Расширяющееся временное окно для удаленных команд - RU2684844C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к беспроводной связи между базовой станцией, например, транспортным средством, и удаленным устройством, например, брелоком для ключей.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Некоторые транспортные средства сопряжены с беспроводным брелоком для ключей. Эти транспортные средства обычно выполняют действие на основе команд, отправленных от беспроводного брелока для ключей. Транспортное средство идентифицирует брелок для ключей посредством уникального идентификатора брелока для ключей. Транспортное средство аутентифицирует брелок для ключей посредством непрерывно изменяющегося кода. Аутентификация посредством непрерывно изменяющегося кода уязвима к атаке устройства создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода (также называемого «rolljam»), которая подробно рассмотрена ниже.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В различных вариантах осуществления настоящее изобретение представляет решение в форме транспортного средства, включающего в себя: приемник(и), таймер, отсчитывающий время, память и процессор(ы), выполненный(ые) с возможностью: приема сигнала с временной меткой от брелока; сравнения временной метки с временным окном; отклонения временной метки, если временная метка находится за пределами временного окна; расширения временного окна в соответствии с отсчитываемым временем; вычисления временного окна как тригонометрической функции от отсчитываемого времени и предопределенного угла.

[0004] В различных вариантах осуществления настоящее изобретение представляет решение в форме системы, включающей в себя вышеуказанное транспортное средство и брелок. Брелок включает в себя таймер брелока, отсчитывающий время брелока, и специализированный аккумулятор брелока, который эксклюзивно подает электропитание таймеру брелока.

[0005] В различных вариантах осуществления настоящее изобретение представляет решение в форме способа управления транспортным средством, включающим в себя: приемник(и), таймер, отсчитывающий время, память и процессор(ы), причем способ включает в себя этапы, на которых посредством процессора(ов): принимают сигнал с временной меткой от брелока; сравнивают временную метку с временным окном; отклоняют временную метку, если временная метка находится за пределами временного окна; расширяют временное окно в соответствии с отсчитываемым временем.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0006] Для лучшего понимания изобретения может быть сделана ссылка на варианты осуществления, показанные на следующих далее чертежах. Компоненты на чертежах необязательно выполнены в масштабе, и связанные элементы могут быть опущены, или в некоторых примерах пропорции могут быть преувеличены так, чтобы подчеркнуть и наглядно проиллюстрировать новые описанные в настоящем документе признаки. В дополнение, компоненты системы могут быть расположены различным образом, известным в уровне техники. Кроме того, на чертежах одинаковые ссылочные позиции обозначают соответствующие части на различных видах.

[0007] Фигура 1 представляет собой структурную схему вычислительной системы транспортного средства.

[0008] Фигура 2 представляет собой схематическое изображение транспортного средства, брелока для ключей, сопряженного с транспортным средством, и вышки сотовой связи.

[0009] Фигура 3 представляет собой структурную схему брелока для ключей.

[0010] Фигура 4a представляет собой схему связи между брелоком для ключей и транспортным средством.

[0011] Фигура 4b представляет собой схему атаки устройства создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода (также называемого «rolljam»).

[0012] Фигура 5a представляет собой график, показывающий сдвиг тактовых импульсов между брелоком для ключей и транспортным средством.

[0013] Фигура 5b представляет собой график, показывающий сдвиг тактовых импульсов между брелоком для ключей и транспортным средством.

[0014] Фигура 6 представляет собой схематическое изображение, показывающее вычисление временного окна.

[0015] Фигура 7 представляет собой схематическое изображение временного окна.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0016] Хотя изобретение может быть выполнено в различных формах, на чертежах показаны и далее будут описаны некоторые примерные и неограничивающие варианты осуществления с пониманием, что настоящее раскрытие следует рассматривать как иллюстративный пример изобретения, а не как ограничение изобретения конкретными проиллюстрированными вариантами осуществления.

[0017] В настоящей заявке использование разделительных союзов предназначено для включения соединительных союзов. Использование определенных или неопределенных артиклей не предназначено для указания количества элементов. В частности, ссылка на «объект» предназначена для обозначения одного из возможного множества таких объектов. Кроме того, союз «или» может быть использован для передачи одновременно присутствующих признаков, а не взаимоисключающих альтернатив. Другими словами, союз «или» следует понимать как подразумевающий значение «и/или».

