專利名稱：場疊加系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的不同實施例的多個方面涉及無線通信，并且特別地，涉及無線通信中用于確保信源安全的場疊加。
背景技術(shù)：
多種無線通信系統(tǒng)采用彼此通信的應(yīng)答器(transponder)和基站。例如，應(yīng)答器可以在汽車應(yīng)用中用作用于解鎖車門的免鑰匙進入系統(tǒng)(Passive Keyless Entry, PKE)，或者用作用于啟動點火電路的免鑰匙啟動系統(tǒng)(Passive Keyless Go，PKG)。通常，應(yīng)答器與基站進行通信，以解鎖車門和/或開啟汽車點火，或者以其它方式啟動相關(guān)電路。不幸的是，這種通信系統(tǒng)易受攻擊。例如，在用戶的應(yīng)答器用來解鎖和/或啟動車輛點火的汽車應(yīng)用中，可以使用中繼裝置來在應(yīng)答器和車輛處的基站之間中繼信號。攻擊者可以使他自身位于車輛附近，靠近基站，同時另一個攻擊者使他自身位于用戶和他/她的應(yīng)答器附近。攻擊者之間的無線通信用來在基站和應(yīng)答器之間中繼信號，并可以打開和/或以其它方式啟動車輛點火。這些和其他問題已經(jīng)對用于多種應(yīng)用的無線系統(tǒng)設(shè)計和實施提出了挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
多種示例性實施例涉及場疊加電路和它們的實施方案。根據(jù)一示例性實施例，車輛基站和應(yīng)答器之間的無線通信如下進行。采用第一驅(qū)動電流驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線(如，每個天線由可以相同或可以不相同的驅(qū)動電流驅(qū)動)。內(nèi)部天線與應(yīng)答器由于車輛基站所在車輛的一部分而隔開，并且內(nèi)部天線的信號相應(yīng)地經(jīng)由車輛傳遞。檢測由內(nèi)部天線和外部天線發(fā)射并在應(yīng)答器處接收的相應(yīng)場的單獨向量分量，并基于單獨向量分量，計算針對內(nèi)部天線和外部天線的疊加因子。分別采用乘以疊加因子的第一驅(qū)動電流，采用相同的相位同時驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線。針對疊加信號檢測疊加向量分量，疊加信號包括在應(yīng)答器處接收到的來自兩個天線的信號。響應(yīng)于所檢測到的疊加向量分量位于內(nèi)部天線和外部天線各自單獨向量分量分別與針對內(nèi)部天線和外部天線的疊加因子相乘后相加所得之和的誤差容許范圍內(nèi)，認證應(yīng)答器。另一示例性實施例涉及車輛基站和應(yīng)答器之間的無線通信。分別采用發(fā)射電流1工和Itj驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線，內(nèi)部天線與應(yīng)答器由于車輛基站所在車輛的一部分而隔開。在應(yīng)答器處，測量由內(nèi)部天線發(fā)射的場強的&、^和Z1向量分量，測量由外部天線發(fā)射的場強的^、％和2()向量分量。將表示測量到的向量分量的信號發(fā)送至車輛基站。在車輛基站處，基于所發(fā)送的表示測量到的向量分量的信號，計算用于分別施加至來自內(nèi)部天線和外部天線的測量信號的疊加因子η和m，疊加因子被加密并將加密的疊加因子發(fā)送至應(yīng)答器。分別采用發(fā)射電流I1X η和Ιω X m，采用相同的相位同時向應(yīng)答器發(fā)送來自內(nèi)部天線和外部天線中每一個的信號。在應(yīng)答器處，根據(jù)包括來自兩個天線的信號的疊加信號，測量Xs> Ys和zs向量分量，并響應(yīng)于xs、ys和zs各自均分別位于來自內(nèi)部天線和外部天線中每一個的信號的相應(yīng)向量分量與疊加因子相乘后相加所得之和的誤差容許范圍內(nèi)，認證應(yīng)答器。其它實施例涉及用于認證無線通信的系統(tǒng)。在一個實施例中，這種系統(tǒng)包括如下所述的應(yīng)答器和車輛基站中的一個或二者。應(yīng)答器接收和檢測由車輛的內(nèi)部天線和外部天線發(fā)射的相應(yīng)場的單獨向量分量，內(nèi)部天線與應(yīng)答器由于車輛的一部分而隔開。