JP5350842B2 - スペクトル拡散通信用受信機 - Google Patents

Description

本発明は、スペクトル拡散方式により通信を行うスペクトル拡散通信用受信機に関する。

スペクトラム拡散方式は、送信機側において原信号を拡散符号で拡散変調して送信し、受信機側において受信信号を拡散符号で逆拡散復調する周知の通信方式である。このスペクトラム拡散方式において、受信信号を逆拡散する際には、受信信号と拡散符号との同期点を検出する必要がある。

この同期点検出の演算数を低減させることにより低消費電流を実現する技術として、従来、送信機と受信機との間で通信を行うことにより、拡散および逆拡散で用いる拡散符号のチップレートを決定し、これにより、送信機と受信機との間でチップレートを一致させるものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０００−３０７４７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、送信機と受信機との間でチップレートを一致させるための演算処理や通信処理が必要となり、これらの処理により消費電力が増大するという問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、拡散符号のチップレートを変化させることなく、スペクトル拡散通信における消費電流を低減させる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載のスペクトル拡散通信用受信機では、まず受信手段が、無線信号を受信し、復調手段が、受信手段により受信された無線信号を、スペクトル拡散変調されたスペクトル拡散信号に復調する。そして、スライディング相関器またはマッチドフィルタを用いた相関値算出手段が、スペクトル拡散信号の１ビット分に相当する所定拡散符号数を有する拡散符号を一周期拡散符号とし、この一周期拡散符号についての予め設定された算出拡散符号数分の拡散符号と、復調手段により復調されたスペクトル拡散信号との相関値特性を算出し、さらに同期検出手段が、相関値算出手段の算出結果に基づいて、拡散符号と、復調手段により復調されたスペクトル拡散信号との同期点を検出する。その後に逆拡散手段が、同期検出手段による検出結果に基づいて、復調手段により復調されたスペクトル拡散信号を逆拡散する。

またノイズレベル検出手段が、受信手段により受信された無線信号のノイズレベルを検出し、第１拡散符号数設定手段が、ノイズレベル検出手段の検出結果に基づいて、ノイズレベルと算出拡散符号数との間で正の相関を有するように算出拡散符号数を設定する。

このように構成されたスペクトル拡散通信用受信機によれば、受信された無線信号のノイズレベルが小さくなると、相関値特性の算出に用いる拡散符号の拡散符号数（算出拡散符号数）を小さくすることができ、相関値特性を算出するための演算数を低減させることができる。なぜならば、１周期の相関値特性を構成する各１点の相関値を算出するために、通常、１周期分の拡散符号と１周期分の復調されたスペクトル拡散信号を用いるが、このときの耐ノイズ性能（Ｓ／Ｎ）は、ノイズレベルが小さいときは、オーバースペックのため、拡散符号のチップ数を小さくしても同期が検出できるためである。なお、無線通信の使用環境下の現状は、通信を妨害するレベルのノイズが発生する頻度は非常に小さい。

このため、ノイズレベルにかかわらず算出拡散符号数を一般的な値で固定して相関値特性を算出する場合と比較して、算出拡散符号数を一般的な値より小さくして相関値特性を算出する頻度が増加するため、全体として、相関値特性を算出するための演算数を低減することができ、これにより、スペクトル拡散通信用受信機の消費電流を低減することができる。

なお、算出拡散符号数が大きくなるほど、相関値特性において同期点での相関値が大きくなる。すなわち、算出拡散符号数が大きいほど、同期点検出において、無線信号に含まれるノイズの影響を受け難くなる。換言すると、無線信号に含まれるノイズレベルが小さいときには、算出拡散符号数が小さい場合でも同期点検出が可能である。そして、請求項１に記載のスペクトル拡散通信用受信機では、ノイズレベルと算出拡散符号数との間で正の相関を有するように、算出拡散符号数を設定している。すなわち、ノイズレベルに応じて、同期点検出が可能な算出拡散符号数を設定しているので、算出拡散符号数を小さくすることによって、同期点が検出できなくなる状況の発生を最小限に抑制することができる。

以上より、請求項１に記載のスペクトル拡散通信用受信機によれば、相関値特性の算出に用いる拡散符号の拡散符号数（算出拡散符号数）を変化させることにより、拡散符号のチップレートを変化させることなく、スペクトル拡散通信における消費電流を低減させることができる。なお、ノイズレベルが大きい場合は、１周期以上の拡散符号と復調されたスペクトル拡散信号を使用することで、通常の１周期の拡散符号を用いて同期点を算出する場合に比べ、耐ノイズ性が向上し、同期点が検出できなくなる状況の発生を抑制することができる。

また請求項１に記載のスペクトル拡散通信用受信機において、受信手段が受信する無線信号を送信する送信装置に対して、無線信号の送信を要求するための送信要求信号を送信する送信手段を備える場合には、送信手段が送信要求信号を送信してから、送信装置が送信要求信号を受信し、その後に送信装置が無線信号を送信するまでの時間（以下、信号送信不能時間という）は、受信手段に無線信号が到達しない。すなわち、信号送信不能時間内に受信手段が受信した信号はノイズとなる。

そこで、請求項１に記載のスペクトル拡散通信用受信機において、受信手段が受信する無線信号を送信する送信装置に対して、無線信号の送信を要求するための送信要求信号を送信する送信手段を備える場合には、ノイズレベル検出手段は、送信手段が送信要求信号を送信してから、受信手段が無線信号を受信するまでの時間として予め設定された受信待機時間が経過するまでの間、ノイズレベルを検出するようにする。これにより、受信手段により受信された信号の中からノイズを抽出するという処理を行うことなく、ノイズレベルを検出することができる。

