特許 7407855 自動機能のためにアクセス制御システムと通信及び測距を行うモバイルデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-21

(45)【発行日】2024-01-04

(54)【発明の名称】自動機能のためにアクセス制御システムと通信及び測距を行うモバイルデバイス

(51)【国際特許分類】

   H04W 12/06 20210101AFI20231222BHJP

   H04W 4/40 20180101ALI20231222BHJP

   H04W 88/06 20090101ALI20231222BHJP

   H04W 12/041 20210101ALI20231222BHJP

   H04W 12/63 20210101ALI20231222BHJP

   H04W 64/00 20090101ALI20231222BHJP

【ＦＩ】

H04W12/06

H04W4/40

H04W88/06

H04W12/041

H04W12/63

H04W64/00 140

H04W64/00 171

【請求項の数】 11

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022056874

(22)【出願日】2022-03-30

(62)【分割の表示】P 2021095259の分割

【原出願日】2018-08-21

(65)【公開番号】P2022104962

(43)【公開日】2022-07-12

【審査請求日】2022-04-27

(31)【優先権主張番号】62/565,637

(32)【優先日】2017-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】15/983,388

(32)【優先日】2018-05-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503260918

【氏名又は名称】アップル インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】Ｏｎｅ Ａｐｐｌｅ Ｐａｒｋ Ｗａｙ，Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ９５０１４， Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】レヴィナ， ブレント エム．

(72)【発明者】

【氏名】ブラムリー， ロバート ダブリュ．

(72)【発明者】

【氏名】ハリハラン， スリラム

【審査官】望月 章俊

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３０２０７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０９０５８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｗ４／００－Ｈ０４Ｗ９９／００

Ｈ０４Ｂ７／２４－Ｈ０４Ｂ７／２６

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モバイルデバイスとアクセス制御システムとの間で通信を実行するための方法であって、前記方法が、前記モバイルデバイスによって、
第１の時間インスタンスにおいて、
第１の無線プロトコルを使用して、前記アクセス制御システムへ第１の測距要求メッセージ内の第１のパルスセットを送信することと、
前記第１の無線プロトコルを使用して、前記アクセス制御システムから測距応答メッセージ（単数又は複数）の第１のセット内の第２のパルスセットを受信することと、
前記第１のパルスセットの送信時間（単数又は複数）の第１のセット、及び前記第２のパルスセットの受信時間（単数又は複数）の第１のセットに対応する、第１の距離情報を判定することと、
前記第１の時間インスタンスより後の第２の時間インスタンスにおいて、
前記第１の無線プロトコルを使用して、前記アクセス制御システムへ第２の測距要求メッセージ内の第３のパルスセットを送信することと、
前記第１の無線プロトコルを使用して、前記アクセス制御システムから測距応答メッセージ（単数又は複数）の第２のセット内の第４のパルスセットを受信することと、
前記第３のパルスセットの送信時間（単数又は複数）の第２のセット、及び前記第４のパルスセットの受信時間（単数又は複数）の第２のセットに対応する、第２の距離情報を判定することと、
前記アクセス制御システムへ、前記第１の距離情報及び前記第２の距離情報に対応する動き情報を送信することにより、前記アクセス制御システムが前記モバイルデバイスの動きに基づいて動作を実行することを可能にすることと、
を実行することを備える、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、更に、
共有シークレットを使用して、前記モバイルデバイスと前記アクセス制御システムとの間に通信チャネルを作成することであって、前記通信チャネルは第２の無線プロトコルを使用し、前記第１の無線プロトコルは前記第２の無線プロトコルにより使用されるパルス幅よりも小さいパルス幅を使用する、ことと、
前記通信チャネルを使用して、１つ以上の測距能力を前記アクセス制御システムと通信することと、
を備える、方法。

【請求項3】

請求項２に記載の方法であって、更に、前記通信チャネルを作成する前に、前記第２の無線プロトコルを使用して前記アクセス制御システムを認証することであって、前記アクセス制御システムを認証することは、
前記アクセス制御システムにチャレンジを送信することであって、前記チャレンジが、暗号化キーを使用して前記アクセス制御システムの制御ユニットによって処理されて応答を提供する、ことと、
前記アクセス制御システムから前記応答を受信することと、
前記応答を予期された結果と比較して、前記アクセス制御システムの前記制御ユニットを認証することと、
を含む、ことを備える、方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、測距応答メッセージ（単数又は複数）の前記第１のセット及び測距応答メッセージ（単数又は複数）の前記第２のセットの各々は、前記アクセス制御システムの複数のアンテナユニットからの複数の測距応答メッセージを含み、各測距応答メッセージは、前記複数のアンテナユニットの個別のアンテナユニットからのものであり、かつ、前記個別のアンテナユニットに固有の識別情報を含む、
方法。

【請求項5】

請求項４に記載の方法であって、前記第１の測距要求メッセージ及び前記第２の測距要求メッセージの各々は、前記複数のアンテナユニットへブロードキャストされる、
方法。

【請求項6】

請求項１に記載の方法であって、更に、
前記アクセス制御システムへ、
前記第１の測距要求メッセージ内の前記第１のパルスセット、及び測距応答メッセージ（単数又は複数）の前記第１のセット内の前記第２のパルスセットに対応する、第１のタイムスタンプセットと、
前記第２の測距要求メッセージ内の前記第３のパルスセット、及び測距応答メッセージ（単数又は複数）の前記第２のセット内の前記第４のパルスセットに対応する、第２のタイムスタンプセットと、
を送信することを備え、
前記第１のタイムスタンプセット及び前記第２のタイムスタンプセットが、前記アクセス制御システムの制御ユニットによって使用されて、前記アクセス制御システムからの前記モバイルデバイスの、第１の距離及び第２の距離をそれぞれ判定するように構成可能である、
方法。

【請求項7】

請求項６に記載の方法であって、前記アクセス制御システムは、前記第１の距離及び前記第２の距離に基づいて前記モバイルデバイスの軌道を判定し、前記軌道に基づいて前記動作を判定するように構成される、
方法。

【請求項8】

請求項７に記載の方法であって、前記動作が、前記アクセス制御システムのドアセットのうちの特定のドアをロック解除することである、
方法。

【請求項9】

請求項２に記載の方法であって、前記１つ以上の測距能力は、前記モバイルデバイスと前記アクセス制御システムとの間で前記第１の無線プロトコルを用いて通信される測距メッセージ用のフォーマットを指定する、
方法。

【請求項10】

請求項２に記載の方法であって、前記第１の無線プロトコルが超広帯域（ＵＷＢ）であり、前記第２の無線プロトコルがＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）であり、前記第１の無線プロトコルが第１のアンテナを使用し、前記第２の無線プロトコルが第２のアンテナを使用し、前記モバイルデバイスがモバイル電話である、
方法。

【請求項11】

請求項１に記載の方法であって、前記アクセス制御システムは車両である、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１７年９月２９日に出願された「Ｍｏｂｉｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ Ｗｉｔｈ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ」と題する米国特許仮出願第６２／５６５，６３７号の利益を主張する、２０１８年５月１８日に出願された「Ｍｏｂｉｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ Ｗｉｔｈ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ」と題する米国特許出願第１５／９８３，３８８号のＰＣＴ出願である。この出願の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

自動車には、多くの場合、フォブを持っている人が近づくと、自動車のドアを自動的にロック解除できる近接キーフォブが付属している。人々は多くの場合、キーフォブと共に自分の電話又はスマートウォッチを持っている。両方のアイテムを携行することは不便であり得る。しかしながら、電話と自動車との間で典型的に使用される標準的な通信プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を使用して、電話と自動車との間の正確な距離測定値を取得することは困難であり得、それによってドアのロック解除の適切な制御が困難になる。

【発明の概要】

【0003】

正確な距離測定値を提供するために、実施形態では、２つの異なる無線プロトコルを使用することができる。第１の無線プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を使用して、車両の認証を実行し、モバイルデバイス（例えば、電話又は腕時計）と車両との間で測距能力を交換することができる。第２の無線プロトコル（例えば、超広帯域、ＵＷＢ）では、第１の無線プロトコルによって使用されるパルス幅よりも小さいパルス幅を使用することができる（例えば、１ｎｓ対１μｓ）。パルス幅をより狭くすると、距離（測距）測定に対してより向上した精度を提供することができる。

【0004】

例示的な測距能力には、モバイルデバイスと車両との間の測距メッセージ用のフォーマット、使用する周波数範囲、車両のアンテナユニット数、及び第２の無線プロトコルを使用する測距メッセージ用の暗号化プロトコルを指定することを含み得る。そのような測距能力を指定するために第１の無線プロトコルを使用することにより、モバイルデバイスは、それぞれが異なる設定及び能力を有する様々な車両と接続し、それらを使用することが可能になる。

【0005】

モバイルデバイスは、車両の１つ以上のアンテナユニットに第１のパルスセットを含む測距要求メッセージを送信し、第２のパルスセットを含む１つ以上の測距応答メッセージを受信することができる。様々な実施形態では、そのようなパルスの送信及び受信の時間は、車両がモバイルデバイスと車両との間の距離を判定できるように、又はモバイルデバイスが車両に送信するための距離を判定できるように、判定されて車両に送信され得る。（例えば、ユーザによって設定される）様々な機能を、閾値を跨ぐ距離、又は閾値を超える距離の変化率に基づいて、自動的に実行することができる。

【0006】

他の実施形態は、本明細書に記載される方法に関連付けられたシステム、ポータブルコンシューマデバイス、及びコンピュータ可読媒体を対象とする。

【0007】

以下の詳細な説明及び添付図面を参照することによって、本開示の実施形態の性質及び利点のより良好な理解を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る、車両に対する自動化された距離ベースアクセス制御のための方法を示すフローチャートである。

【0009】

【図2】本発明の実施形態に係る、第１の無線プロトコルを使用して車両と通信し、第２の無線プロトコルを使用して測距及び測距への参加を認証及び準備する、モバイルデバイスの誇張された動きを示す。

【0010】

【図3】本発明の実施形態に係る、ＢＴ及びＵＷＢプロトコルを伴う、モバイルデバイスと車両との間の通信のシーケンス図を示す。

【0011】

【図4】本発明の実施形態に係る、モバイルデバイスと、車両の３つのアンテナとを伴う測距動作のシーケンス図を示す。

【0012】

【図5】本発明の実施形態に係る、ペアリングプロセスのシーケンス図を示す。

【0013】

【図6】本発明の実施形態に係る、測距間隔ネゴシエーションを示す。

【0014】

【図7】本発明の実施形態に係る、キーリフレッシュネゴシエーションを示す。

【0015】

【図8】本発明の実施形態に係る、１対多測距を示す。

【0016】

【図9】本発明の実施形態に係る、モバイルデバイスとアクセス制御システムとの間の通信を実行するための方法のフローチャートである。

【0017】

【図10】例示的なモバイルデバイスのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

実施形態では、認証及び測距のために自動車とセキュアに通信して、ユーザが自動車に近づいたときに適時にドアをロック解除するモバイルデバイス（例えば、電話若しくはウォッチ又は他のアクセサリ）を提供することができる。また、ライト、エンジン、ヒータ、エアコンをオンにする、又は自動車からモバイルデバイスに情報を提供するなど、ロック解除以外の他の動作を提供することもできる。セキュア通信には、第１の無線プロトコルに典型的に関係するキー交換を伴うことができるだけではなく、第１の無線プロトコルで生じるキーネゴシエーションも伴うことができるが、キーは、例えば、超広帯域（ＵＷＢ）の測距で使用される第２の無線プロトコルと共に、後に使用される。暗号キーはまた、モバイルデバイスと車両とを互いに認証するためのチャレンジレスポンスメッセージの一部として使用することができる。

【0019】

認証の一部として、異なるアクセス特権を提供することができる。例えば、所有者の子供が電話を持っていたとしても、その電話のアクセス特権は後部座席をロック解除することだけに制限され、エンジンを起動することができない。様々な実施形態では、そのようなアクセス特権は（例えば、特定の機能のために電話から自動車にコマンドが提供される場合）、電話内にプログラムすることができ、又は特定の電話用に自動車内にプログラムすることができ、デバイス識別子を使用して特定の電話がいつ車両と通信しているかを判定することができる。いくつかの実施形態は、車両に近づいている複数の人々にまで拡張することができ、それぞれが測距を独立して実行できる別個のモバイルデバイスを備える。

【0020】

いくつかの実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（例えば、ＢＴと総称される、クラシックで、高速な、又は低いエネルギー（ＢＴＬＥ））を使用して、モバイルデバイスを車両で認証することができる。しかし、ＢＴパルスは幅が広く（例えば、１マイクロ秒）、正確な距離測定値を可能にしない。代わりに、ＵＷＢを、パルスがより狭いとき（例えば、～１ナノ秒）に距離測定用に使用することができ、それによってより良好な飛行時間計算を可能にする。ＵＷＢは、保証データ転送遅延が望まれる、認証及び他のデータ通信に適していなくてもよい。

