WO2019211997A1 - 通信装置及び通信方法 - Google Patents

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WO2019211997A1
WO2019211997A1 PCT/JP2019/016937 JP2019016937W WO2019211997A1 WO 2019211997 A1 WO2019211997 A1 WO 2019211997A1 JP 2019016937 W JP2019016937 W JP 2019016937W WO 2019211997 A1 WO2019211997 A1 WO 2019211997A1
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communication
signal
unit
filter
communication device
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PCT/JP2019/016937
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English (en)
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智朗 佐藤
史隆 近藤
勝己 渡部
鄭 文在
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/401Circuits for selecting or indicating operating mode
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B13/00Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H19/00Networks using time-varying elements, e.g. N-path filters
    • H03H19/002N-path filters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present technology relates to a communication device and a communication method applicable to wireless communication.
  • BAN Body Area Network
  • NFC near field communication
  • Patent Document 1 describes a band elimination filter that removes interference interference waves.
  • an N-pass filter that attenuates a signal in a band around the center frequency is used.
  • the amount of attenuation is increased by cascading a plurality of N-pass filters using a capacitor for impedance matching.
  • the center frequency is adjusted by providing a capacitor for connecting the input line and the output line of the N-pass filter.
  • Patent Document 1 specification paragraph [0095] [0113] [0148] [0186] FIG. 6, FIG. 11, etc.).
  • an object of the present technology is to provide a communication device and a communication method capable of improving the reliability of communication.
  • a communication apparatus includes a reception unit, a determination unit, and a bandwidth control unit.
  • the receiving unit receives a radio signal including signals of a plurality of different communication schemes.
  • the determination unit is configured to perform communication using a second communication method different from the first communication method based on a signal strength of the first communication method included in a reception signal generated in response to reception of the wireless signal. It is determined whether or not to execute.
  • the band control unit controls a pass band of a transmission path for transmitting the generated reception signal based on a determination result by the determination unit.
  • a radio signal including signals of a plurality of communication methods is received and a received signal is generated. It is determined from the strength of the signal of the first communication method included in the received signal whether or not to perform communication in the second communication method different from the first communication method. Using this determination result, the pass band of the transmission path for transmitting the received signal is controlled. Thereby, for example, communication by the second communication method is possible in a state where the influence of the signal of the first communication method is small, and the reliability of communication can be improved.
  • the band control unit may include a plurality of transmission units having different passbands, and each of the plurality of transmission units may be switched and set in the transmission path.
  • the pass band of the transmission path can be easily set according to each communication method. As a result, it is possible to easily extract signals unnecessary for communication, necessary signals, and the like.
  • the plurality of transmission units include an extraction unit that extracts a frequency band according to the first communication scheme, a regulation unit that regulates a frequency band according to the first communication scheme, and a passage that passes the received signal And at least one of the parts. This makes it possible to accurately extract signals unnecessary for communication, necessary signals, and the like.
  • the determination unit may determine whether to perform communication according to the second communication method based on the intensity of the signal that has passed through the extraction unit. Thereby, the detection accuracy of the signal strength and the like of the first communication method is improved, and it is possible to determine with high accuracy whether or not the communication by the second communication method is executed. As a result, the reliability of communication can be sufficiently increased.
  • the determination unit may switch a detection mode for detecting the signal strength of the first communication method to a communication mode for performing communication by the second communication method based on the determination result. Thereby, for example, it is possible to select a state in which communication by the second communication method is possible and perform communication processing, and it is possible to realize reliable communication.
  • the band control unit may set the extraction unit in the transmission line when the detection mode is executed. Thereby, the detection accuracy such as the signal strength of the first communication method is improved. As a result, the accuracy of the determination process by the determination unit can be improved.
  • the band control unit may set one of the regulation unit and the passing unit in the transmission path. Therefore, for example, the determination process by the determination unit and the communication process by the second communication method can be appropriately switched, and the communication process can be reliably executed.
  • the extraction unit may be a band pass filter that passes the communication band of the first communication method.
  • the restriction unit may be a band removal filter that removes a communication band of the first communication method.
  • the determination unit may determine execution of communication by the second communication method when the signal strength of the first communication method is equal to or less than a first threshold value. As a result, communication by the second communication method can be performed in a state where the influence of the signal of the first communication method is small, and communication processing can be reliably executed.
  • the band control unit sets a passing unit that passes the received signal in the transmission path when the signal strength of the first communication method is equal to or lower than a second threshold value that is lower than the first threshold value. May be. Thereby, for example, it is possible to appropriately execute communication using the second communication method in a state where the influence of the signal of the first communication method is sufficiently small.
  • the band control unit When the signal strength of the first communication method is equal to or less than the first threshold value and greater than the second threshold value, the band control unit has a frequency corresponding to the first communication method in the transmission path. You may set the control part which controls a zone
  • the determination unit may select a standby mode in which the determination process waits for a predetermined time, and execute the determination process after the standby mode. .
  • the determination unit may select a standby mode in which the determination process waits for a predetermined time, and execute the determination process after the standby mode.
  • the determination unit may select a stop mode in which the determination process is stopped when the standby mode is continuously selected a predetermined number of times. Thereby, for example, communication with low reliability can be avoided, and the power consumption of the apparatus can be sufficiently suppressed.
  • the determination unit may control the strength of a communication signal used for the second communication method according to the strength of the signal of the first communication method. As a result, the strength of the communication signal of the second communication method increases, and the communication process can be reliably executed. As a result, the reliability of the apparatus can be sufficiently improved.
  • the communication signal may include at least one of a reception signal and a transmission signal.
  • a communication signal for communication can be reliably transmitted or received.
  • the reliability of communication using the second communication method can be sufficiently increased.
  • the extraction unit may be configured by a filter circuit including a first terminal unit connected to an input terminal to which the reception signal is input, and a second terminal unit connected to GND.
  • the restriction portion may be configured by connecting the first terminal portion of the filter circuit to the GND and connecting the second terminal portion to the input terminal.
  • the filter circuit includes a third terminal portion serving as an output terminal, a resistor portion connected between the third terminal portion and the first terminal portion, the third terminal portion, and the second terminal portion. And a capacitor connected to the other terminal.
  • the first communication method may be a proximity communication (NFC) communication method.
  • the second communication method may be a human body communication network (BAN) communication method.
  • BAN human body communication network
  • the wireless signal may include a signal received by contact and approach between a communication target and a human body. As a result, intuitive communication can be realized, and communication with high security and excellent usability can be realized.
  • a communication method includes receiving a radio signal including signals of a plurality of different communication schemes. Whether to execute communication by a second communication method different from the first communication method based on the strength of the signal of the first communication method included in the received signal generated in response to reception of the wireless signal Is determined. Based on the determination result, a pass band of a transmission path for transmitting the generated reception signal is controlled.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overview of a wireless communication system according to the first embodiment of the present technology.
  • wireless communication is performed between the two communication devices 100 (the first communication device 100a and the second communication device 100b).
  • wireless communication is possible using a human body communication network (BAN) communication system and a near field communication (NFC) communication system.
  • BAN human body communication network
  • NFC near field communication
  • BAN is a communication method for performing data communication or the like within a range of several meters in diameter in the user's human body 10 and its surroundings. Communication by BAN is performed in a space near the human body 10 using, for example, the inside or surface of the human body 10 as a communication path. Specifically, the human body 10 is charged by changing the electric field, and data transmission / reception is performed by detecting the change of the electric field accompanying the charging of the human body 10. Therefore, it can be said that BAN communication is short-distance electric field communication using electric field fluctuations.
  • the BAN communication method for example, standard standards such as ISO / IEC 17982 CCCC PHY (Closed Capacitive Coupling Communication Communication Physical Layer) and IEEE (Institute of Electrical Engineering and Electronics Electronics Engineers) 802.15.6 are used. In these standards, a wide frequency band of several Hz to several tens of MHz is used. In the present embodiment, the BAN communication method corresponds to the second communication method.
  • NFC is a communication method that performs non-contact data communication and the like at a close range of several centimeters. NFC is used, for example, for electronic commuter passes and electronic money. In NFC, data communication or the like is executed by detecting a magnetic field variation using a magnetic field antenna or the like. That is, it can be said that NFC is short-range magnetic field communication using magnetic field fluctuations.
  • NFCIP-1 Standards such as ISO / IEC 18092 (NFCIP-1) are used as NFC communication methods.
  • NFC communication a relatively narrow frequency band having a bandwidth of about 1 MHz with a center frequency of 13.56 MHz is used.
  • the NFC communication method corresponds to the first communication method.
  • the first communication device 100a functions as an NFC reader / writer, and is disposed in, for example, a store and used for authentication / settlement of electronic money.
  • the first communication device 100a includes a processing unit 110a, a proximity communication unit 120a, and a human body communication unit 130a.
  • an accounting application and a device driver are mounted on the processing unit 110a.
  • the proximity communication unit 120a performs communication using the NFC communication method using the NFC signal encoded according to the NFC communication method.
  • the near field communication unit 120a includes an NFC antenna 121a that transmits and receives an NFC signal, and an NFC chip 122a that performs communication processing using the NFC signal.
  • the NFC antenna 121a for example, a coil antenna that can detect a signal using magnetic field fluctuation is used.
  • the NFC chip 122a communicates with the processing unit 110a (NFC driver) via a bus such as (Inter Integrated Circuit) or SPI (Serial Peripheral Interface).
  • the NFC chip 122a can access a secure element storing ID data and the like.
  • the human body communication unit 130a performs communication using the BAN communication method using the BAN signal encoded according to the BAN communication method.
  • the human body communication unit 130a includes a BAN antenna 131a that transmits and receives a BAN signal and a BAN chip 132a that performs communication processing using the BAN signal.
  • the BAN antenna 131a for example, a capacitive antenna capable of detecting a signal using electric field fluctuation is used.
  • the BAN chip 132a performs communication processing based on the output of the BAN antenna 131a. As shown in FIG. 1, the BAN chip 132a is connected to the NFC chip 122a. That is, communication by the BAN communication method is executed via the NFC chip 122a.
  • the second communication device 100b is, for example, a terminal device or a card device carried by the user, and functions as an NFC card (IC card for electronic money, etc.).
  • the second communication device 100b includes a processing unit 110b, a proximity communication unit 120b, and a human body communication unit 130b.
  • the processing unit 110b for example, an application for handling an electronic money ID, a balance, or the like is mounted.
  • the proximity communication unit 120b includes an NFC antenna 121b and an NFC chip 122b, and performs communication using an NFC communication method.
  • the human body communication unit 130b includes a BAN antenna 131b and a BAN chip 132b, and performs communication using a BAN communication method.
  • the BAN chip 132b is connected to the NFC chip 122b.
  • the proximity communication unit 120b and the human body communication unit 130b have the same functions as the proximity communication unit 120a and the human body communication unit 130a of the first communication device 100a, for example.
  • an NFC format data signal or the like is generated in the NFC chip 122a based on an instruction or the like from an application installed in the first communication device 100a (processing unit 110a).
  • This data signal is input to the BAN chip 132a and transmitted as a BAN signal (electric field signal) from the BAN antenna 131a.
  • the user performs an operation of touching the BAN antenna 131a or bringing his / her hand close while carrying the second communication device 100b.
  • the BAN signal transmitted from the first communication device 100a is detected by the second communication device 100b (BAN antenna 131b) carried by the user. That is, the BAN signal is transmitted / received between the communication apparatuses 100 through the user's human body as a route.
  • the BAN signal received by the BAN antenna 131b is input to the NFC chip 122b via the BAN chip 132b.
  • the BAN signal is converted into an NFC format data signal, and processing according to the converted data signal is executed.
  • the NFC format data signal is converted into a BAN signal and transmitted. Accordingly, the user can use electronic money or the like by touching the communication partner (BAN antenna 131a) or holding the hand.
  • NFC over BAN is a method for performing authentication and data communication used in NFC by human body communication. From another point of view, it can be said that this is a method for realizing communication by BAN using the NFC platform (the dotted line block in FIG. 1).
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the communication device 100. The contents described below are applicable to both the first communication device 100a and the second communication device 100b shown in FIG.
  • the communication apparatus 100 includes an antenna 50, an antenna switch 51, a reception unit 52, a transmission unit 53, a digital processing unit 54, an access control unit 55, and a controller 56.
  • FIG. 2 shows an example of a configuration (human body communication units 130a and 130b) for performing communication using the BAN communication method.
  • the communication device 100 may be appropriately provided with a configuration (proximity communication unit 120a or 120b) for performing communication using the NFC communication method. Further, each unit shown in FIG. 2 may be appropriately configured so as to be shared with NFC communication.
  • the antenna 50 receives a BAN communication system signal (BAN signal) transmitted from another device.
  • the antenna 50 transmits a BAN signal generated by a transmission unit 53 described later.
  • the antenna 50 can transmit and receive a BAN signal and functions as the BAN antennas 131a and 131b shown in FIG.
  • the antenna 50 corresponds to a receiving unit.
  • the antenna 50 has two electrodes 57 arranged substantially in parallel with each other at a predetermined interval. For example, a change in the electric field caused by capacitive coupling of the two electrodes 57 is detected as a change in the potential of the electrode 57.
  • a BAN signal transmitted using an electric field.
  • a BAN signal or the like can be transmitted by controlling the potential between the electrodes 57 to change the electric field between the electrodes 57.
  • the two electrodes 57 are respectively formed on the front surface and the back surface of a substrate having a predetermined thickness, for example.
  • the size of the electrode 57, the thickness of the substrate, and the like are appropriately set so that, for example, a BAN signal can be transmitted and received properly.
  • the specific configuration of the antenna 50 is not limited.
  • the signal received by the antenna 50 may include a wireless communication signal of another method different from BAN. For example, when radio communication using a frequency band overlapping with a frequency band used in BAN or a peripheral frequency band is performed, a signal used in the radio communication may be received by the antenna 50. .
  • wireless communication is communication performed without using a communication cable or the like that connects devices, for example.
  • wireless communication includes wireless communication using electromagnetic waves, electric field communication using electric field fluctuations, magnetic field communication using magnetic field fluctuations, and the like. Therefore, for example, human body communication performed via a human body by contacting or approaching the human body is also included in the wireless communication.
  • the above-mentioned BAN and NFC are examples of wireless communication.
  • the radio signal includes, for example, a BAN signal that is carried due to electric field fluctuations. That is, the radio signal includes a signal received by contact and approach between a communication target and a human body. Further, for example, the radio signal includes an NFC signal carried by a magnetic field fluctuation, a signal carried by an electromagnetic wave used in a mobile phone, WiFi (wireless LAN), terrestrial digital broadcasting, and the like.
  • the antenna 50 receives a radio signal including signals of a plurality of different communication methods.
  • the received radio signal is converted into a received signal that is an electrical signal and output. That is, the received signal is an electrical signal generated in response to reception of a radio signal.
  • the received signal is a differential signal output from the two electrodes 57.
  • the received signal is output to the antenna switch 51 at the subsequent stage.
  • the antenna switch 51 switches the output destination of the input electrical signal based on the control signal output from the controller 56.
  • the antenna 50 includes a reception switch 58 a connected to the reception unit 52 and a transmission switch 58 b connected to the transmission unit 53.
  • Each of the reception switch 58a and the transmission switch 58b has two switch elements connected to the two electrodes of the antenna 50.
  • the two switch elements of the reception switch 58a are turned on and the two switch elements of the transmission switch 58b are turned off. Thereby, the antenna 50 and the receiving unit 52 are connected.
  • the reception switch 58a is turned off and the transmission switch 58b is turned on. Thereby, the antenna 50 and the transmission unit 53 are connected.
  • the receiving unit 52 performs processing such as amplification, filtering, and AD conversion on the received signal, and outputs it to the subsequent digital processing unit 54. Therefore, it can be said that each part, wiring, and the like included in the reception unit 52 function as a transmission path 60 that transmits a reception signal.
  • the reception unit 52 includes a reception amplification unit 61, a first band pass filter 62, a band switching unit 63, an automatic gain control unit 64, a second band pass filter 65, and a digital conversion unit 66.
  • the first bandpass filter 62 is described as a first BPF 62 (BandBPass Filter)
  • the second bandpass filter 65 is described as a second BPF 65.
  • the reception amplification unit 61 amplifies the reception signal output via the reception switch 58a.
  • an electric signal output from the antenna 50 has a small intensity and is weak.
  • the receiving amplification unit 61 functions as a low noise amplifier (LNA: Low Noise Amplifier) that amplifies such a weak electric signal to an intensity used for signal processing or the like.
  • the amplified received signal is output to the first BPF 62.
  • the receiving amplification unit 61 for example, an amplifier using a CMOS (Complementary Metal Metal Oxide Semiconductor) circuit or the like is used.
  • CMOS Complementary Metal Metal Oxide Semiconductor
  • a low noise amplifier using, for example, gallium arsenide (GaAs) or silicon germanium (SiGe) may be used.
  • GaAs gallium arsenide
  • SiGe silicon germanium
  • the gain, noise figure, and the like of the reception amplifying unit 61 may be appropriately set according to the reception sensitivity of the antenna 50 and the like.
  • the first BPF 62 filters the reception signal amplified by the reception amplification unit 61.
  • the first BPF 62 functions as a filter that passes signals in the frequency band including the NFC signal and the BAN signal and removes signals in the other frequency bands. That is, it can be said that the first BPF 62 is a filter that extracts the NFC signal and the BAN signal.
  • the first BPF 62 a bandpass filter configured to attenuate a signal having a frequency higher than several tens of MHz, which is the upper limit of the communication band of the BAN signal, is used.
  • the specific configuration of the first BPF 62 is not limited, and for example, any filter that can extract an NFC signal and a BAN signal may be used.
  • the band switching unit 63 includes a first filter 71, a second filter 72, and a changeover switch 73.
  • the band switching unit 63 has a through switch (not shown).
  • the first filter 71 extracts a frequency band corresponding to the NFC communication method.
  • This frequency band is appropriately set so that the frequency component of the NFC signal can pass through, for example, the communication band used for the NFC signal (the center frequency is 13.56 MHz and the bandwidth is about 1 MHz). That is, it can be said that the first filter 71 is a band pass filter (BPF) that passes through the communication band of the NFC communication method.
  • BPF band pass filter
  • the first filter 71 corresponds to an extraction unit.
  • the second filter 72 regulates the frequency band according to the NFC communication method.
  • This frequency band is appropriately set so that, for example, the frequency component of the NFC signal is attenuated (removed) with reference to the NFC communication band. That is, it can be said that the second filter 72 is a band removal filter (band stop filter: BSF) that removes the communication band of the NFC communication method.
  • BSF band stop filter
  • the second filter 72 is configured as a notch filter that regulates an NFC steep communication band.
  • the second filter 72 corresponds to a restricting unit.
  • the first filter 71 and the second filter 72 are realized by switching the connection of a predetermined circuit. That is, the first filter 71 and the second filter 72 are filters configured by the same circuit (hereinafter referred to as a filter circuit 70). In this case, the frequency band (first band) set in the first filter 71 and the frequency band (second band) set in the second filter 72 are substantially the same frequency band, for example. .
  • the first and second filters 71 and 72 will be described in detail later with reference to FIGS.
  • the changeover switch 73 includes a first input switch 74a, a first output switch 75a, a second input switch 74b, and a second output switch 75b. Each switch is configured by two switch elements for switching the path of the normal phase signal and the reverse phase signal included in the received signal (differential signal).
  • the first input switch 74 a is connected between the first BPF 62 and the first filter 71.
  • the first output switch 75 a is connected between the first filter 71 and the automatic gain control unit 64.
  • the second input switch 74 b is connected between the first BPF 62 and the second filter 72.
  • the second output switch 75 b is connected between the second filter 72 and the automatic gain control unit 64.
  • the through switch is a switch that passes through the received signal that has passed through the first BPF 62 as it is and outputs it to the automatic gain control unit 64. That is, when the switch is ON, the through switch functions as a wiring that short-circuits the input side and the output side of the band switching unit 63.
  • the through switch for example, a switch element connected in parallel with the first and second filters 71 and 72 is used.
  • a through switch may be appropriately configured in each filter.
  • the method of configuring the through switch is not limited.
  • the through switch corresponds to a passing portion that passes the received signal.
  • Each of the first filter 71, the second filter 72, and the through switch functions as a transmission element that transmits a reception signal. Further, the first filter 71, the second filter 72, and the through switch have mutually different pass bands. Therefore, it can be said that the band switching unit 63 includes a plurality of transmission elements having different pass bands. In the present embodiment, the transmission element corresponds to a transmission unit.
  • the path of the received signal in the band switching unit 63 is switched by appropriately operating the switch 73 and the through switch. Specifically, a path that passes through the first filter 71, a path that passes through the second filter 72, and a path that passes through the through switch are respectively switched and used as the transmission path 60. That is, in the band switching unit 63, each of the plurality of transmission elements is switched and set in the transmission path 60 for transmitting the received signal.
  • the automatic gain control unit 64 amplifies the reception signal to an appropriate level according to the strength of the reception signal output from the band switching unit 63.
  • the automatic gain control unit 64 for example, an amplifier circuit having an AGC (Auto Gain Control) function or the like is used. For example, control is performed such that the gain of the amplifier circuit is increased when the strength of the received signal is low, and the gain of the amplifier circuit is suppressed when the strength of the received signal is high. As a result, the output value of the received signal can be stabilized.
  • the specific configuration of the automatic gain control unit 64 is not limited, and any circuit having an AGC function may be used.
  • the second BPF 65 filters the received signal amplified by the automatic gain control unit 64. Specifically, the second BPF 65 passes a signal in a frequency band including the NFC signal and the BAN signal, and removes a noise component amplified by the automatic gain control unit 64.
  • the second BPF 65 a bandpass filter configured to attenuate a signal having a frequency higher than several tens of MHz, which is the upper limit of the communication band of the BAN signal, is used.
  • the specific configuration of the second BPF 65 is not limited, and for example, any filter that can extract an NFC signal and a BAN signal may be used.
  • the digital converter 66 is an A / D converter (ADC: Analog-to-Digital Converter) that converts an analog signal (received signal) that has passed through the second BPF 65 into a digital signal. For example, a received signal that is a continuous electrical signal is digitized with a predetermined resolution.
  • ADC Analog-to-Digital Converter
  • the specific configuration of the digital conversion unit 66 is not limited. For example, an arbitrary digital conversion circuit capable of digitally sampling the received signal may be used as appropriate.
  • the received signal converted into the digital signal is output to the digital processing unit 54.
  • the transmission unit 53 outputs an analog signal (transmission BAN signal) for transmitting a BAN signal based on the digital signal output from the digital processing unit 54.
  • the transmission unit 53 includes a transmission amplification unit 59 for amplifying an analog signal.
  • the transmission amplifying unit 59 is an amplifier whose amplification factor can be changed, for example. Thereby, it is possible to appropriately adjust the intensity of the BAN signal for transmission.
  • the transmission unit 53 is appropriately provided with a D / A converter (DAC: Digital-to-Analog-Converter) that converts a digital signal into an analog signal, a filter for removing noise, and the like (all not shown).
  • DAC Digital-to-Analog-Converter
  • a BAN signal for transmission output from the transmission unit 53 is output to the antenna 50 via the transmission switch 58b.
  • the antenna 50 outputs a radio signal for performing BAN communication.
  • the digital processing unit 54 performs detection processing of the digital signal output from the digital conversion unit 66, and generates a data signal that can be used by a program or the like.
  • the digital processing unit 54 executes digital signal generation processing based on the data signal generated by the controller 56 or the like. In this way, the digital processing unit 54 functions as a physical layer that mediates between a physical electrical signal and a data signal handled by a program.
