DE10012113A1

DE10012113A1 - Data transmission and/or distance measurement between base unit and mobile key unit of access authorization monitoring system involves modulating carrier signal with identification signal

Info

Publication number: DE10012113A1
Application number: DE2000112113
Authority: DE
Inventors: Martin Dr Vossiek; Patric Dr Heide; Richard Roskosch; Johannes Ilg; Klaus Dr Hofbeck; Wolfgang Piesch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2001-10-04
Also published as: FR2807556A1; FR2807556B1

Abstract

The method involves modulating a carrier signal with a low frequency signal (n(t)), transmitting it to a receiving unit and demodulating it there. A high frequency identification signal (h(t)) can be modulated onto or added to the low frequency-modulated carrier signal at one or more time positions known to the receiving unit, which checks the received signal for the presence of the identification signal and its agreement with a desired property. Independent claims are also included for the following: an access authorization monitoring system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen einer Basiseinheit und einer mobilen Schlüsselein heit eines Zugangsberechtigungskontrollsystems, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Bestimmung des Ab stands einer Basiseinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 2 und ein insbesondere zur Realisierung dieser Verfahrens geeignetes Zugangsberechtigungskontrollsys tem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 12.The invention relates to a method for data transmission between a base unit and a mobile key of an access authorization control system, in particular for motor vehicles, with the features of the preamble of Claim 1 and a method for determining the Ab stands of a basic unit with the characteristics of the generic term of claim 2 and one in particular for implementation access authorization control systems suitable for this method tem with the features of the preamble of the claim 12th

Zugangsberechtigungskontrollsysteme finden in verstärktem Maß bei Kraftfahrzeugen Verwendung und können beispielsweise als Schließsystem den Zugang zu dem betreffenden Kraftfahrzeug ermöglichen bzw. verhindern oder die Benutzung des Kraftfahr zeuges durch ein Aktivieren bzw. Deaktivieren einer Wegfahr sperre blockieren oder freigeben.Access authorization control systems are becoming increasingly common use in motor vehicles and can, for example, as Locking system access to the motor vehicle in question enable or prevent or use the motor vehicle stuff by activating or deactivating an immobilizer block or unlock.

Grundsätzlich unterscheidet man bei Zugangsberechtigungskon trollsystemen zwischen aktiven und passiven Systemen. In bei den Fällen besteht das System aus einer oder mehreren Basis einheiten, die beispielsweise im Kraftfahrzeug vorgesehen sind, und einer oder mehreren Schlüsseleinheiten, die von den berechtigten Fahrzeugführern mitgeführt werden. Bei einem ak tiven Zugangsberechtigungskontrollsystem ist eine auslösende Aktion erforderlich, welche die erforderliche Kommunikation zwischen der oder den Basiseinheiten und der jeweiligen Schlüsseleinheit auslöst. Hierbei kann es sich beispielsweise um das Drücken einer Taste an der Schlüsseleinheit handeln o der um das Betätigen einer Türklinge des Kraftfahrzeugs. Bei einem rein passiven Zugangsberechtigungskontrollsystem wird vorzugsweise von der Basiseinheit fortwährend versucht, mit einer Schlüsseleinheit zu kommunizieren, mit dem Ziel, nach einer erfolgreichen Kommunikation, insbesondere der Übertra gung eines korrekten Codes zur Basiseinheit, eine entspre chende Aktion auszulösen (beispielsweise das Schließsystem zu deaktivieren oder ein oder mehrere Schlösser selbsttätig zu öffnen), wenn sich die Schlüsseleinheit innerhalb eines be stimmten Mindestabstands zur Basiseinheit befindet. Das Sys tem kann auch so ausgebildet sein, dass eine Aktion erst dann ausgelöst wird, wenn zusätzlich zur Bedingung des Unter schreitens des Mindestabstands eine Aktion ausgelöst wird, beispielsweise eine Türklinke betätigt wird.A basic distinction is made between access authorization accounts troll systems between active and passive systems. In at In the cases, the system consists of one or more bases units provided for example in the motor vehicle are, and one or more key units by the authorized drivers. With an ak Access authorization control system is a triggering one Action required which is the required communication between the base unit (s) and each Triggers key unit. This can be, for example to press a key on the key unit o that of operating a door blade of the motor vehicle. At a purely passive access authorization control system preferably continually tried by the base unit with to communicate with a key entity with the aim of following successful communication, especially the transfer a correct code for the base unit, a corresponding one appropriate action (for example, the locking system disable or one or more locks automatically open) if the key unit is within a be agreed minimum distance to the base unit. The sys tem can also be designed so that an action only then is triggered if in addition to the condition of the sub an action is triggered if the minimum distance is exceeded, for example, a door handle is operated.

Insbesondere bei passiven Zugangsberechtigungskontrollsyste men muss mit hoher Sicherheit gewährleistet sein, dass sich die tatsächlich berechtigte Schlüsseleinheit innerhalb eines vorgegebenen Abstands vom jeweiligen Kraftfahrzeug bzw. von der oder den im Kraftfahrzeug vorgesehenen Basiseinheiten be findet. Unberechtigte Eingriffe in die Kommunikation von au ßen durch nicht berechtigte Personen sollten mit möglichst hoher Sicherheit ausgeschlossen werden können.Especially with passive access authorization control systems It must be guaranteed with a high degree of certainty that the actually authorized key unit within a predetermined distance from the respective motor vehicle or from the base unit or units provided in the motor vehicle finds. Unauthorized interference in communication from outside eating by unauthorized persons should, if possible high security can be excluded.

Dies gilt nicht nur bei der Feststellung des Abstands zwi schen der oder den Basiseinheiten und der betreffenden Schlüsseleinheit, sondern auch bei der Kommunikation zwischen der oder den Basiseinheiten und der betreffenden Schlüssel einheit. Auch hier muss eine möglichst hohe Sicherheit des Kommunikationskanals gewährleistet werden, um unberechtigte Eingriffe zu vermeiden, wie das Deaktivieren der Wegfahrsper re, wenn sich zwar eine Schlüsseleinheit innerhalb des vorbe stimmten Abstands befindet, die Schlüsseleinheit jedoch nur eine Berechtigung zum Deaktivieren des Schließsystems hat, nicht jedoch zum Deaktivieren der Wegfahrsperre.This applies not only when determining the distance between between the basic unit or units and the relevant unit Key unit, but also in communication between the base unit or units and the relevant key unit. Here too, the highest possible security of the Communication channel can be guaranteed to unauthorized Avoid interference, such as deactivating the immobilizer re, if there is a key unit within the correct distance, but the key unit only has authorization to deactivate the locking system, but not to deactivate the immobilizer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfah ren zur Datenübertragung und/oder Abstandsmessung zwischen einer Basiseinheit und einer mobilen Schlüsseleinheit eines Zugangsberechtigungskontrollsystems, insbesondere für Kraft fahrzeuge, zu schaffen, welches eine hohe Sicherheit bei der Bestimmung des Abstands bzw. der Datenübertragung gegenüber nicht berechtigten Eingriffen von außen durch nicht berech tigte Personen/Schlüsseleinheiten aufweist. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Zugangsberech tigungskontrollsystem zu schaffen, welches insbesondere zur Realisierung dieses Verfahrens geeignet ist.The invention is therefore based on the object of a method ren for data transmission and / or distance measurement between a base unit and a mobile key unit Access authorization control system, especially for strength vehicles, which provide a high level of security in the Determination of the distance or the data transmission compared unauthorized external interventions by not calculating persons / key units. Furthermore is the object of the invention, an access calculation creation control system, which in particular for Realization of this method is suitable.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Pa tentansprüche 1 und 2 bzw. 12.The invention solves this problem with the features of Pa Claims 1 and 2 or 12.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass ein Verfahren zur Datenübertragung, bei dem ein mit einem relativ niederfrequenten Signal moduliertes Trägersignal Verwendung findet, dadurch gegen Manipulationen von außen gesichert wer den kann, dass dem zu sendenden, mit dem niederfrequenten Signal modulierten Trägersignal an einer oder mehreren vorbe stimmten oder vorbestimmbaren zeitlichen Positionen ein hochfrequentes Kennungssignal aufmoduliert oder hinzugefügt wird. Unter dem Hinzufügen eines hochfrequenten Erkennungs signals wird dabei verstanden, dass diese Kennungssignal in Pausen des mit dem niederfrequenten Signal modulierten Trä gersignals eingefügt wird. Derartige Pausen können beispiels weise bei einer Amplitudenmodulation mit einem Modulations grad von 100% entstehen.The invention is based on the knowledge that a Method for data transmission, in which one with a relative low frequency signal modulated carrier signal use who is protected against manipulation from outside that can be transmitted with the low frequency Signal modulated carrier signal past one or more agreed or predeterminable temporal positions high-frequency identification signal modulated or added becomes. With the addition of a high-frequency detection signals is understood to mean that this identification signal in Pauses in the modulated modulation with the low-frequency signal gersignals is inserted. Such breaks can for example wise with an amplitude modulation with a modulation degree of 100%.

