JP2020531817A - オープンチャネルと安全な通信接続を備えた通信プロトコルを使用する位置特定システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

オープンなアドバタイジング通信チャネルを介した通信を可能にし、および安全な通信接続（４３）を使用した通信を可能にする通信プロトコルを使用して携帯機器（２０）との無線通信を実行するように構成された第１のセンサを含む、位置特定システムおよび方法が提供される。第１のセンサは、安全な通信接続（４３）を使用して携帯機器（２０）と通信し、第２のセンサは、オープンなアドバタイジング通信チャネルを介してブロードキャスト信号を送信または受信することにより携帯機器（２０）と通信する。制御モジュール（８）は、第１のセンサによって送信または受信される信号に関する第1の信号情報と、第２のセンサによって送信または受信される信号に関する第２の信号情報を受信し、第１の信号情報および第２の信号情報に基づいて携帯機器（２０）の位置を決定する。第１の信号情報および第２の信号情報は、受信信号強度インジケータ情報、到来角情報、および／または到来時間差情報を含む。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１８年９月６日に出願された米国特許出願第１６／１２３０５２号、および２０１７年９月１９日に出願された米国仮出願第６２／５６０３７７号の利益を主張する。上記出願の全開示が、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、位置特定システムおよび方法に関し、より詳細には、オープンな接続チャネルと安全な接続チャネルを備えた通信プロトコルを使用する位置特定システムおよび方法に関する。

この欄は、必ずしも先行技術に該当しない、本開示に関連する背景情報を提供する。

ＰＥＰＳシステムにより、車両は、車両のユーザが携帯する無線キーフォブなどの、車両に関連付けられたキーの位置を突き止めることができる。従来、ＰＥＰＳシステムによれば、以前に車両の中央ＰＥＰＳ電子制御ユニット（ＥＣＵ）とペアリングされたキーフォブを持っている人なら誰でも、単にドアハンドルを握るだけで車両にアクセスし、ボタンをプッシュして車両を始動することができる。ボタンプッシュに応答して、中央ＰＥＰＳＥＣＵは、キーフォブが車両にアクセスすることが許可されているかどうかを判定するためにキーフォブを認証し、複数の車両アンテナによって示される信号強度を使用してキーフォブの位置を推定する。キーフォブが認証でき、許可ゾーン内にある場合、車両の機能がユーザに利用可能にされ、つまり、車両のドアのロックが解除され、および／または車両が始動される。

従来のＰＥＰＳシステムは、約１２５ｋＨｚの低周波（ＬＦ）信号を使用する独自仕様の無線プロトコルを使用する。電波伝播が、２メートルの典型的な目標起動範囲内の信号強度を使用することによって、範囲および位置の比較的正確な推定を可能にするため、ＬＦは、初期のＰＥＰＳシステムにおいて選択された。しかしながら、従来のＰＥＰＳシステムで使用されるＬＦ通信システムは、通信に固定周波数を使用し、周波数ホッピングスキームや通信パケットの暗号化を実施しない。

この欄は、開示の一般的な概要を提供するが、その全範囲またはすべての特徴の包括的な開示ではない。

少なくとも1つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介した通信を可能にし、および安全な通信接続を使用した通信を可能にする通信プロトコルを使用して携帯機器との無線通信を実行するように構成された第１のセンサを含むシステムが提供され、第１のセンサは、第１の期間中に安全な通信接続を使用して携帯機器と通信するように構成される。システムはまた、第２の期間中に少なくとも１つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介して少なくとも１つのブロードキャスト信号を送信または受信することにより携帯機器と無線通信を行うように構成される少なくとも１つの第２のセンサを含む。システムはまた、第１の期間中に第１のセンサによって送信または受信される第１の信号に関する第1の信号情報、および第２の期間中に少なくとも１つの第２のセンサによって送信または受信される第２の信号に関する第２の信号情報を受信し、第１の信号情報および第２の信号情報に基づいて携帯機器の位置を決定するように構成された制御モジュールを含む。第１の信号情報および第２の信号情報は、受信信号強度インジケータ情報、到来角情報、および到来時間差情報のうちの少なくとも１つを含む。

他の特徴では、第1のセンサおよび少なくとも１つの第２のセンサは車両に設置され、制御モジュールは、さらに、携帯機器の位置に基づき、車両のドアのロック解除、車両のトランクのロック解除、および車両の始動許可のうちの少なくとも1つを含む車両機能を実行するように構成される。

他の特徴において、第１のセンサは、周波数ホッピングスペクトル拡散通信を実行することにより、安全な通信接続を使用して携帯機器と通信するように構成される。

少なくとも1つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介した通信を可能にし、および安全な通信接続を使用した通信を可能にする通信プロトコルを使用して、第１センサを用いて携帯機器との無線通信を実行することを含む方法が提供され、第１のセンサは、第１の期間中に安全な通信接続を使用して携帯機器と無線通信を行う。この方法はまた、少なくとも１つの第２のセンサを用いて、第２の期間中に少なくとも１つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介して少なくとも１つのブロードキャスト信号を送信または受信することにより、携帯機器との無線通信を実行することも含む。この方法はまた、制御モジュールを用いて、第１の期間中に第１のセンサによって送信または受信される第１の信号に関する第1の信号情報、および第２の時間中に少なくとも１つの第２のセンサによって送信または受信される第２の信号に関する第２の信号情報を受信することを含む。この方法はまた、制御モジュールを用いて、第１の信号情報および第２の信号情報に基づいて携帯機器の位置を決定することを含む。第１の信号情報および第２の信号情報は、受信信号強度インジケータ情報、到来角情報、および到来時間差情報のうちの少なくとも１つを含む。

他の特徴では、第１のセンサおよび少なくとも１つの第２のセンサは車両に設置され、方法は、さらに、携帯機器の位置に基づき、車両のドアのロック解除、車両のトランクのロック解除、および車両の始動許可の内の少なくとも１つを含む車両機能を実行することを含む。

他の特徴において、第１のセンサは、周波数ホッピングスペクトル拡散通信を実行することにより、安全な通信接続を使用して携帯機器との通信を実行する。

少なくとも1つのオープンなアドバタイジングチャネルを介した通信を可能にし、および安全な通信接続を使用した通信を可能にする通信プロトコルを使用して携帯機器との無線通信を実行するように構成された複数のセンサを含む別のシステムが提供され、複数のセンサは、少なくとも１つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介して少なくとも１つのブロードキャスト信号を送信または受信することにより携帯機器と通信するように構成され、複数のセンサと携帯機器とは、少なくとも１つのブロードキャスト信号を送信するための少なくとも１つの送信時間を、少なくとも１つのブロードキャスト信号を受信するための少なくとも１つの走査ウィンドウと同期するように構成される。制御モジュールは、複数のセンサによって送信または受信された少なくとも１つのブロードキャスト信号に関する信号情報を受信し、その信号情報に基づいて携帯機器の位置を決定するように構成される。信号情報は、受信信号強度インジケータ情報、到来角情報、および到来時間差情報のうちの少なくとも１つを含む。

他の特徴では、複数のセンサは車両に設置され、制御モジュールは、さらに、携帯機器の位置に基づき、車両のドアのロック解除、車両のトランクのロック解除、および車両の始動許可の内の少なくとも１つを含む車両機能を実行するように構成される。

さらなる適用可能分野は、本明細書の説明から明らかとなろう。本概要の説明および特定の例は例示の目的だけを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図していない。

本明細書で説明される図面は、選択された実施形態を図示する目的だめのためのものであり、すべての可能な実施例ではなく、本開示の範囲を限定することを意図するものでもない。

図１は、本開示による位置特定システムを備えた自車両を示している。 図２は、本開示による位置特定システムのブロック図を示している。 図３は、本開示による位置特定システムのセンサのブロック図を示している。 図４は、本開示の実施形態による携帯機器とセンサとの間の通信のタイミング図を示している。 図５は、本開示の別の実施形態による携帯機器とセンサとの間の通信の別のタイミング図を示している。 図６は、本開示の別の実施形態による携帯機器とセンサを示している。 図７は、本開示の別の実施形態による携帯機器とセンサとの間の通信の別のタイミング図を示している。 図８は、本開示の別の実施形態による携帯機器とセンサとの間の通信の別のタイミング図を示している。 図９は、本開示の別の実施形態による携帯機器とセンサとの間の通信の別のタイミング図を示している。 図１０は、本開示の別の実施形態による携帯機器とセンサとの間の通信の別のタイミング図を示している。 図１１は、本開示の別の実施形態による携帯機器とセンサとの間の通信の別のタイミング図を示している。

