[发明专利]用于无线通信的初始认证的系统和方法

说明书

本发明公开了用于无线通信的初始认证的系统和方法。本发明提供的系统和方法可被实现为使用在两个蓝牙低能耗(BLE)无线设备之间发送的信号的到达角(AoA)来初始认证两个BLE设备之间的连接。在一个示例中，与第一BLE设备的绑定或配对可以仅限于具有天线的当前被定位成从允许的方向并且在相对于第一BLE设备的AoA的预定义允许范围内发送信号到第一BLE设备的那些其它BLE设备。

技术领域

本申请公开的系统和方法涉及无线通信，并且更具体地，涉及无线设备之间的无线通信的初始认证。

背景技术

蓝牙低能耗(BLE)涉及蓝牙无线无线电技术。它被设计用于短距离范围内的无线设备的低功耗和低延迟应用。如今，BLE应用可以从医疗保健、健身、安全、智能能量、工业自动化和家庭娱乐中发现。然而，BLE不仅限于这些，而是设计了越来越多的使用BLE技术的新应用。

BLE和经典蓝牙之间的区别在于，BLE设备比传统蓝牙设备消耗显著地较少的通信功率。此外，BLE能够比传统蓝牙更快地启动数据传输。这使得BLE设备不断地与其它设备间歇地通信是可能的。

在BLE技术中，一个或多个所谓的从设备(slave device)可以连接到主设备。为了使主设备在连接之前知道从设备，从设备(或者在该点“通知器(advertiser)”处)以伪随机间隔周期性地传递主设备(也称为扫描器设备，即“扫描器”)正在扫描的通知包。取决于通知器设备发送的通知包的类型，扫描器设备可以通过请求与通知器设备的连接来响应接收的通知包，或者可以通过从通知器设备请求进一步的信息进行响应。信标是特定类型的BLE通知器设备，其将具有唯一标识符的通知包发送到诸如智能电话的便携式电子设备。便携式电子设备上的应用可以通过执行诸如接近便携式设备的位置的动作来响应从信标接收到的通知包内的信息。在通知器设备和扫描器设备连接为主设备和从设备之后，主设备可以请求与从设备的绑定。这意味着设备交换长期密钥或其它加密信息以存储用于将来的连接。在另一种情况下，主设备可以请求与从设备的配对，在这种情况下，连接可以仅在当前连接的持续时间内被加密，在该持续时间期间在主设备和从设备之间交换短期密钥。

通常通过初始密码认证来实现限制用于绑定或配对目的的到无线设备的访问。在一些情况下，将密码代码明显地打印到要访问的无线设备的外表面上。在这种情况下，期望初始访问该无线设备的用户需要具有对无线设备的视觉可达，以便在设备上查看打印的密码。然后，用户可以将该可见码输入到另一(访问)设备以允许连接过程。限制访问用于进行绑定或配对目的的无线设备的其它方式是要求用户按下要访问的无线设备上的按钮或触摸要访问的无线设备上的显示器，或者使用另一个频道将信息传递到正在访问的无线设备。然而，这种认证技术增加了无线设备的成本和尺寸。限制对无线设备的访问的又一种方式利用基于接收信号强度(RSSI)的过滤，以试图确保访问设备紧密靠近被访问的设备。然而，RSSI并非总是准确地测量设备接近度，因为有时可以从在允许认证的所需阈值距离范围之外的无线设备接收到强的无线电信号。

发明内容

本文公开的系统和方法可以被实现为使用在两个(RF)启用的无线设备(例如，诸如BLE模块)之间发送的信号的到达角(AoA)来初始认证两个无线设备之间的连接。以这种方式，与第一无线设备的绑定或配对可以仅限于当前被定位成从允许的方向发送信号到第一无线设备并且具有在相对于第一无线设备的预定义允许范围内的AoA的具有天线的那些其它无线设备。在一个实施例中可以实现该功能，以帮助确保第一无线设备仅与由用户选择的另一无线设备配对或绑定，同时防止第一无线设备与也可能存在并在无线通信范围内的其它非选择的(多个)无线设备不符预期地配对或绑定。在又一个实施例中，所公开的系统和方法可以被实现为通过允许用户初始认证第一无线设备和第二无线设备之间的绑定或配对的连接来为用户操作第一无线设备提供便利，而不需要用户在初始连接期间具有到第二无线设备的物理访问和/或在第一无线设备中输入任何密码。