(57)【要約】第１及び第２装置（７，８）は、無線で信号を送受信し、第１及び第２クロックをそれぞれ、信号送信時間及び信号到達時間を決定するために有する。第１装置は第１及び第２信号（９，１０）を送信し、第２装置は第３信号（１１）を送信する。遅延を第１信号に導入することにより、泥棒は、それらの装置が実際より近いと考えるように装置をだますことができる可能性がある。遅延が第１信号に導入されたかどうかを特定するように支援するように、第１装置は、第１及び第２クロックについてクロックレートの比を演算し、演算された比が所定範囲に入るかどうかを決定する。
2008533436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１装置及び第２装置間の飛行時間を決定するための処理構成であって、該処理構成は、第１装置から送信されたそれぞれの第１及び第２信号の第１及び第２送信時間間の第１時間差の値を受信し、第２装置において受信された第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間の第２時間差の値を受信し、前記第２時間差の前記値が前記第１時間差の前記値及び所定の条件に基づいて予測値の範囲内に入るかどうかを判定する、処理構成。
【請求項２】
請求項１に記載の処理構成であって、前記の予測値の範囲は予測値の集合を有し、前記処理構成は、前記値が前記集合における前記予測値の１つに適合するかどうかを判定する、処理構成。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の処理構成であって、前記の予測値の範囲は単独の予測値を有し、前記処理構成は、前記値が予測値に適合するかどうかを判定する、処理構成。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の処理構成であって、前記第２時間差の前記値が予測値の範囲内に入っているかどうかを判定するように、前記処理構成は、前記第１時間差の前記値と前記第２時間差の前記値の比を演算し、前記比が所定の比の範囲内に入っているかどうかを判定する、処理構成。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の処理構成であって、前記第２時間差の前記値が予測値の範囲内に入っているかどうかを判定するように、前記処理構成は、前記第１時間差と前記第２時間差との間の差を演算し、前記差が所定の差の範囲内に入っているかどうかを判定する、処理構成。
【請求項６】
請求項５に記載の処理構成であって、前記処理構成は、前記第１時間差の前記値に依存する係数だけ前記差又は前記所定の差の範囲を調節する、処理構成。
【請求項７】
第１装置と第２装置との間の飛行時間を決定するように前記第２装置と協働するための第１装置であって、該第１装置は、請求項１乃至６の何れの請求項に記載の処理構成と、第１送信器と、第１受信器と、第１クロックとを有し、前記第１装置は、第１及び第２信号を送信し、前記第１クロックを用いて第１及び第２時間を決定し、送信時間間の第１時間差の値を演算する、第１装置。
【請求項８】
請求項７に記載の第１装置であって、前記第２装置から第３信号を受信し、前記第２装置から受信される第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２時間間の第２時間差の値を得るための情報を前記第３信号から抽出する、第１装置。
【請求項９】
請求項８に記載の第１装置であって、前記第２装置から第３信号を受信し、前記第２装置から受信される第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２時間間の第２時間差の値を得るための情報を前記第３信号から抽出する、第１装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９の何れか一項に記載の第１装置であって、前記第１装置は、前記第１送信時間に対して前記第２送信時間を可変に選択する、第１装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の第１装置であって、信号の集合のためにそれぞれの前記第１及び第２信号の前記第１及び第２送信時間間の第１時間差の値は、信号の前集合のためにそれぞれの第１及び第２信号の第１及び第２送信時間間の第１時間差の値と異なる、第１装置。
【請求項１２】
請求項７乃至１１の何れか一項に記載の第１装置であって、前記送信器及び受信器はトランシーバにおいて備えられている、第１装置。
【請求項１３】
請求項７乃至１１の何れか一項に記載の第１装置と、第２装置とを有するシステムであって、前記第２装置は、第２送信器と、第２受信器と、第２クロックとを有し、前記第２装置は、前記第２クロックを用いて第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の到達時間を決定し、前記第１及び第２信号又は前記他の第１及び第２信号の到達時間間の差の値を得るための情報を準備し、前記情報を有する第３信号を送信するように、前記第１及び第２信号又は前記他の第１及び第２信号を受信する、第１装置。
【請求項１４】
第１及び第２装置間で信号を中継するための装置であって、該装置は、受信器と、送信器と、遅延ユニットとを有し、第１装置から第１及び第２信号を、且つ第２装置から第３信号を受信し、追加の所定量だけ前記第２及び第３信号ではなく、前記第１信号を遅延させ、前記第１、第２及び第３信号の遅延されたコピーを送信する、装置。
【請求項１５】
第１装置及び第２装置間の飛行時間を決定するための方法であって：
第１装置から送信されたそれぞれの第１及び第２信号の第１及び第２送信時間間の第１時間差の値を受信する段階；
第２装置において受信された第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間の第２時間差の値を受信する段階；並びに
前記第２時間差の前記値が前記第１時間差の前記値及び所定の条件に基づいて予測値の範囲内に入るかどうかを判定する段階；
を有する方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記第２時間差の前記値は前記の予測値の範囲内に入る、方法であり：
前記値が前記集合における前記予測値の１つに適合するかどうかを判定する段階；
