JP6641508B1 - 無線通信システム、及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より高いセキュリティ性能を実現させた無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システムは、車両（１００）に搭載された無線通信機能を有する車載機（１）と、車両のユーザ（２００）によって携帯され、車載機との間で無線通信が可能な携帯機（２）と、を備える。車載機は、第１の共振周波数を切り換えつつ、携帯機向けの第１の無線信号を送信する。携帯機は、そのようにして送信される第１の無線信号を、第２の共振周波数を切り換えつつ受信する。また、受信時の復調エラーの検出を行い、その第１の無線信号の受信結果を示す受信結果情報を生成し、生成した受信結果情報を含む第２の無線信号を送信する。その第２の無線信号を受信した車載機は、受信結果情報を基に、第１の無線信号の中継が行われたか否かを判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、車載機と携帯機とを備える無線通信システム、及び無線通信方法に関する。

従来から、車載無線通信装置と携帯無線通信装置との間の無線通信により、ユーザが携帯機を操作することなく、ドアの施錠、及び解錠を行えるスマートキーレスエントリーシステムが知られている。スマートキーレスエントリーシステムでは、車載無線通信装置と携帯無線通信装置とが直接、無線通信を行う無線通信システムが構築される。以下、車載無線通信装置を「車載機」と称し、携帯無線通信装置を「携帯機」と称する。

スマートキーレスエントリーシステムでは、車載機に接続されたＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）送信アンテナと携帯機との距離を測定し、携帯機が車内にあると判定された場合に、車両の駆動動力源であるエンジン、或いはモータの始動操作を許可する。また、スマートキーレスエントリーシステムでは、携帯機が車内にある状態で車外からユーザがドアを施錠しようとした場合に、閉じ込めに対する警告を発するようになっている。

ＬＦ送信アンテナと携帯機との間の距離を測定する方法として、携帯機に受信信号強度測定回路（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を内蔵し、車載機からの信号の信号強度と車両毎に設定された閾値とを比較するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３１９８４５号公報

近年、スマートキーレスエントリーシステムを想定したリレーアタックと称される犯罪が増加している。リレーアタックでは、別の無線通信装置を中継機として用いることにより、車載機と携帯機との間で間接的にＬＦ通信が行われる環境を実現させ、認証通信を成立させる。認証通信の成立により、犯罪者は、車両盗難、車上荒らし等の犯罪行為を行うことができる。そのため、リレーアタックへの対策が求められている。

リレーアタック対策として、複数のＬＦ送信アンテナからのＬＦ送信の磁束密度を受信側がそれぞれＲＳＳＩで測定し、測定結果の組合せにより、リレーアタックか否かを判定する対策方法が検討されている。この対策方法では、測定結果の組合せが実際の車両ではあり得ない状態になっている場合、或いはＬＦ送信信号の強弱が受信側のＲＳＳＩ測定で忠実に再現されていない場合、リレーアタックによる中継が行われたと判定される。しかし、リレーアタックで中継機に用いられる無線通信装置の改良により、ＬＦ送信信号の強弱等も含め忠実に再現されて、対策効果が薄れていくことが予想される。そのため、セキュリティ性能上の面で高い効果が必ずしも期待できない。

他の対策方法として、携帯機の電源のオン／オフをユーザの操作により可能にして、スマート機能不使用時は携帯機の電源をユーザにオフさせることが考えられる。しかし、携帯機の電源のオン／オフ操作は、ユーザにとって大変煩わしく、スマートキーレスエントリーシステムの利便性を損なう。また、操作忘れによりリレーアタック犯罪が発生する危険性もある。そのため、セキュリティ性能上の面で必ずしも高い効果が期待できない。更に別の対策方法として、車載機と携帯機との間でＵＷＢ(Ｕｌｔｒａ ＷｉｄｅＢａｎｄ)通信を用いて双方向通信とし、更に周波数ホッピングを行うことで、中継をし辛くする方法も検討されている。しかし、この対策方法では、車載機、及び携帯機ともに、大幅なコストアップを伴うため、普及させ難い。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、より高いセキュリティ性能を実現させた無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信システムは、車両に搭載された無線通信機能を有する車載機と、車両のユーザによって携帯され、車載機との間で無線通信が可能な携帯機と、を備え、車載機は、携帯機向けの第１の無線信号を第１の送信アンテナに送信させるための第１の送信信号を生成する第１の送信回路と、第１の送信回路に第１の送信情報を出力する第１の送信制御部と、第１の送信回路の第１の共振周波数を切り換えるための第１の切換回路と、第１の切換回路による第１の共振周波数の切り換えを制御する第１の切換制御部と、携帯機が送信する第２の無線信号を受信可能な第１の受信アンテナが出力する第１の受信信号を復調し、第１の復調信号を生成する第１の復調回路と、第１の切換制御部が第１の共振周波数の切り換えを制御している間に送信された第１の無線信号の受信結果を示す受信結果情報が第１の復調信号に含まれている場合に、受信結果情報に基づいて、携帯機による第１の無線信号の受信に第１の無線信号の中継が行われたか否かを判断する中継判断部と、を有し、携帯機は、第１の無線信号を受信可能な第２の受信アンテナと、第２の受信アンテナが第１の無線信号の受信により出力する第２の受信信号を復調し、第２の復調信号を生成する第２の復調回路と、第２の復調回路の第２の共振周波数を切り換えるための第２の切換回路と、第２の切換回路による第２の共振周波数の切り換えを制御する第２の切換制御部と、第２の復調信号により、復調エラーを検出するエラー検出部と、第２の無線信号を送信可能な第２の送信アンテナと、第２の送信アンテナに出力する第２の送信信号を生成する第２の送信回路と、エラー検出部による復調エラーの検出結果を基に、受信結果情報を生成し、受信結果情報を含む第２の送信情報を第２の送信回路に出力する第２の送信制御部と、を有する、

本発明に係る無線通信方法は、車両に搭載された無線通信機能を有する車載機と、車両のユーザによって携帯され、車載機との間で無線通信が可能な携帯機と、を備えた無線通信システムに適用され、車載機から携帯機に向けての無線通信を、車載機、及び携帯機ともに、共振周波数を切り換えながら行わせ、携帯機に、無線通信における復調エラーを検出させ、車載機に、復調エラーの検出結果に応じた制御を行わせる。

本発明によれば、より高いセキュリティ性能を実現させることができる。

本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構築例、及びその無線通信システムが適用された車両の例を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態１における車載機の回路構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１における車載機に搭載されたＬＦ送信回路の詳細な構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１における携帯機の回路構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１における携帯機に搭載されたＬＦ受信回路の詳細な構成例を示す図である。 ユーザがドアの解錠操作を行う場合の従来の車載機と従来の携帯機の通常の動作の例を説明する図である。 リレーアタックのためにドアの解錠操作が行われた場合の従来の車載機と従来の携帯機の動作の例を説明する図である。 リレーアタックのために車載機と無線通信を行う中継機の回路構成例を示す図である。 リレーアタックのために携帯機と無線通信を行う中継機の回路構成例を示す図である。 ＬＦ通信方式における送信側の共振周波数と受信側の共振周波数との組合せの影響を説明する図である（その１）。 ＬＦ通信方式における送信側の共振周波数と受信側の共振周波数との組合せの影響を説明する図である（その２）。 ＬＦ通信方式における送信側の共振周波数と受信側の共振周波数との組合せの影響を説明する図である（その３）。 本発明の実施の形態１における送信側、及び受信側で切り換え可能な共振周波数、並びに送信側、及び受信側の共振周波数の組合せによる通信の可否を説明する図である。 本発明の実施の形態１における通常時の車載機、及び携帯機の動作の例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１におけるリレーアタック時の車載機、及び携帯機の動作の例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１におけるＲＳＳＩ測定方法の例を示すタイミングチャートである。 車載機に搭載されたＣＰＵが通信開始時に実行する処理の例を示すフローチャートである。 車載機との通信開始時に携帯機に搭載されたＣＰＵが実行する処理の例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る無線通信システムの各実施の形態を、図を参照して説明する。各図では、同一または対応する要素には、同一符号を付している。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構築例、及びその無線通信システムが適用された車両の例を概略的に示す図である。本実施の形態１に係る無線通信システムは、車両１００に構築されたスマートキーレスエントリーシステムの一部として実現されている。このことから、以降、「スマートキーレスエントリーシステム」は、本実施の形態１に係る無線通信システムの名称としても用いる。なお、車両１００は自動車であるが、自動車に限定されない。

