CN108291960B - 用于验证距离测量的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于经由无线通信(130)进行距离测量的第一设备(110)使用测距协议以经由往返时间测量来确定到第二设备(120)的距离(140)，其中，第一时间数据表示往返时间，并且第二时间数据表示接收请求与发送对应确认之间的响应时间。第二设备接收往返时间并确定距离。第一设备通过从第一时间数据中减去基于所确定的距离而计算出的消息在第一设备与第二设备之间的行进时间来确定第三时间数据，并且确定指示在第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据。所述设备然后基于标识符数据从数据库获得参考间隔值，并且通过将第三时间数据与参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

Description

用于验证距离测量的系统

技术领域

本发明涉及一种经由根据预定协议的无线通信在充当第一设备的设备与充当第二设备的用于无线通信的另外的设备之间进行距离测量的设备。本发明还涉及一种用于距离测量的方法、一种提供商服务器方法、以及一种用于在设备或服务器中使用的计算机程序产品。

本发明总体涉及室内定位系统的领域，并且更具体而言提供了用于验证距离测量的各种设备和方法以及对应的计算机程序产品。

背景技术

在室内区域中存在对位置感知服务的需求。例如，在大型室内复合式建筑物中，诸如在医院、大学、停车场、购物中心和/或办公室中，可以向近距离的移动设备提供无线服务。室内定位系统可以向消费者(下文中被称为最终用户)提供服务；即最终用户最终将依赖的服务。可以仅向服务提供设备附近、即在距服务提供设备有限距离处的设备提供这样的基于位置的服务。因此，重要的是距离测量是可靠的。对于最终用户而言，可靠性的一个方面是被报告的距离的准确度。

使用多种近来引入的技术，诸如NFC、iBeacon、编码的光等，基于位置的服务越来越多地被部署在各种广告、支付、购物以及其他环境中。例如，参见能经由 http://www.wireless-mag.com/Features/33937/beacons-close-in-on-proximity-ba sed-applications.aspx#.VfwrlvnBG_k获得的George Malim的文章“Beacons close in onproximity-based applications”。例如，NFC甚至被用于支付，因为由于其基于非常有限信号范围的密切接近性，其被信任为是安全的。

在IEEE 802.11中所定义的针对无线通信的协议的新版本中新近开发了用于距离测量的已知系统。新版本包括用于确定两个设备之间的距离的测距(ranging)协议，并且允许进行准确的距离测量以及确定高达1米或甚至更低分辨率的设备定位。被称为精细定时测量流程(FTM)的测距协议被定义在[参考文献1]IEEE 802.11REV-mc 10.24.6章节中，并且使用测量消息来准确地测量信号的往返时间(RTT)并且基于消息的实测的行进时间来导出距离。

我们注意到在测距协议的领域中的这种应用。这些对应于被称为飞行时间测量的技术，其测量电磁辐射在发射器与接收器之间行进所花费的时间。其与在IP/HTTP协议中执行的距离测量、又名查验(ping)时间显著不同，查验时间测量IP数据包在网络中从源设备过渡到目的设备所花费的时间，其中，这样的过渡可以包括若干中间设备。假设在自由空气中传播的无线信号基本为光速，辐射覆盖一米距离要花费3.3ns，而Wi-Fi站 (station)能够达到大约0.1ns的时间粒度。相反，在IP协议中，查验距离在ms量级上(因此，高6个数量级)。例如，在HDCP(高清晰度内容保护)2.0标准中，基于查验进行距离测量，并且如果往返时间小于20ms，则认为接收方非常接近。

发明内容

针对两个设备，为了基于往返时间测量来确定彼此之间的距离，其需要协作。发起开始往返时间测量的请求的发起无线设备需要响应设备确定发送消息与接收响应之间的间隔，并且向发起设备发送所述时间间隔。通过发送错误数据，设备能够实际主张其比实际更接近或更远离。如果设备信任所接收到的距离/位置信息是准确的，则这可能导致对基于位置的服务的滥用。例如，基于位置的服务可能自动地开始某种交易。

在已知系统中，测量数据或接收到的距离可能被篡改并且因此不能够被完全信任。

本发明的目的是提供一种用于使得基于往返时间的距离测量更值得信任的系统。

为此目的，提供了如在从属权利要求中所定义的设备和方法。

提供了一种用于经由根据预定协议的无线通信在充当第一设备的设备与充当第二设备的用于无线通信的另外的设备之间进行距离测量的方法，所述预定协议包括基于往返时间测量来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离的测距协议，在所述测距协议中：

-所述第一设备在第一时间(t1)处发送测量消息；

-所述第二设备在第二时间(t2)处接收所述测量消息；

-所述第二设备在第三时间(t3)处发送测量确认；

-所述第一设备在第四时间(t4)处接收所述测量确认；

所述方法包括，为了评估所确定的距离：

-确定或接收表示所述第一时间与所述第四时间之间的时间间隔的第一时间数据；

-确定或接收由所述第二设备报告的表示所述第二时间与所述第三时间之间的时间间隔的第二时间数据；

-通过基于所述第一时间数据和所述第二时间数据来确定消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定所述距离；

其中，所述方法包括由所述第二设备之外的设备通过以下操作来验证所述距离：

-通过从所述第一时间数据中减去基于所确定的距离而计算出的消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定第三时间数据，

确定指示所述第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据，

-基于所述标识符数据从数据库获得针对第二设备的参考间隔值，其指示接收测量消息与发送测量确认之间的间隔，

-通过将所述第三时间数据与所述参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

还提供了一种经由根据预定协议的无线通信在第一设备与第二设备之间进行距离测量的设备，

所述预定协议包括测距协议，所述测距协议用于基于往返时间测量来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离，在所述测距协议中：

-所述第一设备在第一时间(t1)处发送测量消息；

-所述第二设备在第二时间(t2)处接收所述测量消息；

-所述第二设备在第三时间(t3)处发送测量确认；

-所述第一设备在第四时间(t4)处接收所述测量确认；

所述测距协议包括，为了评估所确定的距离：

-接收或确定表示所述第一时间与所述第四时间之间的时间间隔的第一时间数据；

-接收或确定由所述第二设备报告的表示所述第二时间与所述第三时间之间的时间间隔的第二时间数据；并且

-通过基于所述第一时间数据和所述第二时间数据确定消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定所述距离；

其中，所述设备是所述第二设备之外的设备，并且包括：

-收发器，其用于发送消息和接收消息，

-消息处理器，其被布置成生成要被发送的消息，处理接收到的消息，并且通过以下操作来验证所确定的距离：

-通过从所述第一时间数据中减去基于所确定的距离而计算出的所述消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定第三时间数据，

-确定指示所述第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据，

-基于所述标识符数据从数据库获得针对所述第二设备的参考间隔值，所述参考间隔值指示接收测量消息与发送测量确认之间的间隔，并且

-通过将所述第三时间数据与所述参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

还提供了一种用于在提供商服务器中与如上文所描述的设备协作使用的提供商服务器方法，所述方法包括：

-基于指示各自设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据在数据库中存储指示所述测距协议中的处理时间的针对各自设备的参考时间数据，

-从所述设备接收指示所述第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据，

-基于所述标识符从所述数据库检索针对所述第二设备的各自的参考时间数据，并且

-向所述设备发送指示针对所述第二设备的所述参考间隔值的各自的参考时间数据，

使所述设备能够通过将所述第三时间数据与所述参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

在这样的测距协议中，所述第一时间数据表示所述第一时间与所述第四时间之间的时间间隔，例如，t1和t4的值或者t4-t1的差值。类似地，所述第二时间数据表示所述第二时间与所述第三时间之间的时间间隔，例如， t2和t3的值或者t3-t2的差值。通过基于所述第一时间数据和所述第二时间数据确定消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定距离需要通过从由所述第一时间数据表示的时间间隔t4-t1中减去由所述第二时间数据表示的时间间隔t3-t2来计算所述往返行进时间，并且使用光速导出实际距离。例如，所述测距协议可以指定第二设备执行所述计算，并且将所确定的距离传输到所述第一设备。备选地，所述第二设备将所述第二时间数据传输到执行计算的所述第一设备或者另外的距离计算设备。然而，在每种设置中，使用由所述第二设备提供的第二时间数据来实现所述计算。因此，恶意的第二设备可以有意地操控所确定的距离或错误值，因为可以提供所述第二时间数据。