Da übliche Empfänger, die auf ein derartiges mit einem nie derfrequenten Signal moduliertes Trägersignal abgestimmt sind, das nicht interessierende Frequenzband (des Modulati onssignals) ausblenden, oder aus anderen Gründen nicht für den Empfang eines hochfrequenten Modulationssignals geeignet sind, wird das Kennungssignal bei einem Abhörversuch nicht miterfasst. Because usual receivers who are on such a thing with a never derfrequenten signal modulated carrier signal are the frequency band (of the modulati onssignals) or not for other reasons suitable for receiving a high-frequency modulation signal are, the identification signal is not when trying to listen co-recorded.

Da die jeweils empfangende Einheit (Basiseinheit oder Schlüs seleinheit) das Empfangssignal zur Feststellung der Identität der sendenden Einheit auf das Vorhandensein des Kennungssig nals und dessen Übereinstimmung mit einer Sollbeschaffenheit überprüft, ist es auf diese Weise möglich, vorbestimmte Akti onen nur dann auszulösen bzw. bestimmte Signale nur dann zu erzeugen, wenn durch das Überprüfen des Kennungssignals die tatsächliche Berechtigung der das Signal sendenden Einheit bestätigt ist.Since the respective receiving unit (base unit or key seleinheit) the received signal for establishing the identity of the sending unit for the presence of the identification sig nals and its correspondence with a target quality checked, it is possible in this way, predetermined Akti only trigger or certain signals generate if by checking the identification signal actual authorization of the unit sending the signal is confirmed.

Der Kommunikationskanal wird auf diese Weise zwar nicht gegen ein grundsätzliches Abhören gesichert, jedoch kann mit großer Sicherheit gewährleistet werden, dass nicht auf relativ ein fache Weise und mit einfachen Mitteln der jeweils empfangenen Einheit Signale vorgetäuscht werden, die sicherheitskritische Aktionen auslösen.The communication channel is not opposed in this way a basic eavesdropping is assured, however, with great Security can be guaranteed that is not on a relative basis simple way and with simple means of the received Unit signals are faked, the safety critical Trigger actions.

Das Vorsehen eines derart hochfrequenten Kennungssignals ist nicht nur zur Absicherung einer Datenübertragungsstrecke ge eignet, sondern kann auch zur Absicherung eines Abstandsmess verfahrens zur Bestimmung der Entfernung einer mobilen Schlüsseleinheit von einer Basiseinheit eingesetzt werden.The provision of such a high-frequency identification signal is not only to secure a data transmission route suitable, but can also be used to secure a distance measurement method for determining the distance of a mobile Key unit can be used by a base unit.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Messung des Abstands durch an sich bekannte Radarmesstechnik, wobei ein von einer sendenden Einheit (vorzugsweise Basiseinheit) er zeugtes Radarsignal von der jeweils anderen Einheit (vorzugs weise Schlüsseleinheit), zu der der Abstand bestimmt werden soll, als aktives oder passives Backscattersignal oder als aktives, vom empfangenen Radarsignal abgeleitetes Antwortsig nal "reflektiert" wird. Dem "reflektierten" Signal wird wie derum das hochfrequente Kennungssignal aufmoduliert oder hin zugefügt. Auf diese Weise kann die das Radarsignal aussenden de Einheit das reflektierte Empfangssignal auf das Vorhanden sein des Kennungssignals und dessen Übereinstimmung mit des sen Soll-Beschaffenheit überprüfen. Im Fall eines positiven Prüfungsergebnisses kann mit sehr hoher Sicherheit davon ausgegangen werden, dass das "reflektierte" Signal von einer tatsächlich berechtigten Einheit stammt. Der bestimmte Ab stand kann auf diese Weise nur für den Fall ermittelt werden, dass ein Kennungssignal erkannt wurde bzw. ein bereits be stimmter Abstandswert kann in diesem Fall als zulässig defi niert werden. Hierdurch wird das Vortäuschen eines geringen Abstands, der dann im weiteren Vorgang das Auslösen bestimm ter Aktionen ermöglichen kann, mit hoher Sicherheit vermie den.The measurement of the Distance by known radar measurement technology, with a from a sending unit (preferably base unit) generated radar signal from the other unit (preferred wise key unit) to which the distance is determined should, as an active or passive backscatter signal or as active response signal derived from the received radar signal nal is "reflected". The "reflected" signal is like around which the high-frequency identification signal is modulated or out added. In this way it can emit the radar signal de unit the reflected received signal to the presence be the identification signal and its correspondence with the Check the target condition. In the case of a positive Exam result can be assumed with a very high degree of certainty be that the "reflected" signal from a actually entitled entity. The certain Ab stand can only be determined in this way for the case that an identification signal has been recognized or an already be In this case, the correct distance value can be defined as permissible be kidneyed. This will make the pretend a little Distance, which then determines the triggering in the further process ter actions can be avoided with high certainty the.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abstands bestimmung kann dem Radarsignal und/oder Backscatter- oder Antwortsignal gleichzeitig ein niederfrequentes Signal aufmo duliert werden, so dass die Übertragungsstrecke für das Ra darsignal gleichzeitig zur Übertragung von Daten oder eines Codes eingesetzt werden kann, der der empfangenden Einheit Informationen über die Beschaffenheit des hochfrequenten Ken nungssignals liefert.When using the distance method according to the invention determination can be the radar signal and / or backscatter or Response signal simultaneously a low-frequency signal aufmo be dulated so that the transmission path for the Ra Darsignal simultaneously for the transmission of data or one Codes can be used by the receiving unit Information about the nature of the high-frequency Ken supply signal.

Zur weiteren Verbesserung der Sicherheit der Datenübertra gungsstrecke bzw. Messstrecke kann das hochfrequente Ken nungssignal ein komplexes Modulationsschema und/oder einen Code aufweisen. Des Weiteren können das Modulationsschema und/oder der Code und/oder die einen oder mehreren vorbe stimmten zeitlichen Positionen des Kennungssignals mit dem niederfrequenten Signal in einem vorbestimmten Zusammenhang stehen.To further improve the security of data transmission the high-frequency Ken a complex modulation scheme and / or a Have code. Furthermore, the modulation scheme and / or the code and / or the one or more agreed temporal positions of the identification signal with the low-frequency signal in a predetermined context stand.

Bei dem niederfrequenten Signal kann es sich um ein digitales Signal handeln. Der vorbestimmte Zusammenhang mit dem Modula tionsschema und/oder dem Code und/oder der einen oder den mehreren zeitlichen Positionen kann ein kryptologischer Zu sammenhang sein.The low-frequency signal can be a digital one Act signal. The predetermined connection with the module tion scheme and / or the code and / or the one or the Several cryptological positions can be a cryptological addition be related.

Eine weitere Verbesserung der Sicherheit ist dadurch erreich bar, dass die Signalenergie des Kennungssignals unterhalb der Rauschwelle üblicher Empfänger, insbesondere nicht als Korrelationsempfänger ausgebildeter Empfänger, liegt. Das Detek tieren des Kennungssignals erfolgt in diesem Fall bevorzugt durch den Einsatz eines Korrelationsempfängers. Dieser ermit telt einen Korrelationsgrad zwischen dem Empfangssignal (vor zugsweise einem bestimmten zeitlichen Ausschnitt des Emp fangssignals) und dem in der jeweils empfangenden Einheit be kannten Soll-Kennungssignal. Überschreitet der ermittelte Korrelationsgrad eine vorbestimmte Schwelle, so wird das emp fangene Signal als zulässig bzw. als von einer berechtigten Einheit stammendes Signal erkannt.This further improves security bar that the signal energy of the identification signal is below the Noise wave of common receivers, especially not as correlation receivers trained recipient. The Detec In this case, the identification signal is preferably used through the use of a correlation receiver. This mitit establishes a degree of correlation between the received signal ( preferably a certain time segment of the emp catch signal) and be in the receiving unit knew target identification signal. If the determined exceeds Degree of correlation a predetermined threshold, so the emp caught signal as permissible or as from an authorized Unit originating signal detected.

Die Schwelle für den Korrelationsgrad kann abhängig von der Empfangsleistung des Empfangssignals bestimmt werden.The threshold for the degree of correlation can depend on the Receiving power of the received signal can be determined.

Als Radarsignal für das erfindungsgemäße Verfahren zur Ab standsmessung eignet sich insbesondere eine modulierte Trä gerwelle, wobei die Abstandsmessung durch einen Vergleich der in der Modulation enthaltenen Information und der im passiv oder aktiv "reflektierten" Signal oder im Antwortsignal ent haltenen entsprechenden Information durchgeführt wird.As a radar signal for the method according to the invention level measurement is particularly suitable for a modulated carrier gerwelle, the distance measurement by comparing the information contained in the modulation and that in the passive or active "reflected" signal or in the response signal ent corresponding information is held.

