JP5644656B2 - スマートシステムおよびスマートシステムの携帯機 - Google Patents

Description

本発明は、スマートシステムおよびスマートシステムの携帯機に関するものである。

従来、図１２（ａ）に示すように、車両９０のユーザ９１が携帯機９２を持って車両９０に近づくと、車両９０から送信された車両側信号が携帯機９２で受信され、携帯機９２は、この車両側信号を受信したことに基づいて、車両９０に携帯側信号を送信し、車両９０は、この携帯側信号を受信したことに基づいて、スマート駆動（車両９０のドアの解錠および車両駆動装置の始動の両方または一方）を行うスマートシステムの技術が知られている。車両９０から送信される車両側信号の受信可能範囲９３は、車両９０の近傍に限定され、携帯機９２が車両９０から遠く離れているときにスマート駆動が実現してしまうことのないようになっている。

このようなスマートシステムの技術に対して、携帯機９２が車両９０から遠く離れていた状況においても、中継器を用いて携帯機９２と車両９０との通信を実現させ、車両９０にスマート駆動を行わせるリレーステーションアタックが問題となる可能性がある。

リレーステーションアタックにおいては、図１２（ｂ）に示すように、ＲＡ中継器９４を車両側信号の通信可能範囲９３内に配置し、ＲＡ中継器９５を携帯機９５の近傍に配置し、車両９０から送信された車両側信号をＲＡ中継器９４が受信して上り中継信号に変換してＲＡ中継器９５に送信し、この上り中継信号をＲＡ中継器９５が受信して車両側信号に戻して携帯機９２に送信するようになっている。そして更に、携帯側信号を中継するためのＲＡ中継器９６、９７をそれぞれ携帯機９２近傍および車両９０近傍に配置し、携帯機９２から送信された携帯側信号をＲＡ中継器９６が受信して下り中継信号に変換してＲＡ中継器９７に送信し、この下り中継信号をＲＡ中継器９７が受信して携帯側信号に戻して車両９０に送信するようになっている。

このような、スマートシステムにＲＡ中継器が介入するリレーステーションアタックへの対抗策として、特許文献１には、ＲＡ中継器が介入し、ＲＡ中継器の出力レベル、ＲＡＲＡ中継器−車両間距離が変化することで、車両側で受信する電波の電力がある規定範囲を外れた場合、ＲＡ中継器介入と判断し、スマート駆動を禁止する技術が記載されている。

特開２００６−３１９８４６号公報

しかし、上記のような対策では、ＲＡ中継器９７が、中継する信号の出力レベルを調整する機能を有していた場合、車両側の受信電力が上記規定範囲内に収まることが可能なため、ＲＡ中継器の介入を検出できない。

本発明は上記点に鑑み、ＲＡ中継器による中継を禁止する新たな技術を提供し、中継する信号の出力レベルを調整可能なＲＡ中継器にも対応できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、スマート駆動として車両のドアの解錠および車両駆動装置の始動のうちいずれか一方または両方を行うスマートシステムであって、車両に搭載される車載システム（１０）と、ユーザに携帯される携帯機（２０）とを備え、前記車載システム（１０）は、所定の車両側データを含む車両側信号を無線送信し、前記携帯機（２０）は、前記車両側信号を受信したことに基づいて、前記車両側信号に含まれる前記車両側データが正規のものであるか否かを判定し、正規のものであると判定したことに基づいて、携帯側データを所定の拡散符号で拡散変調し、拡散変調後の拡散変調信号に基づく携帯側信号を無線送信し、前記車載システム（１０）は、前記携帯側信号を拡散復調して前記携帯側データを取得し、取得した前記携帯側データが正規のものであるか否かを判定し、正規のものであると判定したことに基づいて、前記スマート駆動を行い、前記携帯機（２０）は、前記所定の拡散符号で拡散変調されていない信号である偽信号を出力する偽信号出力手段（２８）を備え、前記偽信号出力手段（２８）が出力した偽信号および前記拡散変調信号が含まれるよう前記携帯側信号を生成して無線送信することを特徴とするスマートシステム。

このように、携帯機（２０）から車載システム（１０）への携帯側信号の送信においてスペクトラム拡散方式を用いるスマートシステムにおいて、携帯機（２０）は、このスペクトラム拡散方式に用いる所定の拡散符号で拡散変調されていない偽信号を携帯側信号に付加する。

ＲＡ中継器が介在しない場合、この偽信号は車載システム（１０）において逆拡散されて広い周波数帯域に分散されるので、車載システム（１０）は正規信号（携帯側信号を生成するために偽信号と合成する信号）から携帯側データを正しく抽出することができる。

