JP2021141427A - 通信装置、端末装置、及び無線信号のデータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】１対多の無線通信に基づく処理をより適切に行うことが可能な仕組みを提供する。【解決手段】端末装置との間で無線通信を行う複数の通信装置に含まれる通信装置であって、前記端末装置と前記通信装置との間で行われた無線通信により得られた第１の結果情報、及び前記端末装置と前記複数の通信装置に含まれる他の通信装置との間で行われた無線通信より得られた第２の結果情報を含む、複数の結果情報を含む無線信号を受信する無線通信部と、前記無線信号に含まれる前記複数の結果情報を、前記複数の通信装置の各々との間で通信を実行する制御装置に出力する制御部、を備える通信装置。【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置、端末装置、及び無線信号のデータ構造に関する。

近年では、装置間の距離を測定（以下、測距とも称し得る）するための様々な技術が開発されている。例えば、下記特許文献１では、測距のための無線信号を送信してからその応答としての無線信号を受信するまでの期間に基づいて、装置間の距離を測定する技術が開示されている。

特開平１１−２０８４１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、１対１の装置間の距離を測定することが前提とされていた。よって、１対多の装置間の距離を特定する処理については向上の余地があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、１対多の無線通信に基づく処理をより適切に行うことが可能な仕組みを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、端末装置との間で無線通信を行う複数の通信装置に含まれる通信装置であって、前記端末装置と前記通信装置との間で行われた無線通信により得られた第１の結果情報、及び前記端末装置と前記複数の通信装置に含まれる他の通信装置との間で行われた無線通信より得られた第２の結果情報を含む、複数の結果情報を含む無線信号を受信する無線通信部と、前記無線信号に含まれる前記複数の結果情報を、前記複数の通信装置の各々との間で通信を実行する制御装置に出力する制御部、を備える通信装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の通信装置の各々との間で無線通信を行う端末装置であって、前記端末装置と前記複数の通信装置の各々との間で行われた無線通信により得られた複数の結果情報を含む無線信号を送信する無線通信部、を備える端末装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、端末装置と複数の通信装置とを含む通信システムにおいて用いられる無線信号のデータ構造であって、前記複数の通信装置の各々に対して規定された位置に、前記端末装置と前記複数の通信装置の各々との間で行われた無線通信により得られた複数の結果情報を含む、無線信号のデータ構造が提供される。

以上説明したように本発明によれば、１対多の無線通信に基づく処理をより適切に行うことが可能な仕組みを提供することにある。

本発明の一実施形態に係るシステムの構成の一例を示す図である。 本実施形態に係るシステムにおいて実行される測距処理の基本的な流れの一例を示すシーケンス図である。 本実施形態に係る通信装置が受信する無線信号のデータ構造の一例を説明するための図である。 本実施形態に係るシステムにおいて実行される測距処理の流れの一例を示すシーケンス図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明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。

また、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要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素を、必要に応じて通信装置２１０Ａ及び２１０Ｂのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、通信装置２１０Ａ及び通信装置２１０Ｂを特に区別する必要が無い場合には、単に通信装置２１０と称する。

＜＜１．構成例＞＞
図１は、本発明の一実施形態に係るシステム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るシステム１は、携帯機１００、及び通信ユニット２００を含む。本実施形態における通信ユニット２００は、車両２０２に搭載される。車両２０２は、ユーザの利用対象の一例である。システム１は、通信システムの一例である。

本発明には、被認証者側の装置と、認証者側の装置と、が関与する。携帯機１００は、被認証者側の装置の一例である。通信ユニット２００は、認証者側の装置の一例である。

ユーザ（例えば、車両２０２のドライバー）が携帯機１００を携帯して車両２０２に近づくと、携帯機１００と通信ユニット２００との間で認証のための無線通信が行われる。そして、認証が成功すると、車両２０２のドア錠がアンロックされたりエンジンが始動されたりして、車両２０２はユーザにより利用可能な状態になる。システム１は、スマートエントリーシステムとも称される。以下、各構成要素について順に説明する。

（１）携帯機１００
携帯機１００は、端末装置の一例である。携帯機１００は、ユーザにより携帯される任意の装置として構成される。任意の装置として、電子キー、スマートフォン、及びウェアラブル端末等が挙げられる。

図１に示すように、携帯機１００は、無線通信部１１０、記憶部１２０、及び制御部１３０を備える。

無線通信部１１０は、通信ユニット２００との間で、所定の無線通信規格に準拠した通信を行う機能を有する。無線通信部１１０は、通信ユニット２００に含まれる複数の通信装置２１０の各々との間で、無線通信を行う。無線通信部１１０は、例えば、所定の無線通信規格に準拠した通信が可能な通信インタフェースとして構成される。