また請求項２に記載のスペクトル拡散通信用受信機では、まず受信手段が、無線信号を受信し、復調手段が、受信手段により受信された無線信号を、スペクトル拡散変調されたスペクトル拡散信号に復調する。そして、スライディング相関器またはマッチドフィルタを用いた相関値算出手段が、スペクトル拡散信号の１ビット分に相当する所定拡散符号数を有する拡散符号を一周期拡散符号とし、この一周期拡散符号についての予め設定された算出拡散符号数分の拡散符号と、復調手段により復調されたスペクトル拡散信号との相関値特性を算出し、さらに同期検出手段が、相関値算出手段の算出結果に基づいて、拡散符号と、復調手段により復調されたスペクトル拡散信号との同期点を検出する。その後に逆拡散手段が、同期検出手段による検出結果に基づいて、復調手段により復調されたスペクトル拡散信号を逆拡散する。

また同期判断手段が、同期検出手段が同期点を検出することができたか否かを判断し、第２拡散符号数設定手段が、同期検出手段が同期点を検出できなかったと同期判断手段が判断した場合に、同期判断手段がこの判断を行ったときよりも算出拡散符号数が大きくなるように算出拡散符号数を設定する。また、請求項２に記載のスペクトル拡散通信用受信機は、「Ｗａｋｅ」状態と「Ｓｌｅｅｐ」状態を繰り返しており、「Ｓｌｅｅｐ」状態から「Ｗａｋｅ」状態に遷移したときに、「Ｗａｋｅ」状態の間に、第２拡散符号数設定手段が設定することができる全ての算出拡散符号数について、算出拡散符号数が小さいものから算出拡散符号数を順次変更して、受信手段による無線信号の受信と同期検出手段による同期点の検出を行うように構成されている。

このように構成されたスペクトル拡散通信用受信機によれば、小さい算出拡散符号数から相関値特性を算出し、同期点を検出できなかった場合には、算出拡散符号数を順次大きくして相関値特性を算出し、同期点を検出できた場合には、その時点で相関値特性の算出を終了することができる。

このため、ノイズレベルにかかわらず算出拡散符号数を一般的な値で固定して相関値特性を算出する場合と比較して、算出拡散符号数を一般的な値より小さくして相関値特性を算出する頻度が増加するため、全体として、相関値特性を算出するための演算数を低減することができ、これにより、スペクトル拡散通信用受信機の消費電流を低減することができる。

したがって、請求項２に記載のスペクトル拡散通信用受信機によれば、相関値特性の算出に用いる拡散符号の拡散符号数（算出拡散符号数）を変化させることにより、拡散符号のチップレートを変化させることなく、スペクトル拡散通信における消費電流を低減させることができる。

スマートキーレスエントリシステム１の構成を示すブロック図である。 相関演算値の算出方法を説明する図である。 相関値特性ＲＧを示す図である。 ノイズレベルと指示チップ数との関係を示す図である。 拡散符号と受信データの長さ、及び相関値特性を示す図である。 スマートエントリとキーレスエントリでの動作を説明する図である。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
スマートキーレスエントリシステム１は、車両の正規利用者が所持する特定の携帯機が車両周囲の無線通信エリア内に入ったときにドアのアンロック等の制御を実行する機能（いわゆるスマートエントリー機能）と、携帯機でのボタン操作に応じてドアのロック／アンロック等の制御を実行する機能（いわゆるキーレスエントリー機能）とを兼ね備えたものである。

図１は、本実施形態のスマートキーレスエントリシステム１の構成を示すブロック図である。
スマートキーレスエントリシステム１は、ＬＦ（Low Frequency）送信用車載機２、ＬＦ受信用・ＲＦ（Radio Frequency）送信用携帯機３、およびＲＦ受信用車載機４を備えている。

これらのうち、ＬＦ送信用車載機２からＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３へは、ＬＦ帯の無線信号を送信することができる。また、ＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３からＲＦ受信用車載機４へは、スペクトラム拡散方式でＲＦ帯の無線信号を送信することができる。

ＬＦ送信用車載機２は、制御部１１、ＬＦ用変調器１２、アンプフィルタ１３、およびＬＦ用送信アンテナ１４を備えている。
制御部１１は、応答要求信号を含んだデータを出力するとともに、データ出力の直後に、応答要求信号を出力した旨を示すスマート動作開始信号をＲＦ受信用車載機４に出力する。

またＬＦ用変調器１２は、制御部１１から出力されたデータをＬＦ帯域の信号に変調する。またアンプフィルタ１３は、ＬＦ用変調器１２により変調された信号に対してフィルタ処理と増幅処理を行う。またＬＦ用送信アンテナ１４は、アンプフィルタ１３によりフィルタ処理と増幅処理が施された信号を無線信号として送信する。以下、ＬＦ用送信アンテナ１４により送信された信号をＬＦ無線信号という。

ＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３は、ＬＦ用受信アンテナ２１、アンプフィルタ２２、ＬＦ用復調器２３、制御部２４、ＸＯＲ演算器２５、ＲＦ用変調器２６、アンプフィルタ２７、ＲＦ用送信アンテナ２８、メモリ２９、および送信スイッチ３０を備えている。

メモリ２９は、ＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３に付与された識別情報であるＩＤコード、及びスペクトル拡散通信のための拡散符号を記憶する。また送信スイッチ３０は、ＩＤコードを送信するときに操作されるスイッチである。

そしてＬＦ用受信アンテナ２１は、ＬＦ送信用車載機２から送信されるＬＦ無線信号を受信する。またアンプフィルタ２２は、ＬＦ用受信アンテナ２１により受信したＬＦ無線信号に対してフィルタ処理と増幅処理を行う。またＬＦ用復調器２３は、アンプフィルタ２２によりフィルタ処理と増幅処理が施されたＬＦ無線信号を復調する。