しかし、携帯機（２０）から車載システム（１０）への携帯側信号の送信にＲＡ中継器が介在すると、逆拡散復調を行わないＲＡ中継器が携帯側信号を復調してデータ化（論理値化）するときに、偽信号に妨害されて正しいデータにできない。そして、この正しくないデータを変調した変調信号がもう一方のＲＡ中継器に送られるので、最終的に車載システム（１０）においては、受信、復調、逆拡散復調した結果のデータが正規のものでないと判断され、リレーステーションアタックが失敗する。したがって、ＲＡ中継器が、中継する信号の出力レベルを調整可能か否かに関わらず、リレーステーションアタックを防止できる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスマートシステムにおいて、前記偽信号出力手段（２８）が出力する前記偽信号の電圧は、前記携帯側信号を生成するために前記偽信号と合成する正規信号の電圧よりも高いことを特徴とする。このようにすることで、適切な偽信号を付加することができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のスマートシステムにおいて、前記偽信号出力手段（２８）は、所定の周波数の正弦波信号を出力するオシレータ（２８）を備え、前記オシレータ（２８）が出力する前記正弦波信号に基づいた信号を前記偽信号を前記携帯側信号に付加し、前記オシレータ（２８）の出力する前記正弦波の振幅をＶ_Ｎ、周波数をｆ_Ｎとし、前記正規信号の振幅をＶ_Ｓ、ビットレートをｆ_ｂｉｔとすると、Ｖ_Ｎｃｏｓ（２πｆ_Ｎ×ｔ）＞Ｖ_Ｓ ・・・式（１）
（１／ｆ_Ｎ）×（φ_Ｎ／２π）×２＞１／ｆ_ｂｉｔ
となっており、φ _Ｎ は式（１）を満たすＶ_Ｎｃｏｓ（２πｆ_Ｎｔ）の位相であり、0≦φ_Ｎ≦πを満たすことを特徴とする。このようにすることで、適切な周波数および強度の偽信号を付加することができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のスマートシステムにおいて、前記偽信号出力手段（２８）は、前記車両側信号を復調するための所定の周波数の正弦波信号を出力するオシレータ（２８）を備え、前記オシレータ（２８）が出力する前記正弦波信号に基づいた信号を前記偽信号として前記携帯側信号に付加することを特徴とする。このように、車両側信号を復調するためのオシレータ（２８）を、偽信号生成のために流用することで、携帯機（２０）の部品コストを抑えることができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のスマートシステムにおいて、前記携帯機（２０）は、記携帯側信号のうち、前記車載システム（１０）において同期捕捉または同期保持に使用されるビットを含む部分を除いた部分に、前記偽信号を付加することを特徴とする。このようにすることで、逆拡散よりも妨害に弱い同期捕捉または同期保持においては、偽信号による障害無く同期捕捉または同期保持を行うことができる。

また、請求項６に記載の発明は、スマート駆動として車両のドアの解錠および車両駆動装置の始動のうちいずれか一方または両方を行うスマートシステムにおいて、前記車両のユーザに携帯される携帯機であって、所定の車両側データを含む車両側信号を無線送信すると共に、受信した携帯側信号を拡散復調したデータが正規のものであると判定したことに基づいてスマート駆動を行う車載システム（１０）から、前記車両側信号を受信したことに基づいて、前記車両側信号に含まれる前記車両側データが正規のものであるか否かを判定し、正規のものであると判定したことに基づいて、携帯側データを所定の拡散符号で拡散変調し、拡散変調後の拡散変調信号に基づく携帯側信号を無線送信する基本送受信手段（２１〜２７）と、前記所定の拡散符号で拡散変調されていない信号である偽信号を出力する偽信号出力手段（２８）と、を備え、前記基本送受信手段（２１〜２７）は、前記偽信号出力手段（２８）が出力した偽信号および前記拡散変調信号が含まれるよう前記携帯側信号を生成して無線送信することを特徴とする携帯機である。このように、本発明の特徴は、スマートシステムの携帯機の特徴としても捉えることができる。

なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。

本発明の第実施形態に係るスマートシステムの構成図である。 スマートシステムとリレーステーションアタックの概要を示す図である。 ＲＡ中継器９６、９７の作動の詳細を示す図である。 ＲＡ中継器９６での信号Ａ、Ｂ、Ｃの特性を示す図である。 正規信号と偽信号の電圧を同じとした場合のシミュレーション結果である。 正規信号よりも偽信号の電圧を高くした場合のシミュレーション結果である。 好ましい周波数の偽信号を用いた場合のシミュレーション結果である。 直流信号に基づく信号を偽信号として用いた場合のシミュレーション結果である。 １３４ｋＨｚの偽信号を用いた場合のシミュレーション結果である。 正規信号のビット構成を例示する図である。 本発明の他の例におけるスマートシステムの構成図である。 リレーステーションアタックを説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。図１に、本実施形態に係るスマートシステムの構成を示す。このスマートシステムは、スマート駆動として車両のドアの解錠および車両駆動装置（例えばエンジン）の始動を行うものであり、車両に搭載される車載システム１０と、ユーザに携帯される携帯機２０とを備えている。

車載システム１０は、車両側制御部１１、フロントエンド・変調器１２、ＬＦ送信アンテナ１３、ＲＦ受信アンテナ１４、フロントエンド・ＢＰＳＫ復調器１５、逆拡散部１６等を有している。

携帯機２０は、ＬＦ受信アンテナ２１、アンプ・フィルタ部２２、ＬＦ用復調部２３、携帯側制御部２４、拡散部２５、ＢＰＳＫ変調器２６、ＲＦ送信アンテナ２７、オシレータ２８等を備えている。

以下、これら車載システム１０および携帯機２０の各部の作動と共に、スマートシステム全体の作動について説明する。

まず、車両側制御部１１は、周知のマイクロコンピュータによって構成され、送信タイミングが訪れるまで待機する。送信タイミングとしては、定期的（例えば１秒周期）に訪れるポーリングタイミング、および、ユーザがドアに手をかける動作をタッチセンサ（図示せず）を用いて検出したタイミングがある。

送信タイミングが訪れると車両側制御部１１は、所定のＬＦデータ（携帯側データの一例に相当する）を作成してフロントエンド・変調器１２に出力する。するとフロントエンド・変調器１２は、受けたＬＦデータに対して変調、増幅、フィルタリング等の処理を行うことで、ＬＦデータを含むＬＦ波帯の信号（携帯側信号の一例に相当する）を生成し、ＬＦ送信アンテナ１３に出力する。これにより、ＬＦ送信アンテナ１３から当該ＬＦ波帯の信号が無線送信される。ＬＦ波帯の信号は、距離による減衰が激しいので、車両のごく近傍の受信可能領域５０（例えば車両から１メートル以内の位置）でしか受信できない。

図２（ａ）に示すように、車両のユーザ９１が保持する携帯機２０が上記受信可能領域５０内にいる場合、車載システム１０から上記のように送信されたＬＦ波帯の信号は、ＬＦ受信アンテナ２１が無線受信する。そしてＬＦ受信アンテナ２１が無線受信したＬＦ波帯の信号は、アンプ・フィルタ部２２に入力され、アンプ・フィルタ部２２では、このＬＦ波帯の信号の増幅および周波数フィルタリングを行う。