以上特征具有以下效果：当设备充当第二设备来参与测距协议时，其向第一设备提供第二时间数据或所确定的距离，所确定的距离由第一设备进行验证。由第二设备基于根据所述测距协议的往返时间测量来计算所述距离。其中，第一设备在第一时间(t1)处发送测量消息；第二设备在第二时间(t2)处接收所述测量消息；第二设备在第三时间(t3)处发送测量确认；并且第一设备在第四时间(t4)处接收所述测量确认。所述第一设备确定表示所述第一时间与所述第四时间之间的时间间隔的第一时间数据，并且向所述第二设备发送所述一时间数据。所述第二设备确定表示所述第二时间与所述第三时间之间的时间间隔的第二时间数据，并且通过基于所述第一时间数据和所述第二时间数据确定消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定所述距离。所述第二设备向所述第一设备传输所确定的距离。

然而，所述第二设备可以有意地发送不同的值作为所确定的距离，例如，假装接近第一设备的短距离。所述第一设备被布置成如下通过评估所确定的距离来验证所确定的距离是否是可靠的。通过从所述第一时间数据中减去基于所确定的距离而计算出的所述消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定第三时间数据。同样地，所述第一设备获得针对第二设备的参考间隔值，所述参考间隔值指示接收测量消息与发送测量确认之间的间隔。最后，所述第一设备通过将所述第三时间数据与参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。有利的是，当计算出的第三时间匹配参考间隔值时，确认所确定的距离的可靠性，并且当发现显著差异时，认为所确定的距离是不可靠的。现在由第一设备根据被验证的距离来控制后续过程或访问权限。

要指出的是，在上文中，为了清晰起见，所描述的是第一设备执行距离测量和距离可靠性验证。然而，第一设备或者这两个设备也可以向第三设备提供所有所需信息，第三设备执行距离测量和距离可靠性验证。

所述消息处理器被布置成确定表示第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据，并且基于所述标识符数据从数据库获得参考间隔。可以从来自所述第二设备的预订协议的消息来导出标识符数据。有利地，所述数据库在实践中提供针对许多设备和/或芯片组的参考值。

任选地，所述消息处理器被布置用于经由测距协议从多个各自的距离测量获得各自的测量数据，并且通过检测各自的测量数据之间的差异进行所述评估。提供了各种实施例以用于采集和使用各自的测量数据，以便提高可靠性水平。有利地，恶意的第二设备更难以操控响应，从而使来自多次测量的各自的测量数据在与实际距离不同的虚拟距离处一致。

根据本发明的方法可以作为计算机实施的方法被实施在计算机上，或者被实施在专用硬件或者这两者的组合中。用于根据本发明的方法的可执行代码可以被存储在计算机程序产品上。所述计算机程序产品的范例包括诸如存储棒的存储设备、诸如光盘的光存储设备、集成电路、服务器、在线软件等。所述计算机程序产品可以包括被存储在计算机可读介质上的非瞬态程序代码模块，当所述程序产品在所述计算机上被执行时，所述非瞬态程序代码模块用于执行根据本发明的方法。在实施例中，所述计算机程序包括计算机程序代码模块，当所述计算机程序在计算机上被运行时，所述计算机程序代码模块适于执行根据本发明的方法的所有步骤或阶段。优选地，所述计算机程序被包含在计算机可读介质上。提供了一种能从网络下载和/或存储在计算机可读介质和/或微处理器可执行介质上的计算机程序产品，所述产品包括在计算机上被执行时用于实施上述方法的程序代码指令。

本发明的另一方面提供了一种使计算机程序能用于下载的方法，例如，被包括在基于位置的应用中。当将计算机程序上载到例如Apple的App Store、Google的Play Store或者Microsoft的Windows Store时，以及在该计算机程序能从这样的商店下载时，使用该方面。

在随附的权利要求中给出了设备和方法的其他优选实施例，在此通过引用将其公开并入本文。

附图说明

根据下文的描述并参考附图通过举例方式而描述的实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并参考其得以进一步阐释，在附图中：

图1示出了用于无线通信和距离测量的设备，

图2示出了测距协议，

图3示出了用于无线通信和距离测量的多个设备的系统，

图4示出了用于经由无线通信进行距离测量的方法，

图5示出了用于提供参考信息的提供商服务器方法，

图6a示出了计算机可读介质，并且

图6b示出了处理器系统的示意图。

附图仅仅是图解而并未按比例绘制。在附图中，对应于已经描述的元件的元件可以具有相同的附图标记。

具体实施方式

如下文所描述的使用无线通信的距离测量方法和设备至少提供了一种基本功能，即：提供关于通常在室内环境中的移动设备到例如在固定位置处的另一设备的当前距离的信息。

以上基本功能能够被用于基于距离、位置或地点的服务。这种服务继而能够被用于提供另外的服务。在室内导航系统的语境下，可以使用所述距离接下来指导或引导设备用户例如沿着一系列位置、即在路线上从一个位置到另一位置。在购物语境中，这样的路线可以即时地创建；例如，基于最终用户的购物列表使用基于网络的购物服务。在沿着路线的导航的过程中，可以使最终用户意识到兴趣点，其在购物语境中可以表示特殊商品等。

通过使基于距离的测量更值得信任，其成为针对基于可靠接近度的服务的可行工具。一些范例使用情况包括：

-如果你连接到附近的无线键盘、附近的无线存储设备、附近的传感器或者附近的无线网络摄像头，则你希望确认你连接到正确一个，而不是连接到想要监测、复制或跟踪你正在做什么的中间人设备。

-如果你遇到你的朋友并且希望连接到你朋友的手机以交换一些照片，则你希望确认你连接到你朋友的手机而不是中间人。

-如果在房间或商店中，你希望在一些设备上自动地切换，打开某扇门或者允许某人在非常接近时以其移动设备连接到某项服务，那么你希望确认该移动设备的位置是正确的而不是宣称接近的假冒设备。

-如果在商店中你希望发起交易，例如，当接近收银台时，那么你希望确认你并未受到“网络钓鱼”攻击，由此用户可能未意识到并连接到更远的网络钓鱼设备而不是由商店所提供的官方服务。

图1示出了用于无线通信和距离测量的设备。用于无线通信的系统100 包括第一设备110和第二设备120，所述设备在物理上分开距离140。所述第一设备具有第一收发器111和第一消息处理器112。同样地，所述第二设备具有第二收发器121和第二消息处理器122。所述设备被装备用于进行无线通信，如由形状130和连接收发器111、121的箭头示意性指示的。所述设备被布置用于经由根据预定协议的无线通信在所述第一设备与所述第二设备之间通过进行距离测量。所述预定协议包括用于确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离的测距协议，如下文参考图2进一步详述的。

在范例中，所述预定协议是根据IEEE 802.11的WiFi[参考文献1]，但是也可以使用其他无线协议，诸如当提供基于往返时间测量的适当测距协议时的蓝牙。

图2示出了测距协议的示意图。根据所述协议，第一设备DEV1向第二设备DEV2交换消息，如由表示向下方向上的时间进度的两条垂直时间线之间的箭头所指示的。一开始，所述第二设备发送请求消息RRQ以发起往返时间测量，这是如下文所描述的消息、时间测量和计算的序列。所述请求消息由从第一设备到第二设备的消息ACK0来确认。要指出的是，可以备选地由第一设备发起所述测距协议。

