JP2015207844A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信号の送受信を行う送信機と受信機とを備えた通信装置において、消費電流の低減と、通信の高信頼性の両方を実現できる通信装置を提供する。【解決手段】通信装置１００は、通信の開始を送信機１から受信機１４に通知する起動信号と、通信の主体となる通信信号との二つからなる通信を行い、起動信号をＡＳＫ変調方式とし、通信信号をＦＳＫ変調方式として、通信を行う。送信機１は、起動信号（ＡＳＫ信号）を送信する際には、発振子制御部１３により２つの発振子７、８のうちの一方８を停止させる。そして、起動信号の値に応じて発振子７と動作停止した発振子８との間で変調部４に接続する発振子をスイッチ９により切り替える。送信機１は、通信信号（ＦＳＫ信号）を送信する際には、２つの発振子７、８を両方とも動作させたうえで、通信信号の値に応じて発振子７、８間で変調部４に接続する発振子をスイッチ９により切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、信号の送受信を行う送信機と受信機とを備えた通信装置に関する。

信号の送受信を行う送信機と受信機とを備えた通信装置に関し、従来、通信の開始を送信機から受信機に通知する起動信号をＡＳＫ方式のスペクトル拡散通信（ＡＳＫ−ＳＳ方式）とし、通信の主体となる通信信号をＰＳＫ方式のスペクトル拡散通信（ＰＳＫ−ＳＳ方式）とした通信装置の提案がある（特許文献１参照）。この特許文献１の通信装置によれば、起動信号をＡＳＫ−ＳＳ方式としているので待機時の消費電流を低減でき、なおかつ外来ノイズに高い耐性を維持できるとしている。

特開２００９−８８６３５号公報

ところで、特許文献１では、ＡＳＫ−ＳＳ方式とＰＳＫ−ＳＳ方式とを切り替えることで、通信装置の消費電流の低減と、通信の高信頼性の両方を実現している。しかし、特許文献１とは別の観点で、通信装置の消費電流の低減と、通信の高信頼性の両方を実現できる手法を提案することは、特許文献１の手法を採用できない何らかの理由がある場合などに有益である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、通信装置の消費電流の低減と、通信の高信頼性の両方を実現できる通信装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、信号の送受信を行う送信機と受信機とを備えた通信装置において、
通信の開始を前記送信機から前記受信機に通知する起動信号と、通信の主体となる通信信号との二つからなる通信を行い、前記起動信号をＡＳＫ変調方式とし、前記通信信号をＦＳＫ変調方式とし、且つ、前記ＡＳＫ変調方式における搬送波の周波数と、前記ＦＳＫ変調方式における搬送波の周波数の一つとを一致させたことを特徴とする。

本発明によれば、通信の開始を送信機から受信機に通知する起動信号をＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式としているので、起動信号送信時の送信機の消費電流を低減できる。また、通信の主体となる通信信号を、ＡＳＫ変調方式よりも耐ノイズ性が高いＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式としているので、通信の高信頼性を実現できる。さらに、本発明では、ＡＳＫ変調方式における搬送波の周波数と、ＦＳＫ変調方式における搬送波の周波数の一つとを一致させているので、変調（特に搬送波）に関連する通信装置の構成や制御を簡素化できる。

通信装置の構成図である。 送信機から受信機に送信される信号の構成を上段に示し、変調信号の送信電力の時間変化を下段に示した図である。 受信機の各部の詳細な構成を示した図である。 送信機が実行する処理のフローチャートである。 起動信号の送信方法を説明する図として、送信機の一部構成を示すとともに、ＡＳＫ変調する際の各部での信号の様子を示した図である。 通信信号の送信方法を説明する図として、送信機の一部構成を示すとともに、ＦＳＫ変調する際の各部での信号の様子を示した図である。 受信機の起動状態変化を上段に、送信機が送信する信号の構成を中段に、送信機の消費電流を下段に示した図である。 起動信号における出力電力の時間変化を示した図である。 受信機が実行する処理のフローチャートである。 受信機の一部構成を示した図であり、起動信号（ＡＳＫ信号）を受信する際の各部での信号の様子を示した図である。 受信機の一部構成を示した図であり、通信信号（ＦＳＫ信号）を受信する際の各部での信号の様子を示した図である。 ＡＳＫ変調方式で信号を送受信した時に、通信レートに対してＳＮＲがどのように変化するかの計算例を示した図である。 起動信号と通信信号の両方をＦＳＫ変調方式で送信した場合における消費電流を説明する図である。 変形例に係る送信機の構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の通信装置の構成図である。図１の通信装置１００は、例えば車両のキーレスエントリーシステムの一部を構成する装置とされる。なお、キーレスエントリーシステムは、車両ユーザに携帯所持される携帯機（キー）による遠隔操作に基づいて、車両のドアをロックしたりアンロックしたりするシステムである。

