WO2017098721A1 - 車載器、携帯機、及び車両用無線通信システム - Google Patents

車載器、携帯機、及び車両用無線通信システム Download PDF

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vehicle
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林　直樹
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to communication technology, and in particular, to an on-vehicle device, a portable device, and a vehicle wireless communication system that perform communication between an on-vehicle device mounted on a vehicle and a portable device possessed by a user.
  • the electronic key system includes a key operation free system that does not require button operation on the electronic key.
  • a communication area for LF (LowequFrequency) band requests is formed around the vehicle.
  • LF LowequFrequency
  • the electronic key sends a response in the RF (Radio Frequency) band to the vehicle.
  • a relay attack exists as an unauthorized use of the key operation free system.
  • a malicious third party uses a repeater that can relay a request from a vehicle and a response from an electronic key. Therefore, communication between the two parties is possible even if the electronic key is not present in the communication area of the vehicle.
  • a signal strength pattern is defined between the vehicle and the electronic key, and the signal strength pattern is collated (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention provides a technique for reducing the risk of relay attack in door lock unlocking.
  • the vehicle-mounted device of one aspect of the present invention includes a transmission unit that transmits a request signal and a first measurement signal to a portable device, and a portable device that has received the request signal and the first measurement signal transmitted from the transmission unit. And a receiving unit for receiving the first response signal including information on the transmission intensity of the second measurement signal.
  • the transmission unit transmits a second measurement signal in which the transmission intensity is set based on information on the transmission intensity included in the first response signal received by the reception unit, to the portable device.
  • the second response signal transmitted from the portable device is received according to the determination result for the measurement signal.
  • the portable device receives a request signal and a first measurement signal from the vehicle-mounted device, and if the reception unit receives the request signal and the first measurement signal, the second measurement signal A transmission unit that transmits a first response signal including information on transmission intensity to the vehicle-mounted device.
  • the reception unit receives the second measurement signal from the vehicle-mounted device in response to the first response signal transmitted from the transmission unit, and the transmission unit has the reception intensity of the second measurement signal received by the reception unit. When it responds to the information regarding the transmission intensity included in the first response signal, the second response signal is transmitted to the vehicle-mounted device.
  • Still another aspect of the present invention is a vehicle radio communication system.
  • this vehicle wireless communication system receives a request signal and a first measurement signal from the vehicle-mounted device that transmits the request signal and the first measurement signal, a second measurement signal And a portable device that transmits a first response signal including information on the transmission strength of the vehicle-mounted device.
  • the on-vehicle device transmits a second measurement signal in which the transmission strength is set based on the information on the transmission strength included in the received first response signal to the portable device, and the portable device receives the second received signal.
  • the reception intensity of the measurement signal corresponds to the information regarding the transmission intensity included in the first response signal
  • the second response signal is transmitted to the vehicle-mounted device.
  • the risk of relay attack in unlocking the door lock can be reduced.
  • FIG. 1A is a diagram showing a configuration of a vehicle radio communication system according to a comparative example of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a diagram showing a configuration of a vehicle radio communication system according to a comparative example of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing signals used in the vehicular wireless communication system of FIG. 1B.
  • FIG. 2B is a diagram showing signals used in the vehicular wireless communication system of FIG. 1B.
  • FIG. 2C is a diagram showing signals used in the vehicular wireless communication system of FIG. 1B.
  • FIG. 2D is a diagram showing signals used in the vehicular wireless communication system of FIG. 1B.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the vehicle radio communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing signals used in the vehicular wireless communication system of FIG.
  • FIG. 5 is another diagram showing signals used in the vehicle radio communication system of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating characteristics of the RSSI circuit included in the measurement unit of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a data structure of a table stored in the portable device generation unit of FIG.
  • FIG. 8A is still another diagram showing signals used in the vehicular wireless communication system of FIG.
  • FIG. 8B is still another diagram showing signals used in the vehicular wireless communication system of FIG. 3.
  • FIG. 8C is still another diagram showing signals used in the vehicular wireless communication system of FIG. 3.
  • FIG. 8D is still another diagram showing signals used in the vehicular wireless communication system of FIG. 3.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a communication procedure by the vehicle-mounted device of FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a communication procedure by the portable device of FIG.
  • the signal intensity pattern defined between the vehicle and the electronic key is formed by combining a signal equal to or higher than a threshold value and a signal smaller than the threshold value. Therefore, if the signal intensity pattern and the threshold value are clarified, the signal intensity pattern can be easily reproduced and a relay attack is easily performed.
  • An embodiment of the present invention is a vehicle radio that performs communication for unlocking a door lock of a vehicle between an on-vehicle device mounted on the vehicle and a portable device (electronic key) possessed by the user.
  • the present invention relates to a communication system.
  • the object of the present embodiment is to reduce the risk of relay attack in door lock unlocking.
  • the vehicle-mounted device transmits a measurement signal (hereinafter, the measurement signal transmitted at this timing is referred to as “first measurement signal”) following the request signal.
  • the portable device When the portable device receives the request signal, it wakes up and measures the reception intensity of the first measurement signal. Based on the measured reception intensity, the portable device determines the transmission intensity of a measurement signal (hereinafter referred to as “second measurement signal”) to be transmitted next by the vehicle-mounted device. The portable device transmits a response signal including information on the determined transmission strength (hereinafter, the response signal transmitted at this timing is referred to as “first response signal”).
  • second measurement signal a measurement signal
  • first response signal including information on the determined transmission strength
  • the vehicle-mounted device When receiving the first response signal, the vehicle-mounted device extracts the transmission strength information included in the first response signal and transmits the second measurement signal with the transmission strength according to the transmission strength information.
  • the portable device measures the reception intensity of the second measurement signal. If the portable device determines that the measured reception strength is included in the expected reception strength range from the transmission strength information included in the first response signal, the portable device transmits a response signal (hereinafter, transmitted at this timing). Response signal is referred to as a “second response signal”.
  • the vehicle-mounted device receives the second response signal, the vehicle-mounted device unlocks the vehicle door lock. Since the transmission intensity of the second measurement signal transmitted from the vehicle-mounted device is instructed from the portable device each time, there is a low possibility that the value will be clarified. In addition, since the measured reception strength is determined, reproduction becomes difficult and relay attack is difficult to be performed. Although the detailed description is omitted in the present embodiment, the vehicle-mounted device may automatically open the unlocked door following the unlocking of the door lock.
  • FIG. 1A to 1B show a configuration of a vehicle radio communication system 200 according to a comparative example of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A shows a normal unlocking operation by the vehicular wireless communication system 200.
  • a left antenna 220, a right antenna 222, and a rear antenna 224 are disposed on a vehicle 110, and a user 210 has a portable device 212. Further, the left side antenna 220, the right side antenna 222, and the rear antenna 224 are connected to the vehicle-mounted device mounted on the vehicle 110.
  • an LF signal for example, a 125 kHz band signal is transmitted from the left antenna 220, the right antenna 222, and the rear antenna 224, and the LF signal is received by the portable device 212.
  • the portable device 212 transmits a UHF (Ultra High Frequency) signal, for example, a 300 MHz band signal, and the left antenna 220, the right antenna 222, and the rear antenna 224 receive the UHF signal.
  • UHF Ultra High Frequency
  • the vehicle wireless communication system 200 corresponds to the key operation free system described above.
  • the key operation free system is also called a smart entry method, a smart key method, or a passive keyless entry (PKE) method.
  • the portable device 212 receives the LF signal from the vehicle-mounted device mounted on the vehicle 110, and returns a UHF signal if it is the correct LF signal from the vehicle-mounted device.
  • the portable device 212 automatically responds and unlocks the door lock of the vehicle 110.
  • the LF signal and the UHF signal are encrypted, and it is difficult to decrypt the data contained therein.
  • the communication distance of the LF signal transmitted from the vehicle-mounted device is limited to a range of about 2 m from the vehicle 110, the portable device 212 far away from the vehicle 110 does not respond by mistake.
  • FIG. 1B shows an operation when a relay attack is performed on the vehicular wireless communication system 200.
  • the first repeater 230 and the second repeater 232 are disposed between the left antenna 220, the right antenna 222, the rear antenna 224, and the portable device 212.
  • the first repeater 230 and the second repeater 232 are arranged by a third party other than the user 210 who is the owner of the vehicle 110.
  • signals between the vehicle-mounted device and the portable device 212 are relayed by the first repeater 230 and the second repeater 232, and the door lock of the vehicle 110 is unlocked regardless of the intention of the user 210.
  • LF signals transmitted from the left antenna 220, the right antenna 222, and the rear antenna 224 are received by the first repeater 230 and converted into UHF signals.
  • the UHF signal from the first repeater 230 is received by the second repeater 232 and received as the LF signal.
  • the LF signal from the second repeater 232 is received by the portable device 212.