増幅および周波数フィルタリングされた後のＬＦ波帯の信号は、ＬＦ用復調部２３に入力され、ＬＦ用復調部２３は、この入力されたＬＦ波帯の信号を復調することで、このＬＦ波帯の信号に含まれるＬＦデータを取得し、取得したＬＦデータを携帯側制御部２４に入力する。

携帯側制御部２４は、周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＬＦ用復調部２３から入力されたＬＦデータが正規のものであるか否かを、周知の方法で（例えば正規のデータと一致するか否かで）判定し、正規のものでないと判定した場合は、後述するＲＦデータを送信せず、このＬＦデータを破棄する。

本例の場合、携帯機２０が車載システム１０に対応したものなので、車載システム１０から送信されたＬＦ波帯の信号に含まれるＬＦデータは、正規のものであると判定される。その場合、携帯側制御部２４は、所定のＲＦデータ（携帯側データの一例に相当する）を作成して拡散部２５に入力する。

拡散部２５は、スペクトラム拡散方式（より具体的には、直接スペクトル拡散方式（ＤＳＳＳ））の拡散変調を行う回路（例えば、マイクロコンピュータ、ＦＰＧＡ）であり、入力されたＲＦデータに対して所定の拡散符号で拡散変調し、拡散変調された結果の拡散変調信号（正規信号の一例に相当する）をＢＰＳＫ変調器２６に入力する。

ＢＰＳＫ変調器２６は、入力された変調信号に対してＢＰＳＫ変調（あるいは他の変調方式でもよい）を施し、さらにＢＰＳＫ変調後の信号に対して増幅および周波数フィルタリングを施し、その結果のＲＦ波帯の信号（例えば日本及び北米では３００ＭＨｚ程度、欧州及び韓国では４００ＭＨｚ程度。携帯側信号の一例に相当する。）をＲＦ送信アンテナ２７に入力する。するとＲＦ送信アンテナ２７は、入力されたＲＦ波帯の信号を無線送信する。

これらＬＦ受信アンテナ２１、アンプ・フィルタ部２２、ＬＦ用復調部２３、携帯側制御部２４、拡散部２５、ＢＰＳＫ変調器２６、ＲＦ送信アンテナ２７が、基本送受信手段の一例を構成する。

ただし、拡散部２５からＢＰＳＫ変調器２６に入力される拡散変調信号には、オシレータ２８が出力する偽信号が付加される。オシレータ２８は、所定の周波数（Ｎヘルツ）の正弦波信号を出力する周知の発振回路である。したがって、ＢＰＳＫ変調器２６には、拡散部２５が出力した拡散変調信号（正規信号）とオシレータ２８の出力した偽信号との合成信号が入力され、ＢＰＳＫ変調器２６は、この合成信号に対して上記のような処理を施してＲＦ送信アンテナ２７に入力する。

したがって、ＲＦ送信アンテナ２７から無線送信されるＲＦ波帯の信号は、ＲＦデータを含む正規信号と、オシレータ２８が出力する偽信号とが含まれる。このＲＦ波帯の信号は、ＬＦ波帯の信号に比べて遠くまで届くようになっている。

このようなＬＦ波帯の信号が携帯機２０から送信されると、車載システム１０のＲＦ受信アンテナ１４は、このＲＦ波帯の信号を無線受信してフロントエンド・ＢＰＳＫ復調器１５に入力する。するとフロントエンド・ＢＰＳＫ復調器１５は、入力されたＲＦ波帯の信号に増幅、周波数フィルタリング等の処理を施し、さらにその処理後のＲＦ波帯の信号にＢＰＳＫ復調（あるいは、ＢＰＳＫ変調器２６がＢＰＳＫ以外の変調方式で変調したならその変調方式に対応した復調）を施し、その結果得た信号を逆拡散部１６に入力する。

逆拡散部１６は、スペクトラム拡散方式（より具体的には、直接スペクトル拡散方式（ＤＳＳＳ））の拡散復調を行う回路（例えば、マイクロコンピュータ、ＦＰＧＡ）であり、フロントエンド・ＢＰＳＫ復調器１５から入力された信号に対して、拡散部２５と同じ所定の拡散符号で同期捕捉、同期追従、逆拡散復調の処理を施す。

逆拡散部１６に入力される信号は、偽信号と正規信号の合成信号に相当するが、この合成信号のうち偽信号は、上記所定の拡散符号で拡散変調された信号ではないので、逆拡散部１６の逆拡散復調によって広い周波数帯域に分散され、その結果、合成信号のうち正規信号のみが逆拡散復調によってＲＦデータとして復元される。逆拡散部１６は、このように復元されたＲＦデータを車両側制御部１１に入力する。

車両側制御部１１は、このＲＦデータ（携帯側データの一例に相当する）が入力されると、このＲＦデータが正規のものであるか否かを判定するため、当該ＲＦデータを所定の照合用データと照合する。そして、照合の結果に基づいて、当該ＲＦデータが正規のものであるか否かを、周知の方法で（例えばキーデータが照合用データと一致するか否かで）判定する。

ＲＦデータを含むＲＦ波帯の信号を送信した携帯機２０は、車載システム１０に対応したものなので、このＲＦデータは、正規のものであると判定される。そして、正規の者であると判定した場合、車両側制御部１１は、スマート駆動を開始する。具体的には、図示しないアクチュエータを制御することで、車両のドアを解錠し、また、ユーザによるエンジン始動操作（例えば、エンジンスタートボタンの押下）があったことに基づいて、エンジン用のアクチュエータ（インジェクタ、イグナイタ、スタータモータ等）を制御してエンジンを始動させる。なお、受信したＲＦ波帯の信号が携帯機２０からのものでない場合は、受信したＲＦデータが正規のものでないと判定し、スマート駆動を禁止する。

