JP6149356B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、ユーザが所持する携帯機と、車両に搭載された車載装置を備えた無線通信システムに関するものである。

従来、車両に搭載される車載装置とユーザーが持つ携帯機とが双方向に通信する無線通信システムにおいて、車両近傍が通信エリアとなるよう、車載装置から携帯機へＬＦ周波数帯を用いて車両側リクエスト信号を送信し、その応答として携帯機から車載装置へ携帯側信号を返信し、この携帯側信号を受信した車載装置が、車両内のアクチュエータ（ドアの解錠装置、ドアの施錠装置、灯具等）を作動させるスマートシステムの技術が知られている。

特開２０００−１０４４２９号公報 特開２０１０−００１６４２号公報

このようなスマートシステムの技術において、車両側リクエスト信号の到達範囲を広げたいというニーズがある。リクエスト信号の到達範囲を拡大するための方法として、車載装置側でＬＦ出力を拡大させる方法があるが、単にＬＦ出力を拡大させると、送信させるリクエスト信号の強度が大きくなるので、リクエスト信号の電波強度を強めたくない場合（例えば、電波法法規によって或る上限を超える強度が禁止されている場合）には適用できない。

また、仮に、車両側リクエスト信号の到達範囲を広げた場合、今度は、携帯機が位置する領域も広くなってしうため、携帯機の位置を精度良く特定することができなくなってしまう。このため、商品性を向上させることができなくなってしまう。

つまり、商品性を向上させるためには、車両側リクエスト信号の到達範囲を広げるだけでなく、携帯機が位置する領域をより精度良く特定できるようにする必要がある。

本発明は上記点に鑑み、車載装置から携帯機へのリクエスト信号の電波強度を所望の範囲内に抑えつつ、リクエスト信号の到達範囲を大きくするとともに、携帯機の位置をより精度良く特定できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ユーザが所持する携帯機（２０）と、車両に搭載された車載装置（１０）と、を備え、携帯機（２０）と車載装置（１０）とが通信を行う無線通信システムであって、車載装置（１０）は、予め定められた拡散率で送信データをスペクトラム拡散変調し、スペクトラム拡散変調したＬＦ周波数帯のリクエスト信号を送信する送信部（３）と、拡散率を段階的に変更して送信データをスペクトラム拡散変調させ、送信部（３）から到達範囲の異なる複数のリクエスト信号を順次送信させるリクエスト信号送信手段と、リクエスト信号に応答して携帯機（２０）より送信されるレスポンス信号の受信判定を行う受信判定手段と、レスポンス信号の受信判定の判定結果に基づいて携帯機（２０）が位置する領域を特定する携帯機位置特定手段と、を備え、携帯機（２０）は、車載装置（１０）からのリクエスト信号のキャリアが検出されると、当該リクエスト信号の中心周波数帯における第１受信レベルと、中心周波数帯から一定周波数離れた周波数帯における第２受信レベルを特定する受信レベル特定手段と、第１、第２受信レベルのレベル差からリクエスト信号の拡散率を特定する拡散率特定手段と、拡散率特定手段により特定されたリクエスト信号の拡散率と同じ拡散率でリクエスト信号の逆拡散処理を行い、リクエスト信号を復号する復号処理手段と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、車載装置（１０）は、予め定められた拡散率で送信データをスペクトラム拡散変調し、スペクトラム拡散変調したＬＦ周波数帯のリクエスト信号を送信するので、車載装置から携帯機へのリクエスト信号の電波強度を所望の範囲内に抑えつつ、リクエスト信号の到達範囲を大きくすることができる。更に、拡散率を段階的に変更して送信データをスペクトラム拡散変調させ、送信部（３）から到達範囲の異なる複数のリクエスト信号を順次送信させ、リクエスト信号に応答して携帯機（２０）より送信されるレスポンス信号の受信判定を行い、レスポンス信号の受信判定の判定結果に基づいて携帯機（２０）が位置する領域を複数の領域に分けて特定するので、携帯機の位置をより精度良く特定することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 ＬＦ送信部およびＬＦ受信部の構成を示す図である。 スマートＥＣＵの車両側制御部のフローチャートである。 携帯機の携帯側制御部のフローチャートである。 スペクトラム拡散する前の元の信号のスペクトルと、拡散率＝１５、３１、６３の場合のスペクトルを示す図である。 拡散率＝６３、３１、１５、０にした場合の拡散処理後の電力レベルと逆拡散処理後の電力レベルの関係を示す図である。 ＬＦ送信アンテナから送信される信号の電力レベルを示すグラフであり、（ａ）は拡散変調を行わない場合、（ｂ）は拡散率が１５の場合、（ｃ）は拡散率が３１の場合、（ｄ）は拡散率が６３の場合を示す。 拡散率の違いによるリクエスト信号の各地点での出力強度と通信距離の関係を示す図である。 スペクトラム拡散する前の元の信号のスペクトルと、拡散率＝１５、３１、６３の場合のスペクトルを重ねて示した図である。