図１を参照して通信装置１００の構成を説明する。通信装置１００は、送信機１と受信機１４とを備えて、送信機１から受信機１４に、所定信号（キーレスエントリーシステムの場合は、車両ドアのロック、アンロックを指示する信号）を無線で送受信する装置である。これら送信機１、受信機１４間の通信は非同期通信とされる。

先ず送信機１の構成から説明する。送信機１は、送信機１の全体制御を司る通信制御部２と、通信制御部２からの指令に基づき送信信号のビット列を発生させる信号発生部３と、信号発生部３で発生した送信信号が入力されてその送信信号を変調する変調部４と、その変調部４で変調された変調信号を電波で送出するアンテナ部５とを備えている。変調部４は、ＡＳＫ変調とＦＳＫ変調の両方に対応可能に構成されている。

また、送信機１は、送信信号の通信レートを制御する通信レート制御部６を備えている。なお、通信レートは、単位時間当たりに送信することができるデータ量を示した指標（通信速度）であり、例えば、１秒間に何ビットのデータを送信できるかを示したｂｐｓ（ｂｉｔｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ、ビット毎秒）である。通信レート制御部６による通信レートの指令値は、通信制御部２に送られる。

また、送信機１は、第１周波数ｆ１の信号を発振する第１の発振子７と、第１周波数ｆ１とは異なる第２周波数ｆ２の信号を発振する第２の発振子８とを備えている。本実施形態では、第１周波数ｆ１のほうが第２周波数ｆ２よりも大きい（ｆ１＞ｆ２）として説明するが、反対に、ｆ１＜ｆ２であったとしても良い。これら第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２は、例えばＲＦ帯の周波数（例えば３００〜４００ＭＨｚ帯）に設定されている。それら発振子７、８で発振した信号は変調部４で変調する際の搬送波として用いられる。送信機１は、変調部４と発振子７、８の間に設けられて変調部４に入力する搬送波信号を第１の発振子７の信号と第２の発振子８の信号の間で切り替えるスイッチ９を備えている。

そのスイッチ９の一端が変調部４の端子１０に接続され、他端が、第１の発振子７の端子１１と第２の発振子８の端子１２間で切り替え可能に設けられている。スイッチ９が第１の発振子７の端子１１に繋がった場合には、第１の発振子７の信号が搬送波信号として変調部４に入力される。他方、スイッチ９が第２の発振子８の端子１２に繋がった場合には、第２の発振子８の信号が搬送波信号として変調部４に入力される。なお、スイッチ９の切り替えは通信制御部２により行われる。さらに、送信機１は、発振子７、８の動作を制御する発振子制御部１３を備えている。その他、送信機１は、バッテリ（図示外）を備えている。そして、そのバッテリからの電力供給により送信機１が駆動する。

送信機１は、例えば、キーレスエントリーシステムにおける携帯機とされる。この場合には、送信機１には、車両ドアのロックを指示するロックスイッチや、アンロックを指示するアンロックスイッチが設けられる。そして、送信機１は、ロックスイッチやアンロックスイッチがユーザにより操作された場合など所定条件が成立したときには、受信機１４に信号（データ）を送信する。ここで、図２は、送信機１から受信機１４に送信される信号２０の構成及び変調方式を説明する図を示している。詳細には、図２の上段に信号２０の構成を示し、下段に、変調信号の送信電力の時間変化を示している。

図２の上段に示すように、信号２０は、受信機１４に通信の開始を通知する、言い換えると、間欠動作（低消費電流モード）で待機する受信機１４を起動させる起動信号２１と、その起動信号２１に後続して送信される、通信の主体となる通信信号２２との二つの信号から構成される。通信信号２２は、例えば、送信機１を認証するための認証データ（ＩＤコード）や、ロックスイッチの操作によるロック指示データや、アンロックスイッチの操作によるアンロック指示データなどを含んでいる。

また、図２の下段に示すように、起動信号２１は、搬送波２１１によるＡＳＫ変調された信号となっている。この搬送波２１１は、第１の発振子７（図１参照）による第１周波数ｆ１の正弦波である。他方、通信信号２２は、搬送波２２１と搬送波２２２とによるＦＳＫ変調された信号となっている。搬送波２２１は、搬送波２１１と同様に、第１の発振子７による第１周波数ｆ１の正弦波である。搬送波２２２は、第２の発振子８による第２周波数ｆ２の正弦波である。このように、送信機１は、起動信号２１はＡＳＫ変調方式で送信し、通信信号２２はＦＳＫ変調方式で送信している。送信機１の動作の詳細は後述する。

次に、受信機１４の構成を説明する。図１に示すように、受信機１４は、送信機１からの信号（電波）を受信するアンテナ部１５と、そのアンテナ部１５で受信した変調信号を復調（検波）する検波部１６と、その検波部１６で復調された信号をＡＤ変換してビット列にする信号再生部１７とを備えている。また、受信機１４は、信号再生部１７で再生された信号（ビット列）に基づいて、送信機１からの信号か否かの判断など受信機１４の全体制御を司る制御部１８を備えている。さらに、受信機１４は、受信機１４の受信帯域幅として検波部１６に備えられたフィルタの帯域幅を調整するフィルタ帯域制御部１９を備えている。

