JP2004516989A - オブジェクトへのアクセス又はオブジェクトとりわけ自動車の利用のための権限を証明するための識別システム - Google Patents

Abstract

本発明は識別システムに関し、この識別システムにおいては質問信号がオブジェクトの側で放射され、この信号は区間毎に変化された搬送波周波数を有する。モバイルエンコーダ（２０）は質問信号をエンコードし、応答信号を発生し、この応答信号はオブジェクト（１０）に返信される。応答信号は質問信号と混合され、オブジェクトの側で評価ユニット（１４〜１６）においてデコードされる。次いでエンコーダ（２０）とオブジェクト（１０）との間の間隔（ｄ）がフーリエ変換（１６）によってもとめられる。

Description

【０００１】
本発明は、オブジェクトへのアクセス又はオブジェクトとりわけ自動車の利用のための権限を証明するための識別システムに関する。
【０００２】
無線に基づく識別システム、ＲＦ−ＩＤ ”ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ”システムとも呼ばれる、は例えば機械的な鍵システムの代わりとして、コンピュータに対するアクセス保護において又は例えば自動支払いシステムにおいてますます使用されている。ＲＦＩＤシステムは識別マーク（以下においてはエンコーダと呼ぶ）から成り、このエンコーダは電子的な鍵、ＲＦ−ＩＤタグ、ＩＤ発生器又はＩＤカードとも呼ばれ、このエンコーダをユーザは携帯するか又はこのエンコーダは識別すべきオブジェクトに設けられる。エンコーダには固有の符号（符号情報）が設けられている。この符号は基地局（以下においては送信及び受信ユニットと呼ぶ）を介して質問され、次いで認証又はベリファイされる。
【０００３】
様々な無線に基づく伝送技術が可能であり、又は普通に使用されている：１００〜３００ｋＨｚの周波数領域におけるＬＦシステム、４３３ＭＨｚ又は８６７ＭＨｚのＲＦシステム、そして、大抵の場合は周波数２．４ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、９．５ＧＨｚ又は２４ＧＨｚで作動する高周波マイクロ波システム。
【０００４】
エンコーダではアクティブな識別とパッシブな識別とが区別される。パッシブな識別は、エンコーダが常にユーザとは無関係に送信及び受信ユニットによって質問されるということによって際立っている。エンコーダが送信及び受信ユニットまでの特定の距離範囲内に存在するならば、識別が自動的に又は例えばユーザによってスイッチング装置の手動操作で例えばドアの取っ手を操作することにより行われる。距離範囲の制限は一般に伝送損から生じる。
【０００５】
これに対して、アクティブな識別システムでは、通信がアクティブにユーザによってエンコーダにおいてトリガされる。よって、ユーザはこの場合通常は一方でエンコーダを手動で操作し、次いで例えば付加的にドアの取っ手を操作しなくてはならない。従って、向上された便利さの理由からパッシブな識別システムの方がますます使用されている。
【０００６】
通常に使用されかつ有利なエンコーダの構成はいわゆるバックスキャター（Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ）エンコーダ（ＤＥ１９８３９６９６Ｃ２）である。この場合、送信及び受信ユニットは線形に周波数変調された搬送波を有する送信信号（以下においては質問信号と呼ぶ）をエンコーダの方向に送信する。エンコーダがこの質問信号を受信する場合、この質問信号は変調されて反射されるが、そこで内部でさらに評価されることはない。
【０００７】
基地局では、質問信号及び応答信号が、一方では受信された符号情報の予期された符号情報との一致に関して及び他方では送信及び受信周波数の周波数シフト（周波数差）に関して評価される。時間的な周波数シフトは信号が通過した無線区間に相応する（信号伝播時間）。周波数差が予め設定されたインターバル内にあるならば、エンコーダは権限付与されたものとみなされ、所望された機能がオブジェクトにおいてトリガされる。
【０００８】
