利用用户便携式设备通过超高频以便激活车辆功能的方法和用于激活功能的相关联的装置

技术领域

本发明涉及一种利用用户便携式设备（例如智能手机，英文中的“smartphone”）通过超高频以便激活车辆的BLE

本发明更具体地应用于用于通达机动车辆的“免提”通达系统。用于通达机动车辆的所谓“免提”通达系统允许授权用户锁定和/或解锁其车辆的开启部件（ouvrant），而不必物理地按下钥匙上的按钮。为此，车辆识别由用户携带的便携式设备，例如密钥卡（badge）或遥控器，或者甚至是钥匙，并且如果密钥卡或遥控器或钥匙位于车辆周围或车辆中的预定区域中，并且被识别为属于车辆，则车辆根据用户的意图自动锁定/解锁其开启部件，而无需用户物理地操纵钥匙。

背景技术

这种“免提”通达系统对于本领域技术人员来说是已知的。它通常由车辆上的电子控制单元、位于车辆上的一个或多个射频（LF）天线以及由用户携带的包括RF天线的密钥卡或遥控器组成。

经由RF天线和电子控制单元实现的在便携式设备和车辆之间的识别符交换允许车辆识别便携式设备，并且使得可以触发车辆的开启部件的锁定或解锁。

识别符可以包含在除了密钥卡或遥控器之外的便携式设备中；例如，它可以包含在由用户携带的移动电话或智能手机中，或者包含在由用户佩戴的表中。

识别符交换通常经由射频（RF）波和低频（LF）波进行。车辆首先经由LF天线发射LF询问信号，并且如果便携式设备位于所述信号的接收区域（即，在车辆周围的预定区域）内，则该便携式设备将包含其识别符的RF存在消息发送回车辆。

在车辆周围的便携式设备的精确定位是通过测量由便携式设备（经由天线和电子控制单元）接收的源自车辆的LF信号的强度来实现的，该测量结果通常被称为RSSI（“接收信号强度指示”测量结果，或在接收时由天线接收的信号的功率测量结果）。由车辆车载的定位设备接收并分析由便携式设备接收的源自每个LF天线的信号的功率测量结果，从而确定便携式设备相对于所述LF天线的位置，也就是便携式设备相对于车辆的位置。

根据由车辆识别的便携式设备的位置，在所述位置区域中，自动执行特定于所述位置区域的一些动作/功能：解锁/锁定或乘客车厢照明系统的初步激活（也称为“欢迎照明”）。

RSSI测量结果使得可以在定位区域中（也就是说在车辆周围）精确地定位便携式设备，从而使得当在车辆内部检测到便携式设备时，不仅可以锁定/解锁开启部件，而且可以启动车辆。

如果便携式设备是移动电话，则与车辆的RF（例如在ISM频带）和LF（例如在125kHz）通信并不总是可能的，因为大多数移动电话不具备如下的任何RF或LF通信装置，这些通信装置的频率与在与车辆通信期间使用的频率兼容，例如对于RF而言为315 MHz和433.92 MHz的频率，以及对于LF而言为125 kHz的频率。

另一方面，移动电话现在采用Bluetooth

因此，有必要使“免提”通达和/或启动系统适应于车辆，使得其也能够与配备有Bluetooth

Bluetooth

考虑到Bluetooth

现有技术中用于提高便携式设备的位置精度的一种解决方案包括进行大量RSSI测量，以便提高最终RSSI值的精度。为此，已知使用至少20个RSSI测量结果，然后对收集的20个测量结果应用统计计算（例如平均值或中值的计算），以便从中确定可靠的最终RSSI值。

然而，执行20次RSSI测量需要在BLE模式下发送20条消息：如果便携式设备位于BLE通信接收区域内，则在BLE模式下发送给便携式设备的每条消息之后将会有包含RSSI测量结果的响应。在BLE协议中，这些BLE消息也被称为“广播”帧或以“广播”模式发送的帧。

然而，Android移动操作系统不允许以小于100 ms的周期发送BLE“广播”帧。该周期限制是由Android操作系统为BLE应用强加的。

因此，为了发送20帧，每帧之间的时间间隔为100 ms，仅在2秒后就能够确定可靠的RSSI值。当用户希望打开他的车辆时，用于定位用户便携式设备并因此激活相关功能（例如解锁车辆的开启部件）的该2秒延迟太长，并且会产生墙效应。换言之，当所述用户触碰他的车辆门把手时，他的便携式设备还没有位于车辆周围的安全周界内，且门未解锁。