を有する方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の方法であって、前記第２時間差の前記値は前記の予測値の範囲内に入る、方法であり：
前記値が予測値に適合するかどうかを判定する段階；
を有する方法。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７の何れか一項に記載の方法であって、前記第２時間差の前記値は前記の予測値の範囲内に入る、方法であり：
前記第１時間差の前記値と前記第２時間差の前記値の比を演算する段階；及び
前記比が所定の比の範囲内に入っているかどうかを判定する段階；
を有する、方法。
【請求項１９】
請求項１５乃至１８の何れか一項に記載の方法であって、前記第２時間差の前記値は前記の予測値の範囲内に入る、方法であり：
前記第１時間差の前記値と前記第２時間差の前記値との間の差を演算する段階；及び
前記差が所定の差の範囲内に入っているかどうかを判定する段階；
を有する、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって：
前記第１時間差の前記値に依存する係数だけ前記差又は前記所定の差の範囲を調節する段階；
を有する、方法。
【請求項２１】
請求項１５乃至２０の何れか一項に記載の方法であって：
第１及び第２信号を送信する段階；
第１クロックを用いて第１及び第２送信時間を決定する段階；並びに
送信時間間の前記第１時間差の値を演算する段階； 
を有する、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって：
第３信号を送信する段階；並びに
第２装置において受信された前記第１及び第２信号又は前記他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間で第２時間差の値を得るための情報を前記第３信号から抽出する段階；
を有する、方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって：
第２装置において受信された前記第１及び第２信号又は前記他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間で前記第２時間差の前記値を得る段階；
を有する、方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、第２装置において受信された前記第１及び第２信号又は前記他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間で前記第２時間差の前記値を得る段階は前記値を読み取る段階を有する、方法。
【請求項２５】
請求項２１乃至２４の何れか一行に記載の方法であって：
前記第１送信時間に対して前記第２送信時間を可変に選択する段階；
を有する、方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって：
信号の集合についてのそれぞれの前記第１及び第２信号の前記第１及び第２送信時間間の前記第１時間差を、信号の前集合についてのそれぞれの第１及び第２信号の第１及び第２送信時間間の第１時間差と異ならせる段階；
を有する、方法。
【請求項２７】
データ処理装置により実行されるとき、前記データ処理装置を請求項１５乃至２６の何れか一項に記載の方法を実行するようにする指令を有するコンピュータプログラム。
【請求項２８】
請求項２７に記載のコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項２９】
請求項２７に記載のコンピュータプログラムを搬送する信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行時間を決定する処理構成及び方法に関し、特に、キーレスエントリシステムに関するが、それに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
信号の飛行時間は２つの装置間の距離を決定するために用いられることができる。第１装置は第１時点（通常、“送信時間”という）で信号を送信し、第２装置は第２時点（“到達時間”という）で信号を受信する。飛行時間は、到達時間から送信時間を減算することにより演算される。信号は既知の測度で伝播し、それ故、装置間の距離又は範囲を演算することができる。
【０００３】
通常、２つ又はそれ以上の信号が装置間で交換され、それにより、第２信号は、第１信号の到達時間及び／又は送信時間を報告するために用いられる。例えば、第１装置は第２装置に第１信号を送信し、また、第２装置は第１装置に第２信号を送信する。第２信号は、第２装置における第１信号の到達時間を報告する。このことは、第１装置が第１信号の飛行時間を、それ故、装置間の距離又は範囲を演算することを可能にする。しばしば、装置は、低許容範囲の水晶発振子による内部クロックを実施する。それ故、２つの異なる装置のクロックは、同じレートで“チック（ｔｉｃｋ）”を、換言すれば、進行を中継し、同じ時間を示す可能性は低い。クロック時間間の差異又はオフセットは飛行時間の擬似値をもたらすことが可能である。更に、クロックレートが異なる場合、それらの差異は連続して変化する。
【０００４】
飛行時間及び距離の正確な値を与えるように、タイミングオフセット及び異なるクロックレートを補償するために対策が講じられる。例えば、国際公開第Ａ２００４／０４８９９７号パンフレットにおいて、移動局のクロックと基地局のクロックとの間の異なるクロックレートを移動局が補償することができる、移動局と基地局との間の距離を決定する方法について記載されている。移動局は、基地局に第１信号及び第２信号を送信する。次に、基地局は、移動局に第３信号を送信し返す。第３信号は、それぞれの第１信号及び第２信号についての到達時間並びに第３信号の送信時間を報告する。それ故、移動局は、各々信号についての送信時間及び到達時間を有する。基地局における第１信号及び第２信号の到達の間の遅延は、両方の信号が同じ測度で伝送するために、移動局からの信号の送信の間の遅延と同じである筈である。しかしながら、測定時間を用いて演算される遅延が異なる場合、この違いは異なるクロックレートによる。それ故、移動局は補正係数を用いて距離値を演算する。補正係数は、移動局からの第１信号及び第２信号の測定送信時間間の差と基地局における信号の測定到達時間間の差との比である。
【０００５】