複数の図面にわたって、対応する参照番号は、対応する部分を示している。

例示的な実施形態が、添付の図面を参照してより詳細に説明される。

本開示は、オープンな通信チャネルと安全な通信接続の両方を使用する消費者グレードの無線プロトコルを使用して位置特定システムを実現するシステム、方法、およびアーキテクチャに関する。たとえば、オープンな通信チャネルは、携帯機器と、車両センサなどの１つ以上のセンサのような、２つの通信機器の間で、アドバタイジングパケットをブロードキャストして受信するために使用することができる。アドバタイジングパケットは、一般的に、ブロードキャストする通信機器の通信範囲内の任意の通信機器が、通信パケットのタイミング、暗号、復号などに関する特定の通信情報を必要とすることなく、アドバタイジングパケットを受信することができるように、オープンな通信チャネルでブロードキャストされる。安全な接続通信チャネルは、携帯機器と車両センサなどの１つ以上のセンサのような、２つの通信機器の間での安全な通信に使用することができる。通信機器は、通信機器に既知である通信パケットのタイミング、暗号、復号などに関する情報などの特定の通信情報を使用することにより、安全な通信接続を使用して通信することができる。この方法では、第三者が通信機器の間の安全な通信接続を介して送信されたパケットを盗聴または傍受するのがより困難になる。たとえば、安全な通信接続を利用する通信プロトコルは、安全な通信接続を介した通信中に、周波数ホッピングスペクトル拡散（ＦＨＳＳ）通信、直接スペクトル拡散（ＤＳＳＳ）通信、または直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信を使用することができる。たとえば、ブルートゥースローエナジー（ＢＬＥ，ブルートゥースは登録商標）通信プロトコルは、安全な通信接続を介した通信中にＦＨＳＳ通信を使用する。さらなる例として、Ｗｉ−ＦｉおよびＷｉ−Ｆｉダイレクト通信プロトコルは、安全な通信接続を介した通信中にＤＳＳＳおよび／またはＯＦＤＭ通信を使用する。追加的にまたは代替的に、通信機器は、安全な通信接続を介して送信される通信パケットの暗号化を使用することができる。

本教示によれば、オープンな接続通信チャネルと安全な接続通信チャネルの両方を使用する通信プロトコルが、ＰＥＰＳシステムなどの位置特定システムのために使用されることができる。そのような場合、オープンな接続通信チャネルと安全な接続通信チャネルの両方を使用する通信プロトコルは、車両のセンサを含む車両と携帯機器との間の通信に使用されることができる。携帯機器は、たとえば、オープンな接続通信チャネルと安全な接続通信チャネルの両方を備えた通信プロトコルを使用してＰＥＰＳシステムと通信するように構成された、キーフォブ、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルコンピューティングデバイス（スマートウォッチ、ブレスレット、ネックレス、リングなど）、またはその他の適切なコンピューティングデバイスであり得る。また、無線プロトコルは、安全な通信チャネルを使用せずに、オープンなアドバタイジングチャネルを介して制限された暗号化されていない通信を可能とするだけでなく、ＦＨＳＳ、ＤＳＳＳ、および／またはＯＦＤＭなどのスペクトル拡散通信技術を使用した安全な通信チャネルを介した通信も可能とする。ＦＨＳＳ、ＤＳＳＳ、および／またはＯＦＤＭなどのスペクトル拡散技術を使用した２つの通信機器の間の通信は、セキュリティを高め、プライバシーを強め、電力使用量を減らし、２つの機器の間の通信の信頼性を高める。たとえば、安全な通信チャネルを介した通信では、２つの機器の間の次の通信パケットを受信するために、権限のない機器が、チャネル、タイミング、および／または復号情報を知ることを困難にする。この機能は、権限のない機器が、安全な通信チャネルを使用する、携帯機器と車両のＰＥＰＳシステムとの間の通信を見つけ出すことを困難にさせる。

図１および図２を参照すると、ＰＥＰＳシステム１は、車両５内に設けられ、ＰＥＰＳ制御モジュール８と、まとめて１０と言及される複数のセンサ１０Ａ〜１０Ｆを含んでいる。ＰＥＰＳ制御モジュール８は、ＰＥＰＳ電子制御ユニット（ＥＣＵ）として実現することができる。ＰＥＰＳ制御モジュール８は、車両インターフェース１２を使用して複数のセンサ１０と通信することができる。車両インターフェース１２は、たとえば、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ：登録商標、以下同様）バスおよび／またはローカル相互接続ネットワーク（ＬＩＮ）バスなどの低データレート通信バスを含むことができる。車両インターフェース１２は、クロック拡張周辺機器インターフェース（ＣＸＰＩ）バスも含むことができる。追加的にまたは代替的に、車両インターフェース１２は、ＣＡＮバス、ＬＩＮ、およびＣＸＰＩバス通信インターフェースの組み合わせを含むことができる。

ＰＥＰＳ制御モジュール８は、携帯機器２０と車両５のセンサ１０との間の無線通信信号３０のある特徴を測定することにより、携帯機器２０の位置を特定することができる。たとえば、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、携帯機器２０と様々なセンサ１０との間の通信信号３０の受信信号強度を測定することができる。そのような場合、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、たとえば、携帯機器２０と車両５のセンサ１０との間で送受信される様々な通信信号３０の受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）のパターンに基づいて、携帯機器２０の位置を決定することができる。たとえば、相対的に強いＲＳＳＩは一般的に通信機器が近いことを示し、相対的に弱いＲＳＳＩは一般的に通信機器が遠く離れていることを示す。携帯機器２０と各々のセンサ１０との間で送信される通信信号３０のＲＳＳＩを分析することにより、ＰＥＰＳ制御モジュール８および／または携帯機器２０自体が、車両５に対する携帯機器２０の位置を決定することができる。追加的にまたは代替的に、センサ１０と携帯機器２０との間で送受信される通信信号３０の到来角または到来時間差の測定値も、携帯機器２０の位置を決定するためにＰＥＰＳ制御モジュール８によって使用されることができる。

たとえば、ブルートゥースおよび／またはブルートゥースローエナジー（ＢＬＥ）などのＦＨＳＳ通信を使用する消費者グレードの無線プロトコルは、通常、少なくとも１５チャネルを使用するために２４００から２４８３．５ＭＨＺの帯域内で動作し、連邦通信委員会規則４７Ｃ.Ｆ.Ｒ. １５.２４７（ａ）（１）（iii）によって要求されるように、０．４秒を超えて特定の領域を占有してはならない。上記のように、ブルートゥースおよびＢＬＥは、ＦＨＳＳを使用する。Ｗｉ−ＦｉおよびＷｉ−Ｆｉダイレクトは、ＤＳＳＳおよび／またはＯＦＤＭを使用することができる。

携帯機器２０は、アンテナ２３に接続された、ＢＬＥチップセット、Ｗｉ−Ｆｉチップセット、またはＷｉ−Ｆｉダイレクトチップセットなどの通信チップセット２２を含むことができる。携帯機器２０は、コンピュータ可読ストレージモジュールまたはデバイス２４に保存されたアプリケーションソフトウェアも含むこともできる。携帯機器２０はまた、オプションで、ＧＰＳモジュール２６または他のデバイス位置特定サービスを含むことができる。携帯機器２０は、センサ１０へ通信信号３０を送信し、センサ１０からの通信信号３０を受信する。

図３を参照すると、センサ１０の各々は、アンテナ１５に接続されたＢＬＥチップセット、Ｗｉ−Ｆｉチップセット、またはＷｉ−Ｆｉダイレクトチップセットなどの通信チップセット１４を含んでいる。図３に示すように、アンテナ１５は、センサ１０の内部に配置されてもよい。あるいは、アンテナ１５は、センサ１０の外部に配置されてもよい。センサ１０は、アンテナ１５を使用して携帯機器２０からの通信信号３０を受信する。図３の例では、センサ１０は、ＢＬＥ通信用のＢＬＥチップセットで構成される。図３の例では、センサ１０は、ＢＬＥ物理層（ＰＨＹ）コントローラ１６を使用してＢＬＥ物理層メッセージを受信する。センサ１０は、ＢＬＥ物理層メッセージを観測し、チャネルマップ再構成モジュール１７によって生成されるチャネルマップを使用して、例えば受信信号強度（ＲＳＳＩ）を含む、関連信号の物理的特性の測定を行うことができる。追加的にまたは代替的に、センサ１０は、たとえば到来角に関連するデータを含む、関連信号の物理的特性の他の測定値を決定することができる。追加的にまたは代替的に、様々なセンサ１０は、様々なセンサ１０によって受信された通信信号３０の、到来時間差、到来時間、または到来角データを決定するために、相互に通信可能であり、および／または、車両インターフェース１２を介してＰＥＰＳ制御モジュール８と通信可能である。タイミング同期モジュール１８は、車両インターフェース１２でのメッセージの受信時間を正確に測定し、そのタイミング情報を通信チップセット１４に渡すように構成される。通信チップセット１４は、チャネルマップ情報およびタイミング信号を取得し、特定の時間にＰＨＹコントローラ１６を特定のチャネルに同調させ、使用される通信プロトコルの物理層仕様に準拠するすべての物理層メッセージおよびデータを観測するように構成される。データ、タイムスタンプ、および測定された信号強度は、通信チップセット１４によって、車両インターフェース１２を介して車両５のＰＥＰＳ制御モジュール８に報告される。