車輛基站分別采用第一驅(qū)動電流驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線以與應(yīng)答器進行通信，并且分別采用乘以疊加因子的驅(qū)動電流，采用相同的相位同時驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線中的每一個，其中疊加因子是針對內(nèi)部天線和外部天線，基于單獨向量分量為計算的。應(yīng)答器檢測疊加信號的疊加向量分量，其中疊加信號包括在應(yīng)答器處接收到的來自兩個天線的信號的。車輛基站響應(yīng)于所檢測到的疊加信號的疊加向量分量位于內(nèi)部天線和外部天線各自的單獨向量分量分別與針對內(nèi)部天線和外部天 線的疊加因子相乘后相加所得之和的誤差容許范圍內(nèi)，認證應(yīng)答器。上述討論/發(fā)明內(nèi)容不是要描述本公開的每個實施例或每種實施方案。接下來的附圖和詳細描述也舉例說明各種實施例。


考慮以下參照附圖的詳細描述，可以更完整地理解多種示例性實施例，在附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的具有場疊加的無線系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的具有場疊加的無線汽車系統(tǒng)；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的用于應(yīng)答器認證的系統(tǒng)和相關(guān)數(shù)據(jù)流；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于利用場疊加進行無線認證的數(shù)據(jù)流程圖。
具體實施例方式雖然本發(fā)明可進行多種修改和替換形式，但其具體細節(jié)在附圖中以示例方式示出，并將對其進行詳細描述。然而，應(yīng)當理解，并非是要將本發(fā)明限于所描述的具體實施例。相反，應(yīng)當涵蓋落入本發(fā)明范圍(包括權(quán)利要求中限定的方案)之內(nèi)的所有修改、等同物和替換。此外，本申請全文中使用的術(shù)語“示例(性)”僅僅是說明性的，而不是限制性的。本發(fā)明的方案被認為能夠適用于涉及應(yīng)答器-基站耦合的多種不同類型裝置、系統(tǒng)和配置用以進行場疊加，這些裝置、系統(tǒng)和配置包括涉及汽車應(yīng)用的那些。使用本文通過對示例的討論可以認識到本發(fā)明的多個方面，但是本發(fā)明并非一定局限于此。多個示例性實施例涉及解決挑戰(zhàn)如上述背景技術(shù)中所述的那些挑戰(zhàn)的場疊加電路和方法。根據(jù)一個或多個實施例，對應(yīng)于疊加場的因子隨呈現(xiàn)給遠程應(yīng)答器的信號一起提供，并用于認證用于操作諸如車輛的解鎖機構(gòu)和/或點火機構(gòu)之類的電路的應(yīng)答器相應(yīng)響應(yīng)的真實性和/或接近性(proximity)。這種應(yīng)用例如可以由汽車領(lǐng)域中的免鑰匙進入系統(tǒng)(PKE)或免鑰匙啟動系統(tǒng)(PKG)實現(xiàn)。在更加具體的示例性實施例中，結(jié)合經(jīng)由兩個(或更多)車輛天線從基站到應(yīng)答器的信息通信，將疊加場用在內(nèi)部天線和外部天線中。當應(yīng)答器接近車輛時，天線將信號發(fā)送至應(yīng)答器，用于與應(yīng)答器通信。應(yīng)答器通過提供由天線檢測的另一信號而對天線發(fā)送的信號做出響應(yīng)。基站將一值施加至從天線發(fā)送至應(yīng)答器的那些信號。對疊加信號進行分析(如，在應(yīng)答器和/或基站處)，并且基站基于該分析認證該通信/應(yīng)答器。這種認證最初可以用來確定返回信號的應(yīng)答器也正在接收來自天線的信號(如，確定沒有中繼)，這之后可以進行該應(yīng)答器適合該車輛的附加認證(如，經(jīng)由后續(xù)的加密通信)。該認證例如可以用來操作或啟動系統(tǒng)，如進入/鎖定機構(gòu)或點火機構(gòu)。內(nèi)部天線相對于車輛放置，以便天線和車體的組合影響由內(nèi)部天線呈現(xiàn)的信號。在本文中，車體與天線一起使用，以提供難以匹配或以其它方式識別的組合信號源。例如，復制這種組合天線型配置會要求復制車輛結(jié)構(gòu) 。因此，多種實施例涉及采用與車輛一起的天線布置，以產(chǎn)生難以復制(如，由車體掩蔽)的信號，如產(chǎn)生異構(gòu)(inhomogeneous)場一樣。