例えば、所定の無線通信規格では、ＵＷＢ（Ultra-Wide Band）を用いた信号が使用されてもよい。ＵＷＢによるインパルス方式の信号は、測距を高精度に行うことができるという特性を有する。すなわち、ＵＷＢによるインパルス方式の信号は、ナノ秒以下の非常に短いパルス幅の電波を使用することで電波の空中伝搬時間を高精度に測定することができ、伝搬時間に基づく測距を高精度に行うことができる。ここで、測距とは、信号を送受信する装置間の距離を測定することを指す。

以下では、無線通信部１１０は、ＵＷＢを用いた信号を送受信するものとする。

記憶部１２０は、携帯機１００の動作のための各種情報を記憶する機能を有する。例えば、記憶部１２０は、携帯機１００の動作のためのプログラム、並びに認証のためのＩＤ（identifier）、パスワード、及び認証アルゴリズム等を記憶する。記憶部１２０は、例えば、フラッシュメモリ等の記憶媒体、及び記憶媒体への記録再生を実行する処理装置により構成される。

制御部１３０は、携帯機１００による動作全般を制御する機能を有する。一例として、制御部１３０は、無線通信部１１０を制御して通信ユニット２００との通信を行う。また、制御部１３０は、記憶部１２０からの情報の読み出し及び記憶部１２０への情報の書き込みを行う。制御部１３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びマイクロプロセッサ等の電子回路によって構成される。

（２）通信ユニット２００
通信ユニット２００は、車両２０２に対応付けて設けられる。ここでは、通信ユニット２００は車両２０２に搭載されるものとする。搭載位置の例として、車両２０２の車室内に通信ユニット２００が設置される、又は通信ユニット２００が通信モジュールとして車両２０２に内蔵される等が挙げられる。図１に示すように、通信ユニット２００は、複数の通信装置２１０（２１０Ａ及び２１０Ｂ等）及び制御装置２２０を備える。なお、通信ユニット２００は、３つ以上の通信装置２１０を備えていてもよい。

−通信装置２１０
通信装置２１０は、携帯機１００との間で無線通信を行う装置である。

図１に示すように、通信装置２１０Ａは、無線通信部２１１、ユニット内通信部２１２、記憶部２１３、及び制御部２１４を備える。なお、通信装置２１０Ｂ等の他の通信装置２１０もまた、通信装置２１０Ａと同様の構成要素を備える。

無線通信部２１１は、携帯機１００との間で、所定の無線通信規格に準拠した通信を行う機能を有する。無線通信部２１１は、例えば、所定の無線通信規格に準拠した通信が可能な通信インタフェースとして構成される。以下では、無線通信部２１１は、ＵＷＢを用いた信号を送受信するものとする。

ユニット内通信部２１２は、通信ユニット２００に含まれる他の装置との間で通信を行う機能を有する。一例として、ユニット内通信部２１２は、制御装置２２０との間で通信を行う。他の一例として、ユニット内通信部２１２は、他の通信装置２１０との間で通信を行う。ユニット内通信部２１２は、例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）又はＣＡＮ（Controller Area Network）等の、任意の車載ネットワークの規格に準拠した通信が可能な通信インタフェースとして構成される。

記憶部２１３は、通信装置２１０の動作のための各種情報を記憶する機能を有する。例えば、記憶部２１３は、通信装置２１０の動作のためのプログラム、並びに認証のためのＩＤ（identifier）、パスワード、及び認証アルゴリズム等を記憶する。記憶部２１３は、例えば、フラッシュメモリ等の記憶媒体、及び記憶媒体への記録再生を実行する処理装置により構成される。

制御部２１４は、通信装置２１０による動作を制御する機能を有する。一例として、制御部２１４は、無線通信部２１１を制御して携帯機１００との間で通信を行う。他の一例として、制御部２１４は、ユニット内通信部２１２を制御して通信ユニット２００に含まれる他の装置との間で通信を行う。他の一例として、制御部２１４は、記憶部２１３からの情報の読み出し及び記憶部２１３への情報の書き込みを行う。制御部２１４は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成される。

−制御装置２２０
制御装置２２０は、複数の通信装置２１０との間で通信を実行する装置である。

図１に示すように、制御装置２２０は、ユニット内通信部２２２、記憶部２２３、及び制御部２２４を備える。

ユニット内通信部２２２は、通信ユニット２００に含まれる他の装置との間で通信を行う機能を有する。一例として、ユニット内通信部２２２は、通信装置２１０との間で通信を行う。ユニット内通信部２２２は、例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）又はＣＡＮ（Controller Area Network）等の、任意の車載ネットワークの規格に準拠した通信が可能な通信インタフェースとして構成される。

記憶部２２３は、制御装置２２０の動作のための各種情報を記憶する機能を有する。例えば、記憶部２２３は、制御装置２２０の動作のためのプログラム、並びに認証のためのＩＤ（identifier）、パスワード、及び認証アルゴリズム等を記憶する。記憶部２２３は、例えば、フラッシュメモリ等の記憶媒体、及び記憶媒体への記録再生を実行する処理装置により構成される。

