特許 7574513 無線装置、及び、無線装置の制御方法

(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】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】無線装置、及び、無線装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/3822 20150101AFI20241022BHJP

   H04B 1/59 20060101ALI20241022BHJP

   B60R 25/24 20130101ALI20241022BHJP

   E05B 49/00 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

H04B1/3822

H04B1/59

B60R25/24

E05B49/00 K

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023564775

(86)(22)【出願日】2022-10-13

(86)【国際出願番号】 JP2022038184

(87)【国際公開番号】W WO2023100488

(87)【国際公開日】2023-06-08

【審査請求日】2024-03-01

(31)【優先権主張番号】P 2021193984

(32)【優先日】2021-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】二木 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】山田 幸光

(72)【発明者】

【氏名】高井 大輔

(72)【発明者】

【氏名】陳 洪源

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 岳男

(72)【発明者】

【氏名】阿部 章広

【審査官】川口 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２１－５２８３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０７７２３１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／３８２２

Ｈ０４Ｂ １／５９

Ｂ６０Ｒ ２５／０１

Ｂ６０Ｒ ２５／２４

Ｅ０５Ｂ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

他のデバイスに信号を送信する送信部と、
前記他のデバイスから信号を受信する受信部と、
前記送信部が前記他のデバイスに送信した所定周波数の信号の単位時間における所定物理量の第１差分を求めるとともに、前記受信部が受信した前記信号に基づいて、前記他のデバイスが受信した前記所定周波数の信号の単位時間における前記所定物理量の第２差分を算出する差分算出部と、
前記第１差分と前記第２差分とを比較し、前記受信部が受信した前記信号の正当性を判定する判定処理を行う判定部と
を含む、無線装置。

【請求項2】

前記判定部は、前記受信部が受信した前記信号が正当であると判定すると前記判定処理を継続し、前記受信部が受信した前記信号が正当ではないと判定すると前記判定処理を中止する、請求項１に記載の無線装置。

【請求項3】

前記判定部は、前記受信部が受信した前記信号が正当ではないと判定すると前記判定処理を中止するとともに、前記送信部及び前記受信部の送信処理及び受信処理を中止させる、請求項２に記載の無線装置。

【請求項4】

前記所定物理量は、前記信号の位相である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線装置。

【請求項5】

他のデバイスに信号を送信する送信部と、
前記他のデバイスから信号を受信する受信部と、
前記送信部が前記他のデバイスに送信した所定周波数の信号の単位時間における所定物理量の第１差分を求めるとともに、前記受信部が受信した前記信号に基づいて、前記他のデバイスが受信した前記所定周波数の信号の単位時間における前記所定物理量の第２差分を算出する差分算出部と
を含む無線装置において、
前記第１差分と前記第２差分とを比較し、前記受信部が受信した前記信号の正当性を判定する、無線装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無線装置、及び、無線装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、耐リレーアタック通信の方法がある。この耐リレーアタック通信の方法では、同期化信号をスレーブワイヤレスデバイス（Ｓｌａｖｅ）に送るマスターワイヤレスデバイス（Ｍａｓｔｅｒ）を含み、前記同期化信号がタイミング情報を含み、前記タイミング情報が、前記Ｍａｓｔｅｒに対して及び前記Ｓｌａｖｅに対して交互のＴＸ及びＲＸロールパターンが提供されるように、Ｍａｓｔｅｒ及びＳｌａｖｅ通信時間スロットを連動するための共通時間基準及びタイムスロット期間を含み、前記Ｍａｓｔｅｒが、パケット誤差となる前記Ｍａｓｔｅｒ及び前記スレーブパケットデータからの伝送のオーバーラップを識別するために、前記スレーブから受信したスレーブパケットデータを分析し、前記パケット誤差の場合、リレーアタックを防止するため、前記Ｍａｓｔｅｒから前記Ｓｌａｖｅへの通信を中断する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１９－５３３０９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の耐リレーアタック通信の方法では、Ｍａｓｔｅｒ及びＳｌａｖｅ通信時間スロットを連動するための共通時間基準及びタイムスロット期間を利用してパケット誤差を検出している。このため、例えば、ＭａｓｔｅｒとなるマスターデバイスがＳｌａｖｅとなるスレーブデバイスに対して送信する送信信号の位相を変化させた場合に、不正なスレーブデバイスが送信信号を受信して、送信信号の位相を変化させて正当なスレーブデバイスになりすましたような場合に、不正を見破ることができない。このように送信信号の位相を変化させて正当なスレーブデバイスになりすますリレーアタックの手法は、ＥＤＬＣ(early detect late commitment)と言われている。