このような識別システムにおいて、不利なことは、伝送チャネルが気づかれずに原理的には任意の時点に盗聴される可能性があることである。従って、通常は適当な装置によって攻撃者は権限がなくても符号にアクセスすることが可能であり、よって、攻撃者にとって本来ならば壁となる保護機能を打ち負かすことが可能である。
【０００９】
公知の識別システムでは権限のない者がオブジェクトの近傍に「鏡」を持ち込むことができ、この「鏡」によって質問信号が反射される。僅かな周波数差に基づいて権限付与されたエンコーダが識別されオブジェクトの近傍においてエンコーダが偽装されるので、保護機能は簡単に打ち負かされてしまう。
【００１０】
本発明の課題は、権限のない利用又は権限のないアクセスに対する改善されたセキュリティを有する識別システムを提供することである。
【００１１】
上記課題は、本発明によれば特許請求項１又は７記載の識別システムによって解決される。この場合、質問信号はステップ状に周波数変調されて送信される。モバイルエンコーダはこの質問信号をすぐに反射するのではなく、周波数ステップの受信の順番を再現する順番を変化させ、これをその都度位相を固定して応答信号として返信する。基地局では応答信号が前とは逆に変化され、次いでようやく質問信号と比較される。比較信号からエンコーダとオブジェクトとの間の距離がもとめられる。エンコーダがオブジェクトまでの予め設定された間隔内に存在する場合にのみ、質問信号が受理され、相応の機能がオブジェクトにおいて実行される。
【００１２】
従って、二重のセキュリティが提供される。この二重のセキュリティでは、符号化自体が権限に関して検査されなくても、応答信号の符号化だけではなく、オブジェクトまでのエンコーダの距離が予め設定された値に相応しなくてはならない。これは次のような利点を有する。すなわち、オブジェクトとエンコーダとの間のこのいわゆる質問応答対話が迅速に進行することができ、それにもかかわらず模倣者に対する充分な保護が保証される。
【００１３】
本発明の有利な実施形態は従属請求項より得られる。
【００１４】
本発明の実施例を次に概略的な図面に基づいて詳しく説明する。
【００１５】
図１は本発明の識別システムのブロック線図を示し、
図２は図１の識別システムの質問信号を示し、
図３は質問信号と応答信号との混合積として発生する混合信号を示し、
図４及び５は時間及び周波数領域における混合信号の信号の図を示し、
図６は自動車に設けられている本発明の識別システムを示し、
図７は本発明の識別システムの更に別の実施例のブロック線図を示す。
【００１６】
識別システムは送信及び受信ユニット１７を有する基地局１０（図１）を有し、この基地局１０はオブジェクト（特別なオブジェクト・自動車は図６で詳しく説明する）に設けられている。さらに識別システムは携帯可能なモバイルエンコーダ２０を有し、このエンコーダ２０は応答信号の送信によってオブジェクトへのアクセス又はオブジェクトの利用の権限を証明する。
【００１７】
基地局１０は送信及び受信アンテナを有する送信及び受信ユニット１７のほかにディジタル周波数制御部１１を有し、このディジタル周波数制御部１１は信号生成器１２をその出力信号及び周波数に関して制御する。送信及び受信分岐１３（送信路と受信路が互いに分離される）を介してこの生成器１２の出力信号がアンテナに供給される。
【００１８】
アンテナを介して受信された信号は分岐１３を介して混合器１５に供給され、この混合器１５には生成器１２の出力信号が比較又は基準信号として供給される。混合器１５の出力信号は（例えば確率的符号生成器１４として構成される）復号化ユニットに供給され、この復号化ユニットにおいて逆暗号化が信号に対して適用されることによってエンコーダ２０で行われた暗号化が「キャンセル」される。
【００１９】
復号化された信号はここには図示されていないＡ／Ｄ変換器を介してフーリエ変換器１６に供給され、このフーリエ変換器１６によってＡ／Ｄ変換器のサンプル値が設定された規則に従ってフーリエ変換される。フーリエ変換器１６の出力信号は、生成器信号と応答信号との間の周波数シフト又は周波数差に関して、すなわち質問信号と応答信号との信号伝播時間に関して、すなわちエンコーダ・オブジェクト距離に関して評価される。従って、混合器１５、符号生成器１４及びフーリエ変換器１６は、受信された応答信号をデコードして間隔ｄに関して評価する評価ユニット（又はデコーダユニット）のように作用する。