【0021】

したがって、モバイルデバイスは、（例えば、家庭用ロックの一部として）車両や建物などのアクセス制御システムとの認証及び測距能力（例えば、測距用メッセージフォーマット、アンテナユニット数、暗号化プロトコルなど）の交換のために、第１の無線プロトコル（例えば、ＢＴ）を使用することができる。車両の例には、自動車、トラック、ボート、及び列車が含まれる。加えて、第１の無線を介したメッセージは、測距プロセスを開始することができ、測距プロセスは、２つのデバイス間の距離を判定するために、第１の無線プロトコルで使用されるパルスよりも狭いパルスで、第２の無線プロトコル（例えば、ＵＷＢ）を使用する。定義された機能は、車両（又は、ゲート、ドアなどのロックを含む建物又は他の構造（例えば、フェンス）などの他のアクセス制御システム）からの様々な距離において実行することができ、例えば、５メートル離れてライトを点灯させ、２メートル離れて車両をロック解除することができる。車両に関する以下の検討のいずれもが、他のアクセス制御システムにも適用可能である。
Ｉ．２つのプロトコルを使用した通信及び測距

【0022】

モバイルデバイス（例えば、電話、タブレット、又は腕時計）と車両との間の第１の無線プロトコルリンクを認証のために使用することができ、次いで、距離情報の測距及び交換のために、第２の無線プロトコル（例えば、ＵＷＢ）を使用して開始及び制御することができる。例えば、第１の無線プロトコルは、セキュリティキー、測距間隔をネゴシエーションし、ＵＷＢを介して測距を開始するための低電力フレームワークを提供することができる。

【0023】

図１は、本発明の実施形態に係る、車両に対する自動化された距離ベースアクセス制御のための方法１００を示すフローチャートである。方法１００は、一般に、車両の動作に影響を及ぼすように、両方のデバイスに対して提示される。当業者であれば、どのステップがどのデバイスによって実行されるかを理解するであろう。

【0024】

ブロック１１０において、モバイルデバイス及び車両は、第１の無線プロトコルを使用してペアリングされる。更に詳細に後述するように、ペアリング（例えば、ＢＴペアリング）は、様々な技術のうちのいずれか１つを介して、モバイルデバイスと車両との間の認証を伴うことができる。ペアリングにより、共有シークレットが両方のデバイス上に保存される結果となり得、共有シークレットは、（例えば、チャレンジレスポンスを介して）将来の認証、及び／又はモバイルデバイスと車両との間のメッセージの暗号化のために使用することができる。モバイルデバイスは、初期セットアップ及びペアリングの間に、中心的な役割を引き受けることができる。

【0025】

モバイルデバイス及び車両のアイデンティティアドレス（例えば、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス）を、ペアリング中に交換することができる。例えば、各ＢＴデバイスに対して固有の４８ビットアドレスを使用することができる。モバイルデバイスは、解決可能プライベートアドレスを使用し、アドレスを定期的に循環させることができ、例えば、ＢＴＬＥプライバシーのモードが使用されるときに生じ得るタイミング間隔で、ランダム値を変更することができる。加えて、解決キー（例えば、ＢＴアイデンティティ解決キー（ＩＲＫ））をペアリング時に交換することができ、それによって、認証目的で、広告パケット内のランダムＭＡＣアドレスを実際のＭＡＣアドレスにデバイスが変換することを可能にする。車両が複数のＢＴコントローラをサポートしている場合、全てのコントローラは、同じアイデンティティアドレス及び解決キーを使用してもよい。各コントローラは、任意の時点で、異なるランダム解決可能アドレスを有してもよい。

【0026】

ブロック１２０において、車両及び／又はモバイルデバイスを、モバイルデバイスがあるときに第１の無線プロトコルを使用して認証することができる。この認証は、ペアリング直後、又はどこか後の時点で発生してもよい。例えば、モバイルデバイスと車両とをペアリングすることができ、次いで、ユーザは車両を離れることができる。次いで、ユーザは、翌日又は任意の後の時間に戻ることができ、ペアリングプロセス中に取得された情報を使用して認証を実行することができる。一例として、いったんペアリングされると、モバイルデバイスは常に広告モードとなり、車両への全ての後続の接続において、周辺的な役割を引き受けることができる。モバイルデバイスは、それぞれが異なるペイロードを有する複数の広告パケットを送信してもよい。ペイロード内の解決可能ランダムアドレスが車両によって使用されて、例えば、ＩＲＫを使用して、ペアリングされたデバイスを識別することができる。車両は、ペイロードに基づいて広告パケットをフィルタリングすることができる。

【0027】

車両は、ペアリングされたモバイルデバイスから広告パケットを受信すると、モバイルデバイスへのＢＴ（例えば、ＢＴＬＥ）接続を開始することができ、それによって車両がこの接続のための中央デバイスとして機能する。ＢＴ接続は、接続を生成する要望を示し、かつ、車両の識別子を含む応答メッセージを車両が送信することによって、開始することができる。接続間隔（例えば、３０ｍｓ）が、モバイルデバイスによって必要とされ得る。

【0028】

ブロック１３０において、モバイルデバイス及び車両は、第１の無線プロトコルを使用して測距能力を交換することができる。測距能力の交換により、モバイルデバイスと車両との間のシグナリングが、両方のデバイスによって一貫した方法で実行されることを確実にすることができる。そのような交換により、モバイルデバイスは、新たな車両、例えば、異なる数及び種類のアンテナユニットを有する車両に適応することが可能になる。例示的な測距能力には、モバイルデバイスと車両との間の測距メッセージ用のフォーマット、使用する周波数範囲、車両のアンテナユニット数、及び第２の無線プロトコルを使用する測距メッセージ用の暗号化プロトコルを指定することを含み得る。

【0029】

ブロック１４０において、第１の無線プロトコルを使用して、測距を開始することができる。いくつかの実施態様では、開始では、モバイルデバイス又は車両から送信された測距要求メッセージによって開始することができる。応答するデバイスは、開始通知イベント（メッセージ）を用いて応答することができる。いったん開始通知イベントが発生すると、例えば、開始メッセージを受信する特定の時間内で対応する無線機をオンにすることによって、第２の無線プロトコルを使用して測距を実行することができる。更なる実施例及び詳細が、本明細書に提供されている。

【0030】

ブロック１５０において、第２の無線プロトコル（例えば、ＵＷＢ）を使用して、測距を実行することができる。第１の無線プロトコルを用いた開始信号の後、車両は、第２の無線プロトコルに対応する１つ以上の車両アンテナユニットを用いて特定の時間に測距信号のスキャンを開始することができる。１つ以上の車両アンテナユニットは、１つ以上の測距要求メッセージを受信し、１つ以上の測距応答メッセージを送信することができる。制御ユニットが、１つ以上の車両アンテナユニットのそれぞれにあるか又はそれらの間で共有されていると、このような測距メッセージの種々のレベルの処理を実行して、例えば、タイムスタンプを判定することができる。モバイルデバイスは、測距応答メッセージを受信して、１つ以上の測距要求メッセージの送信に対するタイムスタンプと、１つ以上の測距応答メッセージに対するタイムスタンプとを判定することができる。モバイルデバイスは、モバイルデバイスと車両との間の距離を判定するために、これらのタイムスタンプを車両に送信することができる。他の実装形態では、モバイルデバイスは、測距信号の送信時間及び受信時間に基づいて距離を判定することができる。測距は、停止測距要求が処理されるまで続き得る。

【0031】

ブロック１６０において、車両は、測距に基づいて所定の動作を実行することができる。例えば、車両は、モバイルデバイスが第１の閾値内にあると判定することができ、それによって第１の動作が実行され、例えば、車両のライトが点灯される。経時的に距離を判定するために、更なる測距を実行することができる。モバイルデバイスがより近い閾値内にあるときに、第２の動作を実行することができ、例えば、ドアをロック解除することができる。

【0032】

いくつかの実施形態では、動作は、モバイルデバイスの軌道、例えば、モバイルデバイスが車両のどちら側に近づいているかに依存し得る。例えば、モバイルデバイスが助手席側に近づいている場合、潜在的に、助手席ドアだけがロック解除され得る。モバイルデバイスが車両の後部に近づいている場合、トランク又はハッチがロック解除され得る。

【0033】

図２は、第１の無線プロトコルを使用して車両２０５と通信して、測距を認証及び準備するモバイルデバイス２１０の誇張された動きを示している。次いで、モバイルデバイスは、本発明の実施形態に係る第２の無線プロトコルを使用して測距に参加する。モバイルデバイス２１０及び車両２０５は、例えば、共有シークレットを介して２つのデバイス間でセキュアチャネルが既に確立されているように、既にペアリングされていると想定する。モバイルデバイス２１０は、３つの時間Ｔ１～Ｔ３で示されている。これらの時間の間のモバイルデバイス２１０の実際の動きは、例示を容易にするために距離が誇張されているため、典型的には、示されるものよりも小さい。車両２０５は、ＢＴアンテナ及び４つのＵＷＢアンテナ１～４を含むが、他の数のＵＷＢアンテナも可能である。

【0034】

Ｔ１の第１のインスタンスにおいて、モバイルデバイス２１０は、第１の無線プロトコルを使用して車両を認証することができ、逆もまた同様である。例えば、モバイルデバイス２１０は、非暗号化乱数を車両２０５に送信することができる。車両２０５は、ペアリング時に確立された共有シークレットを使用して乱数を暗号化し、メッセージ内の暗号化された値をモバイルデバイス２１０に送信することができ、モバイルデバイス２１０は、メッセージを復号して同じ乱数が受信されたことを確認する。

【0035】

認証後、なおも名目上はＴ１において、モバイルデバイス２１０及び車両２０５は、後続の時間（例えば、時間Ｔ２及びＴ３）に生じる測距についての情報を交換することができる。交換された情報により、両方のデバイスが同じ方法で測距を実行し、測距が同期された方法で生じることを確実にすることができる。

【0036】

時間Ｔ２において、モバイルデバイス２１０又は車両２０５は、一連のパルスを含み得る初期測距メッセージを送信することができる。これらのパルスは、時間Ｔ１において第１の無線プロトコルで使用されるパルスよりも狭くなる。モバイルデバイス２１０は、車両の４つのＵＷＢアンテナ１～４のそれぞれが初期測距メッセージを受信できるように、初期測距メッセージをブロードキャストすることができる。モバイルデバイス２１０は、初期測距メッセージが送信された正確な時間を（例えば、ナノ秒の精度まで）追跡することができる。ＵＷＢアンテナのそれぞれは測距応答メッセージを送信することができ、測距応答メッセージは、どのＵＷＢアンテナが特定の応答メッセージを送信したかを識別する識別子を含むことができる。モバイルデバイス２１０は、４つのＵＷＢ測距応答メッセージを受信するための正確な時間を追跡することができる。

【0037】

いくつかの実施形態では、モバイルデバイス２１０は、追跡時間を車両２０５に送信することができ、車両は、ＵＷＢアンテナ１～４のそれぞれにおける初期測距メッセージを受信するそれ自身の追跡時間と、４つの測距応答メッセージのそれぞれを送信する時間とを使用して、モバイルデバイスと車両との間の距離を判定することができる。例えば、２つのデバイスのクロックが同期しているときに、メッセージのそれぞれを送信する時間と受信する時間との差を用いて距離を判定することができる。別の例として、初期測距応答メッセージを受信して測距応答メッセージを送信する時間遅延を、モバイルデバイス２１０における送信時間及び受信時間から差し引いてラウンドトリップ時間を得ることができる。ラウンドトリップ時間は、電磁信号の速度に基づいて距離に変換することができる。車両内の異なるＵＷＢアンテナの既知の位置を使用して、車両２０５に対するモバイルデバイス２１０の位置を三角測量することができる。

【0038】

他の実施形態では、モバイルデバイス２１０は、車両２０５からの距離を判定することができる。例えば、車両が交換する測距情報に、車両のＵＷＢアンテナの相対位置と、測距要求メッセージの受信と測距応答メッセージの送信との間の予期される遅延とが含まれる場合、モバイルデバイス２１０は、測距メッセージを送信及び受信する追跡時間を使用して距離を判定することができる。
ＩＩ．例示的なプロトコル及びシグナリング

【0039】

２つの無線プロトコルは、ＢＴ及びＵＷＢであり得る。各無線プロトコルについての詳細は、モバイルデバイスと車両との間のメッセージングのシーケンスに関する更なる詳細と共に以下に記載する。
Ａ．第１の無線プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）

【0040】

モバイルデバイス及び車両は、第１の無線プロトコル（例えば、ＢＴ）用の複数のアンテナを有してもよい。ＢＴは、２．４～２．４８５ＧＨｚのＩＳＭ帯域における短波長超高周波（ＵＨＦ）電波を使用することができる。