スマートキーレスエントリーシステムは、図１に示すように、車両１００に搭載された無線通信装置である車載機１と、車両１００のユーザ２００によって携帯される無線通信装置である携帯機２とを含む構成である。車載機１及び携帯機２は共に無線通信機能を備えている。車載機１は、車両１００のイグニッションスイッチに関する制御、ドアの施錠・解錠に関する制御等を行う制御装置４に電気的に接続されている。

車載機１には、その制御装置４の他に、３つのＬＦ送信アンテナ１４ａ〜１４ｃ、ＲＦ受信アンテナ１５、及び２つのリクエストスイッチ１６ａ、１６ｂが接続されている。３つのＬＦ送信アンテナ１４ａ〜１４ｃ、ＲＦ受信アンテナ１５、及び２つのリクエストスイッチ１６ａ、１６ｂは、ユーザ２００によるイグニッション操作、及び施錠又は解錠のための操作を考慮して配置されている。２つのリクエストスイッチ１６ａ、１６ｂは、施錠又は解錠のための操作の対象となるスイッチである。本実施の形態１において、３つのＬＦ送信アンテナ１４ａ〜１４ｃは何れも第１の送信アンテナに相当する。ＲＦ受信アンテナ１５は第１の受信アンテナに相当する。

車載機１と携帯機２との間では、無線通信が行われる。より具体的には、車載機１から携帯機２への無線通信では、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）通信方式を使用し変調を行った無線信号が送受信される。また携帯機２から車載機１への無線通信では、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）通信方式を使用し変調を行った無線信号が送受信される。本実施の形態１において、車載機１が送信する無線信号は第１の無線信号に相当し、携帯機２が送信する無線信号は第２の無線信号に相当する。

車載機１は、携帯機２から受信した無線信号を処理し、その信号の内容に応じた制御を行う。より具体的には、受信した信号の内容に応じて、車載機１は、例えばイグニッション操作の許可・禁止の判定を行い、その判定結果に従って、制御装置４にイグニッション操作の許可又は禁止を指示する。また、車載機１は、受信した信号の内容に応じて、ドアの施錠・解錠の判定を行い、その判定結果に従って、制御装置４にドアの施錠又は解錠を指示する。ドアの施錠を要求する信号を受信した場合、車載機１は、携帯機２が通信可能圏内に位置しているか否かの判定を行い、その判定結果に応じて、制御装置４に警報用ブザー吹鳴の許可・禁止、及び警告用ランプの点灯・消灯を指示する。それにより、車載機１は、携帯機２が車内にある状況で車外からユーザ２００がドアを施錠しようとした場合には、閉じ込めに対する警告を発するための制御を行う。

次に、図２及び図３を参照し、本実施の形態１における車載機１について詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１における車載機の回路構成例を示す図であり、図３は、本発明の実施の形態１における車載機に搭載されたＬＦ送信回路の詳細な構成例を示す図である。

車載機１は、図２に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のうちの２つ以上の集合体であるメモリ１１、ＬＦ送信回路１２、ＲＦ受信回路１３、及びスイッチ（ＳＷ）信号入力回路１７を備えている。ＬＦ送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、ＬＦ送信アンテナ部１４の構成要素であり、全てＬＦ送信回路１２に接続されている。ＲＦ受信アンテナ１５は、ＲＦ受信回路１３に接続され、リクエストスイッチ１６ａ、１６ｂは、スイッチ信号入力回路１７に接続されている。本実施の形態１において、ＬＦ送信回路１２は第１の送信回路に相当する。ＲＦ受信回路１３は、第１の復調回路に相当する。ＲＦ受信アンテナ１５は、第２の無線信号を受信可能な第１の受信アンテナに相当する。ＬＦ送信アンテナ部１４を構成するＬＦ送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの全ては、携帯機２向けの第１の無線信号を送信するための第１の送信アンテナに相当する。

メモリ１１は、不揮発性の記憶装置であり、且つワーク用の記憶装置である。そのため、ＣＰＵ１０が実行するプログラムの保存、各種固定データの保存、及びワーク用データの保存に用いられる。ＣＰＵ１０は、メモリ１１に記憶されているプログラムを実行することにより、車載機１の統合的な制御を行う。本実施の形態１において、ＣＰＵ１０は、第１の送信制御部、第１の切換制御部、及び中継判断部に相当する。

メモリ１１には、データとして、図２に示すように、第１認証コード１１０、共振周波数情報１１１、不正カウント情報１１２、及び判定しきい値１１３が記憶されている。それらのなかで、第１認証コード１１０、共振周波数情報１１１、及び判定しきい値１１３
は、基本的に書き換えの対象外である固定データであり、不正カウント情報１１２は、随時、更新されるワーク用データである。

第１認証コード１１０は、携帯機２から送信されてくるデータを用いた認証のためのデータである。共振周波数情報１１１、不正カウント情報１１２、及び判定しきい値１１３は、リレーアタック対策用のデータである。本実施の形態１では、ＣＰＵ１０は、これらのデータを用いて、通信開始時にリレーアタックに対応する制御を行い、より高いセキュリティ性能を実現させる。

ＬＦ送信回路１２は、ＣＰＵ１０から入力される送信情報をＬＦ周波数帯の搬送波で変調して送信信号を生成する変調回路１２１と、生成された送信信号を増幅する増幅回路１２２とを備えている。増幅された送信信号は、ＬＦ送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃのうちの１つ以上に出力され、無線信号として気中放射される。ＬＦ送信アンテナ１４ｃは車室内への送信に使用され、ＬＦ送信アンテナ１４ａ、１４ｂは車外への送信に使用される。本実施の形態１において、ＣＰＵ１０がＬＦ送信回路１２に出力する送信情報は第１の送信情報に相当する。ＬＦ送信回路１２が生成する送信信号は、第１の送信信号に相当する。

図３に示すように、ＬＦ送信回路１２を構成する増幅回路１２２は、ＬＦ送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ毎に、ダンピング抵抗１２３、及び送信共振周波数切換回路１２４を備えている。図３では、便宜的に、ＬＦ送信アンテナ１４ｂに接続されたダンピング抵抗１２３、及び送信共振周波数切換回路１２４のみを示している。以降、便宜的に、特に断らない限り、ＬＦ送信アンテナ１４ｂは、ＬＦ送信アンテナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃのうちの任意の１つを指す意味で用いる。

変調回路１２１で生成された送信信号は、ダンピング抵抗１２３を経てＬＦ送信アンテナ１４ｂに出力される。送信共振周波数切換回路１２４は、ＬＦ送信アンテナ１４ｂのダンピング抵抗１２３が接続されていない側と、変調回路１２１との間に接続されている。

１つのＬＦ送信アンテナ１４ｂ用の送信共振周波数切換回路１２４は、図３に示すように、変調回路１２１側から、スイッチ素子ＳＷ１２４ａ、及び共振コンデンサＣ１２４ａを備える直列回路が接続されている。その直列回路と並列に、スイッチ素子ＳＷ１２４ｂ、及び共振コンデンサＣ１２４ｂを備える直列回路、及びスイッチ素子ＳＷ１２４ｃ、及び共振コンデンサＣ１２４ｃを備える直列回路が接続されている。各スイッチ素子ＳＷ１２４ａ〜ＳＷ１２４ｃは共に、ＣＰＵ１０によりオン／オフのスイッチングが行われる。以降、スイッチ素子ＳＷ１２４ａ〜ＳＷ１２４ｃのうちの任意の１つのスイッチ素子には、符号として「ＳＷ１２４」を付すこととする。同様に、共振コンデンサＣ１２４ａ〜Ｃ１２４ｃのうちの任意の１つの共振コンデンサには、符号として「Ｃ１２４」を付すこととする。

