JP2021128083A - 測距装置及び測距方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリア信号のリレーの有無を判定することができる測距装置を提供する。
【解決手段】実施形態の測距装置は、キャリア位相検出に基づいて装置１と装置２間の距離を算出する測距装置において、装置１及び装置２からそれぞれ送信された第１測距信号及び第２測距信号に含まれる複数のキャリア信号の位相に基づいて、距離を算出する距離算出部５４と、複数のキャリアの少なくとも一部の受信信号強度を測定する受信信号強度測定部５５と、距離算出部５４において算出された複数の距離についての距離情報と、受信信号強度測定部５５において測定された複数の前記受信信号強度についての受信信号強度情報とに基づいて、キャリア信号のリレーの有無を判定するキャリア信号リレー有無判定部５７と、を有する。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、測距装置及び測距方法に関する。

近年、車の施錠・開錠を容易にするキーレスエントリシステムが多くの自動車に採用されている。この技術によれば、自動車のユーザは、自動車のキーと自動車間の通信を利用してドアを施錠・開錠することができる。更に近年、ユーザがキーに触れることなくドアを施錠・開錠したり、エンジンを始動させたりすることができるスマートキーシステムも広く普及している。

一方で、攻撃者がキーと自動車間の通信に侵入し、車または車内物品を盗難する事件が多発している。この攻撃、所謂リレーアタック、の防御策としてキーと自動車間の距離を測定し、距離が所定の距離以上と判断したときは、ドアの解錠などの禁止を、安価にできる方法が検討されている。例えば、所謂リレーアタックの有無の判定のために、キーと自動車間の距離を測定するための複数のキャリア信号がキーと自動車間で送受信される。

しかし、キーと自動車間のキャリア信号もリレーされるようなリレーアタックが行われる場合については、考慮されていない。

特開２０１９−１０００５５公報

そこで、実施形態は、キャリア信号のリレーの有無を判定することができる測距装置及び測距方法を提供することを目的とする。

実施形態の測距装置は、キャリア位相検出に基づいて第１装置と第２装置間の距離を算出する測距装置において、前記第１装置及び前記第２装置からそれぞれ送信された第１測距信号及び第２測距信号に含まれる複数のキャリア信号の位相に基づいて、前記距離を算出する距離算出部と、前記複数のキャリアの少なくとも一部の受信信号強度を測定する受信信号強度測定部と、前記距離算出部において算出された複数の前記距離についての距離情報と、前記受信信号強度測定部において測定された複数の前記受信信号強度についての受信信号強度情報とに基づいて、前記キャリア信号のリレーの有無を判定するキャリア信号リレー有無判定部と、を有する。

実施形態に関わる測距装置を含む無線通信システムの構成図である。 実施形態に関わる無線通信システムが適用されるスマートキーシステムを説明するための構成図である。 実施形態に関わる、キーを保持するユーザが、自動車の近傍に近づいてきたときの認証と測距の様子を説明するための図である。 実施形態に関わる、自動車の装置とキーの装置との間で行われる無線信号の送受信シーケンスを示す図である。 実施形態に関わる測距装置の構成図である。 実施形態に関わる、自動車に搭載された装置の測距部の回路図である。 実施形態に関わる、キーに搭載された装置の測距部の回路図である。 実施形態に関わる、自動車の測距部のデジタル部の処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態に関わる、自動車に設置されたアンテナと、キーを保持するユーザの自動車への複数の接近経路の例を説明するための図である。 実施形態に関わる、キャリア信号のリレーが行われずに、ＬＦエリア内において複数回測距が行われたときの、３つのキャリア信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）と測距値の変化を示すグラフである。 実施形態に関わる、実験結果に基づく、複数のタイミングで測定した複数のＲＳＳＩについての分散と、複数のタイミングで算出された複数の測距値についての分散との相関を示すグラフである。 実施形態に関わる、キャリア信号の位相をランダムに変化させた複数のキャリア信号がリレーされるリレーアタックにおける、３つの受信信号強度（ＲＳＳＩ）と測距値の変化の例を示すグラフである。 実施形態に関わる、位相がランダムに変化した複数のキャリア信号が送信されるリレーアタックが行われた場合における、複数の受信信号強度（ＲＳＳＩ）についての分散と、複数の測距値についての分散との相関を示すグラフである。 実施形態に関わる、測定された複数の受信信号強度（ＲＳＳＩ）についての分散と複数の測距値についての分散の相関の有無の判定方法の例を説明するための図である。 実施形態に関わる、測定された複数の受信信号強度（ＲＳＳＩ）の分散と複数の測距値の分散の相関の有無の判定方法の他の例を説明するための図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。
（構成）
図１は、本実施形態に関わる測距装置を含む無線通信システムの構成図である。図２は、本実施形態に関わる無線通信システムが適用されるスマートキーシステムを説明するための構成図である。装置１と装置２の少なくとも一方が移動自在である。

図１に示すように、装置１は、プロセッサ１１と、ＬＦ送信部１２と、ＲＦ受信部１３と、測距部１４を有する。装置２は、プロセッサ２１と、ＬＦ受信部２２と、ＲＦ送信部２３と、測距部２４を有する。

スマートキーシステム１００は、自動車Ｃと、自動車Ｃのドアの施錠・開錠及びエンジンの始動のためのキーＫとを有して構成される。より詳しくは、スマートキーシステム１００は、自動車Ｃに搭載された装置１と、キーＫに内蔵された装置２との間で、所定のプロトコルに従って無線通信を行い、自動車においてキーＫが正しく認証されると、ドアの施錠等を可能とする。後述するように、スマートキーシステム１００では、キャリア位相検出に基づいて、装置１と装置２間の距離が算出され、その距離が所定の距離内であるが判定される。

自動車Ｃに搭載された装置１のＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の受信可能エリアであるＬＦエリア（図３）内にユーザが入ると、認証が行われる。ＬＦ信号は、例えば１３０ＫＨｚ帯の電波信号である、ビーコン信号である。キーＫに内蔵された装置２は、ビーコン信号を受信すると、識別コード情報を送信し、装置１は、受信した識別コード情報に基づいて認証を行う。認証のための識別コード情報の送信には、ＵＨＦ帯、例えば３００ＭＨｚ帯の電波信号が用いられる。認証されると、装置１と２間の測距が行われる。

図３は、キーＫを保持するユーザＵが、自動車Ｃの近傍に近づいてきたときの認証と測距の様子を説明するための図である。図３において、点線で示す範囲がＬＦエリアを示す。ＬＦエリアは、ビーコン信号が届く範囲であり、例えば自動車Ｃの側面の中心から１．５ｍから２ｍ内のエリアである。ユーザＵの保持する装置２がＬＦエリア内に入ると、認証後、装置１と装置２の間で測距のための２以上のキャリア信号の送受信が複数回行われ、測距が複数回、ここでは所定回数、行われる。各キャリア信号は、無変調連続波（ＣＷ）である。キャリア信号は、サブギガヘルツ帯、例えば９２０ＭＨｚ帯の無線信号である。

図４は、自動車Ｃの装置１とキーＫの装置２との間で行われる無線信号の送受信シーケンスを示す図である。

装置１は、ＬＦ送信部１２からビーコン信号を常に送信している。ビーコン信号は、ＬＦエリア内にだけ届く信号であるので、装置２のＬＦ受信部２２は、ＬＦエリア内にいるときだけ、ビーコン信号を受信することができる。