  • the digital processing unit 54 a PHY chip or the like capable of signal processing in the digital domain is used.
  • the specific configuration of the digital processing unit 54 is not limited, and for example, an arbitrary circuit that functions as a physical layer may be used.
  • the digital processing unit 54 determines the level of a propagation wave (NFC carrier) that propagates an NFC signal. Specifically, the intensity (level) of the frequency component of the first band used in the NFC communication method is detected from the received signal. Based on the detection result, the level of the NFC carrier is determined. The level determination will be described in detail later with reference to FIG.
  • the access control unit 55 is connected to the digital processing unit 54 and controls input / output of data signals.
  • the access control unit 55 functions as a MAC layer that implements media access control (MAC: Media Access Control) that performs address designation, connection destination control, and the like, for example.
  • MAC Media Access Control
  • a data signal indicating the result of level determination executed by the digital processing unit 54 is output to the controller 56 via the access control unit 55.
  • a data signal generated by the controller 56 or the like is appropriately input to the digital processing unit 54 via the access control unit 55.
  • the specific configuration of the access control unit 55 is not limited.
  • the controller 56 has hardware necessary for the configuration of the computer, such as a CPU, a ROM, a RAM, and an HDD.
  • the communication method according to the present technology is executed when the CPU loads a program recorded in advance in a ROM or the like to the RAM and executes the program.
  • the specific configuration of the controller 56 is not limited, and a device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) may be used.
  • the program is installed in the communication apparatus 100 via various recording media, for example. Alternatively, program installation may be executed via the Internet or the like.
  • the controller 56 controls each unit of the communication device 100 based on various data signals input from the access control unit 55. In addition, the controller 56 executes communication according to the BAN communication method. In the present embodiment, the controller 56 corresponds to a communication unit.
  • the controller 56 determines the operation mode of the communication apparatus 100 based on the result of the NFC carrier level determination by the digital processing unit 54.
  • the operation mode of the communication device 100 includes, for example, a detection mode for detecting a signal of the NFC communication method, a communication mode for executing communication by the BAN communication method, a standby mode for shifting to a standby state, a stop mode for stopping the device, and the like. included.
  • an NFC carrier may become an interference wave in the BAN communication system. For this reason, in the communication apparatus 100, for example, when the level of the NFC carrier is sufficiently small, the communication mode is selected and the BAN communication is performed. When the level of the NFC carrier is sufficiently large, other than the communication mode Processing such as selecting an operation mode is executed.
  • the communication apparatus 100 determines whether or not to perform communication using a BAN communication method different from the NFC communication method based on the strength of the NFC signal included in the reception signal generated in response to reception of the radio signal. Is determined. In other words, it can be said that by detecting the strength of the NFC carrier, it is determined whether or not communication by the BAN communication method can be properly executed.
  • the digital processing unit 54 and the controller 56 function as a determination unit.
  • the controller 56 generates a control signal for switching the first filter 71, the second filter 72, and the through switch of the band switching unit 63 according to the determination result of whether or not to execute the BAN communication.
  • the pass band of the transmission path 60 of a received signal is switched suitably.
  • the controller 56 controls the pass band of the transmission path 60 that transmits the received signal based on the determination result of whether or not to execute the BAN communication.
  • a band control unit is realized by the band switching unit 63 and the controller 56.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a low-pass filter (LPF).
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a high pass filter (HPF).
  • the filter circuit 70 is configured by combining, for example, LPF, HPF, and the like.
  • FIG. 3A is an example of a circuit diagram of the LPF 80.
  • the LPF 80 has an input terminal 81, an output terminal 82, a resistance element 83, a capacitive element 84, and a branch point 85.
  • an input terminal 81 and an output terminal 82 are connected via a resistance element 83.
  • a capacitive element 84 is connected between a branch point 85 provided between the resistance element 83 and the output terminal 82 and GND.
  • FIG. 3B is a graph schematically showing the frequency characteristics of the LPF 80.
  • the horizontal axis of the graph is the frequency f, and the vertical axis is the gain of the LPF 80.
  • the LPF 80 passes only a signal component having a low frequency and attenuates (filters) a component having a high frequency.
  • the LPF 80 has frequency characteristics for extracting low frequency components.
  • FIG. 4A is an example of a circuit diagram of the HPF 86.
  • the HPF 86 can be realized by switching the connection in the LPF 80.
  • the input terminal 81 and the output terminal 82 are connected via a capacitive element 84.
  • a resistance element 83 is connected between a branch point 85 provided between the capacitive element 84 and the output terminal 82 and GND. Therefore, it can be said that the HPF 86 is a connection obtained by reversing the connection between the input terminal 81 and GND in the LPF 80 shown in FIG. 3A.
  • FIG. 4B is a graph schematically showing the frequency characteristics of HPF86.
  • the horizontal axis of the graph is the frequency f, and the vertical axis is the gain of the HPF 86.
  • the HPF 86 passes only a signal component having a high frequency and attenuates (filters) a component having a low frequency. That is, the HPF 86 has frequency characteristics for extracting high frequency components, contrary to the LPF 80.
  • the LPF 80 and the HPF 86 can switch their filter characteristics while using the same elements (the resistance element 83 and the capacitance element 84) only by switching the input terminal 81 and GND.
  • the first filter 71 and the second filter 72 of the band switching unit 63 illustrated in FIG. 2 are configured by applying these properties.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a specific configuration example of the first filter 71.
  • the first filter 71 is It is a filter that passes through a first band, which is a frequency band of an NFC signal, and regulates a signal in a band different from the first band.
  • the first filter 71 is configured by a filter circuit 70 serving as an 8-pass band pass filter.
  • the first filter 71 includes a differential input terminal 20, a first connection unit 21, an output line 22, a differential output terminal 23, resistors 24a and 24b, capacitors 25a to 25h, and a second connection.
  • the unit 26 includes switch elements 1a to 1h, switch elements 2a to 2h, switch elements 3a to 3h, and switch elements 4a to 4h.
  • the first filter 71 includes a local oscillator 27 and a ring counter 28.
  • the capacitors 25c to 25g, the switch elements 1c to 1g, the switch elements 2c to 2g, the switch elements 3c to 3g, and the switch elements 4c to 4g are not shown.
  • the differential input terminal 20 has a positive phase input terminal 20a (V INP ) and a negative phase input terminal 20b (V INN ).
  • the positive-phase input terminal 20a receives a positive-phase signal among the received signals (differential signals) that have passed through the first BPF 62 shown in FIG.
  • a negative phase signal out of the reception signal that has passed through the first BPF 62 is input to the negative phase input terminal 20b.
  • the differential input terminal 20 corresponds to an input terminal to which a received radio signal is input.
  • the first connection unit 21 is connected to the differential input terminal 20 and functions as an input line for transmitting a reception signal.
  • the first connection unit 21 includes a normal phase input line 21a and a reverse phase input line 21b.
  • One end of the positive phase input line 21a is connected to the positive phase input terminal 20a, and the other end is connected to the resistor 24a.
  • One end of the negative phase input line 21b is connected to the negative phase input terminal 20b, and the other end is connected to the resistor 24b.
  • the first connection portion 21 corresponds to a first terminal portion.
  • the output line 22 includes a normal phase output line 22a and a reverse phase output line 22b.
  • Differential output terminal 23 includes a positive-phase output terminal 23a (V OUTP) which is connected to the positive phase output line 22a, reverse phase output terminal 23b which is connected to a negative-phase output line 22b and (V OUTN).
  • V OUTP positive-phase output terminal
  • reverse phase output terminal 23b which is connected to a negative-phase output line 22b and (V OUTN).
  • a normal phase signal and a negative phase signal filtered by the first filter 71 are output from the positive phase output terminal 23a and the negative phase output terminal 23b, respectively.
  • the differential output terminal 23 corresponds to a third terminal portion serving as an output terminal.
  • the resistor 24a is a positive-phase signal source resistor and is connected between the positive-phase input line 21a and the positive-phase output line 22a.
  • the resistor 24b is a signal resistance source on the negative phase side, and is connected between the negative phase input line 21b and the negative phase output line 22b.
  • the resistor 24a and the resistor 24b are typically set to the same resistance value R. In the present embodiment, the resistor 24a and the resistor 24b correspond to a resistance unit.
  • Capacitors 25a to 25h are connected to the positive-phase signal and the negative-phase signal by switching the necessary switch elements among the switch elements 1a to 1h, the switch elements 2a to 2h, the switch elements 3a to 3h, and the switch elements 4a to 4h. Selected as a signal path for filtering the signal.
  • the capacitors 25a to 25h are typically set to the same capacitance value C. The switching timing and order of the switch elements will be specifically described later with reference to FIG.
  • the second connection unit 26 is a transmission line connected to the GND, and functions as a GND line having a GND potential.
  • the second connection unit 26 includes a positive phase GND line 26a and a negative phase GND line 26b.
  • the positive phase GND line 26a is connected to the switch elements 2a to 2h.
  • the negative phase GND line 26b is connected to the switch elements 4a to 4h. Note that the positive phase GND line 26a and the negative phase GND line 26b are both connected to GND, and therefore have the same potential (GND potential).
  • the second connection portion 26 corresponds to a second terminal portion.
  • Switch element 1a is connected between positive phase output line 22a and capacitor 25a.
  • Switch element 2a is connected to positive phase GND line 26a from the opposite side of capacitor 25a to the side to which switch element 1a is connected. Switching elements 1a and switching element 2a is switched ON / OFF based on the control signal phi 1.
  • the switch elements 1b to 1h are connected between the positive phase output line 22a and the capacitors 25b to 25h, respectively, similarly to the case where the switch element 1a is connected to the capacitor 25a.
  • the switch elements 1b to 1h are switched ON / OFF based on the control signals ⁇ 2 to ⁇ 8 respectively.
  • the switch elements 2b to 2h are connected between the positive phase GND line 26a and the capacitors 25b to 25h, respectively, in the same manner as the switch element 2a is connected to the capacitor 25a.
  • the switch elements 2b to 2h are switched ON / OFF based on the control signals ⁇ 2 to ⁇ 8 respectively.
  • Switch element 3a is connected between negative-phase output line 22b and capacitor 25a.
  • Switch element 4a is connected to reverse phase GND line 26b from the opposite side of capacitor 25a to the side to which switch element 3a is connected. Switching elements 3a and the switch element 4a is switched ON / OFF based on a control signal phi 5.
  • the switch elements 3b to 3h are connected between the negative phase output line 22b and the capacitors 25b to 25h, respectively, in the same manner as the switch element 3a is connected to the capacitor 25a.
  • the switch elements 4b to 4h are connected between the negative-phase GND line 26b and the capacitors 25b to 25h, respectively, in the same manner as the switch element 4a is connected to the capacitor 25a.
  • the switching elements 4b ⁇ 4h respectively a control signal ⁇ 6, ⁇ 7, ⁇ 8 , ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, switched ON / OFF based on phi 4.
  • the resistors 24a and B are connected between the output terminal and the first connection portion, and the capacitors 25a to 25h are connected to the output terminal and the second connection via the switch elements. It is configured to be connected between the unit 26.
  • the resistors 24a and B correspond to a resistance portion
  • the capacitors 25a to 25h correspond to a capacitance portion.
  • the local oscillator 27 generates a clock signal having a predetermined frequency and supplies it to the ring counter 28.
  • a phase-locked (PLL) circuit that operates based on a reference signal from an oscillation element such as a crystal resonator is used.
  • the ring counter 28 counts the clock signal supplied from the local oscillator 27 to generate eight-phase control signals ⁇ 1 to ⁇ 8 that become high level at different timings.
  • the generated control signals ⁇ 1 to ⁇ 8 are supplied to the corresponding switch elements as described above.
  • the positive phase input terminal 20a and the positive phase output terminal 23a are short-circuited via the resistor 24a.
  • the negative phase input terminal 20b and the negative phase output terminal 23b are short-circuited via the resistor 24b.
  • the reception signal input from the differential input terminal 20 is output to the differential output terminal as it is.
  • the through switch 76 described with reference to FIG. 2 can be configured.
  • the through switch 76 can be turned on by turning off all the switch elements.
  • the positive phase input line 21a, the resistor 24a, and the positive phase output line 22a function as a through switch 76 for the positive phase signal
  • the negative phase input line 21b, the resistor 24a, and the negative phase output line 22b are reversed. It functions as a through switch 76 for phase signals.
  • such a configuration may be adopted.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a control signal for the first filter.
  • the waveforms of the pulses 87 of the control signals ⁇ 1 to ⁇ 8 output from the ring counter 28 are schematically shown.
  • the pulse 87 of the control signals ⁇ 4 to ⁇ 7 is not shown.
  • eight-phase pulses 87 serving as control signals ⁇ 1 to ⁇ 8 are periodically output in this order. Therefore, for example, after the output of the pulse 87 serving as the control signal ⁇ 8 , the pulse 87 serving as the control signal ⁇ 1 is output, and the subsequent output of the pulse 87 is repeated.
  • Each pulse 87 is a rectangular wave having a high level with a pulse width ⁇ .
  • This pulse width ⁇ is equal to the period of the clock signal output from the local oscillator 27.
  • switch elements 1a to 1h, switch elements 2a to 2h, switch elements 3a to 3h, and switch elements 4a to 4h are turned on when the control signal is at a high level, and turned off when the control signal is at a low level. Therefore, each switch element included in the first filter 71 is controlled to be temporarily turned ON only during the pulse width ⁇ in the period T s .
  • the switch elements 1a and 2a are turned on.
  • an LPF composed of the resistor 24a and the capacitor 25a is temporarily formed on the path through which the positive phase signal passes (see FIG. 3).
  • the switch elements 3e and 4e not shown are turned on.
  • an LPF composed of the resistor 24a and the capacitor 25e is temporarily formed on the path through which the reverse phase signal passes.
  • the switch elements 3a and 4a are turned on.
  • an LPF composed of the resistor 24a and the capacitor 25a is temporarily formed on the path through which the reverse phase signal passes.
  • the switch elements 1e and 2e not shown are turned on.
  • an LPF composed of the resistor 24a and the capacitor 25e is temporarily formed on the path through which the positive phase signal passes.
  • the switching elements 1a to 1h and the switching elements 2a to 2h are switched according to the control signals ⁇ 1 to ⁇ 8 , so that LPFs are sequentially formed on the path through which the positive phase signal passes.
  • the switching elements 3a to 3h and the switching elements 4a to 4h are switched according to the control signals ⁇ 5 , ⁇ 6 , ⁇ 7 , ⁇ 8 , ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , so that the reverse phase signal is LPFs are sequentially constructed on the path that passes.
  • the positive phase signal and the negative phase signal (reception signal) input to the differential input terminal 20 are filtered by the first filter 71 (8-pass band-pass filter).
  • a band-pass filter that passes a band centering on 13.56 MHz, which is the frequency band (first band) of the NFC signal, is configured.
  • the frequency characteristics (attenuation rate frequency distribution, etc.) of the first filter 71 are adjusted by adjusting the resistance value R of the resistors 24a and B, the capacitance value C of the capacitors 25a to 25h, and the like. It is possible to set desired characteristics. For example, the resistance value R and the capacitance value C are appropriately set so that the frequency component of the NFC signal bandwidth (about 1 MHz) can be appropriately extracted. Thereby, it is possible to accurately extract the NFC signal included in the received signal.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the first filter 71.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the operation of the block diagram shown in FIG.
  • the first filter 71 can be regarded as a circuit including a first mixer 88a, an LPF 80, and a second mixer 88b.
  • the first mixer 88a corresponds to the switch elements 1a to 1h and the switch elements 3a to 3h shown in FIG.
  • a local oscillation signal (LO signal) having a frequency f LO is input to the first mixer 88a.
  • the first mixer 88a mixes (integrates) the reception signals (normal phase signal and reverse phase signal) input from the differential input terminal 20 with the local oscillation signal having the frequency f LO , thereby obtaining the frequency of the reception signal. Is reduced by f LO . That is, the received signal is down-converted to a frequency lower by f LO by the first mixer 88a.
  • LPF 80 corresponds to resistors 24a and 24b and capacitors 25a to 25b.
  • the LPF 80 filters the received signal down-converted by the first mixer 88a, attenuates the high frequency component, and extracts the low frequency component.
  • the second mixer 88b corresponds to the switch elements 2a to 2h and the switch elements 4a to 4h shown in FIG. Second mixer 88b, by mixing a local oscillation signal of the received signal and a frequency f LO which has passed through the LPF80, upconverts the frequency of the received signal to a higher frequency by f LO. That is, it can be said that the second mixer 88b performs a process of returning the received signal converted to the low frequency by the first mixer 88a to the original frequency.
  • a schematic graph showing an example of down-conversion by the first mixer 88a is shown on the upper side of FIG.
  • the horizontal and vertical axes of the graph are the frequency and intensity of the signal.
  • f d be the frequency of a signal (desired wave) to be extracted by the first filter 71.
  • the first mixer 88a outputs a desired wave down-converted to f d -f LO .
  • the first mixer 88a also down-converts other frequency components included in the received signal.
  • a schematic graph showing an example of filtering by the LPF 80 is shown.
  • the trapezoidal range in the graph is the pass band of the LPF 80.
  • the desired wave down-converted by the first mixer 88a passes through the LPF 80.
  • other frequency components (high frequency, etc.) outside the pass band of the LPF 80 are attenuated and removed by the LPF 80.
  • a schematic graph showing an example of up-conversion by the second mixer 88b is shown on the lower side of FIG.
  • the frequency f d ⁇ f LO of the desired wave that has passed through the LPF 80 is up-converted to f d ⁇ f LO + f LO by the second mixer 88b. That is, the frequency of the desired wave increases to f d and returns to the original frequency.
  • the first filter 71 shown in FIG. 7 functions as a bandpass filter that passes only the desired wave.
  • the NFC signal a desired wave by appropriately setting the frequency f LO of the local oscillation signal. This makes it possible to properly extract the NFC signal.
  • the received signal is down-converted by the switch elements 1a to 1h and the switch elements 3a to 3h.
  • the down-converted received signal is appropriately filtered by the LPF 80 constituted by the resistors 24a and B and the capacitors 25a to 25h, and the frequency component corresponding to the NFC signal is extracted.
  • the filtered received signal (frequency component corresponding to the NFC signal) is up-converted to the original frequency by the switch elements 1a to 1h and the switch elements 3a to 3h.
  • the first filter 71 can extract a frequency component corresponding to the NFC signal and remove other frequency components.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the second filter 72.
  • the second filter 72 is a filter that regulates the first band, which is the frequency band of the NFC signal, and passes signals in other bands. That is, it can be said that the second filter 72 functions as a band stop filter that removes the frequency component of the first band.
  • the second filter 72 is configured as an 8-path notch filter (8-Path Notch filter).
  • the second filter 72 is configured using the filter circuit 70 (first filter 71) described with reference to FIG. Specifically, the second filter 72 is configured by connecting the first connection portion 21 of the filter circuit 70 to GND and connecting the second connection portion 26 to the differential input terminal 20.
  • both the positive phase input line 21a and the negative phase input line 21b of the first connecting portion 21 shown in FIG. 5 are connected to GND. Therefore, the normal phase output line 22a (reverse phase output line 22b) is connected to GND via the resistor 24a (resistor 24b).
  • the two wirings (the normal phase input line 21a and the negative phase input line 21b) of the first connection unit 21 are used as the positive phase GND line and the negative phase GND line. Function.
  • the positive phase GND line 26a and the negative phase GND line 26b of the second connection portion 26 shown in FIG. 5 are connected to the positive phase input terminal 20a and the negative phase input terminal 20b of the differential input terminal 20, respectively. . That is, in the second filter 72, the two wirings (the positive phase GND line 26a and the negative phase GND line 26b) of the second connection portion 26 are used as the positive phase input line and the negative phase input line. Function.
  • This switching of connection is executed using a switch mechanism (not shown).
  • the switch mechanism connects the first connection unit 21 to the differential input terminal 20 and connects the second connection unit 26 to GND.
  • the first filter 71 shown in FIG. 5 is configured.
  • the switch mechanism connects the first connection unit 21 to GND and connects the second connection unit 26 to the differential input terminal 20.
  • the second filter 72 shown in FIG. 9 is configured.
  • the first input switch 74a, the first output switch 75a, the second input switch 74b, and the second output switch 75b included in the selector switch 73 described with reference to FIG. 2 schematically shows a switch mechanism for switching between the portion 21 and the second connection portion 26.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a control signal for the second filter 72.
  • the control signal for the second filter 72 is the same signal as the control signal for the first filter 71 described with reference to FIG.
  • the second filter 72 controls the switch elements 1a to 1h, the switch elements 2a to 2h, the switch elements 3a to 3h, and the switch elements 4a to 4h. That is, based on the control signals ⁇ 1 to ⁇ 8 output from the ring counter 28, the switch elements are controlled so as to be temporarily turned on sequentially.
  • the switch elements 1a and 2a are turned on.
  • the positive-phase signal input from the positive-phase input terminal 20a is input to the positive-phase input line (the positive-phase GND line 26a in the first filter 71) of the second connection unit 26, the switch element 2a,
  • the capacitor 25a, the switch element 1a, and the positive phase output line 22a are passed through in this order and output to the positive phase output terminal 23a. Therefore, an HPF composed of the capacitor 25a and the resistor 24a is temporarily formed on the path through which the positive phase signal passes (see FIG. 4).
  • the switch elements 3a and 4a are turned on.
  • the negative phase signal input from the negative phase input terminal 20b is input to the negative phase input line of the second connection portion 26 (the negative phase GND line 26b in the first filter 71), the switch element 4a,
  • the capacitor 25a, the switch element 3a, and the negative phase output line 22b are passed through in this order and output to the negative phase output terminal 23b. Accordingly, an HPF composed of the capacitor 25a and the resistor 24b is temporarily formed on the path through which the reverse phase signal passes.
  • the switching elements 1a to 1h and the switching elements 2a to 2h are switched according to the control signals ⁇ 1 to ⁇ 8 , so that HPFs are sequentially formed on the path through which the positive phase signal passes.
  • the switching elements 3a to 3h and the switching elements 4a to 4h are switched according to the control signals ⁇ 5 , ⁇ 6 , ⁇ 7 , ⁇ 8 , ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , so that the reverse phase signal is HPFs are sequentially constructed on the route through which they pass.
  • the positive phase signal and the negative phase signal (reception signal) input to the differential input terminal 20 are filtered by the second filter 72 (8-pass notch filter).
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the second filter 72.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the operation of the block diagram shown in FIG. As shown in FIG. 11, the second filter 72 can be regarded as a circuit including a first mixer 88a, an HPF 86, and a second mixer 88b.
  • the first mixer 88a corresponds to the switch elements 1a to 1h and the switch elements 3a to 3h shown in FIG.
  • the first mixer 88a down-converts the received signal to a frequency lower by the frequency f LO of the local oscillation signal.
  • the HPF 86 corresponds to the resistors 24a and 24b and the capacitors 25a to 25b.
  • the HPF 86 filters the reception signal down-converted by the first mixer 88a, attenuates the low frequency component, and extracts the high frequency component.
  • the second mixer 88b corresponds to the switch elements 2a to 2h and the switch elements 4a to 4h shown in FIG.
  • the second mixer 88b up-converts the received signal that has passed through the HPF to a frequency that is higher by the frequency f LO and returns it to the original frequency.
  • a schematic graph showing an example of down-conversion by the first mixer 88a is shown on the upper side of FIG.
  • f ud be the frequency of a signal (interference wave) to be removed in the second filter 72.