このように、ＲＡ中継器が介在しない場合、携帯機２０から偽信号が含まれたＲＦ波帯の信号が送信されても、この偽信号は車載システム１０において逆拡散されて広い周波数帯域に分散されるので、車載システム１０は正規信号（携帯側信号を生成するために偽信号と合成する信号）から携帯側データを正しく抽出することができる。

ここで、リレーステーションアタックが試みられた場合について説明する。本実施形態が防止対象とするリレーステーションアタックにおいては、図２（ｂ）に示すように、ＲＡ中継器９４をＬＦ波帯信号の通信可能範囲５０内に配置し、ＲＡ中継器９５を携帯機２０の近傍に配置し、車載システム１０から送信されたＬＦ波帯信号をＲＡ中継器９４が受信してＲＦ波帯の信号に周波数変換してＲＡ中継器９５に送信し、このＲＦ波帯の信号をＲＡ中継器９５が受信してＬＦ波帯信号に戻して携帯機２０に送信するようになっている。

そして更に、ＲＦ波帯の信号（携帯側信号）を中継するためのＲＡ中継器９６、９７をそれぞれ携帯機２０近傍および車載システム１０近傍に配置し、携帯機２０から送信された携帯側信号をＲＡ中継器９６が受信して下り中継信号に変換してＲＡ中継器９７に送信し、この下り中継信号をＲＡ中継器９７が受信して携帯側信号に戻して車両に送信するようになっている。

ここで、携帯機２０から車載システム１０へのＲＦ波帯の信号を中継するＲＡ中継器９６、９７の作動の詳細について、図３を用いて説明する。

携帯機２０から送信されたＲＦ波帯の信号Ａ（ＢＰＳＫ変調波）は、ＲＡ中継器９６の受信アンテナ９６ａで無線受信されてフロントエンド９６ｂに入力され、フロントエンド９６ｂは入力された信号に増幅および周波数フィルタリングを施し、その結果の信号をＢＰＳＫ復調部９６ｃに入力し、ＢＰＳＫ復調部９６ｃは入力された信号に対してＢＰＳＫ復調を施し、その結果の信号Ｂを２値化部９６ｄに入力する。２値化部９６ｄは、入力された信号Ｂの電圧が所定の閾値より高いか低いかで信号を２値化し、その結果の信号Ｃを変調部９６ｅに入力する。変調部９６ｅは、入力された信号Ｃを変調してＲＦ波帯の信号に変換し、送信アンテナ９６ｆに入力する。すると送信アンテナ９６ｆは、入力されたＲＦ波帯の信号を無線送信する。

すると、ＲＡ中継器９７においては、ＲＡ中継器９６から送信されたＲＦ波帯の信号が受信アンテナ９７ａで無線受信されてフロントエンド９７ｂに入力され、フロントエンド９７ｂは入力された信号に増幅および周波数フィルタリングを施し、その結果の信号を復調部９７ｃに入力し、復調部９７ｃは入力された信号に対して復調（ＲＡ中継器９６の変調部９６ａの変調方式に対応する復調）を施し、その結果の信号を２値化部９７ｄに入力する。２値化部９７ｄは、入力された信号の電圧が所定の閾値（例えば０ボルト）より高いか低いかで信号を２値化し、その結果の信号をＢＰＳＫ変調部９７ｅに入力する。ＢＰＳＫ変調部９７ｅは、入力された信号を変調してＲＦ波帯の信号に変換し、送信アンテナ９７ｆに入力する。すると送信アンテナ９７ｆは、入力されたＲＦ波帯の信号を無線送信し、このＲＦ波帯の信号が車載システム１０で受信される。

図４に、携帯機２０が送信するＲＦ波帯の信号に、上記のような偽信号が含まれていなかった場合と、含まれていた場合の、信号Ａ、Ｂ、Ｃの波形を例示する。まず、携帯機２０が送信するＲＦ波帯の信号に、上記のような偽信号が含まれていなかった場合について説明する。この場合、図４の上段に示すように、信号Ａ（ＲＡ中継器９６の受信アンテナ９６ａが受信する信号）の周波数特性５１は、信号Ａが拡散変調されているが故に、広い周波数帯に強度が分布するような特性となっている。

この信号ＡがＲＡ中継器９６の受信アンテナ９６ｂ、フロントエンド９６ｂを経てＢＰＳＫ復調部９６ｃでＢＰＳＫ復調された後の信号Ｂの時間−電圧特性５２は、携帯機（ただし、従来通りオシレータ２８を有さないもの）でＢＰＳＫ拡散変調後の信号と同じになる。したがって、この信号Ｂを２値化部９６ｄで２値化した結果の信号Ｃの時間−論理値（ＨＩかＬＯか）特性５３も、拡散変調されたＲＦデータと同じになる。

一方、本実施形態のように、偽信号と正規信号の合成信号を含むＲＦ波帯の信号Ａが携帯機２０から送信された場合、図４の下段に示すように、信号Ａの周波数−強度特性５４は、正規信号（ＲＦデータが拡散変調された信号）に対応して広い周波数帯に強度が分布するような成分と、偽信号に対応して特定の周波数で強度がピークになる成分５４ａ、５４ｂとを共に含んでいる。ここで、ピーク成分５４ａ、５４ｂの周波数は、オシレータ２８の出力周波数（Ｎヘルツ）分だけＢＰＳＫ変調による正規信号の中心周波数よりもずれている。