[0018] Фигура 1 показывает вычислительную систему 100 примерного транспортного средства 215. Транспортное средство 215 включает в себя двигатель, аккумулятор, по меньшей мере одно колесо, приводимое в движение двигателем, и систему рулевого управления, выполненную с возможностью поворота по меньшей мере одного колеса вокруг оси. Подходящие транспортные средства 215 также описаны, например, в патентной заявке США № 14/991,496, которая включена сюда путем ссылки во всей своей полноте. Вычислительная система 100 обеспечивает автоматическое управление механическими системами в устройстве. Она также обеспечивает связь с внешними устройствами. Вычислительная система 100 включает в себя шину 101 передачи данных, один или более процессоров 108, энергозависимую память 107, энергонезависимую память 106, пользовательские интерфейсы 105, телематический (объединяющий средства обработки и передачи информации) блок 104, исполнительные механизмы и двигатели 103 и локальные датчики 102.

[0019] Шина 101 передачи данных передает электронные сигналы или данные между электронными компонентами. Процессор 108 выполняет операции над электронными сигналами или данными для получения модифицированных электронных сигналов или данных. Энергозависимая память 107 хранит данные для немедленного вызова процессором 108. Энергонезависимая память 106 хранит данные для вызова в энергозависимую память 107 и/или процессор 108. Энергонезависимая память 106 включает в себя ряд энергонезависимых запоминающих устройств, в том числе жесткие диски, SSD, DVD, Blu-Rays и т.д. Пользовательский интерфейс 105 включает в себя дисплеи, сенсорные дисплеи, клавиатуры, кнопки и другие устройства, обеспечивающие взаимодействие пользователя с вычислительной системой. Телематический блок 104 обеспечивает как проводную, так и беспроводную связь с внешними процессорами посредством Bluetooth, сотовых данных (например, 3G, LTE), USB и т.д. Исполнительные механизмы/двигатели 103 производят физические результаты. Примеры исполнительных устройств/двигателей включают в себя топливные форсунки, стеклоочистители ветрового стекла, коробки передач, подушки безопасности, тактильные моторы, двигатели, световые приборы (например, приветственные огни, фары) и т.д. Локальные датчики 102 передают цифровые показания или измерения в процессор 108. Примеры подходящих датчиков включают в себя датчики температуры, датчики вращения, датчики ремней безопасности, датчики скорости, камеры, лидарные датчики, радиолокационные датчики и т.д. Следует понимать, что различные подключенные компоненты на Фигуре 1 могут включать в себя отдельные или специализированные процессоры и память. Более подробно структура и операции вычислительной системы 100 описаны, например, в патентной заявке США № 14/991,496. В различных вариантах осуществления вычислительная система 100 имеет некоторые или все признаки вычислительной системы транспортного средства, показанной на Фигуре 1 в патенте США № 8,594,616, который включен сюда путем ссылки во всей своей полноте.

[0020] Следует понимать, что транспортное средство 215 выполнено с возможностью выполнения описанных ниже способов и операций. В некоторых случаях транспортное средство 215 выполнено с возможностью выполнения этих функций с помощью компьютерных программ, сохраненных в различных энергозависимых или энергонезависимых памятях вычислительной системы 100. Другими словами, процессор выполнен с возможностью выполнения раскрытой операции, когда он находится в оперативной связи с памятью, хранящей программу с кодом или инструкциями, воплощающими раскрытую операцию. Дополнительное описание взаимодействия процессора, памятей и программ приведено в патентной заявке США № 14/991,496 и патенте США № 8,594,616.

[0021] Как описано в патенте США № 8,594,616, Фигура 2 представляет собой схематическое изображение примерной системы 200 для брелока 203 для ключей. Брелок 203 для ключей обеспечен множеством кнопок. Например, кнопка 205 разблокировки/блокировки позволяет блокировать или разблокировать транспортное средство 215. Кнопка 207 тревожной сигнализации позволяет пользователю активировать клаксон и/или фары транспортного средства. В различных вариантах осуществления брелок 203 для ключей и транспортное средство 215 осуществляют связь посредством систем и способов, раскрытых в патенте США № 8,594,616. В различных вариантах осуществления брелок 203 для ключей и/или транспортное средство 215 имеют конструкцию, раскрытую в патенте США № 8,594,616. Брелок 203 для ключей и/или транспортное средство 215 выполнены с возможностью прямой связи с сетью 201 сотовой связи.