【0041】

第１の無線プロトコルの特定のモードは、比較的長い範囲にわたって使用することができる。例えば、１つのＢＴ無線機は、１２５ｋｂｐｓ又は５００ｋｂｐｓの下位パケット符号化を使用することによって、及び最大送信電力を（例えば、＋２０ｄＢｍまで）増加することによって、通信範囲を増大させることができる。そのような無線機は、広告パケットとデータパケットとの両方に使用することができ、最大２０メートルまでしか機能し得ないより低い電力モードとは対照的に、最大１００メートルまでの範囲を提供することができる。したがって、ユーザが、毎秒１．５メートルの速度で移動しながら車両に近づいている場合、１００メートルの範囲は依然として、認証のため、及び測距パラメータのネゴシエーション並びに測距開始メッセージの送信には十分な時間を提供し得る。通信を確立するためのそのような追加の時間は、そうしないとモバイルデバイスの検出及び測距の開始を遅延させる可能性がある、他の自動車からの干渉が存在し得る場合に有利であり得る。

【0042】

しかし、これらのパケットは、およそ２～８倍より長い持続時間、例えば、最大約１６ミリ秒となる場合があるため、測距には適していない。１マイクロ秒のパルスは、＋／－３００メートルの範囲を提供する。また、ＢＴ用の通常の電力モードでさえ、測距には適さないパルスを提供する。
Ｂ．ＵＷＢ

【0043】

第２の無線プロトコルは、第１の無線プロトコルよりも狭いパルス、例えば、半値全幅（ＦＷＨＭ）においてより狭い全幅を有する。いくつかの実施態様では、第２の無線プロトコル（例えば、ＵＷＢ）は、５ｃｍ又はそれよりも良い距離精度を提供することができる。様々な実施形態では、周波数範囲は３．１～１０．６ＧＨｚであり得る。複数のチャネル、例えば、６．５ＧＨｚの１つのチャネル、８ＧＨｚの別のチャネルを使用することができる。そのように、場合によっては、第２の無線プロトコルは、第１の無線プロトコルの周波数範囲と重複しない。モバイルデバイス及び車両は、第２の無線プロトコル用の複数のアンテナを有してもよい。

【0044】

第２の無線プロトコルは、ＵＷＢの一タイプであるＩＥＥＥ８０２．１５．４によって指定することができる。歴史的に、ＵＷＢは、高帯域幅通信用に使用されていたが、ＧＰＳとの干渉があった。パルスベースＵＷＢシステム内の各パルスは、ＵＷＢ帯域幅全体（例えば、５００ＭＨｚ）を占有することができ、それによってパルスを時間的（すなわち、狭い時間幅、例えば、０．５ｎｓ～数ナノ秒）に局所化することを可能にする。距離に関して、パルスは、５００ＭＨｚ幅パルスに対して幅６０ｃｍ未満、及び１．３ＧＨｚ帯域幅パルスに対して２３ｃｍ未満とすることができる。帯域幅がそのように広く、実空間における幅がそのように狭いため、非常に正確な飛行時間測定値を取得することができる。
Ｃ．シーケンス図

【0045】

図３は、本発明の実施形態に係る、ＢＴ及びＵＷＢプロトコルを伴う、モバイルデバイス３００と車両３５０との間の通信のシーケンス図を示す。モバイルデバイス３００及び車両３５０は既にペアリングされていると想定されるため、車両はモバイルデバイスのクレデンシャルを有し、モバイルデバイスは車両のクレデンシャルを有する。モバイルデバイス３００は、画面オフ状態にあるか、又はユーザによってアクティブに使用されている可能性がある。シーケンス図のステップは、任意選択的であってもよい。

【0046】

３０１において、モバイルデバイス３００のＢＴアンテナは、例えば低エネルギー（ＬＥ）モードで広告信号を送信する。モバイルデバイスは、ユーザが任意のユーザ入力を提供する必要なく、いくつかのデューティサイクルで広告信号をブロードキャストすることができる。モバイルデバイス３００に広告信号を送信させることは、車両３５０が広告信号を送信するよりも好ましい場合がある。車両が広告をしていた場合、過度の広告が存在し得る。例えば、駐車場内の全ての自動車が広告している場合（例えば、ビーコン信号の広告の使用に利用可能なチャネルが３つしかない場合）、チャネルは飽和状態になり得る。別の問題は、モバイルデバイスがポケット内にある場合、電池セーブモードになり、非常に低いデューティサイクルでスキャンする必要があり得るため、車両が、例えば２０ミリ秒毎に高レートでスキャンして接続を確立しなければならないことである。

【0047】

３０２において、車両３５０のＢＴアンテナは、あるデューティサイクルでスキャンする。いくつかの実施形態では、車両３５０は、２つ以上のＢＴアンテナを有することができ、ＢＴアンテナのいずれも、モバイルデバイス３００からの広告信号を検出することができる。広告及びスキャンは、２つのデバイスが互いを検出するための発見プロセスの一部であり得、それによって接続を作成することができる。

【0048】

３０３において、２つのデバイス間にＢＴ接続が作成される。例えば、車両３５０は、車両３５０のクレデンシャル（例えば、識別子）を含むメッセージで応答することができ、モバイルデバイス３００は、そのクレデンシャルで応答することができる。いくつかの実装では、各デバイスは、例えば、接続に使用される他の情報である暗号キーを取得するために、以前にペアリングされたデバイス用に記憶されたアドレスでネットワークアドレスをチェックすることができる。

【0049】

３０４において、２つのデバイスのプロセッサは、それぞれのＢＴアンテナデバイスと通信して信号処理を実行し、信号を送信するためのＢＴアンテナデバイスに制御信号を提供するためにアウェークされる。例えば、モバイルデバイス３００のオペレーティングシステムは、ペアリングされたデバイスのデータベース（例えば、テーブル）にアクセスして、記憶されたクレデンシャルを車両３５０から取得されたクレデンシャルとマッチングさせることができる。同様に、車両３５０のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）は、ペアリングされたデバイスのデータベースにアクセスして、記憶されたクレデンシャルをモバイルデバイス３００から取得されたクレデンシャルとマッチングさせることができる。各デバイスのプロファイルのそれぞれからの情報は、通信の後の段階で使用することができる。

【0050】

いくつかの実施形態では、ＥＣＵは、そのような機能でプログラムされ得る。他の実施形態では、ソフトウェアアップグレードをＥＣＵに適用することができる。更に、ＥＣＵは、製造後に追加される１つ以上のハードウェアデバイスを含むことができ、そのような１つ以上のハードウェアデバイスは、第１又は第２の無線プロトコルを実行するアンテナとインタフェースすることができる。そのようなアンテナはまた、製造後、例えば、アフターマーケット設置の一部として追加されてもよい。

【0051】

３０５において、暗号化キーは、２つのデバイスのそれぞれによって導出される。例えば、受信されたクレデンシャルに一致する対応するプロファイルには、共有シークレットを含むことができ、これを使用して暗号化キーを導出することができる。導出は、例えば、カウンタ又はタイムスタンプに基づいて、デフォルト手順に従って実行することができる。

【0052】

この段階の一部として、第１のレベルのチャレンジレスポンスを、認証の一部として実行することができる。例えば、モバイルデバイス３００は、乱数を車両３５０に提供することができ、車両３５０は、暗号化キーを使用して応答を提供することができる。モバイルデバイス３００は、乱数に対応する予期される暗号化値に、応答をマッチングさせることができる。

【0053】

３０６において、通信チャネルがセットアップされる。通信チャネルは、アプリケーション層とより下位層との間の中間層、例えば、ホストコントローラインタフェース（ＨＣＩ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、中間層は、論理リンク制御及び適応プロトコル（Ｌ２ＣＡＰ）層であり得る。この層は、ホストとプロトコルスタックとの間で交換されるデータに対する、プロトコル多重化能力、セグメンテーション、及び再アセンブリ動作を担当することができる。

【0054】

３０７において、モバイルデバイス３００と車両３５０との間で、セキュリティハンドシェイクが実行される。セキュリティハンドシェイクは、典型的なＢＴ認証の上に、車両をロック解除するための追加レベルの保護を提供することができる。モバイルデバイス３００及び車両３５０はそれぞれ、キーを記憶できるハードウェアセキュアエレメントを有することができる。セキュアエレメント内のキーは、追加レベルの認証に対するチャレンジレスポンスで使用することができる。様々な実施形態では、キーは、製造業者によって追加されるか、又はプロビジョニングプロセスで取得されるハードウェアキーであり得る。プロビジョニングプロセスの場合、デバイスのそれぞれは、サーバ（例えば、ウェブサイト）と通信することができ、サーバは、ハードウェアセキュアエレメント内に記憶されるキーを提供することができる。ハードウェアセキュアエレメントは、アプリケーション並びにそれらの機密及び暗号化データ（例えば、キー管理）をセキュアにホスティングできる、耐タンパープラットフォーム（典型的には、１つのチップセキュアマイクロコントローラ）であり得る。

【0055】

ＢＴ回路と通信しているモバイルデバイス３００上のアプリケーションは（例えば、オペレーティングシステム、又はオペレーティングシステム上にインストールされたアプリケーションの一部として）、セキュアエレメントと通信することができ、特定の車両への接続のセキュアエレメントに通知することができる。セキュアエレメントは、車両３５０に送信されるチャレンジ（例えば、乱数）を生成することができる。いったん受信されると、車両３５０は、そのセキュアエレメントにチャレンジを送信することができ、セキュアエレメントが応答を生成し得る。モバイルデバイス３００上のセキュアエレメントは、例えば、プロビジョニングされたデバイスのハードウェアキーを知ることによって、応答を確認することができる。セキュアエレメントは、車両がペアリングされた後にプロビジョニングサーバから取得することができる、マッチングされている車両のクレデンシャルをキーに記憶することができる。

【0056】

他の実施態様では、モバイルデバイス３００は、自身がどの車両とペアリングされているかを追跡し、どの車両が現在接続されているかを判定することができる。セキュアエレメントは、その車両に対するキープロビジョニングに基づいて、チャレンジを生成することができる。認証を介して、車両３５０は、どのモバイルデバイスが現在のリンクに対応するかを知り、したがってどのキーを使用してチャレンジに応答するかを知る。車両３５０は、ペアリングプロセス中にモバイルデバイスに対応するキーを取得することができる。他の実施形態では、車両３５０でチャレンジを開始させることができる。

【0057】

チャレンジメッセージには、メッセージのタイプがチャレンジであることを示す情報を含むことができる。そのようなメッセージのパケット定義におけるそのような情報の場所は、オペレーティングシステム又はインストールされたアプリケーションで定義された第１の無線プロトコルを介して、測距サービスの一部として追加することができる。

【0058】

他の実施形態では、このセキュリティハンドシェイク用の１つ以上の新たなキー（例えば、共有シークレット）は、全ての対話セッション後、例えば、車両がロック解除された後に、交換することができる。次いで、次の対話セッション（すなわち、ユーザが車両を次回使用するとき）のために、１つのデバイスは、チャレンジの一部として他のデバイスにデータを送信することができ、他のデバイスは、データを暗号化するか、又は変換を実行して予期される値と比較される応答を取得することができる。

【0059】

３０８において、任意の追加データが交換される。例えば、車両は、例えば、ユーザによって定義され得るように、タンク内の燃料又は他の情報についての情報を送信してもよい。いくつかの実施態様では、情報は、通知又はポップアップウィンドウとして現れ得る。

【0060】

３０９において、モバイルデバイス３００と車両３５０との間で、測距セットアップハンドシェイクが交換される。測距セットアップハンドシェイクには、２つのデバイスの測距能力を含むことができる。異なる車両は異なる数のＵＷＢ受信機を有することができ、又は車両が少数だけをオンにしたい場合があるため、車両上のＵＷＢ受信機についての情報を提供することができる。粗い測距が最初に生じてもよく、モバイルデバイスがより近くになった後にＵＷＢ受信機を使用してより細かい測距が生じてもよい。例えば、車両のエンジンをユーザが始動させることが可能になる前に高精度が得られるように、モバイルデバイスが車両内にあると推定される場合、より多くの受信機をオンにすることができる。どのＵＷＢ受信機を最初にオンにするかは、ユーザが車両のどちら側に近づいているかに依存し得る。他の設定／パラメータは、例えば、ソフトウェア又は物理的構成要素の動的決定又は更新の一部として、ペアリング後又は測距手順の間に提供されてもよい。

【0061】

測距能力の他の例には、アンテナの数、それらのアンテナの場所（例えば、アンテナ間の相対距離、及び／又はＥＣＵなどの車両内の起点間の相対距離）、使用するアンテナの数、暗号化プロトコル、パケットフォーマット、動作モード、及びサポートされる周波数範囲が含まれる。そのような能力は、車両又はモバイルデバイスのソフトウェア更新を反映して、新たな又は異なる能力をもたらすことができる。