飛行時間の測定は、価値の高いアイテムを保護すること、又は車両、建物又は他の領域へのアクセスを得ることを支援するシステムで用いられることが可能である。そのようなシステムの例には、車両のパッシブキーレスエントリ（ＰＫＥ）システム及びリモートキーレスエントリ（ＲＫＥ）システムがあり、飛行時間の測定は、例えば、キーフォブ又は車両の近接度を信頼性高く及び安全に決定するために用いられることが可能である。キーフォブが所定の有効な近接度の範囲内にあることの確認時に、車両はドアの鍵を開けるように指令され、所有者が車両にアクセスすることを可能にする。
【０００６】
それらのシステムは、所謂“中継攻撃”の影響を受け易い。中継攻撃において、信号は中継装置により傍受され、増幅され、異なる周波数で送信される可能性がある。中継攻撃の目的は、２つの装置が実際より近くにあると信じるようにシステムをだますことである。中継攻撃については、文献“Ｓｏｍｅ  Ａｔｔａｃｋｓ  Ａｇａｉｎｓｔ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ’Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｅｎｔｒｙ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ”，Ａ．Ｉ．Ａｌｒａｂａｄｙ  ａｎｄ  Ｓ．Ｍ．Ｍａｈｍｕｄ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．２，ｐｐ４３１−４３９、Ｍａｒｃｈ  ２００３に詳細に記載されている。
【０００７】
上記の特許文献、国際公開第Ａ２００４／０４８９９７号パンフレットにおけるシステムは、攻撃からもたらされる飛行時間における増加と増加された距離のために生じる増加とを区別することができない点で、中継攻撃を受け易い。１つの解決方法は、例えば、米国特許出願公開第Ａ２００３／０００１７２３号明細書に記載されている設定された時間窓の範囲内に応答信号が到達する場合のみに、その応答信号を用いることである。しかしながら、これは限定的であり、その場合でさえ、２つの装置が実際より近くにあると思うるようにシステムをだますことは尚も、可能である。
【特許文献１】国際公開第Ａ２００４／０４８９９７号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第Ａ２００３／０００１７２３号明細書
【非特許文献１】“Ｓｏｍｅ  Ａｔｔａｃｋｓ  Ａｇａｉｎｓｔ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ’Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｅｎｔｒｙ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ”，Ａ．Ｉ．Ａｌｒａｂａｄｙ  ａｎｄ  Ｓ．Ｍ．Ｍａｈｍｕｄ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．２，ｐｐ４３１−４３９、Ｍａｒｃｈ  ２００３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、飛行時間を決定するための改善された処理構成及び飛行時間を決定するための改善された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１特徴にしたがって、第１装置と第２装置との間の飛行時間を決定するための処理構成であって、その処理構成は、第１装置から送信されるそれぞれの第１信号及び第２信号の第１送信時間と第２送信時間との間の第１時間差の値を受信し、第２装置において受信された第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１到達時間及び第２到達時間間の第２時間差の値を受信し、第１時間差の値及び所定の条件に基づいて第２時間差の値が予測値の範囲内に入るかどうかを判定する、処理構成が提供される。
【００１０】
それ故、遅延が、第１装置及び第２装置が実際より近いとシステムをだますように試みる状態で、第２信号ではなく、第１信号に遅延が導入される場合、その遅延は検出されることができる。
【００１１】
予測値の範囲は予測値の集合を有することが可能であり、装置は、値がその集合の範囲内の予測値の１つと適合するかどうかを判定することが可能である。予測値の範囲は単独の予測値を有することが可能であり、装置は、値が予測値と適合するかどうかを判定することが可能である。
【００１２】
第２時間差が予測値の範囲内に入るかどうかを判定するように、処理構成は、第１時間差の値及び第２時間差の値の比を演算し、その比が所定の比の範囲内に入るかどうかを判定することが可能である。第２時間差の値が予測値の範囲内に入るかどうかを判定するように、処理構成は、第１時間差の値及び第２時間差の値の差を演算し、その差が所定の差の範囲内に入るかどうかを判定することが可能である。その処理構成は、時間差の値に依存する係数によりその差又は所定の差の範囲を調節することが可能である。
【００１３】
本発明の第２特徴にしたがって、第１装置と第２装置との間の飛行時間を決定するように第２装置と協働するための第１装置であって、その第１装置は、第１及び第２信号を送信し、第１クロックを用いて第１及び第２送信時間を決定し、そして送信時間間の第１時間差の値を演算するように、処理構成と、第１送信器と、第１受信器と、第１クロックとを有する、第１装置を提供する。
【００１４】
第１装置は、第２装置から第３信号を受信し、第２装置において受信された第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間の第２時間差の値を得るために第３信号から情報を抽出することが可能である。その情報は、第２装置において受信された第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間の第２時間差の値であることが可能である。
【００１５】
第１装置は、第１送信時間に関する第２送信時間を可変に選択することが可能である。このことは、泥棒が中継攻撃の間に測定の前集合を用いることを困難にする有利点を有することが可能である。
【００１６】