制御部２２４は、制御装置２２０による動作を制御する機能を有する。一例として、制御部２２４は、ユニット内通信部２２２を制御して通信ユニット２００に含まれる他の装置との間で通信を行う。他の一例として、制御部２２４は、記憶部２２３からの情報の読み出し及び記憶部２２３への情報の書き込みを行う。制御部２２４は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成される。

とりわけ、制御部２２４は、複数の通信装置２１０の各々と携帯機１００との間の無線通信により得られた情報に基づく処理を実行する。

当該処理の一例は、携帯機１００を認証する認証処理である。当該処理の他の一例は、車両２０２のドア錠の施錠及び解錠等の、ドア錠を制御する処理である。当該処理の他の一例は、車両２０２のエンジンの始動／停止等の、動力源を制御する処理である。なお、車両２０２に備えられる動力源は、エンジンの他にモータ等であってもよい。

＜＜２．技術的特徴＞＞
（１）測距処理
携帯機１００及び通信ユニット２００は、測距処理を行う。測距処理とは、携帯機１００と通信ユニット２００との間の距離を測定する処理である。より正確には、測距処理とは、携帯機１００と、複数の通信装置２１０の各々との間の距離を測定する処理である。測距処理において測定された距離を、以下では測距値とも称する。

測距処理は、測距処理のための信号を送受信すること、及び測距処理のための信号を送受信することにより得られた情報に基づいて、測距値を計算すること、を含む。

測距処理のための信号の一例は、測距用信号である。測距用信号は、装置間の距離を測定するために送受信される信号である。測距用信号は、計測の対象となる信号でもある。例えば、測距用信号の送受信にかかる時間が計測される。典型的には、測距用信号は、データを格納するペイロード部分を有さないフレームフォーマットで構成される。

測距処理においては、装置間で複数の測距用信号が送受信され得る。複数の測距用信号のうち、一方の装置から他方の装置へ送信される測距用信号を第１の測距用信号とも称する。そして、第１の測距用信号を受信した装置から、第１の測距用信号を送信した装置へ送信される測距用信号を、第２の測距用信号とも称する。

測距処理のための信号の他の一例は、データ信号である。データ信号は、データを格納して搬送する信号である。データ信号は、データを格納するペイロード部分を有するフレームフォーマットで構成される。

測距処理において測距用信号を送受信することを、以下では測距通信とも称する。他方、測距処理においてデータ信号を送受信することを、以下ではデータ通信とも称する。

測距処理においては、測距用信号を送受信した携帯機１００と通信装置２１０との間の距離が、測定される。

以下、図２を参照しながら、測距処理の流れの一例を説明する。

図２は、本実施形態に係るシステム１において実行される測距処理の基本的な流れの一例を示すシーケンス図である。図２に示すように、本シーケンスには携帯機１００、通信装置２１０及び制御装置２２０が関与する。即ち、本シーケンスは、携帯機１００とひとつの通信装置２１０との間の距離を測定するための測距処理の流れの一例を示す

図２に示すように、まず、携帯機１００の無線通信部１１０は、第１の測距用信号を送信する（ステップＳ１０２）。第１の測距用信号は、ＵＷＢを用いた信号として送信される。

通信装置２１０の無線通信部２１１は、携帯機１００から第１の測距用信号を受信すると、第１の測距用信号の応答としての第２の測距用信号を送信する（ステップＳ１０４）。第２の測距用信号は、ＵＷＢを用いた信号として送信される。

携帯機１００の制御部１３０は、無線通信部１１０が第２の測距用信号を受信すると、第１の測距用信号の送信時刻から第２の測距用信号の受信時刻までの時間ΔＴ１を計測する。次いで、携帯機１００の無線通信部１１０は、計測したΔＴ１を示す情報を含むデータ信号を送信する（ステップＳ１０６）。データ信号は、ＵＷＢを用いた信号として送信される。

他方、通信装置２１０の制御部２１４は、第１の測距用信号の受信時刻から第２の測距用信号の送信時刻までの時間ΔＴ２を計測しておく。その後、通信装置２１０の制御部２１４は、無線通信部２１１が携帯機１００からデータ信号を受信すると、受信されたデータ信号に含まれるΔＴ１と計測したΔＴ２とを、制御装置２２０に出力する（ステップＳ１０８）。

そして、制御装置２２０は、通信装置２１０から取得したΔＴ１及びΔＴ２に基づいて、携帯機１００と通信装置２１０との間の距離を示す測距値を取得する（ステップＳ１１０）。例えば、まず、制御装置２２０は、ΔＴ１−ΔＴ２を２で割ることで伝搬時間を計算する。ここでの伝搬時間とは、携帯機１００と通信装置２１０との間の片道の信号送受信にかかる時間である。そして、制御装置２２０は、伝搬時間に信号の速度を掛けることで、携帯機１００と通信装置２１０との間の距離を示す測距値を計算する。