接下来，所述第一设备在第一时间t1处发送测量消息M1，所述第一时间也被称为M1的离开时间。所述第二设备在第二时间t2处接收测量消息M1，所述第二时间也被称为M1的到达时间。然后，所述第二设备在第三时间t3处发送测量确认ACK1，所述第三时间也被称为ACK1的离开时间，并且所述第一设备在第四时间t4处接收测量确认ACK1，所述第四时间也被称为ACK1的到达时间。t1与t4之间的时间间隔可以被称为往返时间，而t2与t3之间的间隔可以被称为响应时间。由各自的消息处理器使用本地时钟信号或者具有足够高频率的任何其他可用时钟信号来检测时间 t1、t4和t2、t3，所述频率足够高以表示数纳秒的时间差，从而能够计算在往返时间测量期间消息M1和ACK1行进的达数米的距离，其表示设备之间的距离140。

在所述第一设备中，所述第一收发器被布置用于发送和接收以上消息。所述第一消息处理器被布置用于根据预定协议和测距协议来处理所述消息。具体而言，所述第一消息处理器确定表示第一时间t1与第四时间t4之间的时间间隔的第一时间数据。接下来，在消息M2中，将所述第一时间数据发送到所述第二设备，所述第二设备可以发送确认消息ACK2。例如，消息M2中的第一时间数据包含t1和t4的值，或者t1与t4之间的间隔。最后，所述第一消息处理器在报告中、例如在测距报告消息RRP中接收所确定的距所述第二设备的距离。

在第二设备中，所述第二收发器被布置用于发送和接收消息。所述第二消息处理器被布置用于根据预定协议和测距协议来处理消息。具体而言，所述第二消息处理器确定表示所述第二时间t2与所述第三时间t3之间的时间间隔的第二时间数据。接下来，在消息M2中，所述第二消息处理器接收所述第一时间数据。然后，所述第二消息处理器通过基于所述第一时间数据和所述第二时间数据来确定消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定所述距离。最后，所述第二消息处理器在报告中、例如在范围报告消息RRP中向第一设备传输所确定的距离。备选地，所述第二设备可以向所述第一设备或者另外的距离计算设备传输所述第二时间数据，各自的设备基于如从所述第二设备接收到的第二时间数据来执行对所确定的距离的计算。

为了准确地测量两个无线设备之间的往返时间，要求两个无线设备都通过例如在IEEE 802.11REV-mc中所定义的示范性FTM机制中测量t1和 t4或者t2和t3来参与时间测量，并且向其他设备发送时刻(t1、t2、t3、t4)、间隔(t3-t2、t4-t1)或者所得到的计算出的距离的测量数据。在FTM设备中调用站STA，并且接收STA能够请求发送STA以发送FTM帧，所述FTM 帧包含定时信息的特定集合，特别是如上文所描述的t1和t4。基于来自发送STA的接收到的定时信息以及在接收STA处的本地定时信息t2和t3，所述接收STA能够以0.1ns的粒度来测量RTT。基于RTT测量，所述接收 STA能够非常精确地计算距发送STA的距离。要指出的是，两个STA之间的FTM流程能够在关联之前发生。

然而，蓄意想通过伪装其非常近而实际远得多而欺骗所述系统以例如在另一无线设备上触发自动动作(例如，自动访问本地化服务而无进一步认证)的无线设备能够向另一无线站容易地发送错误测量结果。例如，充当第二设备DEV2的设备能够针对t2和t3使用具有比实际更大差的值，和 /或人为地错误计算和/或错误报告距离为低于实际物理距离。

现在，描述使得提供本地化服务的无线设备能够在发起或允许触发自动动作之前验证所接收到的定时/距离测量结果的机制。这样做的益处是防止了可能的滥用，这意味着能够使用经验证的距离/位置作为可能的“认证”步骤，其可以替代或补充诸如Wi-Fi保护设置的其他认证机制来使用，并且因此，在提高基于Wi-Fi的服务的易用性方面非常有帮助。这还使得基于 Wi-Fi定位的服务成为被认为更安全的其他基于定位的服务机制的可行备选，例如，基于诸如NFC和编码的光的其他技术。

在所述机制中，通过对无线消息执行时间测量来确定第一无线设备与第二无线设备之间的距离。第一无线站接下来验证从第二无线站接收到的值，以确定所述值是否符合参考标准。如果符合，则认为接收到的值有效，并且所述第一设备认为所确定的距离是可靠的。例如，所述第一设备现在可以自动地接受来自所述第二设备的进入连接请求。所述机制如下。

所述第一消息处理器被布置用于评估所确定的距离，以通过从所述第一时间数据中减去基于所确定的距离而计算出的消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定第三时间数据。接下来，所述第一消息处理器被布置成获得针对第二设备的参考间隔值，所述参考间隔值指示接收测量消息与发送测量确认之间的间隔。最后，所述第一消息处理器被布置成通过将所述第三时间数据与所述参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。在实施例中，所述第一消息处理器被布置用于所述验证，以将所述第三时间数据与所述参考间隔值进行比较，并且如果偏离超过预定误差裕量，则将所确定的距离定性为是不可靠的。所述误差裕量可以被表达为根据光速表示以米为单位的对应误差裕量的时间。

在所述设备中，所述第一消息处理器被布置成确定指示所述第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据，并且基于所述标识符数据从数据库获得参考间隔。这样的数据库可以包含针对各自的已知硬件设备、例如已知类型的芯片组或移动设备的参考间隔。例如，可能知道第二设备的类型为Apple iPhone 6，并且数据库可以具有针对该类型的移动电话的参考数据。因此，任选地，所述第一消息处理器被布置成根据来自第二设备的预定协议的消息来导出标识符数据。如果不能够确定第二设备的制造商或型号，或者出于某种原因认为该设备或设备类型不可靠，或者没有参考数据，则第一消息处理器可以对这种情况发信号以进一步处理，例如，用于触发不同的认证过程。

可以根据预订协议中的其他消息或者根据通信堆栈中的不同层来导出标识符数据。例如，能够使用能从Wi-Fi协议中的MAC标头获得的第二设备的MAC地址来确定设备或设备之内所使用的Wi-Fi芯片组的制造商。这可以由所述第一消息处理器使用网络服务来完成，诸如能从 http://www.macvendorlookup.com获得，或者基于在 http://standards-oui.ieee.org/oui.txt上的官方列表使用内部存储的数据库。除了制造商或设备类型之外，该服务或另外的数据库应当包含基于针对设备的规范或参考测量的参考数据。

在实践中可能难以获得针对数据库的参考数据。在实施例中，所述第一消息处理器被布置成通过基于第二设备的测量数据来存储和/或更新至少一个参考值来调整数据库。例如，可以制造‘自学系统’，其中，通过基于来自第二设备的测量数据来存储并更新针对MAC地址范围的参考值，来动态地构建数据库。初始数据库可以包含针对常用设备的有限集合的参考值 (考虑前10位的智能电话设备覆盖市场的大部分)。当设备尚未在数据库中时，可能需要更可靠的认证方法，在此之后，可以向数据库添加设备类型。不应当使用不可靠或不可能的测量值来更新数据库。

在实施例中，所述测距协议包括参考消息。所述参考消息例如可以被添加到在IEEE 802.11[参考文献1]中所定义的测距协议。这样的参考消息可以由前述参考请求消息触发，或者可以是测距协议的例如被包括在初始测距请求RRQ中的标准部分。所述第一消息处理器被布置用于基于从所述第二设备接收的参考消息获得参考间隔。接下来，将所述参考间隔与第三时间数据的计算值进行比较。可以通过在第二设备采集实际往返时间测量的第一时间数据之前使第二设备发送参考消息来实现额外的安全性。此外，所述第一消息处理器被布置用于在发送第一时间数据之前接收参考消息。

在实施例中，所述第一消息处理器被布置用于经由测距协议从多个各自的距离测量获得各自的测量数据，并且被布置用于通过检测各自的测量数据之间的差异来进行所述评估。通过分析来自多个往返时间测量的结果，所述第一设备可以检测因第二设备操控所述测距协议而造成的异常。现在描述分析多个测量结果的各种范例。