センサ１０に加えて、以下でさらに詳細に説明するように、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、図３に示すセンサ１０と同様に、携帯機器２０との直接通信のためのアンテナ１５に接続される、ＢＬＥチップセット、Ｗｉ−Ｆｉチップセット、またはＷｉ−Ｆｉダイレクトチップセットなどの通信チップセット１４を含む別個の通信モジュールを有してもよい。ＰＥＰＳ制御モジュール８の通信モジュールは、たとえば、ＢＬＥ通信用に構成することができ、ＢＬＥ物理層（ＰＨＹ）コントローラ１６を使用してＢＬＥ物理層メッセージを受信することができる。追加的にまたは代替的に、通信モジュールはＷｉ−ＦｉまたはＷｉ−Ｆｉダイレクト通信用に構成することができる。ＰＥＰＳ制御モジュール８の通信モジュールは、携帯機器２０と直接的に通信することができ、たとえば、以下で詳細に説明するように、同期およびタイミング情報などの通信情報を携帯機器２０に提供することができる。図３に示すセンサ１０と同様に、ＰＥＰＳ制御モジュール８の通信モジュールは、車両インターフェース１２でのメッセージの受信時間を正確に測定し、そのタイミング情報をＢＬＥチップセットに渡すように構成されたタイミング同期モジュール１８を含むことができる。通信チップセット１４は、チャネルマップ情報およびタイミング信号を取得し、特定の時間にＰＨＹコントローラ１６を特定のチャネルに同調させ、使用される通信プロトコルの物理層仕様に準拠するすべての物理層メッセージおよびデータを観測するように構成される。

図４を参照すると、ＢＬＥ、Ｗｉ−Ｆｉ、またはＷｉ−Ｆｉダイレクトなどのオープンな接続チャネルと安全な接続チャネルの両方を使用する通信プロトコルを使うＰＥＰＳシステム１の実施例のタイミング図が示されている。図４の実施例では、携帯機器２０（ＰＤとして示される）は、通信プロトコルの利用可能なオープンのアドバタイジングチャネルを介してセンサ１０と通信する。このように、図４の実施例では、ＰＥＰＳシステム１は、安全な接続チャネルでの通信を可能にする通信プロトコルを使用しながら、実際には、安全な接続チャネルでの通信を回避し、タイミング、同期、暗号化などの情報のような特定の通信情報を必要としないオープンなアドバタイジングチャネルでのみ通信する。

図４では、時間の経過は左から右に示され、アドバタイジングブロードキャスト信号は矢印（図の下部に４０で示される）によって示され、走査／聴取ウィンドウは、立ち上がり間隔（図の下部に４２で示される）によって示される。タイムラインは、説明の目的のため、１から１２の示された期間で増加される。

図４の例では、携帯機器２０は、時間間隔１から１２のそれぞれを中心とする走査／聴取ウィンドウ４２でブロードキャスト信号４０を走査／聴取する一方で、センサ１０の１つが、各時間間隔の間にアドバタイジングブロードキャスト信号を送信する。たとえば、それぞれの時間間隔で、携帯機器２０は、時間間隔の直前に走査／聴取を開始し、時間間隔の直後まで走査／聴取を続ける。このようにして、走査／聴取ウィンドウ４２は、それぞれの時間間隔を中心とする期間にわたって延びる。たとえば、センサ１０Ａは、時間間隔１および７でブロードキャスト信号４０を送信する。センサ１０Ｂは、時間間隔２および８でブロードキャスト信号４０を送信する。センサ１０Ｃは、時間間隔３および９でブロードキャスト信号４０を送信する。センサ１０Ｄは、時間間隔４および１０でブロードキャスト信号４０を送信する。センサ１０Ｅは、時間間隔５および１１でブロードキャスト信号４０を送信する。センサ１０Ｆは、時間間隔６および１２でブロードキャスト信号４０を送信する。

携帯機器２０は、センサ１０Ａ〜１０Ｅのそれぞれによって送信されたブロードキャスト信号４０の１つ以上の特徴を測定することができる。例えば、携帯機器２０は、ＲＳＳＩ、到来角、および／または到来時間差を測定することができる。次いで、携帯機器２０は、測定データを、アドバタイジングブロードキャスト信号に含まれるデータおよび受信信号のタイムスタンプとともに、ＰＥＰＳシステム１に通信することができる。たとえば、携帯機器２０は、センサ１０Ａ〜１０Ｆの１つを介して、またはＰＥＰＳ制御モジュール８の専用中央通信モジュールを介して、データ、タイムスタンプ、および測定データをＰＥＰＳ制御モジュール８に通信することができる。その後、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、携帯機器２０から通信された情報に基づいて携帯機器２０の位置を決定することができる。あるいは、携帯機器２０自体が、車両５に対するその位置を決定するために、データ、タイムスタンプ、およびＲＳＳＩ、到来角、および／または到来時間差などの測定データを処理することができ、その位置を、センサ１０の１つを介して、またはＰＥＰＳ制御モジュール８の通信モジュールを介して、ＰＥＰＳシステム１のＰＥＰＳ制御モジュール８に通信することができる。

携帯機器２０の決定された位置に基づいて、ＰＥＰＳシステム１は、携帯機器２０の位置に基づき、車両５のドアのロック解除、車両５のトランクのロック解除、車両５の始動、および／または車両５の始動許可などの車両機能を許可または実行することができる。

図４の実施例では、センサ１０のブロードキャスト送信が、携帯機器２０の走査／聴取ウィンドウ４２と並び、そして一致するように、携帯機器２０とセンサ１０を最適に同期させることができる。同期を実行するために、センサ１０からのブロードキャスト送信（またはブロードキャスト信号４０）の１つは、タイミング間隔、次の送信時間などのブロードキャスト送信のタイミングに関する同期情報を含むことができる。そのような場合、携帯機器２０は、最初の期間に初期走査／聴取ウィンドウ４２を開始することができ、ブロードキャスト送信を受信しない場合、次の走査／聴取ウィンドウ４２のタイミングを所定のもしくは計算されたオフセットだけ調整することができる。携帯機器２０は、走査／聴取を継続し、ブロードキャスト送信を受信するまで、次の走査／聴取ウィンドウ４２を所定のまたは計算されたオフセットだけ調整することができる。携帯機器２０が、センサ１０Ａ〜１０Ｆの１つから最初のブロードキャスト送信を受信すると、その後、携帯機器２０は、センサ１０からのブロードキャスト送信のタイミングに一致させるために、走査／聴取ウィンドウ４２のタイミングを調整することができる。あるいは、ＰＥＰＳ制御モジュール８の中央通信モジュールを使用して携帯機器２０と通信することができ、中央通信モジュールは、タイミング間隔および次の送信時間などのタイミングおよびパケット送信情報を携帯機器２０に提供することができる。たとえば、ＰＥＰＳ制御モジュール８の通信モジュールは、タイミング間隔、および次の送信時間情報を携帯機器２０に提供することができる。一旦受信されると、携帯機器２０は、センサ１０Ａ〜１０Ｆの１つから次のブロードキャスト送信を受信するために適切な時間に次の走査／聴取ウィンドウ４２を開始することができる。

このように、図４の例では、携帯機器２０が、図４の時間間隔１から１２のそれぞれに示される、適切な走査／聴取ウィンドウ４２の間に、センサ１０から送信されるブロードキャスト信号４０を走査／聴取することだけが必要である。したがって、携帯機器２０は、ブロードキャスト信号４０を常時走査／聴取することは必要とされない。このようにして、携帯機器２０は、走査／聴取ウィンドウ４２の間の期間中に電力を節約することができる。このように、図４の実施例における携帯機器２０は、車両のセンサから送信されるアドバタイジングブロードキャスト信号を常時、走査／聴取することが必要とされる比較可能な携帯機器よりも電力効率が高い。斯くして、図４の実施例は、適切な時間間隔中にのみアドバタイジングブロードキャスト信号を走査／聴取することによって、携帯機器２０の電力を節約する技術的利点を提供する。

図５を参照すると、オープンな接続チャネルと安全な接続チャネルの両方を備えた通信プロトコルを使用する、ＰＥＰＳシステム１の別の実施例のタイミング図が示されている。図５の実施例は、携帯機器２０（ＰＤとして示される）が利用可能なオープンなアドバタイジングチャネルを介してのみセンサ１０と通信するという点で図４の実施例に類似している。このように、図５の実施例では、安全な接続通信を可能にする通信プロトコルを使用しながら、ＰＥＰＳシステム１は実際には安全な通信接続での通信を避け、周波数ホッピングを必要としないオープンなアドバタイジングチャネルでのみ通信する。しかしながら、図５の例では、センサ１０がアドバタイジングブロードキャスト信号を送信する代わりに、携帯機器２０が定期的にアドバタイジングブロードキャスト信号を送信し、その一方で、センサ１０は携帯機器２０から送信されたブロードキャスト信号４０を走査／聴取する。