各スイッチ素子ＳＷ１２４ａ〜ＳＷ１２４ｃは、オンのときに電流が流れ、オフのときに電流を遮断する。ＣＰＵ１０は、各スイッチ素子ＳＷ１２４ａ〜ＳＷ１２４ｃを対象としたオン駆動を行う場合、そのうちの１つのみをオンさせる。それにより、オンさせたスイッチ素子ＳＷ１２４、そのスイッチ素子ＳＷ１２４と直列に接続された共振コンデンサＣ１２４、及びＬＦ送信アンテナ１４ｂを含むＬＣ直列共振回路が構成され、そのＬＣ直列共振回路により、送信信号が増幅される。

このように、送信共振周波数切換回路１２４では、オンさせるスイッチ素子ＳＷ１２４の選択を通して、ＬＦ送信アンテナ１４ｂに直列に接続させる共振コンデンサＣ１２４を選択できるようになっている。送信信号の共振周波数は、ＬＦ送信アンテナ１４ｂと接続させる共振コンデンサＣ１２４の容量に応じて変化する。このことから、本実施の形態１では、共振コンデンサＣ１２４ａ〜Ｃ１２４ｃとして、互いに異なる容量のコンデンサを採用することにより、オンさせるスイッチ素子ＳＷ１２４の選択を通して、共振周波数を切り換えるようにしている。本実施の形態１において、送信共振周波数切換回路１２４は、第１の切換回路に相当し、送信共振周波数切換回路１２４によって切り換えられる共振周波数は、第１の共振周波数に相当する。

例えば、スイッチ素子ＳＷ１２４ａのみをオンさせた場合、共振周波数が無線信号の基準とするＬＦ搬送波周波数より数％低めとなる様に、共振コンデンサＣ１２４ａの容量を設定する。同様に、スイッチ素子ＳＷ１２４ｂのみをオンさせた場合、共振周波数がＬＦ搬送波周波数と一致する様に共振コンデンサＣ１２４ｂの容量を設定する。スイッチ素子ＳＷ１２４ｃのみをオンさせた場合、共振周波数がＬＦ搬送波周波数より数％高めとなる様に共振コンデンサＣ１２４ｃの容量を設定する。このような容量のコンデンサを各共振コンデンサＣ１２４ａ〜Ｃ１２４ｃとして採用することにより、各スイッチ素子ＳＷ１２４ａ〜ＳＷ１２４ｃのうちでオンさせるスイッチ素子ＳＷ１２４により、ＬＦ送信回路１２の共振周波数を３段階で切換えることが出来る。上記のように、このような送信共振周波数切換回路１２４は、ＬＦ送信アンテナ１４ａ及び１４ｃにもそれぞれ存在する。

メモリ１１に記憶された共振周波数情報１１１は、時間の経過に応じて、各スイッチ素子ＳＷ１２４ａ〜ＳＷ１２４ｃのうちでオンさせるスイッチ素子ＳＷ１２４、及びオンさせる期間の組合せのパターンを示す情報である。本実施の形態１では、ＣＰＵ１０は、共振周波数情報１１１に従って、各スイッチ素子ＳＷ１２４ａ〜ＳＷ１２４ｃのオン／オフを行い、共振周波数を切り換える。

図２に示すＲＦ受信回路１３は、気中の無線信号の受信によりＲＦ受信アンテナ１５から入力される受信信号を増幅する増幅回路１３１と、受信信号を復調することにより生成される復調信号をＣＰＵ１０に出力する復調回路１３２とを備えている。本実施の形態１において、ＲＦ受信アンテナ１５が出力する受信信号は、第１の受信信号に相当する。復調回路１３２が生成する復調信号は、第１の復調信号に相当する。

リクエストスイッチ１６ａ及び１６ｂは、例えば操作が行われた場合に、スイッチ信号入力回路１７に出力するスイッチ信号をアクティブにし、操作が解除された場合に、そのスイッチ信号をインアクティブにする。スイッチ信号入力回路１７は、リクエストスイッチ１６ａ及び１６ｂからそれぞれ出力されるスイッチ信号を監視し、何れかのスイッチ信号がアクティブとなった場合に、アクティブとなったスイッチ信号に対応するリクエストスイッチを示す情報をＣＰＵ１０に通知する。それにより、ＣＰＵ１０は、リクエストスイッチ１６ａ及び１６ｂへの操作を認識し、認識結果に応じた制御を行う。

次に、図４及び図５を参照し、本実施の形態１における携帯機２について詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態１における携帯機の回路構成例を示す図であり、図５は、本発明の実施の形態１における携帯機に搭載されたＬＦ受信回路の詳細な構成例を示す図である。

携帯機２は、図４に示すように、ＣＰＵ２０、入力回路２１、例えばＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ等のうちの２つ以上の集合体であるメモリ２２、ＲＦ送信回路２３、ＬＦ受信回路２４、ＲＦ送信アンテナ２５、ＬＦ受信アンテナ２６、及び信号強度の測定用であるＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）測定回路２７を備えている。本実施の形態１において、ＲＦ送信回路２３は、第２の送信回路に相当する。ＬＦ受信回路２４は、第２の復調回路に相当する。ＲＦ送信アンテナ２５は、第２の送信アンテナに相当する。ＬＦ受信アンテナ２６は、第２の受信アンテナに相当する。ＲＳＳＩ測定回路２７は、測定回路に相当する。

メモリ２２は、メモリ１１と同様に、不揮発性の記憶装置であり、且つワーク用の記憶装置である。そのため、ＣＰＵ２０が実行するプログラムの保存、各種固定データの保存、及びワーク用データの保存に用いられる。ＣＰＵ２０は、メモリ２２に記憶されているプログラムを実行することにより、携帯機２の統合的な制御を行う。本実施の形態１において、ＣＰＵ２０は、第２の送信制御部、第２の切換制御部、及びエラー検出部に相当する。

メモリ２２には、データとして、図４に示すように、第２認証コード２２０、ＲＳＳＩ測定結果２２１、共振周波数情報２２２、及び不正カウント情報２２３が記憶されている。それらのなかで、第２認証コード２２０、及び共振周波数情報２２２は、基本的に書き換えの対象外である固定データであり、ＲＳＳＩ測定結果２２１、及び不正カウント情報２２３は、随時、更新されるワーク用データである。本実施の形態において、不正カウント情報２２３は、第１の無線信号の受信結果を示す受信結果情報に相当する。

第２認証コード２２０は、携帯機２の認証のためのデータである。ＲＳＳＩ測定結果２２１、共振周波数情報２２２、及び、不正カウント情報２２３は、リレーアタック対策用のデータである。共振周波数情報２２２は、基本的に、車載機１が記憶している共振周波数情報１１１とは異なる。本実施の形態１では、ＣＰＵ２０は、これらのデータを用いて、通信開始時にリレーアタックに対応する制御を行い、より高いセキュリティ性能を実現させる。本実施の形態１において、共振周波数情報２２２は制御情報に相当する。

ＲＦ送信回路２３は、ＣＰＵ２０から出力される送信情報をＲＦ周波数帯の搬送波で変調した送信信号を生成するＲＦ変調回路２３１と、生成された送信信号を増幅する増幅回路２３２を備えている。増幅された送信信号は、ＲＦ送信アンテナ２５に出力され、ＲＦ送信アンテナ２５により気中放射される。本実施の形態１において、ＣＰＵ２０から出力される送信情報は、第２の送信情報に相当する。増幅回路２３２が出力する送信信号は、第２の送信信号に相当する。