  • the first mixer 88a outputs an interference wave down-converted to f ud -f LO .
  • a schematic graph showing an example of filtering by the HPF 86 is shown.
  • the pass band (high frequency side band) of the HPF 86 is schematically shown.
  • the interference wave down-converted by the first mixer 88 a exists in a frequency band that is out of the pass band of the HPF 86. For this reason, the intensity of the interference wave is attenuated.
  • other frequency components existing in the pass band of the HPF 86 pass through the HPF 86 with almost no influence such as attenuation by the HPF 86.
  • a schematic graph showing an example of up-conversion by the second mixer 88b is shown on the lower side of FIG.
  • the frequency f ud ⁇ f LO of the interference wave attenuated by the HPF 86 is increased by the frequency f LO by the up-conversion by the second mixer 88b, and returns to the original frequency f ud .
  • the second filter 72 shown in FIG. 11 functions as a narrow-band notch filter (band stop filter) that attenuates only the interference wave.
  • the second filter 72 is configured using the filter circuit 70 that is common to the first filter 71.
  • the first filter 71 is designed as a band-pass filter that passes an NFC signal
  • the second filter 72 is a notch filter that regulates the NFC signal. That is, in the second filter 72, the NFC signal becomes an interference wave to be regulated.
  • the circuit area can be sufficiently reduced, and the element size and cost can be sufficiently suppressed.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of the operation of the communication apparatus 100.
  • the communication device 100 executes communication (BAN communication) using the BAN communication method.
  • BAN communication is executed when there is another communication device capable of BAN communication as a communication partner near the user.
  • the communication device 100 is in a stop mode, for example.
  • the communication device 100 is activated (step 101).
  • the communication device 100 is appropriately activated at a timing when, for example, BAN communication is required. For example, contact between the user's human body 10 and the communication partner is detected by a touch sensor or the like, and the communication device 100 is activated according to the detection result.
  • a process in which the communication apparatus 100 is activated when a predetermined request signal or the like is received at a certain level may be executed.
  • the method for starting the communication apparatus 100 is not limited.
  • a detection mode for detecting an NFC carrier (carrier wave carrying an NFC signal) is started (step 102).
  • the detection of the NFC carrier includes detecting the presence or absence of the NFC carrier and measuring the level (strength) of the NFC carrier in the communication environment of the communication apparatus 100.
  • the received signal output from the antenna 50 includes a frequency component corresponding to the NFC signal.
  • the detection mode is a mode for detecting the intensity of the NFC communication system signal (NFC signal).
  • FIG. 14 is a diagram for explaining an example of the operation of the communication apparatus 100 in the detection mode.
  • the upper diagram in FIG. 14 is a schematic graph showing the waveform of the received signal that passes through each point on the transmission path 60.
  • the lower diagram in FIG. 14 is a configuration example of the communication device 100 used in the detection mode.
  • the dotted-line arrow in the figure represents the transmission path 60 of the received signal in the detection mode.
  • the pass band of the transmission line 60 is set to pass the NFC signal 40 in order to detect the intensity of the NFC signal 40. Accordingly, as shown in FIG. 14, in the detection mode, the first filter 71 (bandpass filter) is selected as the filter configuration of the band switching unit 63.
  • the controller 56 turns on the first input switch 74a and the first output switch 75a and turns off the second input switch 74a and the second output switch 75b. A signal is output.
  • the switch mechanism is controlled by the control signal so as to connect the first connecting portion 21 to the differential input terminal 20 and connect the second connecting portion 26 to GND (see FIG. 5).
  • the controller 56 sets the first filter 71 in the transmission line 60 when the detection mode is executed.
  • the frequency component of the NFC signal 40 included in the received signal can be extracted with high accuracy, and the NFC carrier can be detected with high accuracy.
  • the second filter 72 notch filter
  • the through switch are OFF.
  • the reception switch 58a In the detection mode, the reception switch 58a is turned on and the transmission switch 58b is turned off. A radio signal (reception signal) received by the antenna 50 is output to the reception unit 52 via the reception switch 58a.
  • FIG 14 is a graph showing the waveform of the received signal that has passed through the receiving switch 58a.
  • the graph 89a when the NFC carrier is included in the radio signal, a steep peak waveform due to the frequency component of the NFC signal 40 appears in the band centered on 13.56 MHz of the received signal.
  • the received signal includes other frequency components (such as noise) different from the NFC signal 40 (peak waveform).
  • the reception signal output to the reception unit 52 is amplified by the reception amplification unit 61 and passes through the first BPF 62 which is the first-stage BPF.
  • the first BPF 62 is a filter used not only in a detection mode for detecting an NFC carrier but also in a communication mode described later. For this reason, the first BPF 62 has a wider frequency pass band than the first filter 71 serving as the second-stage BPF, for example.
  • the received signal that has passed through the first BPF 62 is input to the first filter 71.
  • the NFC signal 40 is extracted from the received signal by the first filter 71. At this time, the frequency component outside the frequency band of the NFC signal 40 is attenuated by the first filter 71.
  • FIG. 14 is a graph showing the waveform of the received signal that has passed through the first filter 71.
  • the graph 89b in FIG. As shown in the graph 89b, the first filter 71 extracts the 13.56 MHz peak waveform and the surrounding frequency components, and blocks the other frequency components.
  • the reception signal that has passed through the first filter 71 is appropriately amplified by the automatic gain control unit 64 and passes through the second BPF 65 that is a third-pass bandpass filter.
  • the received signal converted into a digital signal by the digital conversion unit 66 is output to the digital processing unit 54.
  • Graph 89c is a graph showing the waveform of the received signal input to the digital processing unit 54. As shown in the graph 89c, a digital signal having a waveform substantially similar to the waveform of the received signal that has passed through the first filter 71 is input to the digital processing unit 54. The digital processing unit 54 detects the intensity (NFC carrier level) of the NFC signal 40 by detecting the peak value of the waveform.
  • step 103 it is determined whether or not to execute the communication mode. That is, based on the intensity of the signal that has passed through the first filter 71, it is determined whether or not to perform communication according to the BAN communication method.
  • the BAN communication using the through switch 76 is executed assuming that the BAN communication can be executed.
  • the communication device 100 can execute BAN communication by the two methods described above. Therefore, in the NFC carrier level determination, in addition to whether or not to execute BAN communication, a determination for selecting a path (transmission element) used when executing BAN communication is executed.
  • threshold processing using two threshold values related to the strength of the NFC signal 40 is executed as the level determination.
  • a threshold value having a higher value is referred to as level A
  • a threshold value having a lower value is referred to as level B.
  • level A corresponds to a first threshold value
  • level B corresponds to a second threshold value that is lower than the first threshold value.
  • a line indicating level A and level B is schematically shown in the graph 89c of FIG.
  • level A when the strength of the NFC signal 40 is equal to or lower than the level A, it is determined to perform communication using the BAN communication method. That is, level A can be said to be a threshold value for determining whether to execute the communication mode.
  • the level A is set so that the strength of the NFC signal 40 attenuated by using, for example, the second filter 72 (notch filter) falls within a level allowed for BAN communication.
  • the method for setting level A is not limited.
  • the level A may be appropriately set so that, for example, BAN communication can be properly executed.
  • Level B is a threshold value for determining whether or not the second filter 72 is used.
  • the level B is set according to, for example, the level of jamming waves allowed in BAN communication.
  • the method for setting level B is not limited.
  • the level B may be appropriately set so that, for example, BAN communication can be properly executed.
  • a through switch 76 that passes the received signal is set in the transmission path 60. That is, when the intensity X of the NFC signal 40 is X ⁇ B, BAN communication using the through switch 76 that passes the received signal as it is without removing the NFC signal 40 or the like is executed. As a result, for example, the BAN signal can be detected as it is, and the communication accuracy and the like can be improved.
  • the second filter 72 that restricts the frequency band according to the NFC communication method is set in the transmission path 60. That is, when the intensity X of the NFC signal 40 is B ⁇ X ⁇ A, BAN communication using a notch filter that regulates the NFC signal 40 is executed. Thereby, even when the NFC signal 40 is included a little, it is possible to appropriately execute the BAN communication, and it is possible to realize the communication device 100 that is resistant to noise.
  • the controller 56 sets one of the second filter 72 and the through switch 76 in the transmission line 60 when it is determined to perform communication by the BAN communication method.
  • the use of a notch filter or the like can be switched in accordance with the intensity of the NFC signal 40 that becomes an interference wave.
  • a communication mode for performing BAN communication is executed (step 104). That is, the detection mode for detecting the strength of the NFC signal 40 is switched to the communication mode for executing communication according to the BAN communication method based on the determination result of whether or not to execute BAN communication.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining an example of the operation of the communication apparatus 100 in the communication mode.
  • the upper diagram in FIG. 15 is a schematic graph showing the waveform of the received signal that passes through each point on the transmission path 60.
  • the lower diagram in FIG. 15 is a configuration example of the communication apparatus 100 used in the detection mode.
  • the pass band of the transmission line 60 is set to pass the BAN signal 41.
  • the second filter 72 is set as the filter configuration of the band switching unit 63.
  • the through switch 76 may be set.
  • FIG. 15 shows the configuration of the communication apparatus 100 in a reception state in which the BAN signal 41 is received.
  • the reception switch 58a is turned on and the transmission switch 58b is turned off.
  • the reception switch 58a is turned off and the transmission switch 58b is turned on.
  • FIG. 15 is a graph showing the waveform of the received signal that has passed through the receiving switch 58a.
  • a waveform representing the BAN signal 41 and a peak waveform (arrow) representing the NFC signal 40 are shown.
  • the vertical axis of the graph is the intensity, and the horizontal axis is the log scale frequency.
  • the waveform of the BAN signal 41 has a peak in the band around 8 MHz. On the high-frequency side of the peak band, the signal intensity decreases rapidly.
  • the NFC signal 40 is received so as to overlap with the frequency band in which the BAN signal 41 rapidly decreases. Note that the intensity of the NFC signal 40 shown in the graph 89d is equal to or lower than the level A and higher than the level B.
  • the reception signal output to the reception unit 52 passes through the reception amplification unit 61 and the first BPF 62 and is input to the second filter 72.
  • the second filter 72 the frequency component of the communication band used in the NFC communication method is attenuated, and the NFC signal 40 is regulated. Signals in other frequency bands pass through the second filter 72 with almost no decrease in intensity.
  • FIG. 15 is a graph showing the waveform of the received signal that has passed through the second filter 72.
  • the graph 89e in FIG. As shown in the graph 89e, in the second filter 72, the BAN signal 41 is extracted and the NFC signal 40 is attenuated. As a result, the 13.56 MHz peak waveform existing in the graph 89d hardly appears. Thus, most of the received signal after passing through the notch filter is a frequency component of the BAN signal 41.
  • the received signal that has passed through the second filter 72 passes through the automatic gain control unit 64, the second BPF 65, and the digital conversion unit 66, is converted into a digital signal, and is output to the digital processing unit 54.
  • the digital processing unit 54 demodulates the BAN signal 41 and outputs it to the controller 56 via the access control unit 55. Then, the communication process according to the content of the BAN signal 41 is executed by the controller 56.
  • the number of times determined not to execute BAN communication is counted up (step 105). For example, a count variable N is set, and an increment process for adding 1 to the count variable N is executed. Therefore, for example, the count variable N is the number of times that the BAN communication is continuously executed after the communication device 100 is activated.
  • the number of times it is determined not to execute BAN communication is determined (step 106). For example, it is determined whether the count variable N is greater than or equal to a predetermined number.
  • Step 107 a standby mode for waiting for a predetermined time is executed.
  • the communication device 100 does not perform wireless signal transmission / reception, reception signal determination processing, or the like, and enters a wait state in which power consumption is suppressed.
  • the time for which the standby mode is continued is not limited, and is set as appropriate according to, for example, the transmission / reception interval in the BAN communication method, the power consumption of the communication apparatus 100, and the like.
  • the level determination process in step 103 is executed again.
  • the standby mode in which the determination process waits for a predetermined time is selected. Then, the determination process is executed after the standby mode.
  • the standby mode By executing the standby mode, it is possible to wait for the intensity of the NFC signal 40 to decrease while suppressing power consumption. As a result, unnecessary level determination and the like can be avoided, and it is possible to efficiently determine a state where communication is possible. As a result, reliable communication can be realized while suppressing power consumption of the apparatus.
  • the level determination is performed again after the standby mode, if the strength of the NFC signal 40 reaches a communicable level (X ⁇ A), a communication mode for executing BAN communication is executed. Further, when the intensity of the NFC signal 40 is higher than the level A, the standby mode is again set. As described above, by repeating the level determination and the standby mode, it is possible to efficiently wait for the NFC signal 40 to attenuate to a level at which BAN communication is possible.
  • Step 108 communication processing including determination processing is stopped. That is, when the standby mode is continuously selected a predetermined number of times, the stop mode for stopping the determination process is selected. As described above, if the NFC signal 40 is not attenuated to a communicable level even if the level determination and the standby mode are repeated, the communication processing itself such as amplification of the received signal and digital conversion is stopped. Thereby, power consumption can be sufficiently suppressed.
  • step 109 the communication apparatus 100 waits for a certain period in the stop mode (step 109).
  • step 101 is executed again, and the communication apparatus 100 is activated.
  • BAN communication when BAN communication is possible, BAN communication is performed.
  • BAN communication can be performed without waiting for BAN communication.
  • BAN communication can be performed at the timing. Thereby, NFC carrier interference can be avoided and BAN communication can be performed reliably.
  • a radio signal including signals of a plurality of communication methods is received, and a reception signal is generated. From the strength of the NFC signal 40 of the NFC communication method included in the received signal, it is determined whether or not to execute BAN communication using a BAN communication method different from the NFC communication method. Using this determination result, the pass band of the transmission line 60 for transmitting the received signal is controlled. As a result, for example, communication using the BAN communication method can be performed in a state where the influence of the signal of the NFC communication method is small, and the reliability of communication can be improved.
  • a method of attenuating the target interference wave using a notch filter is conceivable.
  • BAN communication when BAN communication is performed, there is a possibility that the NFC signal 40 becomes a disturbing wave and the BAN communication cannot be performed properly.
  • the method using the notch filter for example, when a large-amplitude NFC signal 40 that cannot be removed by the notch filter interferes, BAN communication may not be established.
  • the present embodiment based on the strength of the NFC signal 40, it is determined whether or not to execute BAN communication. As a result, when the influence of the NFC signal 40 is large, it is possible to wait for the execution of the BAN communication until the communication environment is established, and to execute the BAN communication at a timing when the NFC signal 40 is attenuated to an allowable level. As a result, it is possible to sufficiently avoid failures such as communication errors in BAN communication, and the reliability of BAN communication can be greatly improved.
  • the NFC carrier In the detection mode, the NFC carrier can be detected with high accuracy by extracting the frequency component of the NFC communication band using the first filter 71. As a result, carrier sense regarding the NFC communication band can be reliably executed, and it is possible to accurately determine whether or not BAN communication can be executed.
  • the through switch 76 and the second filter 72 are switched and used according to the strength of the NFC signal 40.
  • the NFC signal 40 is included to some extent, it is possible to appropriately execute the BAN communication.
  • the communication device 100 with high noise resistance can be realized, and the reliability of the device can be improved.
  • the first and second filters 71 and 72 that is, the BPF and the notch filter are configured to share one filter circuit 70.
  • the filter circuit 70 By sharing the filter circuit 70 in this way, the area of the IC can be reduced. As a result, it is possible to reduce the size of the element while suppressing the device cost.
  • the communication apparatus 100 can realize BAN communication by sufficiently avoiding carrier interference from NFC.
  • NFC communication system and an NFC over BAN communication system can coexist without difficulty. This makes it possible to use data communication, authentication processing, and the like using the user's human body in various scenes.
  • processing for controlling the level of the communication signal is executed according to the level of the NFC carrier.
  • the communication signal is a radio signal for performing BAN communication transmitted and received by the antenna 50.
  • the control processing of the communication signal level is executed by the digital processing unit 54, the controller 56, and the like described with reference to FIG.
  • the transmission unit 53 is configured to be able to control the transmission level of BAN communication. That is, the transmission unit 53 can change the strength of the electrical signal output to the antenna 50. Thereby, it is possible to control the intensity of the communication signal (transmission BAN signal) transmitted from the antenna 50.
  • a booster circuit for amplifying an electrical signal is switchably connected to the transmission unit 53.
  • the booster circuit is switched based on, for example, a control signal from the controller 56 (hereinafter referred to as a transmission control signal).
  • a transmission control signal for example, a circuit that amplifies an electric signal using a charged capacitor is used.
  • the specific configuration of the booster circuit is not limited.
  • the present invention is not limited to the case where the booster circuit is used.
  • an amplifier that amplifies an electric signal with a higher amplification factor than that of normal transmission processing may be connected in a switchable manner.
  • a circuit or the like that expands the amplitude of the electric signal to the positive electrode side and the negative electrode side using a negative voltage may be used.
  • the present invention is not limited to the case of switching an amplification element or circuit, and the intensity of the electric signal may be continuously controlled using, for example, an amplifier that can change the amplification factor.
  • any circuit that can amplify the strength (amplitude, etc.) of the electric signal may be used.
  • a detection mode for detecting an NFC carrier is executed.
  • the digital processing unit 54 detects the level of the NFC carrier, that is, the strength of the NFC signal 40 included in the received signal.
  • the controller 56 controls the strength of the communication signal used in the BAN communication method according to the strength of the NFC signal 40.
  • a transmission / reception error may occur even if the BAN communication is executed at the normal communication signal level.
  • This communication failure is considered to occur because the signal-to-noise ratio (S / N ratio) in BAN communication is low with respect to interference waves such as NFC signals (NFC carriers).
  • processing for amplifying the strength of the communication signal for BAN communication is executed in a situation where the strength of the NFC signal 40 is high and the S / N ratio of BAN communication is low.
  • the S / N ratio in BAN communication can be improved, and communication can be executed reliably.
  • the intensity of the BAN signal for transmission is amplified according to the intensity of the NFC signal 40. That is, the transmission level of BAN communication in the communication apparatus 100 is enhanced. Specifically, a transmission control signal for amplifying the intensity of the transmission BAN signal is generated and output to the transmission unit 53.
  • the controller 56 determines whether the intensity of the NFC signal 40 is larger than a predetermined threshold, for example. When it is determined that the strength of the NFC signal 40 is greater than a predetermined threshold, a transmission control signal for amplifying the strength of the BAN signal for transmission is generated assuming that the NFC signal 40 may become an interference wave. Is done. As a result, the transmission level can be increased, and the communication partner can appropriately receive the data transmitted from the communication device 100.
  • the transmission unit 53 executes transmission processing at a normal level.
  • the predetermined threshold is appropriately set according to the amplification factor of the communication signal so that the BAN communication can be appropriately executed, for example. Further, a predetermined threshold value may be set based on the threshold values (levels A and B) of the level determination process (step 103) described in step 103 of FIG. In addition, the method for setting the predetermined threshold is not limited.
  • the present invention is not limited to the determination process using a predetermined threshold, and any process that can adjust the strength of the communication signal according to the strength of the NFC signal 40 may be executed.
  • a process of calculating an amplification factor according to the strength of the NFC signal 40 and controlling the strength of the BAN signal for transmission continuously or stepwise may be executed.
  • the intensity of the BAN signal for reception is amplified according to the intensity of the NFC signal 40.
  • the reception BAN signal is a communication signal transmitted from the communication partner to the communication device 100 and received by the antenna 50 of the communication device 100.
  • the controller 56 generates a data signal that instructs the communication partner to increase the transmission level when the strength of the NFC signal 40 is larger than a predetermined threshold.
  • the data signal is input to the transmission unit 53 and transmitted from the antenna 50 toward the communication partner.
  • the communication partner Upon receiving an instruction to increase the transmission level, the communication partner increases its transmission level and transmits a communication signal with increased strength in subsequent communication. Thereby, it is possible to increase the strength of the reception BAN signal received by the communication apparatus 100.
  • the strength of the communication signal including the BAN signal for transmission and the BAN signal for reception is controlled according to the strength of the NFC signal 40.
  • the influence of the NFC signal 40 can be relatively reduced, and the S / N ratio of BAN communication can be sufficiently improved.
  • the process for controlling the strength of the communication signal may be appropriately executed together with the process for determining whether or not to execute the BAN communication. For example, when the strength of the communication signal increases, in a situation where BAN communication is possible, both execution of BAN communication and increase in the strength of the communication signal are determined. Further, for example, in a situation where the influence of the interference wave occurs even if the strength of the communication signal is increased, the detection mode is continued and the strength of the communication signal is not increased. For example, such a process may be executed.
  • the first filter 71 and the second filter using the 2-input 2-output filter circuit 70 capable of filtering the differential signal. 72 was constructed.
  • the configuration of the filter circuit is not limited.
  • FIG. 16 is a circuit diagram illustrating a specific configuration example of the first filter 171 according to the third embodiment.
  • the first filter 171 performs filtering of a differential signal (received signal) modulated by, for example, a quadrature phase shift keying (QPSK) method.
  • QPSK quadrature phase shift keying
  • the target signal is complexed. Specifically, an I signal that is in phase with the modulation reference signal (Inter-Phase) and a Q signal that is orthogonal phase (Quadrature-Phase) that is 90 ° out of phase with the reference signal are generated. IQ conversion for the differential signal is performed on the positive phase signal and the negative phase signal, respectively. That is, the normal phase signal is converted into a normal phase I signal and a normal phase Q signal, and the negative phase signal is converted into a negative phase I signal and a negative phase Q signal.
  • the first filter 171 is a four-input four-output filter that filters the positive phase I signal, the positive phase Q signal, the negative phase I signal, and the negative phase Q signal, respectively.
  • the first filter 171 includes a filter circuit 170 serving as an 8-pass complex bandpass filter (Complex 8-Path Band Pass filter).
  • the normal phase I signal, the normal phase Q signal, the negative phase I signal, and the negative phase Q signal are signals whose phases are orthogonal to each other, and the signals do not interfere with each other. For this reason, in the first filter 171, it is possible to use a common capacitor (capacitance) for filtering each signal.
  • the first filter 171 includes an IQ input terminal 30, a first connection part 31, an output line 32, an IQ output terminal 33, resistors 34a to 34d, capacitors 35a to 35h, and a second connection part 36. And have.
  • the first filter 171 includes switch elements 11a to 11h, switch elements 12a to 12h, switch elements 13a to 13h, switch elements 14a to 14h, switch elements 15a to 15h, switch elements 16a to 16h, Switch elements 17a to 17h and switch elements 18a to 18h are provided.
  • Each switch element is appropriately ON / OFF controlled by pulses (control signals ⁇ 1 to ⁇ 8 ) generated by the local oscillator 27 and the ring counter 28 described with reference to FIGS.
  • capacitors 35d to 35g, switch elements 11d to 11g, switch elements 12d to 12g, switch elements 13d to 13g, switch elements 14d to 14g, switch elements 15d to 15g, switch elements 16d to 16g, switch element 17d to Illustration of 17g and switch elements 18d to 18g is omitted.
  • the IQ input terminal 30 receives a positive phase I signal, a negative phase I signal, a positive phase Q signal, and a negative phase Q signal.
  • the first connection unit 31 includes an input line 31a that connects the resistor 34a and the positive phase I input terminal 30a, an input line 31b that connects the resistor 34b and the negative phase I input terminal 30b, a resistor 34c, and the positive phase Q. It has the input line 31c which connects the input terminal 30c, and the input line 31d which connects the resistor 34d and the negative phase Q input terminal 30d.