在一些實施方案中，基站采用由天線呈現(xiàn)的場的向量分量來產(chǎn)生信號，這些信號如下所述在應(yīng)答器處接收并回傳至基站。針對由外部天線以發(fā)射電流Itj發(fā)射的接收場強的向量分量(x，y，z)，測量接收信號強度指示符(RSSI)，以獲得具有向量分量一)的信號。此外，針對由內(nèi)部天線以發(fā)射電流I1發(fā)射的接收場強的向量分量(x，y，z)，測量RSSI，以獲得具有向量分量(Xl，yI； Z1)的信號。針對在公共應(yīng)答器位置處的接收，可以采用成比例的場強來執(zhí)行這些RSSI測量。結(jié)果(x0，y0, Z0和Xl，yI； Z1)被加密，并且例如采用超高頻(UHF)通信發(fā)送回基站。在基站處，在產(chǎn)生疊加信號時將被施加至外部天線和內(nèi)部天線的因子m和η如下計算。施加隨機疊加場強，使得[x0Xm, y0Xm, Z0Xm] [X1Xn, Y1Xn, Z1Xn+ 隨機值]。疊加的(相位調(diào)整的)場強可以被設(shè)置為使得它安全地高于預期噪聲水平[x0Xm, y0Xm, ZoXmJ + txjXn, Y1Xn, Z1Xn] >噪聲水平。為η和m計算出的值被加密，并且如采用UHF或低頻(LF)信號發(fā)送至應(yīng)答器。基站以相同的相位同時激活外部天線和內(nèi)部天線。為每個天線調(diào)整發(fā)射器的發(fā)射電流，使得lQm= lQXm (外部天線)I1, m = I1X n (內(nèi)部天線)應(yīng)答器或基站基于由兩個天線發(fā)射的接收到的(測量到的)(疊加)向量分量(XSUpOT，Ysuper ZsupJ，評估下述條件XoXm+XjXn-dx < Xsuper < X0 X m+xx X n+dx (a)yoXm+yjXn-dy < ysuper < YoXm+yjXn+dy, (b)ZoXm+ZjXn-dz < Zsuper < z0Xm+ZjXn+dz, (c)dx、dy和dz因子對應(yīng)于預期誤差，如由于相位抖動、測量精度和驅(qū)動電流精度引起的誤差。如果所有的條件a-c都成立，則確定應(yīng)答器位于合法的車輛前方。如果條件a-c不是都成立，則檢測到中繼攻擊(如，插入的中繼不能產(chǎn)生由天線產(chǎn)生的磁場的預期向量分量)。在一些實施方案中，以如下方式檢測單中繼攻擊。測量到的向量分量(X()1，yM，ZM)和(X1, yI； Z1)以如下方式歸一化[x0, y0j Z0]/ 取大[X。，y。，Z0] X 100 % — [x0norm，yOnorm zOnonJ，并且[X1, Y1, Z1]/ 最大[X1, yI； Z1] X 100%= [xInOTm, yInorm, Zlnorm]采用這些歸一化,如果[x01_-xInorJ < dx 并且[y01norni-yIno J < dy 并且[Z01norm_ZInorm]〈 ， 其中dx，dy, dz由相位抖動、測量精度、驅(qū)動電流精度引起的誤差確定，則檢測到基于單個ID線圈的EMU攻擊，并停止過程。因此可以檢測到這種基于單線圈的中繼攻擊，而沒有必要歸一化向量分量和執(zhí)行上述相關(guān)附加步驟。根據(jù)另一種示例性實施例，無線系統(tǒng)包括基站，該基站經(jīng)由基站本地的兩個或更多天線與遠程應(yīng)答器通信，其中一個天線被設(shè)置為使得其信號對于遠程應(yīng)答器而言至少被部分地隱藏或干擾(如，該天線設(shè)置為位于使來自天線的信號失真的車輛內(nèi))。基站采用與每個天線相對應(yīng)的場強因子，在經(jīng)由所述天線傳遞的信號上疊加場。信號與場強因子(如，加密的)一起經(jīng)由天線被同相地且同時發(fā)射至遠程應(yīng)答器?；具€分析從應(yīng)答器接收到的信號，以采用場強因子認證應(yīng)答器的真實性和接近性中的一種或多種。在更加具體的示例性實施例中，上述系統(tǒng)采用三個或更多個天線實現(xiàn)，包括所討論的內(nèi)部天線和外部天線以及附加的外部天線。第二外部天線可以用來隱藏或以其它方式減輕對來自內(nèi)部天線的信號的精確檢測。在另一實施例，基站跟蹤失敗訪問嘗試的數(shù)量(如，用于免鑰匙進入系統(tǒng)(PKE))，并暫時地或永久地禁用對應(yīng)的系統(tǒng)。這種方法可以用來減輕試錯(trial and error)中繼攻擊。