さらに制御部２４は、ＬＦ用復調器２３により復調された応答要求信号を入力すると、メモリ２９に記憶されているＩＤコードを含む応答信号を出力するとともに、メモリ２９に記憶されている拡散符号を出力する。また制御部２４は、送信スイッチ３０が操作されると、応答信号と拡散符号を出力する。

そしてＸＯＲ演算器２５は、制御部２４から出力された応答信号を、制御部２４から出力された拡散符号とＸＯＲ（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ ＯＲ）演算することにより、応答信号が拡散変調された信号（以下、拡散変調信号ともいう）を生成する。またＲＦ用変調器２６は、ＸＯＲ演算器２５により生成された拡散変調信号をＲＦ帯域の信号に変調する。またアンプフィルタ２７は、ＲＦ用変調器２６により変調された信号に対してフィルタ処理と増幅処理を行う。またＲＦ用送信アンテナ２８は、アンプフィルタ２７によりフィルタ処理と増幅処理が施された信号を送信する。以下、ＲＦ用送信アンテナ２８により送信された信号をＲＦ無線信号という。

ＲＦ受信用車載機４は、ＲＦ用受信アンテナ４１、フロントエンド４２、Ａ／Ｄ変換器４３、ＲＦ用復調器４４、スイッチ４５、スライディング相関器４６、拡散符号出力部４７、同期検出部４８、逆拡散部４９、データ復調部５０、ノイズ検出部５１、スマート用拡散符号数指示信号作成部５２、キーレス用拡散符号数指示信号作成部５３、スイッチ５４、及び制御部５５を備えている。

ＲＦ用受信アンテナ４１は、ＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３から送信されるＲＦ無線信号を受信する。またフロントエンド４２は、ＲＦ用受信アンテナ４１が受信したＲＦ無線信号に対してフィルタ処理と増幅処理を行うとともに、ＲＦ無線信号の周波数を低い周波数に変換する処理を行う。またＡ／Ｄ変換器４３は、フロントエンド４２が出力したアナログ信号をデジタル信号に変換する。またＲＦ用復調器４４は、Ａ／Ｄ変換器４３により変換されたデジタル信号を復調する。

またスイッチ４５は、ＲＦ用復調器４４から出力されたデジタル信号と、同期検出部４８から出力されるスイッチ変更信号とを入力し、スイッチ変更信号に基づいて、入力信号の出力先を、スライディング相関器４６または逆拡散部４９の何れか一方に切り替える。

またスライディング相関器４６は、ＲＦ用復調器４４からスイッチ４５を介して出力されるデジタル信号（以下、受信データという）と、拡散符号出力部４７から出力される拡散符号と、スイッチ５４から出力されて拡散符号のチップ数を指示する拡散符号数指示信号とを入力し、受信データと拡散符号との相関値特性を求める演算を行う。

具体的には、図２に示すように、拡散符号出力部４７から出力された拡散符号ＳＣと、拡散符号数指示信号が示すチップ数の受信データＲＤとについて、拡散符号ＳＣのサンプルＳＡ１と、このサンプルＳＡ１に対応する受信データＲＤのサンプルＳＡ２とのＸＯＲ演算を、拡散符号ＳＣの全サンプルＳＡ１について行い、演算された全ＸＯＲ演算値の総和を出力する。

すなわち、拡散符号ＳＣのチップ数をＡ［チップ］、受信データＲＤの拡散符号１チップ当たりのサンプリング数をＢ［サンプル／チップ］とすると、ＸＯＲ演算の演算数は（Ａ×Ｂ）であり、スライディング相関器４６は、（Ａ×Ｂ）個のＸＯＲ演算値が加算された値（以下、相関演算値ともいう）を出力する。以下、この処理を相関演算値算出処理ともいう。

そして、１個の相関演算値を出力した後に、受信データＲＤを１サンプルだけずらした上で、上記の相関演算値算出処理を繰り返す。なお、この繰り返しは、拡散符号１周期分を実行するまで続けられる。例えば、受信データＲＤの拡散符号１チップ当たりのサンプリング数がＢ［サンプル／チップ］であり、拡散符号１周期分のチップ数がＣ［チップ］である場合には、（Ｂ×Ｃ）回の相関演算値算出処理が行われる。

また拡散符号出力部４７は、スマート用拡散符号数指示信号作成部５２とキーレス用拡散符号数指示信号作成部５３の何れか一方から、拡散符号のチップ数を指示する拡散符号数指示信号を入力し、この拡散符号数指示信号が示すチップ数（以下、指示チップ数という）の拡散符号を、スライディング相関器４６及び逆拡散部４９に出力する。なお拡散符号出力部４７は、拡散符号１周期分のチップ数（以下、拡散符号１周期チップ数という）を有する拡散符号のデータを記憶しており、指示チップ数に応じた長さの拡散符号を出力する。例えば、拡散符号１周期分のチップ数をＣ［チップ］として、指示チップ数が（０．３×Ｃ）である場合には、拡散符号１周期チップ数を有する拡散符号の中から、（０．３×Ｃ）チップ分を抽出して出力する。また、指示チップ数が（４×Ｃ）である場合には、拡散符号１周期チップ数を有する拡散符号を４回繰り返して繋げたものを出力する。

また同期検出部４８は、拡散符号１周期分の相関演算値を入力し、この相関演算値に基づいて、同期点を検出する。具体的には、図３に示すように、入力した相関演算値を入力順に並べた相関値特性ＲＧのピークＰＫを検出し、このピークに相当する相関演算値を算出した時点を同期点とする。