【0062】

測距セットアップハンドシェイクには、測距の頻度又は測距スケジュール方法など（例えば、複数の車両又は複数のモバイルデバイスがある場合－ラウンドロビン、一度に１つ、又は他のオプション）、測距の実行方法についてのネゴシエーションを含むことができる。例えば、車両の近くに複数のデバイス（例えば、家族全員が１台の自動車に向かっている）、又はモバイルデバイスの近くに複数の車両（例えば、ガレージ内に３台の自動車）が存在してもよい。モバイルデバイスは、それが３つの異なる車両に接続されていると知り得るため、モバイルデバイスは、各車両に対してより低いレート（例えば、２５ミリ秒）の測距測定を望むか、又は特定の時間／周波数をスケジューリングして各車両で測距を実行することができる。同様に、車両は、複数のデバイスが近くにあるときに、そのようなスケジューリングを実行してもよい。測距セットアップハンドシェイクはまた、車両が互いに通信しているかどうかにも依存し得る。

【0063】

測距セットアップハンドシェイクは、例えば、車両がＵＷＢ無線機をオンにしてパケットの検索を開始すべき時間を調整することによって、測距が開始される時間を指定することができる。ＢＴを介して送信された開始メッセージは、例えば、以下に詳述する特定のメッセージを用いて、使用することができる。ＵＷＢ無線機がオンであるときのデューティサイクルは、例えば、１ＫＨｚ又は１０ＫＨｚに指定することができる。例えば、開始メッセージが受信されると、デバイスは、開始メッセージから１００ミリ秒（又は追加のマージンに対して９０ミリ秒）、及び更にその後１ＫＨｚ毎に、測距を開始することに同意することができる。

【0064】

測距セットアップハンドシェイクは、ＵＷＢ測距用の新たなセッションキーのセットを導出することができる。キーは、例えば、各セッション又は全てのＮ番目のセッション毎に、定期的に更新することができる。いくつかの実施形態では、セッションキーは、セキュリティハンドシェイクに対するチャレンジレスポンスで使用された共通の共有シークレットから導出することができ、導出は、デフォルト又はネゴシエーション手順を使用する。したがって、測距セットアップハンドシェイクは、測距に対して予期されることについて、車両及びモバイルデバイスに通知するための制御チャネルとして機能することができる。

【0065】

３１０において、例えば、ＵＷＢメッセージを使用して、測距が実行される。いくつかの実施形態では、測距は、モバイルが測距要求メッセージを車両の１つ以上のアンテナに送信することによって実行することができる。車両アンテナは応答をすることができ、モバイルデバイスは、潜在的に、異なる時間に測距応答メッセージを受信することができる。３つのアンテナノードを使用するそのような例が、図４に提供されている。他の実施例では、より多くのアンテナノード、例えば６～８個を含み得る。単一のノードは、１つの送受信機と、潜在的に、２つ以上のアンテナとを有し得る。

【0066】

図４に、本発明の実施形態に係る、モバイルデバイス４００と、車両の３つのアンテナ４５２～４５６とを伴う測距動作のシーケンス図を示す。この図４の例では、モバイルデバイス４００は、アンテナ４５２～４５６（例えば、異なるノードのそれぞれ）によって受信される単一のパケットをブロードキャストする。別の実装形態では、モバイルデバイス４００は、各ノードにパケットを送信し、各ノードにその別個のパケットに応答させることができる。車両が特定のアンテナをリッスンして、どの車両アンテナが関与しているかを両デバイスが知ることができる、又はメッセージがどのアンテナに対するものであるかをパケットが示すことができる。例えば、第１のアンテナは、受信したパケットに応答することができ、応答が受信されると、異なるアンテナに別のパケットを送信することができる。しかし、この代替手順にはより多くの時間及び電力がかかる。

【0067】

図４に、Ｔ１において送信され、時間Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４においてアンテナ４５２～４５６でそれぞれ受信される測距要求４１０を示す。したがって、アンテナ（例えば、ＵＷＢアンテナ）は実質的に同時にリッスンして、独立して応答する。アンテナ４５２～４５６は測距応答４２０を提供し、これらは時間Ｔ５、Ｔ６、及びＴ７において、それぞれ送信される。モバイルデバイス４００は、時間Ｔ８、Ｔ９、及びＴ１０において、測距応答をそれぞれ受信する。任意選択的な測距メッセージ４３０を送信することができ（Ｔ１１に示す）、それらは時間Ｔ１２、Ｔ１３、及びＴ１４にアンテナ４５２～４５６によってそれぞれ受信される。距離／時間情報４４０を測距メッセージのセット後に送信することができ、情報を制御ユニットに中継することができる１つのアンテナによって受信されることのみが必要とされる場合がある。図示する例では、モバイルデバイス４００が追跡したタイムスタンプがアンテナ４５２～４５６のうちの少なくとも１つに送信され、それによって、例えば車両内のアンテナの場所に基づいて、車両が、車両からの距離を判定することができる。他の例では、モバイルデバイス４００は、距離を判定し、その距離を車両に送信することができる。

【0068】

いくつかの実施形態では、どの測距応答がどのアンテナからのものであるかを判定するために、車両は、例えば測距セットアップハンドシェイクの間に送信するべき応答メッセージの順番をモバイルデバイスに通知することができる。他の実施形態では、測距応答は、識別子を含むことができる。識別子はどのアンテナがメッセージを送信したかを示す。これらの識別子は測距セットアップハンドシェイクにおいて取り決めることができる。

【0069】

測距メッセージ４３０を用いると、精度の向上を可能にすることができる。アンテナは互いに同期クロックとすることができるが、応答時間（例えば、Ｔ２とＴ５との間の遅延）は遅延が異なることがある。例えば、Ｔ５－Ｔ２とＴ６－Ｔ３とは異なることがある。測距メッセージ４３０により、アンテナノードのそれぞれに対して異なるターンアラウンドタイムに対する復元性を提供することができる。ターンアラウンドタイムにこのような差があると、１メートル又は２メートルの測距誤差が生じる可能性がある。測距メッセージ４３０を加えることによって、実施形態では、異なるターンアラウンドタイムに起因する誤差を減らすことができる。

【0070】

メッセージ４１０～４３０は、例えば、少数パルスを含むことによって、ペイロード内にデータをほとんど含まなくできる。より少ないパルスの使用が、有利であり得る。車両及び（潜在的にポケット内）モバイルデバイスの環境によって、測定が難しくなる可能性がある。別の例として、モバイルデバイスが近づいてくる方向とは異なる方向に車両アンテナが向いている場合がある。したがって、各パルスに対して高低を用いることが望ましいが、特定の時間窓内に（例えば、１ミリ秒にわたって平均して）どのくらいの電力を使用できるかに関して政府による規制（並びに電池に対する懸念）がある。これらのメッセージ内のパケットフレームは、１５０～１８０マイクロ秒長のオーダーとすることができる。メッセージ４４０のパケットフレームは、例えば２００又は２５０マイクロ秒の長さに、より長くすることができる。

【0071】

３１１において、更なる測距を実行することができる。例えば、軌道を判定するのに使用することができる、２つ以上の距離を判定することができる。軌道が車両に向かう動きを示している（例えば、指定された測定回数に対して距離がより小さくなっている）場合、車両は、車両に入るユーザの意図を推測することができる。別の例として、異なる動作を異なる距離閾値で実行することができ、例えば、１つの距離閾値でライトをオンにし、より近い距離閾値で車両をロック解除し、更により近い距離閾値で（例えば、ユーザがボタンを押下した後に）エンジンをオンにすることを可能にすることができる。

【0072】

３１２において、車両３５０のエンジン制御ユニットは、距離及び／又は距離の変化率、並びに軌道に基づいて、どの動作（単数又は複数）を実行すべきかを判定することができる。特定の動作は、ユーザによってモバイルデバイス及び／又は車両にプログラムされた設定（単数又は複数）に依存し得る。モバイルデバイスと車両との間の更なる通信を使用して、ＢＴを介した通信を含む、実行すべき動作を判定することもでき、例えば、エアコン又はヒータをオンにするかどうかについてユーザに入力を促すこともできる。

【0073】

Ｄ．パルス
測距メッセージのそれぞれの一つ（フレーム又はパケットとも呼ばれる）は、変調される情報を表し得るパルスのシーケンスを含むことができる。フレーム内の各データシンボルは、シーケンスであり得る。パケットは、例えば物理層及びＭＡＣ層の、ヘッダ情報を含むプリアンブルを有し、宛先アドレスを含むことができる。いくつかの実施態様では、パケットフレームは、タイミングをラインアップできる、同期部分及び開始フレーム区切り（ＳＦＤ）を含むことができる。

【0074】

パケットには、セキュリティが構成されている方法を含むことができ、暗号化された情報、例えば、どのアンテナがパケットを送信するかの識別子、を含むことができる。暗号化された情報は、認証のために使用することができる。測距動作の場合、データのコンテンツは、判定される必要がない場合がある。いくつかの実施形態では、特定のデータ片のパルス用タイムスタンプを使用して、送信と受信との間の差を追跡することができる。したがって、コンテンツを使用して、パルスをマッチングすることができる。いくつかの実施態様では、暗号化された情報は、メッセージが対応するステージを認証するインジケータを含むことができ、例えば、測距要求４１０はステージ１に対応することができ、測距応答４２０はステージ２に対応することができ、測距メッセージ４３０はステージ３に対応することができる。

【0075】

Ｅ．距離の判定
狭いパルス（例えば、～１ｎｓ幅）を使用して、距離を正確に判定することができる。高帯域幅（例えば、５００ＭＨｚのスペクトル）は、狭いパルス及び正確な位置判定を可能にする。パルスの相互相関は、パルスの幅の小さな断片であるタイミング精度を提供することができ、例えば、数百又は数十ピコ秒以内の精度を提供し、サブメータレベルの測距精度を提供する。パルスは、受信機によって認識されるいくつかのパターンにおいて、プラス１及びマイナス１の測距波形を表すことができる。

【0076】

距離測定では、飛行時間測定とも呼ばれる、ラウンドトリップ時間測定を使用することができる。上述のように、モバイルデバイスは、タイムスタンプのセットを送信することができ、タイムスタンプのセットは、２つのデバイス間のクロック同期の必要性を除去することができる。
ＩＩＩ．認証及びセキュアチャネル確立（ペアリング）

【0077】

上述のように、ＢＴ通信チャネル（又はその一部）は、例えば、ユーザが新たなモバイルデバイス及び／又は新たな車両を取得するときに、ペアリングプロセス中に確立することができる。いくつかの実施態様では、ペアリングは、ＢＴ広告を開始する車両によって開始される。ペアリングを開始するための広告ペイロードは、様々なデータを含むことができる。他の実施態様では、モバイルデバイスは、車両とのペアリングを開始することができる。いったんペアリングが完了すると、モバイルデバイスは、チャネル（例えば、接続指向Ｌ２ＣＡＰチャネル）をセットアップすることができる。測距サービスメッセージ交換して能力を交換し、セキュリティキーを交換してＵＷＢペアリングを完了するために、接続指向チャネルを使用することができる。

【0078】

いったん車両及びｉＯＳデバイスがペアリングされると、後続のＢＴ接続を車両によって開始することができる。車両はまた、ペアリング中に作成されたリンクキーを使用して暗号化されたリンクをセットアップするために、標準ＢＴ暗号化ハンドシェイクを開始することができる。モバイルデバイス又は車両は、ＢＴを介した測距ハンドシェイクを最初に開始することによって、ＵＷＢ測距を開始することができる。ペアリングに関する更なる詳細を、以下に提供する。

【0079】

ペアリングは、２つのデバイス（例えば、電話及び車両の制御ユニット）が互いに関連して接続（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続）を作成する方法である。ペアリングが生じると、２つのデバイスは互いに通信することができる。ペアリングは、一般に、例えば、イニシエータデバイスの設定ページ上で発見されたデバイスを選択することにより、ユーザによって手動で開始される。次いで、イニシエータデバイスは、まだペアリングされていないレスポンダデバイスにペアリング要求を送信することができる。ペアリングは、通常、２つのデバイス間で１回生じる。ペアリング後、２つのデバイス間の接続は、自動的に認証される。

【0080】

ペアリングを続行するために、２つのデバイス間で、認証用のパスワード又は「パスキー」が交換され得る。パスキーは、両方のデバイスが互いにペアリングすることに同意したことを確認するために使用される。２つのデバイスがペアリングされると、デバイスは、他のデバイスのアイデンティティについて確認することができる。ペアリングを完了するために、２つのデバイスは、デバイス間の全ての将来の通信に使用される共有シークレットキー（単数又は複数）を生成する。