ＬＦ受信回路２４は、気中の無線信号の受信によりＬＦ受信アンテナ２６から入力される受信信号を増幅する増幅回路２４１と、増幅された受信信号を復調することにより復調信号を生成する復調回路２４２とを備えている。生成された復調信号は、ＣＰＵ２０に入力される。本実施の形態１において、ＬＦ受信アンテナが出力する受信信号は、第２の受信信号に相当する。復調回路２４２が生成する復調信号は、第２の復調信号に相当する。

増幅回路２４１が増幅した受信信号は、ＲＳＳＩ測定回路２７にも出力される。ＲＳＳＩ測定回路２７は、増幅回路２４１から入力した受信信号の信号強度として電界強度を測定し、電界強度の測定結果を示すデジタル信号をＣＰＵ２０に出力する。

入力回路２１は、携帯機２に設けられた不図示のスイッチ等への操作を検出し、操作されたスイッチ等を示す情報をＣＰＵ２０に出力する。それにより、ＣＰＵ２０は、スイッチ等への操作を認識し、操作されたスイッチ等に応じた制御を行う。

図５に示すように、増幅回路２４１は、ＬＦ受信アンテナ２６の両端間に接続されたダンピング抵抗２４３と、ダンピング抵抗２４３と復調回路２４２との間に接続された受信共振周波数切換回路２４４とを備えている。

受信共振周波数切換回路２４４には、ダンピング抵抗２４３の両端間に、スイッチ素子ＳＷ２４４ａ、及び共振コンデンサＣ２４４ａを備える直列回路が接続されている。その直列回路と並列に、スイッチ素子ＳＷ２４４ｂ、及び共振コンデンサＣ２４４ｂを備える直列回路、及びスイッチ素子ＳＷ２４４ｃ、及び共振コンデンサＣ２４４ｃを備える直列回路が接続されている。各スイッチ素子ＳＷ２４４ａ〜ＳＷ２４４ｃは共に、ＣＰＵ２０によりオン／オフのスイッチングが行われる。以降、スイッチ素子ＳＷ２４４ａ〜ＳＷ２４４ｃのうちの任意の１つのスイッチ素子には、符号として「ＳＷ２４４」を付すこととする。同様に、共振コンデンサＣ２４４ａ〜Ｃ２４４ｃのうちの任意の１つの共振コンデンサには、符号として「Ｃ２４４」を付すこととする。

ＣＰＵ２０は、ＣＰＵ１０と同様に、各スイッチ素子ＳＷ２４４ａ〜ＳＷ２４４ｃを対象としたオン駆動を行う場合、そのうちの１つのみをオンさせる。それにより、オンさせたスイッチ素子ＳＷ２４４、そのスイッチ素子ＳＷ２４４と直列に接続された共振コンデンサＣ２４４、及びＬＦ受信アンテナ２６を含むＬＣ並列共振回路が構成され、そのＬＣ並列共振回路により、受信信号が増幅される。

このように、受信共振周波数切換回路２４４は、送信共振周波数切換回路１２４と同様に、オンさせるスイッチ素子ＳＷ２４４の選択を通して、ＬＦ受信アンテナ２６に並列に接続させる共振コンデンサＣ２４４を選択できるようになっている。ＬＣ並列共振回路の共振周波数は、ＬＦ受信アンテナ２６と接続させる共振コンデンサＣ２４４の容量に応じて変化する。このことから、本実施の形態１では、共振コンデンサＣ２４４ａ〜Ｃ２４４ｃとして、互いに異なる容量のコンデンサを採用することにより、オンさせるスイッチ素子ＳＷ２４４の選択を通して、共振周波数を切り換えるようにしている。本実施の形態１において、受信共振周波数切換回路２４４は、第２の切換回路に相当し、受信共振周波数切換回路２４４によって切り換えられる共振周波数は、第２の共振周波数に相当する。

例えば、スイッチ素子ＳＷ２４４ａのみをオンさせた場合、共振周波数が基準とするＬＦ搬送波周波数より数％低めとなる様に、共振コンデンサＣ２４４ａの容量を設定する。同様に、スイッチ素子ＳＷ２４４ｂのみをオンさせた場合、共振周波数がＬＦ搬送波周波数と一致する様に共振コンデンサＣ２４４ｂの容量を設定する。スイッチ素子ＳＷ２４４ｃのみをオンさせた場合、共振周波数がＬＦ搬送波周波数より数％高めとなる様に共振コンデンサＣ２４４ｃの容量を設定する。このような容量のコンデンサを各共振コンデンサＣ２４４ａ〜Ｃ２４４ｃとして採用することにより、各スイッチ素子ＳＷ２４４ａ〜ＳＷ２４４ｃのうちでオンさせるスイッチ素子ＳＷ２４４により、ＬＦ受信回路２４の共振周波数を３段階で切換えることが出来る。この切り換えは、共振周波数情報２２２に沿ったＣＰＵ２０の制御により実現される。

ここで、ユーザがドアの解錠操作を行う場合を想定し、通常時の従来の車載機と従来の携帯機の動作、及びリレーアタック時の従来の車載機と従来の携帯機の動作について、図６〜図９を参照して具体的に説明する。ここでは便宜的に、符号は本実施の形態１で付したものを用いることとする。

図６は、ユーザがドアの解錠操作を行う場合の従来の車載機と従来の携帯機の通常の動作の例を説明する図である。始めに図６を参照して、通常時の従来の車載機１と従来の携帯機２の動作の例について具体的に説明する。解錠操作としては、リクエストスイッチ１６ｂへのユーザ２００の操作を想定する。

車載機１のＣＰＵ１０は、スイッチ信号入力回路１７から入力する情報により、解錠のためにリクエストスイッチ１６ｂが操作されたことを認識する。その認識により、ＣＰＵ１０は、携帯機２がリクエストスイッチ１６ｂ付近に存在するか否かを確認するために、ＬＦ送信回路１２を制御して、ＬＦ送信アンテナ１４ｂから無線信号を送信させる。ＬＦ送信アンテナ１４ｂから送信される無線信号は、以降「ＬＦ信号」と表記する。ＲＦ送信アンテナ２５から送信される無線信号は、以降「ＲＦ信号」と表記する。

携帯機２がＬＦ送信アンテナ１４ｂの近傍に存在している場合、ＬＦ信号がＬＦ受信アンテナ２６で受信され、受信信号がＬＦ受信回路２４で増幅、復調され、復調信号がＣＰＵ２０に入力される。また、ＬＦ信号の磁束密度強度がＲＳＳＩ測定回路２７で測定され、ＲＳＳＩ測定結果がＣＰＵ２０に入力され、ＣＰＵ２０により、ＲＳＳＩ測定結果２２１としてメモリ２２に保存される。

復調信号の入力により、ＣＰＵ２０は、入力した復調信号と、メモリ２２内の第２認証コード２２０とを用いて暗号演算を行い、返信コードを生成する。返信コード、及びＲＳＳＩ測定結果２２１は、送信信号としてＲＦ送信回路２３に出力される。それにより、送信信号は、ＲＦ送信回路２３で変調、及び増幅されてＲＦ送信アンテナ２５に出力される。この結果、ＲＦ送信アンテナ２５から返信コード、及びＲＳＳＩ測定結果２２１がＲＦ信号として気中放射される。

車載機１では、気中放射されたＲＦ信号がＲＦ受信アンテナ１５によって受信され、ＲＦ受信アンテナ１５から受信信号としてＲＦ受信回路１３に出力される。受信信号は、ＲＦ受信回路１３によって増幅、及び復調が行われ、ＲＦ受信回路１３から復調信号としてＣＰＵ１０に入力される。

ＣＰＵ１０は、復調信号中の返信コードを抽出し、メモリ１１内の第１認証コード１１０と照合する。ＣＰＵ１０は、それらが一致し、且つ復調信号中のＲＳＳＩ測定結果２２１が所定の強度以上を示している場合、携帯機２はＬＦ送信アンテナ１４ｂの近傍に存在していると判定し、制御装置４にドアの解錠を指示する。