信号の集合についてのそれぞれの第１及び第２信号の第１及び第２送信時間間の第１時間差の値は、信号の前集合についてのそれぞれの第１及び第２信号の第１及び第２送信時間間の第１時間差の値と異なることが可能である。送信器及び受信器はトランシーバにおいて備えられることが可能である。
【００１７】
本発明の第３特徴にしたがって、第１装置及び第２装置を有するシステムであって、第２装置は第２送信器と、第２受信器と、第２クロックとを有し、第２装置は、第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号を受信し、第２クロックを用いて第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の到達時間を決定し、第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の到達時間間の差の値を得るための情報を準備し、そしてその情報を有する第３信号を送信する、システムを提供する。
【００１８】
本発明の第４特徴にしたがって、第１及び第２装置間の信号を中継するための装置であって、その装置は、受信器と、送信器と、遅延ユニットとを有し、第１装置から第１及び第２信号をそして第２装置から第３信号を受信し、第１、第２及び第３信号を所定量だけ遅延させ、第２及び第３信号ではなく第１信号を追加の所定量だけ遅延させ、そして第１、第２及び第３信号の遅延されたコピーを送信する、装置を提供する。
【００１９】
本発明の第５特徴にしたがって、第１及び第２装置間の飛行時間を決定する方法であって、その方法は、第１装置から送信されるそれぞれの第１及び第２信号の第１及び第２送信時間間の第１時間差の値を受信する段階と、第２装置において受信される第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間の第２時間差の値を受信する段階と、第１時間差の値及び所定の条件に基づいて予測値の範囲内に第２時間差の値が入るかどうかを判定する段階とを有する、方法を提供する。
【００２０】
第２時間差の値が予測値の範囲内に入るかどうかを決定する段階は、第２時間差の値が集合の範囲内の予測値の１つに適合するかどうかを判定する段階を有することが可能である。第２時間差の値が予測値の範囲内に入るかどうかを決定する段階は、その値が予測値に適合するかどうかを判定する段階を有することが可能である。第２時間差の値が予測値の範囲内に入るかどうかを決定する段階は、第１及び第２時間差の値の比を演算する段階と、その比が所定の比の範囲内に入るかどうかを決定する段階とを有することが可能である。第２時間差の値が予測値の範囲内に入るかどうかを決定する段階は、第１及び第２時間差の値の間の差を演算する段階と、その時間差が所定の時間差の範囲内に入るかどうかを判定する段階とを有することが可能である。その方法は、第１時間差の値に依存する係数だけ時間差又は初手の時間差の範囲を調節する段階を更に有することが可能である。
【００２１】
その方法は、第１及び第２信号を送信する段階と、第１クロックを用いて第１及び第２送信時間を決定する段階と、送信時間間の第１時間差の値を演算する段階とを更に有することが可能である。その方法は、第３信号を受信する段階と、第２装置において受信された第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間の第２時間差の値を得るための情報を第３信号から抽出する段階とを更に有することが可能である。その方法は、第２装置において受信された第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間の第２時間差の値を得る段階を更に有することが可能である。第２装置において受信された第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の第１及び第２到達時間間の第２時間差の値を得る到達時間間の第２時間差の値を得る段階は、その値を読み取る段階を有することが可能である。その方法は、第１送信時間に対して第２送信時間を可変に選択する段階を有することが可能である。その方法は、信号の集合についてのそれぞれの第１及び第２信号の第１及び第２送信時間間の第１時間差の値を、信号の前集合についてのそれぞれの第１及び第２信号の第１及び第２送信時間間の第１時間差の値と区別する段階を有することが可能である。
【００２２】
本発明の第６特徴にしたがって、データ処理装置により実行されるときに、データ処理装置がその方法を実行する指令を有するコンピュータプログラムを提供する。
【００２３】
本発明の第７特徴にしたがって、コンピュータプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能媒体及びコンピュータプログラムを搬送する信号のそれぞれを提供する。
【００２４】
本発明の実施形態について、以下、例示として、添付図を参照して説明する。
【００２５】
本発明を理解する助けとして、国際公開第Ａ２００４／０４８９９７号パンフレットに記載されている飛行時間を測定する従来の方法を用いる不利点を考慮することは助けになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１を参照するに、第１装置と第２装置との間の信号の交換について示されている。第１装置１及び第２装置は各々、無線で信号を送受信し、第１クロック及び第２クロック（図示せず）のそれぞれを有する。第１信号３は第１クロック（図示せず）にしたがって決定される時点ｔ１で第１装置１から送信され、第２クロック（図示せず）にしたがって決定される時点ｔ２で第２装置２に到達する。第２信号４は第１クロック（図示せず）にしたがって決定される時点ｔ３で第１装置１から送信され、第２クロック（図示せず）にしたがって決定される時点ｔ４で第２装置２に到達する。第３信号５は第２クロック（図示せず）にしたがって決定される時点ｔ５で第２装置２から送信され、第１クロック（図示せず）にしたがって決定される時点ｔ６で第１装置１に到達する。
【００２７】
飛行時間ＴｏＦは次式を用いて決定される。
ＴｏＦ＝（１／２）（（ｔ６−ｔ３）−（ｔ５−ｔ４）ｘ（ｔ３−ｔ１）／（ｔ４−ｔ２））
（１）
式（１）は、各々の装置１、２におけるクロック（図示せず）のクロックレートにおける差を可能にする補正係数、即ち、
（ｔ３−ｔ１）／（ｔ４−ｔ２）                                      （１ａ）
を有する。
【００２８】
