WO2020075499A1

WO2020075499A1 - 通信装置

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Publication number: WO2020075499A1
Application number: PCT/JP2019/037533
Authority: WO
Inventors: 石河　伸一
Original assignee: 株式会社オートネットワーク技術研究所; 住友電装株式会社; 住友電気工業株式会社
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2020-04-16
Also published as: JP2020061694A

Abstract

通信装置は、同じ送信アンテナに二つの変調波を送信させる。通信装置は、第１送信回路と第２送信回路とを備える。第１送信回路は、所定の信号に基づき所定の変調方式によって変調された第１変調波を生成し、第１変調波を送信アンテナに与える。第２送信回路は、所定の信号に基づき所定の変調方式によって変調された第２変調波を生成し、第２変調波を送信アンテナに与える。第１変調波が伝送する情報のビット数と、第２変調波が伝送する情報のビット数とは、いずれも所定時間当たりに所定値である。所定時間を単位時間とした第１変調波の第１中心周波数と、所定時間を単位時間とした第２変調波の第２中心周波数とのいずれもが上記の所定値よりも大きい。第１中心周波数と第２中心周波数との差は上記の所定値の半値以下である。

Description

通信装置

　本開示は、通信装置に関する。

　車載装置と携帯機との間において双方向に無線通信を行い、コード（ｃｏｄｅ）を照合する認証システム（ｓｙｓｔｅｍ）が公知である。

　特許文献１において、第１通信において異なる二つの周波数（以下「対周波数」と仮称）を用いて所定の信号を送信する技術が提案される。無線中継器において当該信号が中継された場合、当該信号が増幅されることにより対周波数の３次相互変調歪みが発生する。これにより無線中継器は携帯機へ、対周波数の他、３次相互変調歪みによって発生する周波数（以下「相互変調周波数」）を有する信号を送信する。携帯機は信号のうち、相互変調周波数の成分を検出し、当該成分の強度に基づいて、無線中継器による中継の有無が判断される。

特開２０１８－４０１３３号公報

　例えば当該認証システムはコードの照合が成立することを条件として、車載装置を搭載する車両を制御することを可能にする。当該車両を制御する例として車両ドア（ｄｏｏｒ）の施錠、車輌ドアの解錠、エンジン（ｅｎｇｉｎｅ）の始動がある。

　当該無線通信のうち、車載装置から携帯機へ向けた通信（以下「第１通信」と仮称）が可能な空間的な範囲は、当該車両の周辺に制限される。かかる制限により、当該認証システムは、当該携帯機が当該車両の近傍界に位置する場合に限って利用されることが可能である。

　このような空間的な範囲が制限された無線通信を利用し、コードが照合されることを条件として、車両を制御することを制限する技術（以下「キーレス（ｋｅｙｌｅｓｓ）制御」と仮称）は、携帯機を所持しない者が車両に乗車して当該車両を制御することを回避する観点において、有利である。

　キーレス制御に抗して車両を制御する技術として、リレーアタック（Ｒｅｌａｙ　Ａｔｔａｃｋ）と通称される技術の存在が指摘される。リレーアタックにおいては、車両と携帯機との間に第１通信用の無線中継器が介在し、車両と携帯機とが上記近傍界から外れていても認証システムが可能となる。

　認証システムにおいて携帯機から車載装置へ向けた通信（以下「第２通信」と仮称）が可能な空間的な範囲は、通常、第１通信が可能な空間的な範囲よりも広く設定される。よってリレーアタックは、車載装置と携帯機とが離れていても、コードの照合、ひいては車両の制御を可能とする。これは携帯機を有しない者による車両の制御を可能とし、ひいては車両の窃盗に利用可能となる。

　特許文献１に記載された技術によれば、対周波数を狭帯域のフィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）によって二つの周波数に分離し、周波数毎に信号を増幅する場合、３次相互変調歪みが発生しない。このような場合には相互変調周波数の成分を検出しても上述の中継の有無を正しく判断することは困難である。

　特許文献１の技術によれば、第１通信において対周波数を用いることによって、第１通信において一つの周波数を用いる場合と比較して、第１通信用のアンテナ（ａｎｔｅｎｎａ）の個数が二倍必要となっている。通常、第１通信用のアンテナは通常、車両において３～５箇所に設けられるので、特許文献１の技術は製造費用の観点において不利である。