本実施形態に係る無線通信システムの構成を図１に示す。本無線通信システムは、スマートシステムとして構成されている。このスマートシステムは、スマート駆動として、お出迎え制御（ウェルカムライト点灯等）、車両のドアの解錠および車両駆動装置（例えばエンジン）の始動を行うものであり、車両に搭載される車載装置１０と、ユーザーが所持する携帯機２０とを備えている。

このシステムにおいては、車載装置１０から携帯機２０へは、ＬＦ波帯のリクエスト信号が送信され、携帯機２０から車載装置１０へはＲＦ波帯のレスポンス信号が送信される。

ここで、ＬＦ帯通信距離について説明する。ＲＦ帯における通信の場合は、波長が短いために近距離における通信の場合でも、通信は放射電磁界の領域で通信が行われるが、スマートシステムのような近距離におけるＬＦ帯の無線通信の場合は通信距離に比べて非常に波長が長く、通信は誘導電磁界の領域で行われる。ＲＦ帯での距離減衰は距離の２乗に反比例して減衰するが、ＬＦ帯での距離減衰は距離の３乗に反比例して減衰する。このためＬＦ帯での通信は特定のエリアに限定した通信が可能になる。

車載装置１０は、スマートＥＣＵ１、ＬＦ送信アンテナ２、ＬＦ送信部３、ＲＦ受信アンテナ４、ＲＦ復調部５、センサ６、アクチュエータ７を有している。

ＬＦ送信アンテナ２は、ＬＦ波帯の信号（ＬＦ電波）を無線送信するためのアンテナである。ＬＦ送信部３は、スマートＥＣＵ１から出力されたＬＦデータの信号をＬＦ波帯の信号に変調してＬＦ送信アンテナ２に出力する回路である。変調方式としては、スペクトラム拡散方式等を採用する。

ここで、スペクトラム拡散方式について説明する。スペクトラム拡散方式は、データ信号に拡散符号を掛け合わせること（拡散処理）により信号を広帯域化し、受信の際は同じ拡散符号を同じタイミングで掛け合わせること（逆拡散）によりデータ信号を復元する通信方式である。本実施形態では、後述するように、車載装置１０から携帯機２０への信号を広帯域化することにより出力のピークレベルが下がる点に着目して送信出力の補填をおこない通信距離の拡大を実現する。

ＲＦ受信アンテナ４は、ＲＦ波帯の信号（ＲＦ電波）を無線受信するためのアンテナである。ＲＦ復調部５は、ＲＦ受信アンテナ４が受信したＲＦ波帯の信号を復調してＲＦデータの信号としてスマートＥＣＵ１に出力する回路である。

センサ６は、車両のドアのドアハンドル部分等に取り付けられ、ユーザがドアに手をかける動作を検出し、検出結果をスマートＥＣＵ１に出力するためのセンサであり、例えば、タッチセンサとして実現可能である。

アクチュエータ７は、スマート駆動の対象となるアクチュエータであり、車両に搭載されたウェルカムライトの点灯、消灯、光軸を制御するウェルカムライトアクチュエータ、車両のエンジンのスタータモータ（またはスタータモータを制御するエンジンＥＣＵ）、車両のドアの施錠および解錠を行うドアロック機構（ドアロック機構を制御するドアＥＣＵ）等から成る。

スマートＥＣＵ１は、ＬＦ送信部３、ＲＦ復調部５、センサ６、アクチュエータ７と信号をやり取りすることで、携帯機２０との通信に基づいてスマート駆動を行う電子制御ユニットである。このスマートＥＣＵ１は、車両側制御部１３等を備えている。

車両側制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータとして実現されており、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムを実行することで、ＲＡＭを作業領域として種々の処理を実現する。以下では、ＣＰＵが実行する処理を、車両側制御部１３の処理として記載する。

携帯機２０は、ＬＦ受信アンテナ２１、ＬＦ受信部２２、ＲＦ送信アンテナ２４、ＲＦ変調部２５、および携帯側制御部２６を有している。

ＬＦ受信アンテナ２１は、車載装置１０から送信されたＬＦ波帯の信号を受信するためのアンテナである。ＬＦ受信部２２は、ＬＦ受信アンテナ２１が受信したＬＦ波帯の信号を復調してＬＦデータの信号として携帯側制御部２６に出力する回路である。復調方式としては、スペクトラム拡散方式等を採用する。

ＲＦ送信アンテナ２４は、ＲＦ波帯の信号（ＲＦ電波）を無線送信するためのアンテナである。ＲＦ変調部２５は、携帯側制御部２６から出力されたＲＦデータの信号をＲＦ波帯の信号に変調してＲＦ送信アンテナ２４に出力する回路である。