[0022] Как описано в патенте США № 8,594,616, брелок 203 для ключей осуществляет связь с транспортным средством 215. Брелок 203 для ключей может осуществлять беспроводную связь с вычислительной системой 100 транспортного средства 215 через телематический блок 104. Альтернативно брелок 203 для ключей может осуществлять связь с транспортным средством 215 через специализированное устройство 211 связи брелока 203 для ключей, находящееся в оперативной связи с вычислительной системой 100 транспортного средства. Связь между брелоком 203 для ключей и транспортным средством 215 может быть осуществлена посредством радиосигналов ближнего действия или сотовой связи через одно или более из устройства 211 связи и/или телематического блока 104. Одно или более из устройства 211 связи и вычислительной системы 100 подключены к таймеру приемника (не показан) со специализированным аккумулятором таймера приемника (не показан). Специализированный аккумулятор таймера выполнен с возможностью исключительной подачи питания только таймеру приемника. Таймер приемника отсчитывает время транспортного средства (также называемое временем приемника). Связь между брелоком 203 для ключей и транспортным средством 215 более подробно описана ниже. Хотя в данном описании рассмотрено транспортное средство 215, следует понимать, что данные способы могут быть применены в любой ситуации с брелоком для ключей, подключенным к базовой станции (например, дому, лодке). Как рассмотрено ниже, дополнительно следует понимать, что данные способы могут быть применены к связи между любыми двумя электронными устройствами (например, между двумя мобильными устройствами, между мобильным устройством и сервером и т.д.).

[0023] Фигура 3 показывает электронные компоненты 300 брелока 203 для ключей. Электронные компоненты включают в себя блок 303 обработки, память 305, коммуникатор 309 сотовой связи, коммуникатор 311 брелока, аккумулятор 313, таймер 314 и специализированный аккумулятор 315 таймера. Специализированный аккумулятор 315 таймера выполнен с возможностью эксклюзивной подачи питания только таймеру 314. Таймер 314 брелока отсчитывает время брелока. Коммуникатор 309 сотовой связи и коммуникатор 311 брелока могут включать в себя дополнительные аппаратные компоненты, например, приемопередатчики и транспондеры. В общем, коммуникатор 309 сотовой связи выполнен с возможностью связи с сетью 201 сотовой связи. Коммуникатор 309 связи с транспортным средством выполнен с возможностью связи с транспортным средством 215 с помощью одного или более из телематического блока 104 и специализированного устройства 211 связи брелока для ключей. Связь может быть осуществлена с использованием любой известной технологии беспроводной связи, включая радиовещание ближнего действия.

[0024] Фигура 4a представляет собой схему 400 связи между брелоком 203 для ключей и транспортным средством 215. При генерации пользователем команды на брелоке 203 для ключей (например, путем нажатия кнопки 205 блокировки/разблокировки) брелок 203 для ключей генерирует беспроводной сигнал 401 для транспортного средства 215. Беспроводной сигнал 401 генерируется коммуникатором 309 связи с транспортным средством. Беспроводной сигнал может представлять собой радиосигнал ближнего действия или сотовую связь, направленную в транспортное средство 215 посредством сети 201 сотовой связи. Беспроводной сигнал 401 известного уровня техники включает в себя блоки информации 401a, 401b и 401c. Хотя показано три блока информации, следует понимать, что беспроводной сигнал 401 может включать в себя дополнительные блоки информации. Идентификатор 401a передатчика однозначно идентифицирует брелок 203 для ключей. Требуемая функция 401b транспортного средства представляет собой команду для транспортного средства, генерируемую брелоком 203 для ключей, например, команду блокировки, команду разблокировки или команду запуска транспортного средства. Непрерывно изменяющийся код 401c представляет собой механизм безопасности, который позволяет транспортному средству 215 аутентифицировать беспроводное сообщение 401. Идентификатор 401a передатчика, требуемая функция 401b транспортного средства и непрерывно изменяющийся код 401c известны в уровне техники. Следует понимать, что все блоки информации беспроводного сигнала 401 могут быть зашифрованы как единое целое и переданы как единый блок. Блоки могут быть упорядочены в любом порядке. В некоторых случаях беспроводной сигнал 401 не зашифрован, но сопряжен с цифровой подписью или сертификатом.

[0025] Непрерывно изменяющийся код 401c представляет собой число, генерируемое брелоком 203 для ключей и присоединяемое к беспроводному сигналу 401. Транспортное средство 215 хранит базу непрерывно изменяющегося кода (не показана) в памяти 106 и/или 107 транспортного средства. Каждый раз при генерации пользователем команды на брелоке 203 для ключей брелок 203 для ключей генерирует новый непрерывно изменяющийся код 401c со значением большим, чем каждый предыдущий непрерывно изменяющийся код, и присоединяет новый непрерывно изменяющийся код 401c к беспроводному сигналу 401. Технология непрерывно изменяющегося кода известна в уровне техники.