【００２０】
エンコーダ２０が質問信号の到達範囲にある場合には、このエンコーダ２０はアンテナ２１を介して質問信号を受信し、この質問信号を分岐２２を介して復調器／増幅器２３に転送する。増幅器２３は復調された質問信号をメモリ２４に転送し、このメモリ２４においてバッファする。暗号化ユニット（例えば確率的生成器２５）は数学的アルゴリズム及び格納された値を用いて暗号化を行い、これによって信号生成器２６を制御する。従って、受信された質問信号は予め設定されたやり方で変化される。
【００２１】
信号生成器２６はＰＬＬ回路を有し、このＰＬＬ回路は発生された信号が受信された質問信号に対して位相固定しているようにさせる（ＰＬＬは応答信号の位相を質問信号に同期させる）。これは、基地局１０とエンコーダ２０との間の信号伝播時間の改竄はエンコーダ２０の信号処理によっては発生されないという利点を有する。
【００２２】
こうして暗号化又は復号化された信号は応答信号として分岐２２を介してアンテナ２１に供給され、これを介して送信される。応答信号は、あたかもエンコーダ２０によって反射され、この場合にその符号化に関して変化されたかのようである。
【００２３】
基地局１０は、必要な時には又は常に、例えば図２に図示されているような、区間毎に予め設定された順番に従ってその周波数において変化された質問信号を送信し、次いで応答信号の受信を待ち受け、この応答信号に基づいてエンコーダ２０の権限が検査される（これは認証とも呼ばれる）。
【００２４】
区間毎に周波数変化された信号（図２の実施例ではこの信号はステップ状に上昇している）はこの場合次のことを意味する。すなわち、生成器が短い期間（区間）の間に同一の発振周波数を発生し、その後でその周波数を後続の期間に対して飛躍的に変える（実施例では階段状の信号が生じる）。周波数は予め設定された順番又は所定のアルゴリズムに従って周波数帯域内で何度も変化される。
【００２５】
発生されるステップ搬送波周波数の順番は、図２に図示されているように、線形に上昇する包絡線（図２では一点鎖線により示されている）が生じるようであってもよい。順番にステップ状に／区間毎に段々高くなる周波数が発生される。これは、送信周波数が線形にステップなしで変化する典型的なＦＭ−ＣＷ変調（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）とは対照的である。
【００２６】
この順番は、非線形包絡線、例えば対数曲線が生じるようであってもよく、この非線形包絡線はそれにその都度生じる搬送波周波数で変調又は復調される。使用される周波数は通常は１００ＭＨｚを越える。典型的には予め設定された帯域幅内の信号が４３３ＭＨｚ、８６８ＭＨｚ又は２．４ＧＨｚの周波数領域において送信される。この場合、発生される周波数は常にそれぞれの国で許可された周波数帯域内にありさえすればよく、この結果、国内の又は地域の遠隔通信技術規則及び許可された周波数帯域に違反することはない。
【００２７】
モバイルエンコーダ２０が送信及び受信ユニットの有効領域に（つまり質問信号の到達範囲内に）設けられており、質問信号を受信する場合には、このモバイルエンコーダ２０はそれ自体で送信及び受信された順番の変更（もしくは暗号化又は符号化とも呼ばれる）を行い、変更された順番を有する応答信号を返信する。
【００２８】
暗号化ユニット（確率的符号生成器１２）は、エンコーダ２０によって受信された搬送波周波数の順番が変更され、この信号がいわば反射され、より詳しく言えばオブジェクト側で逆に行われるような確率的アルゴリズムによって変更されるようにさせる。エンコーダ２０はこのエンコーダ２０に固有の暗号化アルゴリズムを有し、この暗号化アルゴリズムによって順番が符号化される。このオブジェクトに割り当てられる全てのエンコーダ２０は、各エンコーダ２０がその権限を証明できるように、同一のアルゴリズムを持たなくてはならない。