次に図７〜図９を参照して、リレーアタックが行われた場合の従来の車載機１と従来の携帯機２の動作の例について具体的に説明する。図７は、リレーアタックのためにドアの解錠操作が行われた場合の従来の車載機と従来の携帯機の動作の例を説明する図である。図８は、リレーアタックのために車載機と無線通信を行う中継機の回路構成例を示す図であり、図９は、リレーアタックのために携帯機と無線通信を行う中継機の回路構成例を示す図である。ここでは、二人の犯人３００及び４００がそれぞれ中継機３１０及び４１０を使用して、リレーアタックを行う場合を想定する。

車載機１は、携帯機２に向けて、ＬＦ信号を送信する。このことから、車載機１との通信用の中継機３１０は、図８に示すように、ＬＦ受信アンテナ３２０、ＬＦ受信回路３３０、転送用ＲＦ送信回路３４０、及びＲＦ送信アンテナ３５０を備えている。ＬＦ受信回路３３０は、増幅回路３３１、及び復調回路３３２を備え、転送用ＲＦ送信回路３４０は、変調回路３４１、及び増幅回路３４２を備えている。それにより、中継機３１０は、車載機１から受信したＬＦ信号をＲＦ信号に変えて転送するようになっている。

一方、携帯機２との通信用の中継機４１０は、図９に示すように、ＲＦ受信アンテナ４２０、転送用ＲＦ受信回路４３０、ＬＦ送信回路４４０、及びＬＦ送信アンテナ４５０を備えている。転送用ＲＦ受信回路４３０は、増幅回路４３１、及び復調回路４３２を備え、ＬＦ送信回路４４０は、変調回路４４１、及び増幅回路４４２を備えている。それにより、中継機４１０は、中継機３１０が送信したＲＦ信号をＬＦ信号に変えて転送するようになっている。

このようなことから、車載機１が送信したＬＦ信号は、２つの中継機３１０及び４１０により中継され、携帯機２に受信される。それにより、携帯機２のＣＰＵ２０は、通常時と同様に、返信コード、及びＲＳＳＩ測定結果２２１を含むＲＦ信号を気中放射させる。この結果、車載機１のＣＰＵ１０は、制御装置４に対し、解錠を指示することになる。

次に、図１０〜図１３を参照し、本実施の形態１におけるリレーアタック検出の原理について詳細に説明する。図１０〜図１３は、ＬＦ通信方式における送信側の共振周波数と受信側の共振周波数との組合せの影響を説明する図である。図１０では、送信側の共振周波数が１１５ｋＨｚ、受信側の共振周波数が１１５ｋＨｚ、１２５ｋＨｚ、及び１３５ｋＨｚであった場合の３つの組合せ別に、ＬＦ送信電流波形、及びＬＦ受信電流波形の例、及び復調の可否を示している。図１１では、送信側の共振周波数を１２５ｋＨｚとした場合の３つの組合せ別に、ＬＦ送信電流波形、及びＬＦ受信電流波形の例、及び復調の可否を示している。図１２では、送信側の共振周波数を１３５ｋＨｚとした場合の３つの組合せ別に、ＬＦ送信電流波形、及びＬＦ受信電流波形の例、及び復調の可否を示している。ＬＦ送信電流波形は、ＬＦ送信アンテナ１４ｂに出力される送信信号の電流波形であり、ＬＦ受信電流波形は、ＬＦ受信回路２４の増幅回路２４１が出力する受信信号の電流波形である。

基本的に、ＬＦ送信回路１２及びＬＦ受信回路２４ともに、共振周波数はＬＦ搬送波周波数と一致させるのが普通である。これは、共振周波数がＬＦ搬送波周波数と異なると、通信性能に影響が出るためである。そのため、通常は、極力、共振周波数をＬＦ搬送波周波数に合わせている。

しかし、図１０〜図１２に示すように、ＬＦ通信方式には、共振周波数が搬送波周波数から外れても、送信側と受信側との共振周波数のＬＦ搬送波周波数を基準とする高低が逆であれば、影響が相殺し合って通信に影響が出難い特性がある。つまり送信側の共振周波数がＬＦ搬送波周波数より高く、且つ受信側の共振周波数がＬＦ搬送波周波数より低い場合、及びその逆の場合、受信側は復調可能であるのが普通となる。以降、共振周波数の高低は、特に断らない限り、ＬＦ搬送波周波数を基準とした比較結果の意味で用いる。

一方、図１０及び図１２に示すように、送信側と受信側の共振周波数が共に同じ方向に外れていた場合、つまり共振周波数が送信側、及び受信側ともに高いか、或いは共振周波数が送信側、及び受信側ともに低い場合、受信側は復調不能となるのが普通である。共振周波数が送信側、及び受信側ともに低い場合、図１０に示すように、（ａ）のタイミングと（ｂ）のタイミングとでＬＦ受信電流波形は振幅変化がより大きくなっている。（ｃ）のタイミングでは、ＬＦ受信電流波形はより大きい振幅となっている。共振周波数が送信側、及び受信側ともに高い場合、図１２に示すように、（ａ）のタイミングと（ｂ）のタイミングとでＬＦ受信電流波形は振幅変化がより大きくなっている。（ｃ）のタイミングでは、ＬＦ受信電流波形はより大きい振幅となっている。

このように、共振周波数の送信側と受信側の組合せに応じて、受信側における復調の可否が変化する。そのため、通信の可否は、共振周波数の送信側と受信側の組合せによりコントロールすることができる。

一方の共振周波数がＬＦ搬送波周波数から大きく外れた場合、例え他方の共振周波数が逆の方向にＬＦ搬送波周波数から外れていたとしても、復調不可、つまり通信不可となる。また、共振周波数がＬＦ搬送波周波数と近い場合、両方ともに同じ方向に外れていても復調可能になる。このようなことから、共振コンデンサＣ１２４ａ〜Ｃ１２４ｃ及びＣ２４４ａ〜ｃ２４４ｃの各容量は、適切に設定することが求められる。

本実施の形態１では、このようなＬＦ通信方式における特性を利用し、リレーアタックによる通信か否かの判定を行い、その判定結果を制御に反映させることにより、セキュリティ性能を向上させるようにしている。車載機１では、図３に示す送信共振周波数切換回路１２４を増幅回路１２２に搭載し、各スイッチ素子ＳＷ１２４ａ〜ＳＷ１２４ｃのオン／オフをＣＰＵ１０に行わせることにより、共振周波数の切り換えを可能にしている。携帯機２では、図５に示すように、受信共振周波数切換回路２４４を増幅回路２４１に搭載し、各スイッチ素子ＳＷ２４４ａ〜ＳＷ２４４ｃのオン／オフをＣＰＵ２０に行わせることにより、共振周波数の切り換えを可能にしている。

図１３は、本発明の実施の形態１における送信側、及び受信側で切り換え可能な共振周波数、並びに送信側、及び受信側の共振周波数の組合せによる通信の可否を説明する図である。図１３では、送信側、及び受信側ともに、スイッチ素子、及び共振コンデンサの符号により、スイッチ素子のオン／オフによりアンテナと接続される共振コンデンサを示している。送信側、及び受信側の各共振コンデンサの容量は互いに異なっており、共振周波数はアンテナと接続させる共振コンデンサによって切り換えられる。そのため、送信側と受信側の共振コンデンサの組合せは、送信側と受信側の共振周波数の組合せを示している。「ＯＮ」「ＯＦＦ」は、スイッチ素子のオン／オフを表し、「ＯＫ」「ＮＧ」は、復調可能、復調不可を表している。