【0005】

そこで、受信信号の位相を変化させて正当なデバイスになりすますリレーアタックを検出可能な無線装置、及び、無線装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の実施形態の無線装置は、他のデバイスに信号を送信する送信部と、前記他のデバイスから信号を受信する受信部と、前記送信部が前記他のデバイスに送信した所定周波数の信号の単位時間における所定物理量の第１差分を求めるとともに、前記受信部が受信した前記信号に基づいて、前記他のデバイスが受信した前記所定周波数の信号の単位時間における前記所定物理量の第２差分を算出する差分算出部と、前記第１差分と前記第２差分とを比較し、前記受信部が受信した前記信号の正当性を判定する判定処理を行う判定部とを含む。

【発明の効果】

【0007】

受信信号の位相を変化させて正当なデバイスになりすますリレーアタックを検出可能な無線装置、及び、無線装置の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態の無線装置を含む測距装置をそれぞれ実装した車両及びスマートキーを示す図である。

【図2】実施形態の測距装置を示す図である。

【図3】送信信号の位相と不正な受信信号の位相を説明する図である。

【図4】送信信号の位相差、正当な受信信号の位相差、及び不正な受信信号の位相差を示す図である。

【図5】ＢＬＥのパケットのデータ構造の一例を示す図である。

【図6】送信信号の位相差と受信信号の位相差との相関を説明する図である。

【図7】不正なデバイスであるかどうかを判定するために制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の無線装置、及び、無線装置の制御方法を適用した実施形態について説明する。

【0010】

＜実施形態＞
図１は、実施形態の無線装置を含む測距装置１００Ａ及び１００Ｂをそれぞれ実装した車両１０及びスマートキー２０を示す図である。ここでは一例として、測距装置１００Ａは、車両１０に搭載されるスマートエントリシステムに実装され、測距装置１００Ｂは、車両１０のスマートキー２０に実装される形態について説明する。測距装置１００Ａ及び１００Ｂは、一例としてＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（登録商標））でパケット通信を行う。

【0011】

車両１０の測距装置１００Ａとスマートキー２０の測距装置１００Ｂとのうちの少なくともいずれか一方が車両１０とスマートキー２０との間の距離を測定し、車両１０のドアやトランク等のロックは、測距装置１００Ａ又は１００Ｂによって測距された距離が適切な距離である場合に解錠される。

【0012】

ここでは、一例として、車両１０の測距装置１００Ａが測距を行い、測距の結果をスマートキー２０の測距装置１００Ｂに通知することとする。測距装置１００Ａ及び１００Ｂは、一例として同一の構成を有する。このため、以下において測距装置１００Ａ及び１００Ｂを区別しない場合には、単に測距装置１００と称す。車両１０の測距装置１００Ａとスマートキー２０の測距装置１００Ｂとのうち、測距を行わない測距装置１００Ｂは、他のデバイスの一例である。ここでは一例として車両１０の測距装置１００Ｂが他のデバイスの一例になる。なお、測距装置１００Ａをマスターデバイス、測距装置１００Ｂをスレーブデバイスとして取り扱うことや、これとは逆に、測距装置１００Ｂをマスターデバイス、測距装置１００Ａをスレーブデバイスとして取り扱うことも可能であるが、ここではそのような取り扱いは行わずに説明する。