装置２は、ビーコン信号の受信に応じて、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）送信部２３から識別コード情報を送信すると同時に所定の待ち受け状態になる。装置１のＲＦ受信部１３が識別コード情報を受信すると、プロセッサ１１は、受信した識別コード情報に基づいて認証を行う。プロセッサ１１は、受信した識別コード情報に基づいて正しく認証できたときは、測距部１４を制御して第１測距信号として所定の周波数の複数のキャリア信号を送信し、続けて装置１からの第１測距信号の受信に応じて装置２からも第２測距信号として所定の周波数の複数のキャリア信号が送信される。装置１からの複数のキャリア信号の複数の位相と、装置２からの複数のキャリア信号の複数の位相とから、装置１と装置２間の距離が測定される。

すなわち、装置１の測距部１４は、第１測距信号の複数の第１キャリア信号を送信し、装置２の測距部２４は、第２測距信号の複数の第２キャリア信号を送信する。測距部１４は、複数の第２キャリア信号の各々の位相を検出し、測距部２４は、複数の第１キャリア信号の各々の位相を検出し、検出した各第１キャリア信号の位相についての位相情報を測距部１４へ送信する。そして、後述する距離算出部５４は、測距部１４に設けられ、検出した各第２キャリア信号の位相と、受信した位相情報とに基づいて、距離を算出する。

装置１と装置２間の距離の測定は、例えば日本国特開２０１８−１５５７２４号公報に開示のような方法により行われる。装置１と装置２のそれぞれにおいて算出された各キャリア信号の位相に基づいて、装置１と装置２間の距離が算出される。日本国特開２０１８−１５５７２４号公報に開示の方法によれば、装置１は、２以上（ここでは２つ）のキャリア信号を、第１測距信号として送信し、装置２は、２以上（ここでは２つ）のキャリア信号を、第２測距信号として送信する。装置２は、受信した第１測距信号の２つのキャリア信号の位相差を検出し、位相差の情報を装置１へ送信する。装置１は、受信した第２測距信号の２つのキャリア信号の位相を検出し、２つのキャリア信号の位相差を算出する。装置１は、装置１で検出した位相差と、装置２から受信した位相差情報とから装置１と装置２間の距離を所定の演算により算出する。

なお、後述するように、本実施形態では、互いに異なる周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の３つのキャリア信号が用いられる。装置１と２の間で、３つのキャリア信号が送受信され、３つのキャリア信号のうちの２つのキャリア信号を用いて測距演算が行われる。

さらになお、本実施形態では、装置２が、受信した２つのキャリア信号のそれぞれの位相の情報を、装置１へ送信し、装置１において、装置２から受信した２つの位相の情報から位相差を算出する。

装置１は、算出した装置１と装置２間の距離（以下、測距値という）Ｒｍに基づく、リレーアタックの有無の判定を行うことができる。

さらに、本実施形態では、キーＫの装置２からの複数のキャリア信号がリレーされた場合も考慮して、測距が複数回、ここでは所定回数行われ、キャリア信号がリレーされているかの判定が行われる。具体的には、複数回の測距のために、装置１は、認証後、装置２と測距信号の送受信を複数回行い、装置２は、装置１からの第１測距信号の受信に応じた第２の測距信号の送信を行う。装置１は、各測距時の装置２からの各第２測距信号の各キャリア信号の受信信号強度（以下、ＲＳＳＩと略す）を測定し、ＲＳＳＩの値（以下、ＲＳＳＩと略す）についての分散と、算出された測距値Ｒｍについての分散とに基づいて、キャリア信号がリレーされているかを判定する。

すなわち、本実施形態では、所定回数の測距を行い、複数の測距結果である測距値Ｒｍについての分散と複数のＲＳＳＩについての分散との相関に基づいて、キャリア信号のリレーが行われているかが判定される。後述するキャリア信号リレー有無判定部５７が、その相関の有無から、キャリア信号のリレーの有無信号をプロセッサ１１へ出力する。

複数の測距結果である測距値Ｒｍについての分散と複数のＲＳＳＩについての分散との相関については、後述する。

装置１のプロセッサ１１は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含み、ＲＯＭには、ＬＦ送信部１２、ＲＦ受信部１３、測距部１４の動作を制御するプログラムが格納されている。プロセッサ１１は、さらに、測距部１４は、受信した２つのキャリア信号の位相の位相差を演算する。さらに、測距部１４は、その位相差と、装置２から受信した位相情報に含まれる位相差とを用いて、測距値Ｒｍを算出する。

上述したように、装置１と２の間の距離を測定する測距が、所定回数行われる。装置１のプロセッサ１１は、所定回数の測距結果と、上述したキャリア信号のリレーによるリレーアタックの有無の判定結果とに基づき、ドアの開錠の許可信号を出力するかを判定する。

装置２のプロセッサ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含み、ＲＯＭには、ＬＦ受信部２２、ＲＦ送信部２３及び測距部２４の動作を制御するプログラムが格納されている。プロセッサ２１は、さらに、測距部２４において受信した各キャリア信号の位相の測定を行い、測定された各位相の位相情報を装置１へ送信する。

装置２から装置１への位相情報の送信は、装置２の測距部１４を用いて、位相情報のデータを、所定の変調方式で変調して装置１へ送信する等の方法により行われる。

なお、ここでは、プロセッサ１１，２１は、各機能を実現するソフトウエアプログラムを実行させるためのＣＰＵ、ＲＯＭなどを有して構成されているが、半導体装置、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの電子回路により構成し、回路などにより各機能を実現するようにしてもよい。

図５は、本実施形態に関わる測距装置の構成図である。測距装置２００は、測距部１４と２４とを含んで構成され、キャリア位相検出に基づいて装置１と装置２間の距離を算出する。測距部１４は、装置１に含まれ、デジタル部３１、送信部３２、受信部３３、アンテナ３４及びアンテナスイッチ３５を含む。デジタル部３１、送信部３２、受信部３３及びアンテナスイッチ３５は、１つ又は２以上の半導体装置として構成される。測距部２４は、装置２に含まれ、デジタル部４１、送信部４２、受信部４３、アンテナ４４及びアンテナスイッチ４５を含む。デジタル部４１、送信部４２、受信部４３及びアンテナスイッチ４５、１つ又は２以上の半導体装置として構成される。

装置１のデジタル部３１は、プロセッサ１１からの制御信号に応じて、送信部３２、受信部３３及びアンテナスイッチ３５を制御する。装置２のデジタル部４１は、プロセッサ２１からの制御信号に応じて、送信部４２、受信部４３及びアンテナスイッチ４５を制御する。

図６は、装置１の測距部１４の回路図である。デジタル部３１は、例えば半導体装置上のデジタル回路により構成される。デジタル部３１は、基準発振器５０、制御部５１、位相測定部５２、キー側位相受信部５３、測距演算部５４、ＲＳＳＩ測定部５５、相関判定用データ算出部５６及びキャリア信号リレー有無判定部５７を含む。

基準発振器５０は、測距部１４内の動作の基本クロック信号を生成する基準信号源である。制御部５１は、プロセッサ１１からの測距開始のトリガーとなるコマンド信号（以下、測距開始トリガー信号という）を受信すると、所定の測距シーケンスの動作を行うように、位相測定部５２などの各ブロックの動作タイミングを制御する。

位相測定部５２は、装置２からの各キャリア信号の位相を測定する。位相測定部５２は、受信部３３において受信した装置２からの３つのキャリア信号の位相を測定する回路である。すなわち、位相測定部５２は、受信した３つの第２キャリア信号の各々の位相を測定する。位相測定部５２で得られた３つのキャリア信号の位相の情報は、測距演算部５４に供給される。

キー側位相受信部５３は、装置２から受信した、装置２において測定された３つのキャリア信号の位相情報を受信する回路である。

測距演算部５４は、装置１で受信した周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の内の２つのキャリア信号の位相と、装置２から受信した位相情報（周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の内の２つのキャリア信号の位相）とを用いて、装置１と装置２間の距離を算出する。すなわち、測距演算部５４は、装置１及び装置２からそれぞれ送信された第１測距信号及び第２測距信号に含まれる複数のキャリア信号の位相に基づいて、装置１と装置２間の距離を算出する。