以上、測距処理の流れの一例を説明した。

測距処理により得られた測距値は、携帯機１００と通信ユニット２００と間の認証のために使用される。例えば、制御装置２２０は、測距値が所定値以下である場合に認証成功を判定する。他方、制御装置２２０は、測距値が所定値以下でない場合に認証失敗を判定する。伝搬時間に基づいて距離が測定される場合、測距用信号が中継されるとその分伝搬時間が延びるので、いわゆるリレーアタックを防ぐことができる。

（２）技術的課題
データ信号は、測距用信号と比較して利得が低い。なぜならば、データ信号は、測距用信号が有さないペイロード部分を有するフレームフォーマットで構成されるためである。つまり、受信側はデータ信号の受信に失敗する場合がある。

受信側がデータ信号の受信に失敗した場合、測距用信号の送受信に成功していたとしても、正しい測距値を計算することは困難になる。そこで、本実施形態では、データ信号の受信に失敗した場合であっても、正しい測距値を計算することが可能な仕組みを提供する。

（３）複数の結果情報を含む無線信号の送受信
通信装置２１０は、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間で行われた無線通信により得られた複数の結果情報を含む無線信号を受信する。そして、通信装置２１０は、無線信号に含まれる複数の結果情報を制御装置２２０に出力する。例えば、通信装置２１０Ａは、携帯機１００と通信装置２１０Ａとの間で行われた無線通信により得られた第１の結果情報、及び携帯機１００と通信装置２１０Ｂとの間で行われた無線通信により得られた第２の結果情報を含む、複数の結果情報を含む無線信号を受信する。そして、通信装置２１０Ａは、第１の結果情報及び第２の結果情報を含む複数の結果情報を、制御装置２２０に出力する。ここで、通信装置２１０が情報を制御装置２２０に出力することは、通信装置２１０のユニット内通信部２１２が情報を送信することを指す。送信された情報は、制御装置２２０のユニット内通信部２２２により受信される。上記処理は、通信ユニット２００に含まれる他の通信装置２１０（例えば、通信装置２１０Ｂ）においても同様に実施される。

かかる構成によれば、制御装置２２０は、複数の結果情報を含む無線信号を受信することに成功したひとつ以上の通信装置２１０の各々から、複数の結果情報を取得することができる。よって、複数の通信装置２１０のうち少なくともひとつの通信装置２１０が、複数の結果情報を含む無線信号を受信することに成功した場合、制御装置２２０は、複数の結果情報の全てを取得することができる。即ち、本実施形態に係る通信ユニット２００では、複数の通信装置２１０の全てにおいて無線信号の受信に失敗する場合を除き、無線信号の受信に失敗することが許容される。

なお、無線信号の受信に成功するとは、受信側が無線信号の検出に成功することを指す。即ち、受信電力が所定の閾値を上回る場合に、無線信号の受信が成功する。例えば、通信装置２１０は、複数の結果情報を含む無線信号の検出に成功した場合、受信成功を判定する。他方、無線信号の受信に失敗するとは、受信側が無線信号の検出に失敗することを指す。即ち、受信電力が所定の閾値を下回る場合に、無線信号の受信が失敗する。例えば、通信装置２１０は、第１の測距用信号の受信時刻又は第２の測距用信号の送信時刻からの経過時間が所定の閾値を超えても複数の結果情報を含む無線信号の検出に成功しない場合、受信失敗を判定する。

比較例として、複数の通信装置及び制御装置を含む通信ユニットであって、通信装置が、携帯機と当該通信装置との間で行われた無線通信により得られた結果情報のみを含む無線信号を受信して、当該結果情報を制御装置に出力する例が挙げられる。かかる比較例によれば、複数の通信装置のすべてが無線信号を受信することに成功しない限り、制御装置は、複数の結果情報の全てを取得することが困難である。

以上説明したように、本実施形態に係る通信装置２１０は、比較例に係る通信装置と比較して、無線信号の受信失敗を許容可能であるという点で、高いロバスト性を発揮する。よって、本実施形態に係る通信ユニット２００は、比較例に係る通信ユニットと比較して、１対多の無線通信に基づく処理をより適切に行うことが可能である。

−測距通信に関する特徴
携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間で行われた無線通信は、測距通信であってもよい。そして、結果情報は、携帯機１００と通信装置２１０との間の距離に関する情報であってもよい。詳しくは、通信装置２１０は、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離に関する情報の各々を複数の結果情報として含む無線信号を受信してもよい。そして、通信装置２１０は、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離に関する情報の各々を複数の結果情報として制御装置２２０に出力してもよい。かかる構成によれば、制御装置２２０は、複数の通信装置２１０の各々と携帯機１００との間の距離に関する処理を、適切に行うことが可能となる。