根據(jù)上述示例，一些實施例涉及包括基站、應(yīng)答器和天線(包括內(nèi)部和外部車輛天線)的系統(tǒng)。其它實施例涉及這種系統(tǒng)的子部件。例如，多種實施例涉及一種基站，其被配置為根據(jù)上述方式運行以產(chǎn)生信號、加密場強因子，并與應(yīng)答器進行通信?；究梢员容^由應(yīng)答器檢測到并發(fā)送至基站的疊加場，用于認證應(yīng)答器。另一示例性實施例涉及一種應(yīng)答器，其如上所述接收并傳送信號，并且可以采用從基站接收到的場強因子如上所述比較置加場。本發(fā)明的多種實施例可以適用于大量不同的應(yīng)用。與此處的討論一致，一個或多個實施例可以采用多種不同類型的免鑰匙進入系統(tǒng)或免鑰匙啟動系統(tǒng)實現(xiàn)。例如，在此所討論的方法、系統(tǒng)、基站或應(yīng)答器可以結(jié)合如在美國專利公開No. 2008/0024322或在美國專利No. 7，426，275中描述的應(yīng)答器系統(tǒng)的部件和/或所有部件使用，這些文獻一并于此用
作參考?，F(xiàn)在參考附圖，圖I示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的具有場疊加的無線系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括主天線110和內(nèi)部天線120，主天線110和內(nèi)部天線120將來自基站/控制器130的信號傳遞至遠程應(yīng)答器140。內(nèi)部天線120如由車輛殼體或其它部件遮蔽，防止由應(yīng)答器140直接訪問?；?30驅(qū)動主天線110和內(nèi)部天線120，應(yīng)答器140檢測來自天線的信號，包括每個信號的向量分量。應(yīng)答器將表征這些檢測信號的加密信息發(fā)送回基站130，基站130采用該信息產(chǎn)生場疊加因子，用于驅(qū)動每個天線?；?30進一步加密和發(fā)送疊加因子至應(yīng)答器140?；?30隨后施加對應(yīng)的疊加因子，以同時同相地驅(qū)動每個天線。應(yīng)答器檢測疊加信號，疊加信號與疊加因子一起用來確定疊加信號(包括來自每個天線的組合信號)是否位于誤差因子內(nèi)。在一些實施方案中，通過確定三個向量分量(如，X，y和Z)中的每一個分量是否位于該向量的誤差因子內(nèi)，來認證疊加信號。如果組合信號位于誤差因子內(nèi)，則認證了該應(yīng)答器。這種認證例如可以用來操作或啟用諸如進入/鎖定機構(gòu)或點火機構(gòu)之類的系統(tǒng)。此外，可以在應(yīng)答器和基站中的一方或兩方處進行用于認證信號的計算(如，按照上述公式)，在隨后的示例中應(yīng)答器將表征接收信號的信息發(fā)送至基站，以進行這種計算。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的具有場疊加的無線汽車系統(tǒng)200。系統(tǒng)200包括位于車輛210內(nèi)的基站、外部天線220和內(nèi)部天線222。圖中示出但是可選的第二外部天線224相對于車輛210與外部天線220相對地定位。各個天線的定位可以變化以使不同的實施例和應(yīng)用適合不同類型的車輛210，車輛和天線定位均是大量車輛和天線配置的示范(內(nèi)部天線222被遮蔽)。外部天線220和內(nèi)部天線222被配置為發(fā)射能夠由位于所示出的驅(qū)動器檢測區(qū)域230內(nèi)的應(yīng)答器所檢測的信號。當使用時，第二外部天線226也被配置為將信號發(fā)射至位于驅(qū)動器檢測區(qū)域230內(nèi)的應(yīng)答器。車輛210將內(nèi)部天線222與外部應(yīng)答器遮蔽開，使得來自內(nèi)部天線的信號不能由驅(qū)動器檢測區(qū)域230內(nèi)的應(yīng)答器直接檢測到。例如，車輛210的玻璃、金屬或其它部件可以使由內(nèi)部天線222發(fā)送的信號失真，使得應(yīng)答器不能直接檢測到在該天線處產(chǎn)生的信號。作為示例，應(yīng)答器240被示出為放置在驅(qū)動器檢測區(qū)域230中，表示與系統(tǒng)200的示例性交互。可選地，應(yīng)答器240為該系統(tǒng)的一部分，并且運行以經(jīng)由一個或兩個天線220和222 (或224，在實施224時)與車輛210中的基站通信信號。