そして同期検出部４８は、同期点を検出できた場合には、同期点を示す同期点指示信号を逆拡散部４９に出力するとともに、出力先を逆拡散部４９に変更するスイッチ変更信号をスイッチ４５に出力する。これによりスイッチ４５は、ＲＦ用復調器４４から入力したデジタル信号の出力先を、スライディング相関器４６から逆拡散部４９に切り替える。また同期検出部４８は、同期点を検出できなかった場合には、その旨を示す同期未検出信号をキーレス用拡散符号数指示信号作成部５３に出力する。

また逆拡散部４９は、ＲＦ用復調器４４からスイッチ４５を介して出力されるデジタル信号（受信データ）と、拡散符号出力部４７から出力される拡散符号と、同期検出部４８から出力される同期点指示信号と、スイッチ５４から出力されて拡散符号のチップ数を指示する拡散符号数指示信号を入力する。そして逆拡散部４９は、同期点指示信号に基づいて同期を取りながら、拡散符号出力部４７から出力される拡散符号と、拡散符号数指示信号が示すチップ数の受信データとを用いて逆拡散の演算を行う。

またデータ復調部５０は、逆拡散部４９で逆拡散されたデータを復調して、制御部５５に出力する。
またノイズ検出部５１は、ＬＦ送信用車載機２から出力されたスマート動作開始信号を入力し、スマート動作開始信号が入力されると、予め設定されているノイズ検出時間（例えば１０ｍｓ）継続して、フロントエンド４２から出力された信号のノイズレベルを検出し、この検出結果をスマート用拡散符号数指示信号作成部５２に出力する。なおノイズ検出時間は、ＬＦ送信用車載機２が応答要求信号を送信してから、ＲＦ受信用車載機４が応答信号を受信するまでに要する時間を考慮して決定される。

またスマート用拡散符号数指示信号作成部５２は、ノイズ検出部５１から出力された検出結果を入力し、検出結果が入力されると、ノイズ検出部５１が検出したノイズレベルに基づいて、拡散符号出力部４７が出力する拡散符号の指示チップ数を決定し、この指示チップ数を示す拡散符号数指示信号を、スライディング相関器４６、拡散符号出力部４７、および逆拡散部４９に出力する。なおスマート用拡散符号数指示信号作成部５２は、ノイズレベルが高くなると指示チップ数が大きくなるように予め設定された対応関係に基づいて指示チップ数を決定する。本実施形態では、図４に示すように、ノイズレベルに応じて、指示チップ数Ａ１，Ａ２，Ａ３の３段階（Ａ１＜Ａ２＜Ａ３）で指示チップ数が変化するように構成されている。また本実施形態では、拡散符号１周期分のチップ数をＣ［チップ］として、Ａ１＝０．３×Ｃ、Ａ２＝１×Ｃ、Ａ３＝４×Ｃに設定されている。

またキーレス用拡散符号数指示信号作成部５３は、同期検出部４８から出力された同期未検出信号に基づいて、同期未検出信号が入力する毎に指示チップ数が大きくなるように、拡散符号出力部４７が出力する拡散符号の指示チップ数を決定し、この指示チップ数を示す拡散符号数指示信号を、スライディング相関器４６、拡散符号出力部４７、および逆拡散部４９に出力する。本実施形態では、同期未検出信号が入力する毎に、指示チップ数Ａ１，Ａ２，Ａ３（Ａ１＜Ａ２＜Ａ３）の順に指示チップ数が決定される。

またスイッチ５４は、スマート用拡散符号数指示信号作成部５２から出力された拡散符号数指示信号と、キーレス用拡散符号数指示信号作成部５３から出力された拡散符号数指示信号と、ＬＦ送信用車載機２から出力されたスマート動作開始信号とを入力し、スマート動作開始信号に基づいて、拡散符号数指示信号の入力元を、スマート用拡散符号数指示信号作成部５２またはキーレス用拡散符号数指示信号作成部５３の何れか一方に切り替え、入力した拡散符号数指示信号を拡散符号出力部４７に出力する。具体的には、スイッチ５４は、スマート動作開始信号が入力されると、拡散符号数指示信号の入力元を、キーレス用拡散符号数指示信号作成部５３からスマート用拡散符号数指示信号作成部５２に切り替える。

また制御部５５は、データ復調部５０で復調されたデータからＩＤコードを抽出し、認証を実行する。そして認証に成功すると、制御部５５は、各種機能を制御するために必要となる処理を実行する。なお、各種機能を制御する処理としては、ドアロックの制御に関する処理や、エンジンの始動制御に関する処理等を挙げることができるが、これらは、この種のスマートキーレスエントリシステムにおける周知の制御であり、本発明の要部とは直接関連しない事項になるので、これ以上の具体的な説明は省略する。

次に、このように構成されたスマートキーレスエントリシステム１において、スマートエントリ機能を利用するときの動作を以下に説明する。
まずＬＦ送信用車載機２において、制御部１１が、応答要求信号を含んだデータを出力する。そして、このデータが、ＬＦ用変調器１２で変調されて、アンプフィルタ１３に通されて、ＬＦ用送信アンテナ１４へ入力される。これにより、ＬＦ無線信号がＬＦ用送信アンテナ１４から送信される。

またＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３において、ＬＦ用受信アンテナ２１がＬＦ用送信アンテナ１４を受信する。そして、受信された信号が、アンプフィルタ２２に通され、ＬＦ用復調器２３で復調され、その結果、応答要求信号を含んだデータが制御部２４へ入力される。