測距演算部５４は、異なる２つの周波数の２つのキャリア信号の位相差を用いて測距を行う。すなわち、測距演算部５４は、測距部１４で受信した２つのキャリア信号の位相差と、測距部２４で受信した２つのキャリア信号の位相差とを用いて、距離を算出する。

なお、装置２から受信した３つのキャリア信号の位相と、装置２からの３つのキャリア信号の位相情報とから３つの距離を算出して、３つの距離値の平均値を、装置１と２間の距離とするようにしてもよい。

ＲＳＳＩ測定部５５は、受信した３つのキャリア信号の受信電力から３つの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定する。すなわち、ＲＳＳＩ測定部５５は、複数のキャリアの少なくとも一部の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定する。

相関判定用データ算出部５６は、測距値Ｒｍについての分散と複数のＲＳＳＩについての分散との相関の有無を判定するための各種データを計算する回路である。相関判定用データ算出部５６は、データを格納するレジスタである記憶部５６ａを有している。相関判定用データ算出部５６の処理については後述する。

キャリア信号リレー有無判定部５７は、相関判定用データ算出部５６で得られた各種データを用いて、キャリア信号をリレーしたリレーアタックの有無の判定を行う回路である。本実施形態では、キャリア信号リレー有無判定部５７は、距離算出部５４において算出された複数の距離についての距離情報と、受信信号強度測定部５５において測定された複数のＲＳＳＩについての受信信号強度情報とに基づいて、キャリア信号のリレーの有無を判定する。より具体的には、キャリア信号リレー有無判定部５７は、算出された複数の距離についての分散と、複数のＲＳＳＩについての分散とに基づいてキャリア信号のリレーの有無を判定する。キャリア信号リレー有無判定部５７の判定結果は、プロセッサ１１へ出力される。

デジタル部３１は、基準発振器５０に基づく無変調信号（ＣＷ）のデータを生成して、送信部３２へ出力する。

次に、送信部３２について説明する。送信部３２は、デジタルアナログ変換器（以下、ＤＡＣと略す）６１、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）６２、変調器（ＭＯＤ）６３及び増幅器６４を含むアナログ回路である。

ＤＡＣ６１は、連続波（ＣＷ）のためのデジタルデータをデジタル部３１から受信して、アナログ信号に変換する。よって、デジタル部３１は、連続波（ＣＷ）のためのデジタルデータを生成する。

ＤＡＣ６１のアナログ信号は、ＬＰＦ６２を通過して、変調器６３に入力される。変調器６３は、制御部５１からの周波数切替信号に応じて、ＬＰＦ６２の出力信号を周波数変調する。ここでは、ＬＰＦ６２からのアナログ信号は、上述した周波数、ｆ１、ｆ２、ｆ３の周波数のいずれかに変調される。すなわち、変調器６３は、制御部５１からの周波数切替信号に応じて、入力信号を変調して、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のいずれか１つの周波数の信号を生成する。

増幅器６４は、パワーアンプ（ＰＡ）であり、変調器６３の出力信号を増幅して、アンテナスイッチ３５を経由して、アンテナ３４へ供給する。アンテナスイッチ３５は、制御部５１からのアンテナ制御信号に応じて、アンテナ３４を、送信部３２又は受信部３３と接続するように動作する。

次に、受信部３３について説明する。受信部３３は、ローノイズアンプ（以下、ＬＮＡと略す）６５と、復調器（ＤＥＭＯＤ）６６と、ＬＰＦ６７及びアナログデジタル変換器（以下、ＡＤＣと略す）６８を含むアナログ回路である。

ＬＮＡ６５は、アンテナスイッチ３５を経由して受信したアンテナ３４からの受信信号を増幅して、復調器６６へ出力する。復調器６６は、制御部５１からの周波数切替信号に応じて、ＬＮＡ６５の出力信号を復調してベースバンド信号を出力する。

復調器６６の出力信号は、ＬＰＦ６７を通ってＡＤＣ６８に供給される。ＡＤＣ６８は、ＬＰＦ６７の出力信号をデジタル信号に変換してデジタル部３１へ出力する。

以上のように、送信部３２と受信部３３は、基準発振器５０の出力を用いて、互いに周波数が異なる３つ（ｆ１、ｆ２、ｆ３）のキャリア信号を送信すると共に、３つのキャリア信号と周波数が同じ３つのキャリア信号を装置２から受信する、第１送受信器を構成する。

図７は、装置２の測距部２４の回路図である。デジタル部４１は、例えば半導体装置上のデジタル回路により構成される。デジタル部４１は、基準発振器７０、制御部７１、位相測定部７２、格納部７３、受信信号検出部７４、変調部７５及びセレクタ７６を含む。

基準発振器７０は、測距部２４内の動作の基本クロック信号を生成する基準信号源である。基準発振器７０は、装置１の基準発振器５０とは独立に動作する。制御部７１は、プロセッサ２１からの測距開始トリガー信号を受信すると、所定の測距シーケンスの動作を行うように、位相測定部７２などの各ブロックの動作タイミングを制御する。プロセッサ２１は、識別コード情報を送信した後、測距開始トリガー信号を測距部２４の制御部７１へ出力する。

位相測定部７２は、装置１からの各キャリア信号の位相を測定する。測定された各キャリア信号の位相の情報は、格納部７３に格納される。すなわち、位相測定部７２は、受信した３つのキャリア信号の各々の位相を測定する。

格納部７３は、上述したように、各キャリア信号の位相の情報を格納するレジスタである。

受信信号検出部７４は、装置１からの最初のキャリア信号の受信を検出する。受信信号検出部７４は、最初のキャリア信号を受信すると、最初のキャリア信号を受信したことを制御部７１へ通知する。

変調部７５は、位相測定部７２で測定された各キャリア信号の位相情報を、送信するための信号に変調する。ここでは、位相情報は、情報のデジタルデータに対応するＩＱ信号に変調される。すなわち、測距部２４において測定された位相情報は、装置１の測距部１４へ送信される。

セレクタ７６は、制御部７１からのデータ選択信号に応じて、基準発振器７０に基づく連続波（ＣＷ）のデータ又は変調部７５の出力信号を選択して送信部４２に出力する。

制御部７１は、プロセッサ２１からの距離開始トリガー信号を受信すると、自動車Ｃの装置１からのキャリア信号の待ち受け状態となる。

よって、デジタル部８１は、連続波（ＣＷ）のためのデジタルデータを生成して、送信部４２へ出力する。

次に、送信部４２について説明する。送信部４２は、ＤＡＣ８１、ＬＰＦ８２、変調器（ＭＯＤ）８３及び増幅器８４を含むアナログ回路である。

ＤＡＣ８１は、デジタル部４１からの連続波（ＣＷ）のためのデジタルデータを受信して、アナログ信号に変換する。

ＤＡＣ８１のアナログ信号は、ＬＰＦ８２を通過して、変調器８３に入力される。変調器８３は、制御部７１からの周波数切替信号に応じて、ＬＰＦ８２の出力信号を周波数変調する。ここでは、ＬＰＦ８２からのアナログ信号は、上述した周波数、ｆ１、ｆ３、ｆ４の周波数のいずれかに変調される。すなわち、変調器８３は、制御部７１からの周波数切替信号に応じて、入力信号を変調して、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のいずれか１つの周波数の信号を生成する。