Die Modulation kann zur weiteren Erhöhung der Sicherheit der Abstandsmessung nach jeder Abstandsmessung oder nach jeweils einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Anzahl von Abstands messungen verändert werden. Auf diese Weise wird ein Abhören des Messkanals und ein Verwenden der Information für das Vor täuschen eines falschen reflektierten Signals beim nächsten Messvorgang praktisch unmöglich.The modulation can further increase the security of the Distance measurement after each distance measurement or after each a regular or irregular number of distances measurements are changed. This way eavesdropping of the measurement channel and using the information for the pre fool a wrong reflected signal the next time Measuring process practically impossible.

Die Veränderung der Modulation kann bei Verwendung des FMCW- Verfahrens durch eine Änderung der Wiederholrate und/oder der Steilheit der Frequenzrampe erfolgen, bei Verwendung des FSCW-Verfahrens durch eine Veränderung der Größe der Fre quenzschritte oder bei Verwendung des Pulskompressionsverfah rens durch das Ändern des Zeit-Bandbreiteprodukts. Die Ände rung der jeweiligen Größen kann selbstverständlich innerhalb vorgegebener Grenzen, vorzugsweise zufällig oder pseudozufäl lig, erfolgen.The modulation can be changed when using the FMCW Procedure by changing the repetition rate and / or The frequency ramp is steep when using the FSCW procedure by changing the size of the Fre steps or when using the pulse compression method rens by changing the time bandwidth product. The change The respective sizes can of course be within predetermined limits, preferably random or pseudo-random lig.

Das Zugangsberechtigungskontrollsystem nach der Erfindung um fasst in üblicher Weise zumindest eine Basiseinheit und zu mindest eine mobile Schlüsseleinheit, wobei jede dieser Ein heiten eine Sende- und Empfangseinheit aufweist. In zumindest einer Einheit, welche Signale mit sicherheitskritischen Daten sendet, oder welche zur Abstandsmessung ein Radarsignal re flektiert, ist eine Hochfrequenz-Modulationseinheit vorgese hen, welche einem zu sendenden Signal an einer oder mehreren vorbestimmten oder vorbestimmbaren zeitlichen Positionen das hochfrequente Kennungssignal aufmoduliert oder hinzufügt.The access authorization control system according to the invention includes at least one base unit in the usual way at least one mobile key unit, each of these one units has a transmitting and receiving unit. In at least a unit, which signals with safety-critical data sends, or which a radar signal re for distance measurement inflected, a high-frequency modulation unit is provided hen a signal to be sent on one or more predetermined or predeterminable temporal positions high-frequency identification signal modulated or added.

Die Soll-Beschaffenheit des hochfrequenten Kennungssignals und die eine oder mehreren Positionen sind auch der jeweils das gesendete Signal empfangenden Einheit bekannt. Hierzu kann in der empfangenden Einheit entweder ein entsprechender Algorithmus abgelegt sein und/oder der zeitliche Verlauf des Kennungssignals. In der jeweils empfangenden Einheit ist eine Detektoreinheit vorgesehen, die zur Feststellung der Identi tät der sendenden Einheit das Empfangssignal auf das Vorhan densein des Kennungssignals und dessen Übereinstimmung mit der Soll-Beschaffenheit prüft.The target quality of the high-frequency identification signal and the one or more positions are also each the transmitted signal receiving unit known. For this can either be a corresponding one in the receiving unit Algorithm and / or the time course of the ID signal. There is one in the receiving unit Detector unit provided to determine the Identi the receiving unit acts on the existing signal the identity signal and its agreement with checks the target quality.

Die Sende- und Empfangseinheit der das Signal sendenden Ein heit kann in an sich bekannter Weise als aktive oder passive Backscatter-Einheit ausgebildet sein.The sending and receiving unit of the On sending the signal Unit can be active or passive in a manner known per se Backscatter unit to be formed.

Eine Einheit (Basiseinheit und/oder Schlüsseleinheit) kann sowohl eine Radarsignal-Sende- und Empfangseinheit als auch eine Sende- und Empfangseinheit für niederfrequente Signale aufweisen.One unit (base unit and / or key unit) can both a radar signal transmitting and receiving unit as well a transmitter and receiver unit for low-frequency signals exhibit.

Nach einer Ausführungsform kann jede der kommunizierenden Einheiten eine Radarsignal-Sende- und Empfangseinheit aufwei sen, so dass in jeder Einheit eine Abstandsmessung vorgenommen werden kann. Jeweils eine Einheit (vorzugsweise die Schlüsseleinheit) kann dann das Ergebnis der von ihr durchge führten Abstandsmessung, vorzugsweise kodiert, an die andere Einheit (vorzugsweise die Basiseinheit) übertragen. Diese kann dann das übertragene Messergebnis mit dem Ergebnis der von ihr durchgeführten Abstandsmessung und das (von ihr er mittelte) Messergebnis nur dann als zulässig definieren, wenn die Abweichungen der Abstandswerte innerhalb vorbestimmter Toleranzen liegen.In one embodiment, each of the communicating Units have a radar signal transmitting and receiving unit so that a distance measurement is carried out in each unit can be. One unit each (preferably the Key unit) can then be the result of the performed distance measurement, preferably coded, to the other Unit (preferably the base unit) transfer. This can then the transferred measurement result with the result of the distance measurement performed by her and that (from her he Define the mean) measurement result as permissible only if the deviations of the distance values within predetermined Tolerances.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the Dependent claims.

An dieser Stelle wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der vorliegenden Erfindung betreffend die Verän derung der Modulation des (gesendeten) Radarsignals und alle weiteren damit in Zusammenhang stehenden Merkmale bereits für sich genommen eine Verbesserung der Sicherheit der Datenüber tragung bzw. der Abstandsmessung bewirkt, auch wenn in diesem Fall auf das zusätzliche Verwenden eine hochfrequenten Ken nungssignals im gesendeten Signal bzw. "reflektierten" Signal verzichtet wird.At this point it is expressly pointed out that the features of the present invention regarding the changes modulation of the (transmitted) radar signal and all other related features already for taken an improvement in the security of the data bearing or the distance measurement, even if in this Case on the additional use of a high frequency Ken voltage signal in the transmitted signal or "reflected" signal is waived.

In gleicher Weise kann bereits eine Verbesserung der Sicher heit der Datenübertragung bzw. Abstandsmessung unabhängig von der Verwendung eines hochfrequenten Kennungssignals oder ei ner sich ändernden Modulation des Radarsignals erreicht wer den, wenn jeweils in beiden kommunizierenden Einheiten eine Radarsignal-Sende- und Empfangseinheit vorgesehen wird, so dass in beiden Einheiten eine Abstandsmessung durchgeführt werden kann und in der vorstehend beschriebenen Weise das von einer Einheit ermittelte Messergebnis (kodiert) an die je weils andere Einheit übertragen wird und diese die beiden Messergebnisse auf das Vorhandensein zulässiger Abweichungen überprüft. In the same way, an improvement in security can already be achieved unit of data transmission or distance measurement independent of using a high frequency identification signal or egg ner changing modulation of the radar signal achieved if there is one in each of the two communicating units Radar signal transmission and reception unit is provided, so that a distance measurement was carried out in both units can and in the manner described above that of one measurement result (coded) to each because another unit is being transferred and this is the two Measurement results for the existence of permissible deviations checked.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeich nung zeigen:The invention is illustrated below with reference to the drawing illustrated embodiments explained in more detail. In the drawing show:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Basisein heit und einer mobilen Schlüsseleinheit eines Zu gangsberechtigungskontrollsystems nach der Erfin dung; Fig. 1 is a schematic block diagram of a base unit and a mobile key unit of an access authorization control system according to the inven tion;

Fig. 2 den zeitlichen Verlauf des gesamten Modulationssig nals (niederfrequenter und hochfrequenter Anteil) des von der Schlüsseleinheit "reflektierten" Sig nals; Figure 2 shows the temporal course of the entire modulation signal (low-frequency and high-frequency portion) of the "reflected" signal from the key unit;

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines Zugangsberechtigungskontroll systems und Fig. 3 is a schematic block diagram of a second embodiment of an access authorization control system and

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer Basisein heit oder Schlüsseleinheit einer weiteren Ausfüh rungsform eines Zugangsberechtigungskontrollsystems nach der Erfindung. Fig. 4 is a schematic block diagram of a base unit or key unit of a further embodiment of an access authorization control system according to the invention.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Zugangsberechtigungs kontrollsystem umfasst eine Basiseinheit 3 und eine Schlüs seleinheit 5. In einem Kraftfahrzeug können auch mehrere Ba siseinheiten 3 vorgesehen sein, beispielsweise um zusätzlich zu einer Abstandsmessung auch die exakte Position einer Schlüsseleinheit relativ zum Fahrzeug feststellen zu können. Das gesamte Zugangsberechtigungskontrollsystem 1 kann auch mehrere Schlüsseleinheiten 5 umfassen, wobei sich die Schlüs seleinheiten hinsichtlich ihrer Berechtigung zur Auslösung bestimmter Aktionen unterscheiden können.The access authorization control system shown schematically in FIG. 1 comprises a base unit 3 and a key unit 5 . A plurality of base units 3 can also be provided in a motor vehicle, for example in order to be able to determine the exact position of a key unit relative to the vehicle in addition to a distance measurement. The entire access authorization control system 1 can also comprise a plurality of key units 5 , the key units being able to differ in terms of their authorization to trigger certain actions.