【0081】

Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（ＢＴ）低エネルギーの場合、セキュリティマネージャプロトコル（ＳＭＰ）が、３つのフェーズでペアリングを実行する。フェーズ１では、２つのデバイスはそれらの入力及び出力能力を告知し、これがフェーズ２の好適な方法を判定するために使用される。フェーズ２では、２つのデバイスが互いに認証され、フェーズ３で使用されるキー用のキー生成方法を判定する。より具体的には、フェーズ２では、２つのデバイスは、フェーズ１でのペアリング要求及びペアリング応答パケットからのＩＯ能力を使用して、どの認証方法を使用すべきかを判定する。典型的には、４つの認証技術、すなわち、Ｊｕｓｔ Ｗｏｒｋｓ（登録商標）、数値比較、パスキー、及び帯域外（ＯＯＢ）が利用可能である。フェーズ３では、各デバイスは、将来の通信のために、１つ以上のキーを他のデバイスに配信することができる。例示的なキーには、（ａ）暗号化された接続用のセッションキーを生成するために使用されるロングタームキー（ＬＴＫ）、（ｂ）データに署名し署名を検証するために使用される接続署名解決キー（ＣＳＲＫ）、及び（ｃ）プライベートアドレスを生成するために使用されるアイデンティティ解決キー（ＩＲＫ）、が含まれる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）４．２デバイスでは、Ｅｌｌｉｐｔｉｃ Ｃｕｒｖｅ Ｄｉｆｆｉｅ Ｈｅｌｌｍａｎ（ＥＣＤＨ）公開キー暗号法を使用して、ＬＴＫが交換／生成される。

【0082】

Ｊｕｓｔ Ｗｏｒｋｓ（登録商標）では、デバイスは、それらの公開キーを交換する。次いで、レスポンダデバイスは、ナンス（例えば、ランダムなシード値）を生成し、ナンス及び両方の公開キーを使用して確認値Ｃｂを生成する。次いで、レスポンダデバイスは、イニシエータデバイスにナンスと共にＣｂを送信する。次いで、イニシエータデバイスは、（両方の公開キーと共に）レスポンダデバイスのナンスを使用して、Ｃｂにマッチングするべきそれ自身の確認値Ｃａを生成する。確認値がマッチングする場合、接続は続行する。イニシエータデバイスは、それ自身のナンスを生成し、それをレスポンダデバイスに送信することができ、それ自身の検証を実行することができる。

【0083】

数値比較は、Ｊｕｓｔ Ｗｏｒｋｓ（登録商標）と同じ手順に従うが、終了時に別のステップを追加する。２つのデバイスが、確認値がマッチングすることを確認すると、両方のデバイスは、独立して、両方のナンスを使用して最終的な６桁の確認値を生成する。デバイスは両方とも、それらの計算された値をユーザに表示する。次いで、ユーザは、両方の値がマッチングしていることを手動でチェックし、接続を確認する。この追加のステップにより、このペアリング方法がマンインザミドル（ＭＩＴＭ）攻撃からの保護を提供することを可能にする。

【0084】

パスキーでは、デバイスの一方又は両方に、６桁の数字が入力される。２つのデバイスは、パスワード、以前に交換された公開キー、及びナンスを使用して、接続を認証する。このプロセスは、パスキーの全てのビットに対してビット毎に行うことができる。例えば、１つのデバイスが、パスキーの１ビットに対する確認値を計算し、それを他のデバイスに明らかにする。次いで、他のデバイスは、そのパスキーの最初のビットに対するそれ自身の確認値を計算し、第１のデバイスに明らかにする。このプロセスは、パスキーの全てのビットが交換されており、マッチングすることが確認されるまで継続する。このパスキー方式は、ＭＩＴＭ攻撃に対して復元力がある。

【0085】

帯域外（ＯＯＢ）では、近距離無線通信（ＮＦＣ）などの外部通信手段を使用して、ペアリングプロセスで使用されるいくつかの情報（例えば、公開キー、ナンス、及び確認値）を交換する。ペアリングは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線機を使用して完了するが、ＯＯＢメカニズムからの情報を必要とする。これは、ＯＯＢメカニズム内に存在するＭＩＴＭ保護のレベルのみを提供する。

【0086】

図５は、本発明の実施形態に係る、ペアリングプロセス５００のシーケンス図を示す。ペアリングプロセスは、イニシエータデバイス５０２（例えば、電話）及びレスポンダデバイス５０４（例えば、車両）を伴う。各デバイスは、入力及び出力（ＩＯ）に対するその能力を判定する。ペアリングリンク内の各デバイスに関して、ＩＯ能力は、暗号化共有シークレットキーを作成するそれらの能力を判定する。公開キー暗号法を使用することができる。

【0087】

ステップ５０５において、ユーザは、レスポンダデバイス５０４上で発見モードを起動する。他のＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスに見つかるため、デバイスは、広告信号が送信されるように、発見可能なモードに設定されるべきである。広告信号により、近傍の他のデバイスがその存在を検出し、接続を確立しようと試みることを可能にする。例えば、ユーザは、レスポンダデバイス５０４上のボタンを起動することができる。

【0088】

ステップ５１０において、レスポンダデバイス５０４は、ユーザの起動に応じて広告信号を発する。イニシエータデバイス５０２は、広告信号を検出することができる。例えば、イニシエータデバイス５０２は、広告信号を定期的にスキャンすることができる。ユーザは、イニシエータデバイス５０２がそのようなスキャンを実行し、かつ、スキャンレートを設定し、又はスキャンレートがデフォルトで設定され得ることを可能にすることができる。広告信号は、デバイスのタイプ（例えば、電話、ヘッドセットなど）、デバイス名（例えば、ユーザ又は製造者によって割り当てられた）などの、識別子を含むことができる。

【0089】

ステップ５１５において、ユーザは、レスポンダデバイス５０４のユーザインタフェースにユーザ入力を提供することによって、ペアリングプロセスを開始する。例えば、ユーザは、設定ページにナビゲートし、レスポンダデバイス５０４が広告信号を介して検出されていることを判定し、レスポンダデバイス５０４とペアリングするオプションを選択することができる。

【0090】

ステップ５２０において、ペアリング要求メッセージが、イニシエータデバイス５０２からレスポンダデバイス５０４に送信される。一例として、ペアリング要求メッセージには、イニシエータデバイス５０２のＩＯ能力、認証データ可用性、認証要件、キーサイズ要件、及び他のデータを含むことができる。

【0091】

ステップ５２５において、ペアリング応答メッセージがレスポンダデバイス５０４から送信され、ペアリング要求メッセージと同じ情報の多くを含む。ステップ５２０及び５２５は、フェーズ１の一部として生じ得る。デバイスは、例えば、認証オプションを選択し認証を実施するために、メッセージ内の情報を使用して認証を実行することができる。

【0092】

ステップ５３０では、例えば上述の４つのモードのうちの１つを介して、認証が実行される。認証では、デバイスが、使用されている暗号化キーに対応する別のデバイスと通信することを確立することができる。認証は、１つのデバイス又は両方のデバイスによって確認することができる。認証は、フェーズ２として実行することができる。

【0093】

ステップ５３５では、キーは、例えばフェーズ３の一部として交換される。キーの交換は、デバイスが互いに接続（リンク）するたびにペアリング（例えば、フェーズ１及び２）が実行される必要がないように、ボンディングプロセスに対応することができる。したがって、将来の通信を暗号化するために、キーを使用することができる。例えば、広告信号は、レスポンダデバイスを識別することができ、イニシエータデバイスは、２つのデバイスが既にペアリングされていることを判定することができる。次いで、イニシエータデバイスは、１つ以上のキーの使用を続行してレスポンダデバイスにメッセージを送信することができ、レスポンダデバイスは、その記憶されたキーを使用してメッセージを解読するか、そうでなければメッセージを読み取ることができる。

【0094】

後になって、ステップ５４０では、通信用のリンクが、デバイス間で自動的に確立される。ちょうど説明したように、このリンクは、交換されたキーを使用することができる。また、デバイスは既にペアリングされているため、いったん広告信号が検出されると、リンクを介してメッセージが直ちに送信され得る。しかし、この自動接続は、ペアリングプロセスが既に実行されていることを必要とする。デバイスは、広告信号内のデータを既にペアリングされているデバイスのリストと比較することによって、他のデバイスが既にペアリングされていると判定することができる。
ＩＶ．測距サービス－第１のプロトコル

【0095】

様々な実施形態では、測距サービスは、一次サービスとして又は二次サービスとしてインスタンス化されてもよい。提供されるいくつかの実施例では、測距サービスは、ＢＴ接続指向チャネル上で交換され得るメッセージを定義する。モバイルデバイス及び車両の両方は、データベースをサポートすることができ、測距サービスとは無関係に、データベースと対話するために定義された手順を使用することができる。車両は、中央デバイスとして機能することができ、チャネルを開くことができる。第１の無線プロトコルを使用して測距サービスを確立するため（例えば、セキュリティハンドシェイク３０７、データ交換３０８、及び測距セットアップハンドシェイク３０９を実施するための）プロトコルの態様を、いくつかの例示的なメッセージシーケンスが後に続く、以下で説明する。
Ａ．プロトコル

【0096】

測距サービスメッセージフォーマット用の例示的なフォーマットは、メッセージのタイプを示すコード（例えば、１オクテット長）を提供することができる。長さフィールド（例えば、２オクテット長）は、コードフィールド及び長さフィールドを含まない場合もある、メッセージのデータフィールドのオクテットでのサイズを示すことができる。データフィールドは、長さが可変であり得る。したがって、コードフィールドは、データフィールドのフォーマットを判定することができ、長さフィールドは、データフィールドの長さを示すことができる。以下のセクションでは、モバイルデバイスと車両との間のＵＷＢ測距をネゴシエーション、開始、及び完了するための測距サービスメッセージの例示的な詳細を提供する。
１．測距能力要求／応答

【0097】

全ての接続の開始時に測距セットアップ（能力）ハンドシェイクを開始して、モバイルデバイス及び車両上のＵＷＢデバイスの状態を交換することができる。測距能力要求メッセージは、特定のＩＤコード（例えば、１）を有することができる。このメッセージのいくつかの例示的パラメータには、サポートされた特徴マスク、必要な特徴マスク、ソフトウェアバージョン、リンク識別子、ＵＷＢ無線機デバイスの数、及びＵＷＢデバイス記述子が含まれる。

【0098】

ソフトウェアバージョンパラメータは、イニシエータデバイス上で実行する現在の測距ソフトウェアバージョンを示すことができる。リンク識別子は、レスポンダが受信したＵＷＢパケットをイニシエータとのＢＴ接続にマッチングさせることを可能にする乱数であり得る。したがって、リンク識別子は、ＵＷＢメッセージ内に含まれ得る。

【0099】

モバイルデバイスと車両との両方は、２つの特徴マスク、すなわち、サポートされた特徴マスク及び必要な特徴マスクを維持することができる。サポートされた特徴マスクは、サポートされた特徴を示し得る。特徴マスクパラメータは、全ての特徴のビットマスクであり得る。各特徴に対して、単一のビットを指定することができ、例えば、特徴がサポートされている場合は１に設定され、そうでない場合は０に設定することができる。例示的な特徴はセキュア測距であり、１対１測距（例えば、１デバイス対１デバイス）、及び１対多測距（例えば、１つのモバイルデバイス対複数の車両、又は複数の車両対複数のモバイルデバイス）である。必要な特徴マスクは、必要な特徴を示すことができる。例えば、セキュア測距及び１対１測距のためのサポートが必須であり得る。

【0100】

ＵＷＢデバイス記述子は、利用可能な各ＵＷＢアンテナデバイス（例えば、アンテナ、又は２つ以上のアンテナを有するノード）に対して１つのエントリを有することができる。特徴要求メッセージは、イニシエータデバイス上の各ＵＷＢデバイスに対して１つのＵＷＢデバイス記述子エントリを有することができる。ＵＷＢアンテナデバイスのそれぞれは、以下のパラメータを有するＵＷＢデバイス記述子によって特徴付けることができる。すなわち、ファームウェアバージョン－現在のＵＷＢファームウェアのバージョン、ハードウェアバージョン－現在のＵＷＢハードウェアのバージョン、製造業者の名前－ＵＷＢ製造者の名前。

【0101】

利用可能なＵＷＢデバイスの数は、特定の測距セッションに指定することができる。リンク識別子は、ＢＴリンクをＵＷＢパケットにマッピングすることができる。較正データは、ペアリング又は全ての接続において交換することができる。

【0102】

測距能力応答メッセージは、測距能力要求メッセージと同様であり得る。レスポンダは、このメッセージを送信するために指定されてもよい。レスポンダが、測距能力要求メッセージの要求された特徴にリストされたいかなる特徴もサポートしていない場合、レスポンダは、サポートされていない特徴エラーコードと共に追加の測距コマンド完了メッセージで応答することができる。測距能力応答メッセージには、パラメータ、すなわち、サポートされた特徴、ソフトウェアバージョン、ＵＷＢデバイスの数、及びＵＷＢデバイス記述子を含むことができる。
２．測距セキュリティキー要求／応答

【0103】

要求及び応答は、キーを交換するためのハンドシェイクで使用することができ、ペアリング時に共有シークレットを導出することができる。周期的なキーリフレッシュもまた、使用することができる。いくつかの実施態様では、ハンドシェイクを全ての接続で実行し、チャレンジ／レスポンスを実施することができる。
３．測距開始／停止要求