増幅器８４は、パワーアンプ（ＰＡ）であり、変調器８３の出力信号を増幅して、アンテナスイッチ４５を経由して、アンテナ４４へ供給する。アンテナスイッチ４５は、制御部７１からのアンテナ制御信号に応じて、アンテナ４４を、送信部４２又は受信部４３と接続するように動作する。

次に、受信部４３について説明する。受信部４３は、ＬＮＡ８５と、復調器（ＤＥＭＯＤ）８６と、ＬＰＦ８７及びＡＤＣ８８を含むアナログ回路である。

ＬＮＡ８５は、アンテナスイッチ４５を経由して受信したアンテナ４４からの受信信号を増幅して、復調器８６へ出力する。復調器８６は、制御部７１からの周波数切替信号に応じて、ＬＮＡ８５の出力信号を復調してベースバンド信号を出力する。

復調器８６の出力信号は、ＬＰＦ８７を通ってＡＤＣ８８に供給される。ＡＤＣ８８は、ＬＰＦ８７の出力信号をデジタル信号に変換してデジタル部４１へ出力する。

以上のように、送信部４２と受信部４３は、基準発振器７０の出力を用いて、３つの第２キャリア信号を送信すると共に、装置１から３つのキャリア信号を受信する、第２送受信器を構成する。
（作用）
次に、測距の処理の流れを説明する。

図８は、自動車Ｃの測距部１４のデジタル部３１の処理の流れを示すフローチャートである。図８は、測距部１４における測距及びリレーアタックの有無判定を行うときの処理の流れを示す。リレーアタックの有無の判定には、測距結果に基づくリレーアタックの有無の判定と、キャリア信号のリレーの有無の判定とが含まれる。

上述したように、自動車Ｃのプロセッサ１１は、キーＫの装置２からの識別コード情報を受信して、受信した識別コード情報について正しく認証が行われると、測距部１４を制御して、測距処理を実行する。

プロセッサ１１は、測距部１４の制御部５１を制御して、装置１と２間で複数のキャリア信号の送受信を行って測距処理を行う（ステップ（以下、Ｓと略す）１）。

具体的には、まず、制御部５１は、送信部３２を制御して、周波数ｆ１のキャリア信号を送信する。装置２は、制御部７１の制御の下、装置１からのキャリア信号を受信すると、送信部４２を制御して、周波数ｆ１のキャリア信号を送信すると共に、装置１から受信した周波数ｆ１のキャリア信号の位相情報を装置１へ送信する。

次に、制御部５１は、送信部３２を制御して、第２の周波数ｆ２のキャリア信号を送信する。装置２は、制御部７１の制御の下、装置１からの周波数ｆ２のキャリア信号を受信すると、送信部４２を制御して、周波数ｆ２のキャリア信号を送信すると共に、装置１から受信した周波数ｆ２のキャリア信号の位相情報を装置１へ送信する。

さらに、制御部５１は、送信部３２を制御して、第３の周波数ｆ３のキャリア信号を送信する。装置２は、制御部７１の制御の下、装置１からの周波数ｆ３のキャリア信号を受信すると、送信部４２を制御して、周波数ｆ３のキャリア信号を送信すると共に、装置１から受信した周波数ｆ３のキャリア信号の位相情報を装置１へ送信する。

また、装置１のＲＳＳＩ測定部５５は、装置２からのキャリア信号を受信するとＲＳＳＩを測定するので、測定された各ＲＳＳＩのデータを保持している。

測距演算部５４は、位相測定部５２からの位相情報と、キー側位相受信部５３からの位相情報を用いて、装置１で受信した３つのキャリア信号の内の２つのキャリア信号の位相の位相差と、装置２から受信した３つのキャリア信号の内の２つのキャリア信号の位相の位相差を算出し、算出された２つの位相差の和から、装置１と装置２間の距離を算出する。

制御部５１は、測距演算部５４の測距結果を相関判定用データ算出部５６へ転送して記憶部５６ａに保存し（Ｓ２）、ＲＳＳＩ測定部５５の３つのキャリア信号の周波数毎のＲＳＳＩを相関判定用データ算出部５６へ転送して記憶部５６ａに保存する（Ｓ３）。

１回の測距処理においてＳ１からＳ３の処理が実行される。Ｓ３の後、制御部５１は、測距処理が所定回数実行されたかを判定する（Ｓ４）。

測距処理が所定回数実行されていないとき（Ｓ４：ＮＯ）、処理は、Ｓ１に戻り、Ｓ１からＳ３の処理を実行する。

測距処理が所定回数実行されると（Ｓ４：ＮＯ）、制御部５１は、相関判定用データ算出部５６を制御して、測距結果とＲＳＳＩの統計処理を実行する（Ｓ５）。Ｓ５の処理は、相関判定用データ算出部５６において実行される。具体的には、記憶部５６ａに記憶された測距結果である複数の測距値Ｒｍについての分散と、記憶部５６ａに記憶された複数のＲＳＳＩについての分散を算出し、これらの分散を用いて、複数の測距値Ｒｍについての分散と、複数のＲＳＳＩについての分散とに相関関係があるかを判定するためのデータを作成する統計処理が行われる。

ここで、測距値Ｒｍについての分散とＲＳＳＩについての分散についての相関について説明する。

図９は、自動車Ｃに設置されたアンテナ３４と、キーＫを保持するユーザＵの自動車Ｃへの複数の接近経路の例を説明するための図である。図９は、運転席が右側にあり、ユーザＵが、自動車Ｃの右側のドアＤＲの近傍の位置Ｐに向かって接近する場合を示している。アンテナ３４は、車内の前方左側に設置されている。図９は、自動車Ｃの前後方向において、位置Ｐから前方向３ｍ、後方向３ｍ及び横方向６ｍの矩形範囲（二点鎖線で示す）内におけるユーザＵの位置Ｐへの複数の接近経路の例を示す。

図９の場合、位置Ｐに接近する経路ｐは、複数存在する。例えば、経路ｐ１は、キーＫが自動車Ｃの斜め右前方から位置Ｐに向かって接近する場合の経路を示す。経路ｐ２は、キーＫが自動車Ｃの右側方から位置Ｐに向かって接近する場合の経路を示す。経路ｐ３は、キーＫが自動車Ｃの斜め右後方から位置Ｐに向かって接近する場合の経路を示す。

経路によっては、キーＫからのキャリア信号のＲＳＳＩは、自動車Ｃのピラーなどが障害物になって一時的に弱まって、アンテナ３４に受信される場合がある。すなわち、シャドーイングによるＲＳＳＩの変動が発生する場合がある。よって、図９において、経路ｐ１の場合、運転席側のＡピラーによりキャリア信号は邪魔されるため、ＲＳＳＩは、キーＫと自動車Ｃ間の障害物の有無に応じて変化する場合がある。

また、キャリア信号がキーＫからアンテナ４４に直接到達しなくなると、マルチパスによる別の経路を通ったキャリア信号が相対的に強くなり、キャリア信号により算出される測距値Ｒｍも変化する場合がある。すなわち、フェージングによるＲＳＳＩの変動が発生する場合がある。

上述したように、キーＫが自動車ＣのＬＦエリア内においては、所定回数測距が行われる。各測距のタイミングにおいて、キーＫからの３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のキャリア信号が、アンテナ３４において受信され、各キャリア信号のＲＳＳＩが算出される。

図１０は、キャリア信号のリレーが行われずに、ＬＦエリア内において複数回測距が行われたときの、３つのキャリア信号のＲＳＳＩと測距値Ｒｍの変化を示すグラフである。図１０の横軸は、時間ｔの経過を示す。図１０の下側のグラフは、測距値Ｒｍの変化を示し、上側のグラフは、３つのキャリア信号のＲＳＳＩの変化を示す。図１０は、時間ｔの経過に連れて、キーＫが自動車Ｃから離れていったときのグラフである。