携帯側制御部２６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータとして実現されており、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムを実行することで、ＲＡＭを作業領域として種々の処理を実現する。以下では、ＣＰＵが実行する処理を、携帯側制御部２６の処理として記載する。

ここで、車載装置１０のＬＦ送信部３および携帯機２０のＬＦ受信部２２について詳細に説明する。図２に、ＬＦ送信部３およびＬＦ受信部２２の構成を示す。

ＬＦ送信部３は、拡散処理部３１、バンドパスフィルタ３２、１次変調部３３、キャリア出力部３４、ＬＦドライバ３５を有している。拡散処理部３１は、車両側制御部１３から入力されたデータ信号１ａ（上述のＬＦデータに相当する）に対し、車両側制御部１３より指定された拡散率で、かつ、予め記憶媒体に記録されている拡散符号３ａを用いてスペクトラム拡散方式による拡散変調を行い、拡散変調された信号（拡散データ信号）をバンドパスフィルタ３２に入力する。バンドパスフィルタ３２は、入力された拡散データ信号のうち所定の周波数帯域の成分のみを抽出して１次変調部３３に入力する。

１次変調部３３は、バンドパスフィルタ３２から入力された上記拡散変調信号に対し、キャリア出力部３４から出力されたＬＦキャリア信号（１３４ｋＨｚの正弦波信号）を用いて１次変調する。変調方式としては、例えばＰＳＫを採用する。１次変調部３３で１時変調された信号は、ＬＦ波帯の信号としてＬＦドライバ３５に入力される。

ＬＦドライバ３５は、入力されたＬＦ波帯の信号を制御部１３より入力される信号に応じた増幅率で増幅し、増幅された入力されたＬＦ波帯の信号をＬＦ送信アンテナ２に出力する。これにより、ＬＦ送信アンテナ２からＬＦ波帯の信号が、リクエスト信号として送出される。

また、ＬＦ受信部２２は、バンドパスフィルタ２２ｂ、増幅器２２ｃ、キャリア出力部２２ｄ、１次復調部２２ｅ、逆拡散処理部２２ｆ、周波数切替バンドパスフィルタ２２ｇ、受信レベル検出部２２ｈを有している。ＬＦ受信アンテナ２１がＬＦ波帯の信号（車載装置１０から送信された上記ＬＦ波帯の信号）を受信すると、バンドパスフィルタ２２ｂはその信号の所定の周波数帯域の成分のみを抽出して増幅器２２ｃに入力する。増幅器２２ｃは、入力された信号を増幅して１次復調部２２ｅに入力する。

また、周波数切替バンドパスフィルタ２２ｇは、車両側制御部１３より入力される周波数切替信号に応じて通過させる信号の周波数帯域が変化するようになっている。

また、受信レベル検出部２２ｈは、１次復調部２２ｅより出力される信号のキャリア検出と、１次復調部２２ｅより出力される信号の受信レベルを検出する。

１次復調部２２ｅは、増幅器２２ｃから入力された信号に対し、キャリア出力部２２ｄから出力されたＬＦキャリア信号（１３４ｋＨｚの正弦波信号）を用いて１次復調し、１次復調後の信号を逆拡散処理部２２ｆに入力する。復調方式は、１次変調部３３と同じ方式（例えばＰＳＫ）を採用する。

逆拡散処理部２２ｆは、１次復調部２２ｅから入力された信号に対して、あらかじめ記憶媒体に記録されている拡散符号３ａ（ＬＦ送信部３の拡散符号３ａと同じもの）を用いて逆拡散復調し、その逆拡散復調の結果得たデータ信号１ａ（ＬＦデータ）を、携帯側制御部２６に出力する。このデータ信号１ａは、ＬＦ送信部３において拡散変調されたデータ信号１ａと同じデータとなる。なお、逆拡散復調のために必要な同期捕捉処理も、この逆拡散処理部２２ｆが行う。

また、逆拡散処理部２２ｆは、逆拡散復調する際に、１次復調部２２ｅから入力された信号の中心周波数帯における第１受信レベルと、中心周波数帯から一定周波数離れた周波数帯における第２受信レベルを特定し、第１受信レベルと第２受信レベルのレベル差からリクエスト信号の拡散率を特定し、この拡散率と同じ拡散率で逆拡散処理を行う。

以下、本スマートシステムの作動について説明する。図３は、スマートＥＣＵ１の車両側制御部１３が実行する処理のフローチャートであり、図４は、携帯機２０の携帯側制御部２６が実行するフローチャートである。

スマートＥＣＵ１の車両側制御部１３は、図３に示す処理を定期的に実施する。また、携帯機２０の携帯側制御部２６は、定期的に図４に示す処理を実施する。

スマートＥＣＵ１の車両側制御部１３は、まず、ＬＦ送信部３の拡散処理部３１に対し、スペクトラム拡散変調の拡散率を初期設定値に指定する（Ｓ１００）。本実施形態では拡散率の初期設定値は６３となっており、拡散率を初期設定値の６３に指定する。また、ＬＦドライバ３５の増幅率を初期設定値に指定する。