在范例实施例中，所述第一消息处理器被布置成执行在第一设备与第二设备之间的多次各自的距离测量。接下来，确定第一各自的测量数据的各自的第二时间数据与后续各自的测量数据的各自的第二时间数据之间的差异。正常情况下，这样的差异应当大约为零，但是由于时间测量的不准确性，可能测量到小的差异。为了适应这样的不准确性，可以定义容限或裕量，例如，时间或距离的预定误差裕量(一纳秒对应于大约0.3米)。如果测量到的差异低于所述裕量，则所述消息处理器确定所确定的距离是可靠的。然而，如果计算表明各自的测量的第二时间数据中有显著差异，那么假设第二设备操控报告的距离并且所确定的距离是不可靠的。

在范例实施例中，所述第一消息处理器被布置成在第一设备与第二设备之间执行所述多次各自的距离测量作为距离测量序列，并且被布置成确定该序列中的测量之间的序列间隔。这样的测量序列可以是测距协议的部分，例如，如在IEEE 802.11[参考文献1]中。访问数据库以检索针对序列间隔的参考值。接下来，所述第一消息处理器将序列间隔与来自数据库的参考序列间隔进行比较。如果实测间隔、例如平均值和或标准偏差等于预定裕量之内的参考值，则所述消息处理器确定所确定的距离是可靠的。然而，如果各自测量的序列间隔值之间存在显著差异，那么假设所述第二设备操控所报告的距离或第二时间数据并且所确定的距离是不可靠的。

在范例实施例中，所述第一消息处理器被布置成根据第二设备与第一设备之间的测距协议的逆执行来获得逆测量数据。由于现在通过交换第一设备和第二设备的角色来执行测距协议，所以逆测量数据包括逆第一时间数据，即，如由第二设备提供并且被传输到第一设备。任选地，所述第一消息处理器被布置成将如由测距协议所规定的距离确定为被逆执行，并且将逆确定的距离与较早在测距协议的初始实例中接收到的所确定的距离进行比较。如果第二设备发送针对所确定的距离的可靠值和逆第一时间数据，则这两个距离都应当相等，至少在针对测量不准确性的容限之内。任选地，所述第一消息处理器被布置成通过从逆第一时间数据中减去第三时间数据 (如由第一设备自身所使用的)和基于所确定的距离而计算出的消息在第一设备与第二设备之间的行进时间来确定第四时间数据。第四时间数据应当大约为零，但是由于时间测量的不准确，可能发现小的值。为了适应这样的不准确性，可以定义容限或裕量。如果第四时间数据低于所述裕量，则所述消息处理器确定所确定的距离是可靠的。如果第四时间数据超过预定误差裕量，则所述第一消息处理器确定所确定的距离是不可靠的。

要指出的是，如上文所描述的对测距协议逆执行以及接下来对逆测量数据的使用可以被应用于补充或替代通过将第三时间数据与所述参考间隔值进行比较而对所确定的距离的早前描述的验证。在这样的备选实施例中，可以首先执行逆测距协议，这迫使操作的第二设备决定从所述第一时间数据中减去的假冒时间的量，而无需知道第一设备与第二设备之间的实际距离。然后，测距协议的正常实例继续，并且操控的第二设备需要持续操控所述第二时间数据，这被复杂化并且可以容易地检测到其中的误差。

在额外的实施例中，所述测距协议包括额外的属性或额外的消息，例如可以将其添加到如在IEEE 802.11[参考文献1]中所定义的测距协议，包含凭据(例如，公钥)或者凭据散列或加密凭据。所述第二设备必须包括这样的凭据或凭据散列或加密凭据，作为用于测距协议的消息交换的部分。为了对称，所述第一设备也将必须包括这样的凭据、凭据散列或加密凭据。测距协议的消息中包含凭据或凭据散列或加密凭据的优选字段是使用信号或传输该字段的信号的至少部分来测量消息发送或到达时间的字段，使得另一设备非常难以(如果不是不可能)在用于测量第一设备与第二设备之间距离的消息中插入其凭据或其凭据散列或者其加密凭据。携带凭据或凭据散列或加密凭据的信号距用于测量距离的信号(在时间上)越近，或者这些信号之间的交叠越多，则越好。通过这种方式，所述第一设备能够确信测距协议的消息中的凭据或凭据散列或加密凭据确实是第二设备中利用其执行距离测量协议的那个。在一个实施例中，所述第一消息处理器被布置成处理该凭据或凭据散列或加密凭据，并且诸如通过使用Wi-Fi保护的设置协议、设备提供协议、Diffie-Hellman密钥交换和/或4路WPA2握手，来验证其是否匹配先前由其已经与之成功执行设备认证并建立相互信任的设备所使用的凭据。如果发现匹配，则所述第一设备可以假设第一设备与第二设备之间的距离测量能够被信任并且被认为是可靠的。如果未发现匹配，则所述第一设备将不信任第一设备与第二设备之间的距离测量并执行额外步骤以验证距离测量的可靠性，诸如使用如在其他实施例中所描述的机制。在另一实施例中，使用在第一设备与第二设备之间执行的较早的设备认证流程期间达成一致或者从第一设备与第二设备之间达成一致的凭据而导出的密钥对实测值(例如，第一时间数据和/或第二时间数据)进行加密。

在备选实施例中，所述第二设备必须包括将在稍晚的连接设置期间所使用的凭据或凭据散列或加密凭据。所述第一消息处理器被布置成结合所述第一设备与所述第二设备之间的实测距离来处理并存储所接收到的凭据或凭据散列或加密凭据，以便使实测距离与和该凭据连接的特定设备安全地相关。在第一设备与第二设备之间建立连接时，在执行设备认证时、诸如在执行Wi-Fi保护的设置协议、设备提供协议、Diffie-Hellman密钥交换和/或在执行4路WPA2握手时，所述第一设备验证是否使用相同的凭据或者其衍生物。通过这样做，所述第一设备能够确定其正在连接的设备与进行特定距离测量的设备是相同的设备。具体而言，如果凭据是公钥并且如果在第一设备与第二设备之间建立所述连接包括第二设备成功向设备1证明其拥有属于公钥的私钥作为距离测量中的凭据，则所述第一设备能够确认第二设备是其测量距离的那个而不是居间者。

图3示出了用于无线通信和距离测量的多个设备的系统，系统300与上文参考图1和图2所描述的系统100相同，但是还具有至少第三设备150。所述第一设备和所述第二设备物理地间隔开距离140。所述第一设备和所述第三设备物理地间隔第二距离141，并且所述第二设备和所述第三设备物理地间隔第三距离142。所述第三设备具有第三收发器和第三消息处理器(未示出)，其类似于第二设备的对应元件。所述设备被装备成进行无线通信，如形状130和经由其各自的收发器连接设备的箭头示意性所示的。所述设备被布置用于经由根据预定协议的无线通信在第一设备与第二设备之间进行距离测量，所述预定协议包括上文进一步阐述的测距协议。现在使用至少第三设备确定由第二设备所报告的距离的可靠性来描述各种其他实施例。

在范例实施例中，所述第一消息处理器被布置成从另外的设备与第二设备之间的距离测量来获得至少一个另外的测量数据，并且根据另外的测量数据来获得参考间隔值。例如，所述另外的设备还可以在利用第二设备执行测距协议期间使用如在第一设备中那样布置的消息处理器来导出各自的第二时间数据。接下来，另外的设备可以向第一设备传送所述各自的第二时间数据。现在使得所述第一设备能够通过将第三时间数据与作为参考间隔值的所接收到的各自的第二时间数据进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。由于另外的设备还与疑似进行操控的第二设备执行测距协议，所以第二设备现在必须一致地操控对不同设备做出响应的测距协议的两个实例。为第二时间数据使用相同的操控值可能是不可能的或者可能导致不一致的距离，这将由第一设备基于从另外的设备接收到的各自的第二时间数据来检测到。要指出的是，第一设备和另外的设备不需要知道其实际距离，以仍然找到针对第二时间数据的操控值。

