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2018年8月 5日 (日)

315MHz付近をSDRPlay RSP2で受信してみました

 「電子キー(Keyless Entry)」ネタの続きです。
  というよりも、自分用のメモのようなものです。

 今までに得た情報から判断すると、電子キーに影響があったのは315MHz付近の比較的狭い周波数範囲のようです。

    我が国の電波の使用状況
    平成29年6月  総務省
    http://www.tele.soumu.go.jp/resource/search/myuse/use/ika.pdf

【315MHz付近の周波数割り当て】(上記URLから抜粋引用)

1313625mhz

 電波法施行規則に記載されている周波数範囲を確認してみました。

  電波法施行規則
  最終更新: 平成二十九年九月二十五日公布(平成二十九年総務省令第六十五号)改正
  http://elaws.e-gov.go.jp/search/elawsSearch/elaws_search/lsg0500/detail?lawId=325M50080000014&openerCode=1

------------抜粋--------------
(免許を要しない無線局)
第六条 
 4 法第四条第一項第三号の総務省令で定める無線局は、次に掲げるものとする。
  二 次に掲げる条件に適合するものであつて、総務大臣が別に告示する電波の型式及び空中線電力に適合するもの(以下「特定小電力無線局」という。)
  (1) テレメーター((2)に規定する医療用テレメーターを除く。)用、テレコントロール(電波を利用して遠隔地点における装置の機能を始動し、変更し、又は終止させることを目的とする信号の伝送をいう。)用及びデータ伝送(主に符号によつて処理される、又は処理された情報の伝送交換をいい、(3)に規定する体内植込型医療用データ伝送及び体内植込型医療用遠隔計測並びに(4)に規定する国際輸送用データ伝送を除く。)用で使用するものであつて、次に掲げる周波数の電波を使用するもの
   (一) 三一二MHzを超え三一五・二五MHz以下の周波数
   (二) 四一〇MHzを超え四三〇MHz以下の周波数
   (三) 四四〇MHzを超え四七〇MHz以下の周波数
   (四) 九一五MHzを超え九三〇MHz以下の周波数
   (五) 一、二一五MHzを超え一、二六〇MHz以下の周波数
------------------------- 

【電波法施行規則 第6条第4項第2号】
2


 「電子キー」や「キーレスエントリー」という用語は出てきませんが、第6条第4項第2号に記載の「テレコントロール(電波を利用して遠隔地点における装置の機能を始動し、変更し、又は終止させることを目的とする信号の伝送をいう。)用」というのが電子キーを意味しているようです。

 315MH帯の周波数は、「三一二MHzを超え三一五・二五MHz以下の周波数」となっています。
 一寸見にくいので、以下「312MHz~315.25MHz」とします。ただし、下端周波数は含みません。
 帯域は3.25MHz(=315.25-312)、中心周波数は313.625MHz(=312+3.25/2)となります。

 システムの詳細が良くわかりませんが、以下の資料に概略が説明されていました。

  サーキットデザイン
  特定小電力無線局315MHz帯テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備
  標準規格 ARIB STD-T93 1.0 版の概要
  http://www.circuitdesign.jp/jp/technical/technical_pdf/STD-93.pdf

 主用途として以下のものが挙げられています。
  ・タイヤ空気圧モニターシステム
  ・キーレスエントリーシステム

 空中線電力の規定がなんか微妙です。(歴史的な事情?)
  ・312MHz 超え315.05MHz 以下:等価等方輻射電力 250μW 以下
  ・315.05 超え315.25MHz 以下:等価等方輻射電力 25μW以下

 下記の別の資料に、現行の主なテレメーター・テレコントロールシステムの比較表があるのですが、315MHz(0.25mW)で通信距離が数100mというのは実績なのでしょうか?

  テレメーター・テレコントロールの高度利用に関する調査検討報告書
  平成28年1月
  テレメーター・テレコントロールの高度利用に関する調査検討会
  http://www.soumu.go.jp/main_content/000399925.pdf

【現行の主なテレメーター・テレコントロールシステム】
3

 概略が段々判ってきましたが、周波数割り当ての詳細はどうなっているのでしょうか?
 315MHz帯の帯域は、312MHz~315.25MHzということになっています。

 以下の資料に記載されている315MH帯の周波数(312.15MHz, 313.85MHz, 314.01MHz, 314.86MHz)はこの範囲に入っています。
  周波数の分布を見ると、所定の周波数パレーションで複数のチャンネルが割り当てられているような感じです。周波数が近いところでは、測定周波数差が140kHz, 160kHzとなっているので、150kHzセパレーション?