  • the output line 32 includes output lines 32a to 32d.
  • the IQ output terminal 33 is connected to the output lines 32a to 32d.
  • the positive phase I output terminal 33a (V OUTP_I ), the negative phase I output terminal 33b (V OUTN_I ), the positive phase Q output terminal 33c (V OUTP_Q ), and It has a negative phase Q output terminal 33d (V OUTN_Q ).
  • the resistors 34a to 34d are set to the same resistance value R.
  • the resistors 34a to 34d are connected between the input lines 31a to 31d and the output lines 32a to 32d, respectively.
  • the capacitors 35a to 35h are set to the same capacitance value C.
  • Each of the capacitors 35a to 35h is used as a signal path for filtering four signals (a normal phase I signal, a negative phase I signal, a positive phase Q signal, and a negative phase Q signal) when a necessary switch element is turned ON. Selected.
  • the second connection unit 36 has GND lines 36a to 36d that are connected to the GND and have a GND potential.
  • the GND line 36a is connected to the switch elements 12a to 12h.
  • the GND line 36b is connected to the switch elements 14a to 14h.
  • the GND line 36c is connected to the switch elements 16a to 16h.
  • the GND line 36d is connected to the switch elements 18a to 18h.
  • the switch element 11a is connected between the output line 32a and the capacitor 35a.
  • Switch element 12a is connected to GND line 36a from the opposite side of capacitor 35a to the side to which switch element 11a is connected. Switching element 11a and the switch element 12a is switched ON / OFF based on the control signal phi 1.
  • the switch element 13a is connected between the output line 32b and the capacitor 35a.
  • Switch element 14a is connected to GND line 36a from the opposite side of capacitor 35a to the side to which switch element 13a is connected. Switching element 13a and the switch element 14a is switched ON / OFF based on a control signal phi 5.
  • the switch element 15a is connected between the output line 32c and the capacitor 35a.
  • Switch element 16a is connected to GND line 36c from the opposite side of capacitor 35a to the side to which switch element 15a is connected. Switching element 15a and the switch element 16a is switched ON / OFF based on the control signal phi 3.
  • the switch element 17a is connected between the output line 32d and the capacitor 35a.
  • Switch element 18a is connected to GND line 36d from the opposite side of capacitor 35a to the side to which switch element 17a is connected.
  • Switching element 17a and the switch element 18a is switched ON / OFF based on a control signal phi 7.
  • switch elements 11a, 13a, 15a and 17a connected to the output lines 32a to 32d are connected to one side of the capacitor 35a, and the switches connected to the GND lines 36a to 36d are connected to the other side.
  • Elements 12a, 14a, 16a and 18a are connected.
  • the switch elements 11b to 11h are connected between the output line 32a and the capacitors 35b to 35h, respectively, in the same manner as the switch element 11a is connected to the capacitor 35a.
  • the switch elements 12b to 12h are connected between the GND line 36a and the capacitors 35b to 35h, respectively, in the same manner as the switch element 12a is connected to the capacitor 35a.
  • the switch elements 11b to 11h and the switch elements 12b to 12h are controlled based on the control signals ⁇ 2 to ⁇ 8 .
  • the switch elements 13b to 13h are respectively connected between the output line 32a and the capacitors 35b to 35h in the same manner as the switch element 13a is connected to the capacitor 35a.
  • the switch elements 14b to 14h are connected between the GND line 36b and the capacitors 35b to 35h, respectively, in the same manner as the switch element 14a is connected to the capacitor 35a.
  • the switch elements 13b to 13h and the switch elements 14b to 14h are controlled based on the control signals ⁇ 5 , ⁇ 6 , ⁇ 7 , ⁇ 8 , ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 .
  • the switch elements 15b to 15h are connected between the output line 32c and the capacitors 35b to 35h, respectively, in the same manner as the switch element 15a is connected to the capacitor 35a.
  • the switch elements 16b to 16h are connected between the GND line 36c and the capacitors 35b to 35h, respectively, in the same manner as the switch element 16a is connected to the capacitor 35a.
  • the switch elements 15b to 15h and the switch elements 16b to 16h are controlled based on the control signals ⁇ 3 , ⁇ 4 , ⁇ 5 , ⁇ 6 , ⁇ 7 , ⁇ 8 , ⁇ 1 , ⁇ 2 .
  • the switch elements 17b to 17h are respectively connected between the output line 32d and the capacitors 35b to 35h in the same manner as the switch element 17a is connected to the capacitor 35a.
  • the switch elements 18b to 18h are connected between the GND line 36d and the capacitors 35b to 35h, respectively, in the same manner as the switch element 18a is connected to the capacitor 35a.
  • the switch elements 17b to 17h and the switch elements 18b to 18h are controlled based on the control signals ⁇ 7 , ⁇ 8 , ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , ⁇ 5 , ⁇ 6 .
  • the first filter 171 has the output lines 32a to 32d sequentially connected to the eight capacitors 35a to 35d, so that the positive phase I signal, the negative phase I signal, the positive phase Q signal, and the negative phase It is possible to appropriately filter the Q signal. Thereby, it is possible to extract a frequency component of a desired frequency band (for example, NFC communication band) from each of the four signals.
  • a desired frequency band for example, NFC communication band
  • the timing for filtering the positive phase I signal and the positive phase Q signal is set to a timing (for example, ⁇ 1 and ⁇ 3 ) shifted in phase by ⁇ / 2 (see FIG. 6 and the like).
  • the timing for filtering the anti-phase I signal and anti-phase Q signal is also set to a timing (for example, ⁇ 5 and ⁇ 7 ) shifted in phase by ⁇ / 2.
  • the IQ converted differential signal can be filtered with high accuracy.
  • FIG. 17 is a circuit diagram illustrating a specific configuration example of the second filter 172 according to the third embodiment.
  • the second filter 172 is a filter that removes the NFC signal from the positive phase I signal, the positive phase Q signal, the negative phase I signal, and the negative phase Q signal, and is an 8-pass complex notch filter (Complex 8-Path Notch filter). Configured as
  • the second filter 172 can be realized by switching the connection of the filter circuit 170 constituting the first filter 171 shown in FIG. Specifically, the second filter 172 is configured by connecting the first connection portion 31 of the filter circuit 170 to GND and connecting the second connection portion 36 to the IQ input terminal 30.
  • the input lines 31a to 31b of the first connection unit 31 are connected to GND.
  • the GND line 36a of the second connection unit 36 is connected to the positive phase I input terminal 30a
  • the GND line 36b is connected to the negative phase I input terminal 30b
  • the GND line 36c is connected to the positive phase Q input terminal 30c.
  • the GND line 36d is connected to the negative phase Q input terminal 30d.
  • each switch element is controlled at the same timing as the first filter 171 shown in FIG. As a result, it is possible to remove frequency components in a desired frequency band (for example, NFC communication band) from the normal phase I signal, the negative phase I signal, the positive phase Q signal, and the negative phase Q signal.
  • a desired frequency band for example, NFC communication band
  • the filter circuit 170 By configuring the filter circuit 170, it is possible to filter four signals with high accuracy even when communication using IQ conversion is executed.
  • the first filter 171 and the second filter 172 can be configured using the common filter circuit 170, the circuit area and the like can be sufficiently reduced.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of the operation of the communication apparatus according to another embodiment.
  • the communication device is first activated (step 201), and a detection mode for detecting an NFC carrier is executed (step 202). Then, a level determination is performed on the detected NFC carrier level (NFC signal strength) (step 203).
  • a communication mode for performing BAN communication is executed.
  • a standby mode for a predetermined time is executed (Step 204). Then, when the predetermined time has elapsed, the level determination at step 203 is executed again. In the processing shown in FIG. 18, the level determination and the standby mode are repeatedly executed until it is determined that BAN communication is possible.
  • the communication mode is executed (step 205).
  • BAN communication can be reliably executed. For example, such a process may be executed.
  • the filter circuit that functions as the first filter and the second filter by switching the connection is used.
  • the first filter and the second filter may be configured using separate circuits.
  • such a configuration may be employed in which either one of the first filter and the second filter is provided.
  • the frequency band extracted by the first filter and the frequency band regulated by the second filter may be set to different bands.
  • the frequency characteristics and the like of the first filter and the second filter are not limited, and may be set as appropriate so that, for example, detection of an NFC signal and BAN communication can be performed properly.
  • FIG. 1 describes the NFC over BAN communication system.
  • the present invention is not limited to this.
  • communication using the BAN communication method may be executed without using an NFC platform. Even in such a case, it is possible to reliably execute BAN communication by detecting an expected interference wave in advance.
  • the NFC signal is described as an interference wave for BAN communication.
  • the present technology can be applied not only to NFC signals but also to signals of an arbitrary communication system that becomes an interference wave of BAN communication. Further, the present technology is not limited to the case where BAN communication is executed, and even when communication using another communication method is executed, it is possible to reliably realize communication using the target communication method by using the present technology. is there.
  • any wireless communication method such as NFC, mobile communication of a mobile phone, WiFi (wireless LAN), Bluetooth (registered trademark), or the like may be used.
  • WiFi wireless LAN
  • Bluetooth registered trademark
  • this technique can also take the following structures.
  • a receiving unit that receives a radio signal including signals of a plurality of different communication methods; Whether to execute communication by a second communication method different from the first communication method based on the strength of the signal of the first communication method included in the received signal generated in response to reception of the wireless signal
  • a determination unit for determining whether or not
  • a bandwidth control unit that controls a passband of a transmission path that transmits the generated reception signal based on a determination result by the determination unit.
  • the band control unit includes a plurality of transmission units having mutually different passbands, and switches each of the plurality of transmission units to be set in the transmission path.
  • the communication device includes an extraction unit that extracts a frequency band according to the first communication scheme, a regulation unit that regulates a frequency band according to the first communication scheme, and a passage that passes the received signal A communication device including at least one of the unit.
  • the communication device is a communication apparatus which determines whether communication by a said 2nd communication system is performed based on the intensity
  • the communication device switches a detection mode for detecting the signal strength of the first communication method to a communication mode for performing communication by the second communication method based on the determination result.
  • the bandwidth control unit is a communication device that sets the extraction unit in the transmission path when the detection mode is executed.
  • the extraction unit is a band-pass filter that passes the communication band of the first communication method;
  • the restriction unit is a band removal filter that removes a communication band of the first communication method.
  • the determination unit is a communication device that determines execution of communication according to the second communication method when the signal strength of the first communication method is equal to or less than a first threshold value.