制御部２４は、応答要求信号を含んだデータが入力されると、応答信号と拡散符号を出力する。そして、出力された応答信号および拡散符号は、ＸＯＲ演算器２５へ入力され、ＸＯＲ演算器２５からの出力がＲＦ用変調器２６で変調されて、アンプフィルタ２７に通されて、ＲＦ用送信アンテナ２８へ入力される。これにより、ＲＦ無線信号がＲＦ用送信アンテナ２８から送信される。

またＲＦ受信用車載機４において、ＲＦ用受信アンテナ４１がＲＦ無線信号を受信する。そして、受信された信号が、フロントエンド４２に通され、Ａ／Ｄ変換器４３でデジタル信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換器４３でデジタル信号に変換されて、ＲＦ用復調器４４で復調される。ＲＦ用復調器４４からの出力は、スイッチ４５によって出力先が切り替えられるが、同期検出前の時点においては、ＲＦ用復調器４４からの出力が、スイッチ４５を介してスライディング相関器４６へ入力される。

またノイズ検出部５１は、スマート動作開始信号の入力を契機として、ＬＦ送信用車載機２が応答要求信号を出力した時点からノイズ検出時間（例えば１０ｍｓ）継続して、フロントエンド４２から出力された信号のノイズレベルを検出する。

その後にスマート用拡散符号数指示信号作成部５２は、ノイズレベルに応じて決定された指示チップ数を示す拡散符号数指示信号を出力する。
またスイッチ５４は、スマート動作開始信号の入力を契機として、ＬＦ送信用車載機２が応答要求信号を出力した時点から、信号入力元をスマート用拡散符号数指示信号作成部５２に切り替える。これにより、スマート用拡散符号数指示信号作成部５２から出力された拡散符号数指示信号が拡散符号出力部４７に入力される。

さらに拡散符号出力部４７は、入力した拡散符号数指示信号が示す指示チップ数の拡散符号を、スライディング相関器４６及び逆拡散部４９に出力する。
そしてスライディング相関器４６は、受信データと、拡散符号出力部４７から出力される拡散符号とを入力し、受信データと拡散符号との相関値特性を求める相関演算値算出処理を行う。このときスライディング相関器４６は、拡散符号の指示チップ数をＡ［チップ］、受信データの拡散符号１チップ当たりのサンプリング数をＢ［サンプル／チップ］として、１回の相関演算値算出処理で、（Ａ×Ｂ）個のＸＯＲ演算を行い、このＸＯＲ演算値の総和（相関演算値）を演算し、この相関演算値を同期検出部４８に出力する。そして、１回の相関演算値算出処理が終了すると、受信データＲＤを１サンプルだけずらした上で、相関演算値算出処理を繰り返す。スライディング相関器４６は、この相関演算値算出処理の繰り返しを、拡散符号１周期分のチップ数をＣ［チップ］として、（Ｂ×Ｃ）回実行する。

図５（ａ）は、相関演算値算出処理に用いる拡散符号と受信データの長さ、及び相関値特性を、指示チップ数Ａ１，Ａ２，Ａ３毎に示す図である。
図５（ａ）に示すように、指示チップ数Ａ１（＝０．３×Ｃ）の場合には拡散符号と受信データに含まれるサンプル数は（０．３×Ｃ×Ｂ）であり（拡散符号ＳＣ１、受信データＲＤ１を参照）、指示チップ数Ａ２（＝１×Ｃ）の場合には拡散符号と受信データに含まれるサンプル数は（１×Ｃ×Ｂ）であり（拡散符号ＳＣ２、受信データＲＤ２を参照）、指示チップ数Ａ３（＝４×Ｃ）の場合には拡散符号と受信データに含まれるサンプル数は（４×Ｃ×Ｂ）である（拡散符号ＳＣ３、受信データＲＤ３を参照）。すなわち、指示チップ数Ａ１，Ａ２，Ａ３の順に、１回の相関演算値算出処理の演算で使用されるサンプル数が増加する。

一方、指示チップ数Ａ１のときの相関値特性ＲＧ１のピークＰＫ１と、指示チップ数Ａ２のときの相関値特性ＲＧ２のピークＰＫ２と、指示チップ数Ａ３のときの相関値特性ＲＧ３のピークＰＫ３とを比較すると、ピークＰＫ１、ピークＰＫ２、ピークＰＫ３の順でピークが高くなる。すなわち、相関演算値算出処理の演算で使用するチップ数が増加するほど、ノイズの影響でピークを検出できなくなることが少なくなる。つまり、相関演算値算出処理の演算で使用するチップ数が増加し、演算で使用されるサンプル数が増加するほど、図５（ｂ）に示すように、同期検出における耐ノイズ性が向上する。

そして同期検出部４８は、スライディング相関器４６から入力される拡散符号１周期分の相関演算値（相関値特性）に基づいて、同期点を検出する。
そして同期検出部４８が同期点を検出すると、スイッチ４５によって出力先が切り替えられ、ＲＦ用復調器４４からの出力が、スイッチ４５を介して逆拡散部４９に入力される。

これにより逆拡散部４９は、ＲＦ用復調器４４からの出力と、拡散符号出力部４７から出力される拡散符号とを用い、逆拡散を行い、逆拡散されたデータを出力する。
つまり、図６（ａ）に示すように、ＬＦ送信用車載機２が応答要求信号を出力した時点ｔ１からノイズ検出時間（１０ｍｓ）継続してノイズレベルを検出し（図中の処理Ｓ１を参照）、ノイズ検出時間が経過した時点ｔ２から、同期検出および逆拡散を実行（図中の処理Ｓ２を参照）するように構成されている。