【００２９】
基地局１０では同一のアルゴリズムが応答信号に対して逆に適用され、その結果、再び元の順番が得られる。従って、次いで復号化された応答信号が送信された質問信号と比較（混合）され、その結果、周波数シフトすなわちエンコーダ２０とオブジェクトとの間の信号伝播時間が検出される。
【００３０】
これら２つの信号の周波数シフトは基地局１０からエンコーダ２０へ及びその逆にエンコーダ２０から基地局１０までの信号伝播時間に相応する。この伝播時間又は周波数シフトからすぐに基地局１０−エンコーダ２０間隔がもとめられる。この間隔が予め設定された値よりも小さい場合にのみ、応答信号は受理される。従って、エンコーダ２０の権限が証明され、この結果、オブジェクトへの正当なアクセスが行われる、又は、オブジェクトが利用される。よって、正当なエンコーダ２０を有するユーザは自動車のすぐ近くでのみこのアクセスを行うことになる。
【００３１】
復号化された応答信号を質問信号（つまり生成器信号）と比較するために、両方の信号が混合（乗算）される。例えば、図２に図示されているようなステップ状の質問信号が送信され、このような信号が復号化の後に混合器１５の入力側に供給される場合、混合積として和周波数成分及び差周波数成分が結果的に生じ、これがサンプリングされる。よって、図３に包絡曲線によって図示されているような正弦波状の信号が得られる。Ａ／Ｄ変換器によるサンプリングによって時間離散的なサンプル値が得られる。
【００３２】
このような正弦波状の信号がフーリエ変換器１６を用いて時間領域から周波数領域に変換されると、図４に図示されているようにディラック関数（δ関数又はδインパルスとも呼ばれる）が発生し、基準零点に対するこのディラック関数の周波数シフトは基地局１０−エンコーダ２０の距離に比例している。
【００３３】
周波数ステップの順番の暗号化はこの実施例では秘密の確率変数を有する確率的な方法ステップによって行われる。確率変数は基地局１０でも（復号化でも）エンコーダ２０でも（暗号化でも）同期して使用され、この結果、基地局１０において再び信号列が生じ、この信号列はフーリエ変換の後で距離に相応するディラック関数を発生する。というのも、後で再びきちんと配列し直された値によってこの変換は行われるからである。
【００３４】
確率変数すなわち暗号化アルゴリズムは基地局１０においてもエンコーダ２０においても外部からの読み出しに対して保護されて格納されている。
【００３５】
もしこの乱数列（確率変数）を知らないエンコーダ２０が使用されるならば、このエンコーダは応答信号をこのエンコーダにとってアクセス可能な、無秩序な又は改竄された順番で返信するだろう。フーリエ変換は、ディラック関数ではなく例えば図５に図示されているようにディラック関数の全系列を生じるだろう。というのも、基地局１０では逆の乱数列が受信された応答信号に適用されるからである。一義的なディラック関数が識別されない（つまり複数の周波数ラインが識別される）場合には、たとえ低い周波数領域における周波数ラインが相応の小さい間隔を生じていても、応答信号は受理されない。
【００３６】
まず最初に、質問信号の搬送波周波数は次の系列が生じるように変調される：
ｆ_質問信号＝ｆ_０＋確率変数＊周波数ステップ
これはｎ個の乱数値によって実施される。これに相応して次いで例えば質問信号が、関数
ｃｏｓ（ω_ｉ＊ｔ） （１）
ただしω_ｉ＝角周波数及びｉ＝１，２，．．．ｎ、に従って送信される。エンコーダ２０における暗号化（送信された関数に対して確率変数を適用する）又は順番の変更及び基地局１０における復号化（関数に対して逆の確率変数を適用する）の後で、この場合、関数
ｃｏｓ（ω_ｉ＊（ｔ−２ｄ／ｃ）） （２）
ただしｄ＝エンコーダ２０と基地局１０との間の間隔ならびにｃ＝光速、に相応する信号が得られる。
【００３７】
混合器１５によってこれら２つの関数が互いに乗算され、関数：
ｃｏｓ（ω_ｉ＊ｔ）＊ｃｏｓ（ω_ｉ＊（ｔ−２ｄ／ｃ））
＝１／２＊ｃｏｓ（２ω_ｉ＊ｄ／ｃ）＋１／２＊．．．（３）
に相応する信号が得られる。ここで項