【0013】

＜測距装置１００Ａの構成＞
図２は、実施形態の測距装置１００Ａを示す図である。上述のように、車両１０の測距装置１００Ａと、スマートキー２０の測距装置１００Ｂとは、同一の構成を有する。ここでは、測距を行う測距装置１００Ａについて説明する。また、測距装置１００Ａは、実施形態の無線装置１００Ｒを含む。無線装置１００Ｒに含まれる構成要素には括弧書きで符号１００Ｒを記す。

【0014】

測距装置１００Ａは、アンテナ１０１、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１１０、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１２０、ＯＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）１３０、ＯＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ＤｅＭｏｄｕｌａｔｏｒ）１４０、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１５０、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）１５５、コーデック処理部１６０、及び制御装置１７０を含む。無線装置１００Ｒは、測距装置１００Ａの構成要素のうちの制御装置１７０の位相測定部１７８及び測距部１７９以外の構成要素を含む。このため、測距装置１００Ａの構成要素のうちの制御装置１７０の位相測定部１７８及び測距部１７９以外の構成要素に括弧書きで符号１００Ｒを記す。

【0015】

アンテナ１０１は、車両１０の測距装置１００Ｂのアンテナ１０１と通信を行う。アンテナ１０１は、ＰＡ１１０とＬＮＡ１２０に接続されている。ここでは、アンテナ１０１の接続先をＰＡ１１０とＬＮＡ１２０とのいずれか一方に切り替える切替スイッチを省略する。

【0016】

ＰＡ１１０は、ＯＭ１３０とアンテナ１０１との間に設けられており、ＯＭ１３０から入力される送信用の変調信号を増幅してアンテナ１０１に出力する。ＰＡ１１０は送信用のアンプである。

【0017】

ＬＮＡ１２０は、アンテナ１０１とＯＤＭ１４０との間に設けられており、アンテナ１０１で受信された電波を低ノイズで増幅してＯＤＭ１４０に出力する。ＬＮＡ１２０は、受信用のアンプである。

【0018】

ＯＭ１３０は、送信部の一例であり、ＶＣＯ１５０から入力される高周波信号を用いて、コーデック処理部１６０から入力されるＩ／Ｑ信号を変調し、送信用の変調信号としてＰＡ１１０に出力する。

【0019】

ＯＤＭ１４０は、受信部の一例であり、ＶＣＯ１５０から入力される高周波信号を用いて、ＬＮＡ１２０から出力される信号を復調してＩ／Ｑ信号を取得し、Ｉ／Ｑ信号をコーデック処理部１６０に出力する。ＬＮＡ１２０から出力される信号は、測距装置１００Ａが測距装置１００Ｂから受信した信号である。

【0020】

ＶＣＯ１５０は、ＰＬＬ１５５が設定する周波数で発振する。ＶＣＯ１５０は、ＰＬＬ１５５によって設定される複数の周波数で発振可能である。

【0021】

ＰＬＬ１５５は、ＶＣＯ１５０が発振する周波数を設定する。ＰＬＬ１５５は、複数の周波数をＶＣＯ１５０に設定可能である。

【0022】

コーデック処理部１６０は、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）とＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含み、コーデック処理を行う。コーデック処理部１６０は、ＢＬＥ（登録商標）のパケットの検出や、アドレス判定処理等を行う。より具体的には、コーデック処理部１６０は、ＯＤＭ１４０で処理されたＩ／Ｑ信号をデジタル変換（ＡＤＣ処理）し、ＢＬＥのパケット情報に変換する。また、コーデック処理部１６０は、制御装置１７０から入力されるＢＬＥのパケット（デジタル信号）からＩ／Ｑ信号を生成（Ｉ信号、Ｑ信号に分割）し、ＤＡＣ処理でアナログ変換して、送信信号としてのＩ／Ｑ信号としてＯＭ１３０に出力する。