【0104】

測距セッションは、パラメータのセットを含む測距開始要求コマンドを送信することによって開始することができる。受信デバイスは、それ自身の測距開始要求で応答することによって異なるパラメータを提案するか、又は要求を受け入れるか、を決定することができる。受信デバイスが要求を受け入れることを決定した場合、測距開始通知イベントを送信することができる。セキュア測距が必要であり、セキュリティハンドシェイクが完了していない場合、この要求は、不十分な認証エラーコードと共に追加の測距コマンド完了メッセージで拒否され得る。

【0105】

測距開始要求の例には、最小測距間隔（例えば、３０ｍｓ）、最大測距間隔（例えば、２，５５０ｍｓ）、測距オフセット（例えば、３０ｍｓ～２，５５０ｍｓ）、及び測距タイムアウト（例えば、３００ｍｓ～２５．５ｓ）を含むことができる。測距間隔は、連続する各測距試行間の時間量を定義することができる。最小及び最大測距間隔は、許容可能な最小及び最大測距期間を、例えばミリ秒単位で指定することができる。モバイルデバイス又は車両のいずれかが、測距を開始することを要求してもよい。

【0106】

測距モードは、測距停止要求を送信することにより、モバイルデバイス又は車両のいずれかによって退出することができる。要求されたデバイスは、成功の状態コードで完了した測距コマンドで応答することができる。
４．測距イベント通知

【0107】

イベント通知は、中央及び周辺デバイスによって生成されるイベントをカプセル化するために使用することができる。サブイベントコードは、以下のサブイベントパラメータを有するイベントパラメータの最初のもの（例えば、最初のオクテット）とすることができる。測距サブイベントタイプの例は、次のとおりである。すなわち、測距コマンド完了サブイベント（パラメータ：状態）、測距能力更新サブイベント（パラメータ：ＵＷＢデバイスの数及びＵＷＢデバイス記述子）、測距開始サブイベント（パラメータ：測距間隔及び測距オフセット）、測距セッション状態変更サブイベント（パラメータ：セッション状態）、及び測距デバイス状態変更サブイベント（パラメータ：デバイス状態）。

【0108】

測距コマンド完了サブイベントは、レスポンダによって送信され、イニシエータによって送信されたコマンドが完了したことを示し得る。状態パラメータは、コマンドが成功したかどうかを示すことができる。

【0109】

測距能力更新サブイベントは、測距用のＵＷＢセンサの可用性の任意の変化を示すことができる。このイベントは任意選択的であり、受信デバイスによって無視されてもよい。このイベントは、初期測距用に利用できないか又は適しているＵＷＢセンサのサブセットをイニシエータデバイスが有していることを示すために使用することができる。このイベント用のパラメータは、ＵＷＢデバイスの数であり得る。

【0110】

測距開始サブイベントは、イニシエータからの測距開始要求に応じて送信することができる。レスポンダは、受け入れられた測距間隔及び測距オフセットで、このイベントを送信できる。測距オフセットパラメータは、このイベントに対する開始ＵＷＢセッションの粗い推定値を提供することができる。このイベントを使用して、測距間隔及びオフセットを０に設定することにより、ワンショットの即時測距セッションをトリガすることができる。以前の測距開始要求メッセージは、即時測距セッションには必要とされない。レスポンダは、即時要求によって無視されてもよい。測距間隔のパラメータは、３０ｍｓ～２，５５０ｍｓとすることができ、即時測距を要求するために０に設定することができる。測距オフセットのパラメータは、３０ｍｓ～２，５５０ｍｓとすることができ、即時測距を要求するために０に設定することができる。

【0111】

ＵＷＢ関連アクションの開始、進行、及び完了を示すために、測距セッション状態変更サブイベントのセットを生成することができる。これらのサブイベントは、モバイルデバイス及び車両の両方によって生成することができる。セキュリティキーリフレッシュイベントは、新たなセキュリティキーのセットを要求するために、車両又はモバイルデバイスによって開始されてもよい。ロック及びロック解除イベントは、成功した測距セッション後に、車両によって生成することができる。このサブイベントのセットの例には、以下が含まれる。すなわち、測距セッションキーリフレッシュサブイベント（例えば、イニシエータが全てのセキュリティキーのリフレッシュを必要とする場合）、測距セッションロック開始サブイベント（例えば、イニシエータがロック動作を実行している場合）、測距セッションロック完了サブイベント（例えば、イニシエータがロック動作を完了した場合）、測距セッションロック解除開始サブイベント（例えば、イニシエータがロック解除動作を実行している場合）、測距セッションロック解除完了サブイベント（例えば、イニシエータがロック解除動作を完了した場合）、測距セッションイグニション開始サブイベント（例えば、イニシエータがイモビライザ動作を実行している場合）、測距セッションイグニション完了サブイベント（例えば、イニシエータがイモビライザ動作を完了した場合）、及び測距セッションタイムアウトサブイベント（例えば、イニシエータがタイムアウトにより測距を停止した場合）。

【0112】

測距デバイス状態変更サブイベントのセットは、車両又はモバイルデバイスの状態の変化に応じて生成され得る。デバイス状態パラメータは、イニシエータの新たな状態を示す。サブイベントの例には、以下が含まれる。すなわち、測距デバイス無効化サブイベント（例えば、イニシエータが受信機を有効なキーとして認識しない場合）、測距デバイス認証サブイベント（例えば、イニシエータがデバイスのローカル認証を完了した場合）、及び測距デバイス有効化サブイベント（例えば、イニシエータが受信機を有効なデバイスとして認識する場合）。

【0113】

測距デバイス無効化サブイベントが車両によって使用されて、モバイルデバイスが無効化され、もはやモバイルデバイスがユーザ認証を完了するまでいかなるアクションも実行できないことを示すことができる。イニシエータ又はレスポンダがこのイベントに応じて任意の既存の測距セッションを停止することを決定した場合、イニシエータ又はレスポンダは、測距停止要求メッセージを送信することができる。

【0114】

測距デバイス認証完了サブイベントは、イニシエータデバイスがユーザのローカル認証を実行したことを示すことができる。レスポンダはこのイベントを受け入れ、イニシエータデバイスがレスポンダ上でアクションを実行することを可能にし得る。

【0115】

測距デバイス有効化サブイベントがイニシエータによって使用されて、受信機がイニシエータ上で任意の動作を実行するための有効なデバイスとして再有効化されていることを示すことができる。このイベントに応じて、測距セッションを、イニシエータ又は受信機によって開始することができる。

【0116】

測距デバイスは、そのエラー状況に厳密にマッチングするエラーコードを使用することができる。例示的なエラーコードには、以下が含まれる。すなわち、成功、不十分な認証、測距タイムアウト、最大測距クライアント制限超過、及びサポートされていない特徴。
Ｂ．メッセージシーケンス

【0117】

このセクションでは、測距サービスメッセージを使用する、車両とモバイルデバイスとの間の例示的な対話を示す。通信チャネルが既に確立されていると想定する。

【0118】

図６は、本発明の実施形態に係る、測距間隔ネゴシエーションを示す。第１の測距開始要求は、イニシエータ６００がレスポンダ６５０に送信することができる。レスポンダ６５０は、それに応じてそれ自身の第２の測距開始要求６１０を、しかし異なる測距パラメータのセットと共に、送信することができる。測距交換メッセージ６１５～６２５は、例えば、パラメータによって定義されるように、測距能力のネゴシエーションの一部として送信することができる。リモート側からの測距パラメータが許容可能である場合、レスポンダ６５０は、測距セッション用のパラメータと共に測距開始サブイベントを送信することができる。

【0119】

図７は、本発明の実施形態に係る、キーリフレッシュネゴシエーションを示す。セキュリティキーリフレッシュ要求７１５は、リフレッシュサブイベント７０５及び停止メッセージ７１０が送信された後、イニシエータ７００（モバイルデバイス又は車両）によって開始することができ、その後、ＵＷＢ測距セッションを一時停止することができる。イニシエータ７００は、後続の測距セッション用のセキュリティパラメータをレスポンダ７５０に提供でき、レスポンダ７５０は、セキュリティキー応答７２０を提供することができる。セキュリティキーが正常にリフレッシュされると、イニシエータ７００は、開始サブイベント７３０が後に続く測距開始要求メッセージ７２５を使用して、新たなＵＷＢ測距セッションを開始することができる。

【0120】

測距キーリフレッシュハンドシェイクは、指定された時間内で完了することが必要とされ得る。ハンドシェイクが完了する前にタイマが満了すると、現在のセキュリティパラメータで測距セッションが再開される場合がある。ＵＷＢ無線機は、タイムアウトによって引き起こされる任意のドリフトを補償するために、再同期する必要があり得る。
Ｖ．測距サービス－第２のプロトコル

【0121】

第２の無線プロトコル（例えば、ＵＷＢ）を介した測距サービスに使用される例示的なメッセージの説明を、例示的なメッセージシーケンスと共に後述する。ＵＷＢメッセージングの更なる詳細は、参照により組み込まれる、ＩＥＥＥ規格８０２．１５．４（登録商標）（２０１６）の「ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｌｏｗ－Ｒａｔｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋｓ」に見出すことができる。
Ａ．プロトコル

【0122】

ＵＷＢ測距開始要求は、ＵＷＢ測距セッションの開始を示して、イニシエータとレスポンダとの間の正確な調整を可能にすることができる、任意選択的なメッセージである。

【0123】

ＵＷＢ測距停止要求は、測距セッションの終了を示すことができる任意選択的なメッセージである。セッションは、キーを更新する必要があるため、例えば、もはやデバイス間の測距を実行する必要がなくなったため、又は１つ以上のデバイスが測距の終了を望むために、終了することができる。

【0124】

ＵＷＢ測距開始イベントメッセージは、ＵＷＢ測距開始要求メッセージに応じて送信することができる。ＵＷＢ測距停止イベントメッセージは、ＵＷＢ測距停止要求メッセージに応じて送信することができる。

【0125】

ＵＷＢ測距交換メッセージは、任意選択的に暗号化されたプリアンブルをセキュア測距に対して提供する、及びイニシエータとレスポンダとの間の必要なラウンドトリップ時間タイムスタンプを転送する、という二重の目的を有し得る。このメッセージの例示的なパラメータには、有効時間、送信及び受信タイムスタンプ、タイムスタンプ不確定性、タイムスタンプ有効性、ＲＳＳＩ、及び状態を含むことができる。このイベントは、単一の双方向測距交換、又は１対１測距若しくは１対多測距のいずれかに対する３方向を超える測距交換の一部としてトリガすることができる。

【0126】

ＵＷＢ測距交換メッセージの例示的なパラメータの更なる説明は、以下のとおりである。有効性タイムスタンプは、絶対時間ベースであり得る。測距ノードの数は、メッセージ内の有効な測距タイムスタンプの数に対応することができる。インデックス（ｎｏｄｅ＿ｘ＿ｉｎｄｅｘ）は、レスポンダノードリスト内へのインデックスであり得る。測距タイムスタンプｎｏｄｅ＿ｘは、特定のノードから直近に受信又は送信されたＵＷＢパケットのタイムスタンプに対応し得る。例えば、様々な信頼度で１．５ｃｍ～３．６ｍの値範囲を有し得る、測距タイムスタンプ不確実性ｎｏｄｅ＿ｘ １である。ＲＳＳＩ＿ｎｏｄｅ＿ｘ １は、受信パケットのｄＢｍでのＲＳＳＩとすることができる。測距状態ｎｏｄｅ＿ｘは、ノードｘの状態を提供することができる。ノードｘ＿ａｎｔｅｎｎａは、パケットを受信又は送信するｎｏｄｅ＿ｘ用のどのアンテナかを画定することができる。

【0127】

ＵＷＢ測距状態の例は、次のとおりであり得る。すなわち、成功（パケットの受信及び送信の成功）、タイムスタンプオーバーフロー（タイムスタンプカウンタオーバーフロー）、トランザクション期限切れ（トランザクションが長すぎて期限切れになった）、フレームが長すぎる、利用不可能なキー（セキュア測距には利用できないキー）、サポートされていないセキュリティ（サポートされていないセキュア測距モード）、及びサポートされていない測距（サポートされていない測距モード）。
Ｂ．メッセージシーケンス

【0128】

１対１測距のいくつかの実施形態では、レスポンダが最初のＵＷＢ測距交換パケットを見ることができるとすぐに、各レスポンダ（例えば、ＵＷＢ無線機）がイニシエータとのＵＷＢ測距交換を実行することができる。図６は、３パケット交換を伴う両面双方向測距を示す。示されていない１つの任意選択的な交換は、イニシエータ６００に送信されているレスポンダ６５０での最終パケットの受信時間である。これは、イニシエータが全てのタイムスタンプからより正確な範囲を計算することを望む場合に実行され得る。