 別の資料を見ると、CH01(313.075MHz)~CH20(314.975MHz)となっているので、100kHzセパレーションかと思っていたら、CH19がイレギュラーです。

  interplan
  IM315ソフトウェア取扱説明書
  https://www.interplan.co.jp/support/solution/IM315/manual/IM315_SW_manual.pdf

 あまり細かいところ突いても仕方がないので、どんな信号が飛んでいるのか実際に受信してみることにしました。
 アンテナは、144/430MHz用ホイップ、受信機はSDRPlay RSP2、表示アプリはSDRunoです。
  なお、最も近い駐車場は数十m離れています。

 画面を眺めながら信号が受信されるのを待っているのはしんどいので、SDRunoのウォーターフォールの表示期間を約30分にして、時々チェックしてみました。

【SDRuno Waterfall(30min)】
4a315mhz_waterfall_30min

  312MHz~315.25MHzの帯域内では、313MHz付近に一定周期で断続する信号見えます。
4btelemetric

 通常は、5秒周期で短いパルスが受信されますが、ときどき、この信号と相補的なタイミングで僅かに周波数が異なる弱い信号が受信されます。
 なんとなく双方向通信を行っているような感じですが、電子キーの挙動とは異なります。
 なお、帯域外の316~319MHzで結構色々な信号が見えますが、正体は判りません。

 電子キーの場合には、送信時間が非常に短いので、ウォーターフォールの流れる速度が遅いと見えない可能性があります。
 そこで表示区間を20秒程度にしてみました。

【SDRuno Waterfall(20sec)】
5315mhz_waterfall_20sec

6315mhz_waterfall_20sec

7315mhz_waterfall_20sec_2

  ノイズと信号の区別がつきにくいですが、 電子キーらしき信号が見えました。
 時間軸方向に伸びた信号と周波数方向に広がった信号が見えますが、後者が変調を受けた電子キーの信号でしょうか?
 自分が電子キーを持っていれば、実験してみるのですが、残念ながらありません。

 他人が使っているのを現認しながらチェックすれば、間違いないのかもしれませんが、極めて怪しげな挙動になってしまいます。

  スマートキーの弱点突く車盗難 微弱電波中継し解錠 :日本経済新聞
  2017/5/13 12:33
  https://www.nikkei.com/article/DGXLASDG13H2M_T10C17A5CC0000/

  Tesla warns owners to protect against car thieves using key fobs
  Published:2018-08-01T19:45:46Z
  http://www.k5thehometeam.com/story/38789313/tesla-warns-owners-to-protect-against-car-thieves-using-key-fobs
  (relayattack対策の一例としてFaraday cageの話が出てきます)

 以下のような(怪しげな)製品も役に立つのでしょうか?
 
  315MHz Remote Control Jammer
  https://www.jammer-store.com/315mhz-car-remote-control-jammer.html
  "Works only with 433MHz frequency band"と書いてありますが・・・

 話が脱線してしまいましたが、「好奇心は災いの元 」と言われているので、今回はとりあえずここまでです。

 315MHz付近の信号をSDRで連続受信してIQ記録しておけば、突発的な受信の状態をあとでトレースできるかもしれません。

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コメント

Hi, I'm searching for a way to control my curtains from a raspberry pi, which uses 313.625MHz FSK signal. Do you know whether the 315MHz transmitters can capture and send 313.625MHz signals?

(Sorry for using English, my Japanese is not very good)

投稿: Cheng | 2018年8月21日 (火) 22時04分

Hi, Cheng. This is K.

I assume that signal flow is as follows. Is this correct?

Raspberry Pi→(Control Data)→Transmitter→(313.625MHz FSK)→Receiver→Curtain Control

If so, following device may be helpful for that purpose.

315MHz帯特定小電力無線モジュール
https://www.nidec-copal-electronics.com/j/catalog/measurement/fw315.pdf
用途 …… 照明器具・電動カーテン・電動シャッター等のリモコン
Uses ...... Remote control of lighting equipment · electric curtain · electric shutter etc.

Thanks,

投稿: K | 2018年8月22日 (水) 01時16分

Hi K,

This is incredible, I had searched for a device like that for days but got no result. Thank you so much!

Cheng

投稿: Cheng | 2018年8月22日 (水) 08時49分

Hi, Cheng,

I'm glad to hear that. I hope the plan will go well.

投稿: K | 2018年8月22日 (水) 21時03分

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