図４と同様に、図5では時間の経過が左から右に示され、アドバタイジングブロードキャスト信号が矢印（図の下部に４０で示さる）によって示され、走査／聴取グウィンドウが立ち上がり間隔（図の下部に４２で示される）によって示される。

図５の例では、携帯機器２０は各時間間隔でブロードキャスト信号４０を送信し、一方、センサ１０の各々は、各間隔でブロードキャスト信号４０を走査／聴取する。図５の例では、センサ１０は、時間間隔１〜６のそれぞれを中心とする走査／聴取ウィンドウ４２でブロードキャスト信号４０を走査／聴取する一方、携帯機器２０は、各時間間隔中にブロードキャスト信号４０を送信する。たとえば、各々の時間間隔で、センサ１０は、時間間隔の直前に走査／聴取を開始し、時間間隔の直後まで走査／聴取を継続する。このようにして、走査／聴取ウィンドウ４２は、各々の時間間隔を中心とする期間にわたって延びる。

図５の例では、センサ１０はそれぞれ、携帯機器２０によって送信されたブロードキャスト信号４０の１つ以上の特徴を測定することができる。たとえば、センサ１０は、ＲＳＳＩ、到来角、および／または到来時間差を測定することができる。次いで、センサ１０は、ブロードキャスト信号４０に含まれるデータおよび受信信号のタイムスタンプとともに、測定されたデータをＰＥＰＳシステム１に通信することができる。たとえば、センサ１０は、データ、タイムスタンプ、および測定データを、車両インターフェース１２を介してＰＥＰＳ制御モジュール８に通信することができる。その後、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、センサ１０から通信された情報に基づいて携帯機器２０の位置を決定することができる。

携帯機器２０の決定された位置に基づいて、ＰＥＰＳシステム１は、携帯機器２０の位置に基づき、車両５のドアのロック解除、車両５のトランクのロック解除、車両５の始動、および／または車両５の始動許可などの車両機能を許可または実行することができる。

図５の実施例では、図４の実施例と同様に、携帯機器２０のブロードキャスト送信が、センサ１０の走査／聴取ウィンドウ４２と並ぶか、または一致するように、携帯機器２０とセンサ１０を最適に同期させることができる。たとえば、携帯機器２０からのブロードキャスト送信（またはブロードキャスト信号４０）の１つは、タイミング間隔、次の送信時間などのブロードキャスト送信のタイミングに関する同期情報を含むことができる。そのような場合、１つ以上のセンサ１０は、最初の期間に初期走査／聴取ウィンドウ４２を開始することができ、ブロードキャスト送信を受信しない場合、次の走査／聴取ウィンドウ４２のタイミングを所定のもしくは計算されたオフセットだけ調整することができる。１つ以上のセンサ１０は、走査／聴取を継続し、ブロードキャスト送信を受信するまで、次の走査／聴取ウィンドウ４２を所定のまたは計算されたオフセットだけ調整することができる。携帯機器２０から最初のブロードキャスト送信を受信すると、センサ１０は、携帯機器２０からのブロードキャスト送信のタイミングに合わせるため、相互に通信して、走査／聴取ウィンドウ４２のタイミングを調整することができる。あるいは、センサ１０の走査／聴取ウィンドウ４２が携帯機器２０のブロードキャスト送信（または、ブロードキャスト信号４０）と並ぶか、または一致するように、タイミングとパケット送信情報を通信して同期するために、車両５のＰＥＰＳ制御モジュール８の通信モジュールを使用することができる。たとえば、ＰＥＰＳ制御モジュール８の通信モジュールは、タイミング間隔、および次の送信時間情報を携帯機器２０から受信することができる。一旦受信されると、ＰＥＰＳ制御モジュール８はセンサ１０にタイミング間隔および次の送信時間情報を通信することができ、すると、センサ１０は、携帯機器２０からの次のブロードキャスト送信を受信するための適切な時間に、次の走査聴取ウィンドウ４２を開始することができる。

このように、図５の例では、センサ１０が、図４の時間間隔１から６のそれぞれに示される、適切な走査／聴取ウィンドウ４２の間に、携帯機器２０から送信されるブロードキャスト信号４０を走査／聴取することだけが必要である。したがって、センサ１０は、ブロードキャスト信号４０を常時走査／聴取することは必要とされない。このようにして、車両５は、走査／聴取ウィンドウ４２の間の期間中に電力を節約することができる。このように、図４の実施例におけるセンサ１０および車両５は、携帯機器から送信されるブロードキャスト信号を常時、走査／聴取することが必要とされる比較可能なシステムよりも電力効率が高い。斯くして、図５の実施例は、適切な時間間隔中にのみブロードキャスト信号４０を走査／聴取することによって、センサ１０および／または車両５の電力を節約する技術的利点を提供する。

図６および７を参照すると、別の実施例が示されている。図６および図７の実施例では、オープンなアドバタイジングチャネルを介して通信することに代えて、携帯機器２０は、ＢＬＥ、Ｗｉ−Ｆｉ、またはＷｉ−Ｆｉダイレクトなどの通信プロトコルの安全な接続チャネルを使用して、センサ１０の各々と個別の安全な通信接続を確立する。この実施例では、図６に示すように、携帯機器２０は中央機器またはマスタとしての役割を果たし、周辺機器またはスレーブとしての役割を有する個々の各センサ１０と個別の安全な通信接続を確立する。このようにして、中央機器またはマスタとしての役割を果たす携帯機器２０と、周辺機器またはスレーブとしての役割を果たす各々のセンサ１０とで、プライベートエリアネットワーク（ＰＡＮ）のスター型トポロジが確立される。この実施例では、携帯機器２０と各々のセンサ１０との間の通信リンクは、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、および／またはＷｉ−ＦｉダイレクトなどのＦＨＳＳ、ＤＳＳＳ、および／またはＯＦＤＭを使用する通信プロトコルを利用することができ、および／または、暗号化された通信パケットを利用することができる。その結果、携帯機器２０と各々のセンサ１０との間の通信は、非公開で、安全で、そして、第三者または無許可の機器による傍受または追跡が困難である。

図7を参照すると、ＢＬＥ、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉダイレクトなどのオープンな接続チャネルと安全な接続チャネルの両方を備えた通信プロトコルを使用する、図６の実施例のタイミング図が示されている。上述のように、図４および５の実施例とは異なり、図６および７の実施例では、携帯機器２０が、各々のセンサ１０との個別の安全な通信リンクを確立する。そのようなものとして、携帯機器２０は、各々のセンサのための個別の通信ウィンドウ、つまり、時間の経過が図の左から右に進む図７において、ラベルが付された「１０Ａ通信」、「１０Ｂ通信」、「１０Ｃ通信」、「１０Ｄ通信」、「１０Ｅ通信」、および「１０Ｆ通信」を確立する。通信ウィンドウ「１０Ａ通信」〜「１０Ｆ通信」の各々において、携帯機器２０は、安全な通信接続を使用して、それぞれの各センサ１０と通信する。たとえば、携帯機器２０は、安全な通信接続４３Ａを使用してセンサ１０Ａと通信し、安全な通信接続４３Ｂを使用してセンサ１０Ｂと通信し、安全な通信接続４３Ｃを使用してセンサ１０Ｃと通信し、安全な通信接続４３Ｄを使用してセンサ１０Ｄと通信し、安全な通信接続４３Ｅを使用してセンサ１０Ｅと通信し、および安全な通信接続４３Ｆを使用してセンサ１０Ｆと通信する。安全な通信接続４３Ａ〜４３Ｆは、安全な通信接続４３と総称される。各々の安全な通信接続４３の間、携帯機器２０およびそれぞれのセンサ１０は、マスタ機器、この場合、初期通信パケットを送信する携帯機器２０と、スレーブ機器、この場合、レスポンス通信パケットを送信するセンサ１０とで通信することができる。図７の各々の安全な通信接続４３には、携帯機器２０からの1つの初期通信とセンサ１０からの1つのレスポンス通信が示されているが、各々の安全な接続イベント（つまり、各々の安全な通信接続４３）の間に、携帯機器２０とセンサ１０との間で、通信パケットが複数回、送信され、返信され得る。つまり、使用される特定の通信プロトコルの仕様に従って、単一の接続イベントおよび通信ウィンドウの間に、携帯機器２０とセンサ１０との間で複数の通信メッセージが送受信されることで、安全な接続イベントには、マスタ機器からスレーブ機器へ送信される初期通信パケットと、ステーブ機器からマスタ機器へのレスポンス通信パケットの複数回の反復がありえる。同じことは、図８から図１１に示される安全な通信接続（例えば、４３Ａ−１、４３Ａ−２、４３Ａ−３、および４３Ａ−４）にも当てはまり、これについては以下でさらに詳細に説明する。