  • frequency conversion to a UHF signal having a long communication distance is performed between the first repeater 230 and the second repeater 232.
  • FIGS. 2A-2D show signals used in the vehicular wireless communication system 200 of FIG. 1B.
  • FIG. 2A shows a signal at the vehicle-mounted device
  • FIG. 2B shows a signal at the first repeater 230
  • FIG. 2C shows a signal at the second repeater 232
  • FIG. 2D shows a portable device.
  • the signal at 212 is shown.
  • the upper part of FIG. 2A shows a baseband signal (BB signal) generated in the vehicle-mounted device
  • the lower part of FIG. 2A shows an LF signal modulated based on the baseband signal in the vehicle-mounted device.
  • An LF signal is transmitted from the left antenna 220, the right antenna 222, and the rear antenna 224.
  • the upper part of FIG. 2B shows the LF signal received by the first repeater 230.
  • the middle part of FIG. 2B shows a baseband signal obtained by demodulating the LF signal in the first repeater 230.
  • the lower part of FIG. 2B shows a UHF signal modulated based on the baseband signal in the first repeater 230.
  • a UHF signal is transmitted from the first repeater 230.
  • the upper part of FIG. 2C shows the UHF signal received by the second repeater 232.
  • the middle part of FIG. 2C shows a baseband signal obtained by demodulating the UHF signal in the second repeater 232.
  • the lower part of FIG. 2C shows the LF signal modulated based on the baseband signal in the second repeater 232.
  • An LF signal is transmitted from the second repeater 232.
  • the upper part of FIG. 2D shows an LF signal received by the portable device 212.
  • the lower part of FIG. 2D shows a baseband signal acquired by demodulating an LF signal in the portable device 212.
  • the UHF signal from the portable device 212 may be relayed by the second repeater 232 and the first repeater 230 and received by the left antenna 220, the right antenna 222, and the rear antenna 224, and relayed. It may be received directly without.
  • the vehicle-mounted device and the portable device 212 execute the same processing as in FIG. 1A only by arranging the first repeater 230 and the second repeater 232 between the vehicle-mounted device and the portable device 212. Therefore, the first repeater 230 and the second repeater 232 can unlock the vehicle 110 without analyzing the encryption.
  • FIG. 3 shows a configuration of the vehicular wireless communication system 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the vehicle wireless communication system 100 includes a vehicle 110 and a portable device 12.
  • the vehicle 110 includes an in-vehicle device 10, a sensor 14, an ECU (Electronic Control Unit) 16, and a door lock mechanism 18.
  • the on-vehicle device 10 includes an on-vehicle device control unit 30, an LF transmission unit 32, and a UHF reception unit 34.
  • the on-vehicle device control unit 30 includes an on-vehicle device signal generation unit 36 and an ID (identification) storage unit 38.
  • the portable device 12 includes an LF reception unit 50, a measurement unit 52, a portable device control unit 54, and a UHF transmission unit 56.
  • the portable device control unit 54 includes an ID storage unit 60, a first determination unit 62, and a portable device.
  • a signal generation unit 64 and a second determination unit 66 are included.
  • the sensor 14 of the vehicle 110 is provided on a door knob or the like of the vehicle 110 and detects that it is touched by the user. Since a known technique may be used for the sensor 14, a description thereof is omitted here. When the sensor 14 detects a touch, the sensor 14 notifies the vehicle-mounted device control unit 30 of the detection.
  • the on-vehicle device control unit 30 of the on-vehicle device 10 instructs the on-vehicle device signal generation unit 36 to generate a signal.
  • the on-vehicle device signal generation unit 36 extracts the ID stored in the ID storage unit 38 and generates a request signal including the ID. This ID is identification information used for pair authentication with the portable device 12. When included in the request signal, the ID may be encrypted.
  • the request signal generated in the onboard equipment signal generation unit 36 is a baseband signal.
  • the on-vehicle device signal generation unit 36 outputs the request signal to the LF transmission unit 32.
  • the LF transmission unit 32 receives a request signal from the onboard device signal generation unit 36.
  • the LF transmission unit 32 generates a request signal of an LF signal (hereinafter also referred to as “request signal”) by performing modulation processing on the request signal.
  • the LF transmission unit 32 transmits a request signal from the antenna to the portable device 12.
  • the antenna connected to the LF transmitter 32 and the antenna connected to the UHF receiver 34 described later are arranged as a left antenna 220, a right antenna 222, and a rear antenna 224 in FIGS. 1A to 1B.
  • the left antenna 220 includes an antenna connected to the LF transmitter 32 and an antenna connected to the UHF receiver 34 and is arranged on the left side of the vehicle 110.
  • the right side antenna 222 includes an antenna connected to the LF transmission unit 32 and an antenna connected to the UHF reception unit 34, and is arranged on the right side of the vehicle 110.
  • the rear antenna 224 includes an antenna connected to the LF transmitter 32 and an antenna connected to the UHF receiver 34, and is disposed on the rear side of the vehicle 110.
  • the LF transmitter 32 transmits the first measurement signal to the portable device 12 following the transmission of the request signal.
  • the first measurement signal is a signal for causing the portable device 12 to measure the reception intensity, and is an LF signal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating signals used in the vehicle radio communication system 100.
  • symbol (a) in FIG. 4 indicates an LF signal transmitted from the LF transmitter 32 of the vehicle-mounted device 10.
  • the vehicle-mounted device 10 continuously transmits the request signal and the first measurement signal. Others will be described later.
  • FIG. 5 is another diagram showing signals used in the vehicle radio communication system 100.
  • FIG. 5 shows the request signal produced
  • a symbol (b) in FIG. 5 indicates an LF signal transmitted from the LF transmitter 32.
  • the first measurement signal is transmitted following the request signal modulated to the LF signal. Others will be described later, and the description returns to FIG.
  • the LF receiver 50 of the portable device 12 receives the request signal from the vehicle-mounted device 10 and receives the first measurement signal from the vehicle-mounted device 10.
  • the LF receiving unit 50 demodulates the received request signal to generate a baseband signal request signal (hereinafter also referred to as “request signal”).
  • the LF receiver 50 outputs a request signal to the portable device controller 54.
  • the portable device control unit 54 wakes up the portable device 12.
  • the LF receiving unit 50 outputs the received first measurement signal to the measuring unit 52.
  • the measurement unit 52 measures the reception intensity of the first measurement signal, for example, RSSI (Received Signal Strength Indicator).
  • FIG. 6 shows the characteristics of the RSSI circuit included in the measurement unit 52.
  • the intensity (electric field intensity [V / m]) of the LF received signal is associated with the output (voltage [V]) of the RSSI circuit. For example, if the strength of the received signal of LF is “R1”, “V1” is output from the RSSI circuit, and if the strength of the received signal of LF is “R2”, “V2” is output from the RSSI circuit. Is done.
  • the measuring unit 52 outputs the measured received intensity to the portable device control unit 54.
  • FIG. 4 indicates a process for the LF signal received by the LF receiver 50 of the portable device 12.
  • the request signal is waked up and the first measurement signal is measured.
  • Reference numeral (c) in FIG. 5 indicates a measurement result in the measurement unit 52 of the portable device 12. As shown in the figure, the reception intensity increases when an LF signal is transmitted in a part of the request signal and the first measurement signal.
  • the first determination unit 62 extracts the ID included in the request signal. In addition, the first determination unit 62 acquires the ID stored in the ID storage unit 60. Furthermore, the first determination unit 62 performs pair authentication based on the extracted ID and the acquired ID. Since a known technique may be used for pair authentication, the description thereof is omitted here. If pair authentication fails, the processing described later is not executed. On the other hand, when pair authentication is successful, the processing described later is executed.
  • the portable device signal generation unit 64 inputs the reception intensity from the measurement unit 52.
  • the portable device signal generation unit 64 determines the transmission strength relative to the transmission strength of the second measurement signal based on the reception strength.
  • FIG. 7 shows a data structure of a table stored in the portable device signal generation unit 64.
  • the “reception strength range” indicates a range in which the reception strength measured by the measurement unit 52 is included.
  • “A” indicates a range including the highest reception strength
  • “D” indicates a range including the lowest reception strength.
  • Each of the reception intensity ranges “A” to “D” is set based on the characteristics of the RSSI circuit included in the measurement unit 52 shown in FIG.
  • “Transmission intensity” is a transmission intensity corresponding to each reception intensity range, and indicates the transmission intensity for the second measurement signal.
  • the transmission intensity “100%” corresponds to the transmission intensity of the first measurement signal.
  • Random value indicates a value for indicating each transmission intensity. As illustrated, a plurality of values are defined for one transmission strength, and one random value is selected from the plurality of values.
  • the portable device signal generation unit 64 specifies the transmission strength by specifying the reception strength range in which the input reception strength is included.