信号３、４、５は無線で交換され、それ故、ノイズ及びマルチパスの影響を受け易い。このことは、測定される到達時間ｔ２、ｔ４、ｔ６にエラーをもたらす。
【００２９】
第１、第２及び第３エラーε１、ε２及びε３が第１、第２及び第３信号３、４、５のそれぞれの到達時間にもたらされ、それ故、それらのエラーからもたらされる全エラーεＴＯＴは次式により与えられる。
εＴＯＴ＝（−１／２）（（ｔ５−ｔ４）／（ｔ４−ｔ２））ε１＋（１／２）（（ｔ５−ｔ４）／（ｔ４−ｔ２））ε２＋（１／２）ε３                            （２）
式（２）は、飛行時間の決定における全エラーＴｏＦを表す。飛行時間を測定する従来技術における方法は、下で説明するように、中継攻撃の影響を受け易い。
【００３０】
図２を参照するに、泥棒（図示せず）は、第２装置２が実際より近いとして第１装置をだますように試みて、第１信号３、第２信号４及び第３信号５を中継するように中継装置を用いることにより中継攻撃を実行する。中継装置６は信号に所定の又は選択可能な遅延を導入するために、受信器（図示せず）と、送信器（図示せず）と、遅延ユニット（図示せず）とを有する。中継装置６は、泥棒が信号を選択する及び遅延値を入力することを可能にするようにユーザインターフェース（図示せず）を有することが可能である。代替として又は付加的に、中継装置６は、信号を測定する及び地縁を演算するように処理ユニット（図示せず）を有することが可能である。遅延装置６は、第１経路Ｐ１に沿って伝送する第１信号３を送信し、第１信号３のコピー３′を送信する。第２装置は第２経路Ｐ２に沿って第１信号のコピー３′を受信する。
【００３１】
第２装置２における第１信号のコピー３′及び第２信号のコピー４′の到達時間並びに第１装置１における第３信号のコピー５′の到達時間は各々、時間τだけ遅延される。これは、経路Ｐ１、Ｐ２を有する間接経路に沿って遅延装置６を介して伝送する信号は、第１装置１と第２装置２との間の直接経路Ｐ０に沿って伝送する信号より遠くを伝送するためであり、そして遅延装置６は、信号を受信し、処理し及び送信することにより遅延を導入するためである。τの典型的な値は１μｓｅｃのオーダーである。
【００３２】
中継により導入される遅延はノイズ及びマルチパスの影響によりもたらされる何れの遅延より大きいことを仮定することが可能である。それ故、第１エラーε１、第２エラーε２及び第３エラーε３は遅延τに等しく設定される、即ち、次式のようになることが可能である。
ε１＝ε２＝ε３＝τ                                                （３）
式（３）を式（２）に代入することにより、εＴＯＴ＝τが得られる。これは、中継処理により導入される遅延τは飛行時間測定において認識可能なエラーをもたらすことを意味する。τが十分に大きい場合、飛行時間の演算値が大き過ぎるために、中継攻撃を特定することが可能である。しかしながら、泥棒は、εＴＯＴ＝０であるように遅延τの効果を補償するように信号に更なる遅延を導入することにより、中継攻撃が行われなかったとしてそして第１及び第２装置１、２は実際より近いとしてそのシステムをだますことが尚もできる可能性がある。更なる遅延ｄが、遅延ユニット（図示せず）を用いて遅延装置６に電気邸に導入される。
【００３３】
下の表１は、更なる遅延ｄが、εＴＯＴ＝０を達成するように信号３、４、５の一に導入されることができる３つの場合について示している。それらの各々の場合、エラー値の一は（τ＋ｄ）に設定され、他の２つのエラー値は各々、τに固定されたまま保たれる。それらの値は、上記の式（２）にεＴＯＴ＝０を代入され、結果として得られた式は、ｄを求めるように解かれる。
【００３４】
【表１】
2008533436.tif 000003
表１から、更なる遅延が第２信号４又は第３信号５に加えられる場合、εＴＯＴ＝０について、ｄの負の値が必要であることが理解できる。それ故、効果のない更なる遅延が第２信号４又は第３信号５のどちらか一方に導入されることが可能である。
【００３５】
しかしながら、εＴＯＴ＝０を達成するように第１信号３に更なる遅延を導入すること、即ち、次式のようであることが可能である。
ｄ＝＋２（（ｔ４−ｔ２）／（ｔ５−ｔ４））τ                          （４）
泥棒が遅延値τを決定することができると仮定する場合、泥棒がｄの必要な値を決定することが可能である１つの方法は、第１装置１と第２装置２との間の速い送信をモニタすることにより（ｔ４−ｔ２）及び（ｔ５−ｔ４）の前の値を測定することである。他の方法は、ｄの正確な値を最終的に推測することを期待して試行錯誤することである。どちらの方法においても、従来技術のシステムは、中継攻撃がなかったとして及び第１及び第２装置１、２は実際より近いとして考えるようにだまされ得るという不利点を有する。
【００３６】
たとえ、泥棒が、第１信号３に更なる遅延ｄの特定の値を加算することによりεＴＯＴ＝０であるようにすることが可能であるとしても、彼等はτ＝０にすることはできないことに留意する必要がある。上記のように、このことは、信号が第１装置１と第２装置２との間を直接伝送する以外に、信号は間接経路に沿って中継装置６を介して伝送するため、及び中継装置６は遅延を導入することは避けられないためである。
【００３７】
上記の方法においては、第１装置１は２つの信号３、４を連続して送信し、第２装置２は、２つの信号３、４の２番目を受信した後に応じて１つの信号５を送信する。代替の方法においては、第１及び第２装置１、２は交替で、一度に１つの信号を送信し、換言すれば、第１装置は１つの信号（図示せず）を送信し、第２装置２はそれに応じて１つの信号（図示せず）を送信し、そして第１装置１は他の信号（図示せず）を送信する。代替の方法は、効果のない（即ち、正の値の）更なる遅延がεＴＯＴ＝０を達成するように何れの１つの信号に加算されることが可能であるという点で、上記の従来の方法に対して有利点を有する。しかしながら、その代替の方法は、第２装置２がタイミング情報を受信するという短所を有する。
【００３８】
図３を参照するに、本発明にしたがった第１装置７及び第２装置８が示されている。第１装置７及び第２装置８は各々、信号を無線で送受信し、第１クロック１５（図４）及び第２クロック２７（図５）のそれぞれを有する。第１装置７及び第２装置８については、下記で更に詳細に説明する。中継攻撃されていないとき、第１信号９は、第１クロック１５（図４）にしたがって決定される時点ｔＣで第１装置７から送信され、第２クロック２７（図５）にしたがって決定される時点ｔＤで第２装置８に到達する。第３信号１１は、第２クロック２７（図５）にしたがって決定される時点ｔＥで第２装置８から送信され、第１クロック１５（図４）にしたがって決定される時点ｔＦで第１装置７に到達する。