携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離に関する情報は、複数の通信装置２１０の各々と携帯機１００との間で行われた無線通信に従って特定された情報であってもよい。ここでの特定とは、例えば、無線信号を送信又は受信する時刻を特定すること、及び特定された時刻間の時間長を計測することを含む。かかる構成によれば、制御装置２２０は、複数の通信装置２１０の各々と携帯機１００との間で行われた無線通信に従って特定された情報に基づく処理を、適切に行うことが可能となる。

結果情報に含まれる、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離に関する情報は、携帯機１００における第１の測距用信号の送信時刻から第２の測距用信号の受信時刻までの時間長（即ち、ΔＴ１）、並びに携帯機１００における第１の測距用信号の送信時刻及び第２の測距用信号の受信時刻の少なくともいずれかを含んでいてもよい。詳しくは、通信装置２１０は、携帯機１００における第１の測距用信号の送信時刻から第２の測距用信号の受信時刻までの時間長（即ち、ΔＴ１）、並びに携帯機１００における第１の測距用信号の送信時刻及び第２の測距用信号の受信時刻の少なくともいずれかを、結果情報として含む無線信号を受信してもよい。そして、通信装置２１０は、携帯機１００における第１の測距用信号の送信時刻から第２の測距用信号の受信時刻までの時間長（即ち、ΔＴ１）、並びに携帯機１００における第１の測距用信号の送信時刻及び第２の測距用信号の受信時刻の少なくともいずれかを、結果情報として制御装置２２０に出力してもよい。かかる構成によれば、制御装置２２０は、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々とが測距通信を行うことで得られた、ΔＴ１、又はΔＴ１を計算するための各種時刻を取得することができる。とりわけ、複数の通信装置２１０のうち少なくともひとつの通信装置２１０が、複数の結果情報を含む無線信号を受信することに成功すれば、制御装置２２０は、これらの情報を取得することができる。

さらに、通信装置２１０は、通信装置２１０における第１の測距用信号の受信時刻から第２の測距用信号の送信時刻までの時間長（即ち、ΔＴ２）、並びに通信装置２１０における第１の測距用信号の受信時刻及び第２の測距用信号の送信時刻の少なくともいずれかを、制御装置２２０に出力してもよい。通信装置２１０は、複数の結果情報を含む無線信号の受信に成功するか否かを問わず、複数の結果情報と共に、これらの情報を出力する。かかる構成によれば、制御装置２２０は、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々とが測距通信を行うことで得られた、ΔＴ２、又はΔＴ２を計算するための各種時刻を取得することができる。

上記説明した構成によれば、制御装置２２０は、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々とが測距通信を行うことで得られた、ΔＴ１及びΔＴ２、又はΔＴ１及びΔ２を計算するための各種時刻を取得することができる。とりわけ、複数の通信装置２１０のうち少なくともひとつの通信装置２１０が、複数の結果情報を含む無線信号を受信することに成功すれば、制御装置２２０は、これらの情報を取得することができる。よって、制御装置２２０は、複数の通信装置２１０の全てにおいて複数の結果情報を含む無線信号の受信に失敗する場合を除き、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離を示す測距値を計算することが可能となる。

ここで、携帯機１００は、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間で行われた無線通信により得られた複数の結果情報を含む無線信号を送信してもよい。つまり、通信装置２１０は、携帯機１００から複数の結果情報を含む無線信号を受信してもよい。例えば、複数の結果情報を含む無線信号は、測距処理において送受信されるデータ信号であってもよい。かかる構成によれば、制御装置２２０は、複数の通信装置２１０の全てにおいてデータ信号の受信に失敗する場合を除き、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離を示す測距値を計算することが可能である。

なお、測距通信は、携帯機１００と複数の通信装置２１０との間で個別に行われてもよい。他方、測距通信の一部が、複数の通信装置２１０の間で共通化されていてもよい。詳しくは、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間で行われた無線通信は、携帯機１００が複数の通信装置２１０に対し第１の測距用信号を送信すること、及び複数の通信装置２１０の各々が第１の測距用信号に対する応答としての第２の測距用信号を送信することを含んでいてもよい。即ち、携帯機１００は、第１の測距用信号を１度送信する。他方、複数の通信装置２１０の各々は、第２の測距用信号を送信する。かかる構成によれば、携帯機１００は、第１の測距用信号を１度送信すればよい。そのため、携帯機１００は、例えば、複数の通信装置２１０の各々に対し第１の測距用信号を個別に送信せずに済む。従って、通信負荷の増大が防止される。データ通信についても同様である。