基站(如，車輛210內(nèi)的電路)以用于每個天線的初始發(fā)射電流，驅(qū)動天線220和222 (如，電流可以不同，隨后驅(qū)動天線)。與每個天線220和222相對應(yīng)的具有相應(yīng)向量分量的信號在應(yīng)答器(如240)處被檢測到，并發(fā)送回(如，加密)至車輛210中的基站?；静捎冕槍γ總€天線220和222的檢測到的向量分量以及隨機場強值(足夠高，考慮到噪聲/誤差)，以產(chǎn)生場強因子，用以施加至用來隨后驅(qū)動每個天線的相應(yīng)信號?；倦S后針對每個天線，分別利用與先前施加至該天線的初始電流乘以針對該天線的場強因子相對應(yīng)的電流，同時且同相地驅(qū)動天線220和222。利用與各個天線相對應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)以及針對每一天線的已知場強因子，對應(yīng)答器處檢測到的疊加信號進行處理，以確定應(yīng)答器的真實性條件。這種真實性例如可以被確定為確定接收和處理該信號的應(yīng)答器是否在驅(qū)動器檢測區(qū)域230中，或者是否已經(jīng)接收到由中繼應(yīng)答器在該檢測區(qū)域內(nèi)檢測到的信號。例如，在應(yīng)答器240為中繼應(yīng)答器，并且應(yīng)答器250實際上被認證用于車輛210但在驅(qū)動器檢測區(qū)域230之外時，中繼應(yīng)答器240不能夠產(chǎn)生來自每個天線、具有對應(yīng)向量值的場。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的用于應(yīng)答器認證的系統(tǒng)300和相關(guān)數(shù)據(jù)流。該系統(tǒng)包括基站310以及主天線312和內(nèi)部天線314，基站分別驅(qū)動主天線312和內(nèi)部天線314，用于與應(yīng)答器320通信?；?10驅(qū)動主天線312以將喚醒信號330發(fā)送至應(yīng)答器320，并且隨后發(fā)送第一信號331，第一信號331在應(yīng)答器320處被檢測到，以確定第一信號331的向量分量?；?10隨后驅(qū)動內(nèi)部天線314，以發(fā)送第二信號332，第二信號332也在應(yīng)答器320處被檢測到，以確定第二信號的向量分量。應(yīng)答器320將響應(yīng)信號333發(fā)送至基站310 (如，經(jīng)由主天線312)，響應(yīng)信號333包括表征經(jīng)由第一和第二信號檢測到的相應(yīng)向量分量的信息?；纠孟蛄糠至亢碗S機值，采用在此討論的一種或多種方法，計算針對每個天線的疊加因子。采用這些疊加因子，基站同時驅(qū)動主天線和內(nèi)部天線，以產(chǎn)生同時信號334A和334B。應(yīng)答器320將這些同時信號檢測為疊加信號，并確定其向量。針對由主天線和內(nèi)部天線提供的每個信號，應(yīng)答器320發(fā)送響應(yīng) 信號335，其包括表征疊加信號的信息。該步驟例如可以包括采用與同時信號334A和334B中的一個或二者一起發(fā)送至應(yīng)答器320的加密疊加因子，分別確定疊加信號中歸功于相應(yīng)天線的分量。圖3中示出的各種通信可以采用不同的主天線312和內(nèi)部天線314中的一個或二者實現(xiàn)。例如，喚醒信號330可以由主天線或內(nèi)部天線發(fā)送。類似地，從應(yīng)答器320發(fā)送的用于在基站310處使用的信號可以經(jīng)由主天線312或內(nèi)部天線314發(fā)送。此外，天線和應(yīng)答器之間的通信可以采用不同類型的通信介質(zhì)實現(xiàn)。例如，LF信號可以從天線發(fā)送至應(yīng)答器，應(yīng)答器可以采用UHF信號經(jīng)由天線回傳至基站，或者可以采用全LF或全UHF信號。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于利用場疊加進行無線認證的數(shù)據(jù)流程圖。在方框410處，分別采用第一驅(qū)動電流(如，用于每個天線的電流不同，在不同的時間)驅(qū)動內(nèi)部和外部天線，內(nèi)部天線與應(yīng)答器由于基站所在車輛的一部分而隔開。在方框420處，針對由內(nèi)部和外部天線發(fā)射且在應(yīng)答器處接收到的各個場，檢測相應(yīng)的單獨向量分量。