  • the communication device according to (9), The band control unit sets a transmission unit that passes the received signal in the transmission path when the signal strength of the first communication method is equal to or lower than a second threshold value that is lower than the first threshold value.
  • Communication device (11) The communication device according to (10), When the signal strength of the first communication method is equal to or less than the first threshold value and greater than the second threshold value, the band control unit has a frequency corresponding to the first communication method in the transmission path.
  • the communication device When it is determined that communication according to the second communication method is not performed, the determination unit selects a standby mode in which the determination process waits for a predetermined time, and executes the determination process after the standby mode. (13) The communication device according to (12), The determination unit selects a stop mode in which the determination process is stopped when the standby mode is continuously selected a predetermined number of times. (14) The communication device according to any one of (1) to (13), The determination unit is a communication device that controls the strength of a communication signal used for the second communication method according to the strength of a signal of the first communication method. (15) The communication device according to (14), The communication device includes at least one of a reception signal and a transmission signal.
  • the communication device is configured by a filter circuit including a first terminal unit connected to an input terminal to which the reception signal is input, and a second terminal unit connected to GND.
  • the said control part is a communication apparatus comprised by connecting the said 1st terminal part of the said filter circuit to the said GND, and connecting the said 2nd terminal part to the said input terminal.
  • the filter circuit includes a third terminal portion serving as an output terminal, a resistor portion connected between the third terminal portion and the first terminal portion, the third terminal portion, and the second terminal portion. And a capacitor connected between the terminals of the communication device.
  • the communication device is a proximity communication (NFC) communication method
  • the communication apparatus is a communication system of a human body communication network (BAN).
  • the communication device includes a signal received by contact and approach between a communication target and a human body. (20) receiving a radio signal including signals of a plurality of different communication methods; Whether to execute communication by a second communication method different from the first communication method based on the strength of the signal of the first communication method included in the received signal generated in response to reception of the wireless signal Determine whether A communication method for controlling a pass band of a transmission path for transmitting the generated reception signal based on the determination result.

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Abstract

本技術の一形態に係る通信装置は、受信部と、判定部と、帯域制御部とを具備する。前記受信部は、互いに異なる複数の通信方式の信号を含む無線信号を受信する。前記判定部は、前記無線信号の受信に応じて生成された受信信号に含まれる第1の通信方式の信号の強度に基づいて、前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式による通信を実行するか否かを判定する。前記帯域制御部は、前記判定部による判定結果に基づいて、前記生成された受信信号を伝送する伝送路の通過帯域を制御する。

Description

通信装置及び通信方法
 本技術は、無線通信に適用可能な通信装置及び通信方法に関する。
 従来、無線通信を用いてデータ通信や認証等を行う様々な通信方式が開発されている。これらの無線通信では、例えば目的とする通信方式の信号とは別の通信方式の信号等が受信されることが考えられる。例えば人体通信網(BAN:Body Area Network)を用いた通信方式では、近接通信(NFC:Near Field Communication)で用いられる帯域の信号が干渉妨害波となる場合がある。
 特許文献1には、干渉妨害波を除去する帯域除去フィルタについて記載されている。特許文献1では、中心周波数の周辺の帯域の信号を減衰するNパスフィルタが用いられる。例えば、複数のNパスフィルタをインピーダンス整合をとるキャパシタを用いて縦続接続することで、減衰量が増加される。また、Nパスフィルタの入力線及び出力線を接続するキャパシタを設けることで、中心周波数が調整される。これにより、所望の周波数特性を実現することが可能となり、NFCの信号等の干渉妨害波を除去することが可能となっている。(特許文献1の明細書段落[0095][0113][0148][0186]図6、図11等)。
国際公開第2016/084609号
 このように、無線通信において複数の通信方式の信号等が受信される場合には、他の通信方式の信号により、目的とする通信に影響が生じることがあり得る。このため、通信の確実性を高める技術が求められている。
 以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、通信の確実性を高めることが可能な通信装置及び通信方法を提供することにある。
 上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る通信装置は、受信部と、判定部と、帯域制御部とを具備する。
 前記受信部は、互いに異なる複数の通信方式の信号を含む無線信号を受信する。
 前記判定部は、前記無線信号の受信に応じて生成された受信信号に含まれる第1の通信方式の信号の強度に基づいて、前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式による通信を実行するか否かを判定する。
 前記帯域制御部は、前記判定部による判定結果に基づいて、前記生成された受信信号を伝送する伝送路の通過帯域を制御する。
 この通信装置では、複数の通信方式の信号を含む無線信号が受信され、受信信号が生成される。受信信号に含まれる第1の通信方式の信号の強度から、第1の通信方式とは異なる第2の通信方式での通信を実行するか否かが判定される。この判定結果を用いて、受信信号を伝送する伝送路の通過帯域が制御される。これにより、例えば第1の通信方式の信号による影響が少ない状態で第2の通信方式での通信が可能となり、通信の確実性を高めることが可能となる。
 前記帯域制御部は、互いに通過帯域の異なる複数の伝送部を有し、前記伝送路に前記複数の伝送部の各々を切り替えて設定してもよい。
 これにより、例えば各通信方式に応じて伝送路の通過帯域を容易に設定することが可能となる。この結果、通信に不要な信号や必要な信号等を容易に抽出することが可能となる。
 前記複数の伝送部は、前記第1の通信方式に応じた周波数帯域を抽出する抽出部と、前記第1の通信方式に応じた周波数帯域を規制する規制部と、前記受信信号を通過する通過部との少なくとも1つを含んでもよい。
 これにより、通信に不要な信号や必要な信号等を精度よく抽出することが可能となる。
 前記判定部は、前記抽出部を通過した信号の強度に基づいて、前記第2の通信方式による通信を実行するか否かを判定してもよい。
 これにより、第1の通信方式の信号強度等の検出精度が向上し、第2の通信方式による通信を実行するか否かを高精度に判定することが可能となる。この結果、通信の確実性を十分に高めることが可能となる。
 前記判定部は、前記判定結果に基づいて、前記第1の通信方式の信号の強度を検出する検出モードを、前記第2の通信方式による通信を実行する通信モードに切り替えてもよい。
これにより、例えば第2の通信方式による通信が可能な状態を選んで、通信処理を行うことが可能となり、確実な通信を実現することが可能となる。
 前記帯域制御部は、前記検出モードが実行されている場合、前記伝送路に前記抽出部を設定してもよい。
 これにより、第1の通信方式の信号強度等の検出精度が向上する。この結果、判定部による判定処理の精度を向上することが可能となる。
 前記帯域制御部は、前記第2の通信方式による通信を実行すると判定された場合、前記伝送路に前記規制部及び前記通過部のどちらか1方を設定してもよい。
 これにより、例えば判定部による判定処理と、第2の通信方式による通信処理とを適正に切り替えることが可能となり、通信処理を確実に実行することが可能となる。
 前記抽出部は、前記第1の通信方式の通信帯域を通過する帯域通過フィルタであってもよい。この場合、前記規制部は、前記第1の通信方式の通信帯域を除去する帯域除去フィルタであってもよい。
 これにより、第1の通信方式の信号を精度よく抽出することや、第1の通信方式の信号を十分に規制することが可能となる。
 前記判定部は、前記第1の通信方式の信号の強度が、第1の閾値以下である場合、前記第2の通信方式による通信の実行を判定してもよい。
 これにより、第1の通信方式の信号による影響が少ない状態で、第2の通信方式による通信が可能となり、通信処理を確実に実行することが可能となる。
 前記帯域制御部は、前記第1の通信方式の信号の強度が、前記第1の閾値よりも低い第2の閾値以下である場合、前記伝送路に前記受信信号を通過する通過部を設定してもよい。
 これにより、例えば第1の通信方式の信号による影響が十分に小さい状態で、第2の通信方式による通信を適正に実行することが可能となる。
 前記帯域制御部は、前記第1の通信方式の信号の強度が、前記第1の閾値以下であり前記第2の閾値よりも大きい場合、前記伝送路に前記第1の通信方式に応じた周波数帯域を規制する規制部を設定してもよい。
 これにより、例えば第1の通信方式の信号が十分に除去された状態で、第2の通信方式による通信が可能となり、通信処理を確実に実行することが可能となる。
 前記判定部は、前記第2の通信方式による通信を実行しないと判定された場合、判定処理を所定時間だけ待機する待機モードを選択し、前記待機モードの後に前記判定処理を実行してもよい。
 これにより、例えば、通信が可能な状態を効率的に判定することが可能となる。この結果、装置の消費電力を抑制しつつ、確実な通信を実現することが可能となる。
 前記判定部は、前記待機モードが所定回数だけ連続して選択された場合、前記判定処理を停止する停止モードを選択してもよい。
 これにより、例えば、確実性の低い通信を回避することが可能となり、装置の消費電力を十分に抑制することが可能となる。
 前記判定部は、前記第1の通信方式の信号の強度に応じて、前記第2の通信方式に用いられる通信信号の強度を制御してもよい。
 これにより、第2の通信方式の通信信号の強度が増大し、通信処理を確実に実行することが可能となる。この結果、装置の信頼性を十分に向上することが可能となる。
 前記通信信号は、受信用の信号及び送信用の信号の少なくとも一方を含んでもよい。
 これにより、例えば通信用の通信信号を確実に送信あるいは受信することが可能となる。この結果、第2の通信方式を用いた通信の確実性を十分に高めることが可能となる。
 前記抽出部は、前記受信信号が入力される入力端子に接続される第1の端子部と、GNDに接続される第2の端子部とを含むフィルタ回路により構成されてもよい。この場合、前記規制部は、前記フィルタ回路の前記第1の端子部を前記GNDに接続し、前記第2の端子部を前記入力端子に接続することで構成されてもよい。
 これにより、共通の回路を用いて抽出部や規制部等を構成することが可能となる。この結果、回路面積を小さくすることが可能となり、装置の小型化が可能となる。
 前記フィルタ回路は、出力端子となる第3の端子部と、前記第3の端子部と前記第1の端子部との間に接続される抵抗部と、前記第3の端子部と前記第2の端子との間に接続される容量部とを有してもよい。
 これにより、フィルタ回路を容易に構成することが可能となり、回路構成を簡略化することが可能となる。
 前記第1の通信方式は、近接通信(NFC)の通信方式であってもよい。この場合、前記第2の通信方式は、人体通信網(BAN)の通信方式であってもよい。
 これにより、例えば近距離無線通信とともに、人体通信網を用いた通信を実現することが可能となる。この結果、例えばセキュリティの高い通信を実現することが可能となる。
 前記無線信号は、通信対象と人体との接触及び接近により受信される信号を含んでもよい。
 これにより、直観的な通信を実現することが可能となり、セキュリティが高く優れたユーザビリティを発揮する通信を実現することが可能となる。
 本技術の一形態に係る通信方法は、互いに異なる複数の通信方式の信号を含む無線信号を受信することを含む。
 前記無線信号の受信に応じて生成された受信信号に含まれる第1の通信方式の信号の強度に基づいて、前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式による通信を実行するか否かが判定される。
 前記判定結果に基づいて、前記生成された受信信号を伝送する伝送路の通過帯域が制御される。
 以上のように、本技術によれば、通信の確実性を高めることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術の第1の実施形態に係る無線通信システムの概要を示す模式図である。 通信装置の構成例を示す模式図である。 ローパスフィルタの構成例を示す模式図である。 ハイパスフィルタの構成例を示す模式図である。 第1のフィルタの具体的な構成例を示す回路図である。 第1のフィルタ用の制御信号の一例を示す模式図である。 第1のフィルタの機能的な構成例を示すブロック図である。 図7に示すブロック図の動作を説明するための模式図である。 第2のフィルタの具体的な構成例を示す回路図である。 第2のフィルタ用の制御信号の一例を示す模式図である。 第2のフィルタの機能的な構成例を示すブロック図である。 図11に示すブロック図の動作を説明するための模式図である。 通信装置の動作の一例を示すフローチャートである。 検出モードにおける通信装置の動作の一例を説明するための図である。 通信モードにおける通信装置の動作の一例を説明するための図である。 第3の実施形態に係る第1のフィルタの具体的な構成例を示す回路図である。 第3の実施形態に係る第2のフィルタの具体的な構成例を示す回路図である。 他の実施形態に係る通信装置の動作の一例を示すフローチャートである。
 以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
 <第1の実施形態>
 [無線通信システムの概要]
 図1は、本技術の第1の実施形態に係る無線通信システムの概要を示す模式図である。無線通信システム500では、二つの通信装置100(第1の通信装置100a及び第2の通信装置100b)の間で無線通信が行われる。また無線通信システム500では、人体通信網(BAN)の通信方式、及び近接通信(NFC)の通信方式による、無線通信が可能である。
 BANは、ユーザの人体10及びその周辺において、直径数メートルの範囲内でデータ通信等を行う通信方式である。BANによる通信は、例えば人体10の内部や表面等を通信経路として、人体10の近くの空間で行われる。具体的には、電界を変動させることで人体10を帯電させ、人体10の帯電に伴う電界の変動を検出することで、データの送受信等が行われる。従って、BANによる通信は、電界変動を用いた近距離電界通信となると言える。
 BANによる通信では、人体表面から外側には、データが漏えいする可能性が低く、セキュリティの高い通信が可能となる。またユーザが触ったものに信号が伝わるため、直観的に通信相手を選択することが可能となる。
 BANの通信方式としては、例えばISO/IEC 17982 CCCC PHY(Closed Capacitive Coupling Communication Physical Layer)や、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.6等の標準規格が用いられる。これらの規格では、いずれも数Hzから数十MHzの広い周波数帯域が用いられる。本実施形態では、BANの通信方式は、第2の通信方式に相当する。
 NFCは、数センチメートル程度の至近距離で、非接触によりデータ通信等を行う通信方式である。NFCは、例えば電子定期券や電子マネー等で利用される。NFCでは、磁界アンテナ等を用いて磁界の変動を検出することで、データ通信等が実行される。すなわち、NFCは、磁界変動を用いた近距離磁界通信となると言える。
 NFCの通信方式としては、ISO/IEC 18092(NFCIP-1)等の標準規格が用いられる。NFCによる通信では、13.56MHzを中心周波数とする帯域幅が1MHz程度の比較的狭い周波数帯域が用いられる。本実施形態では、NFCの通信方式は、第1の通信方式に相当する。
 第1の通信装置100aは、NFCリーダ/ライターとして機能し、例えば店舗等に配置されて電子マネーの認証・決済等に用いられる。第1の通信装置100aは、処理部110aと、近接通信部120aと、人体通信部130aとを有する。処理部110aには、例えば会計用のアプリケーションやデバイスドライバ(NFCドライバ)等が実装される。
 近接通信部120aは、NFCの通信方式に従って符号化されたNFC信号を用いて、NFCの通信方式での通信を行う。近接通信部120aは、NFC信号の送受信を行うNFCアンテナ121aと、NFC信号による通信処理を行うNFCチップ122aとを含む。
 NFCアンテナ121aとしては、例えば磁界変動を用いた信号を検出可能なコイルアンテナ等が用いられる。NFCチップ122aは、(Inter Integrated Circuit)やSPI(Serial Peripheral Interface)等のバスを介して処理部110a(NFCドライバ)との通信を行う。またNFCチップ122aは、IDデータ等が格納されたセキュアエレメントにアクセス可能である。
 人体通信部130aは、BANの通信方式に従って符号化されたBAN信号を用いて、BANの通信方式での通信を行う。人体通信部130aは、BAN信号の送受信を行うBANアンテナ131aと、BAN信号による通信処理を行うBANチップ132aとを含む。
 BANアンテナ131aとしては、例えば電界変動を用いた信号を検出可能な容量性のアンテナ等が用いられる。BANチップ132aは、BANアンテナ131aの出力に基づいて通信処理を行う。なお、図1に示すように、BANチップ132aは、NFCチップ122aに接続される。すなわちBANの通信方式による通信は、NFCチップ122aを介して実行されることになる。
 第2の通信装置100bは、例えばユーザが携帯する端末装置やカードデバイス等であり、NFCカード(電子マネー用のICカード等)として機能する。第2の通信装置100bは、処理部110bと、近接通信部120bと、人体通信部130bとを有する。処理部110bには、例えば電子マネーのIDや残高等を扱うためのアプリケーション等が実装される。
 近接通信部120bは、NFCアンテナ121bとNFCチップ122bとを含み、NFCの通信方式での通信を行う。また人体通信部130bは、BANアンテナ131bとBANチップ132bとを含み、BANの通信方式での通信を行う。なおBANチップ132bは、NFCチップ122bに接続される。近接通信部120b及び人体通信部130bは、例えば第1の通信装置100aの近接通信部120a及び人体通信部130aと同様の機能を有する。
 例えば、ユーザが無線通信システム500を利用して、会計等を行うとする。この場合、第1の通信装置100a(処理部110a)に実装されたアプリケーションからの指示等に基づいて、NFCチップ122aでは、NFCフォーマットのデータ信号等が生成される。このデータ信号は、BANチップ132aに入力され、BANアンテナ131aからBAN信号(電界信号)として送信される。
 ユーザは、例えば第2の通信装置100bを携帯したまま、BANアンテナ131aに触れる、あるいは手を近づけるといった動作を行う。これにより、第1の通信装置100aから送信されたBAN信号は、ユーザが携帯する第2の通信装置100b(BANアンテナ131b)により検出される。すなわち、BAN信号は、ユーザの人体を経路として各通信装置100の間で送受信される。
 BANアンテナ131bにより受信されたBAN信号は、BANチップ132bを介してNFCチップ122bに入力される。この際、BAN信号は、NFCフォーマットのデータ信号に変換され、変換されたデータ信号に応じた処理が実行される。また第2の通信装置100bから第1の通信装置100aにデータを送る場合にも、NFCフォーマットのデータ信号がBAN信号に変換されて送信される。これにより、ユーザは、通信相手(BANアンテナ131a)に触れる、あるいは手をかざすことで、電子マネー等を使うことが可能となる。
 このように、無線通信システム500では、BANの通信方式を使ってNFCフォーマットのデータを伝送する「NFC over BAN」という方法が用いられる。すなわち、NFC over BANは、人体通信によりNFCで用いられる認証やデータ通信を行う方法である。別の観点では、NFCのプラットフォーム(図1の点線のブロック)を利用して、BANによる通信を実現する方法であるとも言える。
 [通信装置の構成]
 図2は、通信装置100の構成例を示す模式図である。以下で説明する内容は、図1に示す第1の通信装置100a及び第2の通信装置100bの両方に適用可能である。
 通信装置100は、アンテナ50と、アンテナスイッチ51と、受信ユニット52と、送信ユニット53と、デジタル処理部54と、アクセス制御部55と、コントローラ56とを有する。なお、図2には、BANの通信方式による通信を行うための構成(人体通信部130aや130b)の一例が示されている。
 この他、通信装置100には、NFCの通信方式による通信を行うための構成(近接通信部120aや120b)が適宜設けられてよい。またNFCの通信と共用可能となるように、図2に示す各部が適宜構成されてもよい。
 アンテナ50は、他の装置から送信されたBANの通信方式の信号(BAN信号)を受信する。またアンテナ50は、後述する送信ユニット53により生成されるBAN信号を送信する。このようにアンテナ50は、BAN信号の送受信が可能であり、図1に示すBANアンテナ131aや131bとして機能する。本実施形態では、アンテナ50は、受信部に相当する。
 図2に示すように、アンテナ50は、所定の間隔で互いに略平行に配置された2枚の電極57を有する。例えば2枚の電極57の容量カップリングにより生じる電界の変化が、電極57の電位の変化として検出される。これにより電界を利用して伝送されるBAN信号等を受信することが可能である。また、電極57間の電位を制御して電極57間の電界を変化させることで、BAN信号等を送信することが可能である。
 2枚の電極57は、例えば所定の厚みを持った基板の表面及び裏面にそれぞれ形成される。電極57のサイズや基板の厚み等は、例えばBAN信号を適正に送受信可能となるように適宜設定される。アンテナ50の具体的な構成は限定されない。
 アンテナ50により受信される信号には、BANとは異なる他の方式の無線通信の信号等が含まれることがあり得る。例えばBANで用いられる周波数帯域と重なる周波数帯域や、周辺の周波数帯域を使った無線通信等が行われる場合には、その無線通信で用いられる信号が、アンテナ50により受信されるといったことが考えられる。
 なお本開示において、無線通信とは、例えば装置間をつなぐ通信用ケーブル等を用いずに行われる通信である。例えば電磁波を利用した無線通信、電界の変動を利用した電界通信、磁界の変動を利用した磁界通信等が無線通信に含まれる。従って、例えば人体を接触あるいは近接することで、人体を介して行われる人体通信も無線通信に含まれる。上記したBANやNFCは、無線通信の一例である。
 以下では、通信用ケーブル等を用いずに伝送される信号を無線信号と記載する。無線信号には、例えば電界の変動により搬送されるBAN信号が含まれる。すなわち無線信号は、通信対象と人体との接触及び接近により受信される信号を含む。また例えば、無線信号には、磁界の変動により搬送されるNFC信号や、携帯電話、WiFi(無線LAN)、地上デジタル放送等で用いられる電磁波により搬送される信号等が含まれる。
 このように、アンテナ50は、互いに異なる複数の通信方式の信号を含む無線信号を受信することになる。またアンテナ50では、受信された無線信号は、電気信号である受信信号に変換されて出力される。すなわち受信信号は、無線信号の受信に応じて生成された電気信号である。なお図2に示すように、受信信号は、2枚の電極57から出力される差動信号となる。受信信号は、後段のアンテナスイッチ51に出力される。
 アンテナスイッチ51は、コントローラ56から出力された制御信号に基づいて、入力する電気信号の出力先を切替える。アンテナ50は、受信ユニット52に接続される受信用スイッチ58aと、送信ユニット53に接続される送信用スイッチ58bとを含む。受信用スイッチ58a及び送信用スイッチ58bは、それぞれアンテナ50の2枚の電極に接続される2つのスイッチ素子を有する。
 例えば、通信相手からのBAN信号等を受信する場合には、受信用スイッチ58aの2つのスイッチ素子がONとなり、送信用スイッチ58bの2つのスイッチ素子がOFFとなる。これにより、アンテナ50と受信ユニット52が接続される。また例えばBAN信号を送信する場合には、受信用スイッチ58aがOFFとなり、送信用スイッチ58bがONとなる。これにより、アンテナ50と送信ユニット53が接続される。
 受信ユニット52は、受信信号に対して増幅、フィルタリング、AD変換等の処理を実行して、後段のデジタル処理部54に出力する。従って、受信ユニット52に含まれる各部や配線等は、受信信号を伝送する伝送路60として機能するとも言える。