在另外的范例实施例中，所述第一消息处理器被布置成从至少一个另外的设备与第二设备之间的距离测量来获得至少一个另外的测量数据，并且根据另外的测量数据来导出至少一个另外的确定的距离。现在，可以将第一确定的距离和另外的确定的距离映射到第一设备与另外的设备之间的实际物理中间距离，其可以是已知的、预定的或者也使用测距协议来测量。因此，第一消息处理器获得至少一个另外的设备相对于第一设备的实际位置或距离数据。最后，所述第一消息处理器通过确定是否可以基于所确定的距离和至少一个另外的所确定的距离而导出第二设备相对于第一设备的估计位置，来验证所确定的距离是否是可靠的。所估计的位置基于中间距离和这两个所确定的距离的三角形存在的基本几何形状。例如，如果这两个所确定的距离之和小于所述中间距离，则可能不会发现三角形，使得所述所确定的距离是不可靠的。

任选地，所述第一消息处理器可以通过确定第二设备相对于第一设备的估计的位置是否根据第一设备周围的预定楼面平面图(floor plan)，来验证所确定的距离是否是可靠的。所述楼面平面图指示携带第二设备的人可能所在的地方，可以使用一个或多个所确定的距离对其进行交叉检查。例如，如果对充当第一设备的三个不同的受信任的设备执行三次测量，并且已知所述三个受信任的设备相对于楼面平面图的位置，能够确定第二设备是否处在能够由根据楼面平面图行走的人所使用的位置处。

在不同的配置中，所述第一设备与所述第三设备一起执行距离测量，以便决定在第一设备与第三设备之间建立连接。在这种情况下，当所述第二设备也接近第一设备或第三设备以执行距离测量时，如果第一设备将能够验证第二设备和第三设备是否独立操作或者其是否协作以执行距离测量 (即，由第二设备和第三设备向/从彼此发送/接收由第二设备与第一设备和 /或由第三设备与第一设备执行距离测量所得到的距离测量数据)并且如果第三设备将能够验证第一设备和第二设备是在独立操作还是协作以执行距离测量，则这是有益的。如果其未协作，所述第二设备可以是敌对设备，其尝试通过使测量设备相信其与假冒设备处在相似距离处而假冒第一设备或第三设备，或者其尝试通过进行其自己的距离测量而使测量设备相信其实际比假冒设备更接近。在可能的实施例中，设备可以被配置成：如果所述设备在指定的短时间段之内从两个或更多个不同的设备接收到距离测量帧，或者如果来自两个或更多个不同的设备的距离测量请求帧在那两个设备的第一个开始发送其测量请求之后在比预配置时间更早的时间到达(例如，在协议中达成一致，即：协作执行距离测量的两个设备必须要在彼此之后至少特定指定时间段发出其测量帧并各自地协调其测量)，则拒绝距离测量请求帧和/或拒绝来自其他两个设备的验证请求和/或拒绝建立通往其他两者设备的连接。

在另一可能的实施例中，如果两个设备协作以与第三设备执行距离测量，则这些设备都必须包括公共凭据(例如，公共对称密钥、公钥/私钥对) 或凭据散列或加密凭据作为其与第三设备执行的距离测量协议的部分，其能够由第三设备在从两个设备接收距离测量请求帧时针对其有效性加以验证，方式是基于该接收的凭据在第三设备与第一设备之间执行挑战-响应交换以及基于所接收到的凭据在第三设备与第二设备之间执行挑战-响应交换。因此，本实施例此外还涉及一种方法和第一设备，其用于决定是否接受第一设备和第二设备之间的无线连接的建立，其中，第一设备还被第三设备接近，以执行距离测量，所述方法包括：

-与第二设备和第三设备协作以相对于第二设备和第三设备中的每个至少执行距离测量

-从第二和第三设备、不同的设备接收距离测量帧

-如果满足以下条件中的至少一项，则决定不接受建立无线连接：

a)接收到的距离测量帧是在预定时间段之内接收的，

b)来自两个或更多个不同设备的距离测量帧比那两个设备的第一个开始发送其测量请求之后的预定义时间更早地到达。

备选地，如果在设备与其他两个设备中的每个设备之间执行设备认证的同时，诸如在执行Wi-Fi保护的设置协议、设备提供协议、Diffie-Hellman 密钥交换期间，和/或在执行4路WPA2握手的同时，公共凭据或者其衍生物未被使用或者不能够被正确验证加以使用，则从其他两个设备接收距离测量请求帧以及公共凭据、凭据散列或加密凭据的设备拒绝与那两个设备中的任意设备建立连接。

因此，本实施例此外还涉及一种方法和第一设备，其用于决定是否接受在第一设备与第二设备或第三设备中的任一者之间建立无线连接，所述方法包括：

-与第二设备和第三设备协作以相对于第二设备和第三设备中的每个至少执行距离测量

-接收第二设备和第三设备的通用凭据

-如果在设备与其他两个设备中的每个设备之间执行设备认证的同时，公共凭据或者其衍生物未被使用或者不能够被正确地验证加以使用，则决定不接受建立无线连接

在实施例中，所述第一消息处理器被布置成：确定在预定协议期间接收的至少一个消息的至少一个信号强度，并且通过将所述信号强度与在确定的距离处的预期的信号强度进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。所述预定协议可以提供关于在第二站处的接收到的信号强度的信息。知道了发送的功率以及所确定的距离，能够计算预期的信号强度。这样，能够将接收到的信号强度与预期的信号强度进行比较，并且能够检测偏差。任选地，第一站可以改变发射器功率，直到不从第二设备接收到响应为止，获知了所确定的距离之后，能够预测发射的信号强度，并且能够检测偏差。例如，如果早得多地、即在比针对接收到的所确定的距离而计算的更高发射器功率下丢失了通信，则认为距离是不可靠的。

在实施例中，在评估所确定的距离是不可靠的时，所述第一消息处理器被布置成继续进行不同的过程而不是基于预期距离的过程。例如，基于正常距离的过程将是授权访问基于位置的服务或本地外设。如果认为所确定的距离是不可靠的，则可以拒绝所有进一步的通信和/或访问，和/或可以向管理系统或安保人员发送警告消息。同样地，所述第一消息处理器被布置成，在进行到任何基于正常距离的过程之前，进行可以利用第二设备执行的不同的安全协议，诸如请求额外的凭据和/或用户的个人标识。不同的安全协议可以是额外的过程或者主协议的进一步增强的执行，并且例如可以导致正常安全过程中的更严格或重要的步骤。任选地，所述第一消息处理器被布置成在非常近的距离处使用不同的测距协议和/或不同类型的无线通信(例如NFC)来请求进一步的距离测量，或者由第二设备的操作人员提供某种标识和/或像指纹那样的生物测定数据。同样地，可在进行到任何基于正常距离的过程之前，所述第一消息处理器可以被布置成拒绝或限制访问至少一些数据和/或第一设备中的至少一个应用。例如，即使认为距离是不可靠的，也可以提供基本服务，而如果认为距离是可靠的，则提供扩展服务。

在下文中描述了各种实践实施例。在示范性实施例中，第一无线站提供Wi-Fi感知服务，这指示其需要通过设置例如“测距”标志为强制来测量距离。希望连接到该服务的第二无线站需要诸如使用如在IEEE 802.11REV-mc[参考文献1]中所定义的FTM方法来执行距离测量。为了这样做，所述第二无线站假设为FTM发起器角色并且向第一无线站发出FTM 请求。如果第一无线站从第二无线站接收FTM请求，则第一无线站将在其轮次中发起FTM猝发(burst)并向第二无线站提供实测的时间戳t1和t4，第二无线站可以使用这些值来准确地确定往返时间(RTT)，并且因此确定第一无线站与第二无线站之间的距离。如果第一无线站在测距设置属性中将测距报告位设置为1，则第二无线站需要在FTM测量距离报告中向第一无线站发送所得到的距离。第一无线站将需要信任其接收的测量结果，以便确定针对第二无线站的后续步骤，诸如自动地接受进入的连接请求。

