CCC数字钥匙设计【BLE】 --建立安全测距

1、建立安全测距Establish Secure Ranging

车端总共有三种建立安全测距的方式，具体如下：

1) Optimal Flow

2) Sub-Optimal Flow

3) Ranging Recovery Flow

为了确定建立安全测距需要执行哪条流程，车辆需要进行以下流程选择。当车辆和设备使用相同的URSK交换UWB安全测距消息时，测距session被视为一个Active Ranging Session。具体流程如下图所示。

如果车辆需要对手机进行定位，则车辆应首先检查应启动哪个流程以建立安全测距。为此，车辆应首先检查它是否已经有一个active ranging session。如果是，车辆将使用该session来定位手机。

如果没有active ranging session，则车辆将检查是否存在激活的URSK。如果是，则车辆应遵循ranging recovery flow恢复与该活动URSK关联的测距session(使用其UWB_Session_Id)。

如果没有激活的URSK，车辆将检查是否存在pre-derived URSK。如果有，则车辆将遵循optimal flow建立安全测距。

如果没有激活的URSK或pre-derived URSK，车辆将退回到sub-optimal flow。

如果有一个激活的测距session，如果车辆的URSK TTL即将到期，或者车辆决定使用一个TTL更短的URSK来启动发动机(参见第19.5.6.1节)，车辆可以用一个pre-derived URSK建立一个新的Secure ranging session。

当pre-derived URSK激活时，车辆和手机应丢弃先前激活的URSK(如果有的话)。

2、Optimal Flow，即Secure Ranging Setup

如果车辆具有可用的pre-derived URSK，则应由车辆执行Optimal flow。Optimal flow只需简单地遵循Secure Ranging Setup flow，使用pre-derived URSK。如下图：

如果车辆使用此流程激活pre-derived URSK，则车辆和手机应在新URSK被激活之前丢弃当前激活的URSK(如果有的话)以获得相关的数字钥匙。

为了建立安全测距，每条消息都应使用消息类型：UWB Ranging Service message，如下表。

3、Sub-Optimal Flow

如果车辆没有可用的pre-derived URSK，则执行Sub-Optimal流程。Sub-Optimal流程是URSK生成流程和Secure Ranging Setup流程的结合，如下图。

此外，如果手机在执行Optimal流程时，激活URSK失败并且无其他可用的Pre-derived URSK，或者当车辆URSK与手机URSK不同步时，车辆应退回到Sub-Optimal流程。

一旦通过使用Optimal流程或Sub-Optimal流程建立了安全测距，车辆就可以定位手机。一旦定位到手机，则车辆可以执行PE进入功能。

4、Ranging Recovery Flow

一旦建立了测距session，只要它的URSK TTL没有过期或STS_Index没有达到最大限制，它就可以在很长一段时间内处于激活状态。但是，如图19-25所示，车辆或手机可能会将Active Ranging Session置于暂停状态，以进行功率优化。

何时发送Ranging Suspend Request，取决于发送方/请求方。但是，接收方可以选择在有限的时间内延迟Ranging Suspend Request。

例如，如果手机在很长一段时间内没有检测到任何运动，则手机可以请求将测距session置于暂停状态。另一方面，如果车辆强烈认为，目前仍然需要测距，或将在不久的将来需要测距，则可能会响应延迟Ranging Suspend Request的请求。

下图是手机请求执行Ranging Suspend Request，车端接收该请求的流程【Ranging_Suspend_RS(0x00)】。

下图是手机请求执行Ranging Suspend Request，但返回延时的流程【Ranging_Suspend_RS(0x01)】。

当处于测距暂停模式时，车辆可以向手机发送测距恢复请求消息(见19.3.1.9节)。手机可以通过向车辆发送Device Ranging Intent SubEvent来触发测距恢复。

Ranging Recovery flow提供了一个低延迟的安全测距（最小的交换），且无新的URSK。

但是，在启动Ranging Recovery 流程之前，车辆必须满足以下要求：

1、 是否有一个激活的URSK (TTL未过期)与车辆打算恢复的暂停测距会话相关联。

2、 打算恢复的暂停测距会话不需要改变测距配置，如改变频率、锚点编号等。

如果车辆需要安全测距，车辆将检查连接的手机是否存在暂停的测距会话，并判断是否同时满足上述两个要求。

如果是，车辆将启动Ranging Recovery流程。当手机接收到测距恢复请求时，它应该识别出提供的UWB_Session_Id的同一组配置，用于建立测距会话。

然后手机将选择并发送一个新的UWB_Time0和STS_Index0。测距恢复流程如下图所示：

上图步骤1：Ranging_Recovery_RQ由车端发出，其报文定义及相关参数定义如下：

上图步骤2：Ranging_Recovery_RS由手机端发出，其报文定义及相关参数定义如下：

上图步骤D框，车辆选择之前协商的UWB配置参数，用于恢复测距会话的UWB_Session_Id。

5、低功耗模式处理

当车辆处于低功耗状态时，在建立BLE连接后可能无法开始测距。在这种情况下，车辆可能会发送vehicle state SubEvent notification，表明其“低功耗模式”。收到此通知后，手机应负责使用Ranging Intent SubEvent来启动测距。该手机可能会立即发送Ranging Intent，或者在检测到车辆接近时，稍后以更高的置信度发送Ranging Intent。

6、总结

车端总共有三种建立安全测距的方式，具体如下：

1) Optimal Flow

2) Sub-Optimal Flow

3) Ranging Recovery Flow

1、Optimal Flow，即Secure Ranging Setup流程。发生在测距未建立前，但无激活的URSK，且已有pre-derived URSK。

2、Sub-Optimal Flow，即URSK生成流程+Secure Ranging Setup流程。发生在测距未建立前，但无激活的URSK，且无pre-derived URSK。

3、Ranging Recovery Flow，发生在测距已暂停， 且有激活的URSK，及不需要改变测距配置。

4、当车辆处于低功耗模式时，可能无法测距，此时车端可能会发送vehicle state SubEvent notification，表明处于低功耗模式；手机接收到后，再发送Ranging Intent SubEvent来启动测距。