【0023】

以下では、測距装置１００ＡのＯＭ１３０が測距装置１００Ｂに送信する所定周波数の信号を送信信号と称す。また、測距装置１００Ａによって送信信号として送信され、他のデバイスによって受信された信号を受信信号と称す。

【0024】

制御装置１７０は、主制御部１７１、設定部１７２、通知部１７３、切替部１７４、位相取得部１７５、差分算出部１７６、判定部１７７、位相測定部１７８、測距部１７９、及びメモリ１７０Ｍを有する。メモリ１７０Ｍは格納部の一例である。制御装置１７０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、入出力インターフェース、及び内部バス等を含むマイクロコンピュータによって実現される。

【0025】

主制御部１７１、設定部１７２、通知部１７３、切替部１７４、位相取得部１７５、差分算出部１７６、判定部１７７、位相測定部１７８、測距部１７９は、制御装置１７０が実行するプログラムの機能（ファンクション）を機能ブロックとして示したものである。また、メモリ１７０Ｍは、制御装置１７０のメモリを機能的に表したものである。

【0026】

主制御部１７１は、制御装置１７０の処理を統括する処理部であり、設定部１７２、通知部１７３、切替部１７４、位相取得部１７５、差分算出部１７６、判定部１７７、位相測定部１７８、測距部１７９が実行する処理以外の処理を実行する。

【0027】

設定部１７２は、測距装置１００Ａから測距装置１００Ｂに送信する信号の周波数（所定周波数）と位相を設定する。また、測距装置１００Ｂは、測距装置１００Ａに送信する信号と同一周波数の信号を測距装置１００Ａに送信する。なお、測距装置１００Ａ及び１００Ｂが送信し合う信号の同一周波数については、測距装置１００Ａ及び１００Ｂの間で予め取り決めておけばよく、ＢＬＥのパケット通信を利用して周波数を表すデータを共有してもよい。

【0028】

通知部１７３は、測距の結果を車両１０の測距装置１００Ｂの通知部１７３に通知する。通知には、測距のための通信とは異なる周波数のＢＬＥのパケット通信を利用する。通知においては、測距の結果等をＢＬＥのパケットのペイロードに書き込めばよい。

【0029】

切替部１７４は、ＯＭ１３０が信号を送信する送信状態と、ＯＤＭ１４０が信号を受信する受信状態とを切り替える。切替部１７４は、送信状態ではＰＡ１１０が信号を増幅可能にし、受信状態ではＬＮＡが信号を増幅可能にする。切替部１７４は、送信状態と受信状態とを切り替える際に、位相や周波数を安定させるための安定時間を設ける。

【0030】

位相取得部１７５は、測距装置１００Ａが送信した所定周波数の送信信号を測距装置１００Ｂが受信信号として受信したときの位相を測距装置１００Ｂから取得する。位相取得部１７５は、測距のための通信とは異なる周波数のＢＬＥのパケット通信で位相を表すデータを測距装置１００Ｂから取得する。位相を表すデータは、ＢＬＥのパケットのペイロードに書き込めばよい。また、位相を表すデータは、測距装置１００Ｂの位相測定部１７８が測定して、測距装置１００Ａに送信すればよい。

【0031】

差分算出部１７６は、ＯＭ１３０が測距装置１００Ｂに送信した所定周波数の送信信号の位相の第１差分を求めるとともに、ＯＤＭ１４０が受信した信号に基づいて位相取得部１７５によって取得される位相を表すデータを用いて、他のデバイスが受信した所定周波数の受信信号の位相の第２差分を算出する。位相は所定物理量の一例である。