−無線信号のデータ構造
複数の結果情報を含む無線信号は、複数の通信装置２１０の各々に対して規定された位置に、複数の通信装置２１０の各々に対応する結果情報を含んでいてもよい。例えば、無線信号のペイロード部分のうち、複数の通信装置２１０の各々に対して予め割り当てられた領域に、複数の通信装置２１０の各々に関して得られた結果情報が格納される。この点について、図３を参照しながら具体的に説明する。

図３は、本実施形態に係る通信装置２１０が受信する無線信号のデータ構造の一例を説明するための図である。図３では、通信装置２１０が受信する無線信号のうち、複数の結果情報を含むペイロード部分１０のデータ構造が示されている。ペイロード部分１０の１番目の要素１１Ａには、通信装置２１０Ａに関する結果情報が含まれる。ペイロード部分１０の２番目の要素１１Ｂには、通信装置２１０Ｂに関する結果情報が含まれる。通信ユニット２００が有する複数の通信装置２１０のうち他の通信装置２１０に関する結果情報についても、同様である。

よって、通信装置２１０は、ペイロード部分１０の１番目の要素１１Ａに含まれる情報を、通信装置２１０Ａに関する結果情報として識別することができる。また、通信装置２１０は、ペイロード部分１０の２番目の要素１１Ｂに含まれる情報を、通信装置２１０Ｂに関する結果情報として識別することができる。通信ユニット２００が有する複数の通信装置２１０のうち他の通信装置２１０に関する結果情報についても、同様である。

以上説明したように、無線信号を受信した通信装置２１０は、結果情報の位置によって、結果情報がどの通信装置２１０に関する情報であるかを識別することができる。よって、無線信号は、通信装置２１０の識別情報を含まなくても済む。従って、無線信号のデータ量を削減することができる。

−処理の流れ
図４は、本実施形態に係るシステム１において実行される測距処理の流れの一例を示すシーケンス図である。図４に示すように、本シーケンスには携帯機１００、及び複数の通信装置２１０及び制御装置２２０が関与する。なお、本シーケンスでは、通信ユニット２００は、通信装置２１０Ａ及び通信装置２１０Ｂの２つの通信装置２１０を有するものとする。

図４に示すように、まず、携帯機１００の無線通信部１１０は、第１の測距用信号を送信する（ステップＳ２０２）。第１の測距用信号は、ＵＷＢを用いた信号として送信される。

通信装置２１０Ａの無線通信部２１１は、携帯機１００から第１の測距用信号を受信すると、第１の測距用信号の応答としての第２の測距用信号を送信する（ステップＳ２０４Ａ）。第２の測距用信号は、ＵＷＢを用いた信号として送信される。

同様に、通信装置２１０Ｂの無線通信部２１１は、携帯機１００から第１の測距用信号を受信すると、第１の測距用信号の応答としての第２の測距用信号を送信する（ステップＳ２０４Ｂ）。第２の測距用信号は、ＵＷＢを用いた信号として送信される。

携帯機１００の制御部１３０は、無線通信部１１０が通信装置２１０Ａから送信された第２の測距用信号を受信すると、第１の測距用信号の送信時刻から、通信装置２１０Ａから送信された第２の測距用信号の受信時刻までの時間ΔＴ１_Ａを計測する。同様に、携帯機１００の制御部１３０は、無線通信部１１０が通信装置２１０Ｂから送信された第２の測距用信号を受信すると、第１の測距用信号の送信時刻から、通信装置２１０Ｂから送信された第２の測距用信号の受信時刻までの時間ΔＴ１_Ｂを計測する。そして、携帯機１００の無線通信部１１０は、計測したΔＴ１_Ａ及びΔＴ１_Ｂを複数の結果情報として含むデータ信号を送信する（ステップＳ２０６）。データ信号は、ＵＷＢを用いた信号として送信される。

通信装置２１０Ａの制御部２１４は、第１の測距用信号の受信時刻から第２の測距用信号の送信時刻までの時間ΔＴ２_Ａを計測しておく。その後、通信装置２１０Ａの制御部２１４は、無線通信部２１１が携帯機１００からデータ信号を受信すると、受信されたデータ信号に含まれる結果情報であるΔＴ１_Ａ及びΔＴ１_Ｂ、並びに計測したΔＴ２_Ａを、制御装置２２０に出力する（ステップＳ２０８Ａ）。

同様に、通信装置２１０Ｂの制御部２１４は、第１の測距用信号の受信時刻から第２の測距用信号の送信時刻までの時間ΔＴ２_Ｂを計測しておく。ただし、通信装置２１０Ｂの無線通信部２１１は、携帯機１００からデータ信号の受信に失敗したものとする。その場合、通信装置２１０Ｂの制御部２１４は、計測したΔＴ２_Ｂを、制御装置２２０に出力する（ステップＳ２０８Ｂ）。

