JP2009065500A

JP2009065500A - 無線機

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Publication number: JP2009065500A
Application number: JP2007232335A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Nara; 浩樹奈良; Masahiro Yamamoto; 雅弘山本; Yoshio Horiike; 良雄堀池
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2027-09-07
Also published as: JP4661845B2

Abstract

【課題】携帯電話の置き忘れ防止や使用中に機能制限がかかってしまうという利便性と、電池寿命の両立がむずかしいという課題があった。
【解決手段】無線機Ｂ（６）の存在を確認しあうサーチモードと、無線機Ｂ（６）との間で認証通信を行う認証モードとの二つのモードを有し、サーチモードにおける無線通信では２値ＦＳＫで行い、２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含み、認証モードにおける無線通信では４値ＦＳＫで行い、４値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含んで送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤレスキーと本体側装置とで定期的或いは不定期的に無線の送受信を行うことによりお互いの存在を確認しあい、ワイヤレスキーと本体側装置が所定の通信範囲を超えた場合に本体側装置の機能を制限したり或いは警報を発生させる認証装置に用いることのできる無線装置に関するものである。

近年、セキュリティを考慮しながら携帯電話、あるいはパソコンをはじめとする電子機器の操作ロックを、ワイヤレスで制御するようにしたセキュリティシステムが実用化されてきている。

かかるセキュリティシステムの一形態として、携帯電話の盗難を防止するために、携帯電話の使用者が、カード形態の識別信号送信機を所持し、前記の携帯電話と識別信号送信機との間で予め定めた識別コードを相互に通信し、双方で識別コードを確認できた時に前記携帯電話の使用を可能とするものがある（例えば特許文献１参照）。

このワイヤレスによる双方向通信システムの特許文献１では、電子機器等の本体側に搭載された機器（以後、認証機器と称する）において、携帯側装置（以降、ワイヤレスキーと称する）から定期的に発せられる認証ＩＤを受信し、前記認証機器に記憶しているＩＤと照合し、一致していなければ本体装置に機能制限をかけることが記されている。

そして、送信信号として１秒ごとにＭ系列信号を送信することが記されている。前記Ｍ系列信号を受信する方法として特に記載はないが、プリアンブル無しのＭ系列信号を受信するためには、１秒以上受信動作を継続する必要がある。
特開２００４−１４３８０６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、１秒ごとに送信されるＭ系列信号を受信するためには１秒以上連続して受信動作を行う必要があり、消費電流が増大し、電池寿命に与える影響が大であるという課題があった。また、変復調方式や伝送速度、再送方法についての記述はない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、例えば、携帯電話などの電子機器の置き忘れや盗難防止機能（セキュリティ機能）を損なうことなく、ワイヤレスキーや携帯電話などの電池寿命を延ばすことのできる無線機について、消費電力を削減できる再送方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の無線機は、無線通信により他の無線機の存在を確認しあうサーチモードと、他の無線機との間で認証通信を行う認証モードとの二つのモードを有し、サーチモードにおける無線通信では２値ＦＳＫで行い、２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含み、認証モードにおける無線通信では４値ＦＳＫで行い、４値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含むようにしたものである。

これによれば、２値ＦＳＫ変調にすることにより妨害に強くなりサーチモードへ移行す
る確率が下がり、結果として消費電流を削減できることとなる。

本発明の無線機を用いることにより、無線機の消費電力を減らし、たとえば、ワイヤレスキーの電池寿命と置き忘れ、盗難防止の利便性の両立を図ることができる。

第１の発明は、無線通信により他の無線機の存在を確認しあうサーチモードと、他の無線機との間で認証通信を行う認証モードとの二つのモードを有し、サーチモードにおける無線通信では２値ＦＳＫで行い、２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含み、認証モードにおける無線通信では４値ＦＳＫで行い、４値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含む無線機である。

サーチモードにおいて２値ＦＳＫで通信することでノイズなどの妨害に強くなり、通信相手を見つけ出せる確立が高くなり、結果として認証モードへの移行がスムーズに実施されるために消費電流を削減できることとなる。また、認証モードを４値ＦＳＫで実施することで高速に認証処理が実施できることとなり、認証処理にかかる通信時間が短くなるために結果として消費電流を削減できることとなる。