次に、ＬＦデータをＬＦ変調部３に出力する（Ｓ１０２）。これにより、ＬＦデータがＬＦ送信部３で拡散率＝６３として拡散変調および１次変調され、ＬＦ送信アンテナ２からＬＦ波帯のリクエスト信号が無線送信される。

なお、このようにリクエスト信号を無線送信した後、車両側制御部１３は、リクエスト信号に応答して携帯機２０より送信されるレスポンス信号の待ち受け状態になる。

一方、携帯機２０の携帯側制御部２６は、図４に示す処理を実施する。すなわち、携帯側制御部２６は、定期的にＬＦデータ（リクエスト信号）のキャリアが検出されたか否かを判定する（Ｓ２００）。具体的には、受信レベル検出部２２ｈによりＬＦデータ（リクエスト信号）のキャリアが検出されたか否かを判定する。

ここで、携帯機２０がリクエスト信号の受信可能範囲内に位置せず、ＬＦデータのキャリアが検出されない場合、Ｓ２００の判定はＮＯとなり、Ｓ２００の判定を繰り返す。また、携帯機２０がリクエスト信号の受信可能範囲内に位置し、ＬＦデータのキャリアが検出されると、Ｓ２００の判定はＹＥＳとなり、次に、リクエスト信号の中心周波数である１３４ｋＨｚにおける受信レベル（第１受信レベルに相当する）を検出する（Ｓ２０２）。ここで、周波数切替バンドパスフィルタ２２ｇのバンドパス周波数を１３４ｋＨｚ帯となっているものとする。１３４ｋＨｚにおける受信レベルは、受信レベル検出部２２ｈにより検出することができる。

次に、検出周波数を切り替える（Ｓ２０４）。具体的には、周波数切替バンドパスフィルタ２２ｇのバンドパス周波数を１６０ｋＨｚ帯に切り替える。

次に、１６０ｋＨｚにおける受信レベル（第２受信レベルに相当する）を検出する（Ｓ２０２）。１６０ｋＨｚにおける受信レベルは、受信レベル検出部２２ｈにより検出することができる。

次に、受信レベルのレベル差を特定する（Ｓ２０８）。具体的には、リクエスト信号の中心周波数である１３４ｋＨｚにおける受信レベル（第１受信レベルに相当する）と１６０ｋＨｚにおける受信レベル（第２受信レベルに相当する）の差分を算出する。

次に、レベル差から拡散率を特定する（Ｓ２１０）。本実施形態におけるスマートＥＣＵ１では、後述するように、拡散率を６３、３１、１５の順で段階的に変更してスペクトラム拡散変調したリクエスト信号を順次送信するようになっている。具体的には、レベル差が１５デシベル（ｄＢ）以上の場合は拡散率＝１５、レベル差が８デシベル（ｄＢ）以上で１５デシベル（ｄＢ）未満の場合は拡散率＝３１、レベル差が７デシベル（ｄＢ）未満の場合は拡散率＝６３として特定する。

次に、Ｓ２１０にて特定された拡散率を指定して、Ｓ２１０にて特定された拡散率と同じ拡散率でリクエスト信号の逆拡散処理を行って、リクエスト信号を復号するように逆拡散処理部２２ｆに指示する（Ｓ２１２）。なお、逆拡散処理部２２ｆは、同期補足処理を行い、リクエスト信号（ＬＦ波帯の周波数を中心周波数とする信号）に含まれるＬＦデータを出力する。

次に、リクエスト信号（ＬＦ波帯の周波数を中心周波数とする信号）に含まれるＬＦデータが正規のものであるか否かに基づいてＬＦデータの受信が正常終了したか否かを判定する（Ｓ２１４）。

ここで、ＬＦデータの受信が正常終了していない場合、Ｓ２１２へ戻り、再度、逆拡散処理部２２ｆに同期補足処理を実施させ、Ｓ２１４の判定を行う。そして、ＬＦデータの受信が正常終了すると、Ｓ２１４の判定はＹＥＳとなり、次に、ＲＦデータ（レスポンス信号）を送信させる（Ｓ２１６）。具体的には、ＲＦデータを作成してＲＦ変調部２５に出力する。これにより、ＲＦデータがＲＦ変調部２５で変調され、ＲＦ送信アンテナ２４からＲＦ波帯信号として無線送信される。ＲＦ波帯の信号は、ＬＦ波帯の信号に比べて遠くまで届くようになっている。

上記のようにＲＦデータを含むＲＦ波帯の信号が送信されると、車載装置１０のＲＦ受信アンテナ４が当該ＲＦ波帯の信号を受信し、ＲＦ復調部５が当該ＲＦ波帯の信号を復調してＲＦデータの信号として車両側制御部１３に出力する。