【0032】

他のデバイスは、測距装置１００Ｂ又は不正なデバイスのいずれか一方である。測距装置１００Ｂは、測距装置１００Ａに対して正当なアクセス権限を有する正当なデバイスである。不正なデバイスは、正当なデバイスである測距装置１００Ｂになりすましたデバイスであり、測距装置１００Ａに対して正当なアクセス権限を有しないデバイスである。第１差分及び第２差分は、ＯＤＭ１４０が受信した信号を送信した送信元のデバイスの正当性を判定する際に用いられる。第１差分と第２差分の算出方法については、図３及び図４を用いて後述する。

【0033】

判定部１７７は、差分算出部１７６によって算出された第１差分と第２差分とを比較し、ＯＤＭ１４０が受信した信号の正当性を判定する判定処理を行う。判定部１７７が信号の正当性を判定することは、ＯＤＭ１４０が受信した信号を送信した送信元のデバイスの正当性を判定部１７７が判定することである。より具体的には、送信元が測距装置１００Ｂであるか、測距装置１００Ｂになりすました不正なデバイスであるかどうかを判定部１７７が判定することである。

【0034】

位相測定部１７８は、測距装置１００Ａが測距装置１００Ｂから所定周波数の信号を受信したときの位相を測定する。この位相は、測距用に測定される。このため、無線装置１００Ｒの構成要素には位相測定部１７８は含まれない。

【0035】

測距部１７９は、位相取得部１７５によって取得された送信信号の位相と、位相測定部１７８によって測定された位相と、測距装置１００Ａ及び１００Ｂの間における送信信号及び受信信号の波数とに基づいて、測距装置１００Ａと測距装置１００Ｂとの距離を測距する。

【0036】

メモリ１７０Ｍは、制御装置１７０の主制御部１７１、設定部１７２、通知部１７３、切替部１７４、位相取得部１７５、差分算出部１７６、判定部１７７、位相測定部１７８、及び測距部１７９が上述の処理を行うために必要なプログラムやデータ等を格納する。メモリ１７０Ｍは、測距装置１００Ａ及び１００Ｂの間で送信し合う信号の所定周波数及び位相を設定したデータ等を格納する。

【0037】

＜送信信号の位相と不正な受信信号の位相＞
図３は、送信信号の位相と不正な受信信号の位相を説明する図である。不正な受信信号とは、不正なデバイスによって位相が改竄された受信信号である。図３において、横軸はサンプリングが行われるサンプルポイント（０．２５μｓ／ｐｏｉｎｔ）を表し、左側の縦軸は位相（度）を表し、右側の縦軸は、シンボル値（０又は１）を表す。横軸はサンプルポイントを表すため、時間軸に相当する。

【0038】

図３において、一点鎖線は、制御装置１７０からコーデック処理部１６０に入力されるＢＬＥ（登録商標）のパケット（デジタル信号）のシンボル値（送信シンボル）を示す。また、実線は、送信信号の位相を表し、破線は、不正な受信信号の位相を示す。

【0039】

一例として図３に示すようにＢＬＥのパケットのシンボル値が変化すると、ＢＬＥのパケットに基づいて生成される送信信号としてのＩ／Ｑ信号の位相は、実線で示すように変化する。図３には示さないが、正当な測距装置１００Ｂの受信信号の位相は、実線で示す送信信号の位相に追従して変化するため、送信信号に対して1サンプルポイントから数サンプルポイントだけ遅れた波形になる。

【0040】

図３に破線で示す不正な受信信号の位相は、一例としてＥＤＬＣというリレーアタックの手法で生成され得る不正な受信信号の位相の一例を表す。ＥＤＬＣとは、受信信号の送信シンボルを推測し、推測した送信シンボルに基づいて受信信号よりも位相の立上りのタイミングを早めた受信信号を生成して、ＢＬＥのパケットのペイロードに格納して測距装置１００Ａに送信する手法である。このように、位相を改竄し、不正なデバイスと測距装置１００Ａとの距離を測距装置１００Ａに誤って計算させて正当な測距装置１００Ｂになりすますことで、リレーアタックを行おうとするのが、ＥＤＬＣである。