図３を参照して、さらに詳細に受信機１４の構成を説明する。図３は、受信機１４の各部の詳細な構成を示した図である。アンテナ部１５は、アンテナ１５１と、そのアンテナ１５１で受信した信号を効率的に検波部１６に伝達させるためにインピーダンス整合を行う整合回路１５２とを備えている。整合回路１５２は、アンテナ１５１で受信した信号から直流分を除去するコンデンサ、伝送路と接地間に接続されたコンデンサ等を含み、それらコンデンサの容量と、アンテナ１５１のインダクタンス分とで定まる共振回路として構成されている。

検波部１６は、いわゆるスーパーヘテロダイン方式の回路に構成されている。すなわち、検波部１６は、アンテナ部１５から送られてくる信号のうち所定周波数帯域の信号（例えばＲＦ帯の信号）は通過させ、それ以外の信号は除去するＲＦフィルタ１６１と、そのＲＦフィルタ１６１を通過した信号を増幅するＲＦアンプ１６２とを備えている。

また、検波部１６は、所定周波数の信号を発振させる局部発振器１６３と、その局部発振器１６３で発振した信号に対して周波数逓倍（図３では８倍）する周波数逓倍器１６４とを備えている。また、検波部１６は、周波数逓倍器１６４で周波数逓倍された信号と、ＲＦアンプ１６２を通過した信号とを混合して中間周波数（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に変換する混合器１６５とを備えている。また、検波部１６は、混合器１６５で中間周波数に変換された信号のうち所定周波数帯域の信号は通過させ、それ以外の信号は除去するＩＦフィルタ１６６と、そのＩＦフィルタ１６６を通過した信号を増幅するＩＦアンプ１６７とを備えている。

また、検波部１６は、ＩＦアンプ１６７を通過した信号を包絡線検波する検波回路１６８を備えている。その検波回路１６８は、例えばコンデンサ及び抵抗を有したＣＲフィルタとして構成されている。また、検波部１６は、検波回路１６８で包絡線検波された信号から高周波の信号を除去するローパスフィルタ１６９を備えている。そのローパスフィルタ１６９を通過した信号が信号再生部１７に入力される。さらに、検波部１６は、ＩＦアンプ１６７を通過した信号が入力されてその信号の電界強度（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を求めるＲＳＳＩ測定器１７０を備えている。そのＲＳＳＩ測定器１７０で測定されたＲＳＳＩ値は、制御部１８に入力される。

信号再生部１７は、検波部１６で検波された信号（ローパスフィルタ１６９を通過した信号）の閾値以上の部分に対しては「１」を出力し、閾値未満の部分に対しては「０」を出力するコンパレータ１７１等から構成されている。制御部１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有したマイクロコンピュータ１８１等から構成されている。

受信機１４は、例えば、キーレスエントリーシステムにおける車両に備えられた、携帯機からのロック指示信号又はアンロック指示信号を受信する受信機とされる。なお、受信機１４の動作の詳細は後述する。

以上が通信装置１００（送信機１、受信機１４）の構成である。次に、送信機１の動作（処理）の詳細を説明する。図４は、送信機１が実行する処理のフローチャートである。図４の処理は、送信機１がキーレスエントリーシステムにおける携帯機の場合には、ロックスイッチ又はアンロックスイッチが操作された時に開始する。

図４の処理を開始すると、先ず、起動信号をＡＳＫ変調して送信する（Ｓ１１）。図５は、起動信号の送信方法を説明する図であり、詳細には送信機１の一部構成を示すとともに、ＡＳＫ変調する際の各部での信号の様子を示している。図５を参照して、Ｓ１１の処理の詳細を説明すると、通信制御部２は、信号発生部３に起動信号のビット列を発生させるように指令をする。信号発生部３で発生させた起動信号は変調部４に送られて、その変調部４で起動信号のＡＳＫ変調が行われる。

具体的には、発振子制御部１３（図１参照）は、第１の発振子７を動作させる一方で、第２の発振子８の動作を停止させる。そして、通信制御部２は、起動信号の値（「０」、「１」）に応じてスイッチ９の切り替えを制御する。具体的には、通信制御部２は、起動信号の値が「１」の場合には第１の発振子７の側にスイッチ９を切り替えて、変調部４に第１周波数ｆ１の正弦波信号を入力させる。そして、変調部４にて、起動信号の「１」の区間を第１周波数ｆ１の正弦波のアナログ信号に変換する。

一方、通信制御部２は、起動信号の値が「０」の場合には第２の発振子８の側にスイッチ９を切り替える。この場合、第２の発振子８は停止しているので第２の発振子８から変調部４には正弦波信号は入力されない。言い換えると、変調部４には、搬送波信号として振幅が「０」の信号が入力される。そして、変調部４にて、起動信号の「０」の区間を、振幅が略ゼロのアナログ信号に変換される。図５の変調部４の出力ラインには、変調後の信号として、起動信号の「１」の区間Ｒ１１を第１周波数ｆ１の正弦波信号とし、「０」の区間Ｒ１２をゼロとしたＡＳＫ信号を図示している。なお、通信制御部２は、起動信号の値が「１」の場合には動作停止した第２の発振子８の側にスイッチ９を切り替え、「０」の場合には第１の発振子７の側にスイッチ９を切り替えても良い。