図１３に示すように、送信側、及び受信側ともに、各スイッチ素子のうちの１つのみがオンの対象となっており、アンテナと接続される共振コンデンサは１つのみである。送信側では、共振コンデンサＣ１２４ａ〜Ｃ１２４ｃのうちでＬＦ送信アンテナ１４ｂと接続されるものにより、共振周波数は、Ｃ１２４ａ＜Ｃ１２４ｂ＜Ｃ１２４ｃ、の大小関係となっている。共振コンデンサＣ１２４ｂを接続させた場合の共振周波数は、ＬＦ搬送波周波数と一致するようにさせている。同様に、受信側では、共振コンデンサＣ２４４ａ〜Ｃ２４４ｃのうちでＬＦ受信アンテナ２６と接続されるものにより、共振周波数は、Ｃ２４４ａ＜Ｃ２４４ｂ＜Ｃ２４４ｃ、の大小関係となっている。共振コンデンサＣ２４４ｂを接続させた場合の共振周波数は、ＬＦ搬送波周波数と一致するようにさせている。このようなことから、図１３は、共振周波数が送信側、及び受信側ともに高い場合、及び共振周波数が送信側、及び受信側ともに低い場合、通信不可となることを示している。

送信側、つまり車載機１側での共振周波数の切り換えは、上記のように、共振周波数情報１１１に従って行われる。受信側、つまり携帯機２側も同様に、共振周波数の切り換えは、共振周波数情報２２２に従って行われる。

次に、図１４及び図１５を参照し、送信側、及び受信側での共振周波数の切り換えによるセキュリティ性能の向上について具体的に説明する。図１４は、本発明の実施の形態１における通常時の車載機、及び携帯機の動作の例を示すタイミングチャートである。図１５は、本発明の実施の形態１におけるリレーアタック時の車載機、及び携帯機の動作の例を示すタイミングチャートである。

図１４では、（ａ）にタイミング番号、（ｂ）に車載機送信情報、（ｃ）にマンチェスタ符号、（ｄ）に変調信号、（ｅ）に送信側共振周波数、（ｆ）に受信側共振周波数、（ｇ）にエラー予測、（ｈ）に受信信号、（ｉ）に復調信号、（ｊ）に復調エラー、（ｋ）に不正カウント情報、をそれぞれ示している。これは、図１５及び図１６でも同様である。

送信側と受信側の共振周波数の切り換えは、同期させて行われる。（ａ）のタイミング番号は、共振周波数の切り換え単位に割り当てられた番号である。図１４中の「１」〜「６」の数値は、共振周波数の切り換えが最大で６回、行えることを示している。

（ｂ）の車載機送信情報は、ＣＰＵ１０からＬＦ送信回路１２に出力される情報である。（ｃ）のマンチェスタ符号は、送信情報中の「１」は「ＨＬ」に、「０」は「ＬＨ」に変換したものである。ＬＦ送信回路１２は、マンチェスタ符号の「Ｈ」期間のみＬＦ送信動作を行い、「Ｌ」期間はＬＦ送信動作を停止する１００％のＡＭ変調を行う。（ｄ）の変調信号は、ＬＦ送信回路１２により生成される信号である。

（ｅ）の送信側共振周波数は、車載機１で選択される共振周波数である。ここでは、共振周波数は、ＨＭＬの３段階で示している。Ｈは、共振周波数がＬＦ搬送波周波数より高いことを示している。Ｍは、共振周波数がＬＦ搬送波周波数と同じ、Ｌは、共振周波数がＬＦ搬送波周波数より低いことをそれぞれ示している。共振周波数がＬＦ搬送波周波数と同じとは、より正確には、共振周波数がＬＦ搬送波周波数と一致するように容量を設定することにより、ＬＦ搬送波周波数に合わせた周波数のことである。（ｆ）の受信側共振周波数は、携帯機２側で選択される共振周波数である。

送信側、及び受信側が設定に従って共振周波数を切り換える場合、通信不可となるタイミング番号を予め予測することができる。（ｇ）のエラー予測は、タイミング番号毎に予測された通信不可か否かの内容である。この内容を示す情報は、例えば共振周波数情報２２２に含めることができる。

（ｈ）の受信信号は、ＬＦ受信回路２４の増幅回路２４１から出力される信号である。（ｉ）の復調信号は、復調回路２４２から出力される信号である。（ｊ）の復調エラーは、実際に通信不可が発生したか否かをタイミング番号毎に示している。通信不可の場合、復調ができないことから、復調信号は復調回路２４２から出力されない。つまり復調信号はＬのままとなる。そのため、ＣＰＵ２０は、復調信号により、復調エラーを検出することができる。

（ｋ）の不正カウント情報は、メモリ２２に格納された不正カウント情報２２３の内容を示している。本実施の形態１では、通信の可否がエラー予測と異なる結果となった回数を計数するようにしており、不正カウント情報２２３は、その回数の計数に用いている。通常時では、通信不可と予測されるタイミング番号の期間に実際に通信不可となっていることから、不正カウント情報２２３が示す回数は０のままとなっている。

図１４中に表記の「判定しきい値」は、車載機１のメモリ１１にデータとして保存された判定しきい値１１３である。ここでは、判定しきい値１１３は２となっている。不正カウント情報２２３は、携帯機２から車載機１に送信される。そのため、メモリ１１には、判定しきい値１１３が保存され、ＣＰＵ１０は、受信した不正カウント情報２２３を判定しきい値１１３と比較することにより、リレーアタックの有無、つまりＬＦ信号の中継の有無を判断する。

送信側、及び受信側が共に共振周波数の切り換えを行う場合、通信不可となるタイミング、及び通信不可となる回数は、それぞれの共振周波数の切り換え内容に応じて変化する。不正カウント情報２２３は、予測されたエラー発生の有無と実際のエラー発生の有無とが相違した回数である。そのため、不正カウント情報２２３は、通信不可となるタイミング、及び通信不可となる回数を反映させた値となる。

中継機３１０は、共振周波数として、ＬＦ搬送波周波数を想定している。そのため、リレーアタック時には、図１５に示すように、通信不可とはならない。この結果、予測されたエラー発生の有無と実際のエラー発生の有無とが相違した回数が計数され、不正カウント情報２２３の値は、不正しきい値１１３以上となる２となっている。それにより、リレーアタックが行われたと判断される。

不正カウント情報２２３の値は、例えリレーアタックによりＬＦ信号が中継機３１０及び４１０に模倣されたとしても、共振周波数の切り換え操作も含めて模倣されない限り、適切な値とはならない。共振周波数の切り換え内容を犯人３００及び４００が事前に把握することは、基本的に不可能である。そのため、図１４及び図１５に示すように、共振周波数の切り換えを送信側、及び受信側に行わせ、その切り換えを行っている間の通信可否の情報を受信側から送信側に送信することにより、リレーアタックの有無を確実に、或いは高精度に判断することができる。それにより、高いセキュリティ性能を実現させることができる。

なお、受信側、つまり携帯機２から車載機１に送信する受信結果情報は、不正カウント情報２２３に限定されない。例えば不正カウント情報２２３に加え、予測されたエラー発生の有無と実際のエラー発生有無とが相違したタイミングを示す情報、例えばタイミング番号を併せて送信するようにしても良い。その場合、より高いセキュリティ性能を実現させることができる。或いは、単に通信不可が発生した回数、及び通信不可が発生したタイミングのうちの１つ以上を車載機１に送信するようにしても良い。それらのうちの１つを車載機１に送信した場合であっても、リレーアタックの有無を高い確率で判断することができる。このようなことから、通信不可の情報は、様々なものが考えられる。リレーアタックの有無を携帯機２側で判断し、その判断結果を受信結果情報とすることも考えられる。また、通信の可否は、送信側、及び受信側の共振周波数の組合せによって変化することから、共振周波数の切り換えは、送信側、及び受信側のうちの一方のみに行わせても良い。そのようにしても、より高いセキュリティ性能を実現できる。