在方框430，基于所述單獨向量分量，針對內(nèi)部天線和外部天線計算疊加因子，并且在方框440處，分別采用乘以疊加因子的驅(qū)動電流，采用相同的相位同時驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線中的每一個。在方框450處，針對包括來自兩個天線、在應(yīng)答器處接收到的信號的疊加信號，檢測疊加向量分量。在方框460處如果檢測到的疊加向量分量位于內(nèi)部天線和外部天線各自的單獨向量分量(分別乘以針對內(nèi)部天線和外部天線的疊加因子)之和的基于誤差的范圍內(nèi)，則在方框470處認證應(yīng)答器。在一些實施方案中，在方框480處,基于方框470處的認證啟動車輛中的一個或多個電路。這種電路例如可以包括解鎖車門的進入電路，開啟點火以發(fā)動車輛的點火電路，或其它鎖定電路，如用于摩托車的減少接合時車輛驅(qū)動的制動-鎖定電路或叉鎖(fork-lock)電路。如果在460處檢測到的疊加向量分量并不位于所述基于誤差的范圍內(nèi)，則認證過程在465處終止。在一些實施方案中，如方框465和410之間的虛線所示，在某些條件下允許在方框410處重新開始認證過程。例如，在采用計數(shù)器或其它方法跟蹤失敗認證嘗試次數(shù)的同時，可以在方框410處重新開始該過程。在已經(jīng)進行預定次數(shù)的失敗嘗試之后(如，限制為特定時間段)，方框465處的過程終止不允許方框410處的重新開始，直到已經(jīng)過去預定時間段之后，或者直到已經(jīng)滿足另一預設(shè)條件之后。也可以在過程終止時和/或在已經(jīng)進行預定次數(shù)的失敗嘗試之后終止時，開始其它步驟，如向這種嘗試的用戶自動通知(如，經(jīng)由移動裝置，如經(jīng)由向移動電話發(fā)送文本信息，或者經(jīng)由另一類型的警報)?；谏鲜鲇懻摵蛨D示，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認識到，可以對本發(fā)明進行多種修改和變化，而不用嚴格地遵從在此圖示和描述的示例性實施例和應(yīng)用。例如，可以使用附加的天線，可以在天線之間采用不同的通信類型，可以采用不同方法來向傳遞至應(yīng)答器的信號施加場強因子?？梢越Y(jié)合來自每個天線的場的檢測實施這些方法，以相對于由天線檢測的信號的向量值，確定在天線的適當鄰近區(qū)內(nèi)該應(yīng)答器是否被實際許可來操作位于基站所處位置處的電路。這種修改未偏離本 發(fā)明的真實精神和范圍，本發(fā)明的真實精神和范圍包括在所附權(quán)利要求中闡述的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種車輛基站和應(yīng)答器之間的無線通信方法，該方法包括 采用第一驅(qū)動電流驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線，內(nèi)部天線與應(yīng)答器由于車輛基站所在車輛的一部分而隔開； 檢測由內(nèi)部天線和外部天線發(fā)射并在應(yīng)答器處接收到的相應(yīng)場的單獨向量分量； 基于所述單獨向量分量，針對內(nèi)部天線和外部天線計算疊加因子； 分別采用乘以所述疊加因子的第一驅(qū)動電流，采用相同的相位同時驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線；以及 檢測疊加信號的疊加向量分量，所述疊加信號包括在應(yīng)答器處接收到的來自內(nèi)部天線和外部天線的信號；以及 響應(yīng)于所檢測到的疊加向量分量位于內(nèi)部天線和外部天線各自的單獨向量分量分別與針對內(nèi)部天線和外部天線的疊加因子相乘后相加所得之和的基于誤差的范圍內(nèi)，認證應(yīng)答器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中計算疊加因子包括針對外部天線和內(nèi)部天線計算因子，針對外部天線的因子與外部天線的單獨向量分量的積等于隨機值加上針對內(nèi)部天線的因子與內(nèi)部天線的單獨向量分量的積之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中認證應(yīng)答器包括啟動車輛中的點火電路和進入電路中的至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中認證應(yīng)答器包括從應(yīng)答器將檢測到的疊加向量分量發(fā)送至車輛基站，并在車輛基站處認證應(yīng)答器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法， 其中采用相同的相位同時驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線中的每一個包括加密和發(fā)送疊加因子至應(yīng)答器， 其中認證應(yīng)答器包括在應(yīng)答器處檢測并采用加密的疊加因子來確定疊加向量分量是否位于內(nèi)部天線和外部天線各自的單獨向量分量之和的所述基于誤差的范圍之內(nèi)。