　第１通信は通常、ＬＦ（ｌｏｗ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯（例えば３０ｋＨｚ～３００ｋＨｚ）の周波数を利用する。第１通信用のアンテナは、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）などの高透磁率の材料に、薄い絶縁被覆を施した導線（例えばエナメル（ｅｎａｍｅｌ）線、ウレメット線（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ｅｎａｍｅｌｅｄ　ｃｏｐｐｅｒ　ｗｉｒｅ））を大きな巻回数によって巻回する構造を有している。かかる構造に由来して、当該アンテナは第１通信用の周波数毎に共振する。しかし、特許文献１は第１通信用のアンテナを対周波数において共用することについて何ら言及していない。

　そこで、本発明は、一つのアンテナにおいて二つの周波数を用いて通信を行う技術を提供することを目的とする。

　本開示の通信装置は、同じ送信アンテナに第１変調波および第２変調波を送信させるための通信装置である。当該通信装置は、第１送信回路と、第２送信回路とを備える。前記第１送信回路は、所定の信号に基づき所定の変調方式によって変調された前記第１変調波を生成し、前記第１変調波を前記送信アンテナに与える。前記第２送信回路は、前記所定の信号に基づき前記所定の変調方式によって変調された前記第２変調波を生成し、前記第２変調波を前記送信アンテナに与える。前記第１変調波が伝送する情報のビット数と、前記第２変調波が伝送する情報のビット数とは、いずれも所定時間当たりに所定値である。前記所定時間を単位時間とした前記第１変調波の第１中心周波数と、前記所定時間を単位時間とした前記第２変調波の第２中心周波数とのいずれもが前記所定値よりも大きい。前記第１中心周波数と前記第２中心周波数との差が前記所定値の半値以下である。

　本開示によれば、一つのアンテナによって二つの周波数を用いて通信が行われる。

図１は実施形態における第１の通信装置の構成を例示するブロック図である。図２は実施形態における第２の通信装置の構成を例示するブロック図である。図３は矩形波を示すグラフである。図４は変調波のスペクトラムを示すグラフである。図５はアンテナの利得を例示するグラフである。図６は二つの周波数成分を有する正弦波の波形を示すグラフである。図７は図６の波形の一部を拡大して示すグラフである。図８はマンチェスタ符号化方式を説明するタイミングチャートである。図９は第１送信回路および第２送信回路の構成を例示するブロック図である。図１０は中継検出部の機能を例示するブロック図である。

　［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様が列記して説明される。

　（１）本開示の通信装置は、同じ送信アンテナに第１変調波および第２変調波を送信させるための通信装置である。当該通信装置は、第１送信回路と、第２送信回路とを備える。前記第１送信回路は、所定の信号に基づき所定の変調方式によって変調された前記第１変調波を生成し、前記第１変調波を前記送信アンテナに与える。前記第２送信回路は、前記所定の信号に基づき前記所定の変調方式によって変調された前記第２変調波を生成し、前記第２変調波を前記送信アンテナに与える。前記第１変調波が伝送する情報のビット数と、前記第２変調波が伝送する情報のビット数とは、いずれも所定時間当たりに所定値である。前記所定時間を単位時間とした前記第１変調波の第１中心周波数と、前記所定時間を単位時間とした前記第２変調波の第２中心周波数とのいずれもが前記所定値よりも大きい。前記第１中心周波数と前記第２中心周波数との差が前記所定値の半値以下である。

　本開示の通信装置は、一つのアンテナによって二つの周波数を用いて通信を行う。当該通信装置はしかも、二つの変調波を、それが伝送する情報を損なうことなく周波数を分離して増幅することを防止する。

　（２）前記所定の変調方式は振幅デジタル変調であることが好ましい。当該通信装置は二つの変調波によって情報を伝送することが容易である。

　（３）前記所定の変調方式において、前記所定の信号をマンチェスタ符号化方式によって符号化して得られる符号が変調信号とされることが好ましい。二つの変調波によって伝送される情報は、二つの中心周波数の差によるビート、特にヌルポイントの影響を受けにくいからである。