第２の発明は、特に第１の発明において、サーチモードで２値ＦＳＫの無線通信を行うとき、２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を４値に変換してから送信するものである。

２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号が４値化して送信されることにより、４値ＦＳＫで識別符号を復調することにより２値ＦＳＫと４値ＦＳＫの判別が可能となり、異なる通信速度の電文を同時に待ち受けることが可能となる。２値ＦＳＫ、４値ＦＳＫのどちらの電文が通信相手から送信されても受信することが可能であるため、効率の良い無線通信を実現できる。また、１：Ｎ（Ｎは２以上）の構成においても、２値ＦＳＫのみに対応しているような無線機と４値ＦＳＫに対応する無線機が混在しても、問題なく通信することが可能となる。

第３の発明は、特に第２の発明において、認証モードにおける通信で再送以降の通信は２値ＦＳＫで行い、２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含むものである。

再送時に２値ＦＳＫ変調にすることにより妨害につよくなりサーチモードへ移行する確率が下がり、結果として消費電流を削減することとなる。２値ＦＳＫ、４値ＦＳＫを同時に待ち受けているため、２値ＦＳＫの再送処理も効率よく受信することが可能である。

第４の発明は、第１から第３のいずれか１つの発明における無線機から２値ＦＳＫまたは４値ＦＳＫで送信される信号を受信する無線機であって、２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号または４値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号のいずれに対しても４値ＦＳＫ復調を行う無線機であるため、例えばワイヤレスキーの電池寿命と置き忘れ、盗難防止の利便性の両立を図ることができる。

また、第５の発明は、特に第４の発明において、受信した識別符号が２値ＦＳＫであればその後に続くデータを２値ＦＳＫを用いて復調し、受信した識別符号が４値ＦＳＫであればその後に続くデータを４値ＦＳＫを用いて復調するものである。

これによれば、無線機から送信されたデータが２値ＦＳＫであっても、４値ＦＳＫであ
っても受信機側で２値ＦＳＫであるか、または４値ＦＳＫであるかを正しく判別することが可能となることから、認証モードにおいて再送された２値ＦＳＫデータを確実に受信することができ、また、１：Ｎ（Ｎは２以上）の構成においても、２値ＦＳＫのみに対応しているような無線機と４値ＦＳＫに対応する無線機が混在しても、問題なく通信することが可能となることから、複雑な通信システムを容易に構成することが可能となり、周囲環境に適した柔軟な無線認証システムを提供することができる。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における無線機のブロック図を示すものである。

無線機Ａ（１）は、第一のアンテナ２を介することによって無線通信の送受信を行い、第一の送受信手段３は無線通信にかかる送受信を行うことができる。また、第一の時間制御手段４は、後述するようにある無線信号の受信ができない時間を計測するために用いられ、例えば後述する認証モードで無線信号が一定時間受信できないときは、サーチモードに戻るような処理を行う。また、第一の認証手段５は、無線機Ｂ（６）との間で時間的な同期をとって定期的に通信を行い、無線機Ｂからの無線信号が所定の受信レベル以下で受信されたときは使用制限を行う。同様に、無線機Ｂ（６）は、７は第二のアンテナ、８は第二の送受信手段、９は第二の時間制御手段、１０は第二の認証手段から構成される。

第一の送受信手段３、第二の送受信手段８では無線通信にかかる送受信を行い、送信側に関しては２値ＦＳＫ変調または４値ＦＳＫ変調して無線信号を送信する。一方、受信側に関しては２値ＦＳＫ変調または４値ＦＳＫ変調された無線信号を復調する。

なお、本実施の形態での２値ＦＳＫ、４値ＦＳＫについて図２を参照して詳細を説明すると、２値ＦＳＫは図２（ａ）のように周波数がｆより上側（ｆ＋Δ１）であれば１と判断し、下側（ｆ？Δ１）であれば０と判断するという最も基本的なものである。これに対して多値ＦＳＫでは、例えば４値ＦＳＫを例にすれば、図２（ｂ）のように上側をさらに２分割（ｆ＋Δ１とｆ＋Δ２、Δ２＜Δ１）、下側をさらに２分割（ｆ？Δ１とｆ？Δ２）し、（ｆ？Δ１）であれば００と判断し、（ｆ？Δ２）であれば０１と判断し、（ｆ＋Δ２）であれば１１と判断し、（ｆ＋Δ１）であれば１０と判断することで、同じシンボルレートであっても、２値ＦＳＫの２倍のビット数を表現することが可能である。

すなわち、図２（ａ）と図２（ｂ）の対応関係を具体的に示すと、２値ＦＳＫの０は４値ＦＳＫでは００となり、２値ＦＳＫの１は４値ＦＳＫでは１０となる。例えば、ビット同期信号は２値ＦＳＫで０１０１・・・の繰返しとなるため、４値ＦＳＫでは００１０００１０・・・となる。すなわち１つのシンボルで表現される情報（ビット数）が２倍になるため、伝送速度が２倍になる。シンボルレートが９６００ｓｐｓであれば、２値ＦＳＫであれば伝送速度は９６００ｂｐｓとなり、４値ＦＳＫであれば１９２００ｂｐｓとなる。

また、無線機Ａは、例えばワイヤレスキーであり、無線機Ｂの使用者が携行している。無線機Ｂは、例えば携帯電話あり、無線機Ａからの電波の受信レベルが弱くなると使用制限がかかるようになっている（使用制限とは、例えば無線機来Ｂが携帯電話であれば、使用制限をかけることにより通話ができない状態やメールの送受信ができない状態となる。また、メールに限らず個人情報が閲覧できない状態や決済機能が使えない状態とすることもできる）。

図３、図４は無線機Ａ（２）と無線機Ｂ（７）との間の通信シーケンスを示したものであり、図３はサーチモードの通信シーケンスを示し、図４は認証モードの通信シーケンスを示す。

サーチモードとは、無線機Ａと無線機Ｂがお互いの存在を確認しあい、認証モードに移行するためのモードである。

認証モードとは、無線機Ａと無線機Ｂとの間で時間的な同期をとって定期的に通信を行い、相手の存在を確認しあうモードである。認証モードで相手の存在を確認し、無線機Ｂは所定の受信レベル以上で無線機Ａからの電波の受信している間は使用制限が行われない。

ここで、図３を参照しながらサーチモード時のシーケンスを説明する。

無線機Ａは、当該無線機Ａと対に設定されている無線機Ｂから送信されてくる信号を受信すべく、サーチチャネルのキャリアセンスを周期Ｔで繰り返している。一方、無線機Ｂは、少なくとも無線機Ａのキャリアセンス周期Ｔ以上の期間、サーチ要求信号１２を送信する。無線機Ａと同期がとれていない無線機Ｂは、無線機ＡのキャリアセンスＴ以上の期間、サーチ要求信号１２を送信することによって、無線機Ａにサーチ要求信号１２を受信させることができるようにしている。無線機Ｂは、そのサーチ要求信号１２を受信した無線機Ａから送信されるサーチ信号１３を受信するまで、サーチ要求信号１２を定期的に送信し続ける。

無線機Ａは、無線機Ｂからのサーチ要求信号１２を受信することがなければ、サーチチャネルのキャリアセンスを繰り返す。また、無線機Ａは、キャリアセンス実行時に、無線通信圏内にいる無線機Ｂからサーチ要求信号１２を受信すると、無線機Ｂにサーチ信号１３を送信する。そして、無線機Ｂはサーチ信号１３を受信するとサーチ応答信号１４を送信する。サーチ応答信号１４を受信した無線機Ａは、自機（無線機Ａ）を識別する識別符号を含むキーＩＤ信号１５を無線機Ｂに送信する。そのキーＩＤ信号１５を受信した無線機Ｂは、そのキーＩＤ信号１５に含まれる識別符号と、自機（無線機Ｂ）がデータとして予め記憶している識別符号（この識別符号は、無線認証を行う上で認証対象装置と対になる無線機Ａの識別符号である）。と、が一致するか否かを判定し、一致していれば自機（無線機Ｂ）を識別する識別符号を含む端末ＩＤ信号１６を無線機Ａに送信する。

端末ＩＤ信号１６を受信した無線機Ａは、以後、無線機Ｂとの間でチャレンジアンドレスポンス方式を用いた信号の送受信を行う。すなわち、端末ＩＤ信号１６を受信した無線機Ａは、チャレンジリクエスト信号１７を無線機Ｂに送信する。チャレンジリクエスト信号１７を受信した無線機Ｂは、８ｂｙｔｅの乱数を発生させて生成したチャレンジ信号１８を無線機Ａに送信するとともに、そのチャレンジ信号１８を無線機Ａと共通の暗号化処理によって暗号化した暗号化信号を記憶する。チャレンジ信号１８を受信した無線機Ａは、このチャレンジ信号１８に対して無線機Ｂと共通の暗号化処理を行って生成したレスポンス信号１９を無線機Ｂに送信する。レスポンス信号１９を受信した無線機Ｂは、そのレスポンス信号１９と、チャレンジ信号１８を無線機Ａに送信したときに記憶しておいた暗号化信号と、を比較し照合する。無線機Ｂは、それらの信号が一致していれば、無線機Ａとの認証に成功したと判定し、認証に成功した旨を知らせるＡＣＫ信号２０を無線機Ａに送信する。

キーＩＤ信号１５以後の信号を所定の時間、相手側装置から受信できなければ、無線機Ｂはサーチ要求信号１２の送信を再度開始し、一方無線機Ａは無線機Ｂから送信されてくるサーチ要求信号１２のキャリアセンスを再度開始する。上述したシーケンスのうち、無線機Ｂがサーチ要求信号１２の送信を開始してから無線機ＡがＡＣＫ信号２０を受信するまでの期間をサーチモードと称する（なお、無線機Ｂがサーチ要求信号１２の送信を開始してから無線機Ａが端末ＩＤ信号１６を受信するまでの期間をサーチモード、無線機Ａが
チャレンジリクエスト信号１７を送信してから無線機ＡがＡＣＫ信号２０を受信するまでの期間を初期認証モード、とそれぞれ称されることがある）。また、ＡＣＫ信号２０を送信または受信した以降、無線機Ｂ及び無線機Ａは、後述する認証モードに遷移することになる。

続いて、無線機Ｂがサーチモードにおいてレスポンス信号１９を送信した以後のシーケンスについて、図４を参照して説明する。無線機Ａ及び無線機Ｂは、相手装置との同期をとるために、無線機Ａが、レスポンス信号１９を無線機Ｂに送信した時点を起点として計時を開始し、一方、無線機Ｂが、レスポンス信号１９を無線機Ａから受信した時点を起点として計時を開始するものとする。なお、無線機Ｂは、無線機Ａから受信する各種信号のフレーム同期に合わせて、計時時刻を補正するものとする。

無線機Ａは、計時を開始してから２Ｔの周期で、無線機Ｂから送信される信号のキャリアセンスを繰り返す（無線機Ａは、図４における「○」で示す時点で、認証チャネルのキャリアセンスを実施している。）。認証モードに遷移した無線機Ｂは、以後、無線機Ａがキャリアセンスするタイミングに合わせて、任意の要求信号を無線機Ａに送信する。

また、無線機Ａは、計時を開始してからＴの周期で、サーチチャネルのキャリアセンスを実施する場合がある。無線機Ａによるサーチチャネルのキャリアセンスは、無線機Ａと対に設定されている無線機Ｂが複数台無線機Ａに登録されており、一台でも無線認証を行っていない認証対象装置がある場合、無線認証を行っていない無線機Ｂから送信されてくる信号を受信するために実施される。なお、認証チャネルのキャリアセンスを実施するタイミングとサーチチャネルのキャリアセンスを実施するタイミングとが重複する場合があるが、このような場合、無線機Ａは、認証チャネルのキャリアセンスを先に行い、無線機Ｂからの電波を検出できない場合にサーチチャネルのキャリアセンスを行う、という処理で対応する。

無線機Ｂは、レスポンス信号２２を受信してから時間２Ｔが経過したとき、その時点までに８ｂｙｔｅの乱数を発生させて生成しておいたチャレンジ信号２１を無線機Ａに送信するとともに、そのチャレンジ信号２１と、そのチャレンジ信号２１を無線機Ａと共通の暗号化処理によって暗号化した８ｂｙｔｅの暗号化信号と、を記憶する。

チャレンジ信号２１を受信した無線機Ａは、このチャレンジ信号２１と、このチャレンジ信号２１に対して無線機Ｂと共通の暗号化処理を行って生成した８ｂｙｔｅのレスポンス信号２２と、を記憶するとともに、そのレスポンス信号２２無線機Ｂに送信する。レスポンス信号２２を受信した無線機Ｂは、そのレスポンス信号２２と、チャレンジ信号２１を無線機Ａに送信したときに記憶しておいた暗号化信号と、を比較し照合する。無線機Ｂは、それらの信号が一致していれば、無線機Ａとの認証に成功したと判定する。そして、この一連の認証処理は１６Ｔ毎に繰り返し行われる。

続いて、無線機Ｂが認証モードにおいてレスポンス信号を受信できない場合のシーケンスについて、説明する。無線機Ｂは、１６Ｔの周期で、チャレンジ信号２１を送信するが、チャレンジ信号２１に対する無線機Ａからのレスポンス信号２２を受信できない場合、チャレンジ信号２１を送信した時点から２Ｔ後に、同じチャレンジ信号２１を再送する。無線機Ｂは、再送されたチャレンジ信号２１に対する無線機Ａからのレスポンス信号２２を受信することができれば、最初のチャレンジ信号２１を無線機Ａに送信してから１６Ｔが経過したときに、チャレンジ信号２１を無線機Ａに送信するようにする。

一方、無線機Ｂは、チャレンジ信号２１を送信した後、そのチャレンジ信号２１に対する無線機Ａからのレスポンス信号２２を受信できない場合、チャレンジ信号２１を送信し
た時点から２Ｔ後に、同じチャレンジ信号２１を再送する。無線機Ｂは、チャレンジ信号２１に対する無線機Ａからのレスポンス信号２２を受信することができれば、最初のチャレンジ信号２１を無線機Ａに送信してから１６Ｔが経過したときに、チャレンジ信号２１を無線機Ａに送信するようにする。

さらに、無線機Ｂはチャレンジ信号２１の再送回数が所定の回数に達すると、または無線機Ａが最初のチャレンジ信号２１を受信すべき時点から４Ｔ経過すると、サーチ要求信号１２の送信を開始し、サーチモードに遷移する。そして、無線機Ｂは、無線機Ｂに備わる機能の少なくとも一部に対する制限を加える、または、既に制限を加えた状態であればその制限を継続することになる。他方、無線機Ａは、無線機Ａが最初のチャレンジ信号２１を受信すべき時点から４Ｔ経過すると、２Ｔ間隔の無線機Ｂに対する認証チャネルのキャリアセンスを中止し、同時点ではサーチチャネルのキャリアセンスを行うことになる。

なお、無線機Ａは、無線機Ｂからのチャレンジ信号２１を受信できたものの、無線機Ｂが、無線機Ａから送信されたレスポンス信号２２を受信できない場合もある。無線機Ａは、レスポンス信号２２を送信した後、無線機Ｂから再送されるチャレンジ信号２１を受信すれば、レスポンス信号２２を再送することになる。

無線機Ｂは、以上のようなシーケンスによって無線機Ａとの間で無線認証を行い、無線機Ｂに備わる各種機能の一部または全てに対して制限を加え、またはその制限を解除する。

次に、無線機Ａ及び無線機Ｂが送受信するフレーム構造について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、２値ＦＳＫ変調による送受信時に用いるフレーム構造であり、ビット同期信号１０１、フレーム同期信号１０２及びデータ部１０３から構成されている（以下、図５（ａ）に示されるフレームをフレームタイプＡと呼ぶ）。ビット同期信号１０１はＰビット（例えば５６ビット）のビット列から成る。フレーム同期信号１０２はＱビット（例えば８ビット）のビット列から成り、任意に定められる。また、データ部１０３は任意のビット長であり、任意のビット列である。

一方、図５（ｂ）に示されるフレーム構造は、４値ＦＳＫ変調による送受信時に用いられるものであり、ビット同期信号２０１、フレーム同期信号２０２及びデータ部２０３から構成されている（以下、図５（ｂ）に示されるフレームをフレームタイプＢと呼ぶ）。ビット同期信号２０１はＲビット（Ｐビットの２倍であって、例えば１１２ビット）のビット列から成る。フレーム同期信号２０２はＳビット（例えば８ビット）のフレーム同期信号１０２とは配列が異なるビット列から成り、任意に定められる。また、データ部２０３は、データ部１０３と同様に任意のビット長であり、任意のビット列である。

次に、無線機Ａ（無線機Ｂも同様）がフレームタイプＡまたはフレームタイプＢを生成する場合について説明する。無線機ＡはフレームタイプＡを生成するにあたり、０１０１・・・といったように「０１」の繰返しであるＰビットをビット同期信号１０１として生成する。また、任意のＱビットのビット列をフレーム同期信号１０２として生成する。そして、送信させたい任意のデータをデータ部１０３として生成する。

また、無線機ＡがフレームタイプＢを生成するにあたっては、００１０００１０・・・といったように「００１０」の繰返しであるＲビットをビット同期信号２０１として生成する。また、任意のＲビットのビット列をフレーム同期信号２０２として生成する。そして、送信させたい任意のデータをデータ部２０３として生成する。

ここで、無線機ＡがフレームタイプＡを送信する場合、フレーム同期信号１０２のＱビ
ットから成るビット列（２値データ）を４値化した上で、２値ＦＳＫ変調して送信する。例えば、フレーム同期信号１０２が“１１０１００１１”からなるビット列であったとすると、送信する際には、“１０１０００１０００００１０１０”と４値に変換（４値化）する。

なお、無線機Ａまたは無線機ＢがフレームタイプＡでデータを送信するときは、図２においてはサーチモードで送受信される信号（サーチ信号１３、サーチ応答信号１４、キーＩＤ信号１５、端末ＩＤ信号１６、チャレンジリクエスト信号１７、チャレンジ信号１８、レスポンス信号１９、ＡＣＫ信号２０）と、図３においては、再送するチャレンジ信号２１とそのチャレンジ信号２１に対して応答するためのレスポンス信号２２である。

一方で、無線機Ａまたは無線機ＢがフレームタイプＢでデータを送信するときは、図３においてはチャレンジ信号２１（ただし、再送されるチャレンジ信号２１は除く）とそのチャレンジ信号２１に対して応答するためのレスポンス信号２２である。

このようなフレームタイプの使い分けは２値ＦＳＫ変調と４値ＦＳＫ変調の特性によるもので、４値ＦＳＫ変調と比較して２値ＦＳＫ変調は伝送速度（ビットレート、ｂｐｓ）が下がる一方でノイズ等の妨害に対して強い。したがって、サーチモードで送受信される信号に対しては妨害に強い２値ＦＳＫ変調を用いる。また、認証モードで送受信されるチャレンジ信号２１やチャレンジ信号２２の初送は４値ＦＳＫ変調を用い、何らかの理由によりこれらの初送通信が成功せずに再送を必要とした場合には、再送に２値ＦＳＫ変調を用いる。

このような使い分けにしておけば、例えば４値ＦＳＫ変調による通信が成功すれば、通信速度は２値ＦＳＫ変調の通信よりも２倍の伝送速度（ビットレート、ｂｐｓ）で通信することができ、無線通信を早く終わることから低消費電力なシステムを提供することが出来る。また、４値ＦＳＫ変調による通信が失敗した場合には、再送処理を２値ＦＳＫ変調により通信するので、ノイズなどにも強く安定した通信システムを提供することが可能となる。

なお、このような使い分けは２値ＦＳＫ変調と４値ＦＳＫ変調という事例に限らず、例えば２値ＦＳＫ変調と８値ＦＳＫ変調、あるいは４値ＦＳＫ変調と８値ＦＳＫ変調といった事例も考えられるが、要は多値ＦＳＫ変調になるほど伝送速度（ビットレート、ｂｐｓ）が向上する一方で妨害に弱くなるという特性を利用したものである。

次に、無線機Ｂ（無線機Ａも同様）がフレームタイプＡまたはフレームタイプＢを受信する場合について説明する。無線機Ｂは、図６に示す処理を行うことで無線機ＡからフレームタイプＡが送信されてもフレームタイプＢが送信されても受信可能となる。

まず、無線機Ｂは受信した無線信号を２値ＦＳＫ復調する（ステップＳ６０１）。ここで、仮にフレームタイプＡのビット同期信号１０１を受信したとすると、無線機Ｂはビット同期信号を２値ＦＳＫ復調するので、“０１０１０１・・・・・”といったビット列を得ることになる。また、仮にフレームタイプＢのビット同期信号２０１を受信したとすると、無線機Ｂはビット同期信号を２値ＦＳＫ復調するので、“０１０１０１・・・・”といったビット列を得ることになる。このように、フレームタイプＡを受信してもフレームタイプＢを受信しても、結果的には０１０１０１・・・・・”といったビット列を得ることができるので、正しくビット同期信号を復調することができる。

次に、ステップＳ６０１で２値ＦＳＫ復調した信号がビット同期信号であるか否かの判断を行い（ステップＳ６０２）、ビット同期信号でなければステップＳ６０１に戻り処理
を繰り返す。

そして、ステップＳ６０２で２値ＦＳＫ復調した信号がビット同期信号であると判断されると、すなわち受信して２値ＦＳＫ復調した結果“０１０１０１・・・・・”といったビット同期信号が得られると、次に４値ＦＳＫ復調に切り替え（ステップＳ６０３）、信号を４値ＦＳＫ復調する（ステップＳ６０４）。ここで、仮にフレームタイプＡのフレーム同期信号１０２を受信したとすると、無線機Ｂはビット同期信号を４値ＦＳＫ復調するので、無線機Ａが送信時に４値化したビット列を得ることになる。また、仮にフレームタイプＢのフレーム同期信号２０２を受信したとすると、無線機Ｂはビット同期信号を４値ＦＳＫ復調しているので、無線機Ａが送信したビット列を得ることになる。

ここで、フレーム同期信号１０２及びフレーム同期信号２０２として、それぞれ異なる固有のビット列を割り当てるようにしておけば、無線機Ｂは受信したフレームが２値ＦＳＫ変調によって送信されたものなのか、４値ＦＳＫ変調によって送信されたものなのかを判別することができる。

そこで、次に、信号がフレーム同期信号であるかを判別し（ステップＳ６０５）、フレーム同期信号でないと判断されれば所定時間経過したのちに受信エラーとして終了する。また、ステップＳ６０５でフレーム同期信号を正しく得ることができれば、受信したフレームが２値ＦＳＫ変調によって送信されたものなのか４値ＦＳＫ変調によって送信されたものかが判別できるので、フレームタイプＡによるデータ部１０３が送信された場合であれば、データ部１０３を２値ＦＳＫ復調する（ステップＳ６０６）。また、フレームタイプＢによるデータ部２０３が送信された場合であれば、データ部２０３を４値ＦＳＫ復調する（ステップＳ６０７）。

以上のように構成することで、無線機Ｂは、無線機Ａから送信されるデータが２値ＦＳＫ変調であるのか４値ＦＳＫ変調であるのか分らない場合においても、２値ＦＳＫと４値ＦＳＫを同時に待ち受けることが可能となり、効率の良い無線電文受信手段を提供できる。さらに、認証モードにおいては、チャレンジ信号２１やレスポンス信号２２の初送と再送の判断をフレーム同期パターンにより判別することができるので、受信方法の効率が良く、受信待ちをする時間を短く設計することが可能となり、低消費電力な無線認証システムを提供することができる。

なお、ここではビット同期信号を２値ＦＳＫ、フレーム同期信号を４値ＦＳＫとしたが、フレーム同期信号を２値ＦＳＫ用と４値ＦＳＫ用をそれぞれ用意して、２値ＦＳＫで復調し、どちらのパターンであるかを２値ＦＳＫで判別し、データ部から４値ＦＳＫへ切り替えるという仕組みにしても良い。

また、認証モードにおいて、無線機Ｂから送信されるチャレンジ信号２１が所定の回数を超えるような場合には、通信環境が悪いと考えられる。初送は４値ＦＳＫで実施され、再送は２値ＦＳＫにて実施されるため通信の回復は可能であるが、通信の度に再送が繰り返されるような環境を考えると、消費電力という観点から好ましくない。そこで、初送の失敗回数が所定の回数を超えた場合には、初送を２値ＦＳＫにて実施するようにする。

そして、２値ＦＳＫによる初送を所定回数繰り返した後には、再び４値ＦＳＫにて初送を実施するように戻す。また、４値ＦＳＫから２値ＦＳＫへの変更や２値ＦＳＫから４値ＦＳＫへの変更は回数で実装しても良いし、受信レベルで判断するような公正でも良い。このように構成しておくことによって、ノイズや周囲環境の影響により通信環境が悪い場面においても、低消費電力に優れた無線認証システムを提供することができる。

なお、無線機は２値ＦＳＫ変調と４値ＦＳＫ変調の同時待ち受けが可能であることから、１対ｎ（ｎは２以上）の構成を考えた場合に、例えば、２値ＦＳＫまたは４値ＦＳＫにしか対応していない無線機と４値ＦＳＫと２値ＦＳＫの両方に対応している無線機とが混在しているような環境においては、１対ｎの無線認証システムを容易に構成することができ、特に効果が顕著となる。

なお、上記実施の形態で説明し形態や数値は、説明するための一例でありこれに限定するものではない。

なお、本実施の形態で説明した図１の手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように本発明にかかる無線機は、例えばワイヤレスキーの電池寿命と置き忘れ、盗難防止の利便性の両立を図ることができる電子機器を提供できる。また、それ以外にも低消費電力を必要とする無線機において利用できる。

本発明の実施の形態における無線機のブロック図本発明の実施の形態における無線機の２値ＦＳＫ及び４値ＦＳＫを説明する図本発明の実施の形態における無線機のサーチモードでの通信シーケンス図本発明の実施の形態における無線機の認証モードでの通信シーケンス図本発明の実施の形態における無線機の２値ＦＳＫ用及び４値ＦＳＫ用の送信電文構成図本発明の実施の形態における無線装置の受信処理フロー図

符号の説明

１無線機Ａ
２第一のアンテナ
３第一の送受信手段
４第一の時間制御手段
５第一の認証手段
６無線機Ｂ
７第二のアンテナ
８第二の送受信手段
９第二の時間制御手段
１０第二の認証手段

Claims

無線通信により他の無線機の存在を確認しあうサーチモードと、
前記他の無線機との間で認証通信を行う認証モードとの二つのモードを有し、
前記サーチモードにおける無線通信では２値ＦＳＫで行い、２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含み、
前記認証モードにおける無線通信では４値ＦＳＫで行い、４値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含む
ことを特徴とする無線機。
サーチモードにおいて２値ＦＳＫで無線通信を行うとき、２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を４値に変換してから送信する請求項１記載の無線機。
認証モードにおける通信において、再送以降の通信は２値ＦＳＫで行い、２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号を送信信号に含む請求項２記載の無線機。
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線機から２値ＦＳＫまたは４値ＦＳＫで送信される信号を受信する無線機であって、
２値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号または４値ＦＳＫで無線通信していることを示す識別符号のいずれに対しても４値ＦＳＫ復調を行うことを特徴とする無線機。
受信した識別符号が２値ＦＳＫであれば、その後に続くデータを２値ＦＳＫを用いて復調し、受信した識別符号が４値ＦＳＫであれば、その後に続くデータを４値ＦＳＫを用いて復調することを特徴とする請求項４記載の無線機。