図３の説明に戻り、スマートＥＣＵ１の車両側制御部１３は、ＲＦデータ（レスポンス信号）を受信したか否かを判定する（Ｓ１０４）。

ここで、ＲＦデータ（レスポンス信号）を受信した場合、Ｓ１０４の判定はＹＥＳとなり、次に、受信したＲＦデータが正規のものであるか否かを判定するため、当該ＲＦデータを所定の照合用データと照合する（Ｓ１０６）。

次に、Ｓ１１０の照合の結果に基づいて、当該ＲＦデータが正規のものであるか否かを、周知の方法で（例えばＲＦデータが照合用データと一致するか否かで）判定する（Ｓ１０８）。

ここで、ＲＦデータが照合用データと一致している場合、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、次に、携帯機が位置する領域を特定する（Ｓ１１０）。拡散率が大きいほどリクエスト信号の到達距離は長くなる。本実施形態では、後述するように、スペクトラム拡散変調の拡散率を６３、３１、１５の順に段階的に小さくするようにして、リクエスト信号の到達距離を段階的に短くし、携帯機が位置する領域の絞り込みを行う。ここでは、拡散率＝６３とするリクエスト信号の到達距離の比較的長い領域に携帯機２０が位置するものと特定する。

次に、未実施の拡散率があるか否かを判定する（Ｓ１１２）。本実施形態では、拡散率を６３、３１、１５の順に段階的に小さくするようになっており、未実施の拡散率がある場合にはＹＥＳと判定し、未実施の拡散率がない場合にはＮＯと判定する。

ここでは、拡散率＝６３でしか実施しておらず、未実施の拡散率があるためＳ１１２の判定はＹＥＳとなり、拡散率を変更する（Ｓ１１４）。具体的には、拡散率を６３の次に小さな３１に指定する。また、ＬＦドライバ３５の増幅率を初期設定値よりも小さな値に指定し、Ｓ１０２へ戻る。

これにより、Ｓ１０２では、ＬＦデータがＬＦ送信部３で拡散率＝３１として拡散変調および１次変調され、ＬＦ送信アンテナ２からＬＦ波帯の周波数を中心周波数とするリクエスト信号として無線送信される。また、ＬＦドライバ３５の増幅率が初期設定値よりも小さな値に変更されているので、リクエスト信号の到達範囲も狭くなる。

ここで、例えば、携帯機２０が拡散率＝３１として拡散変調されたリクエスト信号の受信可能範囲内に位置する場合、リクエスト信号の受信に応答して携帯機２０からＲＦデータを含むＲＦ波帯の信号（レスポンス信号）が送信される。

そして、ＲＦデータが照合用データと一致している場合、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、次に、再度、Ｓ１１０にて携帯機２０が位置する領域を特定する。この場合、拡散率＝３１とするリクエスト信号の到達距離の領域に携帯機２０が位置すると絞り込まれる。

そして、Ｓ１１４にて、再度、拡散率を最も小さな１５に指定するとともに、ＬＦドライバ３５の増幅率を更に小さな値に指定し、Ｓ１０２へ戻る。

これにより、Ｓ１０２では、ＬＦデータがＬＦ送信部３で拡散率＝１５として拡散変調および１次変調され、ＬＦ送信アンテナ２からＬＦ波帯の周波数を中心周波数とするリクエスト信号として無線送信される。また、ＬＦドライバ３５の増幅率が更に小さな値に変更されているので、リクエスト信号の到達範囲も更に狭くなる。

ここで、例えば、携帯機２０が拡散率＝１５として拡散変調されたリクエスト信号の受信可能範囲内に位置する場合、リクエスト信号の受信に応答して携帯機２０からＲＦデータを含むＲＦ波帯の信号（レスポンス信号）が送信される。

そして、ＲＦデータが照合用データと一致している場合、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、次に、Ｓ１１２にて、再度、携帯機２０が位置する領域を特定する。この場合、拡散率＝１５とするリクエスト信号の到達距離の領域に携帯機２０が位置すると絞り込まれる。

このようにして携帯機２０が位置する領域の絞り込みが行われ、未実施の拡散率がなくなると、Ｓ１１２の判定はＮＯとなり、携帯機が位置する領域を確定する（Ｓ１１６）。

ここで、拡散率＝６３として拡散変調されたリクエスト信号の受信可能範囲を遠距離領域、拡散率＝３１として拡散変調されたリクエスト信号の受信可能範囲を中距離領域、拡散率＝１５として拡散変調されたリクエスト信号の受信可能範囲を近距離領域とする。

例えば、Ｓ１１０にて、携帯機２０が遠距離領域に位置すると特定された後、中距離領域に位置すると特定され、更に、近距離領域に位置すると特定されている場合、携帯機２０が近距離領域内に位置すると確定することができる。