さらに逆拡散部４９から出力されるデータがデータ復調部５０で復調されて、制御部５５へ伝送される。そして制御部５５は、データ復調部５０から出力されるデータに基づいて、各種機能を制御するために必要となる処理を実行する。

次に、スマートキーレスエントリシステム１において、キーレスエントリ機能を利用するときの動作を以下に説明する。
まずＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３において、送信スイッチ３０が操作されると、応答信号と拡散符号を出力する。そして、出力された応答信号および拡散符号は、ＸＯＲ演算器２５へ入力され、ＸＯＲ演算器２５からの出力がＲＦ用変調器２６で変調されて、アンプフィルタ２７に通されて、ＲＦ用送信アンテナ２８へ入力される。これにより、ＲＦ無線信号がＲＦ用送信アンテナ２８から送信される。

またＲＦ受信用車載機４において、ＲＦ用受信アンテナ４１がＲＦ無線信号を受信する。そして、受信された信号が、フロントエンド４２に通され、Ａ／Ｄ変換器４３でデジタル信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換器４３でデジタル信号に変換されて、ＲＦ用復調器４４で復調される。ＲＦ用復調器４４からの出力は、スイッチ４５によって出力先が切り替えられるが、同期検出前の時点においては、ＲＦ用復調器４４からの出力が、スイッチ４５を介してスライディング相関器４６へ入力される。

またキーレス用拡散符号数指示信号作成部５３は、まず、最小の指示チップ数Ａ１を示す拡散符号数指示信号を拡散符号出力部４７に出力する。なお、キーレスエントリ機能を利用する場合にはスマート動作開始信号が入力されないので、スイッチ５４の信号入力元はキーレス用拡散符号数指示信号作成部５３に切り替えられている。このため、キーレス用拡散符号数指示信号作成部５３からの拡散符号数指示信号が拡散符号出力部４７に入力される。

さらに拡散符号出力部４７は、入力した拡散符号数指示信号が示す指示チップ数の拡散符号を、スライディング相関器４６及び逆拡散部４９に出力する。
そしてスライディング相関器４６は、上記のスマートエントリの場合と同様にして、受信データと、拡散符号出力部４７から出力される拡散符号とを入力し、拡散符号１周期分の相関演算値算出処理を行い、同期検出部４８は、スライディング相関器４６から入力される相関演算値に基づいて、同期点を検出する。

そして同期検出部４８が同期点を検出した場合には、スイッチ４５によって出力先が切り替えられ、ＲＦ用復調器４４からの出力が、スイッチ４５を介して逆拡散部４９に入力される。これにより、逆拡散部４９、データ復調部５０、及び制御部５５は、上記のスマートエントリの場合と同様の処理を行う。

一方、同期検出部４８が同期点を検出できなかった場合には、同期検出部４８から同期未検出信号が出力され、これにより、キーレス用拡散符号数指示信号作成部５３は、これまでより１段階大きい指示チップ数（指示チップ数がＡ１であった場合には指示チップ数Ａ２、指示チップ数がＡ２であった場合には指示チップ数Ａ３）を示す拡散符号数指示信号を拡散符号出力部４７に出力する。これにより、スライディング相関器４６は、チップ数が増加した拡散符号を用いて再度、拡散符号１周期分の相関演算値算出処理を行う。

ところで、キーレスエントリ機能を利用するときには、ＲＦ受信用車載機４の暗電流を低減させるためにＲＦ受信用車載機４は「Ｗａｋｅ」状態と「Ｓｌｅｅｐ」状態を繰り返している。このため、ＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３から送信されるＲＦ無線信号は同じデータを数回繰り返すことで、ＲＦ受信用車載機４で確実にＲＦ無線信号を受信できる通信フォーマットが採用されている。

このためＲＦ受信用車載機４は、図６（ｂ）に示すように、「Ｓｌｅｅｐ」状態から「Ｗａｋｅ」状態に遷移したときに、「Ｗａｋｅ」状態の間に、指示チップ数をＡ１→Ａ２→Ａ３と順次変更して同期検出できるように構成されている。

図６（ｂ）は、１フレームが１００ｍｓであるデータが３回（以下、３つのフレームを早い順にフレーム１、フレーム２、フレーム３という）繰り返されたＲＦ無線信号がＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３から送信されるとともに、１４０ｍｓの「Ｓｌｅｅｐ」状態と１０ｍｓの「Ｗａｋｅ」状態とが交互に繰り返される場合を示す。

フレーム１を受信しているときに「Ｗａｋｅ」状態になった場合（図中の状態Ｗ１を参照）と、フレーム２を受信しているときに「Ｗａｋｅ」状態になった場合（図中の状態Ｗ２を参照）には、「Ｗａｋｅ」状態が継続する１０ｍｓの間に、指示チップ数Ａ１（＝０．３ｂｉｔ）での同期検出と、指示チップ数Ａ２（＝１ｂｉｔ）での同期検出と、指示チップ数Ａ３（＝４ｂｉｔ）での同期検出を順次実行し、同期を検出できた時点で同期検出を終了する。これにより、最後のフレーム３を確実に受信することができる。なお、指示チップ数Ａ１（＝０．３ｂｉｔ）での同期検出では、１．３ｂｉｔ分のＲＦ無線信号を受信する時間ＴＲ１と、同期を算出する時間ＴＳ１が必要であり、同様に、指示チップ数Ａ２（＝１ｂｉｔ）での同期検出では、２ｂｉｔ分のＲＦ無線信号を受信する時間ＴＲ２と、同期を算出する時間ＴＳ２が、指示チップ数Ａ３（＝４ｂｉｔ）での同期検出では、５ｂｉｔ分のＲＦ無線信号を受信する時間ＴＲ３と、同期を算出する時間ＴＳ３が必要である（図中の指示ｎ１を参照）。他の実施例として、図６（ｃ）を示す。５ｂｉｔ分のＲＦ無線信号を受信し、メモリまたはレジスタにデータ蓄積しながら、１．３ビット受信後に指示チップ数Ａ１の同期検出を実施し、同期が検出できない場合は、２．０ビット受信後に指示チップ数Ａ２の同期検出を実施し、さらに同期が検出できない場合は、５．０ビット受信後に指示チップ数Ａ３の同期検出を実施することで、ＴＲ１及びＴＲ２の時間を短縮できる。