２ω_ｉ＊ｄ／ｃ＝２ω_０＊ｄ／ｃ＋ｉ＊Δω＊２ｄ／ｃ （４）
ただしｉ＝１．．．ｎである。
【００３８】
項
ｉ＊Δω＊２ｄ／ｃ （５）
は有利には周期長２πに相応する。従って、その内部で搬送波周波数がステップ状に変化する帯域幅が次のように得られる：
ｎ＊Δｆ＝ｃ／２ｄ （６）
例えばエンコーダ２０と基地局１０との間の間隔ｄを３０ｍと仮定すると、式（６）から５ＭＨｚの帯域幅が得られる。例えば搬送波周波数に対してｎ＝１６区間と仮定すると、各区間は最小帯域幅Δｆ＝３１２ｋＨｚを有する。フーリエ変換に対しても同様に１６個の値が取り出される。
【００３９】
ここから分かることは、この識別システムは比較的高い周波数においてのみ使用されることが賢明であることである。というのも、さもなければ帯域幅が大きくなりすぎてしまい、国の無線許可規則に違反してしまうかもしれないからである。しかし、他方で、この識別システムを比較的小さい周波数帯域において動作することができるために、最大許容間隔ｄを比較的大きく選択することもできる。
【００４０】
一義的に間隔ｄがフーリエ変換により識別されると、権限が生じ、この権限によってオブジェクト（例えばコンピュータ、自動車、電話、現金自動支払機、建物等々）へのアクセス又はこのオブジェクトの利用が許される。
【００４１】
符号信号が権限なしで盗聴されて再現されないように、一方で区間毎に周波数変調された信号が送信され、他方で区間の順番がエンコーダ側で暗号化され、オブジェクト側で逆のアルゴリズムによって復号化される。従って、質問信号は暗号化されて「反射」される。応答信号が正確に復号化される場合にのみ、間隔ｄがもとめられる。間隔ｄが予め設定された値より小さければ、アクセス又は利用が許可される。
【００４２】
従って、基地局１０は（距離に相応する）信号伝播時間を測定することができなくてはならない。距離測定は、さらに信号伝播時間における変化がとりわけ望ましくない許可されない信号伝播時間の延長において直ぐに基地局１０によって識別され、従って不正な盗聴及び再現に対する保護が保証されていることを惹起する。
【００４３】
さらに、混合された信号のフーリエ変換によって、オブジェクトに割り当てられた複数のエンコーダ２０の衝突防止方法が実現される。ただ一つの権限のあるエンコーダ２０が近傍にある場合、図４によれば周波数領域においてただ一つのスペクトルラインが、この場合例えば正規化された周波数「１」において生じる。複数のエンコーダ２０が様々な距離でオブジェクトの近傍にある場合、それぞれエンコーダ２０毎にスペクトルラインがそれぞれその距離ｄ_ｉに相応する正規化された周波数において生じる。
【００４４】
しかし、暗号化の秘密を知らない権限のないエンコーダ２０がオブジェクトの近傍にある場合には、図５によれば基本周波数の多数の高調波スペクトルライン（基本周波数の整数倍）が生じる。スペクトルラインの振幅は所定の周波数から減少する。しかし、通常はオブジェクトに割り当てられたエンコーダ２０よりもはるかに多くのスペクトルラインが存在し、さらにこれらのスペクトルラインは常に基本周波数の整数倍においてのみ見出される。
【００４５】
複数の権限のあるエンコーダ２０がちょうど最も近いエンコーダ２０の整数倍の距離に存在することはまずありそうにないので、複数の権限のあるエンコーダ２０がオブジェクトの近傍にあるのか又は少なくとも１つの権限のないエンコーダ２０がオブジェクトの近傍にあるのかが良好に識別される。従って、ちょうど複数の権限のあるエンコーダ２０が質問領域に存在していてもかまわない。異なる応答信号の衝突が権限の検査を損なうことはない。
【００４６】
本発明の識別システムは有利には自動車３０において使用され（図６）、例としてこれについて詳しく説明する。しかし、例えばコンピュータ、電話、インターネット、現金自動支払機、有料道路、交通機関（切符）、部屋、建物などのような他のオブジェクトにおいても使用できる。
【００４７】