さらに、通信レート制御部６（図１参照）は、ＡＳＫ信号を送信する際には、ＡＳＫ信号用の通信レートｂ１を通信制御部２に通知する。この通信レートｂ１は、後述するＦＳＫ信号用の通信レートｂ２よりも小さい（遅い）値である。通信制御部２は、この通信レートｂ１でＡＳＫ信号が送信されるように、スイッチ９の切替周波数、つまり起動信号のパルス幅（図５に示す区間Ｒ１１、Ｒ１２の幅）を調整する。つまり、通信制御部２は、スイッチ９の切り替え間隔を、ＦＳＫ信号の送信時よりも長くする。これによって、ＡＳＫ信号の通信レートｂ１は、ＦＳＫ信号の通信レートｂ２よりも小さくなって、後述するように受信機１４における受信帯域幅を狭くすることができる。

また、通信制御部２は、起動信号の「１」の区間Ｒ１１と「０」の区間Ｒ１２との比（デューティ比）が所定値となるように、スイッチ９の切り替え間隔を制御する。具体的には、区間Ｒ１１÷（区間Ｒ１１＋区間Ｒ１２）をデューティ比と定義したときに、このデューティ比が０．５より小さくなるように、スイッチ９の切り替え間隔を制御する。つまり、区間Ｒ１１を区間Ｒ１２よりも短くする（Ｒ１１＜Ｒ１２）。これによって、Ｒ１１≧Ｒ１２の場合に比べて、消費電流が略ゼロの区間Ｒ１２を長くできるので、送信機１の消費電流を低減できる。なお、Ｒ１１≧Ｒ１２の構成を排除する趣旨ではない。

さらに、Ｓ１１では、間欠動作している受信機に確実に起動信号を受信させるために、その間欠動作の間隔よりも起動信号の送信期間が長くなるように、複数フレームの起動信号を送信する。ここで、図７は、本発明の効果を説明する図であり、詳細には、横軸を時間軸として、受信機１４の起動状態変化（ウェイクアップ期間、スリープ期間）を上段に、送信機１が送信する信号の構成を中段に、送信機１の消費電流を下段に示している。

図７の上段に示すように、受信機１４は待機中では、低消費電流モードとして間欠動作をしており、図７の例では、スリープ期間（動作停止期間）を２５０ｍｓｅｃ、ウェイクアップ期間（動作期間）を６ｍｓｅｃとして、これらスリープ期間、ウェイクアップ期間を交互に繰り返している。この場合、受信機１４は、低消費電流モードにおいてはウェイクアップ期間である６ｍｓｅｃの期間でしか信号を受信することができない。そこで、Ｓ１１では、スリープ期間とウェイクアップ期間を合算した期間（＝２５６ｍｓｅｃ）よりも長い期間、起動信号を送り続ける。具体的には、１フレームの送信期間が７８ｍｓｅｃとすると、４フレーム分（３１２ｍｓｅｃ）の起動信号を送信している（図７の中段参照）。これにより、間欠動作している受信機１４に確実に起動信号を受信させることができる。

さらに説明すると、受信機１４がウェイクアップしている６ｍｓｅｃの期間で、起動信号の受信を受信機１４に認識させる必要がある。言い換えると、後述するように、受信機１４は信号の受信レベル（ＲＳＳＩ値）に基づいて信号の受信有か否かを判断するが、そのために、受信機１４が起動信号を受信した場合には、ウェイクアップ期間に起動信号の出力電力が現れる区間（起動信号の値が「１」の区間）を確実に受信機１４に受信させる必要がある。そのため、例えば、図８のように、起動信号の各区間を構成する。この図８は、起動信号における出力電力の時間変化を示している。図８の例では、起動信号の出力電力が現れる区間（起動信号の値が「１」の区間）が０．３５ｍｓｅｃとされ、出力電力がゼロとなる区間（起動信号の値が「０」の区間）が５．３ｍｓｅｃとされている。これにより、受信機１４のウェイクアップ期間（＝６ｍｓｅｃ）に受信機１４が起動信号を受信した場合には、この起動信号中の出力電力が現れる区間を確実に受信機１４に受信させることができる。

送信機１は、起動信号の送信に続けて、通信の主体となる通信信号をＦＳＫ変調して送信する（Ｓ１２）。図６は、通信信号の送信方法を説明する図であり、詳細には、送信機１の一部構成を示すとともに、ＦＳＫ変調する際の各部での信号の様子を示している。図６を参照して、Ｓ１２の処理の詳細を説明すると、通信制御部２は、信号発生部３に通信信号のビット列を発生させるように指令をする。信号発生部３は、この指令に基づき、例えばキーレスエントリーシステムの場合には、受信機１４側で送信機１を認証するための認証データ（ＩＤコード）や、車両ドアのロック状態を指示する指示信号を含んだ通信信号のビット列を発生させる。信号発生部３で発生させた通信信号は変調部４に送られて、その変調部４で通信信号のＦＳＫ変調が行われる。