[0026] Например, первый раз при генерации пользователем команды на брелоке 203 для ключей непрерывно изменяющийся код 401c может иметь значение 100. Второй раз при генерации пользователем команды на брелоке для ключей непрерывно изменяющийся код 401c может быть увеличен до 101. При сопряжении транспортного средства 215 с брелоком 203 для ключей транспортное средство 215 получает первоначальное значение непрерывно изменяющегося кода и сохраняет это значение в памяти транспортного средства. При передаче брелоком 203 для ключей действительного беспроводного сигнала 401 (как определено в блоке 402) транспортному средству 215 транспортное средство 215 обновляет базу непрерывно изменяющегося кода, сохраненную в памяти 106 и/или 107 транспортного средства, для согласования с непрерывно изменяющимся кодом 401c, передаваемым брелоком 203 для ключей.

[0027] Транспортное средство 215 выполнено с возможностью аутентификации только беспроводных сигналов 401 с непрерывно изменяющимся кодом 401c, который больше базы непрерывно изменяющегося кода, сохраненной в транспортном средстве. Например, если текущая база непрерывно изменяющегося кода, сохраненная в транспортном средстве, имеет значение 800, то транспортное средство будет принимать беспроводные сообщения 401 от брелока для ключей, только имеющие непрерывно изменяющийся код 401c со значением 801 или более. Беспроводные сообщения 401 от брелока 203 для ключей транспортному средству 215 зашифрованы так, что третьему лицу практически нереально или по существу невозможно сгенерировать беспроводной сигнал 401, имеющий конкретный непрерывно изменяющийся код (например, непрерывно изменяющийся код из 1000000).

[0028] Как известно в уровне техники, в блоке 402 транспортное средство 215 обрабатывает беспроводной сигнал 401. В частности, транспортное средство 215 сравнивает уникальный идентификатор 401a брелока 203 для ключей со списком авторизованных уникальных идентификаторов брелока для ключей, сохраняет требуемую команду 401b и аутентифицирует брелок для ключей посредством непрерывно изменяющегося кода 401c. В блоке 403 транспортное средство 215 выполняет требуемую команду 401b (при условии, что беспроводной сигнал 401 был идентифицирован и аутентифицирован). Функции, связанные с блоками 402 и блоками 403, применительно к непрерывно изменяющимся кодам, известны в уровне техники.

[0029] Фигура 4b представляет собой схему атаки 450 устройства создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода (также называемого «rolljam»). Атака 450 устройства создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода известна в уровне техники. Атака 450 устройства создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода предназначена для предоставления неавторизованному третьему лицу, т.е. устройству 235 создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода, доступа к транспортному средству 215 путем сохранения и последующей повторной передачи действительного беспроводного сигнала 401 с действительным непрерывно изменяющимся кодом 401c. На фигуре 4b брелок 203 для ключей передает действительное беспроводное сообщение 451, такое как беспроводное сообщение 401. Устройство создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода перехватывает беспроводное сообщение 451, записывает беспроводное сообщение 451 и зашумляет беспроводное сообщение первой помехой 457a сигнала так, что транспортное средство 215 не принимает беспроводное сообщение 451.

[0030] Пользователь замечает, что транспортное средство 215 не выполнило команду 401b, связанную с беспроводным сообщением 451. Пользователь использует брелок 203 для ключей для генерации второго беспроводного сообщения 452. Устройство создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода снова перехватывает второе беспроводное сообщение 452, записывает второе беспроводное сообщение 452 и зашумляет второе беспроводное сообщение второй помехой 457b сигнала так, что транспортное средство 215 не принимает второе беспроводное сообщение 452.

[0031] Вскоре после этого устройство 235 создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода передает сохраненное первое беспроводное сообщение 451 транспортному средству 215. Поскольку первое беспроводное сообщение 451 все еще действительно (т.е. включает в себя действительный непрерывно изменяющийся код 401c), транспортное средство 215 аутентифицирует сообщение в блоке 453 (который соответствует блоку 402 на Фигуре 4a) и выполняет команду 401b, связанную с сообщением, в блоке 454 (который соответствует блоку 403 на Фигуре 4a). Это действие может представлять собой разблокировку дверей транспортного средства. Пользователь делает ошибочный вывод, что второе беспроводное сообщение 452, переданное от брелока 203 для ключей, побудило транспортное средство к выполнению команды 401b.

[0032] Теперь устройство 235 создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода обладает копией второго беспроводного сообщения 452. Второе беспроводное сообщение 452 действительно, поскольку оно включает в себя непрерывно изменяющийся код 401c, который больше непрерывно изменяющегося кода 401c из первого беспроводного сообщения 451. Позже (например, спустя несколько часов) устройство 235 создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода передает второе беспроводное сообщение 452 транспортному средству 215. В блоке 455 транспортное средство 215 аутентифицирует второе беспроводное сообщение 452 и в блоке 456 выполняет команду 401b, связанную со вторым беспроводным сообщением, например, разблокировку дверей транспортного средства.