【００３９】
装置７、８が実際より近いと考えるようにシステムをだますように、中継装置６を用いている泥棒が第１信号９に加算される更なる遅延値を求めることを更に困難にするように、第１装置７は、例えば、範囲ΔｔＣ内でｔＡに対して可変であるように選択される時点ｔＣで第２信号１０を送信する。ｔＣの値は、ｔＡ＜ｔＣであるように選択される。ｔＥが既知である場合、ｔＣの値はまた、ｔＣ＜ｔＥであるように選択されることが可能である。時間ｔＣはランダムに選択される又は擬似ランダム系列から選択されることが可能である。
【００４０】
このように、信号９、１０、１１の所定の集合における第１信号９及び第２信号１０の送信時間間の時間差（ｔＣ−ｔＡ）は、第１装置７から先行して送信された信号９′、１０′、１１′の他の集合における第１信号９′及び第２信号１０′の送信時間間の時間差（ｔＣ′−ｔＡ′）と異なる。換言すれば、第１装置７は、第１信号９にジッタをもたらすことが可能であり、第２装置８は第３信号１１にジッタをもたらすことが可能である。
【００４１】
上記のｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６のそれぞれにｔＡ、ｔＢ、ｔＣ、ｔＤ、ｔＥ、ｔＦを代入すると、ｔＣが信号の１つの集合から他の集合にｔＡ及びｔＥに関して変えられる場合、ｄの値はまた、変わる。それ故、第２信号１０にジッタをもたらすことは、泥棒が試行錯誤によりｄを求めるための何れの試みを更に困難にするように支援する。
【００４２】
第２信号１０の到達時間ｔＤは、第１装置７からの信号１０の送信時間ｔＣに本質的に依存することに留意する必要がある。それ故、信号の現集合における第１信号９及び第２信号１０の到達時間における差（ｔＤ−ｔＢ）は、信号の前集合における第１信号９′及び第２信号１０′の到達時間における差（ｔＤ′−ｔＢ′）とは異なる。それ故、たとえ泥棒が（ｔＤ′−ｔＢ′）及び（ｔＥ′−ｔＤ′）の値を測定したとしても、泥棒が信号の現集合についての更なる遅延ｄの値を演算するようにそれらの前値を用いることができる可能性がかなり低い。
【００４３】
第１装置は、次式を用いて飛行時間を決定する。
ＴｏＦ＝（１／２）（（ｔＦ−ｔＣ）−（ｔＥ−ｔＤ）ｘ（ｔＣ−ｔＡ）／（ｔＤ−ｔＢ）                        （１′）
通常、それらの時間が決定される精度が低下する場合、補償されるべき許容可能であるとみなされる飛行時間値の範囲は増加する。しかしながら、このようにすることで、更なる遅延ｄの前値が成功裏に用いられ得る可能性が高くなる。このような問題に対向するように、広い範囲ΔｔＣを用いることができる。
【００４４】
更なる遅延ｄが第１信号９のコピーに導入されたかどうかを特定する支援となるように、第１装置７は、第１装置７及び第２装置８についてのクロック１５（図４）及び２７（図５）のクロックレート比を演算し、その比が所定の条件にしたがって許容可能であるかどうか、例えば、その比が所定範囲内に入るかどうかを判定する。
【００４５】
そのクロックレート比は、次式により規定され、
ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５＝（ｔＤ−ｔＢ）／（ｔＣ−ｔＡ）    （５）
ここで、ｔＡ及びｔＣは、第１装置７からの第１信号９及び第２信号１０の送信時間であり、ｔＢ及びｔＤは、第１信号９及び第２信号１０、又は第１信号９及び第２信号１０のコピー（図示せず）のような他の第１信号及び第２信号の到達時間である。
【００４６】
上記のように、中継攻撃の間、中継装置６（図２）は、時間τだけ遅延された各々のコピーを有する信号９、１０、１１のコピー（図示せず）及び更なる量ｄだけ遅延された第１信号９のコピー（図示せず）を送信することができる。それ故、第１信号９及び第２信号１０の送信時間における差（ｔＣ−ｔＡ）は、第１信号９及び第２信号１０のコピーの到達時間における差（ｔＤ−ｔＢ）とは異なる。中継攻撃の間のクロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５の値は予測される値と異なる、又は予測される値の範囲の外側にある。それ故、他の信号ではなく１つの信号への遅延の導入は、第２クロック２７のクロックレートを効果的に変えるものとみなされる（図５）。
【００４７】
予測値は、理論的に決定される、工場で測定される又は使用中に収集された測定値から導き出されることが可能である。予測値は表形式にされる及び／又は予測値の範囲を生成するように用いられることが可能である。装置７、８は温度センサ（図示せず）を有することが可能である。それ故、予測値又は予測値の範囲は、水晶発振子１６（図４）、２８（図２８）における温度変化からもたらされる周波数変動を補償するように調節されることができる。
【００４８】
予測値と適合しない又は予測値の範囲内に入らないｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５の未知の値は、中継攻撃を意味するとして却下される。
【００４９】
飛行時間及びクロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５を演算するためのタイミング情報が第１装置７と第２装置８との間で交換されることができる複数の方法がある。
【００５０】
第１装置７は、第１信号９及び第２信号１０の送信時間の値、即ちｔＡ及びｔＣ、又は第１信号９及び第２信号１０の送信時間の差、即ち（ｔＣ−ｔＡ）を記憶し、そして第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の９、１０の到達時間の値若しくは第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号の９、１０の到達時間の差、即ち（ｔＤ−ｔＢ）をすることができる。この方法は、第１装置７と第２装置８との間で送信されるデータ量を最小化し、それ故、盗聴及び改竄を防ぐように支援する。
【００５１】