さらに、使用される特定の通信プロトコルの仕様に従って、携帯機器２０は、各センサが次の通信に使用するタイミングおよび特定のチャネルが分かるように、個々の各センサ１０との通信を調整し、同期させる。たとえば、ＦＨＳＳ通信プロトコルが使用されている場合、携帯機器２０は、両方の機器が、次の通信に使用されるチャネルまたは周波数と、その通信が発生するタイミングが分かるように、各センサ１０との通信を調整する。携帯機器２０は、各々のセンサ１０との個別の安全な通信リンクを確立するので、個別の安全な通信リンクのタイミングと周波数ホッピングを調整し、適切なタイミングと同期情報を個々の各センサ１０に通信しなければならない。

携帯機器２０は、各通信ウィンドウ中に各々のセンサ１０Ａ〜１０Ｅによって送信された信号の１つ以上の特徴を測定することができる。たとえば、携帯機器２０は、ＲＳＳＩ、到来角、および／または到来時間差を測定することができる。次いで、携帯機器２０は、測定されたデータを、ブロードキャスト信号４０に含まれるデータおよび受信信号のタイムスタンプとともにＰＥＰＳシステム１に通信することができる。たとえば、携帯機器２０は、センサ１０Ａ〜１０Ｆの１つを介して、またはＰＥＰＳ制御モジュール８の専用中央通信モジュールを介して、データ、タイムスタンプ、および測定データをＰＥＰＳ制御モジュール８に通信することができる。その後、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、携帯機器２０から通信された情報に基づいて、携帯機器２０の位置を決定することができる。あるいは、携帯機器２０自体が、車両５に対するその位置を決定するために、データ、タイムスタンプ、およびＲＳＳＩ、到来角、および／または到来時間差などの測定データを処理することができ、その位置を、センサ１０の１つを介して、またはＰＥＰＳ制御モジュール８の通信モジュールを介して、ＰＥＰＳシステム１のＰＥＰＳ制御モジュール８に通信することができる。追加的にまたは代替的に、センサ１０が、携帯機器２０とセンサ１０との間で送受信される通信信号３０のＲＳＳＩ、到来角、および／または到来時間差を測定し、その測定データを、車両インターフェース１２を介してＰＥＰＳ制御モジュール８に通信することができる。その後、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、センサ１０から通信された情報に基づいて携帯機器２０の位置を決定することができる。

携帯機器２０の決定された位置に基づいて、ＰＥＰＳシステム１は、携帯機器２０の位置に基づき、車両５のドアのロック解除、車両５のトランクのロック解除、車両５の始動、および／または車両５の始動許可などの車両機能を許可または実行することができる。

図８から１１を参照すると、ＢＬＥ、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉダイレクトなどのオープンな接続チャネルと安全な接続チャネルの両方を備えた通信プロトコルを使用するＰＥＰＳシステム１の追加の実施例のタイミング図が示されている。図４および５の実施例は、利用可能なオープンなアドバタイジングチャネルを介した通信のみを利用し、図６および７の実施例は、安全な通信接続を介しての通信のみを利用したが、図８から１１の実施例は、利用可能なオープンなアドバタイジングチャネルと安全な通信の両方を使用した通信を実行する混合モードの実施例を提供する。たとえば、図８から図１１の実施例の各々において、携帯機器２０とセンサ１０の１つとの間で安全な通信接続が確立される。上述したように、オープンなアドバタイジングチャネルを介した通信とは異なり、安全な通信接続を介した通信は、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、および／または、Ｗｉ−Ｆｉダイレクトを使用する安全な通信接続におけるように、ＦＨＳＳ、ＤＳＳＳ、および／またはＯＦＤＭを使用して実行される。追加的にまたは代替的に、安全な通信接続を介した通信は、暗号化された通信パケットを利用することができる。したがって、図８〜１１の実施例は、携帯機器２０と残りのセンサ１０との間でのオープンなアドバタイジングチャネルを介した通信を依然として可能にしつつ、安全な通信接続を介して送信される通信パケットを使用して携帯機器２０と安全に通信することができるＰＥＰＳシステム１を提供する。

図８を参照すると、ＢＬＥ、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉダイレクトなどのオープンな接続チャネルと安全な接続チャネルの両方を備えた通信プロトコルを使用し、オープンなアドバタイジングチャネルと安全な通信接続４３Ａ−１および４３Ａ−２の両方を介して送信される通信パケットを含む、ＰＥＰＳシステム１の実施例のタイミング図が示されている。安全な通信接続４３Ａ−１および４３Ａ−２は、安全な通信接続４３と総称される。図８の実施例では、携帯機器２０（ＰＤとして示される）は、センサ１０の１つと安全な通信接続４３を確立する。具体的には、図８の例では、携帯機器２０は、センサ１０Ａと安全な通信接続４３を確立する。センサ１０Ａが一例として使用されるが、携帯機器２０は、代わりに、センサ１０Ｂ〜１０Ｆのいずれかと安全な通信接続を確立することができる。追加的にまたは代替的に、車両５は、携帯機器２０と安全な通信接続を介した通信を実行する専用の追加の通信ノードを含むことができる。たとえば、携帯機器２０は、ＰＥＰＳ制御モジュール８の中央通信モジュールと安全な通信接続を確立することができる。

図８の実施例では、安全な通信接続４３Ａ−１、４３Ａ−２にて、センサ１０Ａはマスタとしての役割を果たし、携帯機器２０はスレーブとしての役割を果たす。さらに、上記のタイミング図と同様に、時間の経過は左から右に進むように示される。図８に示すように、実施例は、携帯機器２０とマスタノードセンサ１０Ａとの安全な通信接続４３Ａ−１を介した通信のための第１の期間８０を含む。第１の期間８０の間、図８のブロックで示される安全な通信接続４３Ａ−１によって表示されるように、携帯機器２０とマスタノードセンサ１０Ａとの間で通信が実行される。上述したように、安全な通信接続４３Ａ−１には単一の送信とレスポンスのペアが示されているが、安全な通信接続イベント中に携帯機器２０とマスタノードセンサ１０Ａの間で複数の送信とレスポンスのペアが発生する可能性がある。

第１の期間８０の後には、第２の期間８２が続き、その間、通信は、オープンなアドバタイジングチャネルを介して、携帯機器２０と１つ以上の他のセンサ１０Ｂ〜１０Ｆとの間で実行される。上記のように、オープンなアドバタイジングチャネルを介した通信は暗号化されておらず、周波数ホッピングを使用しない。図８に示すように、第２の期間８２の間に、携帯機器２０は、第２の期間８２の間にブロードキャスト信号４０を送信する。説明のために図８の例では、単一のブロードキャスト信号４０が示されているが、携帯機器２０は、第２の期間８２の長さ、オープンなアドバタイジングチャネルを介して通信するセンサ１０の数、などに応じて、任意の数のブロードキャスト信号４０を送信することができる。図８にさらに示すように、センサ１０Ｂ〜１０Ｆはそれぞれ、指定された走査／聴取ウィンドウ４２の間に、送信されたブロードキャスト信号４０の走査／聴取を実行する。繰り返しになるが、図８では、各センサ１０に対して単一の走査／聴取ウィンドウ４２が示されているが、第２の期間８２の長さ、オープンなアドバタイジングチャネルを介して通信するセンサ１０の数、などに応じて、任意の数の走査／聴取ウィンドウ４２を使用することができる。

携帯機器２０とセンサ１０Ｂ〜１０Ｆとの間の通信のタイミングは、たとえば、期間８０の間の安全な通信接続４３Ａ−１を介した携帯機器２０との通信に基づいて、ＰＥＰＳ制御モジュール８によって同期および調整され得る。たとえば、センサ１０Ａは、安全な通信接続４３Ａ−１を介して携帯機器２０と通信し、車両インターフェース１２を介してＰＥＰＳ制御モジュール８と通信することができる。携帯機器２０およびＰＥＰＳ制御モジュール８が、一旦、オープンなアドバタイジングチャネルを介した通信のタイミングを確立すると、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、そのタイミングを、センサ１０Ｂ〜１０Ｆがそれぞれの走査／聴取ウィンドウ４２を適宜に同期することができるように、センサ１０Ｂ〜１０Ｆに通知することができる。たとえば、携帯機器２０は、例えば１０ｍｓなどの所定の間隔でブロードキャスト信号４０を送信することができる。携帯機器２０は、安全な通信接続４３Ａ−１を介したセンサ１０Ａとの通信を通じて、最初の（または次の）ブロードキャスト信号４０のタイミングをＰＥＰＳ制御モジュール８に通知することができる。次いで、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、センサ１０Ｂ〜１０Ｆに最初の（または次の）ブロードキャスト信号４０の時間を通知することができ、たとえば１０ｍｓなどのブロードキャスト信号４０間のタイミング間隔をセンサに通知することができる。次いで、センサ１０Ｂ〜１０Ｆは、次のブロードキャスト信号４０の予想時間を挟むように、それらの走査／聴取ウィンドウ４２を同期させることができる。たとえば、次のブロードキャスト信号４０が１０ミリ秒の時間にスケジュールされている場合、ブロードキャスト信号４０が送信されたときに走査／聴取ウィンドウ４２が有効となるようにするため、走査／聴取ウィンドウ４２は８ミリ秒で開始し、１２ミリ秒まで継続することができる。