 受信ユニット52は、受信用増幅部61、第1のバンドパスフィルタ62、帯域切替部63、自動利得制御部64、第2のバンドパスフィルタ65、及びデジタル変換部66を有する。以下では、第1のバンドパスフィルタ62を、第1のBPF62(Band Pass Filter)と記載し、第2のバンドパスフィルタ65を、第2のBPF65と記載する。
 受信用増幅部61は、受信用スイッチ58aを介して出力される受信信号を増幅する。一般にアンテナ50から出力された電気信号は、強度が小さく微弱である。受信用増幅部61は、こうした微弱な電気信号を信号処理等に用いられる強度まで増幅する低ノイズアンプ(LNA:Low Noise Amplifier)として機能する。増幅された受信信号は、第1のBPF62に出力される。
 受信用増幅部61としては、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)回路等を用いた増幅器が用いられる。この他、例えばガリウム砒素(GaAs)またはシリコンゲルマニウム(SiGe)等を用いた低雑音の増幅器が用いられてもよい。またアンテナ50の受信感度等に応じて、受信用増幅部61のゲインや雑音指数等が適宜設定されてよい。
 第1のBPF62は、受信用増幅部61により増幅された受信信号をフィルタリングする。例えば、第1のBPF62は、NFC信号及びBAN信号を含む周波数帯域の信号を通過させ、それ以外の周波数帯域の信号を除去するフィルタとして機能する。すなわち、第1のBPF62は、NFC信号及びBAN信号を抽出するフィルタであるとも言える。
 第1のBPF62としては、BAN信号の通信帯域の上限である数十MHzよりも高い周波数を持つ信号を減衰するように構成されたバンドパスフィルタ等が用いられる。第1のBPF62の具体的な構成は限定されず、例えばNFC信号及びBAN信号を抽出可能な任意のフィルタが用いられてよい。
 帯域切替部63は、第1のフィルタ71と、第2のフィルタ72と、切替スイッチ73とを有する。また帯域切替部63は、図示しないスルースイッチを有する。
 第1のフィルタ71は、NFCの通信方式に応じた周波数帯域を抽出する。この周波数帯域は、例えばNFC信号に用いられる通信帯域(中心周波数が13.56MHz、帯域幅が1MHz程度)を基準として、NFC信号の周波数成分が通過可能となるように適宜設定される。すなわち、第1のフィルタ71は、NFCの通信方式の通信帯域を通過する帯域通過フィルタ(BPF)であるとも言える。本実施形態では、第1のフィルタ71は、抽出部に相当する。
 第2のフィルタ72は、NFCの通信方式に応じた周波数帯域を規制する。この周波数帯域は、例えばNFCの通信帯域を基準として、NFC信号の周波数成分等が減衰(除去)されるように適宜設定される。すなわち、第2のフィルタ72は、NFCの通信方式の通信帯域を除去する帯域除去フィルタ(バンドストップフィルタ:BSF)であるとも言える。後述するように、第2のフィルタ72は、NFCの急峻な通信帯域を規制するノッチフィルタとして構成される。本実施形態では、第2のフィルタ72は、規制部に相当する。
 本実施形態では、第1のフィルタ71と、第2のフィルタ72とは、所定の回路の接続を切り替えることで実現される。すなわち、第1のフィルタ71及び第2のフィルタ72は、同一回路(以下フィルタ回路70と記載する)により構成されるフィルタとなる。この場合、第1のフィルタ71に設定される周波数帯域(第1の帯域)と、第2のフィルタ72に設定される周波数帯域(第2の帯域)とは、例えば略同様の周波数帯域となる。第1及び第2のフィルタ71及び72については、図5及び図9等を用いて、後に詳しく説明する。
 切替スイッチ73は、第1の入力スイッチ74a、第1の出力スイッチ75a、第2の入力スイッチ74b、及び第2の出力スイッチ75bを有する。なお各スイッチは、受信信号(差動信号)に含まれる正相信号及び逆相信号の経路を切り替えるための2つのスイッチ素子により構成される。
 第1の入力スイッチ74aは、第1のBPF62と第1のフィルタ71との間に接続される。第1の出力スイッチ75aは、第1のフィルタ71と自動利得制御部64との間に接続される。また、第2の入力スイッチ74bは、第1のBPF62と第2のフィルタ72との間に接続される。第2の出力スイッチ75bは、第2のフィルタ72と自動利得制御部64との間に接続される。
 スルースイッチは、第1のBPF62を通過した受信信号をそのまま通過して、自動利得制御部64に出力するスイッチである。すなわちスイッチがONの場合、スルースイッチは、帯域切替部63の入力側と出力側を短絡する配線として機能するとも言える。
 スルースイッチとしては、例えば第1及び第2のフィルタ71及び72と並列に接続されるスイッチ素子が用いられる。あるいは、各フィルタ内にスルースイッチが適宜構成されてもよい。この他、スルースイッチを構成する方法は限定されない。本実施形態では、スルースイッチは、受信信号を通過する通過部に相当する。
 第1のフィルタ71、第2のフィルタ72、及びスルースイッチは、それぞれが受信信号を伝送する伝送素子として機能する。また第1のフィルタ71、第2のフィルタ72、及びスルースイッチは、互いに通過帯域が異なっている。従って、帯域切替部63は、互いに通過帯域の異なる複数の伝送素子を含んで構成されているとも言える。本実施形態では、伝送素子は、伝送部に相当する。
 また帯域切替部63では、例えば切替スイッチ73及びスルースイッチが適宜動作することで、帯域切替部63内での受信信号の経路が切り替えられる。具体的には、第1のフィルタ71を通過する経路と、第2のフィルタ72を通過する経路と、スルースイッチを通過する経路とがそれぞれ切り替えられて、伝送路60として用いられる。すなわち、帯域切替部63では、受信信号を伝送する伝送路60に複数の伝送素子の各々が切り替えて設定される。
 自動利得制御部64は、帯域切替部63から出力された受信信号の強弱に応じて、受信信号を適正なレベルに増幅する。自動利得制御部64としては、例えばAGC(Auto Gain Control)機能を持った増幅回路等が用いられる。例えば、受信信号の強度が低い場合には増幅回路の利得を大きくし、受信信号の強度が高い場合には増幅回路の利得を抑えるといった制御が行われる。これにより、受信信号の出力値を安定させることが可能である。自動利得制御部64の具体的な構成は限定されず、AGC機能を持った任意の回路が用いられてよい。
 第2のBPF65は、自動利得制御部64により増幅された受信信号をフィルタリングする。具体的には、第2のBPF65は、NFC信号及びBAN信号を含む周波数帯域の信号を通過させ、自動利得制御部64により増幅されたノイズ成分等を除去する。
 第2のBPF65としては、BAN信号の通信帯域の上限である数十MHzよりも高い周波数を持つ信号を減衰するように構成されたバンドパスフィルタ等が用いられる。第2のBPF65の具体的な構成は限定されず、例えばNFC信号及びBAN信号を抽出可能な任意のフィルタが用いられてよい。
 デジタル変換部66は、第2のBPF65を通過したアナログ信号(受信信号)を、デジタル信号に変換するA/D変換器(ADC:Analog to Digital Converter)である。例えば連続的な電気信号であった受信信号は、所定の分解能でデジタル化される。デジタル変換部66の具体的な構成は限定されず、例えば受信信号をデジタルサンプリング可能な任意のデジタル変換回路等が適宜用いられてよい。デジタル信号に変換された受信信号は、デジタル処理部54に出力される。
 送信ユニット53は、デジタル処理部54から出力されるデジタル信号に基づいて、BAN信号を送信するためのアナログ信号(送信用のBAN信号)を出力する。送信ユニット53は、アナログ信号を増幅するための送信用増幅部59を有する。送信用増幅部59は、例えば増幅率を変更可能な増幅器である。これにより、送信用のBAN信号の強度を適正に調整することが可能である。
 また、送信ユニット53には、デジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器(DAC:Digital to Analog Converter)や、ノイズ等を除去するためのフィルタ等が適宜設けられる(いずれも図示省略)。例えば、BAN通信の送信時には、送信ユニット53から出力された送信用のBAN信号が、送信用スイッチ58bを介してアンテナ50に出力される。この結果、アンテナ50からは、BAN通信を行うための無線信号が出力される。
 デジタル処理部54は、デジタル変換部66から出力されたデジタル信号の検出処理を実行し、プログラム等で利用可能なデータ信号を生成する。またデジタル処理部54は、コントローラ56等により生成されたデータ信号に基づいてデジタル信号の生成処理を実行する。このようにデジタル処理部54は、物理的な電気信号とプログラムで扱われるデータ信号との間を仲介する物理層として機能する。
 デジタル処理部54としては、デジタル領域での信号処理が可能なPHYチップ等が用いられる。デジタル処理部54の具体的な構成は限定されず、例えば物理層として機能する任意の回路等が用いられてよい。
 本実施形態では、デジタル処理部54は、NFC信号を伝搬する伝搬波(NFCキャリア)のレベル判定を行う。具体的には、受信信号のうちNFCの通信方式で用いられる第1の帯域の周波数成分の強度(レベル)が検出される。この検出結果に基づいてNFCキャリアのレベルが判定される。レベル判定については、図13等を参照して後に詳しく説明する。
 アクセス制御部55は、デジタル処理部54に接続され、データ信号の入出力等の制御を行う。アクセス制御部55は、例えばアドレスの指定や接続先の制御等を行うメディアアクセス制御(MAC:Media Access Control)を実現するMAC層として機能する。
 例えば、デジタル処理部54により実行されたレベル判定の結果等を表すデータ信号は、アクセス制御部55を介してコントローラ56に出力される。また例えば、コントローラ56等により生成されたデータ信号が、アクセス制御部55を介してデジタル処理部54に適宜入力される。アクセス制御部55の具体的な構成は限定されない。
 コントローラ56は、例えばCPU、ROM、RAM、及びHDD等のコンピュータの構成に必要なハードウェアを有する。CPUがROM等に予め記録されているプログラムをRAMにロードして実行することにより、本技術に係る通信方法が実行される。コントローラ56の具体的な構成は限定されず、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)、やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のデバイスが用いられてもよい。
 プログラムは、例えば種々の記録媒体を介して通信装置100にインストールされる。あるいは、インターネット等を介してプログラムのインストールが実行されてもよい。
 コントローラ56は、アクセス制御部55から入力された各種のデータ信号等に基づいて、通信装置100の各部を制御する。またコントローラ56は、BANの通信方式による通信を実行する。本実施形態では、コントローラ56は、通信部に相当する。
 本実施形態では、コントローラ56は、デジタル処理部54によるNFCキャリアのレベル判定の結果をもとに、通信装置100の動作モードを決定する。通信装置100の動作モードには、例えばNFCの通信方式の信号を検出する検出モード、BANの通信方式による通信を実行する通信モード、待機状態に移行する待機モード、装置を停止する停止モード等が含まれる。
 例えば、NFCキャリアは、BANの通信方式において妨害波となる可能性がある。このため通信装置100では、例えばNFCキャリアのレベルが十分に小さい場合には、通信モードを選択してBAN通信を実行し、NFCキャリアのレベルが十分に大きい場合には、通信モード以外の他の動作モードを選択するといった処理が実行される。
 このように、通信装置100では、無線信号の受信に応じて生成された受信信号に含まれるNFC信号の強度に基づいて、NFCの通信方式とは異なるBANの通信方式による通信を実行するか否かが判定される。言い換えれば、NFCキャリアの強度を検出することで、BANの通信方式による通信が適正に実行可能であるか否かを判定するとも言える。本実施形態では、デジタル処理部54及びコントローラ56は、判定部として機能する。
 またコントローラ56は、BAN通信を実行するか否かの判定結果に応じて、帯域切替部63の第1のフィルタ71、第2のフィルタ72、及びスルースイッチを切り替えるための制御信号を生成する。これにより、受信信号の伝送路60の通過帯域が適宜切り替えられる。このように、コントローラ56は、BAN通信を実行するか否かの判定結果に基づいて、受信信号を伝送する伝送路60の通過帯域を制御する。本実施形態では、帯域切替部63及びコントローラ56により、帯域制御部が実現される。
 [帯域切替部の構成]
 以下では、帯域切替部63を構成するフィルタ回路70について説明する。図3は、ローパスフィルタ(LPF:Low Pass Filter)の構成例を示す模式図である。図4は、ハイパスフィルタ(HPF:High Pass Filter)の構成例を示す模式図である。フィルタ回路70は、例えばLPFやHPF等を組み合わせることで構成される。
 図3Aは、LPF80の回路図の一例である。LPF80は、入力端子81と、出力端子82と、抵抗素子83と、容量素子84と、分岐点85とを有する。LPF80では、入力端子81と出力端子82とが抵抗素子83を介して接続される。また図3Aに示す例では、抵抗素子83と出力端子82との間に設けられた分岐点85とGNDとの間には、容量素子84が接続される。
 図3Bは、LPF80の周波数特性を模式的に示すグラフである。グラフの横軸は周波数fであり、縦軸はLPF80の利得である。グラフに示すように、LPF80は、周波数が低い信号成分だけを通し、周波数が高い成分を減衰(フィルタリング)する。このようにLPF80は、低周波成分を抽出する周波数特性となっている。
 図4Aは、HPF86の回路図の一例である。HPF86は、LPF80における接続を切り替えることで実現することが可能である。例えば図4Aに示すように、HPF86では、入力端子81と出力端子82とが容量素子84を介して接続される。また容量素子84と出力端子82との間に設けられた分岐点85とGNDとの間には、抵抗素子83が接続される。従って、HPF86は、図3Aに示すLPF80において入力端子81とGNDとの接続を逆にした接続となっていると言える。
 図4Bは、HPF86の周波数特性を模式的に示すグラフである。グラフの横軸は周波数fであり、縦軸はHPF86の利得である。グラフに示すように、HPF86は、周波数が高い信号成分だけを通し、周波数が低い成分を減衰(フィルタリング)する。すなわち、HPF86は、LPF80とは反対に、高周波成分を抽出する周波数特性となっている。
 このように、LPF80及びHPF86は、入力端子81とGNDとを入れ替えるだけで、同様の素子(抵抗素子83及び容量素子84)を用いたままそのフィルタ特性を切り替えることが可能である。本実施形態では、これらの性質を応用することで、図2に示す帯域切替部63の第1のフィルタ71及び第2のフィルタ72が構成される。
 図5は、第1のフィルタ71の具体的な構成例を示す回路図である。第1のフィルタ71は、
NFC信号の周波数帯域である第1の帯域を通過し、第1の帯域とは異なる帯域の信号を規制するフィルタである。第1のフィルタ71は、8パスのバンドパスフィルタ(8-Path Band Pass filter)となるフィルタ回路70により構成される。
 第1のフィルタ71は、差動入力端子20と、第1の接続部21と、出力線22と、差動出力端子23と、抵抗24a及び24bと、キャパシタ25a~25hと、第2の接続部26と、スイッチ素子1a~1hと、スイッチ素子2a~2hと、スイッチ素子3a~3hと、スイッチ素子4a~4hとを有する。また第1のフィルタ71は、局部発振器27、及びリングカウンタ28を有する。
 なお図5では、キャパシタ25c~25g、スイッチ素子1c~1gと、スイッチ素子2c~2g、スイッチ素子3c~3g、及びスイッチ素子4c~4gの図示が省略されている。
 差動入力端子20は、正相入力端子20a(VINP)と、逆相入力端子20b(VINN)とを有する。正相入力端子20aには、図2に示す第1のBPF62を通過した受信信号(差動信号)のうち、正相信号が入力される。また逆相入力端子20bには、第1のBPF62を通過した受信信号のうち、逆相信号が入力される。本実施形態では、差動入力端子20は、受信された無線信号が入力される入力端子に相当する。
 第1の接続部21は、差動入力端子20に接続され、受信信号を伝送する入力線として機能する。第1の接続部21は、正相入力線21aと、逆相入力線21bとを有する。正相入力線21aの一方の端は正相入力端子20aに接続され、他方の端は抵抗24aに接続される。逆相入力線21bの一方の端は逆相入力端子20bに接続され、他方の端は抵抗24bに接続される。本実施形態では、第1の接続部21は、第1の端子部に相当する。
 出力線22は、正相出力線22aと、逆相出力線22bとを有する。差動出力端子23は、正相出力線22aに接続される正相出力端子23a(VOUTP)と、逆相出力線22bに接続される逆相出力端子23b(VOUTN)とを有する。正相出力端子23a及び逆相出力端子23bからは、第1のフィルタ71によりフィルタリングされた正相信号及び逆相信号がそれぞれ出力される。本実施形態では、差動出力端子23は、出力端子となる第3の端子部に相当する。
 抵抗24aは、正相側の信号源抵抗であり、正相入力線21aと、正相出力線22aとの間に接続される。抵抗24bは、逆相側の信号抵抗源であり、逆相入力線21bと、逆相出力線22bとの間に接続される。抵抗24a及び抵抗24bは、典型的には同一の抵抗値Rに設定される。本実施形態では、抵抗24a及び抵抗24bは、抵抗部に相当する。
 キャパシタ25a~25hは、スイッチ素子1a~1h、スイッチ素子2a~2h、スイッチ素子3a~3h、及びスイッチ素子4a~4hのうち、必要なスイッチ素子がONに切り替わることで、正相信号及び逆相信号をフィルタリングする信号パスとして選択される。なおキャパシタ25a~25hは、典型的には同一の容量値Cに設定される。スイッチ素子の切り替えのタイミングや順序等については、図6を用いて後に具体的に説明する。
 第2の接続部26は、GNDに接続された伝送線であり、GND電位となるGND線として機能する。第2の接続部26は、正相用GND線26aと、逆相用GND線26bとを有する。正相用GND線26aは、スイッチ素子2a~2hに接続される。逆相用GND線26bは、スイッチ素子4a~4hに接続される。なお、正相用GND線26a及び逆相用GND線26bは、ともにGNDに接続されるため、同電位(GND電位)となる。本実施形態では、第2の接続部26は、第2の端子部に相当する。
 スイッチ素子1aは、正相出力線22aと、キャパシタ25aとの間に接続される。スイッチ素子2aは、キャパシタ25aのスイッチ素子1aが接続される側とは反対側から、正相用GND線26aに接続される。スイッチ素子1a及びスイッチ素子2aは、制御信号φ1に基づいてON/OFFが切り替わる。
 スイッチ素子1b~1hは、スイッチ素子1aがキャパシタ25aに接続するのと同様に、正相出力線22aとキャパシタ25b~25hとの間にそれぞれ接続される。またスイッチ素子1b~1hは、制御信号φ2~φ8に基づいてON/OFFがそれぞれ切り替わる。
 スイッチ素子2b~2hは、スイッチ素子2aがキャパシタ25aに接続するのと同様に、正相用GND線26aとキャパシタ25b~25hとの間にそれぞれ接続される。またスイッチ素子2b~2hは、制御信号φ2~φ8に基づいてON/OFFがそれぞれ切り替わる。
 スイッチ素子3aは、逆相出力線22bと、キャパシタ25aとの間に接続される。スイッチ素子4aは、キャパシタ25aのスイッチ素子3aが接続される側とは反対側から逆相用GND線26bに接続される。スイッチ素子3a及びスイッチ素子4aは、制御信号φ5に基づいてON/OFFが切り替わる。
 スイッチ素子3b~3hは、スイッチ素子3aがキャパシタ25aに接続するのと同様に、逆相出力線22bとキャパシタ25b~25hとの間にそれぞれ接続される。またスイッチ素子3b~3hは、それぞれ制御信号φ6、φ7、φ8、φ1、φ2、φ3、φ4に基づいてON/OFFが切り替わる。
 スイッチ素子4b~4hは、スイッチ素子4aがキャパシタ25aに接続するのと同様に、逆相用GND線26bとキャパシタ25b~25hとの間にそれぞれ接続される。またスイッチ素子4b~4hは、それぞれ制御信号φ6、φ7、φ8、φ1、φ2、φ3、φ4に基づいてON/OFFが切り替わる。
 このように、フィルタ回路70は、抵抗24a及びBが、出力端子と第1の接続部との間に接続され、キャパシタ25a~25hが、各スイッチ素子を介して、出力端子と第2の接続部26との間に接続された構成となっている。本実施形態では抵抗24a及びBは、抵抗部に相当し、キャパシタ25a~25hは、容量部に相当する。
 局部発振器27は、所定の周波数のクロック信号を生成し、リングカウンタ28に供給する。局部発振器27としては、例えば水晶振動子等の発振素子からの基準信号に基づいて動作する位相同期(PLL:Phase lock loop)回路等が用いられる。
 リングカウンタ28は、局部発振器27から供給されたクロック信号をカウントすることにより、異なるタイミングでハイレベルとなる8相の制御信号φ1~φ8を生成する。生成された制御信号φ1~φ8は、上記したように、対応するスイッチ素子に供給される。
 なお、図5に示すように、第1のフィルタ71において、例えば各スイッチ素子がすべてOFFであるような場合には、正相入力端子20aと正相出力端子23aとが抵抗24aを介して短絡され、逆相入力端子20bと逆相出力端子23bとが抵抗24bを介して短絡される。この場合、差動入力端子20から入力した受信信号は、そのまま差動出力端子に出力される。
 このように、第1のフィルタ71のスイッチ素子をすべてOFFにすることで、図2を参照して説明したスルースイッチ76を構成することが可能である。すなわち、スイッチ素子をすべてOFFにすることで、スルースイッチ76をONにすることが可能である。具体的には、正相入力線21a、抵抗24a、及び正相出力線22aが正相信号用のスルースイッチ76として機能し、逆相入力線21b、抵抗24a、及び逆相出力線22bが逆相信号用のスルースイッチ76として機能する。例えば、このような構成が採用されてもよい。
 図6は、第1のフィルタ用の制御信号の一例を示す模式図である。リングカウンタ28から出力される制御信号φ1~φ8のパルス87の波形が模式的に図示されている。なお、図6では、制御信号φ4~φ7のパルス87の図示が省略されている。
 リングカウンタ28では、制御信号φ1~φ8となる8相のパルス87が、この順番で周期的に出力される。従って例えば、制御信号φ8となるパルス87の出力後は、制御信号φ1となるパルス87が出力され、それ以降のパルス87の出力が繰り返される。
 各パルス87は、パルス幅τでハイレベルとなる矩形波である。このパルス幅τは、局部発振器27から出力されたクロック信号の周期と等しい。また8相のパルス87は、周期Tsがパルス幅τの8(=N)倍に等しく、パルス87の位置(パルスの出力のタイミング等)がパルス幅τずつシフトしている。
 スイッチ素子1a~1h、スイッチ素子2a~2h、スイッチ素子3a~3h、及びスイッチ素子4a~4hは、制御信号がハイレベルの時にONとなり、制御信号がローレベルの時にOFFとなる。従って、第1のフィルタ71に含まれる各スイッチ素子は、周期Tsで、パルス幅τの間だけ一時的にONとなるように制御される。
 例えば、制御信号φ1のパルス87が入力されると、スイッチ素子1a及び2aがONとなる。この結果、正相信号が通過する経路上には、一時的に抵抗24a及びキャパシタ25aによるLPFが構成される(図3参照)。また制御信号φ1のパルス87が入力されると、図示を省略したスイッチ素子3e及び4eがONとなる。この結果、逆相信号が通過する経路上には、一時的に抵抗24a及びキャパシタ25eによるLPFが構成される。
 また例えば、制御信号φ5のパルス87が入力されると、スイッチ素子3a及び4aがONとなる。この結果、逆相信号が通過する経路上には、一時的に抵抗24a及びキャパシタ25aによるLPFが構成される。また制御信号φ5のパルス87が入力されると、図示を省略したスイッチ素子1e及び2eがONとなる。この結果、正相信号が通過する経路上には、一時的に抵抗24a及びキャパシタ25eによるLPFが構成される。
 このように、スイッチ素子1a~1h及びスイッチ素子2a~2hが、制御信号φ1~φ8に応じて切り替わることで、正相信号が通過する経路上にはLPFが順次構成される。またスイッチ素子3a~3h及びスイッチ素子4a~4hが、制御信号φ5、φ6、φ7、φ8、φ1、φ2、φ3、φ4に応じて切り替わることで、逆相信号が通過する経路上にはLPFが順次構成される。これにより、差動入力端子20に入力された正相信号及び逆相信号(受信信号)は、第1のフィルタ71(8パスのバンドパスフィルタ)によりフィルタリングされる。
 なお、本実施形態では8相の制御信号φ1~φ8(8個のパルス87)の周期Tsは、1/Ts=13.56MHzに設定される。従って制御信号のパルス幅τは、τ=1/108.48MHzに設定される。このようなタイミングで、第1のフィルタ71を制御することで、NFC信号の周波数帯域(第1の帯域)である13.56MHzを中心周波数とする帯域を通過するバンドパスフィルタが構成される。
 また第1のフィルタ71では、抵抗24a及びBの抵抗値Rや、キャパシタ25a~25hの容量値C等を調整することで、第1のフィルタ71の周波数特性(減衰率の周波数分布等)を所望の特性に設定することが可能である。例えば抵抗値R及び容量値Cは、NFC信号の帯域幅(1MHz程度)の周波数成分を適正に抽出可能となるように適宜設定される。これにより、受信信号に含まれるNFC信号を精度よく抽出することが可能となる。
 図7は、第1のフィルタ71の機能的な構成例を示すブロック図である。図8は、図7に示すブロック図の動作を説明するための模式図である。図7に示すように、第1のフィルタ71は、第1のミキサ88aと、LPF80と、第2のミキサ88bとで構成される回路と見做すことが可能である。
 第1のミキサ88aは、図5に示すスイッチ素子1a~1h及びスイッチ素子3a~3hに相当する。第1のミキサ88aには、周波数fLOの局部発振信号(LO信号)が入力される。第1のミキサ88aは、差動入力端子20から入力された受信信号(正相信号及び逆相信号)と、周波数fLOの局部発振信号とをミキシング(積算)することで、受信信号の周波数をfLOだけ下げた信号を生成する。すなわち、受信信号は、第1のミキサ88aにより、fLOだけ低い周波数にダウンコンバートされる。
 LPF80は、抵抗24a及び抵抗24bとキャパシタ25a~25bに相当する。LPF80は、第1のミキサ88aによりダウンコンバートされた受信信号をフィルタリングして、高周波成分を減衰させ、低周波成分を抽出する。
 第2のミキサ88bは、図5に示すスイッチ素子2a~2h及びスイッチ素子4a~4hに相当する。第2のミキサ88bは、LPF80を通過した受信信号と周波数fLOの局部発振信号とをミキシングすることで、受信信号の周波数をfLOだけ高い周波数にアップコンバートする。すなわち、第2のミキサ88bは、第1のミキサ88aにより低周波数に変換された受信信号を、もとの周波数に戻す処理を行うとも言える。
 図8の上側には、第1のミキサ88aによるダウンコンバートの一例を示す模式的なグラフが示されている。グラフの横軸及び縦軸は、信号の周波数及び強度である。例えば第1のフィルタ71の抽出対象となる信号(所望波)の周波数をfdとする。この場合、第1のミキサ88aからは、fd-fLOにダウンコンバートされた所望波が出力される。なお、第1のミキサ88aでは、受信信号に含まれる他の周波数成分もダウンコンバートされることになる。
 図8の中央には、LPF80によるフィルタリングの一例を示す模式的なグラフが示されている。グラフ中の台形の範囲が、LPF80の通過帯域である。第1のミキサ88aによりダウンコンバートされた所望波は、LPF80を通過する。一方で、LPF80の通過帯域から外れた他の周波数成分(高周波等)は、LPF80により減衰され除去される。
 図8の下側には、第2のミキサ88bによるアップコンバートの一例を示す模式的なグラフが示されている。LPF80を通過した所望波の周波数fd-fLOは、第2のミキサ88bによりfd-fLO+fLOにアップコンバートされる。つまり、所望波の周波数はfdまで上がり、もとの周波数に戻ることになる。
 このように、図7に示す第1のフィルタ71は、所望波だけを通すバンドパスフィルタとして機能する。例えば、局部発振信号の周波数fLOを適宜設定することで、NFC信号を所望波とすることが可能である。これによりNFC信号を適正に抽出することが可能となる。
 なお図5に示す実際のフィルタ回路70では、スイッチ素子1a~1h及びスイッチ素子3a~3hにより、受信信号がダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた受信信号は、抵抗24a及びBとキャパシタ25a~25hにより構成されるLPF80により適宜フィルタリングされ、NFC信号に対応する周波数成分が抽出される。