第１装置７は、第１信号９及び第２信号１０の送信時間値、即ちｔＡ及びｔＣ、又は第１信号９及び第２信号１０の送信時間における差、即ち（ｔＣ−ｔＡ）を、第１信号９及び／又は第２信号１０において第２装置８に送信し、第２装置８からの値
（ｔＥ−ｔＤ）ｘ（ｔＣ−ｔＡ）／（ｔＤ−ｔＢ）                      （６）
を受信することができる。その値はターンアラウンド時間を表し、クロックレートにおける差を可能にする。
【００５２】
第１装置７は、第１信号９及び第２信号１０の送信時間の値、即ちｔＡ及びｔＣ、又は第１信号９及び第２信号１０の送信時間における差、即ち（ｔＣ−ｔＡ）を記憶し、
（ｔＥ−ｔＤ）／（ｔＤ−ｔＢ）                                      （７）
を受信することができる。
【００５３】
一旦、第１装置７が第２装置８から第３信号１１を受信すると、その第１装置は、飛行時間及びクロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５を演算することができる。装置７は飛行時間及びクロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５が許容可能であるかどうかを調べることができる。第２装置８が第１信号９及び第２信号１０のコピーを受信し、更なる遅延ｄが第１信号９のコピーに加算された場合、クロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５は著しく変化し、第１装置７は中継攻撃を検出することができる。
【００５４】
クロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５を用いることに対する代替として、装置７は、第１装置７からの第１及び第２信号９、１０の送信時間の間の時間差（ｔＣ−ｔＡ）の値と、第２装置８における第１及び第２信号又は他の第１及び第２信号９、１０の到達時間の間の時間差（ｔＤ−ｔＢ）の値とを比較し、それらの２つの値が、例えば、所定値を上回ることにより許容可能でない大きい程度まで異なるかどうかを判定することが簡単にできる。それらの２つの値は、それらが比較される前に、例えば、時間差（ｔＣ−ｔＡ）により除算されることにより正規化されることが可能である。
【００５５】
図４を参照するに、第１装置７が詳細に示されている。装置７は、メモリ１３に動作可能であるように接続されている処理機１２と、無線送受信器１４と、クロック１５とを有する。クロック１５は、水晶振動子のような周波数源１６から時間を導き出す。メモリ１３は、図４に示されている装置の動作を制御するためのコンピュータプログラム１８と、第２信号１０（図３）の可変送信時間を供給するためのルックアップテーブル１９と、ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５の予測値についてのテーブル２０と、飛行時間の予測値についてのテーブル２１とを記憶する不揮発性メモリ１７を有する。コンピュータプログラム１８は、有線又は無線接続（図示せず）における信号（図示せず）にダウンロードされることが可能である。無線送受信器１４は超高周波トランシーバの形式であり、アンテナ２２に接続されている。無線送受信器１４は、別個の送信器（図示せず）及び別個の受信器（図示せず）を有することが可能である。外部バッテリ（図示せず）が第１装置７に電力供給することが可能である。代替として又は付加的に、第１装置７は内部バッテリ（図示せず）を有することが可能である。内部バッテリ（図示せず）は、自動車のバッテリ又は交流電源のような外部電源（図示せず）により充電されることが可能である。第１装置７は、外部ハードウェア（図示せず）を制御するための制御器２３を動作可能であるように有することが可能である。代替として、処理器１２は外部ハードウェア（図示せず）を制御することが可能である。第１装置７が自動車におけるキーレスエントリシステムの一部として用いられる場合、外部ハードウェア（図示せず）は、ドアロッキング機構、エンジンスタートシステム及び／又はブートロック機構を有することが可能である。代替として又は付加的に、制御器２３はドアハンドルセンサ（図示せず）に接続されることが可能であり、それ故、ドアハンドルを引き上げることにより、第１装置７から第１信号９の送信を開始することができる。
【００５６】
図５を参照するに、第２装置について詳細に示されている。第２装置８は、メモリ２５に動作可能であるように接続されている処理機２４と、無線送受信器２６と、クロック２７とを有する。クロック２７は周波数源２８、例えば、水晶振動子から時間を導き出す。メモリ２５は、図５に示されている装置の動作を制御するためのコンピュータプログラム３０を記憶する不揮発性メモリ２９を有する。コンピュータプログラム３０は、製造中にインストールされる又は有線又は無線接続（図示せず）における信号（図示せず）にダウンロードされることが可能である。無線送受信器２６は超高周波トランシーバの形式であり、アンテナ２２に接続されている。第２装置８は内部バッテリ（図示せず）を有する。第２装置８はキーフォブに有されることが可能である。
【００５７】
図４及び６を参照するに、本発明にしたがった第１装置を動作する方法について示されている。
【００５８】
第１装置７における処理器１２は、第１信号９に含まれるように、データを準備して無線送受信器１４に送信することが可能である（ステップＳ１）。データ（図示せず）は第１装置７を特定するためのデータを有することが可能である。そのデータ（図示せず）は暗号化されることが可能である。
【００５９】
送信時間ｔＡは、送信前に決定され、即ち、予め決定され又は割り当てられ、若しくは、送信中又は送信後に決定される、即ち測定されることが可能である。例えば、送信時間が予め決定される場合、処理器１２は、所定時間において第１信号９を送信するように、指令（図示せず）と共に無線送受信器１４にデータ（図示せず）を送信することが可能である。送信時間が測定される場合、無線送受信器１４は処理器１２にその測定された時間を戻すことができる。送信時間が予め決定される又は測定されるかどうかに拘わらず、時間はクロック１５にしたがって決定される。
【００６０】