为了让第一无线站验证实测距离，可以使用以下机制中的一个或多个机制。由于第一无线站知道t1和t4(例如单位为纳秒)，其可以如下使用从第二无线站接收到的距离结果值(例如单位为米)“d1”来计算值(t3-t2)：

(t3-t2)＝-(2*(d1/光速)*10⁹–(t4-t1))

例如，如果d1大约为1米，并且t4-t1＝13ns，那么t3-t2＝7ns。这意味着其将花费3ns的2倍的行进时间，并且在第二无线站上处理请求(即，t3-t2) 花费7纳秒。如上文所提及的，如果即使其不接近，第二无线站也希望声称其接近，那么t3-t2实际上将更短。由于需要以纳秒分辨率精确进行实际测量，其可能会在Wi-Fi芯片的硬件内部发生(不在可以被用于例如发送 FTM距离测量报告的任何软件驱动层中)，因此，可以利用正在被使用的 Wi-Fi芯片组的规范来验证t3-t2的所确定的值。

在一个实施例中，第一无线设备检查关于实际处理时间并且任选地还有可能的误差裕量的信息数据库，以获取针对由第二无线设备所使用的 Wi-Fi芯片组的FTM请求。能够从关联之前的发现期间(例如，使用探查请求/响应帧、信标帧)接收的各种信息源(例如，P2P信息元素)导出所使用的Wi-Fi芯片组，诸如使用哪个MAC地址范围，广告的制造商信息/设备型号，无线电特性，诸如在公知协议IEEE 802.11k和IEEE 802.11h中所定义的特性。如果实测的处理时间对应于数据库中的信息，那么认为实测距离有效，并且第一无线站能够进入相对于第二无线站的下一状态，诸如其中其将自动接受来自第二无线站的进入连接请求而无需进一步认证 (例如，使用由Wi-Fi Direct Services定义的Open Security或WFDSDefault PIN方法)和/或额外的用户交互(例如，由Wi-Fi Direct Services定义的自动接受＝真实会话接受状态，或者通过在后续提供发现期间发出“用户接受”的状态而不实际询问用户)的状态。然而，如果测量的处理时间在特定误差/安全裕量之内不对应于数据库中的信息，那么第一无线站将以不同方式动作。例如，第一站将不自动地接受来自第二站的进入连接请求，并且可以请求第二无线站使用不同的认证方法(例如，PIN、按钮或者通过将“配置方法”属性设置到适当值的其他WPS配置方法，或者例如通过检查第二无线站是否是与第一无线站相同的安全无线网络的部分，例如使用指向对应于或者从由第二无线站在FTM测量期间使用的MAC地址导出的MAC 地址，而这两者都被安全地连接到WLAN接入点)。

在另一实施例中，例如，在FTM猝发中请求多个FTM测量和/或测距报告。第二无线站仅在其已经从第一无线站接收到t1和t4之后能够知道如何操控其距离。操控t3-t2可能是困难的。除非第二无线站将其无线电设备更改为始终在t3以一定延迟发送ACK，猝发中的第一t3和t4可能与FTM 猝发中的后续测量相当不同。

在另外的实施例中，可以强制增强的FTM测量设备在第一无线站向第二无线站发送其t1和t4之前向第一无线设备在消息中首先发送t2和t3的值。第一无线站可以在测量中使用任何奇怪的差异，以将来自第二无线站的测量结果标记为疑似，并且不自动地接受来自第二无线站的进入连接请求。

在另外的实施例中，第一无线站将(也)充当FTM发起器，即，发起逆距离测量，并且向第二无线站发出FTM请求。第二无线站现在必须测量 t1和t4，并且向第一无线站传输这些。再次地，如果在正使用的Wi-Fi芯片组的参数和/或行为之内进行对t1和t4的测量，则第一无线站能够与数据库进行交叉验证。例如，给定FTM请求中的属性值，诸如在10.24.6.4测量交换中解释的部分TSF定时器或最小差值，验证发送(猝发中)FTM测量帧的开始时间是否对应于两次相继FTM测量帧之间Wi-Fi芯片组中所使用的正常间隔。

在另外的实施例中，第一无线站可以请求第三无线站，例如，无线分布系统或Wi-Fi感知NAN群集中的另一接入点，或者附近的受信任的P2P 设备，与第二无线站执行距离测量。例如，在网咖或办公室中，附近常常将有多个WLAN接入点，其可以充当受信任的第三站和第四站。结果被传送到第一无线站的这些测量值，结合在第一站与第三站之间进行的距离测量以及由第三无线站提供的关于第二无线站的其他信息。这样的其他信息可以包括报告的信号强度、噪声柱状图以及其他无线信号参数，其可以被用于对第一无线站与第二无线站之间的测量进行交叉验证。例如，如果对于第三无线站测量到的(t3-t2)与对于第一无线站测量到的(t3-t2)不同，则可以将第二无线站的位置标记为疑似，对此第一无线站将例如通过要求额外的认证来采取各自动作。如果第一站与第二站以及第三站与第四站之间测量到的距离不对应于第二站相对于第一无线站和第三无线站的报告的信号强度，同样是疑似的。例如，如果使用基于FTM的方法实测非常接近第一无线站和第三无线站两者，但信号强度非常不同，那么这是疑似的，因为将预期在那种情况下第二站恰好在第一站与第三站之间。能够通过使用方向信息(例如，使用MIMO信号分析，使用波束形成信息，使天线的部分模糊，机械地旋转设备，使用物理位置不同的天线)或运动分析(例如，第二站是否移动远离一个站并移动更接近另一站)，通过在更长时间段期间进行多次距离测量，来进一步细化这种方法。任选地，如果与来自第四无线站的测量(例如，使用三角测量法)对测量进行交叉验证，那么如果第二无线站有意为距离测量提供错误值，则实测距离之一将肯定是错的。

在另外的实施例中，第一无线站可以通过根据第一无线站与第二无线站之间的实测距离减小其无线电功率来减小其信号强度。如果连接意外断开，那么第一无线站可以推断：第二无线站不在恰当的信号范围之内并且可以将实测距离标记为疑似。当然，如果第二无线设备使用非常强的无线电设备，则其可以规避这种检查，因此，这不是决定测量非疑似的绝对方式。在备选实施例中，第一站生成仅宣称处在特定距离处的人能够注意到的带外信号，例如，口头指令，或者在附近的屏幕上示出消息，例如，带有发往用户的请求，使其移动更接近第一无线站，然后，由第一无线站对其进行验证。

在另外的实施例中，第一无线站可以在更长时间内跟踪第二设备的位置，并且将轨迹与楼面平面图相关，例如，以查看给定建筑物内部的人行道的情况下轨迹是否有意义(例如，人不会穿墙而过，而是通过门行走，并且不会直接通过桌子或沙发行走)。在第二无线站被认为是静止设备(诸如附近的显示器)并且第一无线站是移动设备的情况下，那么能够使用第一无线站的移动模式来查看其是否匹配实测距离，从而查看第一无线站在向其行走时是否实际更接近第二无线站。

图4示出了一种经由根据预定协议的无线通信在充当第一设备的设备与充当第二设备的用于无线通信的另外的设备之间进行距离测量的方法。所述设备物理上分开距离140。所述设备被布置用于经由根据预定协议的无线通信在第一设备和第二设备之间进行距离测量。所述预定协议包括用于确定第一设备与第二设备之间距离的测距协议，如下文参考图2进一步详述的。第一设备和第二设备类似于在图1中所示并且参考图1-3进一步描述的第一设备和第二设备。所述方法可以由第一设备中的处理器执行，还可以由不同设备中的处理器和/或在不同时间基于所接收到的值来处理。例如，可以在第三设备处执行该方法，第三设备未主动参与测距协议，而是接收所有消息，并且感知到第三设备与第三设备之间的距离。如果在接近第一设备的距离处，第三设备能够通过接收测距协议的协议消息来验证所有数据。