このような信号ＡがＲＡ中継器９６の受信アンテナ９６ｂ、フロントエンド９６ｂを経てＢＰＳＫ復調部９６ｃでＢＰＳＫ復調された場合、ＢＰＳＫ復調後の信号Ｂの時間−電圧特性５５は、ＢＰＳＫ拡散変調後の正規信号に偽信号の正弦波が合成された特性となっている。したがって、この信号Ｂを２値化部９６ｄで、例えば０ボルトを閾値として２値化した結果の信号Ｃの時間−論理値（ＨＩかＬＯか）特性５６は、偽信号の成分に妨害されて、拡散変調されたＲＦデータとは同じにならない。

したがって、このような信号Ｃが変調部９６ａで変調されて送信アンテナ９６ｆで送信され、ＲＡ中継器９７で上述のように受信、復調、２値化、ＢＰＳＫ変調されて車載システム１０に送信されても、信号Ｃの時点で間違った値を含むＲＦ波帯の信号が携帯機２０に届くだけなので、携帯機２０において、当該ＲＦ波帯の信号を受信、ＢＰＳＫ復調、逆拡散復調し、車両側制御部１１が逆拡散復調のデータを取得しても、このデータは正規のＬＦデータではなくなっているので、スマート駆動は禁止され、ドアも開かず、エンジンも始動しないので、リレーステーションアタックは失敗する。

以下、オシレータ２８から出力する偽信号の詳細について説明する。まず、偽信号の信号強度について説明する。偽信号の入力電力（Ｎに相当する）は、この偽信号と合成される正規信号の電力（Ｎに相当する）との関係で言えば、携帯機２０側で復調可能なＳ／Ｎ比となるように設定される。例えば、携帯機２０及び車載システムの組み合わせが−２０ｄＢのＳ／Ｎ比まで復調可能な性能を有していれば、偽信号は、正規信号に対して＋２０ｄＢを上限とする電力であればよい。ただし、実際は伝搬環境からのノイズを考え、＋２０ｄＢよりもレベルを下げる。

また、偽信号と正規信号の電圧の最大値が等しい場合について、偽信号と正規信号（ランダムに生成した）とを合成し、合成結果の合成信号を、０ボルトを閾値として２値化するシミュレーションを行った結果を図５に示す。なお、このシミュレーションでは、偽信号の周波数は１ｋＨｚとし、正規信号のチップレートは１００ｋｃｐｓとする。

この場合、図５に示す通り、偽信号（ａ）と正規信号（ｂ）の合成信号（ｃ）を２値化した信号（ｄ）は、正規信号（ｂ）と同じになっている。すなわち、偽信号を付加してもエラーが０となり、図３の信号Ｃは、携帯機２０で拡散変調されたＲＦデータと同じになる。

この図５の例よりも偽信号の電圧が高い場合は、エラーが発生する。例えば、偽信号の電圧が正規信号の電圧より１．１倍高くなった場合について、偽信号と正規信号とを合成し、合成結果の合成信号を、０ボルトを閾値として２値化するシミュレーションを行った結果を図６に示す。このシミュレーションの他の条件は、図５のシミュレーションと同じである。

この場合、図６に示す通り、偽信号（ａ）と正規信号（ｂ）の合成信号（ｃ）を２値化した信号（ｄ）は、正規信号（ｂ）と異なっている。より具体的には、誤り率が１２．５％となっている。従って、偽信号の電圧（強度）の下限は正規信号の電圧である。すなわち、偽信号を付加することで、図３の信号Ｃは、携帯機２０で生成したＲＦデータと異なる値になる。以上のようなことから、偽信号の出力電圧は、合成相手の正規信号の出力電圧よりも高くなる必要がある。

ただし、正確には、車システム１０では（スペクトラム拡散の）逆拡散により、通信部１６に入力される信号が携帯機２０で拡散変調された後の正規信号に対して多少間違ってもエラー回避できる場合がある。例えば、ＲＦデータの１ビットの半分間違ったとし、間違った部分は逆拡散（和）により０となり、正しい部分は逆拡散により正しい値が得られると、結局総和は正しい値となる。また、上記のシミュレーションは理想的なシステムであり、実際には車載システム２０のフロントエンド・ＢＰＳＫ復調器１５や逆拡散部１６の設計や製品品質により影響する。例えば、基板ノイズにより振幅が変動すれば、上記の正しい値のときも結果としてＲＦデータとは異なるデータを逆拡散によって得る可能性は高くなる。

以上のことより、偽信号の出力電圧は、合成相手の正規信号の出力電圧よりも高くなる必要があるが、実際には、ＲＡ中継器が介入した後に復調できなくなる程度の電圧に設定する。

次に、偽信号の周波数について説明する。上記した通り、１ビット（使用する拡散符号の符号数が１００とき１００チップ）のうち一部がＲＡ中継器９６において間違って２値化されても、車載システム１０では復調できてしまう場合がある。したがって、本来１ビット中には拡散符号としてチップ０、１の論理値を有しているが、１ビット全体が全て１、又は０となることが必須ではないが好ましい。

偽信号の振幅をＶ_Ｎ、周波数をｆ_Ｎ、正規信号の振幅をＶ_Ｓ、ビットレートをｆ_ｂｉｔ、とすると、偽信号の電圧が正規信号の電圧を超えるためには、
Ｖ_Ｎｃｏｓ（２πｆ_Ｎ×ｔ）＞Ｖ_Ｓ ・・・式（１）
という不等式を満たす必要がある（ｔは時間）。また、偽信号の電圧が正規信号の電圧を超える時間が１ｂｉｔの時間を超えるためには
（１／ｆ_Ｎ）×（φ_Ｎ／２π）×２＞１／ｆ_ｂｉｔ・・・式（２）
但し、φ_Ｎは式（１）を満たすＶ_Ｎｃｏｓ（２πｆ_Ｎｔ）の位相であり、0≦φ_Ｎ≦πを満たすという不等式を満たす必要がある。