 フィルタリングされた受信信号(NFC信号に対応する周波数成分)は、スイッチ素子1a~1h及びスイッチ素子3a~3hにより、もとの周波数にアップコンバートされる。この結果、第1のフィルタ71では、NFC信号に対応する周波数成分を抽出し、他の周波数成分を除去することが可能となる。
 図9は、第2のフィルタ72の具体的な構成例を示す回路図である。第2のフィルタ72は、NFC信号の周波数帯域である第1の帯域を規制し、その他の帯域の信号を通過するフィルタである。すなわち第2のフィルタ72は、第1の帯域の周波数成分を除去するバンドストップフィルタとして機能するともいえる。第2のフィルタ72は、8パスのノッチフィルタ(8-Path Notch filter)として構成される。
 第2のフィルタ72は、図5を参照して説明したフィルタ回路70(第1のフィルタ71)を用いて構成される。具体的には、第2のフィルタ72は、フィルタ回路70の第1の接続部21をGNDに接続し、第2の接続部26を差動入力端子20に接続することで構成される。
 図9では、図5に示す第1の接続部21の正相入力線21a及び逆相入力線21bがともにGNDに接続される。このため、正相出力線22a(逆相出力線22b)は、抵抗24a(抵抗24b)を介してGNDに接続される。このように、第2のフィルタ72では、第1の接続部21の二つの配線(正相入力線21a及び逆相入力線21b)は、正相用のGND線及び逆相用のGND線として機能する。
 また、図5に示す第2の接続部26の正相用GND線26a及び逆相用GND線26bは、差動入力端子20の正相入力端子20a及び逆相入力端子20bにそれぞれ接続される。すなわち、第2のフィルタ72では、第2の接続部26の二つの配線(正相用GND線26a及び逆相用GND線26b)は、正相用の入力線及び逆相用の入力線として機能する。
 この接続の切り替えは、図示しないスイッチ機構等を用いて実行される。例えば、第1のフィルタ71が選択される場合、スイッチ機構は、第1の接続部21を差動入力端子20に接続し、第2の接続部26をGNDに接続する。これにより図5に示す第1のフィルタ71が構成される。一方で、第2のフィルタ72が選択される場合、スイッチ機構は、第1の接続部21をGNDに接続し、第2の接続部26を差動入力端子20に接続する。これにより図9に示す第2のフィルタ72が構成される。
 なお、図2を参照して説明した切替スイッチ73に含まれる第1の入力スイッチ74a、第1の出力スイッチ75a、第2の入力スイッチ74b、及び第2の出力スイッチ75bは、第1の接続部21及び第2の接続部26の切り替えを行うスイッチ機構を模式的に図示したものである。
 図10は、第2のフィルタ72用の制御信号の一例を示す模式図である。図10に示すように、第2のフィルタ72用の制御信号は、図6を参照して説明した第1のフィルタ71用の制御信号と同様の信号が用いられる。
 また第2のフィルタ72では、第1のフィルタ71と同様に、スイッチ素子1a~1h、スイッチ素子2a~2h、スイッチ素子3a~3h、スイッチ素子4a~4hが制御される。すなわち、リングカウンタ28から出力される制御信号φ1~φ8に基づいて、各スイッチ素子が順次一時的にONとなるように制御される。
 例えば、制御信号φ1のパルス87が入力されると、スイッチ素子1a及び2aがONとなる。この場合、正相入力端子20aから入力された正相信号は、第2の接続部26の正相用の入力線(第1のフィルタ71での正相用GND線26a)、スイッチ素子2a、キャパシタ25a、スイッチ素子1a、及び正相出力線22aをこの順番で通過して正相出力端子23aに出力される。従って、正相信号が通過する経路上には、一時的にキャパシタ25a及び抵抗24aによるHPFが構成される(図4参照)。
 なお制御信号φ1のパルス87が入力されると、図示を省略したスイッチ素子3e及び4eがONとなる。この結果、逆相信号が通過する経路上には、一時的にキャパシタ25e及び抵抗24aによるHPFが構成される。
 また例えば、制御信号φ5のパルス87が入力されると、スイッチ素子3a及び4aがONとなる。この場合、逆相入力端子20bから入力された逆相信号は、第2の接続部26の逆相用の入力線(第1のフィルタ71での逆相用GND線26b)、スイッチ素子4a、キャパシタ25a、スイッチ素子3a、及び逆相出力線22bをこの順番で通過して逆相出力端子23bに出力される。従って、逆相信号が通過する経路上には、一時的にキャパシタ25a及び抵抗24bによるHPFが構成される。
 なお制御信号φ5のパルス87が入力されると、図示を省略したスイッチ素子1e及び2eがONとなる。この結果、逆相信号が通過する経路上には、一時的にキャパシタ25e及び抵抗24bによるHPFが構成される。
 このように、スイッチ素子1a~1h及びスイッチ素子2a~2hが、制御信号φ1~φ8に応じて切り替わることで、正相信号が通過する経路上にはHPFが順次構成される。またスイッチ素子3a~3h及びスイッチ素子4a~4hが、制御信号φ5、φ6、φ7、φ8、φ1、φ2、φ3、φ4に応じて切り替わることで、逆相信号が通過する経路上にはHPFが順次構成される。これにより、差動入力端子20に入力された正相信号及び逆相信号(受信信号)は、第2のフィルタ72(8パスのノッチフィルタ)によりフィルタリングされる。
 図11は、第2のフィルタ72の機能的な構成例を示すブロック図である。図12は、図11に示すブロック図の動作を説明するための模式図である。図11に示すように、第2のフィルタ72は、第1のミキサ88aと、HPF86と、第2のミキサ88bとで構成される回路と見做すことが可能である。
 第1のミキサ88aは、図11に示すスイッチ素子1a~1h及びスイッチ素子3a~3hに相当する。第1のミキサ88aは、受信信号を局部発振信号の周波数fLOだけ低い周波数にダウンコンバートする。
 HPF86は、抵抗24a及び抵抗24bとキャパシタ25a~25bとに相当する。HPF86は、第1のミキサ88aによりダウンコンバートされた受信信号をフィルタリングして、低周波成分を減衰させ、高周波成分を抽出する。
 第2のミキサ88bは、図11に示すスイッチ素子2a~2h及びスイッチ素子4a~4hに相当する。第2のミキサ88bは、HPFを通過した受信信号を周波数fLOだけ高い周波数にアップコンバートして、元の周波数に戻す。
 図12の上側には、第1のミキサ88aによるダウンコンバートの一例を示す模式的なグラフが示されている。例えば第2のフィルタ72において除去対象となる信号(妨害波)の周波数をfudとする。この場合、第1のミキサ88aからは、fud-fLOにダウンコンバートされた妨害波が出力される。
 図12の中央には、HPF86によるフィルタリングの一例を示す模式的なグラフが示されている。グラフ中には、HPF86の通過帯域(高周波側の帯域)が模式的に図示されている。第1のミキサ88aによりダウンコンバートされた妨害波は、HPF86の通過帯域から外れた周波数帯域に存在する。このため、妨害波の強度は減衰される。一方で、HPF86の通過帯域に存在する他の周波数成分は、HPF86による減衰等の影響をほとんど受けることなくHPF86を通過する。
 図12の下側には、第2のミキサ88bによるアップコンバートの一例を示す模式的なグラフが示されている。HPF86により減衰された妨害波の周波数fud-fLOは、第2のミキサ88bによるアップコンバートにより、周波数fLOだけ増加されて、元の周波数fudに戻る。このように、図11に示す第2のフィルタ72は、妨害波だけを減衰する狭帯域のノッチフィルタ(バンドストップフィルタ)として機能する。
 なお上記したように、第2のフィルタ72は、第1のフィルタ71と共通のフィルタ回路70を使って構成される。例えば、第1のフィルタ71がNFC信号を通過するバンドパスフィルタとして設計されている場合には、第2のフィルタ72は、NFC信号を規制するノッチフィルタとなる。すなわち、第2のフィルタ72では、NFC信号が規制の対象となる妨害波となる。
 このように、第1及び第2のフィルタ71及び72を切り替えることで、受信信号からのNFC信号の抽出や除去を切り替えて実行することが可能となる。すなわち、1つのフィルタ回路70を用いて、NFC信号を検出することや、減衰することが可能となる。これにより、例えば第1及び第2のフィルタ71及び72を別々に構成する場合と比べ、回路面積を十分に小さくすることが可能となり、素子サイズやコストを十分に抑制することが可能となる。
 [通信装置の動作]
 図13は、通信装置100の動作の一例を示すフローチャートである。図2を参照して説明したように、通信装置100では、BANの通信方式による通信(BAN通信)が実行される。なお、BAN通信は、ユーザの近くに通信相手となるBAN通信が可能な他の通信装置がある場合に実行される。通信装置100は、BAN通信を行わない場合には、例えば停止モードとなっている。
 まず通信装置100が起動される(ステップ101)。通信装置100は、例えばBAN通信が要求されるタイミングで適宜起動される。例えば、タッチセンサ等により、ユーザの人体10と通信相手との接触が検出され、その検出結果に応じて通信装置100が起動される。あるいは、所定の要求信号等が一定のレベルで受信された場合に、通信装置100が起動するといった処理が実行されてもよい。この他、通信装置100を起動する方法は限定されない。
 通信装置100が起動すると、NFCキャリア(NFC信号を搬送する搬送波)を検出する検出モードが開始される(ステップ102)。NFCキャリアの検出は、通信装置100の通信環境において、NFCキャリアの有無を検知することや、NFCキャリアのレベル(強度)を測定することを含む。
 例えば無線信号にNFCキャリアが含まれている場合、アンテナ50から出力される受信信号にはNFC信号に対応する周波数成分が含まれる。この周波数成分の強度を検出することで、NFCキャリアの有無等を調べることが可能である。すなわち検出モードは、NFCの通信方式の信号(NFC信号)の強度を検出するモードであるとも言える。
 図14は、検出モードにおける通信装置100の動作の一例を説明するための図である。図14の上側の図は、伝送路60上の各点を通過する受信信号の波形を示す模式的なグラフである。図14の下側の図は、検出モードで用いられる通信装置100の構成例である。なお、図中の点線の矢印は、検出モードにおける受信信号の伝送路60を表している。
 検出モードでは、NFC信号40の強度を検出するために、伝送路60の通過帯域はNFC信号40を通過するように設定される。従って図14に示すように、検出モードでは、帯域切替部63のフィルタ構成として第1のフィルタ71(バンドパスフィルタ)が選択される。
 例えば検出モードが開始されると、コントローラ56から、第1の入力スイッチ74aと第1の出力スイッチ75aとをONにし、第2の入力スイッチ74aと第2の出力スイッチ75bとをOFFにする制御信号が出力される。実際には、制御信号により、第1の接続部21を差動入力端子20に接続し、第2の接続部26をGNDに接続するようにスイッチ機構が制御される(図5参照)。
 このように、コントローラ56は、検出モードが実行されている場合、伝送路60に第1のフィルタ71を設定する。これにより、受信信号に含まれるNFC信号40の周波数成分を精度よく抽出することが可能となり、NFCキャリアを高精度に検出することが可能となる。なお、検出モードでは、第2のフィルタ72(ノッチフィルタ)及びスルースイッチはOFFになっている。
 また検出モードでは、受信用スイッチ58aがONとなり、送信用スイッチ58bがOFFとなる。アンテナ50で受信された無線信号(受信信号)は、受信用スイッチ58aを介して受信ユニット52に出力される。
 図14のグラフ89aは、受信用スイッチ58aを通過した受信信号の波形を示すグラフである。グラフ89aに示すように、無線信号にNFCキャリアが含まれている場合、受信信号の13.56MHzを中心とする帯域には、NFC信号40の周波数成分による急峻なピーク波形が表れる。なお受信信号には、NFC信号40(ピーク波形)とは異なる他の周波数成分(ノイズ等)も含まれる。
 受信ユニット52に出力された受信信号は、受信用増幅部61により増幅され、1段目のBPFである第1のBPF62を通過する。第1のBPF62は、NFCキャリアを検出する検出モードだけでなく、後述する通信モードでも使用するフィルタである。このため、第1のBPF62は、例えば2段目のBPFとなる第1のフィルタ71よりも周波数通過帯域が広くなっている。
 第1のBPF62を通過した受信信号は、第1のフィルタ71に入力される。第1のフィルタ71により、受信信号からNFC信号40が抽出される。このとき、NFC信号40の周波数帯域から外れた周波数成分は、第1のフィルタ71により減衰される。
 図14のグラフ89bは、第1のフィルタ71を通過した受信信号の波形を示すグラフである。グラフ89bに示すように、第1のフィルタ71では、13.56MHzのピーク波形とその周辺の周波数成分が抽出され、他の周波数成分はブロックされる。
 第1のフィルタ71を通過した受信信号は、自動利得制御部64により適宜増幅され、3断目のバンドパスフィルタである第2のBPF65を通過する。そしてデジタル変換部66によりデジタル信号に変換された受信信号が、デジタル処理部54に出力される。
 グラフ89cは、デジタル処理部54に入力される受信信号の波形を示すグラフである。グラフ89cに示すように、デジタル処理部54には、第1のフィルタ71を通過した受信信号の波形と略同様の波形のデジタル信号が入力される。デジタル処理部54では、波形のピーク値等を検出することで、NFC信号40の強度(NFCキャリアのレベル)を検出する。
 図13に戻り、NFC信号40の強度が検出されると、NFCキャリアのレベル判定が実行され、判定結果に応じて動作モードが選択される(ステップ103)。ステップ103では、通信モードを実行するか否かが判定される。すなわち、第1のフィルタ71を通過した信号の強度に基づいて、BANの通信方式による通信を実行するか否かが判定される。
 例えば、NFC信号40の強度がある規定されたレベルより十分小さい場合、BAN通信が実行可能であるとして、スルースイッチ76を用いたBAN通信が実行される。
 また例えば、NFC信号40の強度がある規定されたレベルよりも大きいが、その強度が第2のフィルタ72を用いることで十分に減衰できる場合には、第2のフィルタ72を用いたBAN通信が実行される。
 このように、通信装置100では、上記した2通りの方法でBAN通信を実行することが可能となっている。従って、NFCキャリアのレベル判定では、BAN通信を実行するか否かに加え、BAN通信を実行する場合に用いられる経路(伝送素子)を選択するための判定が実行される。
 本実施形態では、レベル判定として、NFC信号40の強度に関する2つの閾値を用いた閾値処理が実行される。以下では、2つの閾値のうち、値の高い閾値をレベルAと記載し、値の低い閾値をレベルBと記載する。本実施形態では、レベルAは、第1の閾値に相当し、レベルBは、第1の閾値よりも低い第2の閾値に相当する。図14のグラフ89cには、レベルA及びレベルBを示すラインが模式的に図示されている。
 本実施形態では、NFC信号40の強度がレベルA以下である場合、BANの通信方式による通信の実行が判定される。すなわち、レベルAは、通信モードを実行するか否かを判定するための閾値であるとも言える。レベルAは、例えば第2のフィルタ72(ノッチフィルタ)を用いることで減衰されるNFC信号40の強度が、BAN通信で許容されるレベルに収まるように設定される。なおレベルAを設定する方法は限定されない。レベルAは、例えばBAN通信が適正に実行可能となるように適宜設定されてよい。
 レベルBは、第2のフィルタ72を用いるか否かを判定するための閾値である。レベルBは、例えばBAN通信で許容される妨害波のレベル等に応じて設定される。なおレベルBを設定する方法は限定されない。レベルBは、例えばBAN通信が適正に実行可能となるように適宜設定されてよい。
 本実施形態では、NFC信号40の強度が、レベルB以下でる場合、伝送路60に受信信号を通過するスルースイッチ76が設定される。すなわちNFC信号40の強度Xが、X<Bである場合には、NFC信号40等を除去することなく、受信信号をそのまま通過するスルースイッチ76を用いたBAN通信が実行される。これにより、例えばBAN信号をそのままの状態で検出することが可能となり、通信精度等を向上することが可能である。
 また、NFC信号40の強度が、レベルA以下でありレベルBよりも大きい場合、伝送路60にNFCの通信方式に応じた周波数帯域を規制する第2のフィルタ72が設定される。すなわちNFC信号40の強度Xが、B<X≦Aである場合には、NFC信号40を規制するノッチフィルタを用いたBAN通信が実行される。これにより、NFC信号40が多少含まれる場合であっても、BAN通信を適正に実行することが可能となり、ノイズに強い通信装置100を実現することが可能である。
 このように、コントローラ56は、BANの通信方式による通信を実行すると判定された場合、伝送路60に第2のフィルタ72及びスルースイッチ76のどちらか一方を設定する。これにより、例えば妨害波となるNFC信号40の強度に合わせて、ノッチフィルタの使用等を切り替えることが可能となる。この結果、通信環境に合わせた信頼性の高い通信処理を実現することが可能となる。
 NFC信号40の強度XがレベルA以下(X≦A)となり、BAN通信の実行が判定されると(ステップ103のYes)、BAN通信を行うための通信モードが実行される(ステップ104)。すなわち、BAN通信を実行するか否かの判定結果に基づいて、NFC信号40の強度を検出する検出モードが、BANの通信方式による通信を実行する通信モードに切り替えられる。
 図15は、通信モードにおける通信装置100の動作の一例を説明するための図である。図15の上側の図は、伝送路60上の各点を通過する受信信号の波形を示す模式的なグラフである。図15の下側の図は、検出モードで用いられる通信装置100の構成例である。
 通信モードでは、BAN通信を行うために、伝送路60の通過帯域はBAN信号41を通過するように設定される。図15に示す例では、帯域切替部63のフィルタ構成として第2のフィルタ72が設定されている。なお、上記したように、NFCキャリアのレベルが十分に小さい場合には、スルースイッチ76が設定される場合もある。
 図15には、BAN信号41を受信する受信状態での通信装置100の構成が示されている。この場合、受信用スイッチ58aがONとなり、送信用スイッチ58bがOFFとなる。なお、BAN信号41を送信する送信状態では、受信用スイッチ58aがOFFとなり、送信用スイッチ58bがONとなる。
 図15のグラフ89dは、受信用スイッチ58aを通過した受信信号の波形を示すグラフである。グラフ89dには、BAN信号41を表す波形とNFC信号40を表すピーク波形(矢印)が示されている。なおグラフの縦軸は強度であり、横軸はログスケールの周波数となっている。
 BAN信号41の波形は、8MHz周辺の帯域にピークを持つ。このピークとなる帯域の高周波側では急激に信号強度が低下する。NFC信号40は、BAN信号41が急激に低下する周波数帯域に重なって受信される。なおグラフ89dに示すNFC信号40の強度は、レベルA以下であり、かつレベルBよりも大きい値となっている。
 受信ユニット52に出力された受信信号は、受信用増幅部61、第1のBPF62を通過して第2のフィルタ72に入力される。第2のフィルタ72では、NFCの通信方式で用いられる通信帯域の周波数成分が減衰され、NFC信号40が規制される。なお、他の周波数帯域の信号は、強度をほとんど低下することなく第2のフィルタ72を通過する。
 図15のグラフ89eは、第2のフィルタ72を通過した受信信号の波形を示すグラフである。グラフ89eに示すように、第2のフィルタ72では、BAN信号41が抽出され、NFC信号40が減衰される。この結果、グラフ89dに存在した13.56MHzのピーク波形は、ほとんど表れなくなる。このように、ノッチフィルタ通過後の受信信号は、ほとんどがBAN信号41の周波数成分となる。
 第2のフィルタ72を通過した受信信号は、自動利得制御部64、第2のBPF65、及びデジタル変換部66を通り、デジタル信号に変換されてデジタル処理部54に出力される。デジタル処理部54では、BAN信号41を復調し、アクセス制御部55を介してコントローラ56に出力する。そしてコントローラ56によりBAN信号41の内容に応じた通信処理が実行される。
 このように、BAN通信の通信環境にNFCキャリアが混入するような場合であっても、そのNFCキャリアのレベルを判定することで、BAN通信を適正に実行することが可能である。これにより、BAN通信の確実性を十分に向上することが可能となる。
 図13に戻り、NFC信号40の強度が、ある規定されたレベル(レベルA)よりも大きく、第2のフィルタ72を用いてもNFC信号40を十分に減衰することが難しい場合には、通信モードへの切り替えは保留される。すなわちNFC信号40の強度XがレベルAより小さく(X>A)、BAN通信を実行しないと判定されると(ステップ103のNo)、次のレベル判定等を行うための処理が開始される。
 まず、BAN通信を実行しないと判定された回数がカウントアップされる(ステップ105)。例えば、カウント変数Nが設定され、カウント変数Nに1を加算するインクリメント処理が実行される。従って例えば、通信装置100が起動されてからBAN通信を実行しないと連続して判定された回数が、カウント変数Nとなる。なおカウント変数Nは、通信装置100が起動された場合や、BAN通信を実行すると判定された場合に、N=0に初期化される。
 BAN通信を実行しないと判定された回数が判定される(ステップ106)。例えばカウント変数Nが所定回数以上であるか否かが判定される。
 カウント変数Nが所定回数より小さい場合(ステップ106のNo)、所定時間だけ待機する待機モードが実行される(ステップ107)。待機モードでは、通信装置100は、無線信号の送受信や受信信号の判定処理等を行わず、電力消費を抑えたウェイト状態となる。待機モードが継続される時間は限定されず、例えばBANの通信方式における送受信間隔や、通信装置100の消費電力等に応じて適宜設定される。
 待機モードが開始されてから所定時間が経過すると、ステップ103のレベル判定処理が再度実行される。このように通信装置100では、BANの通信方式を実行しないと判定された場合、判定処理を所定時間だけ待機する待機モードが選択される。そして待機モードの後に判定処理が実行される。
 待機モードを実行することで、NFC信号40の強度が低下するのを、電力消費を抑えて待つことが可能である。これにより余分なレベル判定等が回避され、通信が可能な状態を効率的に判定することが可能となる。この結果、装置の消費電力を抑制しつつ、確実な通信を実現することが可能となる。
 待機モードの後に再びレベル判定を行った際に、NFC信号40の強度が、通信可能なレベル(X≦A)になった場合、BAN通信を実行する通信モードが実行される。また、NFC信号40の強度がレベルAよりも大きい場合、再び待機モードとなる。このように、レベル判定と待機モードとを繰り返すことで、BAN通信が可能なレベルまで、NFC信号40が減衰するのを効率的に待つことが可能である。
 またカウント変数Nが所定回数以上となった場合(ステップ106のYes)、判定処理等を含む通信処理が停止される(ステップ108)。すなわち、待機モードが所定回数だけ連続して選択された場合、判定処理を停止する停止モードが選択される。このように、レベル判定と待機モードとを繰り返しても、通信可能なレベルまでNFC信号40が減衰しない場合には、受信信号の増幅やデジタル変換等の通信処理そのものを停止する。これにより、消費電力を十分に抑制することが可能である。
 通信処理が停止されると、通信装置100は、停止モードのまま一定期間だけ待機する(ステップ109)。そして一定期間が経過すると、再度ステップ101が実行され、通信装置100が起動される。
 このように、本実施形態では、BAN通信が可能なときにはBAN通信を行い、NFCキャリア干渉のためBAN通信に障害が出る際は、BAN通信を行わないで待機し、BAN通信が可能になったタイミングでBAN通信を行うことが可能である。これにより、NFCキャリア干渉を回避し、確実にBAN通信を行うことが可能となる。
 以上、本実施形態に係る通信装置100では、複数の通信方式の信号を含む無線信号が受信され、受信信号が生成される。受信信号に含まれるNFCの通信方式のNFC信号40の強度から、NFCの通信方式とは異なるBANの通信方式でのBAN通信を実行するか否かが判定される。この判定結果を用いて、受信信号を伝送する伝送路60の通過帯域が制御される。これにより、例えばNFCの通信方式の信号による影響が少ない状態でBANの通信方式での通信が可能となり、通信の確実性を高めることが可能となる。
 目的とする通信の妨害波の影響を回避する方法として、ノッチフィルタを用いて、対象となる妨害波を減衰する方法が考えられる。例えばBAN通信を行う場合には、NFC信号40が妨害波となり、BAN通信が適正に実行できないといった問題が生じる可能性がある。ノッチフィルタを用いる方法では、例えば、ノッチフィルタで取り切れない大振幅のNFC信号40が干渉した場合に、BAN通信が成り立たなくなることがあり得る。
 例えばNFC over BANのような、NFCフォーマットのデータをBAN通信を用いて伝送する通信システムでは、NFC機器の近くでBAN通信を行う可能性が高い。このため、例えばCCCC規格でのBAN信号41(8.136MHz)に対するNFC信号40(13.56MHz)の干渉等を回避することが重要となる。
 本実施形態では、NFC信号40の強度に基づいて、BAN通信を実行するか否かが判定される。これにより、NFC信号40による影響が大きい場合には、通信環境が整うまでBAN通信の実行を待機し、NFC信号40が許容レベルまで減衰したタイミングで、BAN通信を実行することが可能である。これにより、BAN通信での通信エラー等の障害を十分に回避することが可能となり、BAN通信の確実性を大幅に向上することが可能である。
 また、検出モードでは、第1のフィルタ71を用いてNFCの通信帯域の周波数成分を抽出することで、NFCキャリアを高精度に検知することが可能である。これにより、NFCの通信帯域に関するキャリアセンスを確実に実行することが可能となり、BAN通信が実行可能であるかどうかを精度よく判定することが可能である。
 通信モードでは、NFC信号40の強度に応じて、スルースイッチ76及び第2のフィルタ72が切り替えて用いられる。これにより、例えばNFC信号40が多少含まれている場合であっても、BAN通信を適正に実行することが可能である。この結果、ノイズ耐性の高い通信装置100を実現することが可能となり装置の信頼性を向上することが可能となる。
 本実施形態では、第1及び第2のフィルタ71及び72、すなわちBPFとノッチフィルタとが、1つのフィルタ回路70を共有して構成される。このようにフィルタ回路70を共有化することで、ICの面積を削減することが可能となる。これにより、装置コストを抑えつつ、素子の小型化を図ることが可能となる。
 このように、通信装置100は、NFCからのキャリア干渉を十分に回避してBAN通信を実現することが可能である。これにより、例えばNFC通信システムとNFC over BAN通信システムとを無理なく共存させることが可能となる。これにより、ユーザの人体を利用したデータ通信や認証処理等を、様々なシーンで活用することが可能となる。
 <第2の実施形態>
 本技術に係る第2の実施形態の通信装置について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した通信装置100における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
 第2の実施形態では、NFCキャリアのレベルによって、通信信号のレベルを制御する処理が実行される。ここで通信信号とは、アンテナ50により送受信されるBAN通信を行うための無線信号である。通信信号のレベルの制御処理は、例えば図2を参照して説明した、デジタル処理部54及びコントローラ56等により実行される。
 また本実施形態では、送信ユニット53が、BAN通信の送信レベルを制御することが可能なように構成される。すなわち、送信ユニット53は、アンテナ50に出力される電気信号の強度を変更可能である。これにより、アンテナ50から送信される通信信号(送信用のBAN信号)の強度を制御することが可能である。
 送信ユニット53には、例えば通常の送信処理で用いられる回路に加え、電気信号を増幅するためのブースタ回路が切り替え可能に接続される。ブースタ回路の切り替えは、例えばコントローラ56からの制御信号(以下、送信用の制御信号と記載する)に基づいて実行される。ブースタ回路としては、例えば充電されたキャパシタを用いて電気信号を増幅する回路等が用いられる。この他、ブースタ回路の具体的な構成は限定されない。
 なお、ブースタ回路を用いる場合に限定されず、例えば、通常の送信処理よりも高い増幅率で電気信号を増幅する増幅器等が切り替え可能に接続されてもよい。また、負電圧を用いて電気信号の振幅を正極側及び負極側に拡張する回路等が用いられてもよい。また、増幅用の素子や回路を切り替える場合に限定されず、例えば増幅率を変更可能な増幅器等を用いて、電気信号の強度が連続的に制御されてもよい。この他、電気信号の強度(振幅等)を増幅可能な任意の回路が用いられてよい。
 本実施形態では、通信装置100が起動されると、NFCキャリアを検出する検出モードが実行される。検出モードでは、デジタル処理部54によりNFCキャリアのレベル、すなわち受信信号に含まれるNFC信号40の強度が検出される。
 NFC信号40の強度が検出されると、コントローラ56により、NFC信号40の強度に応じて、BANの通信方式に用いられる通信信号の強度が制御される。