各測距のタイミングにおいて測定された３つのキャリア信号のＲＳＳＩは、キーＫとアンテナ３４間の距離に応じて、変化する。キーＫとアンテナ３４間に障害物がないときは、３つのキャリア信号のＲＳＳＩは、略等しい。しかし、上述したような障害物によりフェージングが発生すると、キーＫからのキャリア信号がアンテナ３４に届き難くなると、３つのキャリア信号間のＲＳＳＩの差が大きくなる。

一方、測距値Ｒｍも、キーＫとアンテナ４４間の距離に応じて、変化する。キーＫとアンテナ４４間に障害物がないときは、測距値Ｒｍは、キーＫとアンテナ４４間の距離に応じて、変化する。しかし、上述したような障害物によりキーＫからのキャリア信号がアンテナ３４に届き難くなると、マルチパスの影響により、測距値Ｒｍに誤差が生じる。

図１０は、時刻ｔ１より前と後のタイミングでは、キーＫとアンテナ３４間に障害物がないが、時刻ｔ１のタイミングにおいて、キーＫとアンテナ３４間に障害物があったために、各キャリア信号のＲＳＳＩと測距値Ｒｍが変化していることを示している。

図１０では、時刻ｔ１において、キーＫとアンテナ３４間に障害物があるため、３つのキャリア信号間のＲＳＳＩの差が大きい。具体的には、時刻ｔ１における３つのキャリア信号の３つのＲＳＳＩは、時刻ｔ１の１つ前の時刻ｔ２における３つのキャリア信号のＲＳＳＩと比べて、互いに大きく異なっている。

同様に、時刻ｔ１における測距値Ｒｍは、時刻ｔ１の１つ前の時刻ｔ２における測距値Ｒｍとは、大きく異なっている。図１０において、ΔＲは、隣り合う２つの時刻における測距値Ｒｍの差を示す。

図１１は、出願人が行った実験結果に基づく、複数のタイミングで測定した複数のＲＳＳＩについての分散と、複数のタイミングで算出された複数の測距値Ｒｍについての分散との相関を示すグラフである。図１１において、縦軸の値と横軸の値は、所定の正規化が行われた値で示されている。図１１における各点は、図９に示した複数の経路のうちの１つの経路において得られた複数のＲＳＳＩについての分散の値と複数の測距値Ｒｍについての分散の値に対応する。

本実施形態では、複数のＲＳＳＩについての分散は、第１のＲＳＳＩの差の分散ＶＳ１と、第２のＲＳＳＩの差の分散ＶＤＤＲＳＳＩを含む。図１１の縦軸は、第１のＲＳＳＩの差の分散ＶＳ１と、第２のＲＳＳＩの差の分散ＶＤＤＲＳＳＩの和である。また、本実施形態では、測距値Ｒｍについての分散は、第１の測距値の差の分散ＶＤである。図１１の横軸は、分散ＶＤである。

第１のＲＳＳＩの差の分散ＶＳ１は、時系列に測定された１つのキャリア信号のＲＳＳＩの、時系列に隣り合う２つのＲＳＳＩの差の分散である。言い換えれば、第１のＲＳＳＩの差の分散ＶＳ１は、１つのキャリア信号のＲＳＳＩの前回値と今回値の差の分散である。

第２のＲＳＳＩの差の分散ＶＤＤＲＳＳＩは、各々が３つのＲＳＳＩ間の３つの差の絶対値の和である、時系列に隣り合う２つの和の差の分散である。言い換えれば、第２のＲＳＳＩの差の分散ＶＤＤＲＳＳＩは、３つのＲＳＳＩ間の３つの差の絶対値の和の前回と今回の差の分散である。

第１の測距値の差の分散ＶＤは、時系列に隣り合う２つの測距値Ｒｍの差の分散である。言い換えれば、第１の測距値の差の分散ＶＤは、測距値Ｒｍの前回と今回の差の分散である。

次に、各分散について具体的に説明する。

ＬＦエリア内において、所定回数としてｍ回、測距が行われるとき、Ｌ［ｎ］をｎ回目（ｎは、１からｍまでの１つ）の測距結果である測距値Ｒｍとし、ＲＳＳＩ１［ｎ］をｎ回目の周波数ｆ１のキャリア信号について測定されたＲＳＳＩ値とし、ＲＳＳＩ２［ｎ］をｎ回目の周波数ｆ２のキャリア信号について測定されたＲＳＳＩ値とし、ＲＳＳＩ３［ｎ］をｎ回目の周波数ｆ３のキャリア信号について測定されたＲＳＳＩ値とするとき、複数の測距値Ｒｍは、時系列に算出され、前回［ｎ−１］の測距値Ｒｍと今回［ｎ］の測距値Ｒｍの差Ｄ［ｎ］は、次の式（１）で表される。測距値Ｒｍの差Ｄは、図１０におけるΔＲに対応する。

Ｄ［ｎ］＝Ｌ［ｎ−１］−Ｌ［ｎ］ ・・・（１）
３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の３つのＲＳＳＩ間の３つの差の絶対値の和ＤＲＳＳＩ［ｎ］は、次の式（２）で表される。

ＤＲＳＳＩ［ｎ］＝｜ＲＳＳＩ１［ｎ］−ＲＳＳＩ２［ｎ］｜
＋｜ＲＳＳＩ３［ｎ］−ＲＳＳＩ１［ｎ］｜
＋｜ＲＳＳＩ３［ｎ］−ＲＳＳＩ２［ｎ］｜ ・・・（２）
式（２）で表される今回（ｎ回目）の３つの差の絶対値の和と、式（２）で表される前回（（ｎ−１）回目）の３つの差の絶対値の和との差ＤＤＲＳＳＩ［ｎ］は、次の式（３）で表される。

ＤＤＲＳＳＩ［ｎ］＝ＤＲＳＳＩ［ｎ−１］−ＤＲＳＳＩ［ｎ］ ・・・（３）
また、３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の周波数毎の前回のＲＳＳＩと今回のＲＳＳＩの差ＤＳ１［ｎ］、ＤＳ２［ｎ］、ＤＳ３［ｎ］は、それぞれ次の式（４）、（５）、（６）で表される。

ＤＳ１［ｎ］＝ＲＳＳＩ１［ｎ−１］−ＲＳＳＩ１［ｎ］ ・・・（４）
ＤＳ２［ｎ］＝ＲＳＳＩ２［ｎ−１］−ＲＳＳＩ２［ｎ］ ・・・（５）
ＤＳ３［ｎ］＝ＲＳＳＩ３［ｎ−１］−ＲＳＳＩ３［ｎ］ ・・・（６）
前回と今回の測距値Ｒｍの差の分散ＶＤは、次の式（７）で表される。

すなわち、式（７）が示す測距値Ｒｍについての分散は、各々が時系列に隣り合う２つの時刻において算出された第１の距離値と第２の距離値との差である複数の差の分散である。

また、前回と今回のＲＳＳＩ１の分散ＶＳ１は、次の式（８）で表される。

なお、ここでは、前回と今回のＲＳＳＩ１の差の分散ＶＳ１のみを用いているが、前回と今回のＲＳＳＩ２の差の分散ＶＳ２、前回と今回のＲＳＳＩ３の差の分散ＶＳ３も用いて、ＶＳ＝ＶＳ１＋ＶＳ２＋ＶＳ３を算出し、式（８）の代わりに、前回と今回の３つのＲＳＳＩの差の和の分散ＶＳを用いてもよい。