このように構成されたスマートキーレスエントリシステム１では、まずＲＦ用受信アンテナ４１がＲＦ無線信号を受信し、ＲＦ用復調器４４が、ＲＦ無線信号を、スペクトル拡散変調されたスペクトル拡散信号に復調する。そしてスライディング相関器４６が、予め設定された指示チップ数の拡散符号と、ＲＦ用復調器４４により復調されたスペクトル拡散信号との相関値特性を算出し、さらに同期検出部４８が、スライディング相関器４６の算出結果に基づいて、拡散符号と、ＲＦ用復調器４４により復調されたスペクトル拡散信号との同期点を検出する。その後に逆拡散部４９が、同期検出部４８による検出結果に基づいて、ＲＦ用復調器４４により復調されたスペクトル拡散信号を逆拡散する。

またノイズ検出部５１が、ＲＦ用受信アンテナ４１により受信されたＲＦ無線信号のノイズレベルを検出し、スマート用拡散符号数指示信号作成部５２が、ノイズ検出部５１の検出結果に基づいて、ノイズレベルと指示チップ数との間で正の相関を有するように、指示チップ数を設定する。

したがって、受信されたＲＦ無線信号のノイズレベルが小さくなると、相関値特性の算出に用いる拡散符号のチップ数を小さくすることができる。すなわち、ノイズレベルが小さくなると、相関値特性を算出するための演算数を低減させることができる。なぜならば、１周期の相関値特性を構成する各１点の相関値を算出するために、通常、１周期分の拡散符号と１周期分の復調されたスペクトル拡散信号を用いるが、このときの耐ノイズ性能（Ｓ／Ｎ）は、ノイズレベルが小さいときは、オーバースペックのため、拡散符号のチップ数を小さくしても同期が検出できるためである。

このため、ノイズレベルにかかわらずチップ数を一般的な値で固定して相関値特性を算出する場合と比較して、チップ数を一般的な値より小さくして相関値特性を算出する頻度が増加するため、全体として、相関値特性を算出するための演算数を低減することができ、これにより、ＲＦ受信用車載機４の消費電流を低減することができる。

なお、指示チップ数が大きくなるほど、相関値特性において同期点での相関値が大きくなる。すなわち、指示チップ数が大きいほど、同期点検出において、ＲＦ無線信号に含まれるノイズの影響を受け難くなる。換言すると、ＲＦ無線信号に含まれるノイズレベルが小さいときには、指示チップ数が小さい場合でも同期点検出が可能である。そして、ＲＦ受信用車載機４では、ノイズレベルと指示チップ数との間で正の相関を有するように、指示チップ数を設定している。すなわち、ノイズレベルに応じて、同期点検出が可能な指示チップ数を設定しているので、指示チップ数を小さくすることによって、同期点が検出できなくなる状況の発生を最小限に抑制することができる。

以上より、ＲＦ受信用車載機４によれば、相関値特性の算出に用いる拡散符号の指示チップ数を変化させることにより、拡散符号のチップレートを変化させることなく、スペクトル拡散通信における消費電流を低減させることができる。

またノイズ検出部５１は、ＬＦ送信用車載機２が応答要求信号を送信してから、ＲＦ用受信アンテナ４１がＲＦ無線信号を受信するまでの時間として予め設定されたノイズ検出時間が経過するまでの間、ノイズレベルを検出する。これにより、ＲＦ用受信アンテナ４１により受信された信号の中からノイズを抽出するという処理を行うことなく、ノイズレベルを検出することができる。

また同期検出部４８が、同期点を検出することができたか否かを判断し、同期点を検出できなかったと判断した場合に、キーレス用拡散符号数指示信号作成部５３は、同期点を検出できなかったとの判断を行ったときよりも指示チップ数が大きくなるように指示チップ数を設定する。

したがって、小さい指示チップ数から相関値特性を算出し、同期点を検出できなかった場合には、指示チップ数を順次大きくして相関値特性を算出し、同期点を検出できた場合には、その時点で相関値特性の算出を終了することができる。

このため、ノイズレベルにかかわらずチップ数を一般的な値で固定して相関値特性を算出する場合と比較して、拡散符号数を一般的な値より小さくして相関値特性を算出する頻度が増加するため、全体として、相関値を算出するための演算数を低減することができ、これにより、ＲＦ受信用車載機４の消費電流を低減することができる。

以上説明した実施形態において、ＲＦ受信用車載機４は本発明におけるスペクトル拡散通信用受信機、ＲＦ用受信アンテナ４１は本発明における受信手段、ＲＦ用復調器４４は本発明における復調手段、スライディング相関器４６は本発明における相関値算出手段、同期検出部４８は本発明における同期検出手段、逆拡散部４９は本発明における逆拡散手段、ノイズ検出部５１は本発明におけるノイズレベル検出手段、スマート用拡散符号数指示信号作成部５２は本発明における第１拡散符号数設定手段、ＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機３は本発明における送信装置、ＬＦ送信用車載機２は本発明における送信手段、同期検出部４８は本発明における同期判断手段、キーレス用拡散符号数指示信号作成部５３は本発明における第２拡散符号数設定手段である。