具体的には、発振子制御部１３（図１参照）は、第１の発振子７と第２の発振子８の両方を動作させる。そして、通信制御部２は、起動信号の変調と同様に、通信信号の値（「０」、「１」）に応じてスイッチ９の切り替えを制御する。具体的には、通信制御部２は、通信信号の値が「１」の場合には第１の発振子７の側にスイッチ９を切り替え、通信信号の値が「０」の場合には第２の発振子８の側にスイッチ９を切り替える。これによって、変調部４にて、通信信号の「１」の区間Ｒ２１（図６参照）が第１周波数ｆ１の正弦波、「０」の区間Ｒ２２が第２周波数ｆ２の正弦波のアナログ信号（ＦＳＫ信号）に変換される。なお、通信制御部２は、通信信号の値が「１」の場合には第２の発振子８の側にスイッチ９を切り替え、「０」の場合には第１の発振子７の側にスイッチ９を切り替えても良い。

さらに、通信レート制御部６（図１参照）は、ＦＳＫ信号を送信する際には、ＦＳＫ信号用の通信レートｂ２を通信制御部２に通知する。上述したように、この通信レートｂ２はＡＳＫ信号用の通信レートｂ１よりも大きい（速い）値である。通信制御部２は、この通信レートｂ２でＦＳＫ信号が送信されるように、スイッチ９の切替周波数、つまり通信信号のパルス幅（図６に示す区間Ｒ２１、Ｒ２２の幅）を調整する。つまり、通信制御部２は、スイッチ９の切り替え間隔を、ＡＳＫ信号の送信時よりも短くする。

また、通信制御部２は、通信信号の「１」の区間Ｒ２１と「０」の区間Ｒ２２との比（デューティ比）が所定値となるように、スイッチ９の切り替え間隔を制御する。ここでは、例えば、区間Ｒ２１と区間Ｒ２２とが同じ幅となるように、スイッチ９の切り替え間隔を制御する。また、通信制御部２は、図７の中段に示すように、１フレーム分（７８ｍｓｅｃ）の通信信号を送信する。Ｓ１２の処理の後、図４のフローチャートの処理を終了する。

このように、送信機１は、一回の送信で、例えばトータル５フレーム（起動信号が４フレーム、通信信号が１フレーム）の信号を送信する（図７の中段参照）。このとき、起動信号をＡＳＫ変調方式で送信しているので、図７の下段に示すように、起動信号の送信時は送信機１の消費電流（出力電力）は間欠的となる。よって、送信機１の消費電流を低減できる。また、送信機１は、通信信号を、ＡＳＫ変調方式よりも耐ノイズ性の高いＦＳＫ変調方式で送信しているので、通信の高信頼性を実現できる。なお、Ｓ１１、Ｓ１２において、通信レートを調整する通信制御部２及び通信レート制御部６が本発明の「通信レート制御手段」に相当する。また、通信制御部２、スイッチ９及び発振子制御部１３の構成が本発明の「周波数設定手段」に相当する。また、発振子制御部１３が本発明の「動作制御手段」に相当する。また、通信制御部２が本発明の「切替制御手段」に相当する。

これに対して、図１３は、比較例として、起動信号と通信信号の両方をＦＳＫ変調方式で送信した場合における消費電流を説明する図である。図１３の上段には、図７の上段と同様の受信機の起動状態変化を示し、中段には、送信機が送信する信号の構成として全部がＦＳＫ信号からなる構成を示し、下段に、送信機の消費電流を示している。ＦＳＫ変調方式のみで送信すると通信の高信頼性は確保できるものの、図１３の下段に示すように、全期間にわたって連続的に電流消費されてしまう。

次に、受信機１４の動作（処理）の詳細を説明する。図９は、受信機１４が実行する処理のフローチャートである。図９の処理は、受信機１４がキーレスエントリーシステムにおける受信機の場合には、例えば車両のエンジン停止と同時に開始する。

図９の処理を開始すると、先ず、フィルタ帯域制御部１９はＩＦフィルタ１６６（図３参照）のフィルタ帯域を、起動信号（ＡＳＫ信号）の受信用のフィルタ帯域ｃ１に設定する（Ｓ２１）。このフィルタ帯域ｃ１は、起動信号の通信レートｂ１を有した信号は通過させる帯域であって、通信信号（ＦＳＫ）の受信用のフィルタ帯域ｃ２よりも狭い帯域である。ＩＦフィルタ１６６のフィルタ帯域の調整は、例えば、ＩＦフィルタ１６６を、特性値を変えることができる要素（コンデンサ、インダクタ、抵抗等）で構成して、フィルタ帯域ｃ１となるようにこの要素の特性値を調整すれば良い。又は、ＩＦフィルタ１６６を、フィルタ帯域ｃ１に予め設定された第１フィルタと、フィルタ帯域ｃ２に予め設定された第２フィルタと、これら第１フィルタ、第２フィルタのいずれかに切り替えるスイッチとで構成する。そして、このスイッチで第１フィルタに切り替えるようにしても良い。このＳ１９の処理を実行するフィルタ帯域制御部１９が本発明の「帯域幅制御手段」に相当する。

