置，其中該訊息處理器(112)經配置以執行該第一裝置與該第二裝置之間的該多個各自距離量測且判定一第一各自量測資料之該各自第二時間資料與後續各自量測資料之該各自第二時間資料之間的差；或執行該多個各自距離量測作為該第一裝置與該第二裝置之間的一序列距離量測且判定該序列中之量測之間的一序列間隔，且比較該序列間隔與來自一資料庫之一參考序列間隔；或自一進一步裝置(150)與該第二裝置之間的一距離量測獲得至少一個進一步量測資料，且自該進一步量測資料獲得該參考間隔值。
如請求項8之裝置，其中該訊息處理器(112)經配置以自該第二裝置與該第一裝置之間的該測距協定之一反向執行獲得一反向量測資料，該反向量測資料包括反向第一時間資料，藉由從該反向第一時間資料減去該第三時間資料及基於該經判定距離計算之該第一裝置與該第二裝置之間的該等訊息之一行進時間而判定第四時間資料，及若該第四時間資料超過一預定誤差容限，則判定該經判定距離係不可靠的。
如請求項8之裝置，其中該訊息處理器(112)經配置以自至少一個進一步裝置(150)與該第二裝置之間的一距離量測獲得至少一個進一步量測資料，且自該進一步量測資料導出至少一個進一步判定距離，獲得該至少一個進一步裝置相對於該第一裝置之實際位置資料，及藉由判定是否可基於該經判定距離及該至少一個進一步判定距離導出該第二裝置相對於該第一裝置之一估計位置而驗證該經判定距離是否可靠；或藉由判定該第二裝置相對於該第一裝置之一估計位置是否與該第一裝置周圍之一預定平面圖一致而驗證該經判定距離是否可靠。
如請求項2或3之裝置，其中該訊息處理器(112)經配置以判定在該預定協定期間接收之至少一個訊息之至少一個信號強度，及藉由比較該信號強度與該經判定距離處之一預期信號強度而驗證該經判定距離是否可靠。
如請求項2或3之裝置，其中該第一訊息處理器(112)經配置以在評估該經判定距離不可靠之後進行以下之至少一者要求與該第二裝置執行一不同安全協定；請求使用一不同測距協定及/或一不同類型之無線通信進行一進一步距離量測；拒絕或限制對該第一裝置中之至少一些資料及/或至少一個應用程式之存取。
一種於用於與如請求項2至12中任一項之裝置協作之一提供者伺服器中使用之提供者伺服器方法，該方法包括：將指示該測距協定中之處理時間之該等各自裝置之參考時間資料儲存(502)於基於指示各自裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料之一資料庫中，自該裝置接收(503)指示該第二裝置中存在之硬體及/或軟體之識別符資料，基於該識別符資料自該資料庫擷取(504)該第二裝置之各自參考時間資料，及將指示該第二裝置之該參考間隔值之該各自參考時間資料傳輸(505)至該裝置，使該裝置能夠藉由比較該第三時間資料與該參考間隔值而驗證該經判定距離是否可靠。
一種可自一網路下載及/或儲存於一電腦可讀媒體及/或微處理器可執行媒體上之電腦程式產品，該產品包括用於當在一電腦上執行時實施如請求項1或14中任一項之方法之程式碼指令。