[發明專利]無線系統中的響應者設備綁定

有效

• 申請號: 201180074956.0
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN104067645B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: B·范登博什;W·范霍赫斯特拉藤;J·范埃特費爾德
• 申請（專利權）人: 綠峰科技股份有限公司
• 主分類號: H04W8/00
• 分類號: H04W8/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉春元

發明領域

本發明涉及在兩個無線設備之間形成綁定，且涉及在形成綁定時對響應者無線設備進行排名，并且涉及無線設備本身、包括無線設備的系統、用于這樣的無線設備的控制裝置、用于在這樣的無線系統中使用的方法以及用于執行這一方法的軟件。

發明背景

存在其中必需在兩個無線設備之間形成也被稱為配對的綁定的各種情形。一個示例情形是在無線個域網(WPAN)中的。一種WPAN類型是無線遙控系統，包括遙控手柄以及可由該遙控手柄來控制的各個設備，諸如消費電子設備(例如，機頂盒、電視機、媒體播放器)、照明設備、環境設備。新一代的遙控器將使用射頻(RF)連接，而不是紅外(IR)連接并且將使用極少電源或不使用電源。RF連接允許在整個場所內形成可靠連接。候選技術是ZigBee RF4CE(用于消費電子產品的ZigBee射頻)。

基于2.4GHz,IEEE802.15.4標準，ZigBee聯盟已經將ZigBee RF4CE標準擴展到若干終端用戶應用領域中。全都使用RF4CE的這三個行規(profile)涵蓋ZigBee接口設備、ZigBee3D同步和ZigBee遙控。在這些標準化行規之后，ZigBee RF4CE完全支持專用行規的開發。

RF無線技術無需兩個設備之間的視線路徑這一事實還提出了新的挑戰。IR發射機和接收機是通過將發射機(例如，遙控手柄)指向接收機設備來隱式配對的。兩個基于RF的設備需要使用綁定過程來進行被稱為綁定的顯式配對。該綁定過程確保“控制器”(遙控器)在控制正確的“目標”(例如，電視機、機頂盒)。在產品的生命期期間通常只需要綁定一次。

配對可使用帶外機制來執行。一個示例在可以在https://www.bluetooth.org/Technical/Specifications/whitepapers.htm獲得的白皮書“User Interface Flow Diagrams for Bluetooth Secure Simple Pairing Devices(用于藍牙安全簡單配對設備的用戶接口流程圖)”中描述。這需要安全的輔助非藍牙信道來在對兩個設備進行配對時傳遞信息。在這種類型的配對機制中，控制RF設備被告知目標RF設備的地址(反之亦然)，這可能用安全密鑰和其它相關信息來補充。這種配對可在工廠中由安裝者/服務技術員(使用專用綁定/調試設備)或者由使用者(例如，設置開關)來執行。這些都是非最優解決方案，因為它們要么造成物流問題要么禁止自己動手(DIY)安裝。

不僅在基于IEEE802.15.4的系統中，而且在基于藍牙和基于WiFi的系統中已經提出并使用更高級的綁定過程。這些綁定過程通常包括兩個階段。第一，在發現階段中，發起設備(通常是控制器)標識其附近的所有兼容設備(通常是目標)。這向發起設備提供了要與其綁定的候選的列表。這些“綁定候選”可使用諸如鏈路質量之類的參數來進行排名。在本文的其余部分中，發起設備將被稱為“發起者”或“發起者設備”(通常是控制器)，而響應該“發起者”的設備將被稱為“響應者”或“響應者設備”(通常是目標)。第二，在認證階段中，發起者將臨時設置與在發現階段中排名最高的響應者的鏈路。各個設備將執行認證過程以驗證發起者已經設置與預期響應者的鏈路。當認證成功時，發起者與響應者綁定，反之亦然。當認證失敗時，發起者將設置與下一個排名最高的響應者的鏈路并重復該認證過程。這重復直到發起者與預期響應者綁定(認證過程是成功的)或者響應者的列表變為空(所有認證過程都失敗了)。該認證過程以許多形式進行，諸如兩側上的簡單按鈕按壓或者將另一設備上所顯示的密碼輸入到顯式利用諸如證書等安全憑證的知識的過程。

在某些情況下，綁定過程假定發現階段發現恰好一個響應者，在這種情況下標識/認證階段變得過時。例如，在ZigBee RF4CE ZRC中，目標將只在該目標上的按鈕被按壓的情況下響應控制器的發現請求。當且僅當該目標是僅有的被發現的設備時，控制器將與該目標綁定。如果不止一個目標響應，則無法解決歧義并且綁定過程被控制器停止。

在發現階段中執行的對響應者的排名確保良好的用戶體驗。的確，當大量設備在RF射程內時，響應者的列表可以較長，并且循環通過所有這些設備可能變得是耗時的。