　（４）前記符号によって、前記第１変調波の位相と前記第２変調波の位相とが互いに同期されることが好ましい。二つの変調波によって伝送される情報について、二つの中心周波数の差によるビート、特に信号強度の変動が低減されるからである。

　［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の通信装置の具体例が、以下に図面を参照して説明される。本開示はこれらの例示に限定されず、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内におけるすべての変更が含まれることが意図される。以下に記載する実施形態の少なくとも一部が任意に組み合わされてもよい。

　[実施形態]
　以下、実施形態に係る通信装置が説明される。図１は、この実施形態における第１の通信装置１の構成を例示するブロック図である。第１の通信装置１は、同じ送信アンテナ２に第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を送信させるための通信装置である。

　例えば第１の通信装置１はキーレス制御に採用される車載装置であるボディ・コントロール・モジュール（Ｂｏｄｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍｏｄｕｌｅ：以下「ＢＣＭ」とも称す）に適用される。第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２は上述の第１通信に利用される。第１通信は上述のように、ＬＦ帯の電波を用いて行われるので、送信アンテナ２は図１において「ＬＦアンテナ」と付記される。送信アンテナ２は通常、第１の通信装置１の外部に設けられる。

　第１の通信装置１は、第１送信回路１１と第２送信回路１２とを備える。第１送信回路１１は、信号Ｒｅｑに基づき所定の変調方式によって変調された第１変調波ＬＦ１を生成し、第１変調波ＬＦ１を送信アンテナ２に与える。第２送信回路１２は、信号Ｒｅｑに基づき所定の変調方式によって変調された第２変調波ＬＦ２を生成し、第２変調波ＬＦ２を送信アンテナ２に与える。このような機能に鑑み、図１において第１送信回路１１を示すブロックは「ＬＦ１送信回路」と付記され、第２送信回路１２を示すブロックは「ＬＦ２送信回路」と付記される。

　図２は、この実施形態における第２の通信装置５の構成を例示するブロック図である。第２の通信装置５は、第１の通信装置１と双方向の通信が可能に構成される。例えば第２の通信装置５はキーレス制御に採用される携帯機に適用される。このように適用される場合、第２の通信装置５はｆｏｂ（あるいはＦＯＢ）と称される場合がある。

　第２の通信装置５は受信アンテナ５２と、受信アンテナ５２を介して第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を受信する受信回路５１とを備える。例えばキーレス制御においては、上述のように、第１通信がＬＦ帯の電波を用いて行われるので、図２において受信回路５１は「ＬＦ受信回路」と付記され、受信アンテナ５２は「ＬＦアンテナ」と付記される。

　第２の通信装置５は、送信アンテナ５３と送信回路５９とを更に備える。送信アンテナ５３は送信回路５９によって生成された第３変調波を送信する。例えばキーレス制御においては、第２通信は通常、ＵＨＦ（ｕｌｔｒａ　ｈｉｇｈ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯（０．３～３ＧＨｚ）の電波を用いて行われる。図２において送信アンテナ５３は「ＵＨＦアンテナ」と付記され、送信回路５９は「ＵＨＦ送信回路」と付記される。

　受信アンテナ５２および送信アンテナ５３は、通常、第２の通信装置５の内部に設けられる。受信回路５１、送信アンテナ５３、送信回路５９が一纏めの回路として構成されてもよい。第２の通信装置５の構成については後に更に説明が行われる。

　図１を参照して、信号Ｒｅｑは第２の通信装置５に対し、第１の通信装置１への第３変調波の送信を促す機能を果たす。

　例えばキーレス制御においてＢＣＭたる第１の通信装置１は、ｆｏｂたる第２の通信装置５に対し、ウェイク（ｗａｋｅ）信号たる信号Ｒｅｑを伝送する。第２の通信装置５は信号Ｒｅｑに応答し、それまでのスリープ（ｓｌｅｅｐ）状態を解除し、その解除を第３変調波として送信する。