そして、制御装置２２０は、複数の通信装置２１０の各々から取得した情報に基づいて、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離を示す測距値を取得する（ステップＳ２１０）。詳しくは、制御装置２２０は、通信装置２１０Ａから取得したΔＴ１_Ａ及びΔＴ２_Ａに基づいて、通信装置２１０Ａと携帯機１００との間の距離を示す測距値を計算する。また、制御装置２２０は、通信装置２１０Ａから取得したΔＴ１_Ｂ及び通信装置２１０Ｂから取得したΔＴ２_Ｂに基づいて、通信装置２１０Ｂと携帯機１００との間の距離を示す測距値を計算する。

＜＜３．補足＞＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明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、当然に本発明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２１０は、受信した無線信号に含まれる複数の結果情報を制御装置２２０に出力するものと説明したが、本発明はかかる例に限定されない。

一例として、通信装置２１０は、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離を示す測距値を制御装置２２０に出力してもよい。例えば、図４に示したシーケンスのステップＳ２０６において、通信装置２１０Ａは、データ信号を受信すると、ΔＴ１_Ａ及びΔＴ２_Ａに基づいて通信装置２１０Ａと携帯機１００との間の距離を示す測距値を計算する。そして、ステップＳ２０８Ａにおいて、通信装置２１０Ａは、ΔＴ１_Ｂと計算した測距値とを、制御装置２２０に出力する。その場合、制御装置２２０は、ステップＳ２１０において、通信装置２１０Ａと携帯機１００との間の距離を示す測距値を計算せずに済む。従って、制御装置２２０の処理負荷を軽減することが可能となる。

他の一例として、通信装置２１０は、携帯機１００と通信装置２１０との間の距離を示す測距値に基づく判定結果を示す情報を制御装置２２０に出力してもよい。例えば、図４に示したシーケンスのステップＳ２０６において、通信装置２１０Ａは、データ信号を受信すると、ΔＴ１_Ａ及びΔＴ２_Ａに基づいて通信装置２１０Ａと携帯機１００との間の距離を示す測距値を計算する。次いで、通信装置２１０Ａは、計算した測距値が所定の閾値以下であるか否かを判定する。そして、ステップＳ２０８Ａにおいて、通信装置２１０Ａは、ΔＴ１_Ｂと判定結果とを、制御装置２２０に出力する。その場合、制御装置２２０は、ステップＳ２１０において、通信装置２１０Ａと携帯機１００との間の距離を示す測距値を計算せずに済む。さらに、制御装置２２０は、測距値に基づく認証を行う際に、測距値と所定の閾値とを比較せずに済む。従って、制御装置２２０の処理負荷を軽減することが可能となる。

他にも例えば、結果情報に含まれる、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離に関する情報は、上記実施形態で挙げた情報に限定されない。

一例として、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離に関する情報は、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離を示す測距値であってもよい。

他の一例として、携帯機１００と複数の通信装置２１０の各々との間の距離に関する情報は、携帯機１００と通信装置２１０との間の距離を示す測距値に基づく判定結果を示す情報であってもよい。

なお、携帯機１００における測距値の計算は、一例として、第１の測距用信号の受信時刻から第２の測距用信号の送信時刻までの時間ΔＴ２の報告を通信装置２１０から受けることで、可能となる。他の一例として、携帯機１００における測距値の計算は、第１の測距用信号の受信時刻及び第２の測距用信号の送信時刻の報告を通信装置２１０から受けることで、可能となる。

他にも例えば、上記実施形態では、携帯機１００が第１の測距用信号を送信し、通信装置２１０が第２の測距用信号を送信するものと説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、通信装置２１０が第１の測距用信号を送信し、携帯機１００が第２の測距用信号を送信してもよい。

他にも例えば、上記実施形態では、被認証者が携帯機１００であり、認証者が通信ユニット２００である例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。携帯機１００及び通信ユニット２００の役割は逆であってもよいし、役割が動的に交換されてもよい。また、通信ユニット２００同士で測距及び認証が行われてもよい。

他にも例えば、上記実施形態では、複数の通信装置２１０の各々が車両２０２に搭載されるものと説明したが、本発明はかかる例に限定されない。複数の通信装置２１０の各々は、ひとつの移動体に搭載されていればよい。そして、移動体は車両２０２に限定されない。移動体の他の一例としては、航空機、及び船舶が挙げられる。同様に、携帯機１００は、移動体のユーザに携帯される装置であればよい。また、制御装置２２０は、必ずしも通信装置２１０と同一の物体に搭載されなくてもよい。例えば、通信装置２１０と制御装置２２０とは、それぞれ別の物体に搭載されてもよい。

他にも例えば、上記実施形態では、本発明がスマートエントリーシステムに適用される例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明は、信号を送受信することで測距及び認証を行う任意のシステムに適用可能である。例えば、携帯機、車両、スマートフォン、ドローン、家、及び家電製品等のうち任意の２つの装置を含むペアに、本発明は適用可能である。その場合、ペアのうち一方が認証者として動作し、他方が認証者として動作する。なお、ペアは、２つの同じ種類の装置を含んでいてもよいし、２つの異なる種類の装置を含んでいてもよい。