  • the portable device signal generation unit 64 randomly selects one value from a plurality of values corresponding to the specified transmission intensity. Since the selected random value is information regarding the transmission intensity of the second measurement signal (hereinafter referred to as “transmission intensity information”), it can be said that the transmission intensity information is converted into random information.
  • transmission intensity information information regarding the transmission intensity of the second measurement signal
  • the portable device signal generation unit 64 generates a first response signal including information related to the transmission intensity of the second measurement signal (hereinafter referred to as “transmission intensity information”). When included in the first response signal, the transmission strength information may be encrypted.
  • the first response signal generated by the portable device signal generation unit 64 is a baseband signal.
  • the portable device signal generation unit 64 outputs the first response signal to the UHF transmission unit 56.
  • the UHF transmission unit 56 receives the first response signal from the portable device signal generation unit 64.
  • the UHF transmission unit 56 generates a first response signal of the UHF signal (hereinafter also referred to as “first response signal”) by performing modulation processing on the first response signal.
  • the UHF transmission unit 56 transmits the first response signal from the antenna to the vehicle-mounted device 10.
  • symbol (c) of FIG. 4 shows the signal of UHF transmitted from the UHF transmission part 56 of the portable device 12.
  • FIG. Following the reception of the first measurement signal in the portable device 12, the first response signal is transmitted.
  • a symbol (d) in FIG. 5 indicates a first response signal transmitted from the UHF transmission unit 56 of the portable device 12.
  • the transmission strength information is set to “50%”.
  • the UHF receiver 34 of the vehicle-mounted device 10 receives the first response signal from the portable device 12.
  • the UHF receiver 34 demodulates the received first response signal to generate a first response signal of the baseband signal (hereinafter also referred to as “first response signal”).
  • the UHF receiver 34 outputs the first response signal to the vehicle-mounted device controller 30.
  • symbol (d) of FIG. 4 shows the process with respect to the signal of UHF received in the UHF receiving part 34 of the onboard equipment 10. FIG. As illustrated, the first response signal is received.
  • the in-vehicle device control unit 30 inputs the first response signal from the UHF receiving unit 34.
  • the onboard equipment control unit 30 extracts transmission intensity information included in the first response signal.
  • the in-vehicle device control unit 30 stores a table as shown in FIG. 7, and when the transmission intensity information is indicated by a random value, the on-vehicle device control unit 30 refers to the table to transmit the random value to the transmission intensity.
  • Convert to The vehicle-mounted device control unit 30 sets the transmission intensity in the LF transmission unit 32.
  • the LF transmitter 32 transmits the second measurement signal to the portable device 12 with the transmission intensity set by the vehicle-mounted device controller 30. In FIG. 4A, the second measurement signal is transmitted following the first response signal. In FIG. 5B, the second measurement signal is set to 50% of the transmission intensity of the first measurement signal.
  • the LF receiver 50 of the portable device 12 receives the second measurement signal from the vehicle-mounted device 10.
  • the LF reception unit 50 outputs the received second measurement signal to the measurement unit 52.
  • the measuring unit 52 measures the reception intensity of the second measurement signal.
  • the measuring unit 52 outputs the measured received intensity to the portable device control unit 54.
  • FIG. 4B measurement is performed on the second measurement signal.
  • the reception intensity of 50% of the reception intensity of the first measurement signal is measured for the second measurement signal.
  • the portable device controller 54 inputs the value of the transmission intensity information generated by the portable device signal generator 64, for example, “50%”. Further, the portable device control unit 54 predicts the reception intensity of the second measurement signal by multiplying the reception intensity of the first measurement signal by the value of the transmission intensity information. Further, the portable device control unit 54 sets an expected range centered on the expected reception intensity. Here, for example, the expected range is set from the subtraction result to the addition result by subtracting a fixed value from the predicted reception strength and adding the fixed value to the predicted reception strength.
  • the portable device control unit 54 confirms whether the received intensity of the second measurement signal is included in the expected range, which is the received intensity input from the measuring unit 52. . If the reception strength is not included in the expected range, the processing described later is not executed. On the other hand, when the received intensity is included in the expected range, the processing described later is executed.
  • the portable device signal generation unit 64 When the received intensity is included in the expected range, the portable device signal generation unit 64 generates a second response signal. Therefore, the second response signal is generated according to the determination result for the second measurement signal, and can be said to be a signal for notifying the vehicle-mounted device 10 that the reception intensity is included in the expected range.
  • the portable device signal generation unit 64 outputs the second response signal to the UHF transmission unit 56.
  • the UHF transmission unit 56 inputs the second response signal from the portable device signal generation unit 64.
  • the UHF transmission unit 56 generates a second response signal of the UHF signal (hereinafter also referred to as “second response signal”) by performing modulation processing on the second response signal.
  • the UHF transmitter 56 transmits the second response signal from the antenna to the vehicle-mounted device 10.
  • the second response signal is transmitted following the reception of the second measurement signal in the portable device 12.
  • the UHF receiver 34 of the vehicle-mounted device 10 receives the second response signal from the portable device 12.
  • the UHF receiver 34 demodulates the received second response signal to generate a second response signal of the baseband signal (hereinafter also referred to as “second response signal”).
  • the UHF receiver 34 outputs the second response signal to the vehicle-mounted device controller 30. In FIG. 4D, the second response signal is received as shown.
  • the onboard equipment control unit 30 inputs the second response signal from the UHF receiving unit 34.
  • the vehicle-mounted device control unit 30 instructs the ECU 16 of the vehicle 110 to unlock the door lock mechanism 18. Since publicly known technology should just be used for ECU16 and door lock mechanism 18, explanation is omitted here.
  • the RSSI circuit is saturated in a region where the strength of the received signal is high and falls below the measurement lower limit in a region where the strength of the received signal is small, and thus cannot be measured correctly.
  • the strength of the received signal is large, it corresponds to the case where the distance between the vehicle-mounted device 10 and the portable device 12 is small.
  • the strength of the received signal is small, the distance between the vehicle-mounted device 10 and the portable device 12 is large.
  • the portable signal generation unit 64 makes the transmission intensity of the second measurement signal smaller than the transmission intensity of the first measurement signal. Set.
  • the portable signal generator 64 sets the transmission intensity of the second measurement signal to be larger than the transmission intensity of the first measurement signal.
  • FIG. 8A to 8D are still other diagrams showing signals used in the vehicular wireless communication system 100.
  • FIG. 8A to 8B show a case where the distance between the vehicle-mounted device 10 and the portable device 12 is small
  • FIG. 8A shows an LF signal transmitted from the vehicle-mounted device 10
  • FIG. 8B is received by the portable device 12.
  • LF signal As illustrated in FIG. 8A, the request signal 300 and the first measurement signal 302 are transmitted from the vehicle-mounted device 10.
  • the portable device 12 receives the request signal 300 and the first measurement signal 302. Since the reception intensity of the first measurement signal 302 is large in the portable device 12, the transmission intensity of the second measurement signal 304 is 50% of the transmission intensity of the first measurement signal 302 as shown in FIG. 8A. Is set.
  • the second measurement signal 304 is received by the portable device 12 with a lower reception intensity than the first measurement signal 302.
  • FIG. 8C to 8D show a case where the distance between the vehicle-mounted device 10 and the portable device 12 is large
  • FIG. 8C shows an LF signal transmitted from the vehicle-mounted device 10
  • FIG. 8D is received by the portable device 12.
  • LF signal As illustrated in FIG. 8C, the request signal 300 and the first measurement signal 302 are transmitted from the vehicle-mounted device 10.
  • the portable device 12 receives the request signal 300 and the first measurement signal 302. Since the reception intensity of the first measurement signal 302 is low in the portable device 12, the transmission intensity of the second measurement signal 304 is 150% of the transmission intensity of the first measurement signal 302 as shown in FIG. 8C. Is set.
  • the second measurement signal 304 is received by the portable device 12 with a reception intensity greater than that of the first measurement signal 302.
  • This configuration can be realized by a circuit including a CPU (Central Processing Unit), a memory, and other LSI (Large-Scale Integration) of an arbitrary computer in terms of hardware, and loaded into the memory in terms of software. It is realized by a program or the like, but here, functional blocks realized by their cooperation are drawn. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms only by hardware, or by a combination of hardware and software.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a communication procedure performed by the vehicle-mounted device 10.
  • the sensor 14 detects a touch (S10).
  • the LF transmitter 32 transmits a request signal and a first measurement signal (S12).
  • the vehicle-mounted device controller 30 sets the transmission intensity in the LF transmitter 32 (S16) and transmits the second measurement signal (S18). ).
  • the ECU 16 unlocks the door lock mechanism 18 (S22). If the UHF receiver 34 has not received the first response signal (N in S14), or if the UHF receiver 34 has not received the second response signal (N in S20), the process is terminated.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a communication procedure by the portable device 12.
  • the portable device controller 54 wakes up (S52).