さらに、ＤＤＲＳＳＩ［ｎ］（式（３））の分散ＶＤＤＲＳＳＩは、次の式（９）で表される。

図１１の横軸は、式（７）のＶＤの値を示し、図１１の縦軸は、式（８）のＶＳ１と式（９）のＶＤＤＲＳＳＩとの和を示す。

すなわち、ここでは、複数のＲＳＳＩについての分散は、各々が時系列に隣り合う２つの時刻に測定された２つの受信信号強度の差である複数の差の分散（式（８））と、隣り合う２つの時刻の第１の時刻において測定された複数のＲＳＳＩ間の差の絶対値の和と隣り合う２つの時刻の第２の時刻において測定された複数のＲＳＳＩ間の差の絶対値の和の差の分散（式（９））である。

出願人の行った実験によれば、式（７）の値（ＶＤ）と、式（８）と式（９）の和（ＶＳ１＋ＶＤＤＲＳＳＩ）間には、相関関係があることが示された。図１１に示すように、式（７）の値（ＶＤ）に比例して、式（８）と式（９）の和（ＶＳ１＋ＶＤＤＲＳＳＩ）は変化する。

ここで、所謂リレーアタックにおいてキーＫと自動車Ｃ間のキャリア信号もリレーし、自動車Ｃの近傍にいる者が携帯するリレー装置から、位相がランダムに変化した複数のキャリア信号がＬＦエリア内において自動車Ｃへ送信される場合を考えてみる。

図１２は、キャリア信号の位相をランダムに変化させた複数のキャリア信号がリレーされるリレーアタックにおける、３つのＲＳＳＩと測距値Ｒｍの変化の例を示すグラフである。

図１２に示すように、リレーアタックがされるとき、自動車Ｃの近傍にいる者は通常ＬＦエリア内において自動車Ｃの近傍に立っているため、図１２の上側のグラフに示すように、各キャリア信号のＲＳＳＩの変動は少ない。しかし、位相がランダムに変化した複数のキャリア信号が送信されるため、図１２の下側のグラフに示すように、各キャリア信号に基づく測距値Ｒｍは、ランダムに変化する。

図１３は、位相がランダムに変化した複数のキャリア信号が送信されるリレーアタックが行われた場合における、複数のＲＳＳＩについての分散と、複数の測距値Ｒｍについての分散との相関を示すグラフである。図１３の縦軸は、図１１の縦軸と同じ、第１のＲＳＳＩの差の分散ＶＳ１と、第２のＲＳＳＩの差の分散ＶＤＤＲＳＳＩの和であり、図１３の横軸は、図１１の横軸と同じ、分散ＶＤである。図１３に示すように、２つの分散の和（式（８）と式（９）の和）は小さく、測距値Ｒｍの差の分散（式（７））は大きい。

すなわち、リレーアタックがないときは、図１１に示すように、２つの分散の和（式（８）と式（９）の和）と、測距値Ｒｍの差の分散（式（７））に相関があるが、キャリア信号がリレーされるリレーアタックがされたときは、図１３に示すように、２つの分散の和（式（８）と式（９）の和）と、測距値Ｒｍの差の分散（式（７））に相関はない。

言い換えれば、キャリア信号をリレーするリレーアタックがされていないとき、測距値Ｒｍの差の分散（式（７））が小さければ、２つの分散の和（式（８）と式（９）の和）も小さく、測距値Ｒｍの差の分散（式（７））が大きければ、２つの分散の和（式（８）と式（９）の和）も大きくなるという関係がある。キャリア信号をリレーするリレーアタックがされているときは、測距値Ｒｍの差の分散（式（７））は常に大きく、２つの分散の和（式（８）と式（９）の和）と、測距値Ｒｍの差の分散（式（７））に相関はない。

以上のように、複数のＲＳＳＩについての分散と複数の測距値Ｒｍについての分散の相関の有無に基づいて、キャリア信号をリレーするリレーアタックがされているか否かを判定することができる。

図８に戻り、Ｓ５では、測距値Ｒｍの差の分散（式（７））と、２つの分散の和（式（８）と式（９）の和）を算出する処理が行われ、算出された各種データは、キャリア信号リレー有無判定部５７へ供給される。

キャリア信号リレー有無判定部５７は、Ｓ５で算出された各分散に基づき、例えば、図１１あるいは図１３に示すようなグラフを作成して、キャリア信号をリレーするリレーアタックの有無を判定する（Ｓ６）。

図１４は、測定された複数のＲＳＳＩについての分散と複数の測距値Ｒｍについての分散の相関の有無の判定方法の例を説明するための図である。

図１１のような、測定された複数のＲＳＳＩについての分散と、算出された複数の測距値Ｒｍについての分散に対応する点をプロットし、図１４に示す線Ｌ１とＬ２の間に複数の点のほとんどがプロットされるときは、相関ありと判定される。線Ｌ１とＬ２は、実験などにより予め設定される。

また、図１４に示す線Ｌ１よりも下に複数の点のほとんどがプロットされるときは、キャリア信号のリレーがされていると判定されるようにしてもよい。

図１５は、測定された複数のＲＳＳＩの分散と複数の測距値Ｒｍの分散の相関の有無の判定方法の他の例を説明するための図である。

図１１のような、測定された複数のＲＳＳＩについての分散と複数の測距値Ｒｍについての分散に対応する点をプロットし、図１５に示す線Ｌ１よりも下に複数の点のほとんどがプロットされるときは、キャリア信号のリレーがされていると判定される。また、図１５に示す線Ｌ１よりも上側に複数の点のほとんどがプロットされるときは、相関ありと判定される。

すなわち、キャリア信号リレー有無判定部５７は、第２の分散（式（８））と第３の分散（式（９））の和と、第１の分散（式（７））との間の相関の有無に基づいて、キャリア信号のリレーの有無を判定する。

よって、キャリア信号リレー有無判定部５７は、Ｓ６において、図１４あるいは図１５に示すような判定方法を用いて、キャリア信号のリレーが行われているかを判定することができる。キャリア信号リレー有無判定部５７は、キャリア信号のリレーが行われているかを判定した判定した判定信号をプロセッサ１１へ出力する。

プロセッサ１１は、測距演算部５４からの測距値Ｒｍと、キャリア信号リレー有無判定部５７からのリレーアタックの有無についての判定信号とに基づいて、ドアの解錠を許可する許可信号を出力するか否かを判定する。

上述した処理によれば、各測距値Ｒｍが所定の距離、例えば２ｍを超えるときは、リレーアタックの可能性があるため、プロセッサ１１は、例えば、自動車Ｃの制御装置に対してドアの解錠を許可する許可信号を出力しない。

さらに、測距値Ｒｍが所定の距離以下であっても、複数の測距結果についての分散と複数のＲＳＳＩについての分散との間に相関があるときは、キーＫは自動車Ｃから所定の距離以内にあり、キャリア信号のリレーもないと推定されるため、プロセッサ１１は、例えば、自動車Ｃの制御装置に対してドアの解錠を許可する許可信号を出力する。この場合、キャリア信号リレー有無判定部５７は、キャリア信号のリレーを用いたリレーアタックがされていないことを示す判定信号をプロセッサ１１へ出力する。

プロセッサ１１からのドアの解錠を許可する許可信号を受信すると、例えば、自動車Ｃのドアの解錠を制御する制御装置は、ドアに人間の手が触れたときに、ドアを解錠するための制御信号を出力する。

しかし、測距値Ｒｍが所定の距離以下であっても、複数の測距結果についての分散と複数のＲＳＳＩについての分散との間に相関がないときは、キーＫは自動車Ｃから所定の距離以内にあっても、キャリア信号がリレーされていると推定されるため、プロセッサ１１は、例えば、自動車Ｃの制御装置に対してドアの解錠を許可する許可信号を出力しない。この場合、後述するキャリア信号リレー有無判定部５７は、キャリア信号をリレーしたリレーアタックがされていることを示す判定信号をプロセッサ１１へ出力する。