本发明提出了一种利用用户便携式设备通过超高频通信以便激活车辆功能的方法，以及用于激活功能的相关联的装置，从而使得有可能克服这些缺点。

在这种情况下，本发明提出了一种通过超高频波以便激活功能的方法，从而允许远程激活车辆功能（例如开启部件的远程解锁/锁定），该方法比现有技术更快且更可靠。

发明内容

本发明提出了一种利用用户便携式设备通过超高频通信以便激活机动车辆的功能的方法，该方法基于所述便携式设备在车辆周围的预定区域中的存在，所述便携式设备在至少一个信令信道上以预定的周期发送第一信令事件，所述第一事件包括包含数据块的至少一个信令帧，所述方法的特征在于：

a. 在所述周期期间，预定数量的附加信令事件被发送到车辆，发送的信令事件通过数据块中附加识别符的存在而相互区分，

b. 对于由所述车辆接收的每个事件的每个信令帧，从车辆接收请求信号，

c. 当由便携式设备接收到请求信号时，发送包括接收的请求信号的强度值的响应帧，

d. 基于接收的信号的强度值，确定便携式设备在预定区域中的一者中的存在，

e. 基于由此确定的便携式设备的存在，激活车辆功能。

优选地，数据是二进制的，并且事件识别符呈至少一个附加位的形式。

有利地，超高频通信可以是BLE

优选地，每个信令事件包括在BLE通信协议的三个标准化信令信道的至少一个上的至少一个附加信令帧。

方便地，用户便携式设备包括Android

本发明还适用于包括超高频通信装置的任何用户便携式设备，该超高频通信装置包括天线和收发器，所述便携式设备被设计成在至少一个信令信道上以预定的周期发送第一信令事件，所述第一事件包括包含数据块的至少一个信令帧，其特征在于，该便携式设备还包括：

a. 用于向数据块添加事件识别符的装置，

b. 用于在预定的周期期间发送附加信令事件的装置。

用户便携式设备包括计算机程序产品，其特征在于，它包括一组程序代码指令，当这些程序代码指令被一个或多个处理器执行时，配置一个或多个处理器将信令事件识别符添加到信令事件的信令帧的数据块中，并且在预定的周期期间发送附加信令事件。

优选地，超高频通信是具有的频率在2.4 GHz和2.5 GHz之间的BLE

有利地，每个信令事件包括在BLE通信协议的三个标准化信令信道的至少一个上的至少一个附加信令帧。

更具体地，用户便携式设备包括Android

附图说明

通过阅读下面的描述，本发明的其他特征和优点将变得更加明显。该描述纯粹是说明性的，并且应当参考附图来阅读，其中：

[图1]：图1示意性地示出了车辆V以及位于车辆V周围的区域ZD2中的附近的便携式设备SD，

[图2]：图2示出了根据现有技术的两个相同信令事件的发送，根据现有技术，这两个信令事件由通过BLE协议强加的周期T分开，

[图3]：图3示出了根据本发明的多个信令事件AD1，AD2…ADN在周期T期间以连续的方式的发送，

[图4]：图4示出了根据本发明对于每个信令事件AD1，AD2…AND在信道37上发送的信令帧ADV_IND，

[图5]：图5示意性地示出了在便携式设备SD和车辆V之间交换的帧的序列，从而允许从便携式设备SD向车辆V发送RSSI测量结果，

[图6]：图6示出了根据本发明的便携式设备SD，

[图7]：图7是示出根据本发明的用于激活车辆功能的方法的流程图。

具体实施方式

如已经解释的，根据现有技术的用于通过BLE通信激活车辆功能的方法并不稳健。这如图1所示。在图1中，携带用户便携式设备SD的用户U位于距他的车辆V一定距离处的区域ZD2中，该区域ZD2不允许车辆V的开启部件的远程解锁。车辆V上的中央控制单元10经由车辆V上的BLE天线10接收由便携式设备SD接收并由所述天线A预先发射的BLE信号的一个或多个RSSI测量结果。该BLE RSSI信号受到环境的强干扰，并且在用户的合理周期内接收的值的数量不足。控制单元10对该信号的分析是失真的，结果是控制单元10将便携式设备SD定位在车辆周围的附近区域ZD1（位于距控制单元10 距离D1处），该区域ZD1授权车辆V的开启部件的远程解锁。车辆V因而被解锁，而用户实际上远离他的车辆V，并且位于车辆V周围具有较大半径D2的区域ZD2中，该区域未被授权解锁车辆V。这对于用户财产或者位于车辆V中财产的安全表现出主要缺点，因为存在车辆被盗的显著风险。因此，有必要获得更大的RSSI测量样本，从而不仅提高便携式设备的定位精度，而且提高所述定位的速度，以便克服现有技术中提到的问题，在这种情况下是“墙”效应。