この式（１）、（２）は、偽信号により１ビット全体が間違うための周波数と電圧を規定するものである。正規信号に偽信号が重畳したときに、ＲＡ中継器９６の２値化において正規信号が復元されないようにするには、Ｖ_Ｎ≦Ｖ_Ｓの期間が１ビットを超えないといけない。この条件を満たす期間が０〜φ_Ｎ（０≦φ_Ｎ≦π）であれば、偽信号１周期の間に２倍存在するため、時間としては（１／ｆ_Ｎ）×（φ_Ｎ／２π）×２となる。

上記の２式（１）、（２）から偽信号の周波数ｆ_Ｎを算出する。したがって、Ｖ_Ｓ＝１Ｖ、Ｖ_Ｎ＝２Ｖ、ｆ_ｂｉｔ＝１ｋｂｐｓとすると、例えばφ_Ｎ＝π／３、ｆ_Ｎ＝１０００／３Ｈｚとしてもよい。

この例について図５、図６と同様のシミュレーションを行った結果を図７に示す（表示形式も図５、図６と同じ）。なお、シミュレーションの他の条件は、図６のシミュレーションと同じである。

この場合、図７に示す通り、偽信号（ａ）と正規信号（ｂ）の合成信号（ｃ）を２値化した信号（ｄ）は、常にＨＩまたはＬＯの期間がビットレートの逆数（すなわち１ｍｓｅｃ）の長さ以上得られている。

また、極端な例では、上記２つの不等式を満たすために、偽信号の周波数を０ヘルツとする例も可能である。この場合、偽信号は直流信号となる。

この例について図７と同様のシミュレーションを行った結果を図８に示す（表示形式も図７と同じ）。なお、シミュレーションの他の条件は、図７のシミュレーションと同じである。この場合、図７に示す通り、偽信号（ａ）と正規信号（ｂ）の合成信号（ｃ）を２値化した信号（ｄ）は、１ビットの時間１ｍｓｅｃが常にＨＩとなる。

なお、偽信号を直流信号とする方法としては、例えばオシレータ２８を直流信号を出力する回路に置き換えるようにしてもよい。あるいは、オシレータ２８を廃し、図１のＢＰＳＫ変調器２６が生成するＲＦキャリアを、ＢＰＳＫ変調器２６の出力結果に合成してもよい。後者の場合には、偽信号として用いたＲＦキャリアとＲＦ変調器で用いたＲＦキャリアの位相を一致させる。もしこれらの位相が（π／２）＋Ｍ×１８０°（Ｍは整数）ずれると直流成分がなくなってしまうためである。

このように、偽信号の周波数の下限はなく（直流でもよい）、また、上記２つの不等式（１）、（２）を満たすような周波数が好ましい。このようにすることで、適切な周波数および強度の偽信号を付加することができる。

なお、オシレータ２８が出力する偽信号の周波数としては、例えば、ＬＦ用復調部２３がＬＦ波帯の信号の復調に用いるＬＦキャリアの周波数（１３４ｋＨｚ）としてもよい。この場合、ＬＦ用復調部２３は、オシレータ２８が出力した上記ＬＦキャリア（所定の周波数の正弦波信号）を用いてＬＦ波帯の信号を復調するようになっていてもよい。このように、ＬＦ波帯の信号を復調するためのオシレータ２８を、偽信号生成のために流用することで、携帯機２０の部品コストを抑えることができる。この例について、図５、図６と同様のシミュレーションを行った結果を図９に示す（表示形式も図５、図６と同じ）。２値化後の信号が正規信号と異なるようになる。なお、シミュレーションの他の条件は、図６のシミュレーションと同じである。

次に、正規信号に偽信号を合成するタイミングについて説明する。ＲＦデータが拡散変調された正規信号（拡散部２５が出力した信号）のうち、全ビットにオシレータ２８からの偽信号を合成するようになっていてもよい。この場合、オシレータ２８は、携帯機２０の作動中常に偽信号を出力するようになっていればよい。

あるいは、正規信号のうち一部については偽信号を合成せず、残りの部分にのみ偽信号を合成するようになっていてもよい。例えば、図１０に示すような正規信号６１（１つの小さな四角形が１ビットに相当する）のうち、先頭の２ビット６２が同期捕捉用ビットであり、８番目および９番目のビット６３が同期保持用のビットであるとする。つまり、同期保持の間隔を５ビットとする。

この場合、車載システム１０の逆拡散部１６は、同期捕捉用ビット６２を用いて同期捕捉を行い、同期保持用ビット６３を用いて同期保持を行い、他のビットを用いて逆拡散復調を行う。

そして、オシレータ２８は、同期捕捉用ビット６２および同期保持用ビット６３に対しては、偽信号を合成せず、他のビットにのみ、偽信号を合成する。これを実現するために、携帯側制御部２４（または拡散部２５）は、オシレータ２８からの偽信号の出力のオン、オフを制御するようになっている。

同期捕捉、同期保持は、同期タイミングに沿ったデータ復調（逆拡散）よりノイズに弱いため、このようにすることで、逆拡散よりも妨害に弱い同期捕捉または同期保持においては、偽信号による障害無く同期捕捉または同期保持を行うことができる。

以上説明した通り、本実施形態においては、携帯機２０は、偽信号出力手段としてのオシレータ２８が出力した偽信号および拡散変調信号が含まれるようＲＦ波帯の信号を生成して無線送信する。

このように、携帯機２０から車載システム１０への携帯側信号の送信においてスペクトラム拡散方式を用いるスマートシステムにおいて、携帯機２０は、このスペクトラム拡散方式に用いる所定の拡散符号で拡散変調されていない偽信号を携帯側信号に付加する。

ＲＡ中継器が介在しない場合、この偽信号は車載システム１０において逆拡散されて広い周波数帯域に分散されるので、車載システム１０は正規信号（携帯側信号を生成するために偽信号と合成する信号）から携帯側データを正しく抽出することができる。