　あるいは信号Ｒｅｑは、第１の通信装置１自身を特定する第１識別情報（以下「マスタ（ｍａｓｔｅｒ）ＩＤ」とも称す）を示し、これに対する応答（例えばいわゆる「ＡＣＫ」（肯定応答）や第２の通信装置５を特定する第２識別情報（以下「キー（ｋｅｙ）ＩＤ」とも称す））を第２の通信装置５に要求する。第２の通信装置５は当該応答を第３変調波として送信する。以下、信号ＲｅｑがマスタＩＤを示し、当該応答がキーＩＤである場合を例に採って説明する。

　第１の通信装置１は信号Ｒｅｑの情報を格納するメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）１４を更に備える。ここでは信号ＲｅｑがマスタＩＤを示すので、メモリ１４は図１において「マスタＩＤ」と付記される。マスタＩＤは第１送信回路１１と第２送信回路１２とに入力される。図１においては便宜状この入力は、メモリ１４から第１送信回路１１と第２送信回路１２へ向う矢印と、これに付記される記号「Ｒｅｑ」とを用いて示される。

　第１の通信装置１は受信回路１９を更に備える。受信回路１９は受信アンテナ３から、第３変調波を受信する機能を有する。第３変調波は、例えばキーレス制御に採用され、第２通信（例えば上述の肯定応答）に利用される。第２通信は通常、ＵＨＦ帯の電波を用いて行われるので、受信アンテナ３は図１において「ＵＨＦアンテナ」と付記される。受信アンテナ３は通常、第１の通信装置１の外部に設けられる。

　第１の通信装置１は暗号の照合を行う照合部１５を更に備える。第３変調波に含まれる暗号化されたキーＩＤの照合を、照合部１５が行う。照合部１５はメモリ１４と共に、第１識別情報および第２識別情報の管理を行う識別情報管理部１３として把握することができる。図１の例示においては、第１送信回路１１、第２送信回路１２、識別情報管理部１３は、第１の通信装置１が備えるマイクロコンピュータ（ｍｉｃｒｏ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１０において実現される。

　送信アンテナ２、受信アンテナ３、識別情報管理部１３の機能および受信回路１９の機能は公知であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

　＜中心周波数と伝送速度との関係＞
　本実施の形態において第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２の伝送速度と、第１変調波ＬＦ１の周波数と、第２変調波ＬＦ２の周波数との間には特定の関係がある。具体的には以下の三点の関係がある。

　(i)第１変調波ＬＦ１が所定時間当たりに伝送する情報のビット（ｂｉｔ）数（伝送速度）と、第２変調波ＬＦ２が所定時間当たりに伝送する情報のビット数（伝送速度）とは、いずれも所定値ｆｄであり；
　(ii)第１変調波ＬＦ１の中心周波数（以下「第１中心周波数」とも称す）ｆ１および第２変調波ＬＦ２の中心周波数（以下「第２中心周波数」とも称す）ｆ２のいずれもが所定値ｆｄよりも大きく；
　(iii)中心周波数ｆ１，ｆ２の差は、所定値ｆｄの半値ｆｄ／２以下である。

　但し中心周波数を求める単位時間は、伝送速度を求める所定時間と共通する。例えば伝送速度は毎秒のビット数を示す単位ｂｐｓを採用し、中心周波数は毎秒のサイクル（ｃｙｃｌｅ）数を示す単位Ｈｚを採用する。

　図３は周期２Ｔ、デューティ（ｄｕｔｙ　ｒａｔｉｏ）５０％の矩形波を示すグラフであり、横軸には時間が採用される。この矩形波は“Ｈ”、“Ｌ”の二値を情報として有するとみることができるので、伝送速度は（１／Ｔ）である。

　図４は図３に示された矩形波を変調信号として変調された変調波のスペクトラム（ｓｐｅｃｔｒｕｍ）を示すグラフであり、横軸には周波数が採用される。但し便宜状、中心周波数が０へと移動されたグラフが示される。