 例えばNFC信号40の強度が十分に大きい場合には、通常の通信信号のレベルでBAN通信を実行しても、送受信エラー等が発生する場合がある。この通信障害は、NFC信号(NFCキャリア)等の妨害波に対してBAN通信における信号雑音比(S/N比)が低いために生じると考えられる。
 このため、本実施形態では、NFC信号40の強度が高くBAN通信のS/N比が低いような状況で、BAN通信用の通信信号の強度を増幅する処理が実行される。これにより、BAN通信におけるS/N比を向上させることが可能となり、通信を確実に実行することが可能となる。
 本実施形態では、NFC信号40の強度に応じて、送信用のBAN信号の強度が増幅される。すなわち、通信装置100におけるBAN通信の送信レベルが増強される。具体的には、送信用のBAN信号の強度を増幅するための送信用制御信号が生成されて送信ユニット53に出力される。
 コントローラ56は、例えばNFC信号40の強度が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。NFC信号40の強度が所定の閾値よりも大きいと判定された場合、NFC信号40が妨害波となる可能性があるとして、送信用のBAN信号の強度を増幅するための送信用制御信号が生成される。これにより送信用レベルを増強することが可能となり、通信相手は、通信装置100から送信されたデータ等を適正に受信することが可能となる。
 またNFC信号40の強度が所定の閾値以下であると判定された場合、NFC信号40が妨害波となる可能性は低いとして、送信用制御信号は生成されない。この場合、送信ユニット53では、通常のレベルでの送信処理が実行される。
 所定の閾値は、例えばBAN通信が適正に実行可能となるように、通信信号の増幅率等に合わせて適宜設定される。また図13のステップ103で説明したレベル判定処理(ステップ103)の閾値(レベルA及びB)等を基準に所定の閾値が設定されてもよい。この他、所定の閾値を設定する方法は限定されない。
 なお所定の閾値を用いた判定処理に限定されず、NFC信号40の強度に応じて通信信号の強度を調整可能な任意の処理が実行されてもよい。例えばNFC信号40の強度に合わせた増幅率を算出して、送信用のBAN信号の強度を連続的あるいは段階的に制御するといった処理が実行されてもよい。
 また本実施形態では、NFC信号40の強度に応じて、受信用のBAN信号の強度が増幅される。受信用のBAN信号とは、通信相手から通信装置100に対して送信され、通信装置100のアンテナ50により受信される通信信号である。
 例えばコントローラ56は、NFC信号40の強度が所定の閾値よりも大きい場合等に、通信相手に対して送信用レベルを上げる旨を指示するデータ信号を生成する。データ信号は、送信ユニット53に入力され、アンテナ50から通信相手に向けて送信される。通信相手は、送信用レベルを上げる指示を受信すると自身の送信用レベルを増加させ、それ以降の通信では強度が増加された通信信号を送信する。これにより、通信装置100で受信される受信用のBAN信号の強度を増加させることが可能である。
 このように、本実施形態では、NFC信号40の強度に応じて、送信用のBAN信号と受信用のBAN信号とを含む通信信号の強度が制御される。これにより、NFC信号40による影響を相対的に小さくすることが可能となり、BAN通信のS/N比を十分に向上することが可能となる。この結果、BANの通信方式による通信を確実に実行することが可能となる。
 なお通信信号の強度を制御する処理は、BAN通信を実行するか否かの判定処理と合わせて適宜実行されてよい。例えば通信信号の強度が増加すれば、BAN通信が可能であるような状況では、BAN通信を実行と通信信号の強度の増加とがともに判定される。また例えば、通信信号の強度を増加しても妨害波の影響が生じるような状況では、検出モードが継続され通信信号の強度の増加も行われない。例えばこのような処理が実行されてもよい。
 <第3の実施形態>
 上記の実施形態では、図5及び図9等を参照して説明したように、差動信号をフィルタリング可能な、2入力2出力のフィルタ回路70を用いて第1のフィルタ71及び第2のフィルタ72が構成された。フィルタ回路の構成は限定されない。
 図16は、第3の実施形態に係る第1のフィルタ171の具体的な構成例を示す回路図である。第1のフィルタ171では、例えば四位相偏移変調(QPSK:Quadrature Phase Shift Keying)方式で変調された差動信号(受信信号)のフィルタリングが行われる。
 QPSK方式による変調(IQ変換)では、対象となる信号は複素化される。具体的には、変調用の基準信号と同位相(Inter-Phase)であるI信号と、基準信号と位相が90°ずれた直行位相(Quadrature-Phase)であるQ信号が生成される。差動信号に対するIQ変換は、正相信号及び逆相信号に対してそれぞれ実行される。すなわち正相信号は、正相I信号と正相Q信号とに変換され、逆相信号は、逆相I信号と逆相Q信号に変換される。
 従って第1のフィルタ171は、正相I信号、正相Q信号、逆相I信号、逆相Q信号をそれぞれフィルタリングする4入力4出力のフィルタとなる。また、第1のフィルタ171は、8パスの複素バンドパスフィルタ(Complex 8-Path Band Pass filter)となるフィルタ回路170により構成される。
 なお、正相I信号、正相Q信号、逆相I信号、逆相Q信号は、互いに位相が直交した信号であり、各信号は互いに干渉しない信号となる。このため第1のフィルタ171では、各信号のフィルタリングに、共通のキャパシタ(静電容量)を用いることが可能となっている。
 第1のフィルタ171は、IQ入力端子30と、第1の接続部31と、出力線32と、IQ出力端子33と、抵抗34a~34dと、キャパシタ35a~35hと、第2の接続部36とを有する。また第1のフィルタ171は、スイッチ素子11a~11hと、スイッチ素子12a~12hと、スイッチ素子13a~13hと、スイッチ素子14a~14hと、スイッチ素子15a~15hと、スイッチ素子16a~16hと、スイッチ素子17a~17hと、スイッチ素子18a~18hとを有する。
 各スイッチ素子は、図5及び図6等を参照して説明した局部発振器27及びリングカウンタ28により生成されたパルス(制御信号φ1~φ8)により適宜ON/OFFが制御される。
 なお図6では、キャパシタ35d~35g、スイッチ素子11d~11g、スイッチ素子12d~12g、スイッチ素子13d~13g、スイッチ素子14d~14g、スイッチ素子15d~15g、スイッチ素子16d~16g、スイッチ素子17d~17g、及びスイッチ素子18d~18gの図示が省略されている。
 IQ入力端子30は、正相I信号、逆相I信号、正相Q信号、及び逆相Q信号が入力される、正相I入力端子30a(VINP_I)、逆相I入力端子30b(VINN_I)、正相Q入力端子30c(VINP_Q)、及び逆相Q入力端子30d(VINN_Q)を有する。
 第1の接続部31は、抵抗34aと正相I入力端子30aとを接続する入力線31aと、抵抗34bと逆相I入力端子30bとを接続する入力線31bと、抵抗34cと正相Q入力端子30cとを接続する入力線31cと、抵抗34dと逆相Q入力端子30dとを接続する入力線31dとを有する。
 出力線32は、出力線32a~32dを有する。IQ出力端子33は、出力線32a~32dに接続される、正相I出力端子33a(VOUTP_I)、逆相I出力端子33b(VOUTN_I)、正相Q出力端子33c(VOUTP_Q)、及び逆相Q出力端子33d(VOUTN_Q)を有する。
 抵抗34a~抵抗34dは、互いに同様の抵抗値Rに設定される。抵抗34a~抵抗34dは、入力線31a~31dと出力線32a~32dとの間にそれぞれ接続される。
 キャパシタ35a~35hは、互いに同様の容量値Cに設定される。キャパシタ35a~35hの各々は、必要なスイッチ素子がONに切り替わることで、4つの信号(正相I信号、逆相I信号、正相Q信号、及び逆相Q信号)をフィルタリングする信号パスとして選択される。
 第2の接続部36は、GNDに接続されGND電位となるGND線36a~36dを有する。GND線36aは、スイッチ素子12a~12hに接続される。GND線36bは、スイッチ素子14a~14hに接続される。GND線36cは、スイッチ素子16a~16hに接続される。GND線36dは、スイッチ素子18a~18hに接続される。
 スイッチ素子11aは、出力線32aと、キャパシタ35aとの間に接続される。スイッチ素子12aは、キャパシタ35aのスイッチ素子11aが接続される側とは反対側から、GND線36aに接続される。スイッチ素子11a及びスイッチ素子12aは、制御信号φ1に基づいてON/OFFが切り替わる。
 スイッチ素子13aは、出力線32bと、キャパシタ35aとの間に接続される。スイッチ素子14aは、キャパシタ35aのスイッチ素子13aが接続される側とは反対側から、GND線36aに接続される。スイッチ素子13a及びスイッチ素子14aは、制御信号φ5に基づいてON/OFFが切り替わる。
 スイッチ素子15aは、出力線32cと、キャパシタ35aとの間に接続される。スイッチ素子16aは、キャパシタ35aのスイッチ素子15aが接続される側とは反対側から、GND線36cに接続される。スイッチ素子15a及びスイッチ素子16aは、制御信号φ3に基づいてON/OFFが切り替わる。
 スイッチ素子17aは、出力線32dと、キャパシタ35aとの間に接続される。スイッチ素子18aは、キャパシタ35aのスイッチ素子17aが接続される側とは反対側から、GND線36dに接続される。スイッチ素子17a及びスイッチ素子18aは、制御信号φ7に基づいてON/OFFが切り替わる。
 このようにキャパシタ35aの一方の側には、出力線32a~32dに接続されたスイッチ素子11a、13a、15a、17aが接続され、他方の側には、GND線36a~36dに接続されたスイッチ素子12a、14a、16a、18aが接続される。
 スイッチ素子11b~11hは、スイッチ素子11aがキャパシタ35aに接続するのと同様に、出力線32aとキャパシタ35b~35hとの間にそれぞれ接続される。またスイッチ素子12b~12hは、スイッチ素子12aがキャパシタ35aに接続するのと同様に、GND線36aとキャパシタ35b~35hとの間にそれぞれ接続される。スイッチ素子11b~11h及びスイッチ素子12b~12hは、制御信号φ2~φ8に基づいて制御される。
 スイッチ素子13b~13hは、スイッチ素子13aがキャパシタ35aに接続するのと同様に、出力線32aとキャパシタ35b~35hとの間にそれぞれ接続される。またスイッチ素子14b~14hは、スイッチ素子14aがキャパシタ35aに接続するのと同様に、GND線36bとキャパシタ35b~35hとの間にそれぞれ接続される。スイッチ素子13b~13h及びスイッチ素子14b~14hは、制御信号φ5、φ6、φ7、φ8、φ1、φ2、φ3、φ4に基づいて制御される。
 スイッチ素子15b~15hは、スイッチ素子15aがキャパシタ35aに接続するのと同様に、出力線32cとキャパシタ35b~35hとの間にそれぞれ接続される。またスイッチ素子16b~16hは、スイッチ素子16aがキャパシタ35aに接続するのと同様に、GND線36cとキャパシタ35b~35hとの間にそれぞれ接続される。スイッチ素子15b~15h及びスイッチ素子16b~16hは、制御信号φ3、φ4、φ5、φ6、φ7、φ8、φ1、φ2に基づいて制御される。
 スイッチ素子17b~17hは、スイッチ素子17aがキャパシタ35aに接続するのと同様に、出力線32dとキャパシタ35b~35hとの間にそれぞれ接続される。またスイッチ素子18b~18hは、スイッチ素子18aがキャパシタ35aに接続するのと同様に、GND線36dとキャパシタ35b~35hとの間にそれぞれ接続される。スイッチ素子17b~17h及びスイッチ素子18b~18hは、制御信号φ7、φ8、φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ6に基づいて制御される。
 このように、第1のフィルタ171は、8つのキャパシタ35a~35dに、出力線32a~32dが順次接続されることで、正相I信号、逆相I信号、正相Q信号、及び逆相Q信号を適正にフィルタリングすることが可能となっている。これにより、4つの信号の各々から所望の周波数帯域(例えばNFCの通信帯域)の周波数成分を抽出することが可能である。
 なお、正相I信号及び正相Q信号をフィルタリングするタイミングはπ/2だけ位相のずれたタイミング(例えばφ1とφ3)に設定される(図6等参照)。同様に、逆相I信号及び逆相Q信号をフィルタリングするタイミングもπ/2だけ位相のずれたタイミング(例えばφ5とφ7)に設定される。これにより、IQ変換された差動信号を高精度にフィルタリングすることが可能となる。
 図17は、第3の実施形態に係る第2のフィルタ172の具体的な構成例を示す回路図である。第2のフィルタ172は、正相I信号、正相Q信号、逆相I信号、逆相Q信号からNFC信号を除去するフィルタであり、8パスの複素ノッチフィルタ(Complex 8-Path Notch filter)として構成される。
 第2のフィルタ172は、図16に示す第1のフィルタ171を構成するフィルタ回路170の接続を切り替えることで実現可能である。具体的には、フィルタ回路170の第1の接続部31をGNDに接続し、第2の接続部36をIQ入力端子30に接続することで第2のフィルタ172が構成される。
 図17に示すように、第2のフィルタ172では、第1の接続部31の入力線31a~31bがGNDに接続される。また第2の接続部36のGND線36aが正相I入力端子30aに接続され、GND線36bが逆相I入力端子30bに接続され、GND線36cが正相Q入力端子30cに接続され、GND線36dが逆相Q入力端子30dに接続される。
 なお、第2のフィルタ172では、各スイッチ素子は、図16に示す第1のフィルタ171と同様のタイミングで制御される。これにより正相I信号、逆相I信号、正相Q信号、及び逆相Q信号から所望の周波数帯域(例えばNFCの通信帯域)の周波数成分を除去することが可能である。
 このように、フィルタ回路170を構成することで、IQ変換を用いた通信が実行される場合であっても、4つの信号を高精度にフィルタリングすることが可能である。また、共通のフィルタ回路170を用いて、第1のフィルタ171及び第2のフィルタ172を構成することができるため、回路の面積等を十分に小さくすることが可能となる。
 <その他の実施形態>
 本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
 図13に示すフローチャートでは、通信モードが実行できない場合に、通信を停止するシーケンスを実行することで消費電力を抑えた通信が実現された。これに限定されず、BAN通信を実行するための任意のシーケンス処理が実行されてよい。
 図18は、他の実施形態に係る通信装置の動作の一例を示すフローチャートである。図18に示すように、まず通信装置が起動され(ステップ201)、NFCキャリアを検出するための検出モードが実行される(ステップ202)。そして検出されたNFCキャリアのレベル(NFC信号の強度)についてのレベル判定が実行される(ステップ203)。
 NFCキャリアが十分に小さい場合(ステップ203のYes)、BAN通信を行う通信モードが実行される。一方で、NFCキャリアが大きくBAN通信を実行しないと判定された場合(ステップ203のNo)、所定時間の待機モードが実行される(ステップ204)。そして所定時間が経過すると、再度ステップ203のレベル判定が実行される。図18に示す処理では、レベル判定と待機モードとが、BAN通信が可能と判定されるまで繰り返し実行される。BAN通信が可能と判定されると、通信モードが実行される(ステップ205)。
 このように、レベル判定を継続的に繰り返すことで、BAN通信が可能となるタイミング(例えばNFCキャリアが弱まるタイミング等)を逃すことなく、BAN通信を実行することが可能である。これにより、BAN通信を確実に実行することが可能である。例えばこのような処理が実行されてもよい。
 上記の実施形態では、接続を切り替えることで第1のフィルタ及び第2のフィルタとして機能するフィルタ回路が用いられた。これに限定されず、例えば第1のフィルタ及び第2のフィルタが別々の回路を用いて構成されてもよい。あるいは、第1のフィルタ及び第2のフィルタのどちらか一方が設けられる、例えばこのような構成が採用されてもよい。
 また第1のフィルタが抽出する周波数帯域と、第2のフィルタが規制する周波数帯域とが互いに異なる帯域に設定されてもよい。第1のフィルタや第2のフィルタの周波数特性等は限定されず、例えばNFC信号の検出やBAN通信が適正に実行可能となるように適宜設定されてよい。
 図1では、NFC over BANの通信システムについて説明した。これに限定されず、例えばNFCのプラットフォームを用いることなく、BANの通信方式による通信が実行されてもよい。このような場合であっても、想定される妨害波を事前に検出することで、BAN通信を確実に実行することが可能である。
 上記では、NFC信号をBAN通信の妨害波として説明した。本技術はNFC信号のみならず、BAN通信の妨害波となる任意の通信方式の信号に対して適用可能である。またBAN通信を実行する場合に限定されず、他の通信方式による通信が実行される場合にも、本技術を用いることで、目的とする通信方式での通信を確実に実現することが可能である。
 目的とする通信方式としては、例えばNFC、携帯電話の移動体通信、WiFi(無線LAN)、Bluetooth(登録商標)等の任意の無線通信方式が用いられてよい。これらの通信方式に対して妨害波となる他の通信方式の信号を適宜検出することで、各通信方式での通信の確実性を十分に向上することが可能である。
 以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも2つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
 なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
(1)互いに異なる複数の通信方式の信号を含む無線信号を受信する受信部と、
 前記無線信号の受信に応じて生成された受信信号に含まれる第1の通信方式の信号の強度に基づいて、前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式による通信を実行するか否かを判定する判定部と、
 前記判定部による判定結果に基づいて、前記生成された受信信号を伝送する伝送路の通過帯域を制御する帯域制御部と
 を具備する通信装置。
(2)(1)に記載の通信装置であって、
 前記帯域制御部は、互いに通過帯域の異なる複数の伝送部を有し、前記伝送路に前記複数の伝送部の各々を切り替えて設定する
 通信装置。
(3)(2)に記載の通信装置であって、
 前記複数の伝送部は、前記第1の通信方式に応じた周波数帯域を抽出する抽出部と、前記第1の通信方式に応じた周波数帯域を規制する規制部と、前記受信信号を通過する通過部との少なくとも1つを含む
 通信装置。
(4)(3)に記載の通信装置であって、
 前記判定部は、前記抽出部を通過した信号の強度に基づいて、前記第2の通信方式による通信を実行するか否かを判定する
 通信装置。
(5)(3)又は(4)に記載の通信装置であって、
 前記判定部は、前記判定結果に基づいて、前記第1の通信方式の信号の強度を検出する検出モードを、前記第2の通信方式による通信を実行する通信モードに切り替える
 通信装置。
(6)(5)に記載の通信装置であって、
 前記帯域制御部は、前記検出モードが実行されている場合、前記伝送路に前記抽出部を設定する
 通信装置。
(7)(6)に記載の通信装置であって、
 前記帯域制御部は、前記第2の通信方式による通信を実行すると判定された場合、前記伝送路に前記規制部及び前記通過部のどちらか1方を設定する
 通信装置。
(8)(3)から(7)のうちいずれか1つに記載の通信装置であって、
 前記抽出部は、前記第1の通信方式の通信帯域を通過する帯域通過フィルタであり、
 前記規制部は、前記第1の通信方式の通信帯域を除去する帯域除去フィルタである
 通信装置。
(9)(1)から(8)のいずれか1つに記載の通信装置であって、
 前記判定部は、前記第1の通信方式の信号の強度が、第1の閾値以下である場合、前記第2の通信方式による通信の実行を判定する
 通信装置。
(10)(9)に記載の通信装置であって、
 前記帯域制御部は、前記第1の通信方式の信号の強度が、前記第1の閾値よりも低い第2の閾値以下である場合、前記伝送路に前記受信信号を通過する通過部を設定する
 通信装置。
(11)(10)に記載の通信装置であって、
 前記帯域制御部は、前記第1の通信方式の信号の強度が、前記第1の閾値以下であり前記第2の閾値よりも大きい場合、前記伝送路に前記第1の通信方式に応じた周波数帯域を規制する規制部を設定する
 通信装置。
(12)(1)から(11)のいずれか1つに記載の通信装置であって、
 前記判定部は、前記第2の通信方式による通信を実行しないと判定された場合、判定処理を所定時間だけ待機する待機モードを選択し、前記待機モードの後に前記判定処理を実行する
 通信装置。
(13)(12)に記載の通信装置であって、
 前記判定部は、前記待機モードが所定回数だけ連続して選択された場合、前記判定処理を停止する停止モードを選択する
 通信装置。
(14)(1)から(13)のいずれか1つに記載の通信装置であって、
 前記判定部は、前記第1の通信方式の信号の強度に応じて、前記第2の通信方式に用いられる通信信号の強度を制御する
 通信装置。
(15)(14)に記載の通信装置であって、
 前記通信信号は、受信用の信号及び送信用の信号の少なくとも一方を含む
 通信装置。
(16)(3)から(15)のいずれか1つに記載の通信装置であって、
 前記抽出部は、前記受信信号が入力される入力端子に接続される第1の端子部と、GNDに接続される第2の端子部とを含むフィルタ回路により構成され、
 前記規制部は、前記フィルタ回路の前記第1の端子部を前記GNDに接続し、前記第2の端子部を前記入力端子に接続することで構成される
 通信装置。
(17)(16)に記載の通信装置であって、
 前記フィルタ回路は、出力端子となる第3の端子部と、前記第3の端子部と前記第1の端子部との間に接続される抵抗部と、前記第3の端子部と前記第2の端子との間に接続される容量部とを有する
 通信装置。
(18)(1)から(17)のいずれか1つに記載の通信装置であって、
 前記第1の通信方式は、近接通信(NFC)の通信方式であり、
 前記第2の通信方式は、人体通信網(BAN)の通信方式である
 通信装置。
(19)(1)から(18)のいずれか1つに記載の通信装置であって、
 前記無線信号は、通信対象と人体との接触及び接近により受信される信号を含む
 通信装置。
(20)互いに異なる複数の通信方式の信号を含む無線信号を受信し、
 前記無線信号の受信に応じて生成された受信信号に含まれる第1の通信方式の信号の強度に基づいて、前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式による通信を実行するか否かを判定し、
 前記判定結果に基づいて、前記生成された受信信号を伝送する伝送路の通過帯域を制御する
 通信方法。
 10…人体
 21、31…第1の接続部
 22、32…出力線
 24a、24b、34a~34d…抵抗
 25a~25h、35a~35h…キャパシタ
 26、36…第2の接続部
 40…NFC信号
 41…BAN信号
 50…アンテナ
 52…受信ユニット
 53…送信ユニット
 54…デジタル処理部
 56…コントローラ
 60…伝送路
 63…帯域切替部
 70…フィルタ回路
 71、171…第1のフィルタ
 72、172…第2のフィルタ
 73…切替スイッチ
 76…スルースイッチ
 100、100a、100b…通信装置
 500…無線通信システム

Claims (20)

  1.  互いに異なる複数の通信方式の信号を含む無線信号を受信する受信部と、
     前記無線信号の受信に応じて生成された受信信号に含まれる第1の通信方式の信号の強度に基づいて、前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式による通信を実行するか否かを判定する判定部と、
     前記判定部による判定結果に基づいて、前記生成された受信信号を伝送する伝送路の通過帯域を制御する帯域制御部と
     を具備する通信装置。
  2.  請求項1に記載の通信装置であって、
     前記帯域制御部は、互いに通過帯域の異なる複数の伝送部を有し、前記伝送路に前記複数の伝送部の各々を切り替えて設定する
     通信装置。
  3.  請求項2に記載の通信装置であって、
     前記複数の伝送部は、前記第1の通信方式に応じた周波数帯域を抽出する抽出部と、前記第1の通信方式に応じた周波数帯域を規制する規制部と、前記受信信号を通過する通過部との少なくとも1つを含む
     通信装置。
  4.  請求項3に記載の通信装置であって、
     前記判定部は、前記抽出部を通過した信号の強度に基づいて、前記第2の通信方式による通信を実行するか否かを判定する
     通信装置。
  5.  請求項3に記載の通信装置であって、
     前記判定部は、前記判定結果に基づいて、前記第1の通信方式の信号の強度を検出する検出モードを、前記第2の通信方式による通信を実行する通信モードに切り替える
     通信装置。
  6.  請求項5に記載の通信装置であって、
     前記帯域制御部は、前記検出モードが実行されている場合、前記伝送路に前記抽出部を設定する
     通信装置。
  7.  請求項6に記載の通信装置であって、
     前記帯域制御部は、前記第2の通信方式による通信を実行すると判定された場合、前記伝送路に前記規制部及び前記通過部のどちらか1方を設定する
     通信装置。
  8.  請求項3に記載の通信装置であって、
     前記抽出部は、前記第1の通信方式の通信帯域を通過する帯域通過フィルタであり、
     前記規制部は、前記第1の通信方式の通信帯域を除去する帯域除去フィルタである
     通信装置。
  9.  請求項1に記載の通信装置であって、
     前記判定部は、前記第1の通信方式の信号の強度が、第1の閾値以下である場合、前記第2の通信方式による通信の実行を判定する
     通信装置。
  10.  請求項9に記載の通信装置であって、
     前記帯域制御部は、前記第1の通信方式の信号の強度が、前記第1の閾値よりも低い第2の閾値以下である場合、前記伝送路に前記受信信号を通過する通過部を設定する
     通信装置。
  11.  請求項10に記載の通信装置であって、
     前記帯域制御部は、前記第1の通信方式の信号の強度が、前記第1の閾値以下であり前記第2の閾値よりも大きい場合、前記伝送路に前記第1の通信方式に応じた周波数帯域を規制する規制部を設定する
     通信装置。
  12.  請求項1に記載の通信装置であって、
     前記判定部は、前記第2の通信方式による通信を実行しないと判定された場合、判定処理を所定時間だけ待機する待機モードを選択し、前記待機モードの後に前記判定処理を実行する
     通信装置。
  13.  請求項12に記載の通信装置であって、
     前記判定部は、前記待機モードが所定回数だけ連続して選択された場合、前記判定処理を停止する停止モードを選択する
     通信装置。
  14.  請求項1に記載の通信装置であって、
     前記判定部は、前記第1の通信方式の信号の強度に応じて、前記第2の通信方式に用いられる通信信号の強度を制御する
     通信装置。
  15.  請求項14に記載の通信装置であって、
     前記通信信号は、受信用の信号及び送信用の信号の少なくとも一方を含む
     通信装置。
  16.  請求項3に記載の通信装置であって、
     前記抽出部は、前記受信信号が入力される入力端子に接続される第1の端子部と、GNDに接続される第2の端子部とを含むフィルタ回路により構成され、
     前記規制部は、前記フィルタ回路の前記第1の端子部を前記GNDに接続し、前記第2の端子部を前記入力端子に接続することで構成される
     通信装置。
  17.  請求項16に記載の通信装置であって、
     前記フィルタ回路は、出力端子となる第3の端子部と、前記第3の端子部と前記第1の端子部との間に接続される抵抗部と、前記第3の端子部と前記第2の端子との間に接続される容量部とを有する
     通信装置。
  18.  請求項1に記載の通信装置であって、
     前記第1の通信方式は、近接通信(NFC)の通信方式であり、
     前記第2の通信方式は、人体通信網(BAN)の通信方式である
     通信装置。
  19.  請求項1に記載の通信装置であって、
     前記無線信号は、通信対象と人体との接触及び接近により受信される信号を含む
     通信装置。
  20.  互いに異なる複数の通信方式の信号を含む無線信号を受信し、
     前記無線信号の受信に応じて生成された受信信号に含まれる第1の通信方式の信号の強度に基づいて、前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式による通信を実行するか否かを判定し、
     前記判定結果に基づいて、前記生成された受信信号を伝送する伝送路の通過帯域を制御する
     通信方法。
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