  • the measuring unit 52 measures the reception intensity of the first measurement signal (S54).
  • the UHF transmission unit 56 transmits the first response signal including the transmission intensity (S58).
  • the measuring unit 52 measures the reception intensity of the second measurement signal (S60). If the received intensity is within the expected range (Y in S62), the UHF transmitter 56 transmits a second response signal (S64). If the LF receiver 50 does not receive the request signal (N in S50), if the authentication is not successful (N in S56), or if the reception intensity is not within the expected range (N in S62), the processing is performed. Is terminated.
  • the second measurement signal is transmitted according to the measurement intensity instructed from the portable device 12, and the second response signal transmitted according to the determination result for the second measurement signal is transmitted. Since it is received, the portable device 12 can make a determination according to the reception intensity of the second measurement signal. In addition, since the portable device 12 makes a determination according to the reception intensity of the second measurement signal, it is difficult to reproduce. Further, since it is difficult to reproduce, the risk of relay attack can be reduced.
  • the reception intensity of the second measurement signal corresponds to the information on the transmission intensity included in the first response signal
  • the second response signal is transmitted, so that the determination can be made based on the reception intensity.
  • the determination is made based on the reception strength
  • the risk of relay attack can be reduced.
  • the information on the transmission strength is determined based on the reception strength of the first measurement signal, a transmission strength suitable for reception can be set.
  • the reception intensity is high, the transmission intensity is reduced, so that saturation can be suppressed.
  • the reception strength is low, the transmission strength is increased, so that it is possible to suppress the reception lower than the lower limit.
  • transmission intensity information is converted into random information, safety can be improved.
  • the outline of one embodiment of the present invention is as follows.
  • the vehicle-mounted device of one aspect of the present invention includes a transmission unit that transmits a request signal and a first measurement signal to a portable device, and a portable device that has received the request signal and the first measurement signal transmitted from the transmission unit. And a receiving unit for receiving the first response signal including information on the transmission intensity of the second measurement signal.
  • the transmission unit transmits a second measurement signal in which the transmission intensity is set based on information on the transmission intensity included in the first response signal received by the reception unit to the portable device.
  • the second response signal transmitted according to the determination result for the second measurement signal is received.
  • the relay attack is performed. Can reduce the risk.
  • the portable device receives a request signal and a first measurement signal from the vehicle-mounted device, and if the reception unit receives the request signal and the first measurement signal, the second measurement signal A transmission unit that transmits a first response signal including information on transmission intensity to the vehicle-mounted device.
  • the reception unit receives the second measurement signal from the vehicle-mounted device in response to the first response signal transmitted from the transmission unit, and the transmission unit has the reception intensity of the second measurement signal received by the reception unit. When it responds to the information regarding the transmission intensity included in the first response signal, the second response signal is transmitted to the vehicle-mounted device.
  • the second response signal is transmitted when the reception strength of the second measurement signal corresponds to the information on the transmission strength included in the first response signal, there is a risk of relay attack. Can be reduced.
  • the information regarding the transmission strength included in the first response signal transmitted from the transmission unit may be determined based on the reception strength of the first measurement signal received by the reception unit. In this case, since the information on the transmission strength is determined based on the reception strength of the first measurement signal, a transmission strength suitable for reception can be set.
  • the information regarding the transmission strength included in the first response signal transmitted from the transmission unit may be converted into random information. In this case, since the information regarding the transmission strength is converted into random information, safety can be improved.
  • Still another aspect of the present invention is a vehicle radio communication system.
  • this vehicle wireless communication system receives a request signal and a first measurement signal from the vehicle-mounted device that transmits the request signal and the first measurement signal, a second measurement signal And a portable device that transmits a first response signal including information on the transmission strength of the vehicle-mounted device.