本发明提出了一种用于激活车辆功能的方法，该方法使得克服上述缺点成为可能。

根据现有技术，图2示出了连续的两个相同事件，称为“广播”事件或信令事件AD1，包括由便携式设备SD在BLE协议的三个标准化信道（也就是说信道37、CH37、信道38、CH38和信道39、CH39）上发送的信令帧ADV_IND。信令事件AD1以由所述设备的Android操作系统强加的100 ms的最小周期发送。信道上信令帧的每次发送持续3 ms。因此，信令事件持续大约10 ms，且因此有大约90 ms的周期，在此周期期间没有信令帧被发送。

在位于顶部处的第一幅图中，图4针对信令事件AD1示出了根据现有技术在标准化BLE通信信道（例如信道37，CH37）上发送的帧的结构。信令帧包括四个连续的块：前同步码PRBLE、访问地址ACCESS ADDRESS、称为PDU1（“协议数据单元”）的数据以及校验和CHKSUM1。

数据PDU1通常包括发射机的识别符（例如发送信令帧的智能手机的识别符），以及在其上发送数据的信道CH37、CH38或CH39的识别符。

该协议的数据PDU1通常以二进制语言编码，并且是“0”和“1”交替位的串的形式。

本发明提出通过向其添加事件识别符id来修改在每个信道上发送的每个信令帧中所包含的协议的数据块PDU1。该事件识别符id包括添加到数据块PDU1的至少1个附加位。

因此，第一信令事件AD1的发送包括三个帧，每个帧在单独的信道CH37、CH38和CH39上发送，并且每个帧在数据块中包括附加位，例如编码为“0”，以便将该事件识别为第一事件AD1。

根据本发明，则提出在第一事件AD1之后（也就是说在第一事件AD1的发送开始之后10 ms，而不是如现有技术中的100 ms）发送具有三个帧的第二信令事件AD2，则每个帧在其数据块中包括附加位id，这次编码为“1”，以便将该事件识别为第二事件AD2，并将其与第一事件AD1区分开。

在根据本发明的方法的一个优选实施例中，数据块包括呈2个添加位形式的事件识别符id，因此可以获得四种不同的信令事件状态，并且能够在发送第二事件AD2之后发送第三信令事件AD3，然后是第四信令事件AD4的发送。

这如图4所示：

a. 第一信令事件AD1包括数据帧PDU1上游的两个附加添加位“00”（图4中的圆圈），

b. 第二信令事件AD2包括数据帧PDU2上游的两个附加添加位“10”（图4中的圆圈），不同于第一事件的位。

c. 最后的“N”（在这种情况下，N = 4，因此是第4个）信令事件ADN还包括仍然在数据帧PDUN的上游的两个附加位“11”（图4中的圆圈），不同于第一、第二和第三（未示出）信令事件的位。

因此，根据本发明，在100 ms的周期内，发送至少一个附加信令事件（在该示例中是两个附加信令事件AD2，AD3），而不是根据现有技术的单个事件AD1。这在图3中示出。实际上，申请人发现，在100 ms的周期内发送最多7个信令事件是可能的。实际上，由于控制信令事件发送的BLE堆栈的激活中的延迟所致，这些发送被不可控的延迟所分隔。所观察到的是，这些延迟将每个预定的周期的信令事件的可能数量减少到7个（而不是10个，10等于周期（100 ms）除以事件的持续时间（10 ms））。

信令事件的这些连续发送是可能的，因为尽管BLE协议在重复发送同一个信令事件（在这种情况下，例如AD1，这被称为“项目”）之间强加了100 ms的周期，但是它没有提到创建多个项目并一个接一个地连续发送它们的可能性。通过向信令帧的数据块巧妙添加附加事件识别符id，使得这些连续发送成为可能，从而使得可以将每个新项目或信令事件与先前发送的那些区分开来。因此，在100 ms的周期期间，依赖于各种项目的多个信令事件AD1、AD2...ADN被发送，而不是根据现有技术的单个事件AD1或单个项目被发送。当然，同一个项目的信令事件的重复发送之间的100 ms的周期是被遵守的。因此，每个发送的项目具有100 ms的事件周期，如由Android操作系统所规定的。