しかし、携帯機２０から車載システム１０への携帯側信号の送信にＲＡ中継器が介在すると、逆拡散復調を行わないＲＡ中継器が携帯側信号を復調してデータ化するときに、偽信号に妨害されて正しいデータにできない。そして、この正しくないデータを変調した変調信号がもう一方のＲＡ中継器に送られるので、最終的に車載システム１０においては、受信、復調、逆拡散復調した結果のデータが正規のものでないと判断され、リレーステーションアタックが失敗する。したがって、ＲＡ中継器が、中継する信号の出力レベルを調整可能か否かに関わらず、リレーステーションアタックを防止できる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。例えば、以下のような形態も許容される。

（１）上記実施形態では、オシレータ２８が出力する偽信号と、拡散部２５から出力されてＢＰＳＫ変調器２６に入力される前の正規信号とを合成して合成信号とし、この合成信号をＢＰＳＫ変調器２６に入力するようになっている。

しかし、偽信号は、上記のようにＢＰＳＫ変調器２６の前段において合成するのではなく、ＢＰＳＫ変調器２６の後段において合成するようになっていてもよい。例えば、図１１に示すように、携帯機２０は、更にアンプ２９およびＢＰＳＫ変調器３０を備え、オシレータ２８の出力した正弦波信号をアンプ２９に入力し、アンプ２９によって所望の電圧に増幅された信号をＢＰＳＫ変調器３０に入力し、ＢＰＳＫ変調器３０によってＢＰＳＫ変調器２６と同様にＢＰＳＫ変調等された正弦波信号（偽信号に相当する）と、ＢＰＳＫ変調器２６から出力された正規信号（ＲＦデータが拡散変調されてＢＰＳＫ変調等された結果の信号）とが合成され、当該合成信号がＲＦ波帯の信号としてＲＦ送信アンテナ２７によって無線送信されるようになっていてもよい。この場合は、オシレータ２８、アンプ２９、ＢＰＳＫ変調器３０が、偽信号出力手段２８の一例を構成する。

このような例でも、携帯機２０は、偽信号出力手段２８が出力した偽信号および拡散変調信号が含まれるようＲＦ波帯の信号（携帯側信号）を生成して無線送信する点は同じである。

（２）また、上記実施形態では、偽信号は正弦波信号、直流信号、または、それら正弦波信号、直流信号のいずれかをＢＰＳＫ変調した信号であった。しかし、偽信号としては、このような信号に限らず、ＲＦデータの拡散変調に用いられる拡散符号で拡散変調されていない信号であれば、どのようなものであってもよい。

例えば、ＲＦデータを拡散変調した正規信号に、その正規信号よりも高電力（または高電圧）の矩形信号を、偽信号として合成してもよい。このようにしても、ＲＡ中継器９６は、電力（または電圧）の大きい方の信号に従って２値化することになるので、リレーステーションアタックが失敗する。

また、正規信号に合成される偽信号は、ＲＦデータの拡散変調に用いられる拡散符号（以下、拡散符号Ｘという）とは異なる拡散符号（以下、拡散符号Ｙという）で拡散変調された信号であってもよい。この場合も、拡散符号Ｙで拡散変調された方の偽信号の電力（または電圧）の方が拡散符号Ｘで拡散変調された正規信号の電力（または電圧）よりも高ければ、ＲＡ中継器９６は、電力（または電圧）の大きい方の信号に従って２値化することになるので、リレーステーションアタックが失敗する。一方、車載システム１０では、受信したＲＦ波帯の信号を拡散符号Ｘで逆拡散復調するので、拡散符号Ｙで拡散変調された信号は捨てられ、正しいＲＦデータを取得することができる
またこの場合、車載システム１０は、受信したＲＦ波帯の信号を拡散符号Ｘで逆拡散復調すると共に、受信したＲＦ波帯の信号を拡散符号Ｙでも別途逆拡散復調するようになっていてもよい。この場合、車載システム１０では、正規信号に含まれるＲＦデータも、偽信号に含まれるデータも、両方正しく受信することができる。

（３）また、上記実施形態においては、車載システム１０と携帯機２０の間で１往復の通信を行うことでスマート駆動を実現しているが、複数回往復する通信を行うことでスマート駆動を実現してもよい。つまり、（ａ）車載システム１０が所定のＬＦデータを含むＬＦ波帯の信号を携帯機２０に送信する。（ｂ）「携帯機２０が、当該ＬＦ波帯の信号に含まれるＬＦデータが正規のものであるか否か判定し、正規のものであれば、所定のＲＦデータを含むＲＦ波帯の信号を車載システム１０に送信し、車載システム１０が、当該ＲＦ波帯の信号に含まれるＲＦデータが正規のものであるか否か判定し、正規のものであれば、所定のＬＦデータを含むＬＦ波帯の信号を携帯機２０に送信する」という処理をＪ回繰り返す（ただしＪは１以上の整数）。（ｃ）携帯機２０が、当該ＬＦ波帯の信号に含まれるＬＦデータが正規のものであるか否か判定し、正規のものであれば、所定のＲＦデータを含むＲＦ波帯の信号を車載システム１０に送信し、車載システム１０が、Ｊ＋１回目に受信した当該ＲＦ波帯の信号に含まれるＲＦデータが正規のものであるか否か判定し、正規のものであれば、スマート駆動を行う。という処理を行ってもよい。

この場合、この複数回の往復のすべての回において、携帯機２０から車載システム１０に送信されるＲＦ波帯の信号に偽信号を含めるようになっていてもよいし、特定の回（例えば１回目、最後）においてのみＲＦ波帯の信号に偽信号を含めるようになっていてもよい。

（４）また、上記実施形態では、スマート駆動は、車両のドアの解錠および車両駆動装置の始動を行うものであるが、スマート駆動は、車両のドアの解錠のみを行うものであってもよいし、車両駆動装置の始動のみを行うものであってもよい。