さらに、制御部１８は、受信機１４の動作モードを、通信時の動作モード（常時動作モード）よりも消費電流を低減した低消費電流モードに移行させる（Ｓ２１）。この低消費電流モードは、具体的には、図７の上段の「低消費電流モード」の部分で示すように間欠動作するモードである。

図４の処理で説明したように、送信機１は、ＦＳＫ信号の送信時よりも通信レートを小さくして起動信号を送信しているので、Ｓ２１で設定するフィルタ帯域ｃ１を狭くすることができる。ここで、図１２は、ＡＳＫ変調方式で信号を送受信した時に、通信レートに対してＳＮＲ（信号に対するノイズの割合）がどのように変化するかの計算例（ライン２０１）を示している。図１２の縦軸のＳＮＲが大きいほど、耐ノイズ性が低下することを示している。また、図１２において、所定の通信レートｂ３（図１２の横軸の右端の通信レート）でＦＳＫ変調方式の信号を送受信した時のＳＮＲを点線２０２で示している。図１２に示すように、ＡＳＫとＦＳＫとで同じ通信レートで信号を送受信した場合には、ＡＳＫの受信信号のＳＮＲは、ＦＳＫの受信信号のＳＮＲよりも悪化する。しかし、通信レートを下げていくことで、受信機の受信帯域幅を狭くすることができ、受信帯域幅を狭くすることでノイズの通過量を低減できるので、ＡＳＫのＳＮＲは低下する（耐ノイズ性が向上する）。図１２の例では、通信レートをｂ４（＜ｂ３）以下にすることで、ＡＳＫのＳＮＲを、ＦＳＫのＳＮＲと同等にできることを示している。

間欠動作中にノイズ又は信号を受信した場合（Ｓ２２）には、制御部１８は、この受信信号の受信レベルが予め定められた規定値以上か否かを判断する（Ｓ２３）。具体的には、制御部１８は、ＲＳＳＩ測定器１７０（図３参照）から送られてきたＲＳＳＩ値が規定値以上か否かを判断する。このＳ２３の処理を実行する制御部１８が本発明の「信号強度判定手段」に相当する。ＲＳＳＩ値が規定値未満の場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、制御部１８は信号無しと判断して（Ｓ２４）、間欠動作モードである低消費電流モードを継続して（Ｓ２５）、Ｓ２１に戻る。

一方、ＲＳＳＩ値が規定値以上の場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、制御部１８（本発明の「モード移行手段」に相当）は、受信機１４の動作モードを、低消費電流モードから常時動作モードに移行させる（図７の上段参照。図１０も参照）。つまり、受信機１４を完全にウェイクアップさせる。なお、図１０は、受信機１４の一部構成を示した図であり、起動信号（ＡＳＫ信号）を受信する際の各部での信号の様子を示している。

その後、信号再生部１７（図３参照）は受信信号のＡＤ変換を行う（Ｓ２６）。次いで、制御部１８は、ＡＤ変換後の受信信号の通信レートを算出する（Ｓ２７）。具体的には、例えば単位時間当たりに受信したビット量に基づいて通信レートを算出する。このＳ２７の処理を実行する制御部１８が本発明の「算出手段」に相当する。次いで、制御部１８は、算出した通信レート（受信通信レート）が、起動信号の通信レートｂ１か否かを判断する（Ｓ２８）。このＳ２８の処理を実行する制御部１８が本発明の「通信レート判定手段」に相当する。受信通信レートが通信レートｂ１ではない場合には（Ｓ２８：Ｎｏ）、制御部１８は、受信信号はノイズであると判断して（Ｓ２９）、低消費電流モードに移行する（Ｓ２５）。つまり、ＩＦフィルタ１６６のフィルタ帯域をｃ１に切り替えるとともに、間欠動作するモードに切り替える（Ｓ２１）。

受信通信レートがｂ１である場合には（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、信号の受信有と判断する（Ｓ３０）。なお、Ｓ２３〜Ｓ３０の処理を実行する制御部１８が本発明の「信号判定手段」に相当する。次に、フィルタ帯域制御部１９はＩＦフィルタ１６６のフィルタ帯域を、通信信号（ＦＳＫ信号）の受信用のフィルタ帯域ｃ２に切り替える（Ｓ３１）。通信信号は、起動信号（ＡＳＫ信号）に比べて搬送波の周波数幅が広く、さらに通信レートが大きいので、フィルタ帯域ｃ２は起動信号受信用のフィルタ帯域ｃ１よりも広くする必要がある。フィルタ帯域制御部１９は、ＩＦフィルタ１６６を構成する要素（コンデンサ、インダクタ、抵抗等）の特性値をフィルタ帯域ｃ２となるように調整したり、スイッチにより、第１フィルタ（フィルタ帯域ｃ１のフィルタ）からフィルタ帯域ｃ２の第２フィルタに切り替えたりする。このＳ３１の処理を実行するフィルタ帯域制御部１９が本発明の「帯域幅制御手段」に相当する。