  • the on-vehicle device transmits a second measurement signal in which the transmission strength is set based on the information on the transmission strength included in the received first response signal to the portable device, and the portable device receives the second received signal.
  • the reception intensity of the measurement signal corresponds to the information regarding the transmission intensity included in the first response signal
  • the second response signal is transmitted to the vehicle-mounted device.
  • the second response signal is transmitted when the reception strength of the second measurement signal corresponds to the information on the transmission strength included in the first response signal, there is a risk of relay attack. Can be reduced.
  • the UHF transmission unit 56 and the UHF reception unit 34 use UHF signals.
  • the present invention is not limited to this.
  • a signal other than a UHF signal and having a frequency higher than that of LF may be used. According to this modification, the degree of freedom of configuration can be improved.
  • the transmission intensity information generated in the portable device signal generation unit 64 is set according to the reception intensity of the first measurement signal measured in the measurement unit 52.
  • the present invention is not limited to this.
  • the transmission strength information may be set regardless of the reception strength of the first measurement signal measured by the measurement unit 52. According to this modification, the degree of freedom of configuration can be improved.
  • the portable signal generator 64 has four reception intensity ranges.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a reception intensity range at a stage other than four stages may be set. According to this modification, the degree of freedom of configuration can be improved.
  • the vehicle wireless communication system 100 is described as a relay attack countermeasure in door unlocking.
  • the present invention is not limited to this.
  • the vehicle radio communication system 100 as a countermeasure against the relay attack may be applied to the engine start operation of the vehicle in the keyless entry system. According to this modification, it is possible to reduce the risk of relay attack when the vehicle engine is started.
  • the vehicle-mounted device, the portable device, and the vehicle wireless communication system including them according to the present invention are effective for a keyless entry system used for door lock release, engine start, and the like.

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Abstract

車載器のＬＦ送信部は、リクエスト信号と１回目の測定用信号とを携帯機に送信する。車載器のＵＨＦ受信部は、携帯機から、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を受信する。ＬＦ送信部は、１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報をもとに送信強度を設定した２回目の測定用信号を携帯機に送信する。ＵＨＦ受信部は、２回目の測定用信号に対する判定結果に応じて携帯機から送信された２回目のレスポンス信号を受信する。

Description

車載器、携帯機、及び車両用無線通信システム
　本発明は、通信技術に関し、特に車両に搭載された車載器と、ユーザが所持する携帯機との間で通信を実行する車載器、携帯機、及び車両用無線通信システムに関する。
　電子キーシステムには、電子キーにおいてボタン操作を必要としないキー操作フリーシステムがある。このシステムでは、ＬＦ（Low Frequency）帯のリクエストの通信エリアが車両周囲に形成され、この通信エリアに電子キーが入り込んでリクエストを受けつけると、電子キーがＲＦ（Radio Frequency）帯のレスポンスを車両に返信する。キー操作フリーシステムの不正使用として、リレーアタックが存在する。リレーアタックでは、車両からのリクエストと電子キーからのレスポンスとをそれぞれ中継することができる中継器を悪意ある第三者が使用する。そのため、電子キーが車両の通信エリアに存在しなくても２者間の通信が可能になる。リレーアタックを防止するため、車両と電子キーとの間において、信号強度パターンが規定され、信号強度パターンの照合がなされる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１１－５２５０６号公報
　本発明は、ドアロック解錠におけるリレーアタックの危険性を低減する技術を提供する。
　本発明の一態様の車載器は、リクエスト信号と１回目の測定用信号とを携帯機に送信する送信部と、送信部から送信したリクエスト信号と１回目の測定用信号とを受信した携帯機から、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を受信する受信部と、を有する。送信部は、受信部において受信した１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報をもとに送信強度を設定した２回目の測定用信号を携帯機に送信し、受信部は、２回目の測定用信号に対する判定結果に応じて携帯機から送信された２回目のレスポンス信号を受信する。
　本発明の別の態様は、携帯機である。この携帯機は、リクエスト信号と１回目の測定用信号とを車載器から受信する受信部と、受信部がリクエスト信号と１回目の測定用信号とを受信した場合、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を車載器に送信する送信部と、を有する。受信部は、送信部から送信した１回目のレスポンス信号に応じて、２回目の測定用信号を車載器から受信し、送信部は、受信部において受信した２回目の測定用信号の受信強度が、１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報に応じていた場合、２回目のレスポンス信号を車載器に送信する。
　本発明のさらに別の態様は、車両用無線通信システムである。この車両用無線通信システムは、リクエスト信号と１回目の測定用信号とを送信する車載器と、車載器からのリクエスト信号と１回目の測定用信号とを受信した場合、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を車載器に送信する携帯機と、を有する。車載器は、受信した１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報をもとに送信強度を設定した２回目の測定用信号を携帯機に送信し、携帯機は、受信した２回目の測定用信号の受信強度が、１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報に応じていた場合、２回目のレスポンス信号を車載器に送信する。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の態様を方法、装置、システム、記録媒体（コンピュータ読み取り可能な一過性でない記録媒体を含む）、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、ドアロック解錠におけるリレーアタックの危険性を低減できる。
図１Ａは、本発明の実施の形態の比較例に係る車両用無線通信システムの構成を示す図である。 図１Ｂは、本発明の実施の形態の比較例に係る車両用無線通信システムの構成を示す図である。 図２Ａは、図１Ｂの車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示す図である。 図２Ｂは、図１Ｂの車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示す図である。 図２Ｃは、図１Ｂの車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示す図である。 図２Ｄは、図１Ｂの車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る車両用無線通信システムの構成を示す図である。 図４は、図３の車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示す図である。 図５は、図３の車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示す別の図である。 図６は、図３の測定部に含まれるＲＳＳＩ回路の特性を示す図である。 図７は、図３の携帯機用生成部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。 図８Ａは、図３の車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示すさらに別の図である。 図８Ｂは、図３の車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示すさらに別の図である。 図８Ｃは、図３の車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示すさらに別の図である。 図８Ｄは、図３の車両用無線通信システムにおいて使用される信号を示すさらに別の図である。 図９は、図３の車載器による通信手順を示すフローチャートである。 図１０は、図３の携帯機による通信手順を示すフローチャートである。