【0041】

ＥＤＬＣによって生成される不正な受信信号の位相は、ＢＬＥのパケットのシンボル値に追従するように急峻に変化しており、結果的に送信信号の位相にも追従するパターンになっている。このように位相が急峻に変化しても、従来の耐リレーアタック通信の方法では、ビット異常として検出されない。

【0042】

＜送信信号の位相差、正当な受信信号の位相差、及び不正な受信信号の位相差＞
図４は、送信信号の位相差、正当な受信信号の位相差、及び不正な受信信号の位相差を示す図である。横軸はサンプリングが行われるサンプルポイント（０．２５μｓ／ｐｏｉｎｔ）を表し、縦軸は位相差（度）を表す。送信信号の位相差は、第１差分の一例であり、正当な受信信号の位相差と、不正な受信信号の位相差とは、第２差分の一例である。

【0043】

図４において、実線は送信信号の位相差を示し、二点鎖線は正当な受信信号の位相差を表し、破線は不正な受信信号の位相差を示す。

【0044】

送信信号の位相差とは、送信信号の位相と、サンプリング周期における１周期前にサンプリングされた位相との差（位相差）である。サンプリング周期は、単位時間の一例であり、このような送信信号の位相差は、単位時間における位相の差分（第１差分）である。すなわち、送信信号の位相差とは、測距装置１００Ａにおいて繰り返しサンプリングされる送信信号の位相のうち、連続した２つのサンプリング周期（連続した２つのサンプルポイント）においてサンプリングされた位相同士の差（位相差）である。

【0045】

同様に、正当な受信信号の位相差とは、測距装置１００Ｂにおいて繰り返しサンプリングされる受信信号の位相のうち、連続した２つのサンプリング周期（連続した２つのサンプルポイント）においてサンプリングされた位相同士の差（位相差）である。

【0046】

また、不正な受信信号の位相差とは、測距装置１００Ｂになりすました不正なデバイスが、測距装置１００Ａの送信信号に基づいて不正に生成した受信信号の位相差であり、正当な受信信号についての連続した２つのサンプリング周期（連続した２つのサンプルポイント）においてサンプリングされた位相同士の差（位相差）を模擬したものである。

【0047】

図４に示すように、正当な受信信号の位相差は、送信信号の位相差に追従しており、送信信号に対する遅れがあっても1サンプルポイントから数サンプルポイント程度である。正当な受信信号の位相差の波形は、送信信号の位相差の波形と類似している。

【0048】

これに対して、不正な受信信号の位相差は、送信信号の位相差が変化する際に変化しているが、位相自体が図３に示すように急峻に変化しているため、図４に示すように位相差も急峻に変化している。

【0049】

このように、正当な受信信号の位相差と、不正な受信信号の位相差とは、変化の様子が全く異なる。実施形態の無線装置１００Ｒ及び測距装置１００Ａは、このような時間的な変化の違いに基づいて、正当な測距装置１００Ｂであるか、不正なデバイスであるかを判定する。

【0050】

＜ＢＬＥのパケットのデータ構造＞
図５は、ＢＬＥ（登録商標）のパケットのデータ構造の一例を示す図である。ＢＬＥのパケットは、先頭から、プリアンブル(preamble)、アクセスアドレス(Access Address)、プロトコルデータユニット(Protocol Data Unit)、及びＣＲＣを有する。プロトコルデータユニットには、ヘッダやペイロード等の領域がある。一例として、測距装置１００Ｂの位相取得部１７５は、位相を表すデータを取得して、ＢＬＥのパケットのペイロードに書き込めばよい。なお、一例として、位相を表すデータとしては、ＦＳＫ(frequency shift keying)変調で、周波数が高い区間の値を１にし、周波数が低い区間の値を０にしたデータを用いればよい。