所述方法开始于节点START(开始)401。在第一阶段RNGP 402中，所述方法可以执行测距协议并且如参考图2所描述的那样执行时间测量。所述方法获得所确定的距离并且感知到第一设备的第一时间数据。接下来，在阶段CALC 403中，所述方法基于所确定的距离来计算消息在第一设备与第二设备之间的行进时间。为了评估所确定的距离，该方法继续阶段DT3 404，其中，通过从第一时间数据减去计算出的消息的行进时间来确定第三时间数据。接下来，在阶段OREF 405中，确定指示第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据。同样地，从基于标识符数据的数据库，获得针对第二设备的参考间隔值。所述参考间隔指示接收测量消息与发送测量确认之间的间隔，这是针对第二设备预期的。能够以各种方式获得参考间隔，上文参考第一设备中的消息处理器描述了这些方式。在范例中，从数据库获得参考间隔，可以经由因特网，通过使用如上文参考图5所述的方法连接到提供商服务器而在本地或远程地访问数据库。接下来，在阶段VERID 406中，所述方法通过将第三时间数据与参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。所述方法终止于节点END(结束)407。

图5示出了用于提供参考信息的提供商服务器方法，其用于提供商服务器中使用，如上文参考图1和图2所描述地与设备协作。所述方法开始于节点START(开始)501。在第一阶段STR 502中，所述方法可以执行针对各自设备存储指示测距协议中的处理时间的参考时间数据。可以将这个阶段仅执行一次，例如，在制造商处或者在提供商服务器的初始化时。在新的参考数据变得可用时，也可以定期更新数据库。接下来，在阶段RCID 503中，所述方法从请求设备接收标识符数据，所述标识符数据指示要验证的第二设备中存在的硬件和/或软件。接下来，在阶段RRD中，检索基于标识符数据的针对第二设备的各自的参考时间数据。所述参考时间数据指示针对第二设备的参考间隔值。接下来，在阶段TRREF 505中，将检索到的参考时间数据发送到第一设备。由此，使得请求设备能够通过将计算的第三时间数据与参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

提供了一种能从网络下载和/或存储在计算机可读介质和/或微处理器可执行介质上的计算机程序产品，其包括程序代码指令，所述程序代码指令在计算机上被执行时实施以上方法以保护位置信息，如下文进一步阐述的。

例如，可以在室内和室外定位系统中或者使用无线设备的基于位置的服务中应用上述系统。本发明总体适用于基于移动设备到测量距离的设备的距离有条件地向用户提供数据或基于位置的服务的任何系统。例如，所述系统能够被应用于支持Wi-Fi、Wi-Fi Aware或Wi-Fi Direct的携式设备和静止设备中。

同样地，基于可见光或射频信号，根据本发明的系统或方法可以与一种或多种室内定位技术—起使用。同样地，这样的室内定位技术可以利用成熟的RF通信标准，诸如802.15.7、802.11、802.15.4、Zigbee、Thread或

低能耗(BLE)(也被称为

智能)。要注意的是，主张的发明可以利用多种定位技术；例如，以便适应所安装的基础和/或使得参与者能够使用其偏好的技术。

通常，用于距离测量的设备110以及充当要被测量的第二设备测量的设备120，以及提供商服务器，均包括处理器，所述处理器执行被存储在设备处的适当的软件；例如，所述软件可能已经被下载和/或存储在对应的存储器中，例如，诸如RAM的易失性存储器，或者诸如闪存(未示出)的非易失性存储器。所述设备和服务器例如可以装备有微处理器和存储器(未示出)。备选地，所述设备和服务器可以全部或部分实施在可编程逻辑中，例如作为现场可编程门阵列(FPGA)。所述设备和服务器可以全部或部分实施为所谓的专用集成电路(ASIC)，即，针对其特定用途定制的集成电路 (IC)。例如，可以使用硬件描述语音，诸如Verilog、VHDL等，在CMOS 中实施所述电路。

本领域技术人员将要明了的是，执行该方法有许多可能的不同方式。例如，能够改变阶段或步骤的次序，或者可以并行地执行一些阶段。此外，在步骤之间，可以插入其他方法步骤。所插入的步骤可以表示本文所述的方法的细化，或者可以与该方法无关。例如，可以至少部分地与设备方法的阶段RNGP 402、CALC 403和DT3 404并行地执行提供商服务器方法的阶段STR 502和RCID 503。此外，在开始下一步骤之前，可能未完全完成给定步骤。

可以使用软件来执行根据本发明的方法，所述软件包括用于使处理器系统执行各自方法的指令。软件可以仅包括由系统的特定子实体采取的那些步骤。软件可以被存储在适当的存储介质中，诸如硬盘、软盘、存储器等。软件可以作为信号沿着线路发送或者无线发送或者使用例如因特网的数据网络发送。可以使软件能够被下载和/或用于在服务器上远程使用。可以使用被布置成配置例如现场可编程门阵列(FPGA)的可编程逻辑的比特流来执行根据本发明的方法，以执行所述方法。应当意识到，所述软件可以是源代码、目标代码、代码中间源和目标代码的形式，诸如部分编译的形式，或者适于在根据本发明的方法的实施方式中使用的任何其他形式。涉及计算机程序产品的实施例包括与所述方法的至少一种方法的处理步骤中的每个处理步骤相对应的计算机可执行指令。这些指令可以被细分成子例程和/或被存储在可以静态或动态链接的一个或多个文件中。涉及计算机程序产品的另一实施例包括与所述系统和/或产品的至少一种的模块中的每个模块相对应的计算机可执行指令。

图6a示出了具有可写部分1010的计算机可读介质1000，所述可写部分包括计算机程序1020，计算机程序1020包括用于使处理器系统在参考图 1-5所描述的系统中执行以上方法的一种或多种方法的指令。计算机程序 1020可以被嵌入在计算机可读介质1000上，作为物理标记，或者利用计算机可读介质1000的磁化而实现。然而，也能想到任何其他适当的实施例。此外，将要意识到，尽管这里将计算机可读介质1000示为光盘，但是计算机可读介质1000可以是任何适当的计算机可读介质，诸如硬盘、固态存储器、闪速存储器等，并且可以是不可记录的或可记录的。计算机程序1020 包括用于使处理器系统执行所述方法的指令。

图6b在示意图中示出了根据参考图1-5描述的设备或服务器实施例的处理器系统1140。所述处理器系统包括一个或多个集成电路1110。附图中示意性示出了一个或多个集成电路1110的架构。电路1110包括处理单元 1120，例如CPU，其用于运行计算机程序部件，以执行根据实施例的方法和/或实施其模块或单元。电路1110包括用于存储编程代码、数据等的存储器1122。存储器1122的部分可以是只读的。电路1110可以包括通信元件 1126，例如天线、连接器或者这两者等。电路1110可以包括用于执行在所述方法中定义的处理的部分或全部的专用集成电路1124。处理器1120、存储器1122、专用IC 1124和通信元件1126可以经由例如总线的互连1130 而彼此连接。处理器系统1110可以被布置用于分别使用天线和/或连接器进行接触和/或无接触通信。

总之，用于经由无线通信进行距离测量的第一设备使用测距协议经由往返时间测量来确定到第二设备的距离，其中，第一时间数据表示往返时间，并且第二时间数据表示接收请求与发送对应的确认之间的响应时间。所述第二设备接收往返时间并确定距离。所述第一设备通过从第一时间数据减去基于所确定的距离而计算的消息在第一设备与第二设备之间的行进时间来确定第三时间数据，来获得指示接收请求与发送确认之间的间隔的针对第二设备的参考间隔值，并且通过将第三时间数据与参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