（５）また、上記実施形態では、車載システム１０から携帯機２０への無線送信される車両側信号としては、ＬＦ波帯の信号が用いられているが、ＬＦ波帯以外の帯域の無線信号が用いられていてもよい。また同様に、携帯機２０から車載システム１０へ無線送信される携帯側信号としては、ＲＦ波帯の信号が用いられているが、ＲＦ波帯以外の帯域の無線信号が用いられていてもよい。

１０ 車載システム
１１ 車両側制御部
１２ フロントエンド・変調器
１３ ＬＦ送信アンテナ
１４ ＲＦ受信アンテナ
１５ フロントエンド・ＢＰＳＫ復調器
１６ 逆拡散部
２０、９２ 携帯機
２１ ＬＦ受信アンテナ
２２ アンプ・フィルタ部
２３ ＬＦ用復調部
２４ 携帯側制御部
２５ 拡散部
２６ ＢＰＳＫ変調器
２７ ＲＦ送信アンテナ
２８ オシレータ
２９ アンプ
３０ ＢＰＳＫ変調器
５０、９３ 通信可能範囲
５１、５４ 信号Ａの周波数特性
５２、５５ 信号Ｂの時間−電圧特性
５３、５６ 信号Ｃの時間−論理値特性
５４ａ、５４ｂ ピーク成分
６１ 正規信号
６２ 同期捕捉用ビット
６３ 同期保持用ビット
９０ 車両
９１ ユーザ
９４〜９７ ＲＡ中継器
９６ａ、９７ａ 受信アンテナ
９６ｂ、９７ｂ フロントエンド
９６ｃ ＢＰＳＫ復調部
９６ｄ、９７ｄ ２値化部
９６ｅ 変調部
９６ｆ、９７ｆ 送信アンテナ
９７ｃ 復調部

Claims (6)

1. スマート駆動として車両のドアの解錠および車両駆動装置の始動のうちいずれか一方または両方を行うスマートシステムであって、
   車両に搭載される車載システム（１０）と、ユーザに携帯される携帯機（２０）とを備え、
   前記車載システム（１０）は、所定の車両側データを含む車両側信号を無線送信し、
   前記携帯機（２０）は、前記車両側信号を受信したことに基づいて、前記車両側信号に含まれる前記車両側データが正規のものであるか否かを判定し、正規のものであると判定したことに基づいて、携帯側データを所定の拡散符号で拡散変調し、拡散変調後の拡散変調信号に基づく携帯側信号を無線送信し、
   前記車載システム（１０）は、前記携帯側信号を拡散復調して前記携帯側データを取得し、取得した前記携帯側データが正規のものであるか否かを判定し、正規のものであると判定したことに基づいて、前記スマート駆動を行い、
   前記携帯機（２０）は、前記所定の拡散符号で拡散変調されていない信号である偽信号を出力する偽信号出力手段（２８）を備え、前記偽信号出力手段（２８）が出力した偽信号および前記拡散変調信号が含まれるよう前記携帯側信号を生成して無線送信することを特徴とするスマートシステム。
2. 前記偽信号出力手段（２８）が出力する前記偽信号の電圧は、前記携帯側信号を生成するために前記偽信号と合成する正規信号の電圧よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のスマートシステム。
3. 前記偽信号出力手段（２８）は、所定の周波数の正弦波信号を出力するオシレータ（２８）を備え、前記オシレータ（２８）が出力する前記正弦波信号に基づいた信号を前記偽信号を前記携帯側信号に付加し、
   前記オシレータ（２８）の出力する前記正弦波の振幅をＶ_Ｎ、周波数をｆ_Ｎとし、前記正規信号の振幅をＶ_Ｓ、ビットレートをｆ_ｂｉｔとすると、
   Ｖ_Ｎｃｏｓ（２πｆ_Ｎ×ｔ）＞Ｖ_Ｓ ・・・式（１）
   （１／ｆ_Ｎ）×（φ_Ｎ／２π）×２＞１／ｆ_ｂｉｔ
   となっており、φ_Ｎは、前記式（１）を満たすＶ_Ｎｃｏｓ（２πｆ_Ｎ×ｔ）の位相であり、0≦φ_Ｎ≦πを満たすことを特徴とする請求項２に記載のスマートシステム。
4. 前記偽信号出力手段（２８）は、前記車両側信号を復調するための所定の周波数の正弦波信号を出力するオシレータ（２８）を備え、前記オシレータ（２８）が出力する前記正弦波信号に基づいた信号を前記偽信号として前記携帯側信号に付加することを特徴とする請求項１または２に記載のスマートシステム。
5. 前記携帯機（２０）は、記携帯側信号のうち、前記車載システム（１０）において同期捕捉または同期保持に使用されるビットを含む部分を除いた部分に、前記偽信号を付加することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のスマートシステム。
6. スマート駆動として車両のドアの解錠および車両駆動装置の始動のうちいずれか一方または両方を行うスマートシステムにおいて、前記車両のユーザに携帯される携帯機であって、
   所定の車両側データを含む車両側信号を無線送信すると共に、受信した携帯側信号を拡散復調したデータが正規のものであると判定したことに基づいてスマート駆動を行う車載システム（１０）から、前記車両側信号を受信したことに基づいて、前記車両側信号に含まれる前記車両側データが正規のものであるか否かを判定し、正規のものであると判定したことに基づいて、携帯側データを所定の拡散符号で拡散変調し、拡散変調後の拡散変調信号に基づく携帯側信号を無線送信する基本送受信手段（２１〜２７）と、
   前記所定の拡散符号で拡散変調されていない信号である偽信号を出力する偽信号出力手段（２８）と、を備え、
   前記基本送受信手段（２１〜２７）は、前記偽信号出力手段（２８）が出力した偽信号および前記拡散変調信号が含まれるよう前記携帯側信号を生成して無線送信することを特徴とする携帯機。

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