他にも例えば、上記実施形態では、所定の無線通信規格としてＵＷＢを用いるものを挙げたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、所定の無線通信規格として、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、及び赤外線を用いるもの等が使用されてもよい。

他にも例えば、上記では、車両２０２に通信ユニット２００が搭載されるものと説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、車両２０２の駐車場に通信ユニット２００が設けられる等、通信ユニット２００の一部又は全部が車両２０２とは別体として構成されてもよい。その場合、通信ユニット２００は、携帯機１００との通信結果に基づいて、車両２０２に制御信号を無線送信し、車両２０２を遠隔で制御し得る。

なお、本明細書において説明した各装置による一連の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記録媒体（非一時的な媒体：non-transitory media）に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、コンピュータによる実行時にＲＡＭに読み込まれ、ＣＰＵなどのプロセッサにより実行される。上記記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。

また、本明細書においてフローチャート及びシーケンス図を用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

１：システム、１００：携帯機、１１０：無線通信部、１２０：記憶部、１３０：制御部、２００：通信ユニット、２０２：車両、２１０：通信装置、２１１：無線通信部、２１２：ユニット内通信部、２１３：記憶部、２１４：制御部、２２０：制御装置、２２２：ユニット内通信部、２２３：記憶部、２２４：制御部

Claims (11)

1. 端末装置との間で無線通信を行う複数の通信装置に含まれる通信装置であって、
   前記端末装置と前記通信装置との間で行われた無線通信により得られた第１の結果情報、及び前記端末装置と前記複数の通信装置に含まれる他の通信装置との間で行われた無線通信より得られた第２の結果情報を含む、複数の結果情報を含む無線信号を受信する無線通信部と、
   前記無線信号に含まれる前記複数の結果情報を、前記複数の通信装置の各々との間で通信を実行する制御装置に出力する制御部、
   を備える通信装置。
2. 前記無線通信部は、前記端末装置と前記複数の通信装置の各々との間の距離に関する情報の各々を前記複数の結果情報として含む前記無線信号を受信し、
   前記制御部は、前記端末装置と前記複数の通信装置の各々との間の距離に関する情報の各々を前記複数の結果情報として前記制御装置に出力する、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記端末装置と前記複数の通信装置の各々との間の距離に関する情報は、前記複数の通信装置の各々と前記端末装置との間で行われた無線通信に従って特定された情報である、請求項２に記載の通信装置。
4. 前記無線通信部は、前記端末装置から前記無線信号を受信する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信装置。
5. 前記端末装置と複数の前記通信装置の各々との間で行われた無線通信は、前記端末装置が前記複数の通信装置に対し第１の測距用信号を送信すること、及び複数の前記通信装置の各々が前記第１の測距用信号に対する応答としての第２の測距用信号を送信することを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の通信装置。
6. 前記無線通信部は、前記端末装置における前記第１の測距用信号の送信時刻から前記第２の測距用信号の受信時刻までの時間長、並びに前記端末装置における前記第１の測距用信号の送信時刻及び前記第２の測距用信号の受信時刻の少なくともいずれかを、前記結果情報として含む前記無線信号を受信し、
   前記制御部は、前記端末装置における前記第１の測距用信号の送信時刻から前記第２の測距用信号の受信時刻までの時間長、並びに前記端末装置における前記第１の測距用信号の送信時刻及び前記第２の測距用信号の受信時刻の少なくともいずれかを、前記結果情報として前記制御装置に出力する、請求項５に記載の通信装置。
7. 前記制御部は、前記通信装置における前記第１の測距用信号の受信時刻から前記第２の測距用信号の送信時刻までの時間長、並びに前記通信装置における前記第１の測距用信号の受信時刻及び前記第２の測距用信号の送信時刻の少なくともいずれかを、前記制御装置に出力する、請求項５又は６に記載の通信装置。
8. 前記無線信号は、前記複数の通信装置の各々に対して規定された位置に、前記複数の通信装置の各々に対応する前記結果情報を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の通信装置。
9. 前記複数の通信装置の各々は、ひとつの移動体に搭載され、
   前記端末装置は、前記移動体のユーザに携帯される装置である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の通信装置。
10. 複数の通信装置の各々との間で無線通信を行う端末装置であって、
    前記端末装置と前記複数の通信装置の各々との間で行われた無線通信により得られた複数の結果情報を含む無線信号を送信する無線通信部、
    を備える端末装置。
11. 端末装置と複数の通信装置とを含む通信システムにおいて用いられる無線信号のデータ構造であって、
    前記複数の通信装置の各々に対して規定された位置に、前記端末装置と前記複数の通信装置の各々との間で行われた無線通信により得られた複数の結果情報を含む、
    無線信号のデータ構造。
    

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