図６には自動車３０における使用の際の送信及び受信ユニット１７の可能な取り付け位置が示されている。有利には送信及び受信ユニット１７は（例えば２つの送信及び受信ユニット１７、より詳しく言えば室外アンテナ及び室内アンテナを有する）運転手ドア３１及び／又は同乗者ドア３２に存在する。後部座席ドア３３が存在する場合には、そこに同様にそれぞれ２つの送信及び受信ユニット１７が設けられる。１つの送信及び受信ユニット１７は室内バックミラー３５に、１つはサンルーフ３６に、１つはトランクルーム３４の近くの後部に配置される。
【００４８】
送信及び受信ユニットは、要求（例えばスイッチの操作又は自動車３０のドアグリップの操作）に応じて、一回又は複数回繰り返して、又は、人が接近すると、その質問信号を優先方向に送信する。エンコーダ２０が質問信号を受信する場合には、このエンコーダ２０が応答信号を返信する。
【００４９】
エンコーダ２０が実際に自動車３０の充分近くにあることがはっきりと識別される場合にのみ、自動車３０へのアクセスが許可される。従って、次いでドアの錠を開けるための又は発車阻止を解除するための信号がトリガされる。エンコーダ２０がドア３１、３２、３３又はトランクルーム３４に接近する場合、エンコーダ２０が認められた距離ｄ以内にいると正確に識別される場合には、権限において開錠命令及び室内照明スイッチオンのような付加的な命令もトリガされる。
【００５０】
送信及び受信ユニット１７の取り付け位置及び個数は、車両ジオメトリ及びエンコーダ２０が存在すべき検出範囲及びエンコーダ２０の携帯のしやすさに関する所望の要求から結果的に決められる。
【００５１】
送信及び受信ユニット１７により受信される応答信号は直接この送信及び受信ユニット１７において評価される。分散配置された送信及び受信ユニット１７の各々はその受信された応答信号をさらにここには図示されていない中央ユニットに供給し、次いでこの中央ユニットで権限が検査される。
【００５２】
さらに中央ユニットは、受信された応答信号の個数及び位置に応じて、運転手ドア３１、同乗者ドア３２だけが、全てのドア３１〜３３が又はトランクルーム３４だけが開錠又はロックされるべきかを決定することができる。これは、自動車の車体において分散配置されたどの送信及び受信ユニット１７においてエンコーダ２０までの最小の距離（最小の伝播時間）がもとめられたか、すなわちどの方向から符号信号が来るか又はどの方向からユーザが自分の車両に接近するかに依存する。
【００５３】
この識別システムは応答信号の盗聴及び再現に対する付加的な保護を提供する。というのも、暗号化変数／暗号化アルゴリズムは質問・応答対話毎にエンコーダ２０においてもオブジェクトにおいても同期して変化することができるからである。暗号化のこのような変化は公知であり、変化符号（Ｗｅｃｈｓｅｌｃｏｄｅ）又はローリングコード（Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｃｏｄｅ）とも呼ばれる。
【００５４】
本発明による識別システムでは応答信号と質問信号との間で準比較（Ｑｕａｓｉ−Ｖｅｒｇｌｅｉｃｈ）だけが行われ、この準比較においては信号の符号内容に関心をもつのではなく２つの信号の間の周波数シフトだけに関心をもつ。このためにこれら２つの信号は混合器において互いに相関される。そして両方の側で確率変数が同じ場合にのみ、一義的かつ疑う余地のない距離ｄが結果的に得られる。
【００５５】
本発明の更なる実施例では、２つの異なる質問信号（図７）が送信される。この場合、（伝播速度として音波速度ｖ_ｓを有する）超音波周波数領域における区間毎に変わる搬送波周波数を有する第１の質問信号はＵＳ送信器４３によって送信され、ＵＳ受信器２７によってエンコーダ２０において受信される。第２の質問信号も同様に（ここではほぼ１２５ｋＨｚにおける）周波数領域において区間毎に変わる搬送波周波数で送信器４４により変調されてエンコーダ２０に送信され（ただし伝播速度は光速ｃである）、そこで受信ユニット２１によって受信され、復調される。
【００５６】
これら２つの信号はエンコーダ２０において混合器２８によって互いに相関（混合）され、応答信号として送信器２９を介して一定の搬送波周波数（ここでは４３３ＭＨｚ）で変調されてオブジェクトに返信される。オブジェクトではこの応答信号は受信器４６によって受信され、復調される。