Die in Fig. 1 dargestellte Basiseinheit 3 ist so ausgebildet, dass eine Messung des Abstands zwischen der Basiseinheit 3 und der Schlüsseleinheit 5 nachdem FMCW-Radarprinzip ausgeführt werden kann. Die Basiseinheit umfasst hierzu einen fre quenzverstimmbaren Oszillator 7 (VCO), einen Hochfrequenzver stärker 9 (VB), eine Empfänger/Mischereinheit 11 (trx-mix), eine Antenne 13 (AB), ein Filter 15 (FLT), einen Ana log/Digital-Wandler 17 (A/D), eine Mikroprozessoreinheit 19 (mPB) und einen Digital/Analog-Wandler 21 (D/A).The base unit 3 shown in FIG. 1 is designed such that a measurement of the distance between the base unit 3 and the key unit 5 can be carried out according to the FMCW radar principle. For this purpose, the base unit comprises a frequency-tunable oscillator 7 (VCO), a high-frequency amplifier 9 (VB), a receiver / mixer unit 11 (trx-mix), an antenna 13 (AB), a filter 15 (FLT), an ana log / Digital converter 17 (A / D), a microprocessor unit 19 (mPB) and a digital / analog converter 21 (D / A).

Die Mikroprozessoreinheit 19 erzeugt über den Digital/Analog- Wandler 21 einen Spannungsverlauf v(t), mit welchem der fre quenzverstimmbare Oszillator 7 angesteuert wird. Bei dem hier verwendeten FMCW-Verfahren weist der Spannungsverlauf v(t) einen sägezahnförmigen Verlauf auf, so dass das Ausgangssig nal des frequenzverstimmbaren Oszillators 7 eine frequenzmo dulierte Trägerwelle darstellt, wobei die Frequenz innerhalb eines vorgegebenen zeitlichen Abschnitts jeweils stetig und linear von einem Minimalwert der Frequenz auf einen Maximal wert der Frequenz ansteigt. Das Ausgangssignal des frequenz verstimmbaren Oszillators 7 gelangt über die Empfän ger/Mischereinheit 11 im Wesentlichen unverändert zur Antenne 13 und wird von dieser als Radar-Sendesignal abgestrahlt. Die in Fig. 1 dargestellte Schlüsseleinheit 5 ist als aktive Backscatter-Einheit ausgeführt. Das von der Basiseinheit 3 gesendete Signal wird von der Antenne 23 (AIR) der Schlüssel einheit 5 empfangen und einem Hochfrequenzverstärker 25 (VI) zugeführt. Dieser verstärkt das empfangene Signal und führt es einer Mischereinheit 27 zu.The microprocessor unit 19 uses the digital / analog converter 21 to generate a voltage curve v (t) with which the frequency-tunable oscillator 7 is controlled. In the FMCW method used here, the voltage curve v (t) has a sawtooth curve, so that the output signal of the frequency-detunable oscillator 7 represents a frequency-modulated carrier wave, the frequency within a predetermined time segment in each case continuously and linearly from a minimum value Frequency increases to a maximum value of the frequency. The output signal of the frequency-detunable oscillator 7 passes via the receiver / mixer unit 11 essentially unchanged to the antenna 13 and is emitted by the latter as a radar transmission signal. The key unit 5 shown in FIG. 1 is designed as an active backscatter unit. The signal sent by the base unit 3 is received by the antenna 23 (AIR) of the key unit 5 and fed to a high-frequency amplifier 25 (VI). This amplifies the received signal and feeds it to a mixer unit 27 .

Die Schlüsseleinheit 5 umfasst des Weiteren eine Hochfre quenz-Modulationseinheit 29 (HMG) sowie eine Mikroprozessor einheit 31 (mPI). Die Mikroprozessoreinheit 31 steuert die Hochfrequenz-Modulationseinheit 29 an. Auf diese Weise wird dem Ausgangssignal des Hochfrequenzverstärkers 25 mittels der Mischereinheit 27 ein hochfrequentes Kennungssignal aufmodu liert. Falls an Stelle einer zusätzlichen Modulation des emp fangenen Signals diesem in Signalpausen ein mit einem hochfrequenten Kennungssignal moduliertes Signal hinzugefügt werden soll, so kann in der Schlüsseleinheit 5 eine entsprechende Sendeeinheit vorgesehen sein, deren Ausgangssignal (modulierte oder unmodulierte Trägerwelle) mit dem Verlauf h(t) des hochfrequenten Kennungssignals moduliert wird.The key unit 5 further comprises a high-frequency modulation unit 29 (HMG) and a microprocessor unit 31 (mPI). The microprocessor unit 31 controls the high-frequency modulation unit 29 . In this way, the output signal of the RF amplifier 25 is profiled aufmodu means of the mixer unit 27, a radio frequency identification signal. If, instead of an additional modulation of the received signal, a signal modulated with a high-frequency identification signal is to be added to it in signal pauses, a corresponding transmission unit can be provided in the key unit 5 , the output signal (modulated or unmodulated carrier wave) with the curve h (t ) of the high-frequency identification signal is modulated.

Das auf diese Weise veränderte Empfangssignal wird der Sende antenne 33 (AIT) zugeführt und von dieser abgestrahlt. Selbstverständlich kann durch an sich bekannte Maßnahmen an Stelle der Empfangsantenne 23 und der Sendeantenne 33 eine einzige Antenne verwendet werden.The received signal changed in this way is fed to the transmitting antenna 33 (AIT) and radiated by the latter. Of course, measures known per se can be used instead of the receiving antenna 23 and the transmitting antenna 33 to use a single antenna.

Das von der Sendeantenne 33 abgestrahlte "reflektierte" Sig nal wird von der Antenne 13 der Basiseinheit 3 empfangen und der Empfänger/Mischereinheit 11 zugeführt. In dieser wird das Empfängersignal mit dem Ausgangssignal des Hochfrequenzver stärkers 9 gemischt und dem Filter 15 zugeführt. Das Filter 15 beschneidet das Ausgangssignal der Empfän ger/Mischereinheit 11 auf das Basisband der relativ nie derfrequenten Modulation durch das Signal v(t) bzw. n(t) ei nes Codegebers 35 (PNG) in der Schlüsseleinheit 5 (vgl. un ten).The "reflected" signal emitted by the transmitting antenna 33 is received by the antenna 13 of the base unit 3 and supplied to the receiver / mixer unit 11 . In this, the receiver signal is mixed with the output signal of the Hochfrequenzver amplifier 9 and fed to the filter 15 . The filter 15 cuts the output signal of the receiver / mixer unit 11 to the baseband of the relatively low frequency modulation by the signal v (t) or n (t) of a code transmitter 35 (PNG) in the key unit 5 (see below). .

Das mittels des Analog/Digital-Wandlers 17 analog/digital gewandelte Ausgangssignal des Filters 15 wird der Mikropro zessoreinheit 19 zugeführt. Diese wertet das Signal im Sinne einer Entfernungsmessung aus. Hierzu wird das in das Basis band gemischte Signal einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) unterzogen. Das entstehende Spektrum wird hinsichtlich seiner Spektralanteile analysiert. Diejenigen Spektrallinien, die durch die Reflexion des Sendesignals an der jeweiligen Schlüsseleinheit entstehen, werden durch die Auswertung der (der Basiseinheit bekannten) Modulationsinformation im FFT- Spektrum identifiziert. Die Entfernung kann dann aus der Fre quenz der betreffenden Spektrallinie(n) ermittelt werden, wo bei die Entfernung im wesentlichen proportional zur Frequenz der betreffenden Spektrallinie(n) bzw. proportional zur Fre quenz der um einen bestimmten Betrag verschobenen Spektralli nie(n) ist. The analog / digitally converted output signal of the filter 15 by means of the analog / digital converter 17 is supplied to the microprocessor unit 19 . This evaluates the signal in the sense of a distance measurement. For this purpose, the signal mixed in the base band is subjected to a Fast Fourier Transform (FFT). The resulting spectrum is analyzed with regard to its spectral components. Those spectral lines that result from the reflection of the transmission signal at the respective key unit are identified by evaluating the modulation information (known to the base unit) in the FFT spectrum. The distance can then be determined from the frequency of the relevant spectral line (s), where the distance is essentially proportional to the frequency of the relevant spectral line (s) or proportional to the frequency of the spectral line shifted by a certain amount .