第２の期間８２の後には、第３の期間８４が続き、その間、携帯機器２０およびセンサ１０Ａは、安全な通信接続４３Ａ−２を介した通信に戻る。

図８の例では、センサ１０はそれぞれ、携帯機器２０によって送信される信号の１つ以上の特徴を測定することができる。たとえば、センサ１０Ａは、図８のブロックに示す安全な通信接続４３での安全な接続通信中に送信される信号の特徴を測定することができ、センサ１０Ｂ〜１０Ｆは、オープンな通信チャネルを介して携帯機器２０によって送信されるブロードキャスト信号４０の特徴を測定することができる。たとえば、センサ１０は、ＲＳＳＩ、到来角、および／または到来時間差を測定することができる。次いで、センサ１０は、測定データを、受信信号に含まれるデータおよび受信信号のタイムスタンプとともに、ＰＥＰＳシステム１に通信することができる。たとえば、センサ１０は、車両インターフェース１２を介して、データ、タイムスタンプ、および測定データをＰＥＰＳ制御モジュール８に通信することができる。その後、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、センサ１０から通信された情報に基づいて携帯機器２０の位置を決定することができる。

そして、携帯機器２０の決定された位置に基づいて、ＰＥＰＳシステム１は、携帯機器２０の位置に基づき、車両５のドアのロック解除、車両５のトランクのロック解除、車両５の始動、および／または車両５の始動許可などの車両機能を許可または実行することができる。

図９を参照すると、ＢＬＥ、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉダイレクトなどのオープンな接続チャネルと安全な接続チャネルの両方を備えた通信プロトコルを使用し、オープンなアドバタイジングチャネルと安全な通信接続４３Ａ−１の両方を介して送信される通信パケットを含む、ＰＥＰＳシステム１の別の実施例のタイミング図が示されている。安全な通信接続４３Ａ−１は、安全な通信接続４３と総称される。図９の実施例では、センサ１０Ｂ〜１０Ｆが、それぞれ、第２の期間８２の間にオープンなアドバタイジングチャネルを介してブロードキャスト信号４０Ｂ〜４０Ｆを送信し、携帯機器２０は第２の期間８２の走査／聴取ウィンドウ４２の間、ブロードキャスト信号４０Ｂ〜４０Ｆを走査／聴取することを除いて、図９の実施例は、図８の実施例に類似している。図８の実施例と同様に、図９の実施例では、携帯機器２０（ＰＤとして示される）は、センサ１０の１つと安全な通信接続４３を確立する。具体的には、図９の例では、携帯機器２０は、センサ１０Ａと安全な通信接続４３を確立する。センサ１０Ａが一例として使用されているが、携帯機器２０は、代わりに、センサ１０Ｂ〜１０Ｆのいずれかと安全な通信接続を確立することができる。追加的にまたは代替的に、車両５は、携帯機器２０と安全な通信接続を介した通信を実行する専用の追加の通信ノードを含むことができる。たとえば、携帯機器２０は、ＰＥＰＳ制御モジュール８の中央通信モジュールと安全な通信接続を確立することができる。

図９の実施例では、安全な通信接続４３Ａ−１にて、センサ１０Ａはマスタとしての役割を果たし、携帯機器２０はスレーブとしての役割を果たす。さらに、上記のタイミング図と同様に、時間の経過は左から右に進むように示される。図９に示すように、実施例は、携帯機器２０とマスタノードセンサ１０Ａとの安全な通信接続４３Ａ−１を介した通信のための第１の期間８０を含む。第１の期間８０の間、図９のブロックで示される安全な通信接続４３Ａ−１を通信によって表示されるように、携帯機器２０とマスタノードセンサ１０Ａとの間で安全な接続通信が実行される。上述したように、安全な通信接続４３Ａ−１には単一の送信とレスポンスのペアが示されているが、安全な通信接続イベント中に携帯機器２０とマスタノードセンサ１０Ａの間で複数の送信とレスポンスのペアが発生する可能性がある。

第１の期間８０の後には、第２の期間８２が続き、その間、通信は、オープンなアドバタイジングチャネルを介して、携帯機器２０と１つ以上の他のセンサ１０Ｂ〜１０Ｆとの間で実行される。上述したように、オープンなアドバタイジングチャネルを介した通信は暗号化されておらず、ＦＨＳＳ、ＤＳＳＳ、および／またはＯＦＤＭを使用しない。図９に示すように、第２の期間８２の間に、センサ４０Ｂ〜４０Ｆは、それぞれ、第２の期間８２の間にブロードキャスト信号４０Ｂ〜４０Ｆを送信する。ブロードキャスト信号４０Ｂ〜４０Ｆは、ブロードキャスト信号４０と総称される。説明のために図９の例では、５つのブロードキャスト信号４０Ｂ〜４０Ｆが示されているが、センサ１０Ｂ〜１０Ｆは、第２の期間８２の長さ、オープンなアドバタイジングチャネルを介して通信するセンサ１０の総数、などに応じて、任意の数のブロードキャスト信号４０を送信することができる。図９にさらに示すように、携帯機器２０は、指定された走査／聴取ウィンドウ４２の間に、送信されたブロードキャスト信号４０Ｂ〜４０Ｆの走査／聴取を実行する。繰り返しになるが、図９には５つの走査／聴取ウィンドウ４２が示されているが、第２の期間８２の長さ、オープンなアドバタイジングチャネルを介して通信するセンサ１０の数、などに応じて、任意の数の走査／聴取ウィンドウ４２を使用することができる。

第２の期間８２における携帯機器２０とセンサ１０Ｂ〜１０Ｆとの間の通信のタイミングは、たとえば、第１の期間８０の間の安全な通信接続４３Ａ−１を介した携帯機器２０との通信に基づいて、ＰＥＰＳ制御モジュールによって同期および調整されることができる。たとえば、センサ１０Ａは、安全な通信接続４３Ａ−１を介して携帯機器２０と通信し、車両インターフェース１２を介してＰＥＰＳ制御モジュール８と通信することができる。一旦、携帯機器２０とＰＥＰＳ制御モジュール８がオープンなアドバタイジングチャネルを介する通信のタイミングを確立すると、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、そのタイミングを、センサ１０Ｂ〜１０Ｆがブロードキャスト信号４０Ｂ〜４０Ｆを携帯機器２０のそれぞれの走査／聴取ウィンドウ４２と同期させることができるように、センサ１０Ｂ〜１０Ｆに通知する。たとえば、センサ１０Ｂ〜１０Ｆは、たとえば１０ｍｓなどの所定の間隔でブロードキャスト信号４０Ｂ〜４０Ｆを送信することができる。センサ１０Ｂ〜１０Ｆは、車両インターフェース１２との通信を介して、最初の（または次の）ブロードキャスト信号４０のタイミングをＰＥＰＳ制御モジュール８に通知することができる。次いで、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、第１の期間８０の間に安全な通信接続４３Ａ−１を介して携帯機器２０に通信するために、タイミング情報をセンサ１０Ａに通信することができる。このようにして、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、最初の（または次の）ブロードキャスト信号４０の時間を携帯機器２０に通知することができ、例えば１０ｍｓなどのブロードキャスト信号４０間のタイミング間隔を携帯機器２０に通知することができる。次いで、携帯機器２０は、次のブロードキャスト信号４０の予想時間を挟むように、その走査／聴取ウィンドウ４２を同期させることができる。たとえば、次のブロードキャスト信号４０Ｂが１０ミリ秒の時間にスケジュールされている場合、ブロードキャスト信号４０Ｂが送信されるときに走査／聴取ウィンドウ４２が有効となるようにするため、対応する走査／聴取ウィンドウ４２は８ミリ秒で開始し、１２ミリ秒まで継続することができる。