また、例えば、携帯機２０が遠距離領域に位置すると特定された後、中距離領域に位置すると特定されたものの、近距離領域に位置しない特定された場合、携帯機２０が中距離領域内で、かつ、近距離領域外に位置すると確定することができる。

また、例えば、携帯機２０が遠距離領域に位置すると特定された後、中距離領域に位置しないと特定された場合、携帯機２０が遠距離領域内で、かつ、中距離領域外に位置すると確定することができる。

なお、携帯機２０がリクエスト信号の受信可能範囲内に位置しない場合には、Ｓ１０４の判定はＮＯとなり、Ｓ１１６へ進み、携帯機２０が位置する領域を特定する。この場合、携帯機２０が少なくとも遠距離領域内には存在しないものとして確定される。

また、携帯機２０の照合がＮＧとなった場合には、Ｓ１０８の判定はＮＯとなり、Ｓ１１６へ進み、携帯機２０が位置する領域を特定する。この場合も、携帯機２０が少なくとも遠距離領域内には存在しないものとして確定される。

次のＳ１１８では、携帯機２０の位置に応じたスマート制御を行う。具体的には、携帯機２０位置する領域に応じたお出迎え制御等を行う。お出迎え制御においては、例えばアクチュエータ７を使用して、車両に搭載されたウェルカムライトの照射範囲を携帯機２０位置する領域に合わせて移動させるように車両のドア周辺を照らすようになっていてもよいし、あるいは、ウェルカムライトを点灯させ、更に、ウェルカムライトの光軸を携帯機２０位置する領域に合わせるように変化させることで、照射先を、車両から離れた位置（例えば３ｍ離れた位置）から車両に近づけるように移動させるようになっていてもよい。そして、次のイベント（例えば、ドライバがドアに触れるイベント、エンジン始動操作のイベント）があるまでスタンバイ状態に入る。なおドライバがドアに触れるイベントが発生すると、ドアを解錠し、エンジン始動操作のイベントが発生すると、エンジンを始動させる。

次に、拡散率とスペクトルの関係について説明する。図５に、スペクトラム拡散する前の元の信号のスペクトルと、拡散率＝１５、３１、６３の場合のスペクトルを示す。図に示されるように、拡散率が大きくなるほどスペクトルが広がっている。また、スペクトラム拡散する前の元の信号のピークレベルよりも、スペクトラム拡散した後の信号のピークレベルの方が小さくなっている。なお、元の信号のピークレベルとスペクトラム拡散した後の信号のピークレベルの差分が大きいほど、送信出力の調整可能幅も大きくなる。

図６に、拡散率を６３、３１、１５、０にした場合の拡散処理後の電力レベルと逆拡散処理後の電力レベルの関係を示す。図中（ａ）には、拡散処理後の電力レベルが示されており、図中（ｂ）には、逆拡散処理後の電力レベルが示されている。

拡散率＝６３の場合と、拡散率＝０の場合を比較すると、いずれも拡散処理後のピークレベルが同一の出力規格上限に設定されているのにもかかわらず、逆拡散処理後のピークレベルは、拡散率＝６３の場合の方が、拡散率＝０の場合よりも１８ｄＢも大きくなっている。

次に、携帯機２０から送信されるＬＦ波帯の信号の強度について説明する。本実施形態では、既に説明した通り、ＬＦ送信部３は、拡散処理部３１、バンドパスフィルタ３２において、所定のＬＦデータ（データ信号１ａ）を所定の拡散符号３ａによって拡散変調して拡散データ信号を生成し、拡散データ信号を１次変調部３３によってＬＦ波帯の変調信号へ変換し、この変調信号を外部リード３５ａが増幅してリクエスト信号としてアンテナ２に出力する。

この場合、仮に、当該所定のＬＦデータを、拡散処理部３１、バンドパスフィルタ３２を迂回させて、直接１次変調部３３に入力した場合、それによってＬＦデータが１次変調部３３で１次変調され、ＬＦドライバ３５で増幅され、ＬＦ送信アンテナ２から送出される。このようにしてＬＦ送信アンテナ２から送出されたＬＦ波帯の信号の周波数スペクトルは、拡散変調されていないので、図７（ａ）に示したようなものになる。なお、図７の各グラフでは、縦軸がＬＦ送信アンテナ２から送出される信号の電力レベルであり、横軸が周波数（ｋＨｚ単位）である。

これに対し、図７（ａ）の例と同じＬＦデータを、本実施形態の通り拡散処理部３１で拡散変調する場合、拡散率が１５、３１、６３の拡散符号３ａを用いると、それぞれ、図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のような周波数スペクトルとなる。これらの場合は、図７（ａ）の場合に比べ、それぞれ、出力電力のピークレベルが８．７６ｄＢ、１２．３ｄＢ、１４．４７ｄＢだけ下がる。