Des Weiteren wird ein Teil der von der Antenne 13 der Basis einheit 3 gelieferten Empfangsleistung mittels eines Richt kopplers 37 einer Mischereinheit 39 zugeführt. Dieser Mi schereinheit 39 wird des Weiteren das Ausgangssignal einer in der Basiseinheit 3 vorgesehen Hochfrequenz-Modulationseinheit 41 (HMG) zugeführt. Die Hochfrequenz-Modulationseinheit 41 wird von der Mikroprozessoreinheit 19 angesteuert und erzeugt dasselbe hochfrequente Kennungssignal h(t) wie die Hochfre quenz-Modulationseinheit 29 in der Schlüsseleinheit 5. Der Zeitpunkt der Erzeugung des Signals h(t) wird von der Mikro prozessoreinheit 19 aus dem Verlauf des demodulierten Emp fangssignals ermittelt, welches der Mikroprozessoreinheit 19 vom Analog/Digital-Wandler 17 zugeführt wird. Hierzu ist, wie bereits vorstehend erläutert, in der Schlüsseleinheit 5 ein Codegeber 35 vorgesehen, dessen relativ niederfrequentes Aus gangssignal n(t) den schaltbaren Hochfrequenzverstärker 25 ansteuert. Auf diese Weise erhält das Ausgangssignal des Hochfrequenzverstärkers 25 eine niederfrequente digitale Amp litudenmodulation. Die Mikroprozessoreinheit 31 in der Schlüsseleinheit 5 steuert zum einen den Codegeber 35 und zum anderen die Hochfrequenzmodulationseinheit 29 an, so dass auf diese Weise eine Verkopplung des niederfrequenten Modulati onssignals n(t) und des hochfrequenten Kennungssignals h(t) sichergestellt werden kann. Mit anderen Worten, abhängig vom Code n(t) wird ein Kennungssignal h(t) erzeugt, das eine ganz bestimmte zeitliche Position oder mehrere zeitliche Positio nen in Bezug auf das Signal n(t) aufweist und/oder dessen Verlauf ebenfalls mit dem jeweiligen Code verkoppelt sein kann.Furthermore, part of the received power supplied by the antenna 13 of the base unit 3 is fed to a mixer unit 39 by means of a directional coupler 37 . This Mi shear unit 39 is further supplied with the output signal of a high-frequency modulation unit 41 (HMG) provided in the base unit 3 . The high-frequency modulation unit 41 is controlled by the microprocessor unit 19 and generates the same high-frequency identification signal h (t) as the high-frequency modulation unit 29 in the key unit 5 . The timing of the generation of the signal h (t) is determined by the micro processor unit 19 from the course of the demodulated signal Emp fang, which the microprocessor unit 19 is supplied from the analog / digital converter 17th For this purpose, as already explained above, a code transmitter 35 is provided in the key unit 5 , whose relatively low-frequency output signal n (t) drives the switchable high-frequency amplifier 25 . In this way, the output signal of the high-frequency amplifier 25 receives a low-frequency digital amp modulation. The microprocessor unit 31 in the key unit 5 controls on the one hand the code transmitter 35 and on the other hand the high-frequency modulation unit 29 , so that in this way a coupling of the low-frequency modulation signal n (t) and the high-frequency identification signal h (t) can be ensured. In other words, depending on the code n (t), an identification signal h (t) is generated which has a very specific temporal position or several temporal positions in relation to the signal n (t) and / or its course likewise with the respective one Code can be linked.

Die Beschaffenheit des Kennungssignals h(t) und dessen Ver kopplung zwischen dem niederfrequenten Modulationssignal n(t) ist in gleicher Weise der Mikroprozessoreinheit 19 in der Ba siseinheit 3 bekannt. Hierdurch wird erreicht, dass die Mik roprozessoreinheit 19 die Hochfrequenz-Modulationseinheit 41 der Basiseinheit 3 abhängig vom Empfangssignal, in welchem ebenfalls das niederfrequente Modulationssignal n(t) enthalten ist (dieses Signal ist selbstverständlich ebenso im Ausgangs signal des Analog/Digital-Wandlers 17 enthalten), so ansteu ern kann, dass das Ausgangssignal h(t) der Hochfrequenz- Modulationseinheit 41 die selbe (Soll-)Beschaffenheit in Be zug auf das niederfrequente Modulationssignal n(t) aufweist, wie das Signal h(t) am Ausgang der Hochfrequenz- Modulationseinheit 29 in Bezug auf das niederfrequente Modu lationssignal n(t) am Ausgang des Codegebers 35 in der Schlüsseleinheit 5. Die (Soll-)Beschaffenheit umfasst dabei sowohl den Verlauf des Signals h(t) als auch dessen zeitliche Lage in Bezug auf das niederfrequente Modulationssignal n(t).The nature of the identification signal h (t) and its coupling between the low-frequency modulation signal n (t) is known in the same way to the microprocessor unit 19 in the base unit 3 . This ensures that the micro processor unit 19, the high-frequency modulation unit 41 of the base unit 3 depending on the received signal, which also contains the low-frequency modulation signal n (t) (this signal is of course also included in the output signal of the analog / digital converter 17 ), so that the output signal h (t) of the high-frequency modulation unit 41 has the same (target) nature with respect to the low-frequency modulation signal n (t) as the signal h (t) at the output of the high frequency - Modulation unit 29 with respect to the low-frequency modulation signal n (t) at the output of the code transmitter 35 in the key unit 5 . The (target) quality includes both the course of the signal h (t) and its temporal position in relation to the low-frequency modulation signal n (t).

Das Ausgangssignal der Mischereinheit 39 wird einem Korrela tionsfilter 43 (KFLT) zugeführt, welches beispielsweise als Tiefpassfilter ausgebildet sein kann. Die Größe (beispiels weise Spannung) des Ausgangssignals des Korrelationsfilters 43 ist damit ein Maß für die Übereinstimmung des von der Schlüsseleinheit 5 "reflektierten" und von der Basiseinheit 3 empfangenen Radarsignals, insbesondere hinsichtlich des Vor handenseins und der Übereinstimmung des Verlaufs des hochfre quenten Kennungssignals h(t) mit einem in der Schlüsselein heit 3 bekannten Soll-Verlauf.The output signal of the mixer unit 39 is fed to a correlation filter 43 (KFLT), which can be designed, for example, as a low-pass filter. The size (example voltage) of the output signal of the correlation filter 43 is thus a measure of the correspondence of the radar signal "reflected" by the key unit 5 and received by the base unit 3 , in particular with regard to the presence and the correspondence of the course of the high-frequency identification signal h (t) with a target course known in the unit 3 unit .

Zur Prüfung, ob eine ausreichende Übereinstimmung zwischen den beiden Signalen gegeben ist, wird das Ausgangssignal des Korrelationsfilters 43 einem Komparator 45 (K) zugeführt, welches das Ausgangssignal mit einer festen oder vorbestimm baren Schwelle vergleicht. Wird die Schwelle überschritten, so wird diese Tatsache als "Kennungssignal identifiziert" verstanden, mit der Wirkung, dass die Mikroprozessoreinheit 19 den von ihr bestimmten Abstandswert zwischen der Basisein heit 3 und der Schlüsseleinheit 5 als korrekt bzw. zulässig erkennt. Wird die Schwelle nicht überschritten, so wird die bestimmte Entfernung als unzulässig abgelehnt. In diesem Fall werden weitere Aktionen wie das Freigeben der Schließanlage bzw. einzelner Schlösser der Schließanlage oder das Freigeben der Wegfahrsperre blockiert.To check whether there is sufficient agreement between the two signals, the output signal of the correlation filter 43 is fed to a comparator 45 (K) which compares the output signal with a fixed or predeterminable threshold. If the threshold is exceeded, this fact is understood as "identification signal identified", with the effect that the microprocessor unit 19 recognizes the distance value between the base unit 3 and the key unit 5 that it determines as correct or permissible. If the threshold is not exceeded, the determined distance is rejected as inadmissible. In this case, further actions such as the release of the locking system or individual locks of the locking system or the release of the immobilizer are blocked.

Die Schwelle, ab welcher der Komparator 45 ein "positives" bzw. ein "negatives" Ausgangssignal erzeugt, kann, wie in Fig. 1 dargestellt, von der Mikroprozessoreinheit 19 defi niert und an den Komparator 45 übergeben werden. Insbesondere kann die Schwelle von der Mikroprozessoreinheit 19 abhängig von der Leistung des Empfangssignals bzw. abhängig von der Leistung des der Mikroprozessoreinheit 19 zugeführten Signals ermittelt werden. Insbesondere können für niedrige Empfangs leistungen niedrige Schwellwerte und für hohe Empfangsleis tungen höhere Schwellwerte definiert werden.The threshold from which the comparator 45 generates a “positive” or a “negative” output signal can, as shown in FIG. 1, be defined by the microprocessor unit 19 and transferred to the comparator 45 . In particular, the threshold can be determined by the microprocessor unit 19 as a function of the power of the received signal or as a function of the power of the signal supplied to the microprocessor unit 19 . In particular, low threshold values can be defined for low reception powers and higher threshold values for high reception powers.