その後、図４のＳ１２で送信されたＦＳＫ信号（通信信号）を受信する（Ｓ３２。図１１も参照）。なお、図１１は、受信機１４の一部構成を示した図であり、通信信号（ＦＳＫ信号）を受信する際の各部での信号の様子を示している。信号再生部１７は、検波部１６を通過した後の受信信号に対してＡＤ変換を行う（Ｓ３３。図１１も参照）。次いで、制御部１８は、ＡＤ変換後の受信信号（「１」、「０」のビット列（図１１参照））のデータ解析を開始する（Ｓ３４）。具体的には、制御部１８は、例えば受信信号中の認証データ（ＩＤコード）と、制御部１８のメモリ等に記憶されたマスター認証データとを照合する。そして、制御部１８は、このデータ解析の結果（照合結果）に基づいて受信信号が送信機１からの信号か否かを判断する（Ｓ３５）。送信機１からの信号ではないと判断した場合には（Ｓ３５：Ｎｏ）、低消費電流モードに移行する（Ｓ２５）。このＳ２５の処理を実行する制御部１８が本発明の「モード移行手段」に相当する。

一方、送信機１からの信号と判断した場合には（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、図９のフローチャートの処理を終了する。その後、制御部１８は、受信信号の内容に応じた制御信号（キーレスエントリーシステムの場合には、ドアロックやアンロックを指示する信号）を出力する。この制御信号に基づき、ドアロックやアンロックなどの制御が実行される。

以上説明したように、本実施形態によれば、起動信号をＡＳＫ変調方式で送信しているので、送信機の消費電流を低減できる。また、ＡＳＫ信号の通信レートをＦＳＫ信号の通信レートよりも小さくして、受信機の受信帯域幅を狭くしているので、ＡＳＫ信号の耐ノイズ性を向上できる。よって、通信の高信頼性を実現できる。さらに、ＡＳＫ信号の搬送波の周波数と、ＦＳＫ信号の搬送波の周波数の一つとを一致させているので、送信機側の搬送波の生成に関連する構成（具体的には発振子の個数など）や、変調部の構成、受信機の検波部の構成を簡素化できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。図１４は、変形例に係る送信機２３の構成を示している。図１４において、図１の送信機１と変更がない部分には同一の符号を付している。図１４の送信機２３では、スイッチ９の接続端子として、第１の発振子７の端子１１、第２の発振子８の端子１２に加え、発振子が接続されていない端子２４（オープン端子）が追加されている。通信制御部２５は、起動信号（ＡＳＫ信号）を送信する際には、起動信号の値に応じてスイッチ９を、端子１１（又は端子１２）とオープン端子２４の間で切り替える。また、通信制御部２５は、通信信号（ＦＳＫ信号）を送信する際には、通信信号の値に応じてスイッチ９を、端子１１と端子１２の間で切り替える。これによっても、起動信号をＡＳＫ変調、通信信号をＦＳＫ変調することができる。図１４において、通信制御部２５及びスイッチ９の構成が本発明の「周波数設定手段」に相当する。また、通信制御部２５が本発明の「切替制御手段」に相当する。

また、上記実施形態では、キーレスエントリーシステムに本発明を適用した例を主に説明したが、当然、キーレスエントリーシステム以外の通信装置に本発明を適用しても良い。また、起動信号は、通信信号と同じ内容の信号としても良いし、異なる内容の信号としても良い。起動信号を通信信号と同じ内容の信号とする場合には、起動信号に、送信機の認証データや、ロック指示信号、アンロック指示信号（キーレスエントリーシステムの場合）を含ませる。これによって、場合によってはＦＳＫ信号を受信する前に制御（車両ドアのロック、アンロックなど）を実行できる。また、上記実施形態では、ＡＳＫ信号の通信レートとＦＳＫ信号の通信レートとを異ならせていたが、これら通信レートを同じとし、ＡＳＫ信号の受信時の受信帯域幅をＦＳＫ信号の受信時よりも狭くしても良い。このように、通信レートを同じとしても、ＡＳＫ信号は、搬送波の周波数が一つしかないので、ＦＳＫ信号に比べて受信帯域幅を狭くできる。よって、受信帯域幅を狭くすることで、起動信号の耐ノイズ性を向上できる。

１００ 通信装置
１、２３ 送信機
１４ 受信機

Claims (13)