　本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の技術における問題点を簡単に説明する。車両と電子キーとの間に規定される信号強度パターンは、しきい値以上の信号と、しきい値より小さい信号とを組み合わせて形成される。そのため、当該信号強度パターンとしきい値が解明されてしまうと、信号強度パターンの再現が容易になり、リレーアタックがなされやすくなる。
　本発明の実施の形態を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施の形態は、車両に搭載された車載器と、ユーザに所持された携帯機（電子キー）との間において、車両のドアロックを解錠するための通信を実行する車両用無線通信システムに関する。前述のごとく、本実施の形態は、ドアロック解錠におけるリレーアタックの危険性を低減することを目的とする。車載器は、リクエスト信号につづいて、測定用信号（以下、このタイミングで送信される測定用信号を「１回目測定用信号」という）を送信する。携帯機は、リクエスト信号を受信すると、ウエイクアップするとともに、１回目測定用信号の受信強度を測定する。携帯機は、測定した受信強度をもとに、車載器が次に送信すべき測定用信号（以下、「２回目測定用信号」という）の送信強度を決定する。携帯機は、決定した送信強度の情報が含まれたレスポンス信号（以下、このタイミングで送信されるレスポンス信号を「１回目レスポンス信号」という）を送信する。
　車載器は、１回目レスポンス信号を受信すると、１回目レスポンス信号に含まれた送信強度の情報を抽出し、送信強度の情報に応じた送信強度によって２回目測定用信号を送信する。携帯機は、２回目測定用信号の受信強度を測定する。携帯機は、１回目レスポンス信号に含めた送信強度の情報から予想される受信強度の予想範囲に、測定した受信強度が含まれていると判定すれば、レスポンス信号（以下、このタイミングで送信されるレスポンス信号を「２回目レスポンス信号」という）を送信する。車載器は、２回目レスポンス信号を受信した場合、車両のドアロックを解錠する。車載器から送信される２回目測定用信号の送信強度は、携帯機から都度指示されるので、その値が解明されるおそれが低くなる。また、測定した受信強度を判定するので、再現が困難になり、リレーアタックがなされにくくなる。なお、本実施の形態では詳細な説明は省略するが、車載器は、ドアロックの解錠につづけて、解錠したドアを自動的に開扉するようにしてもよい。
　図１Ａ－図１Ｂは、本発明の実施の形態の比較例に係る車両用無線通信システム２００の構成を示す。図１Ａは、車両用無線通信システム２００による通常の解錠動作を示す。車両用無線通信システム２００では、車両１１０に、左側方アンテナ２２０、右側方アンテナ２２２、リアアンテナ２２４が配置されるとともに、ユーザ２１０が携帯機２１２を所持する。また、左側方アンテナ２２０、右側方アンテナ２２２、リアアンテナ２２４は、車両１１０に搭載された車載器に接続される。ここで、左側方アンテナ２２０、右側方アンテナ２２２、リアアンテナ２２４からは、ＬＦの信号、例えば、１２５ｋＨｚ帯の信号が送信され、携帯機２１２においてＬＦの信号が受信される。また、携帯機２１２からは、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ　Ｈｉｇｈ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の信号、例えば、３００ＭＨｚ帯の信号が送信され、左側方アンテナ２２０、右側方アンテナ２２２、リアアンテナ２２４においてＵＨＦの信号が受信される。
　車両用無線通信システム２００は、前述のキー操作フリーシステムに対応する。キー操作フリーシステムは、スマートエントリー方式、スマートキー方式、パッシブキーレスエントリー（ＰＫＥ：Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｋｅｙｌｅｓｓ　Ｅｎｔｒｙ）方式とも呼ばれる。これらにおいて、携帯機２１２は、車両１１０に搭載された車載器からのＬＦの信号を受信し、正しい車載器からのＬＦの信号であれば、ＵＨＦの信号を返信する。このように携帯機２１２は、自動的に応答して車両１１０のドアロックを解錠させる。ここで、ＬＦの信号およびＵＨＦの信号には、暗号化がなされており、それらに含まれたデータの解読は困難である。さらに、車載器から送信されるＬＦの信号の通信距離は、車両１１０から２ｍ程度の範囲に限定されているので、車両１１０から遠く離れた携帯機２１２が間違って応答することはない。
　図１Ｂは、車両用無線通信システム２００に対してリレーアタックがなされている場合の動作を示す。リレーアタックのために、左側方アンテナ２２０、右側方アンテナ２２２、リアアンテナ２２４と携帯機２１２との間に、第１中継器２３０、第２中継器２３２が配置される。ここで、第１中継器２３０、第２中継器２３２の配置は、車両１１０の所有者であるユーザ２１０以外の第三者によってなされる。リレーアタックでは、第１中継器２３０、第２中継器２３２によって、車載器、携帯機２１２間の信号が中継され、ユーザ２１０の意志とは関係なく、車両１１０のドアロックが解錠される。
　左側方アンテナ２２０、右側方アンテナ２２２、リアアンテナ２２４から送信されたＬＦの信号は、第１中継器２３０に受信され、ＵＨＦの信号に変換される。第１中継器２３０からのＵＨＦの信号は、第２中継器２３２に受信され、ＬＦの信号に受信される。第２中継器２３２からのＬＦの信号は、携帯機２１２に受信される。一般的に、ＬＦの信号の通信距離が短いので、第１中継器２３０と第２中継器２３２との間では、通信距離の長いＵＨＦの信号への周波数変換がなされる。
　この場合の信号を図２Ａ－図２Ｄを使用しながら、さらに詳細に説明する。図２Ａ－図２Ｄは、図１Ｂの車両用無線通信システム２００において使用される信号を示す。特に、図２Ａは、車載器での信号を示し、図２Ｂは、第１中継器２３０での信号を示し、図２Ｃは、第２中継器２３２での信号を示し、図２Ｄは、携帯機２１２での信号を示す。図２Ａの上段は、車載器において生成されたベースバンド信号（ＢＢ信号）を示し、図２Ａの下段は、車載器において、ベースバンド信号をもとに変調したＬＦの信号を示す。ＬＦの信号が、左側方アンテナ２２０、右側方アンテナ２２２、リアアンテナ２２４から送信される。
　図２Ｂの上段は、第１中継器２３０が受信したＬＦの信号を示す。図２Ｂの中段は、第１中継器２３０において、ＬＦの信号を復調して取得したベースバンド信号を示す。図２Ｂの下段は、第１中継器２３０において、ベースバンド信号をもとに変調したＵＨＦの信号を示す。ＵＨＦの信号が、第１中継器２３０から送信される。図２Ｃの上段は、第２中継器２３２が受信したＵＨＦの信号を示す。図２Ｃの中段は、第２中継器２３２において、ＵＨＦの信号を復調して取得したベースバンド信号を示す。図２Ｃの下段は、第２中継器２３２において、ベースバンド信号をもとに変調したＬＦの信号を示す。ＬＦの信号が、第２中継器２３２から送信される。図２Ｄの上段は、携帯機２１２が受信したＬＦの信号を示す。図２Ｄの下段は、携帯機２１２において、ＬＦの信号を復調して取得したベースバンド信号を示す。図１Ｂに戻る。
　一方、携帯機２１２からのＵＨＦの信号は、第２中継器２３２、第１中継器２３０で中継されて、左側方アンテナ２２０、右側方アンテナ２２２、リアアンテナ２２４に受信されてもよく、中継されずに直接受信されてもよい。このように、車載器と携帯機２１２との間に、第１中継器２３０、第２中継器２３２を配置するだけで、車載器と携帯機２１２は、図１Ａと同様の処理を実行する。そのため、第１中継器２３０、第２中継器２３２では、暗号の解析がなされなくても、車両１１０の解錠が可能になる。
　図３は、本発明の実施の形態に係る車両用無線通信システム１００の構成を示す。車両用無線通信システム１００は、車両１１０、携帯機１２を含む。車両１１０は、車載器１０、センサ１４、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１６、ドアロック機構１８を含む。車載器１０は、車載器用制御部３０、ＬＦ送信部３２、ＵＨＦ受信部３４を含み、車載器用制御部３０は、車載器用信号生成部３６、ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）記憶部３８を含む。携帯機１２は、ＬＦ受信部５０、測定部５２、携帯機用制御部５４、ＵＨＦ送信部５６を含み、携帯機用制御部５４は、ＩＤ記憶部６０、第１判定部６２、携帯機用信号生成部６４、第２判定部６６を含む。
　車両１１０のセンサ１４は、車両１１０のドアノブ等に設けられ、ユーザによってタッチされたことを検出する。センサ１４には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。センサ１４は、タッチを検出した場合、車載器用制御部３０に検出を通知する。
　車載器１０の車載器用制御部３０は、センサ１４からの通知を受けつけると、車載器用信号生成部３６に信号の生成を指示する。車載器用信号生成部３６は、車載器用制御部３０からの指示を受けつけると、ＩＤ記憶部３８に記憶されたＩＤを抽出し、当該ＩＤが含まれたリクエスト信号を生成する。このＩＤは、携帯機１２とのペア認証のために使用される識別情報である。なお、リクエスト信号に含められる際に、ＩＤには暗号化がなされてもよい。また、車載器用信号生成部３６において生成されたリクエスト信号はベースバンド信号である。車載器用信号生成部３６は、リクエスト信号をＬＦ送信部３２に出力する。
　ＬＦ送信部３２は、車載器用信号生成部３６からリクエスト信号を入力する。ＬＦ送信部３２は、リクエスト信号に対して変調処理を実行することによって、ＬＦの信号のリクエスト信号（以下、これもまた「リクエスト信号」という）を生成する。ＬＦ送信部３２は、リクエスト信号をアンテナから携帯機１２に送信する。なお、ＬＦ送信部３２に接続されたアンテナ、後述のＵＨＦ受信部３４に接続されたアンテナは、図１Ａ－図１Ｂの左側方アンテナ２２０、右側方アンテナ２２２、リアアンテナ２２４のように配置される。例えば、左側方アンテナ２２０は、ＬＦ送信部３２に接続されたアンテナとＵＨＦ受信部３４に接続されたアンテナとを含み、車両１１０の左側方に配置される。右側方アンテナ２２２は、ＬＦ送信部３２に接続されたアンテナとＵＨＦ受信部３４に接続されたアンテナとを含み、車両１１０の右側方に配置される。リアアンテナ２２４は、ＬＦ送信部３２に接続されたアンテナとＵＨＦ受信部３４に接続されたアンテナとを含み、車両１１０の後側方に配置される。
　また、ＬＦ送信部３２は、リクエスト信号の送信につづいて１回目測定用信号を携帯機１２に送信する。１回目測定用信号は、携帯機１２に受信強度を測定させるための信号であり、ＬＦの信号である。図４は、車両用無線通信システム１００において使用される信号を示す図である。特に、図４の符号（ａ）が、車載器１０のＬＦ送信部３２から送信されるＬＦの信号を示す。タイミング「Ｔ１」においてセンサ１４からの通知を受けつけると、車載器１０は、リクエスト信号、１回目測定用信号をつづけて送信する。この他は後述する。図５は、車両用無線通信システム１００において使用される信号を示す別の図である。図５の符号（ａ）は、車載器用信号生成部３６において生成されるリクエスト信号を示し、リクエスト信号は、図示のごとく、ベースバンド信号である。図５の符号（ｂ）は、ＬＦ送信部３２から送信されるＬＦの信号を示す。図示のごとく、ＬＦの信号に変調されたリクエスト信号につづいて、１回目測定用信号が送信される。この他は後述し、図３に戻る。