【００５７】
この実施例では、質問信号の異なる伝播速度が利用され、これらの異なる伝播速度によって混合及びフーリエ変換の後で間隔ｄが一義的に識別される。
【００５８】
質問信号はこのために確率的ステップ周波数発生器４２及び帯域幅生成器４２によって制御され、これは区間毎に変化される搬送波周波数を順番に相応して定める（暗号化又は符号化に相応する）。「逆」暗号化がエンコーダ側で適用される。基準信号を発生するために、エンコーダ２０におけるのと同一の「逆」符号化が適用され、この結果、暗号化が再びキャンセルされる。
【００５９】
エンコーダ２０では、受信され復調された応答信号と基準信号との比較が混合器２８によって行われる。受信器２７、２１の出力信号はこのために混合器２８に供給され、応答信号としてオブジェクトに送信され、そこで復調及びＡ／Ｄ変換器４７によるサンプリングの後でフーリエ変換器４８に供給される。生成器信号から及び確率的符号生成器４５による復号化によって発生される基準信号も同様にフーリエ変換器４８に供給される。次いでフーリエ変換された信号に基づいて権限がオブジェクトまでのエンコーダ２０の間隔ｄにより識別される。
【００６０】
本発明は次のような利点を有する。すなわち、識別システムにおいて「暗号学」が取り入れられており、これによってオブジェクト側で暗号化された信号に含まれる符号情報の比較が行われないにもかかわらず比較的安全になる。もちろん応答信号又は質問信号が暗号化された形式で存在しないならば、もとめることができない間隔ｄのために権限は識別されない。
【００６１】
本発明のこの実施形態は、間隔識別を持たない既存の識別システムに増備してシステムアップすることができるという利点を有する。従来の識別システムは通常は低い周波数（１２５ｋＨｚ及び４３３ＭＨｚ）で作動し、これらの低い周波数では、大きな間隔が正当であると認められる場合にのみ質問信号及び本発明の方法だけによる間隔検出が可能である。識別システムのセキュリティを高めるためには、小さな間隔だけが許容されるべきである。すなわち、アクセスを行うためには利用されるオブジェクトの直ぐ近傍にユーザがいなければならない。
【００６２】
本発明では、搬送波周波数が区間毎に変化する順番が最初にエンコーダ２０に伝送され、そこで暗号化され、返信され、オブジェクト側で信号がフーリエ変換される前に復号化される。もしくは、暗号化された順番がオブジェクト側から送信され、エンコーダ側で「正しい」順番にされて、オブジェクトに返信される。オブジェクト側では基準信号が周波数シフトに関して受信／復調された応答と比較される前にこの基準信号が暗号化又は復号化される。
【００６３】
「確率的」という概念は、本発明では例えば数学的アルゴリズム及び／又は乱数発生器を用いる暗号化又は復号化であると理解してもらいたい。
【００６４】
「混合する」という概念は、補助周波数により変調することによって周波数を他の周波数領域に移すことであると理解してもらいたい。この混合において和周波数及び差周波数が生じる。フィルタによってこれらの周波数のうちの一方がふるい分けられ、後続の評価に使用される。従って、混合によって２つの信号がそれらの周波数／周波数シフトに関して比較され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の識別システムのブロック線図を示す。
【図２】
図１の識別システムの質問信号を示す。
【図３】
質問信号と応答信号との混合積として発生する混合信号を示す。
【図４】
時間及び周波数領域における混合信号の信号の図を示す。
【図５】
時間及び周波数領域における混合信号の信号の図を示す。
【図６】
自動車に設けられている本発明の識別システムを示す。
【図７】
図７は本発明の識別システムの更に別の実施例のブロック線図を示す。
【符号の説明】
１０ 基地局
１１ ディジタル周波数制御部
１２ 信号生成器
１３ 分岐
１４ 確率的符号生成器
１５ 混合器
１６ フーリエ変換器
１７ アンテナ（送信及び受信ユニット）
２０ エンコーダ
２１ アンテナ（送信及び受信ユニット）／受信ユニット