第２の期間８２の後に第３の期間８４が続き、その間、図９のブロックで示されるように、携帯機器２０とセンサ１０Ａは安全な通信接続４３Ａ−１を介した通信に戻る。

図９の例において、携帯機器２０は、センサ１０によって送信されたブロードキャスト信号４０の１つ以上の特徴を測定することができる。例えば、携帯機器２０は、図９のブロックに示された安全な通信接続４３Ａ−１を介した安全な接続通信の間に、センサ１０Ａによって送信されたブロードキャスト信号４０の特徴を測定することができる。加えて、携帯機器２０は、オープンな通信チャネルを介してセンサ１０Ｂ〜１０Ｆによって送信されたブロードキャスト信号４０Ｂ〜４０Ｆの特徴を測定することができる。たとえば、携帯機器２０は、ＲＳＳＩ、到来角、および／または到来時間差を測定することができる。次いで、携帯機器２０は、測定されたデータを、受信されたブロードキャスト信号４０に含まれるデータおよび受信信号のタイムスタンプとともにＰＥＰＳシステム１に通信することができる。たとえば、携帯機器２０は、１つ以上のセンサ１０Ａ〜１０Ｆとの通信を通じて、データ、タイムスタンプ、および測定データをＰＥＰＳ制御モジュール８に通信することができる。センサ１０は、たとえば、車両インターフェース１２での通信を介してＰＥＰＳ制御モジュール８に情報を通信することができる。次いで、ＰＥＰＳ制御モジュール８は、センサ１０から通信された情報に基づいて携帯機器２０の位置を決定することができる。

そして、携帯機器２０の決定された位置に基づいて、ＰＥＰＳシステム１は、携帯機器２０の位置に基づき、車両５のドアのロック解除、車両５のトランクのロック解除、車両５の始動、および／または車両５の始動許可などの車両機能を許可または実行することができる。

図１０を参照すると、ＢＬＥ、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉダイレクトなどのオープンな接続チャネルと安全な接続チャネルの両方を備えた通信プロトコルを使用し、オープンなアドバタイジングチャネルと安全な通信接続４３Ａ−３および４３Ａ−４の両方を介して送信される通信パケットを含む、ＰＥＰＳシステム１の別の実施例のタイミング図が示されている。安全な通信接続４３Ａ−３および４３Ａ−４は、安全な通信接続４３と総称される。図１０の実施例では、図１０のブロックによって示される安全な通信接続４３Ａ−３および４３Ａ−４での安全な接続通信の間、携帯機器２０がマスタとしての役割を果たし、センサ１０Ａがスレーブとしての役割を果たすことを除いて、図１０の実施例は、図８の実施例に類似している。他のすべての点において、図１０の実施例は、図８の実施例と同様に動作し、その説明は、ここでは繰り返さない。

図１１を参照すると、ＢＬＥ、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉダイレクトなどのオープンな接続チャネルと安全な接続チャネルの両方を備えた通信プロトコルを使用し、オープンなアドバタイジングチャネルと安全な通信接続４３Ａ−３および４３Ａ−４の両方を介して送信される通信パケットを含む、ＰＥＰＳシステム１の別の実施例のタイミング図が示されている。安全な通信接続４３Ａ−３および４３Ａ−４は、安全な通信接続４３と総称される。図１１の実施例では、図１１のブロックによって示される安全な通信接続４３での安全な接続通信の間、携帯機器２０がマスタとしての役割を果たし、センサ１０Ａがスレーブとしての役割を果たすことを除いて、図１１の実施例は、図９の実施例に類似している。他のすべての点において、図１１の実施例は、図９の実施例と同様に動作し、その説明は、ここでは繰り返さない。

上述した実施形態の説明は、例示および説明の目的のために提供されている。それは、網羅的であることも、開示を限定することも意図するものではない。特定の実施形態の個々の要素や特徴は、一般に、その特定の実施形態に限定されることなく、具体的に図示または説明されなくとも、適用可能である場合、交換可能であり、選択された実施形態で使用することが可能である。同上のものはまた、多くのやり方で変更されてもよい。そのような変更は、本開示からの逸脱として見なすべきではなく、全てのこのような修正は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。

例示の実施形態は、本開示が完全なものとされ、また、その範囲を当業者に十分に伝えるように提供されている。具体的構成部品、装置、および方法の例などの、多数の具体的な詳細は、本開示の実施形態の完全な理解を提供するために説明される。具体的な詳細が使用される必要はなく、例示の実施形態は多くの異なる形で具現化されてもよく、いずれも本開示の範囲を限定すると解釈されるべきではないことが、当業者には明らかであろう。いくつかの例示の実施形態において、公知のプロセス、公知の装置構造、および公知の技術は、詳細には説明されない。

以下の定義を含む本出願において、「モジュール」および「システム」との用語は、コードを実行するプロセッサハードウェア（共有、専用、またはグループ）と、プロセッサハードウェアによって実行されるコードを格納するメモリハードウェア（共有、専用、またはグループ）を含み得る回路または回路構成の一部として、もしくは含むものとして言及されうる。コードは、本明細書に記載のモジュールおよびシステムの機能を提供するように構成される。さらに、本出願において、「モジュール」および「システム」との用語は、「回路」との用語に置き換えられてもよい。「メモリハードウェア」との用語は、コンピュータ可読媒体という用語のサブセットであってもよい。コンピュータ可読媒体との用語は、媒体を通って伝播する一時的な電気的および電磁的信号を包含せず、従って、実体的かつ非一時的と考えられ得る。非一時的、実体的なコンピュータ可読媒体の非限定的な例は、不揮発性メモリ、揮発性メモリ、磁気記憶装置、および光記憶装置を含む。

この出願に記載された装置および方法は、コンピュータプログラムに組み込まれた１以上の特定の機能を実行するように汎用コンピュータを構成することによって作成された専用コンピュータによって部分的または完全に実現されてもよい。上述の機能ブロック、フローチャートコンポーネント、および他の要素は、ソフトウェア仕様として役立ち、熟練技術者またはプログラマーのルーチン作業によってコンピュータプログラムに翻訳することができる。

コンピュータプログラムは、少なくとも１つの非一時的、実体的なコンピュータ可読媒体に格納されたプロセッサ実行可能命令を含む。コンピュータプログラムはまた、格納されたデータを含むかまたはそれに依存する。コンピュータプログラムは、専用コンピュータのハードウェアと相互作用する基本入出力システム（ＢＩＯＳ）、専用コンピュータの特定のデバイスと相互作用するデバイスドライバ、１つ以上のオペレーティングシステム、ユーザアプリケーション、バックグラウンドサービス、バックグラウンドアプリケーションなどを包含する。

コンピュータプログラムは、（ｉ）JavaScript Object Notation（JSON）、ハイパーテキストマークアップ言語（HTML）または拡張マークアップ言語（XML）、などの解析される記述テキスト、（ｉｉ）アセンブリコード、（ｉｉｉ）コンパイラによってソースコードから生成されるオブジェクトコード、（ｉｖ）インタープリタによる実行のためのソースコード、（ｖ）ジャストインタイムコンパイラによるコンパイルおよび実行のためのソースコードなどを含む。単なる例として、ソースコードは、C、C ++、C＃、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java(登録商標)、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript(登録商標)、HTML5、Ada、ASP（active server pages）、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash(登録商標)、Visual Basic(登録商標)、Lua、およびPython(登録商標)を含む言語の構文を使用して記述することができる。

特許請求の範囲に列挙された要素のいずれも、要素が、明示的に“〜するための手段”とのフレーズを使用して、または方法クレームの場合に、“〜する操作”、または“〜するステップ”とのフレーズを使用して記述されていない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）の意味の範囲内のミーンズプラスファンクション要素であることを意図していない。

本明細書で使用される用語は、単に特定の例示の実施形態を説明する目的のためのものであって、限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数形「１つの（a）」、「１つの（an）」および「その（the）」は、文脈上明らかに単数形であることが示されない限り、複数形も同様に含むことを意図する場合がある。用語「備える（comprises）」、「備えて（comprising）」、「含んで（including）」および「有して（having）」は、包括的であり、それ故、記載される特徴、整数、工程、動作、要素、および／または構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在あるいは追加を排除しない。本明細書に記載される方法の工程、プロセス、および動作は、実行の順序として具体的に特定されない限り、記載または説明される特定の順序でのそれらの実行を必然的に要求するものとして解釈されるべきではない。追加的または代替的な工程が採用されてもよいことも理解されたい。

ある要素または層が、別の要素または層「の上に（on）」あるか、別の要素または層「に係合（engaged to）」するか、別の要素または層「に接続（connected to）」するか、もしくは別の要素または層「に結合（coupled to）」するとして言及される場合、それは、他の要素または層の直接上にあるか、係合するか、接続するか、もしくは結合する場合があり、あるいは介在する要素または層が存在する場合がある。対照的に、要素が、別の要素または層「の直接上に（directly on）」あるか、「に直接係合（directly engaged to）」するか、「に直接接続（directly connected to）」するか、もしくは「に直接結合（directly coupled to）」するとして言及される場合、介在する要素または層は存在しない場合がある。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉は、同様の方式で解釈されるべきである（例えば、「〜間で（between）」に対する「直接〜間で（directly between）」、「隣接して（adjacent）」に対する「直接隣接して（directly adjacent）」など）。本明細書で使用されたように、用語「および／または」は、関連して列挙される項目の１つ以上の、任意および全ての組み合わせを含む。