Wie vorstehend erläutert, wird bei der in Fig. 1 dargestell ten Ausführungsform des Zugangsberechtigungskontrollsystems 1 in der Schlüsseleinheit dem "reflektierten" Signal ab und zu (gegebenenfalls zusätzlich zum normalen Code) das hochfre quente Kennungssignal aufmoduliert. Der Zeitpunkt dieser Mo dulation und der Modulationscode sind mit dem niederfrequen ten Code des Codegebers 35 vorzugsweise nach einem kryptolo gischen Prinzip verkoppelt, wobei diese Verkoppelung durch die Mikroprozessoreinheit 31 sichergestellt wird. Die Basis einheit 3 empfängt das von der Schlüsseleinheit 5 "reflek tierte" Signal und wertet es bzgl. des Abstands zwischen den beiden Einheiten und bzgl. des niederfrequenten Codes aus. Basierend auf der detektierten Codefolge wird die Hochfre quenz-Modulationseinheit 41 in der Basiseinheit 3 von der Mikroporozessoreinheit 19 mit dem korrekten Korrelationscode geladen. Das empfangene Signal wird dann zu einem Zeitpunkt, der ebenfalls aus der detektierten niederfrequenten Codefolge abgeleitet wird, mit dem hochfrequenten Korrelationscode ge mischt. Mit dem Korrelationsfilter 43, welches beispielsweise als Tiefpassfilter ausgeführt sein kann, wird der Korrelati onsgrad zwischen dem erwarteten Code und dem empfangenen Code bestimmt. Übersteigt der Korrelationsgrad eine bestimmte Schwelle, die mit dem Komparator 45 realisiert wird, wird die Schlüsseleinheit als "gültig" akzeptiert. Bei Vorliegen einer unzureichenden Korrelation wird das Signal der Schlüsselein heit 5 abgewiesen. Die Höhe der Schwelle wird, wie bereits erläutert, abhängig vom Empfangssignal, insbesondere vom Pe gel des Signals des niederfrequenten Codes, festgelegt und von der Prozessoreinheit 19 situationsgerecht angepasst.As explained above, in the embodiment shown in FIG. 1 of the access authorization control system 1 in the key unit the "reflected" signal is modulated from time to time (possibly in addition to the normal code) the high-frequency identification signal. The timing of this modulation and the modulation code are preferably coupled to the low-frequency code of the code transmitter 35 according to a cryptological principle, this coupling being ensured by the microprocessor unit 31 . The base unit 3 receives the "reflected" signal from the key unit 5 and evaluates it with respect to the distance between the two units and with respect to the low-frequency code. Based on the detected code sequence, the high-frequency modulation unit 41 is loaded in the base unit 3 by the microporo processor unit 19 with the correct correlation code. The received signal is then mixed with the high-frequency correlation code at a point in time which is also derived from the detected low-frequency code sequence. The degree of correlation between the expected code and the received code is determined with the correlation filter 43 , which can be designed, for example, as a low-pass filter. If the degree of correlation exceeds a certain threshold, which is realized with the comparator 45 , the key unit is accepted as "valid". If there is an insufficient correlation, the signal of the key unit 5 is rejected. As already explained, the level of the threshold is determined as a function of the received signal, in particular from the level of the signal of the low-frequency code, and is adapted by the processor unit 19 to suit the situation.

An Stelle dieses verhältnismäßig komplexen Verfahrens besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, in der Schlüsselein heit 5 das hochfrequente Kennungssignal h(t) ohne eine kom plizierte kryptologische Verkopplung mit einem niederfrequen ten Modulationssignal n(t) aufzumodulieren. In der Basisein heit 3 wird dann lediglich festgestellt, ob zu einem beliebi gen Zeitpunkt das hochfrequente Kennungssignal in dem empfan genen, von der Schlüsseleinheit 5 "reflektierten" Signal ent halten ist.Instead of this relatively complex method, there is of course also the possibility of modulating the high-frequency identification signal h (t) in the key unit 5 without a complicated cryptological coupling with a low-frequency modulation signal n (t). In the base unit 3 , it is then only determined whether the high-frequency identification signal is contained in the received signal "reflected" by the key unit 5 at any given time.

Auch kann zur weiteren Vereinfachung das hochfrequente Modu lationssignal h(t) immer die selbe Beschaffenheit aufweisen und nicht, beispielsweise hinsichtlich der Kurvenform oder dem Code, abhängig vom Verlauf des niederfrequenten Signals n(t) variiert werden. Das bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 realisierte Grundprinzip des Verwendens eines hochfrequen ten Kennungssignals kann selbstverständlich auch in Verbin dung mit beliebigen Modulationsarten des Radarsignals verwen det werden.Also, for further simplification, the high-frequency modulation signal h (t) can always have the same nature and cannot be varied, for example with regard to the curve shape or the code, depending on the course of the low-frequency signal n (t). The 1 realized basic principle of using a hochfrequen th identification signal in the embodiment of Fig. Can of course also, in conjunction with any types of modulation of the radar signal USAGE be det.

An dieser Stelle sei bemerkt, dass das in Fig. 2 dargestellte gesamte Modulationssignal sowohl das niederfrequente Modula tionssignal n(t) als auch das hochfrequente Kennungssignal h(t) umfasst und somit als Summe dieser beiden Modulations signale aufgefasst werden kann, auch wenn bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Schlüsseleinheit 5 die Modulation des mit der Antenne 23 empfangenen Signals mit den beiden Signalen h(t) und n(t) in jeweils zwei aufeinanderfol genden Schritten in unterschiedlichen Komponenten erfolgt. At this point it should be noted that the entire modulation signal shown in Fig. 2 includes both the low-frequency modulation signal n (t) and the high-frequency identification signal h (t) and can thus be understood as the sum of these two modulation signals, even if the In an embodiment of a key unit 5 shown in FIG. 1, the modulation of the signal received with the antenna 23 with the two signals h (t) and n (t) takes place in two successive steps in different components.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist das hochfrequente Kennungs signal h(t) einen relative komplexen Verlauf auf und besteht zum einen aus "Impulsen" unterschiedlicher Breite, die zudem jeweils eine unterschiedliche Impulsform und einen unter schiedlichen Abstand voneinander aufweisen können.As can be seen from FIG. 2, the high-frequency identification signal h (t) has a relatively complex profile and consists, on the one hand, of “pulses” of different widths, each of which can also have a different pulse shape and a different distance from one another.

Selbstverständlich kann für das Aufprägen der in Fig. 2 dar gestellten Signale auf das Empfangssignal in der Schlüssel einheit 5 ebenfalls jedes beliebige Modulationsverfahren ver wendet werden. Es ist lediglich sicherzustellen, dass das ge sendete Signal und von der Basiseinheit 3 empfangene Signal korrekt demoduliert werden kann.Of course, any desired modulation method can also be used for impressing the signals shown in FIG. 2 onto the received signal in the key unit 5 . It is only necessary to ensure that the signal sent and the signal received by the base unit 3 can be correctly demodulated.

Abweichend von der Darstellung in Fig. 2 muss das hochfre quente Kennungssignal h(t) selbstverständlich nicht im We sentlichen die selbe Amplitude aufweisen, wie das niederfre quente Signal n(t). Vielmehr kann, wie bereits ausgeführt, die Signalenergie des Kennungssignals in einem einzelnen Zeit- oder Frequenzfenster so gewählt sein, dass sie unter halb der Rauschschwelle üblicher Detektoren liegt bzw. im Signalpegel so deutlich unter dem niederfrequenten Code liegt, dass die Dynamik üblicher Detektoren zur Detektion beider Signale nicht ausreicht (Spread-Spektrum-Verfahren). Das Vorhandensein eines derartig modulierten Signals kann dann, wie in Fig. 1 dargestellt, nur mit einem Korrelations empfänger, dem der zugrunde liegende Code bekannt ist, sicher nachgewiesen werden.In a departure from the representation in FIG. 2, the high-frequency identification signal h (t) does not of course have to have essentially the same amplitude as the low-frequency signal n (t). Rather, as already stated, the signal energy of the identification signal can be selected in a single time or frequency window in such a way that it lies below half the noise threshold of conventional detectors or in the signal level is so significantly below the low-frequency code that the dynamics of conventional detectors for detection both signals are not sufficient (spread spectrum method). The presence of such a modulated signal can then, as shown in FIG. 1, only be reliably detected with a correlation receiver, to which the underlying code is known.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Zugangsbe rechtigungskontrollsystems, bei dem in der Basiseinheit 3 ei ne Möglichkeit vorgesehen ist, die Modulation bei dem verwen deten FMCW-Radarverfahren von Messvorgang zu Messvorgang oder regelmäßig oder unregelmäßig nach einer bestimmten Anzahl von Messvorgängen zu ändern. Hierzu steuert die Mikroprozessor einheit 19 den Digital/Analog-Wandler 21 so an, dass sich ein den frequenzverstimmbaren Oszillator 7 ansteuernder Span nungsverlauf v(t) ergibt, welcher am Ausgang des frequenzverstimmbaren Oszillators 7 ein Hochfrequenzsignal erzeugt, dessen Frequenz sich jeweils unterschiedlich zwischen einer Minimalfrequenz und einer Maximalfrequenz ändert. Die zeitli che Abhängigkeit der Frequenz ist in dem in Fig. 3 darge stellten Diagramm für die beispielhaften Verläufe M1, M2 und M3 dargestellt. Fig. 3 shows a further embodiment of an access authorization control system in which a possibility is provided in the base unit 3 to change the modulation in the FMCW radar method used from measurement process to measurement process or regularly or irregularly after a specific number of measurement processes. For this purpose, the microprocessor unit 19 controls the digital / analog converter 21 in such a way that a voltage curve v (t) which drives the frequency-tunable oscillator 7 results, which generates a high-frequency signal at the output of the frequency-tunable oscillator 7 , the frequency of which varies between one Minimum frequency and a maximum frequency changes. The temporal dependence of the frequency is shown in the diagram shown in FIG. 3 for the exemplary profiles M1, M2 and M3.