[0033] Обратимся к Фигуре 4a и Фигуре 7, настоящее изобретение предназначено для противостояния атаке устройства создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода путем побуждения брелока 203 для ключей к присоединению временной метки 401d к каждому беспроводному сообщению 401. Временная метка 401d представляет собой текущее время таймера 314 брелока для ключей. Временная метка 401d интегрирована в беспроводной сигнал 401 в дополнение к непрерывно изменяющемуся коду 401c (или вместо него). В блоке 402 транспортное средство 215 сравнивает временную метку 401d с временем 701 приемника (т.е. временем транспортного средства). Если временная метка 401d является устаревшей (т.е. находится за пределами временного окна 700), то в блоке 402 транспортное средство 215 отклоняет временную метку 401d и отклоняет аутентификацию беспроводного сигнала 401.

[0034] Возвращаясь к атаке 450 устройства создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода на Фигуре 4b, устройство 235 создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода в соответствии с настоящим изобретением все еще может сохранять второй беспроводной сигнал 452 и повторно передавать второй беспроводной сигнал 452 в любое время. Однако в соответствии с настоящим изобретением устройство 235 создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода должно повторно передать второй беспроводной сигнал 452 в пределах временного окна 700 для успешного взлома транспортного средства 215. Если временное окно 700 достаточно мало (например, 3 секунды), то атака 450 устройства создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода практически невозможна, поскольку пользователь (т.е. водитель транспортного средства), вероятно, будет находиться в пределах видимости транспортного средства 215 в течение временного окна 700. Таким образом, пользователь увидит устройство 235 создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода, открывающее транспортное средство 215. Как описано выше, если устройство 235 создания помех и перехвата постоянно изменяющегося кода воспроизводит второй беспроводной сигнал 452 позже за пределами временного окна 700 (например, спустя достаточное количество времени для того, чтобы пользователь отошел на расстояние от транспортного средства 215), транспортное средство 215 отклонит временную метку 401d.

[0035] Далее будет более подробно рассмотрено временное окно 700 со ссылкой на Фигуру 7. Временное окно 700 на Фигуре 7 включает в себя предопределенный диапазон выше 702a и/или ниже 702b текущего времени 701 транспортного средства (также называемого временем 701 приемника). Как будет рассмотрено ниже, предопределенный диапазон может изменяться и, в частности, может расширяться при увеличении времени приемника. Когда временная метка 401d беспроводного сигнала 401 находится в пределах временного окна 700, попадая между верхней границей 702a и нижней границей 702b, временная метка 401d беспроводного сигнала 401 является действительной. Временная метка 401d₁ действительна, тогда как временная метка 401d₂ недействительна.

[0036] Временное окно 700 учитывает погрешности измерения времени таймера транспортного средства и таймера брелока. Эти погрешности также называются «сдвиг» или «сдвиг тактовых импульсов» или «сдвиг таймера». При идеальных условиях таймер приемника (который расположен в транспортном средстве 215) и таймер 314 брелока будут идеально синхронизированы, и, таким образом, временная метка 401d беспроводного сигнала 401 будет соответствовать (после учета времени распространения беспроводного сигнала 401 от брелока 203 для ключей до транспортного средства 215) времени приемника (т.е. времени транспортного средства). Беспроводной сигнал 401 распространяется со скоростью света, и, следовательно, в практических целях временем распространения беспроводного сигнала 401 можно пренебречь. В другом примере при передаче беспроводного сигнала 401 по сети (такой как сеть 201 сотовой связи) временное окно 700 должно учитывать сетевую задержку. В этих случаях таймер приемника прибавляет время задержки к временной метке и затем выполняет раскрытые способы в отношении объединенной временной метке и времени задержки (т.е. сумма временной метки, сгенерированной брелоком 203 для ключей, и времени задержки, вычисленного транспортным средством 215, обрабатывается как новая временная метка, и новая временная метка сравнивается с временным окном 700). Время задержки является переменным и может быть определено с использованием известных технологий.

[0037] Однако, при нормальных условиях таймер приемника (т.е. таймер транспортного средства) и таймер 314 брелока будут смещены или сдвинуты по фазе из-за источников погрешности или сдвига, включающих в себя постоянные погрешности тактовой частоты и непостоянные погрешности тактовой частоты. Временное окно 700 компенсирует непостоянные погрешности тактовой частоты, позволяя аутентификацию беспроводного сигнала 401, имеющего временную метку 401d, которая подобна (т.е. достаточно близка) времени приемника (т.е. времени транспортного средства). Транспортное средство 215 и/или брелок 203 запрограммированы с возможностью по существу устранения постоянных погрешностей тактовой частоты.