第１、第２、第３などの用語が、様々な要素、構成部品、領域、層、および／または区域を説明するために本明細書で使用される場合があるが、これらの要素、構成部品、領域、層、および／または区域は、それらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、単に、１つの要素、構成部品、領域、層、または区域を、別の領域、層、または区域から区別するためにのみ使用される場合がある。「第１」、「第２」などの用語、および他の数値的用語は、本明細書で使用する場合、文脈上明らかな指定がない限り、配列または順序を示唆するものではない。従って、説明される第１の要素、構成部品、領域、層、または区域は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成部品、領域、層、または区域と呼ばれる可能性がある。

「内側（inner）」、「外側（outer）」、「下（beneath）」、「下方（below）」、「底部（lower）」、「上方（above）」、「上部（upper）」などのような、空間的に相対的な用語が、図示されるような、１つの要素または特徴部の、別の要素または特徴部に対する関係性を説明する、説明の容易性のために本明細書で使用される場合がある。空間的に相対的な用語は、図示される向きに加えて、使用時または動作時の装置の異なる向きを包含することを意図する場合がある。例えば、図中のデバイスが反転された場合には、他の要素または特徴部の「下方」もしくは「下」として説明される要素は、他の要素または特徴部の「上方」に向けられることになる。それゆえ、例示的用語「下方」は、上方および下方の双方の向きを包含する可能性がある。装置は、他の方式で配向（９０度または他の配向で回転）されてもよく、本明細書で使用される空間的に相対的な記述語は、適宜に解釈される。

Claims (20)

1. 少なくとも1つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介した通信を可能にし、および安全な通信接続（４３）を使用した通信を可能にする通信プロトコルを使用して携帯機器（２０）との無線通信を実行するように構成された第１のセンサと、
   第１のセンサは、第１の期間（８０）中に安全な通信接続（４３）を使用して携帯機器（２０）と通信するように構成され、
   第２の期間（８２）中に少なくとも１つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介して少なくとも１つのブロードキャスト信号（４０）を送信または受信することにより携帯機器（２０）と無線通信を行うように構成される少なくとも１つの第２のセンサと、
   第１の期間（８０）中に第１のセンサによって送信または受信される第１の信号に関する第1の信号情報、および第２の期間（８２）中に少なくとも１つの第２のセンサによって送信または受信される第２の信号に関する第２の信号情報を受信し、第１の信号情報および第２の信号情報に基づいて携帯機器（２０）の位置を決定するように構成された制御モジュール（８）と、を備え、
   第１の信号情報および第２の信号情報は、受信信号強度インジケータ情報、到来角情報、および到来時間差情報のうちの少なくとも１つを含む、システム。
2. 第1のセンサおよび少なくとも１つの第２のセンサは車両（５）に設置され、制御モジュール（８）は、さらに、携帯機器（２０）の位置に基づき、車両（５）のドアのロック解除、車両（５）のトランクのロック解除、および車両（５）の始動許可のうちの少なくとも1つを含む車両機能を実行するように構成される請求項１に記載のシステム。
3. 第１のセンサは、周波数ホッピングスペクトル拡散通信を実行することにより、安全な通信接続（４３）を使用して携帯機器（２０）と通信するように構成される請求項１または２に記載のシステム。
4. 第１のセンサは、暗号化された通信パケットの送信と受信との少なくとも一方によって、安全な通信接続（４３）を使用して携帯機器（２０）と通信するように構成される請求項３に記載のシステム。
5. 第１のセンサは、直接シーケンススペクトル拡散通信および直交周波数分割多重通信の少なくとも１つを使用して、携帯機器（２０）と通信するように構成される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 第１のセンサは、暗号化された通信パケットの送信と受信との少なくとも一方によって、安全な通信接続（４３）を使用して携帯機器（２０）と通信するように構成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
7. 第１の期間（８０）中の安全な通信接続（４３）を使用する通信にて、第１のセンサはマスタとしての役割を果たすように構成され、携帯機器（２０）はスレーブとしての役割を果たすように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシステム。
8. 第１の期間（８０）中の安全な通信接続（４３）を使用する通信にて、携帯機器（２０）はマスタとしての役割を果たすように構成され、第１のセンサはスレーブとしての役割を果たすように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシステム。
9. 制御モジュール（８）と携帯機器（２０）は、第１のセンサと携帯機器（２０）とが第１の期間（８０）中、安全な通信接続（４３）を介して通信する間に、第１のセンサを介する通信によって、同期情報を共有するように構成され、
   同期情報は、第２の期間（８２）中に少なくとも１つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介して送信される少なくとも１つのブロードキャスト信号の、次の送信時間と、タイミング間隔との少なくとも１つを含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム。
10. 第１の信号情報および第２の信号情報は、受信信号強度インジケータ情報を含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム。
11. 少なくとも1つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介した通信を可能にし、および安全な通信接続（４３）を使用した通信を可能にする通信プロトコルを使用して、第１センサを用いて、携帯機器（２０）との無線通信を実行すること、
    第１のセンサは、第１の期間（８０）中に安全な通信接続（４３）を使用して携帯機器（２０）と無線通信を行い、
    少なくとも１つの第２のセンサを用いて、第２の期間（８２）中に少なくとも１つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介して少なくとも１つのブロードキャスト信号を送信または受信することにより、携帯機器（２０）との無線通信を実行すること、
    制御モジュール（８）を用いて、第１の期間（８０）中に第１のセンサによって送信または受信される第１の信号に関する第1の信号情報、および第２の期間（８２）中に少なくとも１つの第２のセンサによって送信または受信される第２の信号に関する第２の信号情報を受信すること、および
    制御モジュール（８）を用いて、第１の信号情報および第２の信号情報に基づいて携帯機器（２０）の位置を決定すること、を備え、
    第１の信号情報および第２の信号情報は、受信信号強度インジケータ情報、到来角情報、および到来時間差情報のうちの少なくとも１つを含む方法。
12. 第1のセンサおよび少なくとも１つの第２のセンサは車両（５）に設置され、
    携帯機器（２０）の位置に基づき、車両（５）のドアのロック解除、車両（５）のトランクのロック解除、および車両（５）の始動許可のうちの少なくとも1つを含む車両機能を実行することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 第１のセンサは、周波数ホッピングスペクトル拡散通信を実行することにより、安全な通信接続（４３）を使用して携帯機器（２０）との通信を実行する請求項１１または１２に記載の方法。
14. 第１のセンサは、暗号化された通信パケットの送信と受信との少なくとも一方によって、安全な通信接続（４３）を使用して携帯機器（２０）との通信を実行する請求項１３に記載の方法。
15. 第１のセンサは、直接シーケンススペクトル拡散通信および直交周波数分割多重通信の少なくとも１つを使用して、携帯機器（２０）との通信を実行する請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 第１のセンサは、暗号化された通信パケットの送信と受信との少なくとも一方によって、安全な通信接続（４３）を使用して携帯機器（２０）との通信を実行する請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
17. 第１のセンサと携帯機器（２０）とが第１の期間（８０）中、安全な通信接続（４３）を介して通信する間に、制御モジュール（８）と携帯機器（２０）との間で、第１のセンサを介する通信によって、同期情報を共有することをさらに備え、
    同期情報は、第２の期間（８２）中に少なくとも１つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介して送信される少なくとも１つのブロードキャスト信号の、次の送信時間と、タイミング間隔との少なくとも１つを含む請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 第１の信号情報および第２の信号情報は、受信信号強度インジケータ情報を含む請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 少なくとも1つのオープンなアドバタイジングチャネルを介した通信を可能にし、および安全な通信接続（４３）を使用した通信を可能にする通信プロトコルを使用して、携帯機器（２０）との無線通信を実行するように構成された複数のセンサと、
    複数のセンサは、少なくとも１つのオープンなアドバタイジング通信チャネルを介して少なくとも１つのブロードキャスト信号（４０）を送信または受信することにより携帯機器（２０）と通信するように構成され、
    複数のセンサと携帯機器（２０）とは、少なくとも１つのブロードキャスト信号（４０）を送信するための少なくとも１つの送信時間を、少なくとも１つのブロードキャスト信号（４０）を受信するための少なくとも１つの走査ウィンドウと同期するように構成され、
    複数のセンサによって送信または受信された少なくとも１つのブロードキャスト信号（４０）に関する信号情報を受信し、その信号情報に基づいて携帯機器（２０）の位置を決定するように構成される制御モジュール（８）と、を備え
    信号情報は、受信信号強度インジケータ情報、到来角情報、および到来時間差情報のうちの少なくとも１つを含むシステム。
20. 複数のセンサは車両（５）に設置され、
    制御モジュール（８）は、携帯機器（２０）の位置に基づき、車両（５）のドアのロック解除、車両（５）のトランクのロック解除、および車両（５）の始動許可のうちの少なくとも1つを含む車両機能を実行するようにさらに構成される請求項１９に記載のシステム。

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