【0051】

＜送信信号の位相差と受信信号の位相差との相関＞
図６は、送信信号の位相差と受信信号の位相差との相関を説明する図である。図６において、横軸は送信信号と受信信号のサンプルポイントの差を表し、縦軸は送信信号の位相差と受信信号の位相差との相関値を表している。横軸のサンプルポイントの差は、送信信号及び受信信号の位相が得られるサンプルポイントの差であり、送信信号及び受信信号の位相差は、各サンプルポイントの位相との差から、各サンプルポイントの１つ前のサンプルポイントの位相を減算して得る位相差である。

【0052】

図６において、実線は、測距装置１００Ａの送信信号の位相差と、正当な測距装置１００Ｂの受信信号の位相差との相関の一例を示し、破線は、測距装置１００Ａの送信信号の位相差と、不正なデバイスの受信信号の位相差との相関の一例を示す。

【0053】

測距装置１００Ａの送信信号の位相差と、正当な測距装置１００Ｂの受信信号の位相差との相関は、実線で示すように最大値が１に近い値になる。図４で説明したように、正当な受信信号の位相差の波形は、送信信号の位相差の波形と類似しているため、サンプルポイントを一例として±１０の範囲内でずらせば、このように大きな最大値を有する相関の特性が得られる。なお、ここでは、サンプルポイントの±１０の範囲内に位相差のピークが存在するため、±１０の範囲内でサンプルポイントをずらせば、相関の最大値が得られる。相関の最大値を求めるには、位相差のピークが存在する範囲内で、サンプルポイントをずらせばよい。

【0054】

これに対して、測距装置１００Ａの送信信号の位相差と、不正なデバイスの受信信号の位相差との相関は、破線で示すように最大値が低くなる。これは、図４に示すように、不正なデバイスの受信信号の位相差は急峻に変化し、送信信号の位相差の波形とは全く異なるからである。

【0055】

このため、例えば、相関の最大値に対して、適切な閾値を用いて判別すれば、正当な測距装置１００Ｂの受信信号の位相差であるか、不正なデバイスの受信信号の位相差であるかを判定することができる。このような判定は、制御装置１７０の判定部１７７が行えばよい。判定部１７７が図６に示すような相関を計算し、相関の最大値が閾値以上であれば正当なデバイスであると判定し、相関の最大値が閾値未満であれば不正なデバイスであると判定すればよい。なお、閾値は、図６の例では、一例として０．７から０．８の値に設定すればよい。

【0056】

＜不正なデバイスであるかどうかを判定する処理＞
図７は、不正なデバイスであるかどうかを判定するために制御装置１７０が実行する処理を示すフローチャートである。図７に示す処理は、無線装置１００Ｒの制御方法を実現する処理である。

【0057】

まず、主制御部１７１は、処理がスタートすると、送信する信号の周波数（所定周波数）と位相を設定部１７２に設定させて送信信号を送信し、送信信号の位相と、受信信号の位相とを取得する（ステップＳ１）。

【0058】

差分算出部１７６は、ＯＭ１３０が測距装置１００Ｂに送信した所定周波数の送信信号の単位時間における位相の第１差分と、ＯＤＭ１４０が受信した信号に基づいて、他のデバイスが受信した所定周波数の受信信号の単位時間における位相の第２差分とを算出する（ステップＳ２）。

【0059】

判定部１７７は、相関を計算する（ステップＳ３）。ステップＳ３では、図６に示すように、サンプルポイントを一例として±１０の範囲内でずらすことによって、最大値を有する相関の特性を求めればよい。

【0060】

判定部１７７は、正当なデバイスであるかどうかを判定する（ステップＳ４）。正当なデバイスであるかどうかの判定は、相関の最大値が閾値以上であるかどうかで判定すればよい。