根据BLE协议4.2版本和更高版本，数据帧PDU1、PDU2...PDUN的最大尺寸也使得本发明成为可能，该数据帧可以包括多达250个数据位，并且其甚至是可扩展的。

根据BLE协议，由车辆V接收到由便携式设备SD发送的三个信令事件AD1、AD2、AD3的帧之后，对于每个帧，发送由车辆发送的且被称为SCAN_REQUEST的请求信号。根据BLE协议，当便携式设备接收到请求信号SCAN_REQUEST时，便携式设备SD通过发送称为SCAN_RESPONSE的响应帧来响应车辆V。该响应帧包含由便携式设备SD测量的请求信号的RSSI值，更具体地说是接收的信号的强度。这如图5所示。因此，车辆从便携式设备SD接收多个RSSI值，并且因此能够确定便携式设备SD在车辆V周围的预定区域ZD1、ZD2中的一者中的存在或不存在。

根据本发明，在100 ms的周期期间，并且根据所示的示例，车辆V因此接收到比现有技术多三倍的RSSI测量结果，最多接收到比现有技术多七倍的RSSI测量结果。然而，由于在100 ms的周期期间发送了七个信令事件，便携式设备的消耗显著增加。申请人认为在100ms的周期期间发送三个信令事件足以显著减少定位便携式设备SD的持续时间。

因此，根据这里所示的示例，便携式设备SD的定位比现有技术快三倍，并且持续40秒，而不是根据现有技术的2分钟。

因此，根据本发明并在图7中示出的用于激活车辆V功能的方法包括以下步骤：

在第一步骤E0中，初始化该方法，并且对于第一信令事件ADi（其中i=1），将两个附加编码位形式的附加事件识别符id添加到具有三个信令帧ADV_IND（每个信道一帧）的数据块PDUi（步骤E1），其中i=1。

在下一步骤E2中，发送第一信令事件AD1。

在步骤E3中，当由车辆接收到第一信令事件AD1时，对于每个接收的信令帧，由车辆将请求信号“SCAN_REQ”发送到便携式设备SD。

在下一步骤中，便携式设备SD在接收到请求信号后，转而发送对每个请求信号的响应（也就是说在每个信道上），即三个响应，称为“SCAN_RESP”。每个响应包含由便携式设备SD接收的信号（例如SCAN_REQ）强度的RSSI测量结果。

如果发送的信令事件的数量小于预定数量N（在我们的示例中N=3），则i递增，i=i+1，并且通过预先修改添加（步骤E1和E2）到数据块PDUi（其中i=2）的事件识别符id的一个和/或多个附加位的编码，对第二信令事件AD2重复前面的步骤，以便将该事件识别为第二事件AD2，并将其与第一事件AD1区分开。

如果信令事件的数量大于预定数量N，也就是说i>N，那么对这样接收的RSSI测量结果执行统计计算，例如但不限于所述测量结果的平均值RSSImoy。

术语“统计计算”被理解为意指使得可以基于接收的RSSI测量结果收敛于单个RSSI测量结果的任何函数或一系列数学函数。

因此，该RSSI值RSSImoy使得可以确定便携式设备SD在车辆周围的预定区域ZD1、ZD2中的一者中的存在（步骤E7）。RSSI值由车辆V接收并处理，以便确定便携式设备SD在预定区域中的一者中的存在。

根据便携式设备SD在所述区域中的存在，则激活车辆功能（步骤E8a）。

如果便携式设备SD不位于车辆V周围的任何预定区域中，则没有任何功能被激活（步骤E8b）。

为了执行根据本发明的用于激活功能的方法，便携式设备SD包括：

a. 用于BLE通信的装置，包括天线A和BLE收发器M2，

b. 用于添加事件识别符id的装置M1，该事件识别符id呈编码位的形式，其被添加到每个信令事件的信令帧的数据块PDUi中，

c. 用于在预定的周期T期间发送附加信令事件的装置M3。

所述用于添加事件识别符的装置M1和发送装置M3是呈软件形式的，被包含在例如便携式设备SD的微控制器中。用于发送附加信令事件的装置包括内部时钟和前一帧结束的信令（也称为标志），也就是说用于保证信号已经被发送的软件中断，其间隔与帧的长度相关。

因此，本发明使得可以方便且廉价地显著增加每单位时间的RSSI测量次数，以便快速定位在车辆V周围预定区域中的便携式设备SD，从而激活或不激活相应的车辆功能。