また、共振周波数の切り換え内容を変更するために、共振周波数情報１１１及び２２２を複数、用意し、定めたルールに従って、受信側、及び送信側にそのうちの１を選択させるようにしても良い。受信側は、送信側が指定した共振周波数情報２２２を選択させるようにしても良い。或いは、送信側が共振周波数情報２２２を送信可能にして、つまりＣＰＵ１０に共振周波数情報２２２をＬＦ送信回路１２に出力可能にして、受信側に、送信した共振周波数情報２２２に従って共振周波数の切り換えを行わせるようにしても良い。何れの変形例であっても、より高いセキュリティ性能を実現させることができる。このようなことから、送信側、及び受信側での共振周波数の切り換え制御についても様々な変形が可能である。共振周波数の切り換えを複数回、行わなくとも、通信可否により、リレーアタックの有無を判断できることから、セキュリティ性能はより向上させることができる。

図１６は、実施の形態１におけるＲＳＳＩ測定方法の例を示すタイミングチャートである。ＲＳＳＩ測定は、図１６に示すように、共振周波数を切り換える通信、つまりリレーアタック検出用の通信の終了後に行うようにすることが考えられる。ＲＳＳＩ測定では、適切な測定が行えるように、送信側、及び受信側ともに、ＬＦ搬送波周波数と同じ共振周波数を選択させることが望ましい。リレーアタックが無いと判断した後は、送信側、及び受信側ともに、共振周波数はＬＦ搬送波周波数と同じに維持させることが好ましい。

次に、図１７及び図１８を参照して、車載機１に搭載のＣＰＵ１０、及び携帯機２に搭載のＣＰＵ２０が通信開始時に実行する処理について詳細に説明する。図１７は、車載機に搭載されたＣＰＵが通信開始時に実行する処理の例を示すフローチャートである。図１８は、車載機との通信開始時に携帯機に搭載されたＣＰＵが実行する処理の例を示すフローチャートである。

図１７に例を示す処理は、ＣＰＵ１０が、メモリ１１に格納されたプログラムを実行することにより実現される。図１８に例を示す処理は、ＣＰＵ２０が、メモリ２２に格納されたプログラムを実行することにより実現される。ここでは、図６及び図７を参照した説明に合わせ、解錠操作として、リクエストスイッチ１６ｂへの操作が行われたと想定して説明を行う。

通信を行っていない状況では、ＣＰＵ１０は、例えばＳ１０１を繰り返し実行し、リクエストスイッチ１６ａ、及び１６ｂが操作されたか否か判断する。それにより、リクエストスイッチ１６ｂが操作された場合、Ｓ１０１の判断はＹＥＳとなってＳ１０２に移行し、ＣＰＵ１０は、起動指令を送信情報としてＬＦ送信回路１２に出力する。その結果、ＬＦ送信アンテナ１４ｂからＬＦ信号が気中放射される。

Ｓ１０２の処理の終了後はＳ１０３に移行し、ＣＰＵ１０は、メモリ１１から共振周波数情報１１１を読み込む。次に移行するＳ１０４では、ＣＰＵ１０は、共振周波数情報１１１を参照して、共振周波数の切り換えを行う。その後に移行するＳ１０５では、ＣＰＵ１０は、ＬＦ送信回路１２に送信情報を出力することにより、ＬＦ送信アンテナ１４ｂからＬＦ信号を送信させる。その送信後はＳ１０６に移行する。

Ｓ１０６では、ＣＰＵ１０は、共振周波数の切り換えタイミングが到来したか否か判断する。直前の共振周波数の切り換えタイミングとなってから、対応するタイミング番号の期間が経過した場合、Ｓ１０６の判断はＹＥＳとなってＳ１０７に移行する。そのタイミング番号の期間が経過していない場合、Ｓ１０６の判断はＮＯとなってＳ１０５に戻る。それにより、対応するタイミング番号の期間、ＬＦ信号の送信が継続して行われる。

Ｓ１０７では、ＣＰＵ１０は、共振周波数情報１１１に従ったＬＦ信号の送信が終了したか否か判断する。最後のタイミング番号の期間が経過した場合、Ｓ１０７の判断はＹＥＳとなってＳ１０８に移行する。最後のタイミング番号の期間が経過していない場合、Ｓ１０７の判断はＮＯとなり、Ｓ１０４に戻る。それにより、共振周波数情報１１１に従ったＬＦ信号の送信が終了するまでの間、共振周波数を必要に応じて切り換えた通信が行われる。

図１８を参照した携帯機２側の説明に移る。通信を行っていない状況では、ＣＰＵ２０は、例えばＳ２０１を繰り返し実行し、車載機１から送信される起動指令を受信したか否か判断する。気中放射されたＬＦ信号は、直接、或いは中継機３１０及び４１０を介してＬＦ受信アンテナ２６により受信され、ＬＦ受信回路２４が復調信号をＣＰＵ２０に出力する。この結果、Ｓ２０１の判定はＹＥＳとなってＳ２０２に移行する。

Ｓ２０２では、ＣＰＵ２０は、メモリ２２から共振周波数情報２２２を読み込む。次に移行するＳ２０３では、ＣＰＵ２０は、メモリ２２に格納した不正カウント情報２２３のクリアを行う。その後に移行するＳ２０４では、ＣＰＵ２０は、共振周波数情報２２２を参照して、共振周波数の切り換えを行う。

共振周波数の切り換え後に移行するＳ２０５では、ＣＰＵ２０は、ＬＦ受信アンテナ２６のＬＦ信号の受信によってＬＦ受信回路２４から出力される復調信号を入力する。復調信号の入力によって移行するＳ２０６では、ＣＰＵ２０は、共振周波数の切り換えタイミングが到来したか否か判断する。直前の共振周波数の切り換えタイミングとなってから、対応するタイミング番号の期間が経過した場合、Ｓ２０６の判断はＹＥＳとなってＳ２０７に移行する。そのタイミング番号の期間が経過していない場合、Ｓ２０６の判断はＮＯとなってＳ２０５に戻る。それにより、ＣＰＵ２０は、対応するタイミング番号の期間、入力する復調信号を監視し、通信可否の判断を行う。このため、Ｓ２０７の移行時に、対応するタイミング番号の期間での復調エラーの検出結果が確定する。

Ｓ２０７では、ＣＰＵ２０は、復調エラーが発生したか否か判断する。図１４に示すように、Ｈとなる復調信号がＬＦ受信回路２４から入力されなかったような場合、Ｓ２０７の判定はＹＥＳとなってＳ２０８に移行する。Ｈとなる復調信号がＬＦ受信回路２４から入力された場合、Ｓ２０７の判定はＮＯとなってＳ２１０に移行する。

Ｓ２０８では、ＣＰＵ２０は、共振周波数情報２２２を参照し、経過したタイミング番号の期間での復調エラーが予測されていたか否か判断する。復調エラーが予測されていた場合、Ｓ２０８の判断はＹＥＳとなってＳ２１２に移行する。復調エラーが予測されていなかった場合、つまり復調エラーが予測されていないにも係わらず、復調エラーが発生した場合、Ｓ２０８の判定はＮＯとなってＳ２０９に移行し、ＣＰＵ２０は、不正カウント情報２２３のインクリメントを行う。その後はＳ２１２に移行する。

Ｓ２１０では、ＣＰＵ２０は、同様に、復調エラーが予測されていたか否か判断する。復調エラーが予測されていた場合、つまり復調エラーが予測されているにも係わらず、復調エラーが発生しなかった場合、Ｓ２１０の判断はＹＥＳとなってＳ２１１に移行する。復調エラーが予測されていなかった場合、Ｓ２１０の判定はＮＯとなってＳ２１２に移行する。Ｓ２１１では、ＣＰＵ２０は、不正カウント情報２２３のインクリメントを行う。その後はＳ２１２に移行する。

Ｓ２１２では、ＣＰＵ２０は、共振周波数情報１１１に従ったＬＦ信号の送信が終了したか否か判断する。最後のタイミング番号の期間が経過した場合、Ｓ２１２の判断はＹＥＳとなってＳ２１３に移行する。最後のタイミング番号の期間が経過していない場合、Ｓ２１２の判断はＮＯとなり、Ｓ２０４に戻る。それにより、共振周波数情報１１１に従ったＬＦ信号の送信が終了するまでの間、共振周波数を必要に応じて切り換えたＬＦ信号の受信に対応する。