[0038] Далее описано вычисление временного окна 700 со ссылкой на Фигуры 5a, 5b и 6. Как отмечено выше, временное окно 700 может изменяться и, в частности, может увеличиваться по времени для учета сценария, в котором таймер брелока работает быстрее или медленнее таймера приемника в течение долгого периода времени без ресинхронизации (как рассмотрено ниже, ресинхронизация вызывает сброс таймера приемника до временной метки 401d). Как отмечено выше, сдвиг тактовых импульсов между таймером приемника и таймером брелока может быть разделен на постоянные погрешности тактовой частоты и непостоянные погрешности тактовой частоты. Постоянные погрешности тактовой частоты (т.е. постоянный сдвиг тактовых импульсов) являются прогнозируемыми погрешностями, которые могут быть вычислены и затем скорректированы. Постоянные погрешности тактовой частоты применимы и к таймеру приемника, и к таймеру брелока. Непостоянные погрешности тактовой частоты (т.е. непостоянный сдвиг тактовых импульсов) являются непрогнозируемыми переменными погрешностями, которые не могут быть просто вычислены и скорректированы. Временное окно 700 компенсирует непостоянные погрешности тактовой частоты. Непостоянные погрешности тактовой частоты применимы и к таймеру приемника, и к таймеру брелока.

[0039] Постоянные погрешности тактовой частоты: Как таймер приемника так и таймер брелока включают в себя средство временной развертки, которое представляет собой кристалл или схему генератора, обеспечивающую сигнал постоянной частоты. При изготовлении кристаллов или схем кристаллы или схемы будут иметь диапазон производственных допусков. Производственные допуски будут вызывать работу кристаллов или схем на фактической частоте, которая может быть выше или ниже требуемой частоты. Фигура 5a показывает время 502a брелока и время 503a приемника, расходящиеся от фактического времени (горизонтальная ось). Это расхождение может быть связано с постоянными погрешностями тактовой частоты. Отметим, что разница между временем 503a приемника и временем 502a брелока увеличивается со временем.

[0040] Постоянные погрешности тактовой частоты могут быть устранены с помощью подходящего программного обеспечения или программирования. В частности, таймер брелока и таймер приемника наблюдаются после изготовления в аналогичных условиях окружающей среды (например, при аналогичной температуре). Наблюдение может включать в себя ускорение каждого из генераторов для увеличения величины постоянных погрешностей тактовой частоты. Один из таймера 314 брелока и таймера приемника далее программируется с возможностью согласования с другим из таймера 314 брелока и таймера приемника. Например, если из-за производственных допусков постоянная погрешность тактовой частоты таймера брелока составляет +3 ppm (миллионные доли), а постоянная погрешность тактовой частоты таймера приемника составляет -5 ppm, то таймер брелока может быть запрограммирован с возможностью вычитания 8 ppm в секунду, таймер приемника может быть запрограммирован с возможностью прибавления 8 ppm в секунду, или таймер брелока может быть запрограммирован с возможностью вычитания 3 ppm в секунду, а таймер приемника может быть запрограммирован с возможностью прибавления 5 ppm в секунду. Такая программа может автоматически исполняться путем процесса сопряжения между таймером брелока и таймером приемника. Остальная часть настоящего описания предполагает, что постоянные погрешности тактовой частоты по существу устранены с помощью подходящего программирования.

[0041] Непостоянные погрешности тактовой частоты: Вернемся к Фигуре 5a, время 502a брелока и время 503a приемника (после учета постоянных погрешностей тактовой частоты) теперь расходятся из-за непостоянных погрешностей тактовой частоты. Непостоянные погрешности тактовой частоты связаны с переменными условиями, такими как изменения температуры, колебания напряжения и возраст аппаратного обеспечения. Поскольку непостоянные погрешности тактовой частоты изменяются из-за непрогнозируемых условий, непостоянные погрешности тактовой частоты не могут быть практически устранены с помощью подходящего программирования.