Dieses Grundprinzip einer von Abstandsmessvorgang zu Ab standsmessvorgang geänderten Modulation des ausgesendeten Ra darsignals ist selbstverständlich nicht nur in Verbindung mit dem in Fig. 3 angewendeten FMCW-Verfahren anwendbar, sondern praktisch mit jedem Radarverfahren, welches eine Modulation des Sendesignals beinhaltet, beispielsweise auch bei FSCW- Verfahren oder bei Pulskompressionsverfahren. Bei Letzterem wird das Zeit-Bandbreite-Produkt entsprechend regelmäßig oder unregelmäßig geändert.This basic principle of modulation of the emitted radar signal changed from distance measurement process to distance measurement process can of course not only be used in connection with the FMCW method used in FIG. 3, but practically with any radar method which includes a modulation of the transmitted signal, for example also with FSCW Process or in pulse compression processes. In the latter case, the time-bandwidth product is changed regularly or irregularly.

Diese zusätzliche Maßnahme führt zu einer weiteren Verbesse rung der Sicherheit eines Zugangsberechtigungskontrollsystems gegen nicht berechtigte Eingriffe von außen.This additional measure leads to further improvements security of an access authorization control system against unauthorized external interference.

Wie in Fig. 3 dargestellt, kann diese Möglichkeit zur Verbes serung der Sicherheit auch unabhängig von der Verwendung ei nes hochfrequenten Kennungssignals verwendet werden. In die sem Fall kann auf die in der Basiseinheit nach Fig. 1 enthal tene Korrelations-Detektoreinheit 47 verzichtet werden. In gleicher Weise kann dann selbstverständlich auf die Verwen dung eines Mischers 27 und einer Hochfrequenz- Modulationseinheit 29, wie sie in Fig. 1 in Verbindung mit der Schlüsseleinheit 1 dargestellt ist, verzichtet werden. In diesem Fall ergibt sich dann die Darstellung gemäß Fig. 3.As shown in Fig. 3, this way of improving security can also be used regardless of the use of a high-frequency identification signal. In this case, the correlation detector unit 47 contained in the base unit according to FIG. 1 can be dispensed with. In the same way, use of a mixer 27 and a high-frequency modulation unit 29 , as shown in FIG. 1 in connection with the key unit 1 , can of course be dispensed with. In this case, the illustration according to FIG. 3 then results.

Selbstverständlich kann jedoch das Zugangsberechtigungskon trollsystem gemäß Fig. 3 durch das Hinzufügen der vorgenann ten Komponenten zu einem System erweitert werden, welches so wohl die Möglichkeit der Verwendung eines hochfrequenten Ken nungssignals als auch die Verwendung einer sich von Messvorgang zu Messvorgang ändernden Modulation des Radarsignals re alisiert.Of course, the access authorization control system according to FIG. 3 can be expanded by adding the aforementioned components to a system which realizes both the possibility of using a high-frequency signal and the use of a modulation of the radar signal that changes from measurement process to measurement process .

Auch bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform einer Einheit zur Datenübertragung bzw. Messung des Abstands zwi schen einer Basiseinheit und einer Schlüsseleinheit wurde auf die Darstellung der Komponenten verzichtet, die für das sichere Erkennen der Zulässigkeit der übertragenen Daten bzw. des Messergebnisses erforderlich sind, also auf die Komponen ten der Korrelations-Detektoreinheit 47 (vgl. die Basisein heit 3 in Fig. 1) und auf die Komponenten zur Erzeugung und zur Aufmodulation des hochfrequenten Kennungssignals h(t) in einer Schlüsseleinheit, also auf die in Fig. 2 in Verbindung mit der Schlüsseleinheit dargestellten Komponenten 27 und 29. Bei Verwendung einer Einheit gemäß Fig. 4 sowohl in der Basiseinheit als auch in der Schlüsseleinheit kann in jeder dieser Einheiten eine Abstandsmessung vorgenommen werden. Werden bei der Einheit in Fig. 4 zusätzlich die Korrelations detektoreinheit 47 und eine Mischereinheit 27 und eine Hoch frequenzmodulationseinheit 29 verwendet, so kann dieses Mess ergebnis gegenüber dem nachstehend beschriebenen Verfahren mit noch größerer Sicherheit ermittelt werden.Even in the embodiment of a unit for data transmission or measurement of the distance between a base unit and a key unit shown in FIG. 4, the components that are necessary for reliably recognizing the permissibility of the transmitted data or the measurement result have been omitted, that is, on the components of the correlation detector unit 47 (cf. base unit 3 in FIG. 1) and on the components for generating and modulating the high-frequency identification signal h (t) in a key unit, that is, on those in FIG. 2 in Connection with the key unit shown components 27 and 29 . When using a unit according to FIG. 4 both in the base unit and in the key unit, a distance measurement can be carried out in each of these units. If the correlation detector unit 47 and a mixer unit 27 and a high-frequency modulation unit 29 are additionally used in the unit in FIG. 4, this measurement result can be determined with even greater certainty compared to the method described below.

Bereits mit der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform er gibt sich jedoch eine Verbesserung der Sicherheit gegenüber äußeren Eingriffen dadurch, dass beispielsweise das in der Schlüsseleinheit bestimmte Ergebnis für den Abstand zwischen den beiden Einheiten, vorzugsweise in kodierter Form, an die Basiseinheit übermittelt wird. Die Basiseinheit kann dann prüfen, ob das von ihr bestimmte Abstandsmessergebnis hinrei chend genau mit dem ihr von der Schlüsseleinheit übermittel ten Abstandsergebnis übereinstimmt. Ist dies nicht der Fall, so kann das Messergebnis als unzulässig verworfen werden. Weitere Aktionen können dann blockiert werden.Even with the embodiment shown in FIG. 4, however, there is an improvement in security against external interventions by, for example, transmitting the result determined in the key unit for the distance between the two units, preferably in coded form, to the base unit. The base unit can then check whether the distance measurement result determined by it matches the distance result transmitted by the key unit with sufficient accuracy. If this is not the case, the measurement result can be rejected as inadmissible. Further actions can then be blocked.

Das Übermitteln des Messergebnisses zwischen den Einheiten kann bei der Ausführungsform nach Fig. 4 mittels eines Kommunikationsmoduls 49 (BKE) erfolgen, welche ein Senden und Emp fangen von Daten ermöglicht. Das Kommunikationsmodul 49 kann dabei auf beliebige Weise ausgebildet sein.In the embodiment according to FIG. 4, the measurement result can be transmitted between the units by means of a communication module 49 (BKE), which enables data to be sent and received. The communication module 49 can be designed in any way.

Im Übrigen umfasst die in Fig. 4 dargestellte Einheit zur Ab standsmessung und Datenübertragung die Komponenten der Basis einheit in Fig. 3 sowie die Komponenten der in dieser Figur dargestellten Schlüsseleinheit 5. Auf die Prozessoreinheit 31 der Schlüsseleinheit 5 kann verzichtet werden, da deren Funk tion, ebenso wie die Funktion der Mikroprozessoreinheit 19 der Basiseinheit 3 von einer einzige Mikroprozessoreinheit 19' übernommen werden kann.Otherwise, the unit for distance measurement and data transmission shown in FIG. 4 comprises the components of the base unit in FIG. 3 and the components of the key unit 5 shown in this figure. The processor unit 31 of the key unit 5 can be dispensed with, since its function, like the function of the microprocessor unit 19 of the base unit 3 , can be taken over by a single microprocessor unit 19 '.