将意识到，为了清晰起见，以上描述已经参考不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将认识到，可以使用功能在不同功能单元或处理器之间的任意适当分布而不脱离本发明。例如，被图示为要由独立单元、处理器或控制器执行的功能可以由同一处理器或控制器执行。因此，提到特定的功能单元仅仅要被看作提到用于提供所述功能的适当手段，而不是表示严格的逻辑或物理结构或组织。本发明能够以任何适当的形式被实施，包括硬件、软件、固件或这些的任意组合。

要指出的是，在本文中，“包括”一词不排除存在所列出的那些之外的元件或步骤，元件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件，任何附图标记都不应当限制权利要求的范围，可以利用硬件和软件两者来实施本发明，若干“模块”或“单元”可以由同一件硬件或软件来表示，并且处理器可以完成一个或多个单元的功能，可能与硬件元件协作。此外，本发明不限于实施例，本发明体现在上文所描述的或相互不同的从属权利要求中所表述的每个特征或特征组合中。

参考文献：

[1]IEEE P802.11-REVmc/D4.2，2015年9月

针对信息技术的IEEE标准

系统间的电信和信息交换

局域网和城域网

具体要求

第11部分：无线LAN介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范 10.24.6节精细定时测量流程，1773-1784页。

Claims (15)

1.一种用于经由根据预定协议的无线通信在充当第一设备的设备与充当第二设备的用于无线通信的另外的设备之间进行距离测量的方法，

所述预定协议包括用于基于往返时间测量来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离的测距协议，在所述测距协议中：

-所述第一设备在第一时间(t1)处发送测量消息；

-所述第二设备在第二时间(t2)处接收所述测量消息；

-所述第二设备在第三时间(t3)处发送测量确认；

-所述第一设备在第四时间(t4)处接收所述测量确认；

所述方法包括，为了评估所确定的距离：

-确定或接收表示所述第一时间与所述第四时间之间的时间间隔的第一时间数据；

-确定或接收由所述第二设备报告的表示所述第二时间与所述第三时间之间的时间间隔的第二时间数据；并且

-通过基于所述第一时间数据和所述第二时间数据确定所述消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定所述距离；

其中，所述方法包括由所述第二设备之外的设备通过以下操作来验证所述距离：

-通过从所述第一时间数据中减去基于所确定的距离而计算出的所述消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定第三时间数据，

-确定指示所述第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据，

-基于所述标识符数据从数据库获得针对所述第二设备的参考间隔值，所述参考间隔值指示接收测量消息与发送测量确认之间的间隔，

-通过将所述第三时间数据与所述参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

2.一种用于经由根据预定协议的无线通信在第一设备与第二设备之间进行距离测量的设备，

所述预定协议包括用于基于往返时间测量来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离的测距协议，在所述测距协议中：

-所述第一设备在第一时间(t1)处发送测量消息；

-所述第二设备在第二时间(t2)处接收所述测量消息；

-所述第二设备在第三时间(t3)处发送测量确认；

-所述第一设备在第四时间(t4)处接收所述测量确认；

所述测距协议包括，为了评估所确定的距离：

-接收或确定表示所述第一时间与所述第四时间之间的时间间隔的第一时间数据；

-接收或确定由所述第二设备报告的表示所述第二时间与所述第三时间之间的时间间隔的第二时间数据；并且

-通过基于所述第一时间数据和所述第二时间数据确定所述消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定所述距离；

其中，所述设备是所述第二设备之外的设备，并且包括：

-收发器(111)，其用于发送消息和接收消息，

-消息处理器(112)，其被布置成生成要被发送的消息，处理接收到的消息，并且通过以下操作来验证所确定的距离：

-通过从所述第一时间数据中减去基于所确定的距离而计算出的所述消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定第三时间数据，

-确定指示所述第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据，

-基于所述标识符数据从数据库获得针对所述第二设备的参考间隔值，所述参考间隔值指示接收测量消息与发送测量确认之间的间隔，并且

-通过将所述第三时间数据与所述参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置用于所述验证以将所述第三时间数据与所述参考间隔值进行比较，并且如果偏离超过预定误差裕量，则将所确定的距离定性为是不可靠的。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置成：

-根据来自所述第二设备的所述预定协议的消息来导出所述标识符数据。

5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置成通过基于所述第二设备的测量数据存储和/或更新至少一个参考值来调整所述数据库。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的设备，其中，

所述测距协议包括参考消息，并且

所述消息处理器(112)被布置用于基于从所述第二设备接收到的所述参考消息获得所述参考间隔。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置用于在发送所述第一时间数据之前接收所述参考消息。

8.根据权利要求2至5中的任一项所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置用于根据经由所述测距协议的多次各自的距离测量来获得各自的测量数据，并且用于通过检测所述各自的测量数据之间的差异进行所述评估。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置成：

-在所述第一设备与所述第二设备之间执行所述多次各自的距离测量，并且确定第一各自的测量数据的各自的第二时间数据与后续各自的测量数据的各自的第二时间数据之间的差异；或者

-在所述第一设备与所述第二设备之间将所述多次各自的距离测量作为距离测量的序列来执行，并且确定所述序列中的测量之间的序列间隔，并且将所述序列间隔与来自数据库的参考序列间隔进行比较；或者

-根据另外的设备(150)与所述第二设备之间的距离测量来获得至少一个另外的测量数据，并且根据所述另外的测量数据来获得所述参考间隔值。

10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置成：

-根据所述第二设备与所述第一设备之间的所述测距协议的逆执行来获得逆测量数据，所述逆测量数据包括逆第一时间数据，

-通过从所述逆第一时间数据中减去所述第三时间数据和基于所确定的距离而计算出的所述消息在所述第一设备与所述第二设备之间的行进时间来确定第四时间数据，并且

-如果所述第四时间数据超过预定误差裕量，则确定所确定的距离是不可靠的。

11.根据权利要求8所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置成：

-根据至少一个另外的设备(150)与所述第二设备之间的距离测量来获得至少一个另外的测量数据，并且根据所述另外的测量数据来导出至少一个另外的确定的距离，

-获得所述至少一个另外的设备相对于所述第一设备的实际位置数据，并且

-通过确定所述第二设备相对于所述第一设备的估计的位置是否能基于所确定的距离和所述至少一个另外的确定的距离导出，来验证所确定的距离是否是可靠的；或者

-通过确定所述第二设备相对于所述第一设备的估计的位置是否是根据所述第一设备附近的预定楼面平面图的，来验证所确定的距离是否是可靠的。

12.根据权利要求2至5中的任一项所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置成：

-确定在所述预定协议期间接收到的至少一个消息的至少一个信号强度，并且

-通过将所述信号强度与在所确定的距离处的预期的信号强度进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

13.根据权利要求2至5中的任一项所述的设备，其中，所述消息处理器(112)被布置成在评估所确定的距离是不可靠的时执行以下中的至少一项：

-要求利用所述第二设备执行不同的安全协议；

-请求使用不同的测距协议和/或不同类型的无线通信进行另外的距离测量；

-拒绝或限制对所述第一设备中的至少一些数据和/或至少一个应用的访问。

14.一种用于在提供商服务器中与根据权利要求2-12中的任一项所述的设备协作的提供商服务器方法，

所述方法包括：

-基于指示各自设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据在数据库中存储针对所述各自设备的指示在所述测距协议中的处理时间的参考时间数据，

-从所述设备接收指示所述第二设备中存在的硬件和/或软件的标识符数据，

-基于所述标识符数据从所述数据库检索针对所述第二设备的各自的参考时间数据，并且

-向所述设备发送指示针对所述第二设备的所述参考间隔值的所述各自的参考时间数据，

用于使所述设备能够通过将所述第三时间数据与所述参考间隔值进行比较来验证所确定的距离是否是可靠的。

15.一种存储计算机程序产品计算机可读介质和/或微处理器可执行介质，所述产品包括程序代码指令，所述程序代码指令当在计算机上被执行时用于实施根据权利要求1或14中的任一项所述的方法。

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