【0129】

図８は、本発明の実施形態に係る、１対多測距を示す。１対多測距では、例えば、イニシエータからの最初のＵＷＢ測距交換パケットの後に所定のシーケンシャル順序でイニシエータと、各レスポンダにＵＷＢ測距交換を実行させることができる。

【0130】

図８は、イニシエータ８００と３つのレスポンダ８５２～８５６のそれぞれとの間の３つのパケット交換を伴う両面双方向測距を示す。（例えば、第１の無線プロトコルを使用する）測距開始要求８０２は、測距開始イベントメッセージ８０４で応答することができるレスポンダ８５２～８５６によって受信することができる。レスポンダ１、２、及び３はそれぞれ、イニシエータ８００から最初の測距パケット８１０を受信するが、異なる時間に応答する。それらはまた、イニシエータ８００から最終測距パケット８４０を全て受信することができ、これは図４のメッセージ４３０に対応し得る。１つの任意選択的な交換は、イニシエータ８００に送り返される各レスポンダ８５２～８５６でのメッセージ８４０の受信時間である。これは、イニシエータ８００が全てのタイムスタンプからより正確な範囲を計算することを望む場合に実行され得る。

【0131】

車両が２つ以上のＵＷＢ送受信機を含み得る１対多測距をサポートするために、アドレッシングの特別なプロビジョニングを定義することができる。ソースアドレス及び宛先アドレスの４つの最下位ビット（ＬＳＢ）を使用して、意図された送受信機を、例えば、０ｘ０～０ｘＥの可能な送受信機ＩＤで定義することができる。１対多測距の場合、宛先アドレスは、パケットが全ての送受信機宛であることを示す特定の値（例えば、０ｘＦ）に設定することができる。
ＶＩ．方法

【0132】

図９は、本発明の実施形態に係る、モバイルデバイスと（例えば、車両又は建物に関連付けられた）アクセス制御システムとの間の通信を実行するための方法９００のフローチャートである。方法９００は、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のプロセッサによって実行されるプログラムコードを記憶するメモリとを含み得るモバイルデバイス（又は他のコンピューティングデバイス）によって実行することができる。方法９００の態様は、方法１００と同様の方法で実行することができる。

【0133】

ブロック９１０において、第１の無線プロトコルが（例えば、第１のアンテナを介して）使用されて、アクセス制御システムを認証する。第１の無線プロトコルは、ＢＴであり得る。認証では、本明細書に記載されるように、モバイルデバイスとアクセス制御システム（例えば、車両）との間で以前に実行されたペアリングプロセス中に交換された情報を使用することができる。認証には、モバイルデバイスとアクセス制御システムとの間のチャレンジレスポンス手順を伴うことができる。アクセス制御システムからの識別子を使用して、所与のチャレンジに対する予期応答を判定することができ、例えば、アクセス制御システムによって使用されることが予期されるキーを取得して応答を生成し、キーを使用して（例えば、応答の復号又は再生成によって）応答を認証することができる。アクセス制御システムはまた、モバイルデバイスを認証することができる。

【0134】

認証は、アクセス制御システムの制御ユニットのものであり得る。例えば、チャレンジ（例えば、乱数）を、アクセス制御システムに送信することができる。アクセス制御システムの制御ユニット（例えば、図３のＥＣＵ）は、暗号化キーを使用してチャレンジ上で動作して、応答を提供することができる。暗号化キーは、アクセス制御システムとのモバイルデバイスのペアリング中に確立された共有シークレットに由来するか、又は共有シークレットとすることができる。応答は、アクセス制御システムから受信され、予期された結果と比較されて、その結果、アクセス制御システムの制御ユニットを認証することができる。一例として、応答を復号して元のチャレンジと比較することができ、又はモバイルデバイスが（例えば、同じ暗号化キーを使用して）チャレンジを暗号化し、その結果を受信した応答と比較することができる。認証の別の例として、アクセス制御システムの制御ユニットのデジタル署名を、第１の無線プロトコルを使用して受信することができる。デジタル署名は、制御ユニットの公開キーを使用して確認することができ、それによってアクセス制御システムの制御ユニットを認証する。

【0135】

認証後、ブロック９２０において、共有シークレットを使用して、モバイルデバイスとアクセス制御システム（例えば、車両の制御ユニット）との間にセキュアチャネルが作成される。セキュアチャネルは、第１の無線プロトコルを使用することができる。共有シークレットは、モバイルデバイスとアクセス制御システムとの間のペアリングプロセス中に確立することができる。共有シークレットは、ブロック９１０の認証に使用することができる。セキュアチャネルの作成は、アクセス制御システムから取得された識別子を使用して、ペアリングされたデバイスのデータベース（例えば、テーブル）にアクセスして、１つ以上の暗号化キーを判定すること、例えば、Ｅｌｌｉｐｔｉｃ－ｃｕｒｖｅ Ｄｉｆｆｉｅ－Ｈｅｌｌｍａｎ（ＥＣＤＨ）キーペアを導出するか又は取り出すことによって、実行することができる。

【0136】

ブロック９３０において、第２の無線プロトコルを使用して実行される測距のために、セキュアチャネルを使用して、アクセス制御システムと測距能力を通信する。一例として、測距能力は、例えば、本明細書に記載されるように、モバイルデバイスとアクセス制御システムとの間の測距メッセージ用のフォーマットを指定することができる。測距能力の他の例として、アンテナの数、それらのアンテナの場所（例えば、アンテナ間及び／又はＥＣＵなどのアクセス制御システム内の起点間の相対距離）、使用するアンテナの数、暗号化プロトコル、パケットフォーマット、動作モード、及びサポートされる周波数範囲、を含む。

【0137】

ブロック９４０において、第２の無線プロトコルを使用して、測距要求メッセージ内の第１のパルスセットをアクセス制御システムに送信することができる。第２の無線プロトコルでは、第１の無線プロトコルによって使用されるパルス幅よりも小さいパルス幅を使用することができる。いくつかの実施形態では、第１の無線プロトコルはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（例えば、ＢＴＬＥ）であり、第２の無線プロトコルはＵＷＢである。

【0138】

ブロック９５０において、１つ以上の測距応答メッセージ内の第２のパルスセットが、アクセス制御システムから（例えば、第２のアンテナを使用して）受信される。１つ以上の測距応答メッセージは、（例えば、図４及び図８に示すように）複数の測距応答メッセージであり得る。各測距応答メッセージは、アクセス制御システムの異なるアンテナユニット（例えば、異なるノード）からのものとすることができ、特定のアンテナユニットに固有の識別情報を含み、そのような識別情報は暗号化されてもよい。いくつかの実施態様では、測距要求メッセージは、例えば、図４の測距要求４１０又は図８に示すように、複数の測距応答メッセージにブロードキャストすることができる。他の実施態様では、別個の測距要求メッセージを、様々なアンテナユニットに送信することができる。

【0139】

ブロック９６０において、第１のパルスセットの送信時間（単数又は複数）及び第２のパルスセットの受信時間（単数又は複数）に対応する距離情報が判定される。距離情報は、例えば、図４に示すように、測距要求メッセージ内の第１のパルスセットと、１つ以上の測距応答メッセージ内の第２のパルスセットとに対応するタイムスタンプを含むことができる。タイムスタンプは、例えば、本明細書で説明するように、アクセス制御システムからのモバイルデバイスの距離を判定するために、アクセス制御システムの制御ユニットが使用するように構成可能とすることができる。

【0140】

いくつかの実施形態では、モバイルデバイスは距離を判定することができる。例えば、モバイルデバイスは、第１のパルスセットの送信時間（単数又は複数）、及び第２のパルスセットの受信時間（単数又は複数）を使用して、距離を判定することができる。したがって、距離情報は距離を含むことができる。

【0141】

ブロック９７０において、距離情報がアクセス制御システムに送信され、それによってアクセス制御システムが動作を実行することを可能にする。距離情報は、第１の無線プロトコル（例えば、セキュアチャネルを使用して）又は第２の無線プロトコルのいずれかを使用して、送信することができる。様々な実施形態では、動作は、アクセス制御システムのドア（例えば、全てのドア、又はユーザアクセス特権に基づく特定のドア、又は最も近いドア）をロック解除すること、ヒータ若しくはエアコンをオンにすること、又は車両のスタートボタンを有効にすること、であり得る。そのような動作はいずれも、閾値を超える、距離又は距離の変化率（例えば、車両に向かう速度）に基づいてトリガされ得る。複数のそのような閾値は、例えば、本明細書に記載されるように、異なる動作に使用されてもよい。
ＶＩＩ．例示的なデバイス

【0142】

図１０は、モバイルデバイスであり得る、例示的なデバイス１０００のブロック図である。デバイス１０００は、一般的に、コンピュータ可読媒体１００２と、処理システム１００４と、入出力（Ｉ／Ｏ）サブシステム１００６と、無線回路１００８と、スピーカ１０５０及びマイクロフォン１０５２を含むオーディオ回路１０１０とを備える。これらの構成要素は、１つ以上の通信バス又は信号ライン１００３によって結合することができる。デバイス１０００は、ハンドヘルド型コンピュータ、タブレットコンピュータ、モバイル電話、ラップトップコンピュータ、タブレットデバイス、メディアプレーヤ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、キーフォブ、自動車のキー、アクセスカード、多機能デバイス、モバイル電話、ポータブルゲーミングデバイス、自動車のディスプレイユニットなど（これらの物品のうちの２つ以上の組み合わせを含む）を含む、任意のポータブル電子デバイスとすることができる。

【0143】

図１０に示すアーキテクチャは、デバイス１０００に対するアーキテクチャの一例に過ぎず、デバイス１０００は、図示したものよりも多い構成要素、若しくはより少ない構成要素、又は異なる構成の構成要素を有することができることが明らかである。図１０に示す種々の構成要素は、１つ以上の信号処理回路及び／若しくは特定用途向け集積回路を含む、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア並びにソフトウェアの双方の組み合わせとして実装することができる。

【0144】

無線回路１００８を使用して、無線リンク又はネットワークを介して、アンテナシステム、ＲＦ送受信機、１つ以上の増幅器、チューナ、１つ以上の発振器、デジタル信号プロセッサ、コーデックチップセット、メモリなど、１つ以上の他のデバイスの従来の回路と情報を送受信する。無線回路１００８は、例えば、本明細書で説明するような種々のプロトコルを使用することができる。例えば、無線回路１００８は、１つの無線プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））用に１つの構成要素を有し、別の無線プロトコル（例えば、ＵＷＢ）用に別個の構成要素を有することができる。異なるプロトコルに対して異なるアンテナを用いることができる。

【0145】

無線回路１００８は、周辺機器インタフェース１０１６を介して処理システム１００４に結合されている。インタフェース１０１６は、周辺機器と処理システム１００４との間に通信を確立して維持するために、従来の構成要素を含むことができる。無線回路１００８が（例えば、発話認識アプリケーション又は音声コマンドアプリケーションにおいて）受信した音声及びデータ情報を、周辺機器インタフェース１０１６を介して１つ以上のプロセッサ１０１８に送信する。１つ以上のプロセッサ１０１８は、媒体１００２上に記憶された１つ以上のアプリケーションプログラム１０３４に対する種々のデータフォーマットを処理するように構成可能である。

【0146】

周辺機器インタフェース１０１６により、デバイスの入出力周辺機器がプロセッサ１０１８及びコンピュータ可読媒体１００２に結合されている。１つ以上のプロセッサ１０１８は、コントローラ１０２０を介してコンピュータ可読媒体１００２と通信する。コンピュータ可読媒体１００２は、１つ以上のプロセッサ１０１８が使用するためのコード及び／又はデータを記憶できる任意のデバイス又は媒体とすることができる。媒体１００２は、キャッシュ、主メモリ、及び補助メモリを含むメモリ階層を含むことができる。

【0147】

デバイス１０００はまた、種々のハードウェア構成要素に電力を供給する電力システム１０４２を含む。電力システム１０４２は、電力管理システム、１つ以上の電源（例えば、電池、交流（ＡＣ））、再充電システム、停電検出回路、電力コンバータ又はインバータ、電力状態インジケータ（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））、並びにモバイルデバイス内での電力の生成、管理、及び分配に典型的に関連付けられる任意の他の構成要素、を含むことができる。

【0148】

いくつかの実施形態では、デバイス１０００はカメラ１０４４を含む。いくつかの実施形態では、デバイス１０００はセンサ１０４６を含む。センサ１０４６には、加速度計、コンパス、ジャイロメータ、圧力センサ、音声センサ、光センサ、気圧計などを含むことができる。センサ１０４６を使用して、場所の聴覚サイン又は光サインなどの場所の様相を感知することができる。