Die Messvorgänge und die Kommunikation können bei der Ausfüh rungsform nach Fig. 4 in unterschiedlichen Frequenzbändern erfolgen, im Zeitmultiplex oder mit nicht korrelierten Signa len. Darüber hinaus kann auf die Verwendung von mehreren An tennen verzichtet werden, wenn die unterschiedlichen Signale über Umschalter oder Filter getrennt werden. Des Weiteren kann die Entfernungsmesseinheit in der Lage sein, Kommunika tionssignale zu erzeugen, beispielsweise durch die Ausbildung des Hochfrequenzverstärkers 9 als schaltbaren Verstärker, dem ein weiteres von der Mikroprozessoreinheit 19' erzeugtes Da tensignal d(t) zugeführt wird. Dieses wird dann dem Ausgangs signal des frequenzverstimmbaren Verstärkers 7 aufmoduliert und kann von der jeweils empfangenden Einheit in gleicher Weise detektiert werden, wie dies vorstehend für das Detek tieren des Codesignals bzw. niederfrequenten Korrelationssig nals n(t) beschrieben wurde.The measurement processes and the communication can take place in the embodiment according to FIG. 4 in different frequency bands, in time division multiplexing or with uncorrelated signals. In addition, the use of several antennas can be dispensed with if the different signals are separated using switches or filters. Furthermore, the distance measuring unit can be able to generate communication signals, for example by designing the high-frequency amplifier 9 as a switchable amplifier, to which a further data signal d (t) generated by the microprocessor unit 19 'is supplied. This is then modulated onto the output signal of the frequency-detunable amplifier 7 and can be detected by the respective receiving unit in the same way as was described above for the detection of the code signal or low-frequency correlation signals n (t).

Für den Fall, dass die Entfernungsmesseinheit Kommunikations signale erzeugen und detektieren kann, ist es selbstverständ lich möglich, auf das in Fig. 4 dargestellte Kommunikations modul 49 zu verzichten.In the event that the distance measuring unit can generate and detect communication signals, it is of course possible to dispense with the communication module 49 shown in FIG. 4.

In gleicher Weise kann die Kommunikation selbstverständlich über das Backscatter-Modul der in Fig. 4 dargestellten Einheit erfolgen. Hierzu muss lediglich der Codegeber 35 von der Mikroprozessoreinheit 19' so angesteuert werden, dass er nicht nur einen festen Code senden kann, sondern die ge wünschten Daten. Das Empfangen dieses Signals kann dann wie derum wie oben beschrieben erfolgen.In the same way, communication can of course take place via the backscatter module of the unit shown in FIG. 4. For this purpose, only the code transmitter 35 must be controlled by the microprocessor unit 19 'in such a way that it can not only send a fixed code, but the desired data. This signal can then be received as described above.

Claims

1. Method for data transmission between a base unit and a mobile key unit of an access authorization control system, in particular for motor vehicles,

a) in which a carrier signal is modulated with a low-frequency signal (n (t)) and is transmitted from the transmitting unit ( 3 ; 5 ) to the receiving unit ( 5 ; 3 ) and is demodulated therein,

characterized by

a) that with the low-frequency signal (n (t)) modulated carrier signal in the transmitting unit ( 3 ; 5 ) at one or more predetermined or pre-determinable positions in time a high-frequency identification signal (h (t)) is modulated or added ,
b) the respective receiving unit ( 5 ; 3 ) also knowing the target condition of the high-frequency identification signal (h (t)) and the one or more temporal positions,
c) that in the respective receiving unit ( 5 ; 3 ) to determine the identity of the sending unit ( 3 ; 5 ) the received signal is checked for the presence of the identification signal (h (t)) and its correspondence with the target condition and
d) that the demodulated low-frequency signal (n (t)) is only recognized as permissible if a positive test result has been determined.

2. Method for determining the distance between a base unit and a mobile key unit of an access authorization control system, in particular for motor vehicles,

a) in which a radar signal is generated and transmitted in at least one of the two units ( 3 ; 5 ),
b) in which an active or passive backscatter signal or an active response signal derived from the received signal is generated by the other unit ( 5 ; 3 ) when the radar signal is received, which has the distance information contained in the received radar signal, and
c) in which the backscatter signal or the response signal is received by the unit transmitting the radar signal ( 3 ; 5 ) and evaluated in the sense of determining the distance,

characterized,

a) that a high-frequency identification signal (h (t)) is modulated or added to the backscatter signal or the response signal at one or more predetermined or predeterminable temporal positions,
b) the unit transmitting the radar signal ( 3 ; 5 ) also being aware of the desired nature of the high-frequency signal (h (t)) and the one or more temporal positions,
c) that in the unit ( 3 ; 5 ) transmitting the radar signal, the received backscatter signal or response signal is checked for the presence of the identification signal (h (t)) and its correspondence with its target condition, and
d) that the distance is only detected or that a determined result for the distance was only recognized as being reliable.

3. The method according to claim 2, characterized in that the radar signal and / or the backscatter or response signal modulates a low-frequency signal (n (t)) becomes.

4. The method according to any one of the preceding claims characterized by that the high-frequency identification sig nal (h (t)) a complex modulation scheme and / or one Has code.

5. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the modulation scheme and / or the code and / or the one or more predetermined th temporal positions of the identification signal with the low frequency signal in a predetermined combination slope.

6. The method according to claim 5, characterized in that the low frequency signal is a digital signal and that the predetermined relationship with the modulation scheme and / or the code and / or the one or more a predetermined cryptological positions is related.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the signal energy of the identification signal (h (t)) is below the noise threshold of conventional receivers, in particular receivers not designed as correlation receivers, and that the identification signal in the respective receiving unit ( 5 ; 3 ) is detected by means of a correlation detector unit ( 47 ).

8. The method according to claim 7, characterized in that the threshold for the degree of correlation between one that Identification signal (h (t)) comprising part of the received signal nals and the target identification signal depending on the Emp power of the received signal or the received level of the low-frequency signal (n (t)) is determined.

9. The method according to any one of claims 2 to 8, characterized ge indicates that the radar signal is a modulated Trä gerfrequency, the distance measurement by ei comparison of the information contained in the modulation tion and the passively or actively reflected signal o the corresponding informa contained in the response signal tion is carried out.

10. The method according to claim 9, characterized in that the modulation after each distance measurement or after because of a regular or irregular number of Distance measurements is changed.

11. The method according to claim 10, characterized in that the repetition rate when using the FMCW method and / or the slope of the frequency ramp when in use of the FSCW method, the size of the frequency steps or when using the pulse compression method, the time Bandwidth product within specified limits at random, is changed.

12. Access authorization control system, in particular for motor vehicles, which in particular implements the method according to one of the preceding claims,

a) with a base unit ( 3 ) and at least one mobile key unit ( 5 ), each unit ( 3 ; 5 ) having a transmitting and receiving unit,

characterized,

a) that in at least one unit ( 5 ) the transmission and reception unit in question comprises a radio-frequency modulation unit ( 29 ) which transmits a radio-frequency identification signal (h (t)) to a signal to be transmitted at one or more predetermined o or the predetermined time positions modulated o which is added
b) the unit receiving the transmitted signal ( 3 ) also the target condition of the high-frequency identification signal (h (t)) and the one or the several temporal positions are known,
c) that in the respective receiving unit ( 3 ) there is a detector unit ( 47 ) which, to determine the identity of the sending unit, the received signal for the presence of the identification signal (h (t)) and its correspondence with the target Checks texture.

13. Access authorization control system according to claim 12, characterized in that in the at least one unit the transmission and reception unit in question comprises, in addition to the high-frequency modulation unit ( 29 ), a low-frequency modulation unit ( 25 ) which modulates the signal to be transmitted with a digital data signal .

14. Access authorization control system according to claim 12 or 13, characterized in that in the at least one unit ( 5 ) the respective transmitting and receiving unit is designed as an active or passive backscatter unit.

15. Access authorization control system according to one of claims 12 to 14, characterized in that the detector unit ( 47 ) is designed as a correlation detector unit, which has a degree of correlation between the desired condition of the identification signal (h (t)) and the received signal in the received signal contained identification signal that the detector unit ( 47 ) compares the degree of correlation with a predetermined threshold and, if the threshold is exceeded, identifies the unit ( 3 ) transmitting the received signal as a permissible source of information.

16. Access authorization control system according to one of claims 12 to 15, characterized in that in the detector unit ( 47 ) having unit ( 3 ) the transmitting and receiving unit is designed as a radar signal transmitting and receiving unit or in addition to the transmitting and receiving unit a radar signal transmitting and Empfangsein is integrated provided, wherein the radar signal transmission and reception unit which, or the response signal at least produced a unit (5) from that of the at least one unit (5) passively or actively reflected signal (Backscattersignal) which also contains the identification signal, evaluates it in the sense of a distance measurement and only defines the result of the distance measurement as permissible or determines the result of the distance measurement only if the detector unit ( 47 ) simultaneously produces a positive result when checking the identification signal (h (t) ) delivers.

17. Access authorization control system according to claim 16, characterized in that a radar signal transmitting and receiving unit is provided both in the base unit ( 3 ) and in each key unit ( 5 ), that the key unit ( 5 ) has a distance value determined by it Base unit ( 3 ) sends and this compares the distance value transmitted by it from the key unit ( 5 ) and defines it as permissible only if the deviations of the distance values lie within predetermined tolerances.

18. Access authorization control system according to claim 16 or 17, characterized in that the radar signal transmission and receiving unit according to the FMCW, FSCW or the pulse comm compression process works and that when using the FMCW method the repetition rate and / or the slope the frequency ramp, when using the FSCW method the Size of the frequency steps or when using the pulse compression process the time-bandwidth product inside change half of predetermined limits, preferably randomly is changed.