【0061】

判定部１７７は、正当なデバイスである（Ｓ４：ＹＥＳ）と判定すると、正当なデバイスであることを位相測定部１７８及び測距部１７９に通知する（ステップＳ５）。ステップＳ５の処理が終わると一連の処理が終了し（エンド）、再びスタートから処理が行われる。すなわち、判定部１７７は、判定処理を継続する。

【0062】

位相測定部１７８及び測距部１７９は、正当なデバイスであることが通知されると、測距用に位相を測定し、測距を行う。

【0063】

また、判定部１７７は、ステップＳ４において正当なデバイスではない（Ｓ４：ＮＯ）と判定すると、ＯＭ１３０及びＯＤＭ１４０の送信処理及び受信処理を中止させる（ステップＳ６）。測距装置１００Ａに対する正当なアクセス権限を有しないため、車両１０への不正なアクセスを阻止するためである。

【0064】

次いで、判定部１７７は、正当なデバイスではないことを位相測定部１７８及び測距部１７９に通知する（ステップＳ７）。

【0065】

位相測定部１７８及び測距部１７９は、正当なデバイスではないことが通知されると、測距用の位相の測定、及び、測距を行わずに処理を終了する。この場合は、測距装置１００Ａ及び無線装置１００Ｒの上位装置（車両１０を管理するＥＣＵ等）に不正なデバイスからのアクセスがあったことが通知され、車両１０のドアロックの解錠や、イグニッションスイッチのオンへの切り替え等を行えない状態になる。

【0066】

次いで、判定部１７７は、判定処理を中止する（ステップＳ８）。不正なデバイスにアクセスされたため、すべての処理を中止することとしたものである。この場合には、処理がスタートには戻らずに中止される。なお、例えば、中止後に、正当なデバイスの信号を受信して正当なデバイスであると判定された場合に、復帰可能にすればよい。

【0067】

以上のように、差分算出部１７６が送信信号の位相の第１差分を求めるとともに、受信信号の位相の第２差分を算出し、判定部１７７が第１差分と第２差分とを比較して、信号の正当性を判定する。このため、ＥＤＬＣによって受信信号の位相が急峻に変化するような場合を判別することができる。

【0068】

したがって、受信信号の位相を変化させて正当なデバイスになりすますリレーアタックを検出可能な無線装置１００Ｒ、及び、無線装置１００Ｒの制御方法を提供することができる。

【0069】

また、判定部１７７は、正当なデバイスであると判定すると判定処理を継続し、正当なデバイスではないと判定すると判定処理を中止する。このため、不正なデバイスにアクセスされて車両１０が不正に利用されることを抑制することができる。

【0070】

また、判定部１７７は、正当なデバイスではないと判定すると判定処理を中止するとともに、ＯＭ１３０及びＯＤＭ１４０の送信処理及び受信処理を中止させるので、車両１０への不正なアクセスを阻止することができる。

【0071】

また、送信信号及び受信信号の所定物理量として位相を用いるので、ＥＤＬＣのように受信信号の位相を急峻に変化させる不正が行われた場合に、位相差に基づいて不正なデバイスを見破ることができる。

【0072】

以上、本開示の例示的な実施形態の無線装置、及び、無線装置の制御方法について説明したが、本開示は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【0073】

なお、本国際出願は、２０２１年１１月３０日に出願した日本国特許出願２０２１－１９３９８４に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。

【符号の説明】

【0074】

１０ 車両
２０ スマートキー
１００Ａ、１００Ｂ 測距装置
１００Ｒ 無線装置
１１０ ＰＡ
１２０ ＬＮＡ
１３０ ＯＭ （送信部の一例）
１４０ ＯＤＭ （受信部の一例）
１５０ ＶＣＯ
１５５ ＰＬＬ
１６０ コーデック処理部
１７０ 制御装置
１７１ 主制御部
１７２ 設定部
１７３ 通知部
１７４ 切替部
１７５ 位相取得部
１７６ 差分算出部
１７７ 判定部
１７８ 位相測定部
１７９ 測距部
１７０Ｍ メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】