【0149】

いくつかの実施形態では、デバイス１０００は、ＧＰＳユニット１０４８と呼ばれることもあるＧＰＳ受信機を含むことができる。モバイルデバイスは、全地球測位システム（ＧＰＳ）などの衛星航法システムを用いて、位置情報、タイミング情報、高度、又は他のナビゲーション情報を取得することができる。動作中に、ＧＰＳユニットは、地球の周りを軌道を描いて回るＧＰＳ衛星から信号を受信することができる。ＧＰＳユニットは信号を分析して移動時間及び距離推定を行う。ＧＰＳユニットはモバイルデバイスの現在位置（現在場所）を判定することができる。これらの推定に基づいて、モバイルデバイスは、場所固定、高度、及び／又は現在速度を判定することができる。場所固定は、緯度情報及び経度情報などの地理座標例とすることができる。

【0150】

１つ以上のプロセッサ１０１８は、媒体１００２に記憶された様々なソフトウェア構成要素を実行して、デバイス１０００のための様々な機能を実行する。いくつかの実施形態では、ソフトウェア構成要素は、オペレーティングシステム１０２２、通信モジュール（又は命令セット）１０２４、場所決めモジュール（又は命令セット）１０２６、本明細書で説明する測距動作の一部として使用される測距モジュール１０２８、及び他のアプリケーション（又は命令セット）１０３４を含む。

【0151】

オペレーティングシステム１０２２は、ｉＯＳ、ＭａｃＯＳ、Ｄａｒｗｉｎ、ＲＴＸＣ、ＬＩＮＵＸ、ＵＮＩＸ、ＯＳＸ、ＷＩＮＤＯＷＳ、又はＶｘＷｏｒｋｓなどの組み込みオペレーティングシステムを含む、任意の好適なオペレーティングシステムとすることができる。オペレーティングシステムは、一般的なシステムタスク（例えば、メモリ管理、記憶デバイス制御、電力管理など）を制御及び管理するための、手順、命令のセット、ソフトウェア構成要素、及び／又は運転手を含むことができ、種々のハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との間の通信を容易にする。

【0152】

通信モジュール１０２４は、１つ以上の外部ポート１０３６を介した、又は無線回路１００８を介した、他のデバイスとの通信を容易にし、無線回路１００８及び／又は外部ポート１０３６から受信したデータを取り扱うための様々なソフトウェア構成要素を含む。外部ポート１０３６（例えば、ＵＳＢ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）、ライトニングコネクタ、６０ピンコネクタなど）は、他のデバイスに直接的に結合するか、又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮなど）を介して間接的に結合するように適応されている。

【0153】

場所決め／動きモジュール１０２６は、現在位置（例えば、座標又は他の地理的場所識別子）及びデバイス１０００の動きを判定することを支援することができる。最新の位置決定システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ）、「セルＩＤ」に基づくセルラーネットワーク位置決定、及びＷｉ－Ｆｉネットワークに基づくＷｉ－Ｆｉ位置決定技術などの衛星ベースの位置決定システムを含む。またＧＰＳは、複数の衛星が見えることに基づいて位置推定値を判定する。衛星は屋内又は「ビルの谷間」では見えない（又は信号が弱い）場合がある。いくつかの実施形態では、場所決め／動きモジュール１０２６は、ＧＰＳユニット１０４８からデータを受信して信号を分析して、モバイルデバイスの現在位置を判定する。いくつかの実施形態では、場所決め／動きモジュール１０２６は、Ｗｉ－Ｆｉ又はセルラー位置決め技術を使用して現在場所を判定することができる。例えば、モバイルデバイスの場所を、近くのセルサイト及び／又はＷｉ－Ｆｉアクセスポイントの知識を用いて、またそれらの場所の知識を用いて推定することができる。Ｗｉ－Ｆｉ又はセルラー送信機を識別する情報は、無線回路１００８で受信され、場所決め／動きモジュール１０２６に伝達される。いくつかの実施形態では、場所決めモジュールは１つ以上の送信機ＩＤを受信する。いくつかの実施形態では、一連の送信機ＩＤを参照データベース（例えば、セルＩＤデータベース、Ｗｉ－Ｆｉ参照データベース）と比較することができる。参照データベースは、送信機ＩＤを対応する送信機の位置座標にマッピングするか又は相関させて、対応する送信機の位置座標に基づいてデバイス１０００に対する推定位置座標を計算する。使用する特定の場所決め技術とは関係なく、場所決め／動きモジュール１０２６は、場所固定を導き出すことができる情報を受信し、その情報を解釈して、地理座標、緯度／経度、又は他の場所固定データなどの場所情報を返す。

【0154】

測距モジュール１０２８は、測距メッセージを、例えば、無線回路１００８に接続されているアンテナへ送信／アンテナから受信することができる。様々な目的のため、例えば、車両の送信アンテナを識別するため、（例えば、車両に送信するために）メッセージのタイムスタンプを判定するため、及び潜在的には車両からモバイルデバイス１０００までの距離を判定するために、メッセージを使用することができる。

【0155】

モバイルデバイス上の１つ以上のアプリケーションプログラム１０３４は、限定することなく、ブラウザ、アドレス帳、連絡先リスト、電子メール、インスタントメッセージング、ワードプロセッシング、キーボードエミュレーション、ウィジェット、ＪＡＶＡ対応アプリケーション、暗号化、デジタル著作権管理、音声認識、音声複製、（ＭＰ３又はＡＡＣファイルなどの１つ以上のファイルに記録された録音済み音楽を再生する）音楽プレーヤなどを含む、デバイス１０００上にインストールされた任意のアプリケーションを含むことができる。

【0156】

グラフィックスモジュール、時間モジュールなどの他のモジュール又は命令セット（図示せず）があってもよい。例えば、グラフィックスモジュールは、グラフィックオブジェクト（限定することなく、テキスト、ウェブページ、アイコン、デジタル画像、アニメーションなどを含む）をレンダリングし、アニメ－ションし、及びディスプレイ面上に表示するための従来の種々のソフトウェア構成要素を含むことができる。別の例では、タイマモジュールはソフトウェアタイマとすることができる。またタイマモジュールをハードウェアに実装することもできる。時間モジュールは、任意の数の事象に対して種々のタイマを維持することができる。

【0157】

Ｉ／Ｏサブシステム１００６をディスプレイシステム（図示せず）に結合することができ、ディスプレイシステムは、タッチ感知ディスプレイとすることができる。ディスプレイシステムは、ユーザに対する視覚出力をＧＵＩに表示する。この視覚出力は、テキスト、グラフィック、ビデオ、及びこれらの任意の組み合わせを含むことができる。視覚出力の一部又は全ては、ユーザインタフェースオブジェクトに対応することができる。ディスプレイは、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）技術、又はＬＰＤ（発光ポリマーディスプレイ）技術を用いることができるが、他の実施形態では他のディスプレイ技術を用いることができる。

【0158】

いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏサブシステム１００６は、ディスプレイ、並びにキーボード、マウス、及び／又はトラックパッドなどのユーザ入力デバイスを含むことができる。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏサブシステム１００６は、タッチ感知ディスプレイを含むことができる。またタッチ感知ディスプレイは、触知接触及び／又は触覚接触に基づくユーザからの入力を受け入れることができる。いくつかの実施形態では、タッチ感知ディスプレイは、ユーザ入力を受け入れるタッチ感知面を形成する。タッチ感知ディスプレイ／タッチ感知面は（媒体１００２内の任意の関連するモジュール及び／又は命令セットと共に）、タッチ感知ディスプレイ上の接触（及び、いずれかの動き又は接触の解除）を検出し、検出した接触を、接触が生じたときにタッチスクリーン上に表示されるユーザインタフェースオブジェクト（例えば、１つ以上のソフトキー）との対話に変換する。いくつかの実施形態では、タッチ感知ディスプレイとユーザとの間の接触点は、ユーザの１本以上の指に対応する。ユーザは、スタイラス、ペン、指などの任意の好適な物体又は付属物を用いてタッチ感知ディスプレイと接触することができる。タッチ感知ディスプレイ面は、任意の好適なタッチ感度技術を用いて接触並びにその任意の動き又は解除を検出することができる。タッチ感度技術としては、容量性、抵抗性、赤外線、及び表面弾性波技術、並びに他の近接センサアレイ又は他の要素であって、タッチ感知ディスプレイとの１つ以上の接触点を判定するものが挙げられる。

【0159】

更に、電力制御、スピーカ音量制御、着信音量、キーボード入力、スクローリング、ホールド、メニュー、スクリーンロック、通信をクリアにして終了することなどの種々の機能を制御又は実行するために、Ｉ／Ｏサブシステムを、プッシュボタン、キー、スイッチ、ロッカボタン、ダイアル、スライダスイッチ、スティック、ＬＥＤなどの１つ以上の他の物理的制御デバイス（図示せず）に結合することができる。いくつかの実施形態では、タッチスクリーンに加えて、デバイス１０００は、特定の機能をアクティブ化又は非アクティブ化するためのタッチパッド（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、タッチパッドは、タッチスクリーンとは異なり、視覚出力を表示しない、デバイスのタッチ感知エリアである。タッチパッドは、タッチ感知ディスプレイとは別個のタッチ感知面、又はタッチ感知ディスプレイによって形成されたタッチ感知面の延長部分とすることができる。

【0160】

いくつかの実施形態では、本明細書で説明した動作の一部又は全部を、ユーザのデバイス上で実行するアプリケーションを用いて実行することができる。回路、ロジックモジュール、プロセッサ、及び／又は他の構成要素を、本明細書で説明した種々の動作を実行するように構成してもよい。当業者には、そのような設定を、実装形態に応じて、具体的な構成要素の設計、セットアップ、相互接続、及び／又はプログラミングを通じて実現することができ、また、同様に実装形態に応じて、構成されている構成要素は、異なる動作のために再構成可能であってもよいし、又は再構成可能でなくてもよいことが理解されるであろう。例えば、プログラマブルプロセッサを、好適な実行可能コードを提供することによって構成することができ、専用の論理回路を、論理ゲートと他の回路素子とを好適に接続することによって構成することができる。

【0161】

本出願で説明したソフトウェア構成要素又は機能のいずれかを、例えば、Ｊａｖａ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ－Ｃ、Ｓｗｉｆｔ、又はＰｅｒｌ又はＰｙｔｈｏｎなどのスクリプト言語、など、任意の好適なコンピュータ言語を用いて、例えば、従来の又はオブジェクト指向の技術を用いて、プロセッサによって実行すべきソフトウェアコードとして実装してもよい。ソフトウェアコードを、記憶及び／又は送信するためにコンピュータ可読媒体上に一連の命令又はコマンドとして記憶してもよい。好適な非一時的コンピュータ可読媒体としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードドライブ若しくはフロッピーディスクなどの磁気媒体、又はコンパクトディスク（ＣＤ：compact disk）若しくはＤＶＤ（digital versatile disk、デジタル多用途ディスク）などの光学媒体、フラッシュメモリ、などを挙げることができる。コンピュータ可読媒体は、このような記憶デバイス又は送信デバイスの任意の組み合わせであってもよい。

【0162】

本開示の様々な特徴を組み込んだコンピュータプログラムを、様々なコンピュータ可読記憶媒体上で符号化してもよく、好適な媒体には、磁気ディスク若しくはテープ、コンパクトディスク（ＣＤ）若しくはＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）などの光学記憶媒体、フラッシュメモリなどが含まれる。プログラムコードで符号化されるコンピュータ可読記憶媒体を、互換性のあるデバイスと共にパッケージ化するか、又は他のデバイスとは別個に提供してもよい。加えて、プログラムコードは、インターネットを含む、様々なプロトコルに準拠する有線ネットワーク及び／又は無線ネットワークを介して、符号化して送信してもよいため、例えばインターネットダウンロードを介して、配信が可能となる。任意のこのようなコンピュータ可読媒体は、単一のコンピュータ製品（例えば、ソリッドステートドライブ、ハードドライブ、ＣＤ、又はコンピュータシステム全体）上に又はその内部にあってもよく、システム又はネットワーク内の異なるコンピュータ製品上に又はその内部に存在してもよい。コンピュータシステムは、本明細書で述べた結果のいずれかをユーザに提供する、モニタ、プリンタ、又は他の好適なディスプレイを含んでもよい。

【0163】

本開示が特定の実施形態に関して説明されてきたが、本開示は、以下の請求項の範囲内にある全ての修正物及び均等物に及ぶことが意図されていることを理解されたい。

【0164】

「１つの（a）」、「１つの（an）」、又は「その（the）」の記載は、特に反対の記載がない限り、「１つ以上の（one or more）」を意味することが意図されている。「又は（or）」を用いた場合、特に反対の記載がない限り、「排他的論理和（含まずに「又は」）」ではなく「包含的論理和（含んで「又は」）」を意味することが意図されている。「第１の」要素に言及した場合、第２の要素が提供されることが必ずしも必要とされるとは限らない。更に「第１の」要素又は「第２の」要素に言及しても、特に断らない限り、言及した構成要素を特定の場所に制限するわけではない。

【0165】

本明細書で言及される全ての特許、特許出願、刊行物、及び記載は、全ての目的のために、その全体が参照により組み込まれる。従来技術であると認められるものはない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】