また、拡散符号１周期チップ数は本発明における所定拡散符号数、指示チップ数は本発明における算出拡散符号数、応答要求信号は本発明における送信要求信号、ノイズ検出時間は本発明における受信待機時間である。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態においては、スライディング相関器４６を用いて相関値特性を算出するものを示したが、スライディング相関器４６の代わりにマッチドフィルタを用いてもよい。

また上記実施形態においては、ノイズレベルに応じて指示チップ数が段階的に変化するものを示したが、指示チップ数を連続的に変化させるようにしてもよい。
また上記実施形態において、スマートキーレスエントリシステムであるが、スマートエントリシステム及びキーレスエントリシステムの単独の実施形態も可能である。

また上記実施形態において、受信手段が受信する無線信号を送信する送信装置に対して、無線信号の送信を要求するための送信要求信号を送信する無線信号にＬＦを用いたが、他の周波数帯の無線信号を用いても可能である。

また上記実施形態において、ＲＦ受信用車載機４の復調器４４は、Ａ／Ｄの後段で実施しているが、Ａ／Ｄの前段でアナログ復調してもよい。

１…スマートキーレスエントリシステム、２…ＬＦ送信用車載機、３…ＬＦ受信用・ＲＦ送信用携帯機、４…ＲＦ受信用車載機、１１…制御部、１２…ＬＦ用変調器、１３…アンプフィルタ、１４…ＬＦ用送信アンテナ、２１…ＬＦ用受信アンテナ、２２…アンプフィルタ、２３…ＬＦ用復調器、２４…制御部、２５…ＸＯＲ演算器、２６…ＲＦ用変調器、２７…アンプフィルタ、２８…ＲＦ用送信アンテナ、２９…メモリ、３０…送信スイッチ、４１…ＲＦ用受信アンテナ、４２…フロントエンド、４３…Ａ／Ｄ変換器、４４…ＲＦ用復調器、４５…スイッチ、４６…スライディング相関器、４７…拡散符号出力部、４８…同期検出部、４９…逆拡散部、５０…データ復調部、５１…ノイズ検出部、５２…スマート用拡散符号数指示信号作成部、５３…キーレス用拡散符号数指示信号作成部、５４…スイッチ、５５…制御部

Claims (2)

1. 無線信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された無線信号を、スペクトル拡散変調されたスペクトル拡散信号に復調する復調手段と、
   前記スペクトル拡散信号の１ビット分に相当する所定拡散符号数を有する拡散符号を一周期拡散符号とし、この一周期拡散符号についての予め設定された算出拡散符号数分の拡散符号と、前記復調手段により復調された前記スペクトル拡散信号との相関値特性を算出する相関値算出手段と、
   前記相関値算出手段の算出結果に基づいて、前記拡散符号と、前記復調手段により復調された前記スペクトル拡散信号との同期点を検出する同期検出手段と、
   前記同期検出手段による検出結果に基づいて、前記復調手段により復調された前記スペクトル拡散信号を逆拡散する逆拡散手段と、
   前記受信手段により受信された無線信号のノイズレベルを検出するノイズレベル検出手段と、
   前記ノイズレベル検出手段の検出結果に基づいて、前記ノイズレベルと前記算出拡散符号数との間で正の相関を有するように前記算出拡散符号数を設定する第１拡散符号数設定手段と、
   前記受信手段が受信する前記無線信号を送信する送信装置に対して、前記無線信号の送信を要求するための送信要求信号を送信する送信手段を備え、
   前記ノイズレベル検出手段は、
   前記送信手段が前記送信要求信号を送信してから、前記受信手段が前記無線信号を受信するまでの時間として予め設定された受信待機時間が経過するまでの間、前記ノイズレベルを検出する
   ことを特徴とするスペクトル拡散通信用受信機。
2. 無線信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された無線信号を、スペクトル拡散変調されたスペクトル拡散信号に復調する復調手段と、
   前記スペクトル拡散信号の１ビット分に相当する所定拡散符号数を有する拡散符号を一周期拡散符号とし、この一周期拡散符号についての予め設定された算出拡散符号数分の拡散符号と、前記復調手段により復調された前記スペクトル拡散信号との相関値特性を算出する相関値算出手段と、
   前記相関値算出手段の算出結果に基づいて、前記拡散符号と、前記復調手段により復調された前記スペクトル拡散信号との同期点を検出する同期検出手段と、
   前記同期検出手段による検出結果に基づいて、前記復調手段により復調された前記スペクトル拡散信号を逆拡散する逆拡散手段と、
   前記同期検出手段が前記同期点を検出することができたか否かを判断する同期判断手段と、
   前記同期検出手段が前記同期点を検出できなかったと前記同期判断手段が判断した場合に、前記同期判断手段がこの判断を行ったときよりも前記算出拡散符号数が大きくなるように前記算出拡散符号数を設定する第２拡散符号数設定手段と
   を備え、
   「Ｗａｋｅ」状態と「Ｓｌｅｅｐ」状態を繰り返しており、前記「Ｓｌｅｅｐ」状態から前記「Ｗａｋｅ」状態に遷移したときに、前記「Ｗａｋｅ」状態の間に、前記第２拡散符号数設定手段が設定することができる全ての前記算出拡散符号数について、前記算出拡散符号数が小さいものから前記算出拡散符号数を順次変更して、前記受信手段による前記無線信号の受信と前記同期検出手段による前記同期点の検出を行うように構成されている
   ことを特徴とするスペクトル拡散通信用受信機。