[0042] Со ссылкой на Фигуру 5a, таймер брелока и таймер приемника начинают отсчет в момент времени 501a. В худшем сценарии таймер брелока отсчитывает время 502a брелока для худшего сценария, а таймер приемника отсчитывает время 503a приемника для худшего сценария. Время 502a брелока для худшего сценария находится под углом 504a для худшего сценария выше горизонтальной оси, которая показывает фактическое время. Время 503a приемника для худшего сценария находится под углом 505a для худшего сценария ниже горизонтальной оси. Как рассмотрено выше, Фигура 5a представляет собой худший сценарий, в котором время 502a брелока для худшего сценария и время 503a приемника для худшего сценария расходятся на величину для худшего сценария в секунду. На практике время 502a брелока и время 503a приемника могут расходиться на меньшую величину, чем показано на Фигуре 5a. Таким образом, следует понимать, что абсолютное значение угла 504a брелока для худшего сценария, прибавленное к абсолютному значению угла 505a приемника для худшего сценария, представляет собой максимальный угол 554a расхождения (т.е. угол расхождения для худшего сценария). В момент времени 501b общее расхождение для худшего сценария между таймером брелока и таймером приемника представляет собой абсолютные значения сдвига 506a брелока плюс сдвиг 507a приемника.

[0043] Со ссылкой на Фигуру 5b, время приемника рассматривается как фактическое время или опорное время, и, следовательно, время приемника лежит на горизонтальной оси. Вертикальная ось теперь показывает абсолютное значение сдвига тактовых импульсов. Фигура 5b показывает худший сценарий, в котором время приемника и время брелока имеют расхождение для худшего сценария, рассмотренное выше.

[0044] Время брелока для худшего сценария относительно времени приемника (также называемого «время приемника для худшего сценария») 552a указано под углом 554a расхождения для худшего сценария выше горизонтальной оси. Со ссылкой на Фигуры 5a и 5b, угол 554a расхождения для худшего сценария равен абсолютному значению угла 504a брелока для худшего сценария, прибавленному к абсолютному значению угла 505a приемника для худшего сценария. В момент времени 551b время 552a брелока для худшего сценария сдвинуто на величину времени 556a для худшего сценария выше или ниже времени приемника.

[0045] В момент времени 551b транспортное средство 215 принимает действительный беспроводной сигнал 401 от брелока 203 для ключей. Беспроводной сигнал 401 включает в себя временную метку 401d, описывающую текущее время брелока 203 для ключей. В ответ приемник сбрасывает время приемника для согласования с временем брелока. Таким образом, в момент времени 551b время приемника и время 552 брелока согласуются. Этот процесс называется ресинхронизацией. Моменты времени 551b и 551c представляют собой точки ресинхронизации. Момент времени 551а представляет собой первоначальную точку синхронизации, в которой брелок 203 для ключей сопрягается с транспортным средством 215.

[0046] После момента времени 551b время 552b брелока для худшего сценария сдвигается на тот же угол 554a для худшего сценария выше горизонтальной оси. Как отмечено выше, угол 554a для худшего сценария показывает худший сценарий, в котором время брелока и время приемника «расходятся» под максимальным углом или в максимальной степени. В момент времени 551c время 552b брелока имеет величину 556b сдвига для худшего сценария относительно времени приемника. Величина 556b сдвига для худшего сценария представляет собой абсолютное значение и в связи с этим не показывает, находится ли время 552b брелока для худшего сценария выше (т.е. быстрее) или ниже (т.е. медленнее) времени приемника.

[0047] Таким образом, следует понимать, что временное окно 700 предназначено для компенсации сдвига для худшего сценария (например, сдвигов 556a и 556b для худшего сценария). В некоторых вариантах осуществления временное окно 700 равно удвоенному сдвигу брелока для худшего сценария. Фигура 6 показывает вычисление временного окна. На Фигуре 6 угол 601 представляет собой угол 554a расхождения для худшего сценария. Участок 602 представляет собой время приемника и измеряется между самой последней точкой ресинхронизации (например, моментом времени 551а) и текущим временем (например, моментом времени 551b). Сдвиг 603 для худшего сценария представляет собой сдвиг для худшего сценария между временем брелока и временем приемника (например, сдвиг 556a или 556b для худшего сценария). Сдвиг 603 для худшего сценария равен половине временного окна 700 (т.е. расстояние между 701 и 702a равно сдвигу 603 для худшего сценария, и расстояние между 701 и 702b равно сдвигу 603 для худшего сценария). Если временная метка 701d находится в пределах временного окна 700, то транспортное средство 215 принимает временную метку 701d.

[0048] Со ссылкой на Фигуры 5a и 6 и как отмечено выше, угол 601 для худшего сценария представляет собой сумму абсолютных значений угла 504a брелока для худшего сценария и угла 505a приемника для худшего сценария. Угол 504a брелока для худшего сценария и угол 505a приемника для худшего сценария известны на момент изготовления. В частности, углы 504a и 505a для худшего сценария эмпирически определяются путем запуска множества таймеров в различных экстремальных условиях (например, при экстремально высоких и экстремально низких температурах).