上述したように、キャリア信号がリレーされた場合、自動車Ｃの近傍にいる泥棒などが所持するリレー装置は、自動車ＣにキーＫが近いことを示す測距値Ｒｍが算出されるように、位相をランダムに変更した複数のキャリア信号を生成して、自動車Ｃへ送信することが想定される。その場合、装置１において各キャリア信号の位相を用いて算出される測距値Ｒｍはランダムに変化するが、リレー装置からの複数のキャリア信号は略静止した位置から出射されるため、複数のキャリア信号のＲＳＳＩについての分散は、小さい。すなわち、キャリア信号がリレーされたときには、複数の測距結果である測距値Ｒｍについての分散と複数のＲＳＳＩについての分散とには相関がない。

逆に、キャリア信号がリレーされないで、ユーザＵのキーＫが自動車Ｃに接近してくるときには、ユーザＵが自動車Ｃに近づくにつれて、キーＫの装置２からキャリア信号が複数送信され、装置１において各キャリア信号の位相を用いて算出される測距値Ｒｍは、徐々に変化する。その場合、ユーザＵが自動車Ｃに近づくにつれて、複数のキャリア信号が徐々に強くなるため、複数のキャリア信号のＲＳＳＩについての分散は、変化する。よって、キャリア信号がリレーされたときには、複数の測距結果である測距値Ｒｍについての分散と複数のＲＳＳＩについての分散とには相関がある。

なお、上述した例では、式（７）の値（ＶＤ）と、式（８）と式（９）の和（ＶＳ１＋ＶＤＤＲＳＳＩ）間の相関関係の有無に基づいて、キャリア信号のリレーの有無を判定しているが、実施形態の変形例として、他の値の相関関係を用いて、キャリア信号のリレーの有無を判定してもよい。
（変形例１）
変形例１としては、測距値Ｒｍについての分散として測距値Ｒｍの分散を用い、ＲＳＳＩについての分散として、ＲＳＳＩの分散と、３つの周波数の３つのＲＳＳＩ間の３つの差の絶対値の和の分散とを用いてもよい。

変形例１では、測距値Ｒｍについての分散ＶＬは、次の式（１１）で表される。

ここで、Ｌ［ｎ］は、ｎ回目（ｎは、１からｍまでの１つ）の測距結果である測距値Ｒｍである。ＬＦエリア内において、所定回数としてｍ回、測距が行われる。式（１１）は、ｍ個の測距値Ｒｍの分散を示す。

すなわち、ここでは、測距値Ｒｍについての分散は、算出された複数の測距値Ｒｍの分散（式（１１））である。

また、ＲＳＳＩについての分散として、ｍ個のＲＳＳＩの分散、例えば次の式（１２）で表されるＲＳＳＩの分散ＶＲ１が用いられる。

なお、ここでは、ＲＳＳＩ１の分散ＶＲ１のみを用いているが、他の２つＲＳＳＩ１，ＲＳＳＩ３の分散ＶＲ２、ＶＲ３も用いて、ＶＲ＝ＶＲ１＋ＶＲ２＋ＶＲ３を算出し、式（１２）の代わりに、３つのＲＳＳＩの分散の和ＶＲを用いてもよい。

さらに、ＲＳＳＩについての分散として、例えば次の式（１３）で表される３つのＲＳＳＩ間の３つの差の絶対値の和の分散ＶＤＲＳＳＩが用いられる。

本変形例１の場合、図１１の横軸は、式（１１）のＶＬの値となり、図１１の縦軸は、式（１２）のＶＲ１と式（１３）のＶＤＲＳＳＩとの和となる。

すなわち、ＲＳＳＩについての分散は、測定された複数のＲＳＳＩの分散（式（１２））と、測定された複数のＲＳＳＩ間の差の絶対値の和の第３の分散（式（１３））である。

キャリア信号リレー有無判定部５７は、分散（式（１２））と分散（式（１３））の和と、分散（式（１１））との間の相関の有無に基づいて、キャリア信号のリレーの有無を判定する。分散（式（１２））と分散（式（１３））の和と、分散（式（１１））との間の相関の有無も、上述した図１４及び図１５に示すようなグラフに基づいて判定される。

本変形例１の場合、測距値Ｒｍの分散ＶＬと、ＲＳＳＩの分散ＶＲ１と、３つの周波数の３つのＲＳＳＩ間の３つの差の絶対値の和の分散ＶＤＲＳＳＩとを用いて、相関関係の有無が判定される
（変形例２）
変形例２としては、前回と今回の測距値Ｒｍの差Ｄ［ｎ］から、同じ時刻に測定された１つのＲＳＳＩの前回と今回の差（式（４）等）を引いた値の絶対値の和が所定の閾値以上であれば、キャリア信号がリレーされていると判定するようにしてもよい。これは、キャリア信号のリレーがされていないときは、前回と今回の測距値Ｒｍの差と、同じ時刻に測定された１つのＲＳＳＩの前回と今回の差との間に相関があると推定されることに基づいている。

例えば、次の式（２１）で表される値ＳＤが用いられる。

ここで、Ａは、Ｄ［ｎ］とＲＳＳＩ［ｎ］の値のスケールを合わせる正規化のための定数である。さらに、ここでは、前回と今回の測距値Ｒｍの差Ｄ［ｎ］から、同じ時刻に測定された３つのＲＳＳＩの内の１つの前回と今回の差（式（４））を引いた値の絶対値の和が、測距回数ｍで除算されている。

すなわち、時系列に隣り合う２つの時刻において算出された測距値Ｒｍの差（Ｄ［ｎ］）から、隣り合う２つの時刻において測定された２つのＲＳＳＩ間の差（ＤＳ１［ｎ］）を引いた値の絶対値の和又はその和を測距回数で除算した値と、所定の閾値（ＴＨ１）とを比較することにより、キャリア信号リレー有無判定部５７は、キャリア信号のリレーの有無を判定する。

よって、式（２１）の値が、所定の閾値ＴＨ１以上であれば、キャリア信号がリレーされていると判定し、式（２１）の値が、所定の閾値ＴＨ１未満であれば、キャリア信号がリレーされていないと判定される。

なお、ここでは、ＲＳＳＩ１の差ＤＳ１のみを用いているが、他の２つＲＳＳＩ２，ＲＳＳＩ３の差ＤＳ２、ＤＳ３も用いて、ＳＤ＝ＤＳ１＋ＤＳ２＋ＤＳ３を算出し、式（２１）の代わりに、３つのＲＳＳＩの差の和ＳＤを用いてもよい。

さらになお、式（２１）の代わりに、次の式（２２）を用いてもよい。

すなわち、前回と今回の測距値Ｒｍの差Ｄ［ｎ］から、同じ時刻に測定された１つのＲＳＳＩの前回と今回の差（式（４））と、３つの周波数の３つのＲＳＳＩ間の３つの差の和の前回と今回の差（式（３））とを引いた値の絶対値の和ＳＤＲが所定の閾値ＴＨ２以上であれば、キャリア信号がリレーされていると判定するようにしてもよい。閾値ＴＨ２は、ＴＨ１よりも小さい。

ここで、Ｂは、Ｄ［ｎ］とＤＲＳＳＩ［ｎ］の値のスケールを合わせる正規化のための定数である。さらに、ここでは、前回と今回の測距値Ｒｍの差Ｄ［ｎ］から、同じ時刻に測定された３つのＲＳＳＩの内の１つの前回と今回の差（式（４））と、３つの周波数のＲＳＳＩ間の３つの差の和の前回と今回の差（式（３））とを引いた値の絶対値の和が、測距回数ｍで除算されている。