Ｓ２１３では、ＣＰＵ２０は、不正カウント情報２２３を含む送信情報をＲＦ送信回路２３に出力することにより、ＲＦ送信アンテナ２５からＲＦ信号を送信させる。このＲＦ信号の送信により、一連の処理が終了する。

図１７を参照した車載機１側の説明に戻る。携帯機２から送信された、不正カウント情報２２３を含むＲＦ信号は、ＲＦ受信アンテナ１５によって受信され、その受信信号がＲＦ受信アンテナ１５からＲＦ受信回路１３に出力される。その結果、ＲＦ受信回路１３が出力する復調信号は、ＣＰＵ１０に入力される。ＣＰＵ１０は、Ｓ１０７の判断がＹＥＳとなって移行するＳ１０８でこの復調信号を処理し、その復調信号に含まれる不正カウント情報２２３を不正カウント値１１２としてメモリ１１に保存する。

Ｓ１０８に続くＳ１０９では、ＣＰＵ１０は、メモリ１１に保存した不正カウント情報１１２の値が、メモリ１１に保存された判定しきい値１１３以上か否か判断する。不正カウント情報１１２の値が判定しきい値１１３以上であった場合、Ｓ１０９の判断はＹＥＳとなってＳ１１０に移行する。不正カウント情報１１２の値が判定しきい値１１３未満であった場合、Ｓ１０９の判断はＮＯとなってＳ１１２に移行する。

Ｓ１１２では、ＣＰＵ１０は、リレーアタックは行われていないとして、制御装置４にドアの解錠を指示する。その後、一連の処理が終了する。

Ｓ１１０では、ＣＰＵ１０は、リレーアタックが検出されたと判断する。続くＳ１１１では、ＣＰＵ１０は、リクエストスイッチ１６ｂへの操作による解錠操作を無効とする。それにより、制御装置４にドアの解錠を指示することなく、一連の処理が終了する。

１ 車載機、２ 携帯機、１０ ＣＰＵ（第１の送信制御部、第１の切換制御部、中継判断部）、１１、２２ メモリ、１２ ＬＦ送信回路（第１の送信回路）、１３ ＲＦ受信回路（第１の復調回路）、１４ ＬＦ送信アンテナ部、１４ａ〜１４ｃ ＬＦ送信アンテナ（第１の送信アンテナ）、１５ ＲＦ受信アンテナ（第１の受信アンテナ）、１６ａ、１６ｂ リクエストスイッチ、１７ スイッチ信号入力回路、２０ ＣＰＵ（第２の送信制御部、第２の切換制御部）、２３ ＲＦ送信回路（第２の送信回路）、２４ ＬＦ受信回路（第２の復調回路）、２５ ＲＦ送信アンテナ（第２の送信アンテナ）、２６ ＬＦ受信アンテナ（第２の受信アンテナ）、２７ ＲＳＳＩ測定回路（測定回路）、１００ 車両、１１０ 第１認証コード、１１１ 共振周波数情報、１１２ 不正カウント情報（受信結果情報）、１１３ 判定しきい値、１２１ 変調回路、１２２ 増幅回路、１３１ 増幅回路、１３２ 復調回路、１２４ 送信共振周波数切換回路（第１の切換回路）、２２０ 第２認証コード、２２１ ＲＳＳＩ測定結果、２２２ 共振周波数情報（制御情報）、２２３ 不正カウント情報（受信結果情報）、２３１ 変調回路、２３２ 増幅回路、２４１ 増幅回路、１４２ 復調回路、２４４ 受信共振周波数切換回路（第２の切換回路）、ＳＷ１２４ａ〜ＳＷ１２４ｃ、ＳＷ２４４ａ〜ＳＷ２２４ｃ スイッチ素子、Ｃ１２４ａ〜Ｃ１２４ｃ、Ｃ２２４ａ〜Ｃ２２４ｃ 共振コンデンサ。

Claims (6)

1. 車両に搭載された無線通信機能を有する車載機と、前記車両のユーザによって携帯され、前記車載機との間で無線通信が可能な携帯機と、を備え、
   前記車載機は、
   前記携帯機向けの第１の無線信号を第１の送信アンテナに送信させるための第１の送信信号を生成する第１の送信回路と、
   前記第１の送信回路に第１の送信情報を出力する第１の送信制御部と、
   前記第１の送信回路の第１の共振周波数を切り換えるための第１の切換回路と、
   前記第１の切換回路による前記第１の共振周波数の切り換えを制御する第１の切換制御部と、
   前記携帯機が送信する第２の無線信号を受信可能な第１の受信アンテナが出力する第１の受信信号を復調し、第１の復調信号を生成する第１の復調回路と、
   前記第１の切換制御部が前記第１の共振周波数の切り換えを制御している間に送信された前記第１の無線信号の受信結果を示す受信結果情報が前記第１の復調信号に含まれている場合に、前記受信結果情報に基づいて、前記携帯機による前記第１の無線信号の受信に前記第１の無線信号の中継が行われたか否かを判断する中継判断部と、を有し、
   前記携帯機は、
   前記第１の無線信号を受信可能な第２の受信アンテナと、
   前記第２の受信アンテナが前記第１の無線信号の受信により出力する第２の受信信号を復調し、第２の復調信号を生成する第２の復調回路と、
   前記第２の復調回路の第２の共振周波数を切り換えるための第２の切換回路と、
   前記第２の切換回路による前記第２の共振周波数の切り換えを制御する第２の切換制御部と、
   前記第２の復調信号により、復調エラーを検出するエラー検出部と、
   前記第２の無線信号を送信可能な第２の送信アンテナと、
   前記第２の送信アンテナに出力する第２の送信信号を生成する第２の送信回路と、
   前記エラー検出部による前記復調エラーの検出結果を基に、前記受信結果情報を生成し、前記受信結果情報を含む第２の送信情報を前記第２の送信回路に出力する第２の送信制御部と、を有する、
   無線通信システム。
2. 前記車載機の前記第１の送信制御部は、前記第２の共振周波数の切り換えを制御するための制御情報を含む前記第１の送信情報を前記第１の送信回路に出力可能である、
   請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記第１の切換制御部は、前記第１の共振周波数の切り換えを複数回、行い、
   前記第１の送信制御部は、前記第１の切換制御部が前記第１の共振周波数の切り換えを行っている間、前記第１の送信情報を前記第１の送信回路に出力することにより、前記第１の無線信号を送信させる、
   請求項１または２に記載の無線通信システム。
4. 前記第２の切換制御部は、前記第２の共振周波数の切り換えを複数回、行い、
   前記第２の送信制御部は、前記第２の切換制御部が前記第２の共振周波数の切り換えを行っている間の前記エラー検出部による前記復調エラーの検出結果を基に、前記受信結果情報を生成する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の無線通信システム。
5. 前記携帯機は、
   前記第２の受信アンテナが出力する前記第２の受信信号の信号強度を測定する測定回路、を備え、
   前記測定回路が前記信号強度を測定する場合、前記第１の切換制御部は、前記第１の共振周波数を、前記第１の無線信号の搬送波周波数に合わせた周波数に切り換え、前記第２の切換制御部は、前記第２の共振周波数を、前記搬送波周波数に合わせた周波数に切り換える、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の無線通信システム。
6. 車両に搭載された無線通信機能を有する車載機と、前記車両のユーザによって携帯され、前記車載機との間で無線通信が可能な携帯機と、を備えた無線通信システムに適用され、
   前記車載機から前記携帯機に向けての無線通信を、前記車載機、及び前記携帯機ともに、共振周波数を切り換えながら行わせ、
   前記携帯機に、前記無線通信における復調エラーを検出させ、
   前記車載機に、前記復調エラーの検出結果に応じた制御を行わせる、
   無線通信方法。

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