[发明专利]采用飞行时间距离测量的被动进入系统

说明书

本发明公开了一种采用飞行时间距离测量的被动进入系统。系统和方法采用超宽带(UWB)飞行时间(ToF)距离测量以用于相对于目标来定位便携式设备。用于定位便携式设备的UWB ToF距离测量的性能和可靠性是基于信号质量计算通过调整通信重试策略实施的。由基站的每个卫星接收的UWB信号的质量是基于类似信号强度、噪声级、以及第一路径信号功率与总信号功率的比率的因素来评估的。这个数据用于将重试策略引导到接收这些卫星的最佳信号质量的卫星，以进行与便携式设备的ToF距离测量和/或将校正因子添加到计算出的ToF距离测量值。

技术领域

本公开涉及采用飞行时间距离测量的被动进入系统(passive entry system)。

背景

被动进入系统包括便携式遥控器和基站。遥控器(例如，钥匙终端(“终端(fob)”))由用户携带。基站在目标处。终端和基站相互进行无线通信，以用于遥控目标。

由交通工具被动进入系统提供的被动进入功能包括在检测出终端靠近交通工具的时候，自动将车门解锁。系统可以响应于车门把手被触摸到而检测终端。

因为拥有终端的用户通过仅操纵门把手就可以将交通工具解锁，所以终端相对于交通工具的位置应当被检测出。终端应当在将交通工具解锁之前紧密靠近交通工具。否则，无论何时终端在交通工具的大致附近内，未被授权的用户都可能都能够将交通工具解锁。传统的系统已将从终端到交通工具的接收到的射频和/或低频(LF)无线信号的信号强度用于确定终端的位置。然而，这些系统可容易遭受中继或放大无线信号的安全攻击。

使用在终端和交通工具之间的RF无线信号的传播延迟(即，飞行时间(ToF))以检测终端的位置的系统解决了这个弱点。由于信号的传播速度是恒定的，因此在终端和交通工具之间的双向RF无线信号交换的时间延迟可以用于计算在终端和交通工具之间的距离。该操作涉及记录并且传达在终端和交通工具之间的信号交换的发送和接收的时间戳。

概述

被动进入系统和方法采用超宽带(UWB)飞行时间(ToF)距离测量以用于相对于目标来定位便携式设备。用于在非理想的环境中定位便携式设备的UWB ToF距离测量的性能和可靠性是基于信号质量计算通过调整通信重试策略来改进的。由在目标处的基站的多个卫星(satellite)或者锚(“卫星”)中的每个接收的UWB无线信号的质量是基于类似信号强度、环境噪声级、以及第一路径信号功率与总信号功率的比率的因素来评估或者测量的。这个数据被分析并且用于将重试策略引导到对于这些卫星来说接收到最佳的或者最高的信号质量的卫星，以参与与便携式设备的ToF距离测量和/或将校正因子添加到计算出的在卫星和便携式设备之间的ToF距离测量值。因此，通过使用较少的重试，传送序列的总延迟可以降低，并且便携式设备的电池寿命可以提高，并且ToF距离测量准确性可以改善。

被动进入方法包括在基站的每个卫星处评估由卫星从遥控器接收的测试信号的信号质量。与其余卫星相比具有更高的信号质量的卫星被选定，并且使用选定的卫星进行与遥控器的飞行时间(ToF)距离测量。

每个卫星可以包括超宽带(UWB)收发器，并且遥控器可以包括UWB收发器。在这种情况下，在每个卫星处评估由卫星从遥控器接收的测试信号的信号质量包括卫星的UWB收发器评估由卫星的UWB收发器从遥控器的UWB收发器接收的UWB测试信号。

该方法还可以包括基于由卫星的UWB收发器从遥控器的UWB收发器接收的UWB距离测量信号的传播时间，检测在处于ToF距离测量中的每个卫星和遥控器之间的距离，并且基于检测出的在卫星的至少一个卫星中的每个卫星和遥控器之间的距离，检测遥控器的位置。

卫星的UWB收发器可以通过测量接收到的UWB测试信号的噪声级、第一路径信号功率、以及第一路径信号功率与总信号功率的比率之中的至少一者，来评估由卫星的UWB收发器接收的UWB测试信号的信号质量。