　携帯機１２のＬＦ受信部５０は、リクエスト信号を車載器１０から受信するとともに、１回目測定用信号を車載器１０から受信する。ＬＦ受信部５０は、受信したリクエスト信号を復調して、ベースバンド信号のリクエスト信号（以下、これもまた「リクエスト信号」という）を生成する。ＬＦ受信部５０は、リクエスト信号を携帯機用制御部５４に出力する。携帯機用制御部５４は、ＬＦ受信部５０からのリクエスト信号を受けつけると、携帯機１２をウエイクアップさせる。
　これにつづいて、ＬＦ受信部５０は、受信した１回目測定用信号を測定部５２に出力する。測定部５２は、１回目測定用信号の受信強度、例えば、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を測定する。図６は、測定部５２に含まれるＲＳＳＩ回路の特性を示す。図示のごとく、ＬＦの受信信号の強度（電界強度［Ｖ／ｍ］）が、ＲＳＳＩ回路の出力（電圧［Ｖ］）に対応づけられる。例えば、ＬＦの受信信号の強度が「Ｒ１」であれば、ＲＳＳＩ回路からは「Ｖ１」が出力され、ＬＦの受信信号の強度が「Ｒ２」であれば、ＲＳＳＩ回路からは「Ｖ２」が出力される。図３に戻る。測定部５２は、測定した受信強度を携帯機用制御部５４に出力する。
　図４の符号（ｂ）は、携帯機１２のＬＦ受信部５０において受信したＬＦの信号に対する処理を示す。リクエスト信号に対してウエイクアップがなされ、１回目測定用信号に対して測定がなされる。図５の符号（ｃ）は、携帯機１２の測定部５２における測定結果を示す。図示のごとく、リクエスト信号の一部、１回目測定用信号において、ＬＦ信号が送信されている場合に受信強度が大きくなる。図３に戻る。
　携帯機用制御部５４において、第１判定部６２は、リクエスト信号に含まれたＩＤを抽出する。また、第１判定部６２は、ＩＤ記憶部６０に記憶されたＩＤを取得する。さらに、第１判定部６２は、抽出したＩＤと、取得したＩＤとをもとに、ペア認証を実行する。ペア認証には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。ペア認証が失敗した場合、後述の処理は実行されない。一方、ペア認証が成功した場合、後述の処理が実行される。
　携帯機用信号生成部６４は、測定部５２から、受信強度を入力する。携帯機用信号生成部６４は、受信強度をもとに、２回目測定用信号の送信強度に対する送信強度を決定する。図７は、携帯機用信号生成部６４に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。「受信強度範囲」は、測定部５２において測定された受信強度が含まれる範囲を示す。ここで、「Ａ」が最も大きな受信強度が含まれる範囲を示し、「Ｄ」が最も小さな受信強度が含まれる範囲を示す。なお、受信強度範囲「Ａ」～「Ｄ」の各々は、図６に示した測定部５２に含まれるＲＳＳＩ回路の特性からそれぞれ設定される。また、「送信強度」が、各受信強度範囲に対応した送信強度であって、２回目測定用信号に対する送信強度を示す。受信強度範囲における受信強度が大きくなるほど、送信強度の値が小さくなる。なお、送信強度「１００％」は、１回目測定用信号の送信強度に相当する。「ランダム値」は、各送信強度を指示するための値を示す。図示のごとく、１つの送信強度に対して複数の値が規定され、複数の値の中から１つのランダム値が選択される。
　携帯機用信号生成部６４は、入力した受信強度が含まれる受信強度範囲を特定することによって、送信強度を特定する。また、携帯機用信号生成部６４は、特定した送信強度に対応した複数の値から１つの値をランダムに選択する。選択したランダム値が、２回目測定用信号の送信強度に関する情報（以下、「送信強度情報」という）であるので、送信強度情報は、ランダム情報化されているといえる。図３に戻る。携帯機用信号生成部６４は、２回目測定用信号の送信強度に関する情報（以下、「送信強度情報」という）が含まれた１回目レスポンス信号を生成する。なお、１回目レスポンス信号に含められる際に、送信強度情報には暗号化がなされてもよい。また、携帯機用信号生成部６４において生成された１回目レスポンス信号はベースバンド信号である。携帯機用信号生成部６４は、１回目レスポンス信号をＵＨＦ送信部５６に出力する。
　ＵＨＦ送信部５６は、携帯機用信号生成部６４から１回目レスポンス信号を入力する。ＵＨＦ送信部５６は、１回目レスポンス信号に対して変調処理を実行することによって、ＵＨＦの信号の１回目レスポンス信号（以下、これもまた「１回目レスポンス信号」という）を生成する。ＵＨＦ送信部５６は、１回目レスポンス信号をアンテナから車載器１０に送信する。図４の符号（ｃ）は、携帯機１２のＵＨＦ送信部５６から送信されるＵＨＦの信号を示す。携帯機１２における１回目測定用信号の受信につづいて、１回目レスポンス信号が送信される。図５の符号（ｄ）は、携帯機１２のＵＨＦ送信部５６から送信される１回目レスポンス信号を示す。ここでは、一例として、送信強度情報が「５０％」に設定されている。図３に戻る。
　車載器１０のＵＨＦ受信部３４は、１回目レスポンス信号を携帯機１２から受信する。ＵＨＦ受信部３４は、受信した１回目レスポンス信号を復調して、ベースバンド信号の１回目レスポンス信号（以下、これもまた「１回目レスポンス信号」という）を生成する。ＵＨＦ受信部３４は、１回目レスポンス信号を車載器用制御部３０に出力する。図４の符号（ｄ）は、車載器１０のＵＨＦ受信部３４において受信したＵＨＦの信号に対する処理を示す。図示のごとく、１回目レスポンス信号を受信している。図３に戻る。
　車載器用制御部３０は、ＵＨＦ受信部３４から１回目レスポンス信号を入力する。車載器用制御部３０は、１回目レスポンス信号に含まれた送信強度情報を抽出する。車載器用制御部３０は、図７のようなテーブルを記憶しており、送信強度情報がランダム値で示されている場合、車載器用制御部３０は、テーブルを参照することによってランダム値を送信強度に変換する。車載器用制御部３０は、送信強度をＬＦ送信部３２に設定する。ＬＦ送信部３２は、車載器用制御部３０によって設定された送信強度によって、２回目測定用信号を携帯機１２に送信する。図４の符号（ａ）では、１回目レスポンス信号につづいて、２回目測定用信号が送信される。また、図５の符号（ｂ）には、１回目測定用信号の送信強度の５０％に設定された２回目測定用信号が示される。図３に戻る。
　携帯機１２のＬＦ受信部５０は、２回目測定用信号を車載器１０から受信する。ＬＦ受信部５０は、受信した２回目測定用信号を測定部５２に出力する。測定部５２は、２回目測定用信号の受信強度を測定する。測定部５２は、測定した受信強度を携帯機用制御部５４に出力する。図４の符号（ｂ）では、２回目測定用信号に対して測定がなされる。図５の符号（ｃ）では、１回目測定用信号の受信強度の５０％の受信強度が２回目測定用信号に対して測定される。図３に戻る。
　携帯機用制御部５４は、携帯機用信号生成部６４において生成した送信強度情報の値、例えば、「５０％」を入力する。また、携帯機用制御部５４は、１回目測定用信号の受信強度に送信強度情報の値を乗算することによって、２回目測定用信号の受信強度を予想する。さらに、携帯機用制御部５４は、予想した受信強度を中心とした予想範囲を設定する。ここで予想範囲は、例えば、予想した受信強度から固定値を減算するとともに、予想した受信強度に固定値を加算することによって、減算結果から加算結果にわたって設定される。
　このように予想範囲が設定されてから、携帯機用制御部５４は、測定部５２から入力した受信強度であって、かつ２回目測定用信号の受信強度が予想範囲に含まれるかを確認する。受信強度が予想範囲に含まれていない場合、後述の処理は実行されない。一方、受信強度が予想範囲に含まれる場合、後述の処理が実行される。受信強度が予想範囲に含まれる場合、携帯機用信号生成部６４は、２回目レスポンス信号を生成する。そのため、２回目レスポンス信号は、２回目測定用信号に対する判定結果に応じて生成されており、受信強度が予想範囲に含まれていることを車載器１０に通知するための信号であるといえる。携帯機用信号生成部６４は、２回目レスポンス信号をＵＨＦ送信部５６に出力する。
　ＵＨＦ送信部５６は、携帯機用信号生成部６４から２回目レスポンス信号を入力する。ＵＨＦ送信部５６は、２回目レスポンス信号に対して変調処理を実行することによって、ＵＨＦの信号の２回目レスポンス信号（以下、これもまた「２回目レスポンス信号」という）を生成する。ＵＨＦ送信部５６は、２回目レスポンス信号をアンテナから車載器１０に送信する。図４の符号（ｃ）では、携帯機１２における２回目測定用信号の受信につづいて、２回目レスポンス信号が送信される。図３に戻る。
　車載器１０のＵＨＦ受信部３４は、２回目レスポンス信号を携帯機１２から受信する。ＵＨＦ受信部３４は、受信した２回目レスポンス信号を復調して、ベースバンド信号の２回目レスポンス信号（以下、これもまた「２回目レスポンス信号」という）を生成する。ＵＨＦ受信部３４は、２回目レスポンス信号を車載器用制御部３０に出力する。図４の符号（ｄ）では、図示のごとく、２回目レスポンス信号を受信している。図３に戻る。
　車載器用制御部３０は、ＵＨＦ受信部３４から２回目レスポンス信号を入力する。車載器用制御部３０は、２回目レスポンス信号を入力すると、車両１１０のＥＣＵ１６に対して、ドアロック機構１８の解錠を指示する。ＥＣＵ１６、ドアロック機構１８には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。
　以下では、携帯機１２において、１回目測定用信号の受信強度から、２回目測定用信号の送信強度を導出するための処理をさらに詳細に説明する。携帯機１２の測定部５２において、ＲＳＳＩ回路は、図６に示すように、受信信号の強度が大きい領域において飽和し、受信信号の強度が小さい領域において、測定下限を下回るため正しく測定できない。ここで、受信信号の強度が大きい場合は、車載器１０と携帯機１２との距離が小さい場合に相当し、受信信号の強度が小さい場合は、車載器１０と携帯機１２との距離が大きい場合に相当する。そのため、前述のごとく、携帯機用信号生成部６４は、１回目測定用信号の受信強度が大きい場合、２回目測定用信号の送信強度を１回目測定用信号の送信強度よりも小さくなるように設定する。また、携帯機用信号生成部６４は、１回目測定用信号の受信強度が小さい場合、２回目測定用信号の送信強度を１回目測定用信号の送信強度よりも大きくなるように設定する。
　図８Ａ－図８Ｄは、車両用無線通信システム１００において使用される信号を示すさらに別の図である。図８Ａ－図８Ｂは、車載器１０と携帯機１２との距離が小さい場合を示し、図８Ａは、車載器１０から送信されるＬＦの信号を示し、図８Ｂは、携帯機１２に受信されるＬＦの信号を示す。図８Ａに示すように、車載器１０から、リクエスト信号３００、１回目測定用信号３０２が送信される。図８Ｂに示すように、携帯機１２において、リクエスト信号３００、１回目測定用信号３０２が受信される。携帯機１２において、１回目測定用信号３０２の受信強度が大きかったので、図８Ａに示すように、２回目測定用信号３０４の送信強度が、１回目測定用信号３０２の送信強度の５０％に設定される。図８Ｂに示すように、２回目測定用信号３０４は、１回目測定用信号３０２よりも小さい受信強度で携帯機１２に受信される。
　図８Ｃ－図８Ｄは、車載器１０と携帯機１２との距離が大きい場合を示し、図８Ｃは、車載器１０から送信されるＬＦの信号を示し、図８Ｄは、携帯機１２に受信されるＬＦの信号を示す。図８Ｃに示すように、車載器１０から、リクエスト信号３００、１回目測定用信号３０２が送信される。図８Ｄに示すように、携帯機１２において、リクエスト信号３００、１回目測定用信号３０２が受信される。携帯機１２において、１回目測定用信号３０２の受信強度が小さかったので、図８Ｃに示すように、２回目測定用信号３０４の送信強度が、１回目測定用信号３０２の送信強度の１５０％に設定される。図８Ｄに示すように、２回目測定用信号３０４は、１回目測定用信号３０２よりも大きい受信強度で携帯機１２に受信される。
　この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、メモリ、その他のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などを含む回路で実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