２２ 分岐
２３ 復調器／増幅器
２４ メモリ
２５ 確率的符号生成器
２６ 信号生成器
２７ ＵＳ受信器
２８ 混合器
２９ 送信器
３０ 自動車
３１ 運転手ドア
３２ 同乗者ドア
３３ 後部座席ドア
３４ トランクルーム
３５ 室内バックミラー
３６ サンルーフ
４０ オブジェクト
４１ 確率的ステップ周波数発生器
４２ 帯域幅生成器
４３ ＵＳ送信器
４４ 送信器
４５ 確率的符号生成器
４６ 受信器
４７ Ａ／Ｄ変換器
４８ フーリエ変換器

Claims (7)

1. オブジェクトへのアクセス又はオブジェクトとりわけ自動車の利用のための権限を証明するための識別システムにおいて、該識別システムは以下のものを有する、すなわち、
   オブジェクト側に配置された送信及び受信ユニット（１７）を有し、該送信及び受信ユニット（１７）は質問信号を区間毎に変化された搬送波周波数で順番に従って変調して送信し、
   モバイルエンコーダ（２０）を有し、該モバイルエンコーダ（２０）は受信された順番を暗号化及び変調して返信することによって応答信号を発生し、
   オブジェクト側の評価ユニット（１４、１５、１６）を有し、該オブジェクト側の評価ユニット（１４、１５、１６）は前記応答信号を復号化しならびに前記質問信号と周波数シフトに関して比較し、さらに前記オブジェクト側の評価ユニット（１４、１５、１６）は比較結果に依存して前記エンコーダ（２０）とオブジェクト（１０）との間の間隔（ｄ）をもとめる、オブジェクトへのアクセス又はオブジェクトとりわけ自動車の利用のための権限を証明するための識別システム。
2. 評価ユニットには質問信号及び応答信号からの混合信号が供給され、この際に生じる混合積が間隔（ｄ）に関して評価されることを特徴とする、請求項１記載の識別システム。
3. エンコーダ（２０）はメモリ（２４）を有し、該メモリ（２４）には区間毎に変化された搬送波周波数の順番が格納され、これを利用して応答信号が暗号化されることを特徴とする、請求項１記載の識別システム。
4. 評価ユニット（１４〜１６）は復号化ユニット（１４）を有し、該復号化ユニット（１４）は受信された応答信号を区間毎に変化された搬送波周波数の順番に関して復号化し、さらに前記評価ユニット（１４〜１６）はデコーダユニット（１５、１６）を有し、該デコーダユニット（１５、１６）は前記応答信号を質問信号と混合し、これら２つの信号の伝播時間差すなわちエンコーダ（２０）とオブジェクト（１０）との間の間隔に関して評価することを特徴とする、請求項１記載の識別システム。
5. 質問信号は、区間毎に変化された搬送波周波数でブロードバンドに変調された信号として１００ＭＨｚより大きな周波数領域において送信されることを特徴とする、請求項１記載の識別システム。
6. 評価ユニット（１４〜１６）はフーリエ変換器（１６）を有し、該フーリエ変換器（１６）を利用して間隔（ｄ）がもとめられることを特徴とする、請求項１記載の識別システム。
7. オブジェクトへのアクセス又はオブジェクトとりわけ自動車の利用のための権限を証明するための識別システムにおいて、該識別システムは以下のものを有する、すなわち、
   オブジェクト側に配置された送信及び受信ユニット（１７）を有し、該送信及び受信ユニット（１７）は第１の質問信号を区間毎に変化された搬送波周波数で順番に従って変調して送信し、さらに第２の質問信号を別の搬送波周波数で変調して送信し、
   モバイルエンコーダ（２０）を有し、該モバイルエンコーダ（２０）は前記第１及び第２の質問信号を相関させ、応答信号として返信し、
   オブジェクト側の評価ユニット（４５、４８）を有し、該オブジェクト側の評価ユニット（４５、４８）は、前記応答信号を符号化された基準信号と周波数シフトに関して比較し、さらに比較結果に依存して前記エンコーダ（２０）とオブジェクト（４０）との間の間隔（ｄ）をもとめる、オブジェクトへのアクセス又はオブジェクトとりわけ自動車の利用のための権限を証明するための識別システム。

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