[0049] При сопряжении брелока 203 для ключей и транспортного средства 215 транспортное средство 215 прибавляет абсолютное значение угла 504a брелока для худшего сценария к абсолютному значению угла 505a приемника для худшего сценария для определения общего угла 601 расхождения для худшего сценария. При приеме транспортным средством 215 беспроводного сигнала 401 транспортное средство вычисляет временное окно 700 как тригонометрическую функцию времени, прошедшего с момента последней синхронизации 602, и угла 601 расхождения для худшего сценария. Если временная метка 401d находится в пределах временного окна 700, то транспортное средство 215 принимает временную метку 401d. Таким образом, следует понимать, что временное окно 700 увеличивается в соответствии со временем, прошедшим с момента последней синхронизации 602.

[0050] В различных вариантах осуществления транспортное средство 215 выполнено с возможностью наложения жесткого ограничения на длительность временного окна 700 так, чтобы временное окно 700 никогда не длилось дольше жесткого ограничения. Жесткое ограничение может представлять собой функцию от общего угла 601 расхождения для худшего сценария и предполагаемого максимального количества времени между ресинхронизацией. Например, если предполагается, что пользователь всегда использует брелок 203 для ключей для разблокировки транспортного средства 215 один раз в неделю, то предполагаемое максимальное количество времени между ресинхронизацией может быть установлено на семь дней. Жесткое ограничение будет вычислено как функция от семи дней и угла 601 расхождения для худшего сценария. В различных вариантах осуществления транспортное средство 215 выполнено с возможностью запуска приложения, позволяющего пользователю выбирать предполагаемое максимальное количество времени между ресинхронизацией посредством дисплея транспортного средства.

[0051] Если жесткое ограничение исполняется, и если брелок 203 для ключей и транспортное средство 215 не ресинхронизированы в пределах предполагаемого максимального количества времени между ресинхронизацией, то существует вероятность того, что временная метка 401d окажется за пределами временного окна 700, что приведет отклонению временной метки 401d транспортным средством 215. При приближении фактического угла расхождения между временем брелока и временем приемника к углу 601 расхождения для худшего сценария между временем брелока для худшего сценария и временем приемника для худшего сценария вероятность отклонения временной метки 401d транспортным средством 215 возрастает.

[0052] Для решения проблемы отклонения временной метки 401d транспортным средством 215 из-за длительного периода времени между ресинхронизацией представлены два решения. Во-первых, в различных вариантах осуществления транспортное средство 215 выполнено с возможностью автоматической ресинхронизации с брелоком 203 для ключей, когда брелок 203 для ключей физически вставлен в отверстие для ключа транспортного средства 215 или подключен к транспортному средству 215 через подходящий проводной порт. Во-вторых, в различных вариантах осуществления транспортное средство 215 выполнено с возможностью приема любой временной метки 401d беспроводного сигнала 401 после истечения предопределенного количества времени приема. Другими словами, после истечения предопределенного количества времени приема транспортное средство 215 аутентифицирует все беспроводные сигналы 401, удовлетворяющие критериям, не связанным с временной меткой (например, уникальный идентификатор 401a брелока для ключей и непрерывно изменяющийся код 401c). Предопределенное количество времени приема может быть равно максимальному количеству времени между ресинхронизацией. Транспортное средство 215 может быть выполнено с возможностью запуска приложения, позволяющего пользователю выбирать предопределенное количество времени приема посредством дисплея транспортного средства.

[0053] Как отмечено выше, хотя вышеизложенные способы описаны со ссылкой на брелок 203 для ключей и транспортное средство 215, следует понимать, что вышеизложенные способы могут быть применены к передаче сигналов между любыми двумя устройствами в беспроводной или проводной связи. В частности, способ проверки исходного сигнала путем сравнения временной метки исходного сигнала с расширяющимся временным окном может быть применен к осуществлению связи между компьютерами, мобильными устройствами и устройствами открывания гаражных дверей.

Реферат

Транспортное средство включает в себя приемник(и), таймер, отсчитывающий время, память и процессор(ы), выполненный(ые) с возможностью приема сигнала с временной меткой от брелока; сравнения временной метки с временным окном; отклонения временной метки, если временная метка находится за пределами временного окна; расширения временного окна в соответствии с отсчитываемым временем; вычисления временного окна как тригонометрической функции от отсчитываемого времени и предопределенного угла, который представляет собой максимальный угол расхождения между таймером и таймером брелока для ключей из-за непостоянного сдвига таймера. Решается проблема расхождения между таймером транспортного средства и таймером брелока, приводящая к возможному отклонению временной метки от брелока. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула