JP2015012363A

JP2015012363A - 通信装置及び検出方法

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Publication number: JP2015012363A
Application number: JP2013134749A
Authority: JP
Inventors: 幸生飯田; Yukio Iida
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2015-01-19
Also published as: US20150004906A1; US9357338B2; CN104253637A; CN104253637B

Abstract

【課題】近接無線通信システムの利便性を損なうことなくセキュリティ性を高めることが可能な通信装置を提供する。【解決手段】近接無線通信するアンテナの反射係数を該アンテナでの送信信号の送信中に測定する測定部と、前記測定部が測定した前記反射係数の値が、通常時の前記アンテナの反射係数の値と所定の閾値を超えて変化しているか否かを判定する判定部と、を備える、通信装置が提供される。【選択図】図１

Description

本開示は、通信装置及び検出方法に関する。

数センチメートル程度の至近距離で非接触により無線通信を行う近接通信が、例えば、電子定期券や、電子マネー等で利用されており、また、近接通信を利用した電子定期券や、電子マネーの機能を有する携帯電話機が広く普及してきている。近接通信は、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３や、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２（以下、ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）ともいう）として規格化されている。

また、ＮＦＣよりも高速な通信速度での近接通信が普及しつつある。そのような高速な近接通信の通信方式としては、例えば、ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）と呼ばれるＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）を利用した近接無線通信方式がＩＳＯ／ＩＥＣ１７５６８や、ＩＳＯ／ＩＥＣ１７５６９として規格化されている。ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）では、４．４８ＧＨｚのキャリアが採用され、最高で、５６０Ｍｂｐｓの通信速度で、近接通信が行われる。

ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔのような近接無線通信方式を用いることにより、デジタルカメラ、ＰＣ、プリンタ等の機器間で高速のデータ転送が可能になる。かかる近接無線通信方式を用いた近接無線通信システムでは、送信電力を低減して通信距離を意図的に数センチメートルの至近距離に限定してセキュリティを確保することにより、煩雑なセキュリティ設定を不要にしてユーザの使い勝手を向上させている。

上述の近接無線通信システムは、ユーザの使い勝手を良くする簡易性と、強固なセキュリティ性とを持ち合わせることが望まれる。たとえば特許文献１においては、近距離無線通信機能を備えた認証端末と、所定範囲に存在する認証端末を検知する検知機能を備える携帯端末とを用い、携帯端末は、本人未確認の状態では、キー入力等の第１の開始条件が成立した場合に、近傍の認証端末を探索し個人認証を行ない、個人認証に成功した場合に本人確認済み状態に遷移する技術が開示されている。

特開２００６−２２１４５２号公報

しかし、個人認証を経て近距離無線通信を実行したとしても、もし悪意の第三者がアンテナに細工して、盗聴のための装置を装着していた場合、ユーザが異変に気づかずに利用すると、データが盗難されてしまうことが考えられる。

そこで本開示は、近接無線通信システムの利便性を損なうことなくセキュリティ性を高めることが可能な、新規かつ改良された通信装置及び検出方法を提供する。

本開示によれば、近接無線通信するアンテナの反射係数を該アンテナでの送信信号の送信中に測定する測定部と、前記測定部が測定した前記反射係数の値が、通常時の前記アンテナの反射係数の値と所定の閾値を超えて変化しているか否かを判定する判定部と、を備える、通信装置が提供される。

また本開示によれば、近接無線通信するアンテナの反射係数を該アンテナでの送信信号の送信中に測定するステップと、前記測定するステップで測定された前記反射係数の値が、通常時の前記アンテナの反射係数の値と所定の閾値を超えて変化しているか否かを判定するステップと、を備える、判定方法が提供される。

以上説明したように本開示によれば、近接無線通信システムの利便性を損なうことなくセキュリティ性を高めることが可能な、新規かつ改良された通信装置及び検出方法を提供することができる。

本開示の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す説明図である。通信装置１００ａに設けられるハイブリッドトランス１２０の構成例を示す説明図である。ハイブリッドトランス１２０の各端子に接続されたアンテナ１１０ａ、送信機１３０ａ及び受信機１４０ａを、それぞれ終端インピーダンスに置き換えた回路を示した説明図である。本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａの構成例を示す説明図である。本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａの動作例を示す流れ図である。通信装置１００ａ、１００ｂの通常時の使用状態を示す説明図である。図６に示した状態におけるシグナルフローグラフを示す説明図である。通信装置１００ａ、１００ｂの通常時とは異なる使用状態を示す説明図である。図８に示した状態におけるシグナルフローグラフを示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．本開示の一実施形態＞
［通信システムの構成例］
［ハイブリッドトランスの動作原理］
［通信装置の詳細な構成例］
［通信装置の動作例］
＜２．まとめ＞

＜１．本開示の一実施形態＞
［通信システムの構成例］
まず、図面を参照しながら本開示の一実施形態に係る通信システムの構成例について説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す説明図である。以下、図１を用いて本開示の一実施形態に係る通信システムの構成例について説明する。

図１に示した本開示の一実施形態に係る通信システムは、ＵＷＢを利用した近接無線通信方式によってデータ伝送を行なうシステムである。ＵＷＢ方式の近距離高速無線通信には、例えばＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔが利用され得る。ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔでは、送信と受信とで同一の周波数帯が使用される。具体的には、ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔでは、４．４８ＧＨｚのキャリアが採用され、最高で、５６０Ｍｂｐｓの通信速度で、近接通信が行われる。このＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔによるＵＷＢ方式の近距離高速無線通信の詳細に関しては、例えば本出願人に既に譲渡されている特許第４３４５８４９号や、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｒａｎｓｆｅｒｊｅｔ．ｏｒｇ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ等に開示されている。

図１に示したように、本開示の一実施形態に係る通信システムは、通信装置１００ａ、１００ｂで構成される。一例を挙げれば、通信装置１００ａ、１００ｂは、お互いに４．４８ＧＨｚのキャリアで、最高で５６０Ｍｂｐｓの通信速度で、近接通信を行なってデータ伝送を行う。

以下の説明では、通信装置１００ａはデータ転送の送信側（イニシエータ側）の近接無線通信装置であるとして説明し、通信装置１００ｂはデータ転送の受信側（ターゲット側）の近接無線通信装置であるとして説明する。通信装置１００ａから送信されるデータには、例えば画像データ、楽曲データ、テキストデータ等のバイナリデータ、電子マネーによる代金決済のためのデータ、機器の設定のためのデータなどが含まれ得る。

ＵＷＢを利用した近接無線通信方式によるデータ転送に際しては、イニシエータ側の通信装置１００ａは、ターゲット側の通信装置１００ｂにポーリング信号を送信し、そのポーリング信号に応じて、ターゲット側の通信装置１００ｂはイニシエータ側の通信装置１００ａへ応答信号を返信する。この一連の信号のやり取りにより、イニシエータ側の通信装置１００ａ及びターゲット側の通信装置１００ｂは、互いの近接無線通信の準備状況を判断したり、処理の同期を取ったりすることが出来る。

図１に示したように、通信装置１００ａは、アンテナ１１０ａと、ハイブリッドトランス１２０と、送信機（ＴＸ）１３０ａと、受信機（ＲＸ）１４０ａと、通信制御部１５０ａと、を含んで構成される。また通信装置１００ｂは、アンテナ１１０ｂと、アンテナスイッチ１２１と、送信機（ＴＸ）１３０ｂと、受信機（ＲＸ）１４０ｂと、通信制御部１５０ｂと、を含んで構成される。

通信装置１００ａのアンテナ１１０ａは、通信装置１００ｂのアンテナ１１０ｂと、相互に電界結合することが可能な高周波結合器（誘導電場カプラ）を有する。アンテナ１１０ａとアンテナ１１０ｂとが所定の距離未満に近接すると（例えば２〜３センチメートル程度まで近接すると）、一方のアンテナ（例えばアンテナ１１０ａ）により発生される誘導電界の変化を他方のアンテナ（例えばアンテナ１１０ｂ）が感知する。その結果、通信装置１００ａと通信装置１００ｂの間での１対１による電界通信が実現される。

通信装置１００ａのハイブリッドトランス１２０は、送信機１３０ａと受信機１４０ａとの間の信号の回り込みを防ぐ。ハイブリッドトランス１２０を有することにより、通信装置１００ａはアンテナ１１０ａを送信用と受信用とで共用することができる。ハイブリッドトランス１２０の動作原理については後に詳述する。

スイッチ１２１は、アンテナ１１０ｂを、送信機１３０ｂと受信機１４０ｂのいずれか一方にのみ接続させるためのスイッチである。例えば、スイッチ１２１は、通信制御部１５０ｂの制御により、アンテナ１１０ｂを、送信機１３０ｂと受信機１４０ｂのいずれか一方にのみ接続させるような切り換え動作を行なう。

送信機１３０ａは、アンテナ１１０ａから通信装置１００ｂへ送信するための送信信号を生成する。送信機１３０ａは、例えば、送信データを符号化する符号化器、送信データを拡散する拡散器、送信データをバイナリ系列から複素数信号へ拡張するマッパ、中心周波数へのアップコンバージョンを行うＲＦ回路等を含み得る。同様に送信機１３０ｂは、アンテナ１１０ｂから通信装置１００ａへ送信するための送信信号を生成する。

受信機１４０ａは、アンテナ１１０ａが受信した受信信号の復号を行う。受信機１４０ａは、例えば、受信信号が入力されるＲＦ回路、受信信号をデマップするデマッパ、復号器等を含み得る。同様に受信機１４０ｂは、アンテナ１１０ｂが受信した受信信号の復号を行う。

通信装置１００ａの通信制御部１５０ａは、通信装置１００ａから送信する送信信号の生成や、通信装置１００ａで受信する受信信号の復号の制御を行なう。同様に通信装置１００ｂの通信制御部１５０ｂは、通信装置１００ｂから送信する送信信号の生成や、通信装置１００ｂで受信する受信信号の復号の制御を行なう。

そして、通信装置１００ａの通信制御部１５０ａは、通信装置１００ａから送信信号を送信する際に、アンテナ１１０ａから反射される信号を用いて反射係数を測定する。そして通信制御部１５０ａは、測定した反射係数が、予め測定した通常時の値と所定の閾値を超えて変化しているか否かを判定する。

通信制御部１５０ａは、通信時に測定した反射係数が、通常時の値と所定の閾値を超えて変化しているか否かによって、通信装置１００ｂ以外に近接無線通信を行おうとしている装置の存在を知る。そして通信制御部１５０ａは、通信装置１００ｂ以外に近接無線通信を行おうとしている装置が存在していれば、その装置が通信を傍受してデータを不正に取得しようとしていると判断し、アンテナ１１０ａからの送信信号の送信を中止することができる。

ここで本実施形態では、通常時とは、通信装置１００ａと通信装置１００ｂのみで近接無線通信を行った場合のことを指す。

例えば、常にアンテナ１１０ａとアンテナ１１０ｂとが近接しているような状態の場合、通常時とは、アンテナ１１０ａ及びアンテナ１１０ｂのみで近接無線通信が行われる場合が相当する。すなわち、通信制御部１５０ａは、アンテナ１１０ａとアンテナ１１０ｂとが近接している状態での反射係数を保持しておく。

そして通信制御部１５０ａは、アンテナ１１０ａとアンテナ１１０ｂとが近接して近接無線通信が行われる際の反射係数を測定し、通常時の値と所定の閾値を超えて変化していなければ、通信装置１００ｂ以外に近接無線通信を行おうとしている装置が存在しないと判断し得る。

また例えば、近接無線通信が実行される場合に限ってアンテナ１１０ａとアンテナ１１０ｂとが近接しているような状態の場合、通常時とは、アンテナ１１０ａ及びアンテナ１１０ｂのみで近接無線通信が行われる場合が相当する。すなわち、通信制御部１５０ａは、アンテナ１１０ａとアンテナ１１０ｂとが近接して、近接無線通信が実行される状態での反射係数を保持しておく。

また例えば、近接無線通信が実行される場合に限ってアンテナ１１０ａとアンテナ１１０ｂとが近接しているような状態の場合、通常時とは、アンテナ１１０ａとアンテナ１１０ｂとが近接してない状態の場合が相当し得る。すなわち、通信制御部１５０ａは、アンテナ１１０ａとアンテナ１１０ｂとが近接してない状態での反射係数を保持しておく。

以上、図１を用いて本開示の一実施形態に係る通信システムの構成例について説明した。次に、ハイブリッドトランス１２０の動作原理について説明する。

［ハイブリッドトランスの動作原理］
図２は、通信装置１００ａに設けられるハイブリッドトランス１２０の構成例を示す説明図である。また図２には、ハイブリッドトランス１２０の他にアンテナ１１０ａ、送信機１３０ａ、及び受信機１４０ａも図示している。以下、図２を用いて通信装置１００ａに設けられるハイブリッドトランス１２０の動作原理について説明する。

ハイブリッドトランス１２０は、図２に示したように、コイルＬ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２からなる。コイルＬ１ａ、Ｌ１ｂは、いずれも巻き数がＮ_１のコイルであり、コイルＬ２は、巻き数がＮ_２のコイルである。

ハイブリッドトランス１２０の端子Ａには、受信機１４０ａが接続されている。受信機１４０ａは、入力インピーダンスがＺ_ＲＸである。ハイブリッドトランス１２０の端子Ｂには、アンテナ１１０ａが接続されている。アンテナ１１０ａのインピーダンスはＺ_ＡＮＴである。ハイブリッドトランス１２０の端子Ｃには、インピーダンスがＺ_ＲＥＦの抵抗Ｒ１が接続されている。そしてハイブリッドトランス１２０の端子Ｄには、インピーダンスがＺ_ＴＸの送信機１３０ａが接続されている。抵抗Ｒ１のインピーダンスＺ_ＲＥＦは基準インピーダンスである。

すなわち、Ｎ_１は端子Ｂ−Ｄ間のコイルＬ１ａの巻き数及び端子Ｄ−Ｃ間のコイルＬ１ｂの巻き数である。

下記の数式１が満たされる場合、送信機１３０ａからの送信信号は、受信機１４０ａには伝わらず、アンテナ１１０ａ及び抵抗Ｒ１だけに伝わる。

また、下記の数式２及び数式３の関係が成り立つ場合は、受信機１４０ａへの受信信号は、抵抗Ｒ１には伝わらず、送信機１３０ａ及び受信機１４０ａのみに伝わる。

ハイブリッドトランス１２０は、このような性質を有しているため、アンテナ１１０ａを送信用途と受信用途の両方で使用するためのアンテナ共用器として使用することができる。そのため、通信装置１００ａのハイブリッドトランス１２０は、本開示の分離部の一例として機能し得る。なお、一般的なハイブリッドトランスの動作原理は、例えば「E. Sartori , "Hybrid Transformers," IEEE Trans. of Parts,
Materials and Packaging, vol. 4, no. 3, pp. 59-66, 1968.」にも開示されている。

図３は、図２に示したハイブリッドトランス１２０の各端子に接続されたアンテナ１１０ａ、送信機１３０ａ及び受信機１４０ａを、それぞれ終端インピーダンスに置き換えた回路を示した説明図である。

図３に示した回路において、Ｖ１は、送信機１３０ａの開放出力電圧であり、Ｖ２は、送信機１３０ａの開放出力電圧Ｖ１をハイブリッドトランス１２０に印加した際に受信機１４０ａの入力に現れる入力電圧である。

送信機１３０ａの開放出力電圧Ｖ１と、入力電圧Ｖ２との間には、以下の数式４の関係が成り立つ。

上記数式４における右辺第３項は、アンテナインピーダンスＺ_ＡＮＴと基準インピーダンスＺ_ＲＥＦとの関係で定まる反射係数ΓＡＮＴである。従って、受信機１４０ａの入力電圧Ｖ２と、下記の数式５とを用いることで、アンテナ１１０ａの反射係数ΓＡＮＴを測定することが可能になる。

微弱電波を用いた近接無線通信の送信機１３０ａの開放出力電圧Ｖ１は数ミリボルトと低く、受信機１４０ａの入力電圧Ｖ２は数十マイクロボルトから百マイクボルト程度の微小な値となる。従って、アンテナ１１０ａの反射係数を測定する際には、受信機１４０ａを用いて受信信号を増幅してから、ベースバンド物理層で測定することが望ましい。

以上、ハイブリッドトランス１２０の動作原理について説明した。続いて、本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａの構成例をより詳細に説明する。

［通信装置の詳細な構成例］
図４は、本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａの構成例を示す説明図であり、通信制御部１５０ａの構成をより詳細に示したものである。以下、図４を用いて本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａの構成例をより詳細に説明する。

図４に示したように、本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａに含まれる通信制御部１５０ａは、ＤＡコンバータ（ＤＡＣ）１５１と、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１５２と、ベースバンド物理層（ＰＨＹ；Ｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒ）１５３と、接続層（ＣＮＬ；ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＬａｙｅｒ）１５４と、を含んで構成される。

ＤＡコンバータ１５１は、ベースバンド物理層１５３で生成されるデジタルの送信信号をアナログの送信信号に変換して送信機１３０ａへ出力する。ＡＤコンバータ１５２は、受信機１４０から供給されるアナログの受信信号をデジタルの受信信号に変換してベースバンド物理層１５３へ供給する。

ベースバンド物理層１５３は、反射係数測定部１６１と、記憶部１６２と、判定部１６３と、を含んで構成される。

反射係数測定部１６１は、アンテナ１１０ａの反射係数を測定する。アンテナ１１０ａの反射係数ΓＡＮＴは、上述の数式５で求めることができるので、反射係数測定部１６１は、ＡＤコンバータ１５２から供給されるデジタルの受信信号を用いて、アンテナ１１０ａの反射係数を測定する。

記憶部１６２は、様々なデータを記憶することができ、本実施形態では、通常時のアンテナ１１０ａの反射係数ΓＡＮＴを記憶する。記憶部１６２に記憶されている通常時のアンテナ１１０ａの反射係数ΓＡＮＴは、判定部１６３での判定処理に用いられる。

判定部１６３は、反射係数測定部１６１が測定したアンテナ１１０ａの反射係数ΓＡＮＴと、記憶部１６２が記憶している通常時のアンテナ１１０ａの反射係数ΓＡＮＴとから、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間に別のアンテナが挿入されていないかどうかを判定する。

具体的には、判定部１６３は、反射係数測定部１６１が測定したアンテナ１１０ａの反射係数ΓＡＮＴが、記憶部１６２が記憶している通常時のアンテナ１１０ａの反射係数ΓＡＮＴから所定の閾値を超えて異なっている場合は、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間に別のアンテナが挿入されているものと判定する。

接続層１５４は、接続とデータ配信を管理する。接続管理においては、接続層１５４は、通信相手の機器との接続の確立や、確立した接続の切断を担っている。本実施形態では、接続層１５４は、判定部１６３によって通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間に別のアンテナが挿入されていると判定されると、通信装置１００ｂとの通信を切断する。

本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａは、かかる構成を有することにより、通信装置１００ｂ以外に近接無線通信を行おうとしている装置の存在を知る。そして通信制御部１５０ａは、通信装置１００ｂ以外に近接無線通信を行おうとしている装置が存在していれば、その装置が通信を傍受してデータを不正に取得しようとしていると判断し、アンテナ１１０ａからの送信信号の送信を中止することができる。

以上、図４を用いて本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａの構成例を説明した。続いて、本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａの動作例について説明する。

［通信装置の動作例］
図５は、本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａの動作例を示す流れ図である。図５に示した流れ図は、アンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴを測定し、通信装置１００ａと通信装置１００ｂとの間に別のアンテナが挿入されていないかどうかを判定する際の動作例である。以下、図５を用いて本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａの動作例について説明する。

通信装置１００ａは、まず通常時のアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴを測定し、その値を記憶する（ステップＳ１０１）。通常時のアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴの測定は反射係数測定部１６１が行なう。反射係数測定部１６１は、測定した反射係数Γ_ＡＮＴを記憶部１６２に記憶する。

ここで反射係数測定部１６１は、通常時のアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴを測定する際に上記の数式を用いて求めても良いが、アンテナ１１０ａ、１１０ｂの間の２ポートＳパラメータと受信側の通信装置１００ｂの反射係数Γ_Ｌを用いて表したシグナルフローグラフから求めることも出来る。

図６は、通信装置１００ａ、１００ｂの通常時の使用状態を示す説明図であり、図７は、図６に示した状態におけるシグナルフローグラフを示す説明図である。図６中に示した矢印は、通信装置１００ａから通信装置１００ｂへの信号の流れを模式的に示したものである。

図７に示したシグナルフローグラフから、通常時のアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴが、下記の数式６のように求められる。

数式６の導出は以下のようにして行われる。図７のｂ１とｂ２は以下の関係が成り立つ。

ｂ１＝Ｓ１１×ａ１＋Ｓ１２×ａ２
ｂ２＝Ｓ２１×ａ１＋Ｓ２２×ａ２

通信装置１００ｂの反射係数Γ_Ｌから、
ａ２＝Γ_Ｌ×ｂ２
の関係が成立する。

従ってｂ２は
ｂ２＝Ｓ２１×ａ１／（１−Ｓ２２×Γ_Ｌ）
である。

またｂ１は、
ｂ１＝ａ１×Ｓ１１＋ａ１×Ｓ２１×Ｓ１２×Γ_Ｌ／（１−Ｓ２２×Γ_Ｌ）
＝ａ１×（Ｓ１１＋Ｓ２１×Ｓ１２×Γ_Ｌ／（１−Ｓ２２×Γ_Ｌ））
である。

従って、アンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴは、Γ_ＡＮＴ＝ｂ１／ａ１であるから、上記数式６の関係が成り立つ。

数式６で示した通常時のアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴで、Γ_Ｌ＝１とすると、アンテナ１１０ｂが存在していない場合と同等になる。従って、数式６のΓ_Ｌに１を代入した場合のアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴを、通常時のアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴとしてもよい。

通信装置１００ａは、通常時のアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴを測定し、その値を記憶した後に、通信装置１００ｂとの通信時にアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴを測定する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２でのアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴの測定は反射係数測定部１６１が行なう。

図６に示した状態と同じ状態で、このステップＳ１０２での反射係数Γ_ＡＮＴの測定を反射係数測定部１６１が行なうと、得られる値は、上記ステップＳ１０１で記憶させた値と変わらないか、変わったとしても誤差の範囲である。しかし、図６に示した状態と異なる状態、すなわち、通信装置１００ａ、１００ｂの間に別のアンテナが存在する状態で、このステップＳ１０２での反射係数Γ_ＡＮＴの測定を反射係数測定部１６１が行なうと、得られる値は、上記ステップＳ１０１で記憶させた値と明らかに異なる。

図８は、通信装置１００ａ、１００ｂの通常時とは異なる使用状態を示す説明図であり、図９は、図８に示した状態におけるシグナルフローグラフを示す説明図である。図８には、第三者により設置されたアンテナ１１０ｃが図示されている。アンテナ１１０ｃは、アンテナ１１０ａ、１１０ｂ同様に、４．４８ＧＨｚのキャリアでの通信を行なうアンテナである。図８中に示した矢印は、通信装置１００ａから通信装置１００ｂへの信号の流れを模式的に示したものであり、アンテナ１１０ｃにより反射係数Γ_ＡＮＴが変化する様子が表されている。また図９に示したシグナルフローグラフは、通信装置１００ａ、１００ｂの間に、意図されないアンテナ１１０ｃが挿入された場合におけるシグナルフローグラフの一例である。

上述したように、通信装置１００ａから送信されるデータには、例えば画像データ、楽曲データ、テキストデータ等のバイナリデータ、電子マネーによる代金決済のためのデータ、機器の設定のためのデータなどが含まれ得る。従って、このようなデータが、第三者により設置されたアンテナ１１０ｃを通じて漏洩するような事態が起こってはならない。

図９に示したシグナルフローグラフから、図８の状態におけるアンテナ１１０ａの反射係数Γ’_ＡＮＴが、下記の数式７のように求められる。

この図８の状態におけるアンテナ１１０ａの反射係数Γ’_ＡＮＴが、通常時のアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴと所定の閾値を超えて変化していれば、通信装置１００ａは、通信装置１００ａ、１００ｂの間に別のアンテナが存在すると判断できる。従って、通信装置１００ａは、ステップＳ１０１で記憶したアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴと、ステップＳ１０２で求めたアンテナ１１０ａの反射係数Γ’_ＡＮＴとを比較し、両者が所定の閾値を超えて変化しているかどうか判定する（ステップＳ１０３）。この判定は判定部１６３が実行する。

判定部１６３は、反射係数の変化の判定について、所定の閾値を超えた変化が一過性のものであるか、また継続しているかを判定の材料としても良い。すなわち、アンテナ１１０ｃが存在しない場合であっても、通信装置１００ｂが意図した位置にかざされなかったときは、ステップＳ１０１で記憶したアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴと、ステップＳ１０２で求めたアンテナ１１０ａの反射係数Γ’_ＡＮＴとが、所定の閾値を超えて変化する可能性がある。しかし、その変化が一過性のものであれば、判定部１６３は、通信装置１００ｂが意図した位置にかざされなかったために所定の閾値を超えて変化したものであると判定できる。

一方、所定の閾値を超えた変化が何度も繰り返したり、また継続したりしていれば、判定部１６３は、第三者によりアンテナ１１０ｃが設置されたと判定できる。

ステップＳ１０３の判定の結果、ステップＳ１０１で記憶したアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴと、ステップＳ１０２で求めたアンテナ１１０ａの反射係数Γ’_ＡＮＴとが所定の閾値を超えて変化していれば、通信装置１００ａは、通信装置１００ａ、１００ｂの間に別のアンテナが存在すると判断し、通信装置１００ｂとの通信を中止する（ステップＳ１０４）。この通信の中止は接続層１５４が実行し得る。

一方、ステップＳ１０３の判定の結果、ステップＳ１０１で記憶したアンテナ１１０ａの反射係数Γ_ＡＮＴと、ステップＳ１０２で求めたアンテナ１１０ａの反射係数Γ’_ＡＮＴとが所定の閾値を超えて変化していなければ、通信装置１００ａは、通信装置１００ａ、１００ｂの間に別のアンテナが存在しないと判断し、通信装置１００ｂとの通信を継続する。

本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａは、図５に示すような動作を実行することで、通信装置１００ａ、１００ｂの間に別のアンテナが存在するかどうかを、反射係数の変化によって判断することが出来る。そして本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａは、通信装置１００ａ、１００ｂの間に別のアンテナが存在すると判断すると、そのアンテナがデータを不正に入手しようとしているものと判断し、通信装置１００ｂとの通信を中止することができる。

＜２．まとめ＞
以上説明したように本開示の一実施形態によれば、予め通常時のアンテナ１１０ａの反射係数を測定及び保持し、通信時のアンテナ１１０ａの反射係数と、通信時のアンテナ１１０ａの反射係数とを比較することで、意図していないアンテナなどの異物の存在を検知可能な通信装置１００ａが提供される。

本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａは、通信装置１００ａ、１００ｂの間に別のアンテナが存在するかどうかを、反射係数の変化によって判断することが出来る。そして本開示の一実施形態に係る通信装置１００ａは、通信装置１００ａ、１００ｂの間に別のアンテナが存在すると判断すると、そのアンテナがデータを不正に入手しようとしているものと判断し、通信装置１００ｂとの通信を中止することができる。

なお、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。

本明細書の各装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。

また、各装置に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した各装置の構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記実施形態では、通信装置１００ａにおいて送信信号と受信信号との混合を防ぐためにハイブリッドトランスが設けられている構成を示したが、本開示は係る例に限定されるものではない。例えば、ハイブリッドトランスに替えて方向性結合器が設けられても良い。通信装置１００ａに方向性結合器が用いられる場合は、通信装置１００ａは、電圧定在波比（ＶＳＷＲ；ＶｏｌｔａｇｅＳｔａｎｄｉｎｇＷａｖｅＲａｔｉｏ）を用いてアンテナ１１０ａの反射係数を測定し得る。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
近接無線通信するアンテナの反射係数を該アンテナでの送信信号の送信中に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記反射係数の値が、通常時の前記アンテナの反射係数の値と所定の閾値を超えて変化しているか否かを判定する判定部と、
を備える、通信装置。
（２）
前記判定部は、想定する前記アンテナの通信相手が存在しない状態を通常時とした前記アンテナの反射係数を基準として判定する、前記（１）に記載の通信装置。
（３）
前記判定部は、想定する前記アンテナの通信相手が存在する状態を通常時とした前記アンテナの反射係数を基準として判定する、前記（１）または（２）に記載の通信装置。
（４）
前記判定部の判定の結果、前記測定部が測定した前記反射係数の値が、通常時の前記アンテナの反射係数の値と所定の閾値を超えて変化していた場合に、前記アンテナからの送信信号の送信を中止する通信制御部を更に備える、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の通信装置。
（５）
前記アンテナから送信する送信信号と前記アンテナで受信する受信信号とを分離する分離部を更に備える、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の通信装置。
（６）
前記分離部はハイブリッドトランスである、前記（５）に記載の通信装置。
（７）
前記アンテナからの送信と前記アンテナでの受信とで同一の周波数帯が使用される、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の通信装置。
（８）
近接無線通信するアンテナの反射係数を該アンテナでの送信信号の送信中に測定するステップと、
前記測定するステップで測定された前記反射係数の値が、通常時の前記アンテナの反射係数の値と所定の閾値を超えて変化しているか否かを判定するステップと、
を備える、判定方法。

１００ａ、１００ｂ通信装置
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃアンテナ
１２０ハイブリッドトランス
１２１アンテナスイッチ
１３０ａ、１３０ｂ送信機
１４０ａ、１４０ｂ受信機
１５０ａ、１５０ｂ通信制御部

Claims

近接無線通信するアンテナの反射係数を該アンテナでの送信信号の送信中に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記反射係数の値が、通常時の前記アンテナの反射係数の値と所定の閾値を超えて変化しているか否かを判定する判定部と、
を備える、通信装置。
前記判定部は、想定する前記アンテナの通信相手が存在しない状態を通常時とした前記アンテナの反射係数を基準として判定する、請求項１に記載の通信装置。
前記判定部は、想定する前記アンテナの通信相手が存在する状態を通常時とした前記アンテナの反射係数を基準として判定する、請求項１に記載の通信装置。
前記判定部の判定の結果、前記測定部が測定した前記反射係数の値が、通常時の前記アンテナの反射係数の値と所定の閾値を超えて変化していた場合に、前記アンテナからの送信信号の送信を中止する通信制御部を更に備える、請求項１に記載の通信装置。
前記アンテナから送信する送信信号と前記アンテナで受信する受信信号とを分離する分離部を更に備える、請求項１に記載の通信装置。
前記分離部はハイブリッドトランスである、請求項５に記載の通信装置。
前記アンテナからの送信と前記アンテナでの受信とで同一の周波数帯が使用される、請求項１に記載の通信装置。
近接無線通信するアンテナの反射係数を該アンテナでの送信信号の送信中に測定するステップと、
前記測定するステップで測定された前記反射係数の値が、通常時の前記アンテナの反射係数の値と所定の閾値を超えて変化しているか否かを判定するステップと、
を備える、判定方法。