　以上の構成による車両用無線通信システム１００の動作を説明する。図９は、車載器１０による通信手順を示すフローチャートである。センサ１４がタッチを検出する（Ｓ１０）。ＬＦ送信部３２は、リクエスト信号、１回目測定用信号を送信する（Ｓ１２）。ＵＨＦ受信部３４が１回目レスポンス信号を受信した場合（Ｓ１４のＹ）、車載器用制御部３０は、ＬＦ送信部３２に送信強度を設定し（Ｓ１６）、２回目測定用信号を送信する（Ｓ１８）。ＵＨＦ受信部３４が２回目レスポンス信号を受信した場合（Ｓ２０のＹ）、ＥＣＵ１６は、ドアロック機構１８を解錠させる（Ｓ２２）。ＵＨＦ受信部３４が１回目レスポンス信号を受信していない場合（Ｓ１４のＮ）、あるいはＵＨＦ受信部３４が２回目レスポンス信号を受信していない場合（Ｓ２０のＮ）、処理は終了される。
　図１０は、携帯機１２による通信手順を示すフローチャートである。ＬＦ受信部５０がリクエスト信号を受信した場合（Ｓ５０のＹ）、携帯機用制御部５４は、ウエイクアップする（Ｓ５２）。測定部５２は、１回目測定用信号の受信強度を測定する（Ｓ５４）。第１判定部６２において認証が成功した場合（Ｓ５６のＹ）、ＵＨＦ送信部５６は、送信強度が含まれた１回目レスポンス信号を送信する（Ｓ５８）。測定部５２は、２回目測定用信号の受信強度を測定する（Ｓ６０）。受信強度が予想範囲内であれば（Ｓ６２のＹ）、ＵＨＦ送信部５６は、２回目レスポンス信号を送信する（Ｓ６４）。ＬＦ受信部５０がリクエスト信号を受信しない場合（Ｓ５０のＮ）、認証が成功しない場合（Ｓ５６のＮ）、受信強度が予想範囲内でない場合（Ｓ６２のＮ）のいずれかに該当すれば、処理は終了される。
　本発明の実施の形態によれば、携帯機１２から指示された測定強度に応じて２回目測定用信号を送信し、２回目測定用信号に対する判定結果に応じて送信された２回目レスポンス信号を受信するので、携帯機１２において２回目測定用信号の受信強度に応じて判定をさせることができる。また、携帯機１２において２回目測定用信号の受信強度に応じて判定をさせるので、再現をされにくくできる。また、再現がされにくくなるので、リレーアタックの危険性を低減できる。
　また、２回目測定用信号の受信強度が、１回目レスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報に応じていた場合、２回目レスポンス信号を送信するので、受信強度をもとに判定できる。また、受信強度をもとに判定がなされるので、リレーアタックの危険性を低減できる。また、１回目測定用信号の受信強度をもとに、送信強度に関する情報を決定するので、受信に適した送信強度を設定できる。また、受信強度が大きい場合、送信強度を小さくさせるので、飽和を抑制できる。また、受信強度が小さい場合、送信強度を大きくさせるので、受信下限を下回ることを抑制できる。また、送信強度情報がランダム情報化されるので、安全性を向上できる。
　本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明の一態様の車載器は、リクエスト信号と１回目の測定用信号とを携帯機に送信する送信部と、送信部から送信したリクエスト信号と１回目の測定用信号とを受信した携帯機から、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を受信する受信部と、を有する。送信部は、受信部において受信した１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報をもとに送信強度を設定した２回目の測定用信号を携帯機に送信し、受信部は、携帯機において、２回目の測定用信号に対する判定結果に応じて送信された２回目のレスポンス信号を受信する。
　この態様によると、指示された測定強度に応じて２回目の測定用信号を送信し、２回目の測定用信号に対する判定結果に応じて送信された２回目のレスポンス信号を受信するので、リレーアタックの危険性を低減できる。
　本発明の別の態様は、携帯機である。この携帯機は、リクエスト信号と１回目の測定用信号とを車載器から受信する受信部と、受信部がリクエスト信号と１回目の測定用信号とを受信した場合、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を車載器に送信する送信部と、を有する。受信部は、送信部から送信した１回目のレスポンス信号に応じて、２回目の測定用信号を車載器から受信し、送信部は、受信部において受信した２回目の測定用信号の受信強度が、１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報に応じていた場合、２回目のレスポンス信号を車載器に送信する。
　この態様によると、２回目の測定用信号の受信強度が、１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報に応じていた場合、２回目のレスポンス信号を送信するので、リレーアタックの危険性を低減できる。
　送信部から送信される１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報は、受信部において受信した１回目の測定用信号の受信強度をもとに決定されてもよい。この場合、１回目の測定用信号の受信強度をもとに、送信強度に関する情報を決定するので、受信に適した送信強度を設定できる。
　送信部から送信される１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報は、ランダム情報化されていてもよい。この場合、送信強度に関する情報がランダム情報化されるので、安全性を向上できる。
　本発明のさらに別の態様は、車両用無線通信システムである。この車両用無線通信システムは、リクエスト信号と１回目の測定用信号とを送信する車載器と、車載器からのリクエスト信号と１回目の測定用信号とを受信した場合、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を車載器に送信する携帯機と、を有する。車載器は、受信した１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報をもとに送信強度を設定した２回目の測定用信号を携帯機に送信し、携帯機は、受信した２回目の測定用信号の受信強度が、１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報に応じていた場合、２回目のレスポンス信号を車載器に送信する。
　この態様によると、２回目の測定用信号の受信強度が、１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報に応じていた場合、２回目のレスポンス信号を送信するので、リレーアタックの危険性を低減できる。
　以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
　本実施の形態において、ＵＨＦ送信部５６、ＵＨＦ受信部３４は、ＵＨＦの信号を使用する。しかしながらこれに限らず例えば、ＵＨＦの信号以外であって、かつＬＦよりも高い周波数の信号が使用されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
　本実施の形態において、携帯機用信号生成部６４において生成される送信強度情報は、測定部５２において測定した１回目測定用信号の受信強度に応じて設定される。しかしながらこれに限らず例えば、送信強度情報が、測定部５２において測定した１回目測定用信号の受信強度に関係なく設定されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
　本実施の形態において、携帯機用信号生成部６４においては、４段階の受信強度範囲が設定されている。しかしながらこれに限らず例えば、４段階以外の段階の受信強度範囲が設定されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
　本実施の形態において、ドアロック解錠におけるリレーアタック対策として車両用無線通信システム１００を説明している。しかしながらこれに限らず例えば、キーレスエントリーシステムでの車両のエンジンスタート動作に対して、本リレーアタック対策としての車両用無線通信システム１００を適用してもよい。本変形例によれば、車両のエンジンスタートにおけるリレーアタックの危険性を低減できる。
　本発明による車載器、携帯機、およびこれらを含む車両用無線通信システムは、ドアロック解除やエンジンスタート等に用いられるキーレスエントリーシステムに有効である。
　１０　車載器
　１２　携帯機
　１４　センサ
　１６　ＥＣＵ
　１８　ドアロック機構
　３０　車載器用制御部
　３２　ＬＦ送信部
　３４　ＵＨＦ受信部
　３６　車載器用信号生成部
　３８　ＩＤ記憶部
　５０　ＬＦ受信部
　５２　測定部
　５４　携帯機用制御部
　５６　ＵＨＦ送信部
　６０　ＩＤ記憶部
　６２　第１判定部
　６４　携帯機用信号生成部
　６６　第２判定部
　１００，２００　車両用無線通信システム
　１１０　車両
　２２０　左側方アンテナ
　２２２　右側方アンテナ
　２２４　リアアンテナ
　２３０　第１中継器
　２３２　第２中継器
　３００　リクエスト信号
　３０２　１回目測定用信号
　３０４　２回目測定用信号

Claims (5)

  1. 　リクエスト信号と１回目の測定用信号とを携帯機に送信する送信部と、
    　前記送信部から送信した前記リクエスト信号と前記１回目の測定用信号とを受信した前記携帯機から、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を受信する受信部と、を備え、
    　前記送信部は、前記受信部において受信した前記１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報をもとに送信強度を設定した前記２回目の測定用信号を前記携帯機に送信し、
    　前記受信部は、前記携帯機において、前記２回目の測定用信号に対する判定結果に応じて送信された２回目のレスポンス信号を受信する、
    車載器。
  2. 　リクエスト信号と１回目の測定用信号とを車載器から受信する受信部と、
    　前記受信部が前記リクエスト信号と前記１回目の測定用信号とを受信した場合、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を前記車載器に送信する送信部と、を備え、
    　前記受信部は、前記送信部から送信した前記１回目のレスポンス信号に応じて、前記２回目の測定用信号を前記車載器から受信し、
    　前記送信部は、前記受信部において受信した前記２回目の測定用信号の受信強度が、前記１回目のレスポンス信号に含まれた前記送信強度に関する情報に応じていた場合、２回目のレスポンス信号を前記車載器に送信する、
    携帯機。
  3. 　前記送信部から送信される前記１回目のレスポンス信号に含まれた送信強度に関する情報は、前記受信部において受信した前記１回目の測定用信号の受信強度をもとに決定される請求項２に記載の携帯機。
  4. 　前記送信部から送信される前記１回目のレスポンス信号に含まれた前記送信強度に関する情報は、ランダム情報化されている請求項２または３に記載の携帯機。
  5. 　リクエスト信号と１回目の測定用信号とを送信する車載器と、
    　前記車載器からの前記リクエスト信号と前記１回目の測定用信号とを受信した場合、２回目の測定用信号の送信強度に関する情報が含まれた１回目のレスポンス信号を前記車載器に送信する携帯機と、を備え、
    　前記車載器は、受信した前記１回目のレスポンス信号に含まれた前記送信強度に関する情報をもとに送信強度を設定した前記２回目の測定用信号を前記携帯機に送信し、
    　前記携帯機は、受信した前記２回目の測定用信号の受信強度が、前記１回目のレスポンス信号に含まれた前記送信強度に関する情報に応じていた場合、２回目のレスポンス信号を前記車載器に送信する、
    車両用無線通信システム。
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