このように、ＬＦデータを拡散変調しなかった場合に比べて、拡散変調した場合の方が出力電力のピークレベルが下がる。したがって、ＬＦデータを拡散変調しなかった場合よりも、電波強度を所望の範囲内に抑えつつも、信号の増幅率を上げることができ、その結果、車載装置から携帯機へのリクエスト信号の電波強度を所望の範囲内に抑えつつ、リクエスト信号の到達範囲を大きくすることが可能となる。

図８に、拡散率の違いによるリクエスト信号の各地点での出力強度（電界強度）と通信距離の関係を示す。なお、図８において、横軸は通信距離（単位はｍ）であり、縦軸は出力強度（単位はｄＢｕＶ／ｍ）である。また、図中の実線５１は拡散率＝１５の場合の出力強度、実線５２は拡散率＝３１の場合の出力強度、実線５３は拡散率＝６３の場合の出力強度である。

受信感度が１１０ｄＢμＶ／ｍの携帯機２０を用いる場合、出力強度＝１１０ｄＢμＶ／ｍに対応する距離ｄが通信距離となる。すなわち、拡散率＝１５の場合の通信距離は１．８メートル、拡散率＝３１の場合の通信距離は２．５メートル、拡散率＝６３の場合の通信距離は３．２メートルとなる。なお、図示してないが、拡散変調されていない場合（拡散率＝０の場合）の通信距離は１．７メートルとなっている。

ところで、本実施形態にける携帯機２０は、拡散率によりスペクトルの帯域の広がり方が異なる点に着目し、リクエスト信号の中心周波数から一定周波数離れた周波数帯における第２受信レベルを特定し、この第２受信レベルを用いてリクエスト信号の拡散率を特定し、この拡散率と同じ拡散率でリクエスト信号の逆拡散処理を行うようにしている。

図９に、スペクトラム拡散する前の元の信号のスペクトルと、拡散率＝１５、３１、６３の場合のスペクトルを重ねたものを示す。本実施形態では、第２受信レベルの周波数を１６０ｋＨｚとしている。このように、第２受信レベルの周波数を１６０ｋＨｚとすることで、第２受信レベル＝０の場合は拡散率＝１５として特定し、第２受信レベルが０よりも大きく、ある基準値未満の場合は拡散率＝３１として特定し、第２受信レベルがある基準値以上の場合は拡散率＝６３として特定することが可能となる。

このように、リクエスト信号の中心周波数帯における第１受信レベルと、中心周波数帯から一定周波数離れた周波数帯における第２受信レベルを特定し、この第２受信レベルを用いてリクエスト信号の拡散率を特定することで、逆拡散処理を行うための拡散率を短期間で特定することができる。

上記した構成によれば、車載装置１０は、予め定められた拡散率で送信データをスペクトラム拡散変調し、スペクトラム拡散変調したＬＦ周波数帯のリクエスト信号を送信するので、リクエスト信号の電力ピークを下げることが可能となり、電力制限値内における電力調整可能幅を大きくすることができ、車載装置から携帯機へのリクエスト信号の電波強度を所望の範囲内に抑えつつ、リクエスト信号の到達範囲を大きくすることができる。更に、拡散率を段階的に変更して送信データをスペクトラム拡散変調させ、送信部３から到達範囲の異なる複数のリクエスト信号を順次送信させ、リクエスト信号に応答して携帯機２０より送信されるレスポンス信号の受信判定を行い、レスポンス信号の受信判定の判定結果に基づいて携帯機２０が位置する領域を複数の領域に分けて特定するので、携帯機の位置をより精度良く特定することができる。

また、ＬＦ周波数帯の電波は、高周波帯の電波と比較して送信電波強度が低く規定されているため、通信距離が比較的短くなってしまうという課題があるが、車載装置１０は、ＬＦ送信アンテナ２より送信されるリクエスト信号の送信レベルを調整するＬＦドライバ３５を備え、スペクトラム拡散処理の拡散率が大きいほどリクエスト信号の送信レベルが大きくなるようにＬＦドライバ３５に指示するようになっている。

このように、スペクトラム拡散処理の拡散率が大きいほどリクエスト信号の送信レベルが大きくなるようにＬＦドライバ３５に指示することで、リクエスト信号の電波強度を所望の範囲内で最大限に設定し、リクエスト信号の通信距離を拡大することが可能となる。

また、携帯機２０は、車載装置１０からのリクエスト信号を受信すると、当該リクエスト信号の中心周波数帯における第１受信レベルと、中心周波数帯から一定周波数離れた周波数帯における第２受信レベルを特定し、第１、第２受信レベルのレベル差からリクエスト信号の拡散率を特定し、リクエスト信号の拡散率と同じ拡散率でリクエスト信号の逆拡散処理を行い、リクエスト信号を復号するように構成されているので、逆拡散処理を行うための拡散率を短期間で特定することができ、短期間でリクエスト信号を復号することが可能である。