6.一種用于在車輛基站和應(yīng)答器之間進行無線通信的方法，該方法包括 分別采用發(fā)射電流^和Itj驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線，內(nèi)部天線與應(yīng)答器由于車輛基站所在車輛的一部分而隔開； 在應(yīng)答器處，測量由內(nèi)部天線發(fā)射的場強的&、^和Z1向量分量，測量由外部天線發(fā)射的接收場強的Xpytj和Ztj向量分量，并將表示測量到的向量分量的信號發(fā)送至車輛基站；在車輛基站處，基于所發(fā)送的表示測量到的向量分量的信號，計算用于分別施加至來自內(nèi)部天線和外部天線的測量信號的疊加因子n和m ; 在車輛基站處，加密疊加因子并將加密的疊加因子發(fā)送至應(yīng)答器； 分別采用發(fā)射電流I1X n和X m,采用相同的相位同時向應(yīng)答器發(fā)送來自內(nèi)部天線和外部天線中每一個的信號；以及 在應(yīng)答器處，測量包括來自內(nèi)部天線和外部天線的信號的疊加信號的xs、ys和zs向量分量，并響應(yīng)于xs、ys和zs各自均分別位于來自內(nèi)部天線和外部天線中每一個的信號的相應(yīng)向量分量與疊加因子相乘后相加所得之和的基于誤差的范圍內(nèi)，認證應(yīng)答器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中計算疊加因子n和m包括計算因子n和m使得[x0Xm,y0Xm,z0Xm]等于[X1 Xn, Xn, Z1Xn+隨機值],并且其中疊加的組合場強高于發(fā)射的噪聲水平。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中響應(yīng)于xs、ys和zs各自均分別位于內(nèi)部天線和外部天線各自的相應(yīng)向量分量與疊加因子相乘后相加所得之和的基于誤差的范圍內(nèi)，認證應(yīng)答器包括響應(yīng)于下述條件認證應(yīng)答器x01Xm+XjXn-dx < Xsuper < Xg^m+XjXn+dx,Y01Xnr^y1 Xn-dy < ysuper < Y01XnrHy1XrrKly,和z01Xm+ZjXn-dz < Zsuper < Z01Xnr^Z1 X n+dz， 其中dx、dy、dz為對應(yīng)于相位抖動、測量精度和驅(qū)動器電流精度的誤差因子。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括 歸一化測量到的向量分量Xp Y1和Z1,以及X0、y0和zQ, 從由外部天線發(fā)射的接收場強中減去由內(nèi)部天線發(fā)射的接收場強的歸一化向量分量，以及 響應(yīng)于x、y和z各方向上相減后的歸一化向量分量分別小于x、y和z各方向上檢測場強的預期誤差，檢測到中繼攻擊。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括響應(yīng)于認證應(yīng)答器，啟動車輛中的電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中 分別采用發(fā)射電流I1和Itj驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線包括對于各天線，在另一天線未被驅(qū)動的時間段期間驅(qū)動該天線，以及 測量由內(nèi)部天線發(fā)射的場強的Xl、yi和Z1向量分量和測量由外部天線發(fā)射的接收場強的x0、%和%向量分量包括在外部天線未被驅(qū)動的時間段期間測量由內(nèi)部天線發(fā)射的場強的Xl、I1和Z1向量分量，以及在內(nèi)部天線未被驅(qū)動的時間段期間測量由外部天線發(fā)射的接收場強的Xo、y0和Zo向量分量。