無線送受信器１４は第１信号９を送信し、処理器１２はメモリ１２に送信時間ｔＡを記憶し（ステップＳ２）、この実施例においては、処理器１２は、第１信号９及び第２信号１０の送信時間の間の時間差（ｔＣ−ｔＡ）の擬似ランダム値をルックアップテーブル１９から選択するようにポインタ（図示せず）を用いる（ステップＳ３）。信号９、１０、１１１の各々の集合が送信された後、処理器１２は、ルックアップテーブル１９における次の値にポインタ（図示せず）をインクリメントする（ステップＳ４）。ルックアップテーブル１９において最終値に達した後、ポインタ（図示せず）は、ルックアップテーブル１９における初期値に戻る。その処理は、変化するチャレンジメッセージを生成するように用いられることができる“ローリングコード”の使用に類似している。
【００６１】
処理器１２は、時間期間（ｔＣ−ｔＡ）が経過するのを待つ（ステップＳ５）。無線送受信器１４は、時間ｔＣにおいて第２信号１０を送信する（ステップＳ６）。
【００６２】
処理器１２は、信号、即ち第３信号１１が無線送受信器１７により受信されたかどうかを調べる（ステップＳ７）。一旦、信号は受信されると、処理器１２はその信号からタイミング情報を抽出し（ステップＳ８）、ロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５の値を決定する（ステップＳ９）。処理器１２は、決定されたロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５の値を予測値の範囲、この場合、テーブル２０に記憶されている予測値の集合と比較し、決定されたロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５の値が予測範囲内に入るかどうかを、例えば、テーブル２０の範囲内の値を適合させることにより又は所定の上限と所定の下限との間に入れることにより、決定し、それが肯定的である場合、許容可能である（ステップＳ１１）。決定されたロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５の値が許容可能でない場合、処理器１２は測定値の集合を拒絶する（ステップＳ１２）。第１装置７がキーレスエントリシステムにおいて用いられる場合、エントリは拒絶される。しかしながら、決定されたロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５の値が許容可能である場合、処理器は飛行時間の値を決定する（ステップＳ１３）。
【００６３】
処理器１２は、決定された飛行時間の値を予測された値の範囲、この実施例においては、テーブル２１に記憶されている予測値の集合と比較し（ステップＳ１４）、決定された飛行時間の値が許容可能であるかどうかを決定する（ステップＳ１５）。決定された飛行時間の値が許容可能でない場合、処理器１２は測定値の集合を拒絶する（ステップＳ１２）。しかしながら、決定された飛行時間の値が許容可能である場合、処理器１２は測定値の集合を許容する（ステップＳ１６）。第１装置７がキーレスエントリシステムにおいて用いられる場合、エントリは暗号化される。処理器１２は、テーブル２０に決定されたロックレート比ｆｃｌｏｃｋ２７／ｆｃｌｏｃｋ１５の値及び／又はテーブルに決定された飛行時間の値を記憶することが可能である（ステップＳ１７）。
【００６４】
図５乃至７を参照するに、本発明にしたがった第２装置８を動作する方法について示されている。
【００６５】
処理器２４は、信号、即ち、第１信号が無線送受信器２６により受信されたかどうかを調べる（ステップＳ１８）。信号が受信された場合、処理器２４はその信号の到達時間ｔＢを測定する（ステップＳ１９）。処理器２４は、所定時間後の（ｔＥ−ｔＢ）について第３信号１１の送信時間、即ちｔＥをスケジューリングする（ステップＳ２０）。その所定時間は固定されることが可能であり、又は信号の一の集合から次の集合に変わることが可能である。処理器２４は、信号、即ち第２信号１０が無線送受信器２６により受信されたかどうかを調べる（ステップＳ２１）。信号が受信された場合、処理器２４はその信号の到達時間ｔＤを測定する（ステップＳ２２）。処理器２４は、第１及び第２到達時間の間の時間差、例えば、（ｔＤ−ｔＢ）の値又はｔＢ及びｔＤの値、並びに第３信号１１の送信時間の値、即ちｔＥを得るための情報を準備する。処理器２４は、この情報を第３信号１１において送信のために無線送受信器２６に転送する（ステップＳ２３）。
【００６６】
本明細書の開示した内容を読むことにより、他の変形が可能であることが当業者には明らかであろう。そのような変形は、上記で既に説明したものの代替として又は付加的に用いることが可能である飛行時間及び信号についての当該技術分野において既知である他の特徴を有することが可能である。例えば、更なる遅延が導入されたかどうかの特定を、搭載コンピュータのような他の装置により実行することが可能である。
【００６７】
請求項においては特定の特徴の組み合わせに対してこのアプリケーションにおいて記載されているが、本発明の開示の範囲はまた、何れの請求項に記載されている同じ発明に関連するか否かに拘わらす及び本発明に関連する同じ技術的課題の何れか又は全てを緩和するか否かに拘わらず、明示的又は暗示的に開示されている何れの新規な特徴又は何れの新規の特徴の組み合わせ若しくは何れのそれらの一般化を包含することを理解する必要がある。本出願人は、本出願又は本出願から由来する何れの他の出願の手続中に、新たな請求項がそのような特徴及び／又はそのような特徴の組み合わせを記載することが可能であることをここで述べておく。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】従来技術における測距方法における第１及び第２装置間の信号の交換を示す図である。
【図２】中継攻撃を示す図である。
【図３】本発明にしたがった第１及び第２装置間の信号の交換を示す図である。
【図４】本発明にしたがった第１装置の模式図である。
【図５】本発明にしたがった第２装置の模式図である。
【図６−１】本発明にしたがった図４に示されている第１装置を動作させる方法の処理フロー図である。
【図６−２】本発明にしたがった図４に示されている第１装置を動作させる方法の処理フロー図である。
【図７】本発明にしたがった図５に示されている第２装置を動作させる方法の処理フロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2008533436.tif 000013
2008533436.tif 000014
2008533436.tif 000015
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