1. 信号の送受信を行う送信機（１、２３）と受信機（１４）とを備えた通信装置（１００）において、
   通信の開始を前記送信機から前記受信機に通知する起動信号と、通信の主体となる通信信号との二つからなる通信を行い、前記起動信号をＡＳＫ変調方式とし、前記通信信号をＦＳＫ変調方式とし、且つ、前記ＡＳＫ変調方式における搬送波の周波数と、前記ＦＳＫ変調方式における搬送波の周波数の一つとを一致させたことを特徴とする通信装置。
2. 前記受信機は、前記起動信号を受信する際の受信帯域幅が前記通信信号を受信する際の受信帯域幅よりも狭くなるように、前記起動信号を受信する際と前記通信信号を受信する際とで異なる受信帯域幅に切り替える帯域幅制御手段（１９、Ｓ２１、Ｓ３１）を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記送信機は、前記起動信号を送信する際の通信レートが前記通信信号を送信する際の通信レートよりも小さくなるように制御する通信レート制御手段（２、６、Ｓ１１、Ｓ１２）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記受信機（Ｓ２１）は、前記送信機との間の通信が開始する前は間欠動作をし、
   前記受信機は、
   間欠動作時に受信した信号が前記起動信号か否かを判定する信号判定手段（Ｓ２３〜Ｓ３０）と、
   その信号判定手段により前記起動信号を受信していないと判定された場合には間欠動作をするモードである低消費電流モードに前記受信機を移行させる一方で、前記起動信号を受信したと判定された場合には前記低消費電流モードから常時動作するモードに前記受信機を移行させるモード移行手段（１８、Ｓ２５）とを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の通信装置。
5. 前記信号判定手段は、規定値以上の強度の信号を受信したか否かを判定する信号強度判定手段（Ｓ２３）を備え、
   前記モード移行手段（Ｓ２５）は、前記信号強度判定手段により前記規定値以上の強度の信号を受信していないと判定された場合に前記低消費電流モードに移行させることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記信号判定手段は、
   受信した信号の通信レートを算出する算出手段（Ｓ２７）と、
   その算出手段で算出された通信レートである受信通信レートが前記起動信号の通信レートとして予め定められた値であるか否かを判定する通信レート判定手段（Ｓ２８）とを備え、
   前記モード移行手段（Ｓ２５）は、前記通信レート判定手段により前記受信通信レートが前記予め定められた値ではないと判定された場合に前記低消費電流モードに移行させることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 前記信号判定手段（Ｓ３０）は、前記信号強度判定手段により前記規定値以上の強度の信号を受信したと判定され、且つ、前記通信レート判定手段により前記受信通信レートが前記予め定められた値であると判定された場合に、前記起動信号を受信したと判定することを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
8. 前記帯域幅制御手段（Ｓ２１）は、前記低消費電流モードの移行時に前記起動信号の受信用の受信帯域幅に切り替えることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 前記帯域幅制御手段（Ｓ３１）は、前記信号判定手段により前記起動信号を受信したと判定された場合に、前記通信信号の受信用の受信帯域幅に切り替えることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 前記送信機は、
    前記起動信号及び前記通信信号を発生させる信号発生部（３）と、
    第１周波数の信号を生成する第１の発振子（７）と、
    第２周波数の信号を生成する第２の発振子（８）と、
    前記信号発生部が発生させた前記起動信号をＡＳＫ変調し、前記通信信号をＦＳＫ変調する変調部（４）と、
    前記変調部でＡＳＫ変調する際には前記第１周波数を搬送波の周波数に設定し、前記変調部でＦＳＫ変調する際には前記通信信号の値に応じて前記第１周波数と前記第２周波数のそれぞれを搬送波の周波数に設定する周波数設定手段（２、９、１３、２５）とを備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信装置。
11. 前記周波数設定手段は、
    一端が前記変調部に接続され、他端が前記第１の発振子と前記第２の発振子のいずれかに接続されるスイッチ（９）と、
    前記変調部でＡＳＫ変調する際には前記第１の発振子は動作させる一方で前記第２の発振子の動作を停止させ、前記変調部でＦＳＫ変調する際には前記第１の発振子と前記第２の発振子の両方を動作させる動作制御手段（１３）と、
    前記起動信号又は前記通信信号の値に応じて前記スイッチの前記他端を前記第１の発振子と前記第２の発振子の間で切り替える切替制御手段（２）とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
12. 前記周波数設定手段は、
    一端が前記変調部に接続され、他端が前記第１の発振子と前記第２の発振子とオープン端子（２４）のいずれかに接続されるスイッチ（９）と、
    前記変調部でＡＳＫ変調する際には前記起動信号の値に応じて前記スイッチの前記他端を前記第１の発振子と前記オープン端子の間で切り替え、前記変調部でＦＳＫ変調する際には前記通信信号の値に応じて前記他端を前記第１の発振子と前記第２の発振子の間で切り替える切替制御手段（２５）とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
13. 前記切替制御手段は、ＡＳＫ変調する際の前記他端の切替周波数を、ＦＳＫ変調する際の前記他端の切替周波数よりも小さくすることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の通信装置。

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