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中采用相同的相位同時向應(yīng)答器發(fā)送來自內(nèi)部天線和外部天線中每一個的信號包括向應(yīng)答器發(fā)送加密的疊加因子。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中將表示測量到的向量分量的信號發(fā)送至車輛基站包括加密測量到的向量分量，并發(fā)送表示加密的向量分量的信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線包括驅(qū)動兩個外部天線，以及測量和采用向量分量包括分別測量和采用來自兩個外部天線的向量分量。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括響應(yīng)于進行了預定次數(shù)的對車輛基站的失敗訪問嘗試，檢測到攻擊并禁用基于認證的功能。
16.一種用于認證無線通信的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 應(yīng)答器，被配置為接收和檢測由車輛的內(nèi)部天線和外部天線發(fā)射的相應(yīng)場的單獨向量分量，內(nèi)部天線與應(yīng)答器由于車輛的一部分而隔開； 車輛基站，被配置為 分別采用第一驅(qū)動電流驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線以與應(yīng)答器進行通信，以及 分別采用乘以疊加因子的驅(qū)動電流，采用相同的相位同時驅(qū)動內(nèi)部天線和外部天線中的每一個，其中疊加因子是針對內(nèi)部天線和外部天線，基于所述單獨向量分量計算的； 應(yīng)答器進一步被配置為檢測疊加信號的疊加向量分量，所述疊加信號包括在應(yīng)答器處接收到的來自內(nèi)部天線和外部天線的信號；以及車輛基站被配置為響應(yīng)于所檢測到的疊加信號的疊加向量分量位于內(nèi)部天線和外部天線各自的單獨向量分量分別與針對內(nèi)部天線和外部天線的疊加因子相乘后相加所得之和的基于誤差的范圍內(nèi)，認證應(yīng)答器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中車輛基站被配置為針對外部天線和內(nèi)部天線計算疊加因子，使得針對外部天線的因子與外部天線的單獨向量分量的積等于隨機值加上針對內(nèi)部天線的因子與內(nèi)部天線的單獨向量分量的積之和。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中車輛基站被配置為響應(yīng)于認證應(yīng)答器，啟動車輛中的點火電路和進入電路中的至少一個。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中 車輛基站被配置為加密和發(fā)送疊加因子至應(yīng)答器，以及 應(yīng)答器被配置為檢測和采用加密的疊加因子來確定疊加向量分量是否位于內(nèi)部天線和外部天線各自的單獨向量分量之和的基于誤差的范圍之內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，還包括所述內(nèi)部天線和外部天線。
全文摘要
對車輛基站和應(yīng)答器之間的無線通信進行認證。采用第一驅(qū)動電流分別驅(qū)動內(nèi)部和外部天線，內(nèi)部天線與應(yīng)答器由于車輛基站所在車輛的一部分而隔開。在應(yīng)答器處接收和檢測由內(nèi)部和外部天線發(fā)射的相應(yīng)場的單獨向量分量?；趩为毾蛄糠至浚槍?nèi)部和外部天線計算疊加因子。分別采用乘以疊加因子的驅(qū)動電流，采用相同的相位同時驅(qū)動內(nèi)部和外部天線中的每一個。針對疊加信號，檢測疊加向量分量，疊加信號包括在應(yīng)答器處接收到的來自兩個天線的信號。基于所檢測到的疊加信號的疊加向量分量位于內(nèi)部和外部天線各自的單獨向量分離分別與針對內(nèi)部和外部天線的疊加因子相乘后相加所得之和的基于誤差的范圍內(nèi)，認證應(yīng)答器。
文檔編號B60R25/00GK102682502SQ201210058168
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者伊爾根·諾沃特尼克 申請人:Nxp股份有限公司