すなわち、時系列に隣り合う２つの時刻において算出された測距値Ｒｍの差（Ｄ［ｎ］）から、隣り合う２つの時刻において測定された２つのＲＳＳＩ間の差（ＤＳ１［ｎ］（式（４））と、隣り合う２つの時刻の第１の時刻において測定された複数のＲＳＳＩ間の差の絶対値の和と隣り合う２つの時刻の第２の時刻において測定された複数のＲＳＳＩ間の差の絶対値の和の差（ＤＤＲＳＳＩ［ｎ］（式（３））とを引いた値の絶対値の和又はその和を測距回数（ｍ）で除算した値と、所定の閾値（ＴＨ２）とを比較することにより、キャリア信号リレー有無判定部５７は、キャリア信号のリレーの有無を判定する。

以上のように、上述した実施形態及び各変形例によれば、キャリア信号のリレーの有無を判定することができる測距装置及び測距方法を提供することができる。

なお、上述した実施形態及び各変形例では、装置１のＲＳＳＩ測定部５５において測定された３つのキャリア信号のＲＳＳＩが用いられているが、図７において点線で示すように、装置２の測距部２４にもＲＳＳＩ測定部７７を設け、装置２で受信したキャリア信号のＲＳＳＩを装置１へ送信し、装置１において、装置１と２で受信した複数のキャリア信号のＲＳＳＩを用いて、あるいは装置２で受信した複数のキャリア信号のＲＳＳＩを用いて、相関の有無を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態及び各変形例では、測距部１４の相関判定用データ算出部５６及びキャリア信号リレー有無判定部５７は、制御部５１とは別の回路で実現されているが、図６において二点鎖線で示すように、測距値ＲｍとＲＳＳＩのデータを制御部５１へ供給し、制御部５１においてソフトウエアによりあるいは回路により実現するようにしてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１、２ 装置、１１ プロセッサ、１２ 送信部、１３ 受信部、１４ 測距部、２１ プロセッサ、２２ 受信部、２３ 送信部、２４ 測距部、３１ デジタル部、３２ 送信部、３３ 受信部、３４ アンテナ、３５ アンテナスイッチ、４１ デジタル部、４２ 送信部、４３ 受信部、４４ アンテナ、４５ アンテナスイッチ、５０ 基準発振器、５１ 制御部、５２ 位相測定部、５３ キー側位相受信部、５４ 測距演算部、５５ ＲＳＳＩ測定部、５６ 相関判定用データ算出部、５６ａ 記憶部、５７ キャリア信号リレー有無判定部、６１ デジタルアナログ変換器、６２ ローパスフィルタ、６３ 変調器、６４ 増幅器、６５ ローノイズアンプ、６６ 復調器、６７ ローパスフィルタ、６８ アナログデジタル変換器、７０ 基準発振器、７１ 制御部、７２ 位相測定部、７３ 格納部、７４ 受信信号検出部、７５ 変調部、７６ セレクタ、７７ ＲＳＳＩ測定部、８１ デジタル部、８２ ローパスフィルタ、８３ 変調器、８４ 増幅器、８５ ローノイズアンプ、８６ 復調器、１００ スマートキーシステム、２００ 測距装置。

Claims (7)

1. キャリア位相検出に基づいて第１装置と第２装置間の距離を算出する測距装置において、
   前記第１装置及び前記第２装置からそれぞれ送信された第１測距信号及び第２測距信号に含まれる複数のキャリア信号の位相に基づいて、前記距離を算出する距離算出部と、
   前記複数のキャリアの少なくとも一部の受信信号強度を測定する受信信号強度測定部と、
   前記距離算出部において算出された複数の前記距離についての距離情報と、前記受信信号強度測定部において測定された複数の前記受信信号強度についての受信信号強度情報とに基づいて、前記キャリア信号のリレーの有無を判定するキャリア信号リレー有無判定部と、
   を有する、測距装置。
2. 前記第１装置は、前記第１測距信号の複数の第１キャリア信号を送信し、
   前記第２装置は、前記第２測距信号の複数の第２キャリア信号を送信し、
   前記第１装置は、前記複数の第２キャリア信号の各々の位相を検出し、
   前記第２装置は、前記複数の第１キャリア信号の各々の位相を検出し、検出した各第１キャリア信号の位相についての位相情報を前記第１装置へ送信し、
   前記距離算出部は、前記第１装置に設けられ、検出した各第２キャリア信号の位相と、受信した前記位相情報とに基づいて、前記距離を算出し、
   前記キャリア信号リレー有無判定部は、算出された前記複数の距離についての分散と、前記複数の受信信号強度についての分散とに基づいて前記キャリア信号のリレーの有無を判定する、請求項１に記載の測距装置。
3. 前記複数の距離は、時系列に算出され、
   前記複数の距離についての分散は、各々が前記時系列に隣り合う２つの時刻において算出された第１の距離値と第２の距離値との差である複数の第１の差の第１の分散であり、
   前記複数の受信信号強度についての分散は、各々が前記時系列に隣り合う２つの時刻に測定された２つの受信信号強度の差である複数の第２の差の第２の分散と、前記隣り合う２つの時刻の第１の時刻において測定された前記複数の受信信号強度間の差の絶対値の和と前記隣り合う２つの時刻の第２の時刻において測定された前記複数の受信信号強度間の差の絶対値の和の第３の差の第３の分散であり、
   前記キャリア信号リレー有無判定部は、前記第２の分散と前記第３の分散の和と、前記第１の分散との間の相関の有無に基づいて、前記キャリア信号のリレーの有無を判定する、請求項２に記載の測距装置。
4. 前記複数の距離は、時系列に算出され、
   前記距離についての分散は、算出された複数の測距値の第１の分散であり、
   前記複数の受信信号強度についての分散は、測定された前記複数の受信信号強度の第２の分散と、測定された前記複数の受信信号強度間の差の絶対値の和の第３の分散であり、
   前記キャリア信号リレー有無判定部は、前記第２の分散と前記第３の分散の和と、前記第１の分散との間の相関の有無に基づいて、前記キャリア信号のリレーの有無を判定する、請求項２に記載の測距装置。
5. 前記複数の距離は、時系列に算出され、
   前記時系列に隣り合う２つの時刻において算出された測距値の差から、前記隣り合う２つの時刻において測定された２つの受信信号強度間の差を引いた値の絶対値の和又は前記和を測距回数で除算した値と、所定の閾値とを比較することにより、前記キャリア信号リレー有無判定部は、前記キャリア信号のリレーの有無を判定する、請求項２に記載の測距装置。
6. 前記複数の距離は、時系列に算出され、
   前記時系列に隣り合う２つの時刻において算出された測距値の差から、前記隣り合う２つの時刻において測定された２つの受信信号強度間の差と、前記隣り合う２つの時刻の第１の時刻において測定された前記複数の受信信号強度間の差の絶対値の和と前記隣り合う２つの時刻の第２の時刻において測定された前記複数の受信信号強度間の差の絶対値の和の差とを引いた値の絶対値の和又は前記和を測距回数で除算した値と、所定の閾値とを比較することにより、前記キャリア信号リレー有無判定部は、前記キャリア信号のリレーの有無を判定する、請求項２に記載の測距装置。
7. キャリア位相検出に基づいて第１装置と第２装置間の距離を算出する測距方法であって、
   前記第１装置及び前記第２装置からそれぞれ送信された第１測距信号及び第２測距信号に含まれる複数のキャリア信号の位相に基づいて、前記距離を複数算出し、
   前記複数のキャリアの少なくとも一部の受信信号強度を測定し、
   算出された複数の前記距離についての距離情報と、測定された複数の前記受信信号強度についての受信信号強度情報とに基づいて、前記キャリア信号のリレーの有無を判定する、
   測距方法。

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