また、車載装置１０は、拡散率を段階的に小さくしてＬＦ送信部３よりスペクトラム拡散変調させた複数のリクエスト信号を順次送信させ、レスポンス信号が受信異常と判定されるとＬＦ送信部３からのリクエスト信号の送信を中断するので、無駄なリクエスト信号の送信を防止することが可能である。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

例えば、上記第１実施形態では、拡散率を段階的に小さくしてＬＦ送信部３よりスペクトラム拡散変調させた複数のリクエスト信号を順次送信させ、レスポンス信号が受信異常と判定されると携帯機２０が位置する領域の特定を中断するように構成したが、反対に、拡散率を段階的に大きくしてＬＦ送信部３よりスペクトラム拡散変調させた複数のリクエスト信号を順次送信させ、レスポンス信号が受信異常と判定されると携帯機２０が位置する領域の特定を中断するように構成してもよい。この場合、無駄なリクエスト信号の送信を防止することが可能である。

また、上記第１実施形態では、拡散処理部３１の拡散率を小さくするのに伴ってＬＦドライバ３５の増幅率も小さくするようにしたが、ＬＦドライバ３５の増幅率を、拡散処理部３１の拡散率と関係なく固定値としてもよく、拡散処理部３１の拡散率を小さくするのに伴ってＬＦドライバ３５の増幅率を大きくするように構成してもよい。

また、上記第１実施形態では、拡散率を３段階で変化させたが、２段階で変化させてもよく、また、４段階以上で変化させるように構成してもよい。また、拡散率についても、上記実施形態に示した６３、３１、１５に限定されるものではない。

なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、Ｓ１００、Ｓ１０２、Ｓ１１４がリクエスト信号送信手段に相当し、Ｓ１０４〜Ｓ１０８が受信判定手段に相当し、Ｓ１１０が携帯機位置特定手段に相当し、ＬＦドライバ３５が送信レベル調整手段に相当し、Ｓ２０２〜Ｓ２０６が受信レベル特定手段に相当し、Ｓ２０８〜Ｓ２１０が拡散率特定手段に相当し、Ｓ２１２が復号処理手段に相当する。

１ スマートＥＣＵ
２ ＬＦ送信アンテナ
３ ＬＦ送信部
４ ＲＦ受信アンテナ
５ ＲＦ復調部
７ アクチュエータ
１０ 車載装置
１３ 車両側制御部
２０ 携帯機
２１ ＬＦ受信アンテナ
２２ ＬＦ受信部
２４ ＲＦ送信アンテナ
２５ ＲＦ変調部
２６ 携帯側制御部

Claims (3)

1. ユーザが所持する携帯機（２０）と、車両に搭載された車載装置（１０）と、を備え、前記携帯機（２０）と前記車載装置（１０）とが通信を行う無線通信システムであって、 前記車載装置（１０）は、
   予め定められた拡散率で送信データをスペクトラム拡散変調し、スペクトラム拡散変調したＬＦ周波数帯のリクエスト信号を送信する送信部（３）と、
   前記拡散率を段階的に変更して前記送信データをスペクトラム拡散変調させ、送信部（３）から到達範囲の異なる複数のリクエスト信号を順次送信させるリクエスト信号送信手
   段と、
   前記リクエスト信号に応答して前記携帯機（２０）より送信されるレスポンス信号の受信判定を行う受信判定手段と、
   前記レスポンス信号の受信判定の判定結果に基づいて前記携帯機（２０）が位置する領域を特定する携帯機位置特定手段と、を備え、
   前記携帯機（２０）は、
   前記車載装置（１０）からの前記リクエスト信号のキャリアが検出されると、当該リクエスト信号の中心周波数帯における第１受信レベルと、前記中心周波数帯から一定周波数離れた周波数帯における第２受信レベルを特定する受信レベル特定手段と、
   前記第１、第２受信レベルのレベル差から前記リクエスト信号の拡散率を特定する拡散率特定手段と、
   前記拡散率特定手段により特定された前記リクエスト信号の拡散率と同じ拡散率で前記リクエスト信号の逆拡散処理を行い、前記リクエスト信号を復号する復号処理手段と、を備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記車載装置（１０）は、
   送信アンテナ（２）より送信される前記リクエスト信号の送信レベルを調整する送信レベル調整手段（３５）を備え、
   前記リクエスト信号送信手段は、前記スペクトラム拡散処理の拡散率が大きいほど前記リクエスト信号の送信レベルが大きくなるように前記送信レベル調整手段（３５）に指示することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記リクエスト信号送信手段は、前記拡散率を段階的に小さくして前記送信部（３）よりスペクトラム拡散変調させた複数のリクエスト信号を順次送信させ、
   前記リクエスト信号送信手段は、前記受信判定手段により前記レスポンス信号が受信異常と判定されると、前記送信部（３）からの前記リクエスト信号の送信を中断することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。

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