　図３および図４から理解されるように、中心周波数ｆ０の変調波が伝送速度（１／Ｔ）の変調信号によって振幅変調、例えば振幅デジタル変調（ＡＳＫ：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）されているとき、中心周波数ｆ０に最も近いサイドバンド（ｓｉｄｅ　ｂａｎｄ）は、周波数ｆ０－１／（２Ｔ），ｆ０＋１／（２Ｔ）を有する。所定値ｆｄ（＝１／Ｔ）を導入して、上記(i)(ii)が満足されれば、第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２のいずれもが、所定値ｆｄの伝送速度において情報を伝達できる。このように振幅変調は、第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２に上記の条件(i)(ii)を容易に満足させる（所定値ｆｄの伝送速度において情報を伝送する）観点において有利である。

　中心周波数ｆ１，ｆ２の差が、所定値ｆｄの半値ｆｄ／２よりも大きい場合を考察する。この場合、第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２が重畳している信号に対し、中心周波数ｆ１を中心周波数とする狭帯域フィルタを用いることにより、変調信号として採用された情報を損なわずに第１変調波ＬＦ１が第２変調波ＬＦ２から分離され得る。第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２が重畳している信号に対し、中心周波数ｆ２を中心周波数とする狭帯域フィルタを用いることにより、変調信号として採用された情報を損なわずに第２変調波ＬＦ２が第１変調波ＬＦ１から分離され得る。

　例えばｆ２＝ｆ１＋ｆｄ／２＋Δであるとき（各項は全て正）、中心周波数ｆ１と帯域幅（ｆｄ＋Δ／２）とを有するフィルタと、中心周波数ｆ２と帯域幅（ｆｄ＋Δ／２）とを有するフィルタとを用いて、情報を損なわずに第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２が互いに分離され得る。

　上記(iii)が満足されれば、フィルタを用いて第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を、情報を損なわずに互いに分離することは困難である。上記(i)(ii)(iii)を満足する第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を第１通信において採用すれば、リレーアタックに用いられる中継器において周波数毎に信号を増幅しても情報は損なわれる。あるいは周波数毎に信号を増幅せずに第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２が互いに分離されないまま増幅されると、相互変調周波数を有する信号が発生する。

　このようにして第１の通信装置１は、上述の(i)(ii)(iii)を満足する第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を送信することにより、リレーアタックによる盗難を防止することに資する。

　例えば所定値ｆｄの伝送速度は毎秒２．５ｋビットであり、中心周波数ｆ１は１２５ｋＨｚ（毎秒１２５ｋサイクル）、中心周波数ｆ２は１２６ｋＨｚ（毎秒１２６ｋサイクル）である。(i)が満足される場合、(ii)が満足されることは明らかである。ｆ２－ｆ１＝１０００［サイクル／秒］であり、これは１秒当たりに伝送されるビット数である２５００［ビット／秒］よりも小さい。よって(iii)も満足される。

　＜対周波数を用いての送信アンテナの共用＞
　次に、第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２が同じ送信アンテナ２によって送信され得ることが説明される。つまり一つのアンテナによって対周波数を用いて第１通信が行えることが説明される。

　一般にアンテナの指標となるＱ値は、その最大利得の中心周波数Ｆｃと、最大利得との差が３ｄＢ以下となる利得が得られる帯域幅Ｗｂとを用いて、Ｑ＝Ｆｃ／Ｗｂで表される。図５はアンテナの利得を例示するグラフであり、最大利得Ｇｏが得られる中心周波数Ｆｃ、利得（Ｇｏ－３）［ｄＢ］が得られる周波数Ｆ１（＜Ｆｃ），Ｆ２（＞Ｆｃ）を示す。この場合、帯域幅Ｗｂは周波数の差（Ｆ２－Ｆ１）である。

　第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２において、上述のような所定値ｆｄの伝送速度（＝２．５ｋｂｐｓ）および中心周波数ｆ１（＝１２５ｋＨｚ），ｆ２（＝１２６ｋＨｚ）が設定される場合を例に採ると、送信アンテナ２の利得に要求される帯域幅Ｗｂは２．５ｋＨｚであり、当該利得の中心周波数Ｆｃは１２５．５ｋＨｚ（＝（１２６＋１２５）／２）であり、Ｑ値は１２５．５／２．５≒５０である。つまり送信アンテナ２のＱ値が５０を超えると、第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２の両方において、情報を伝送速度２．５ｋｂｐｓにおいて送信することは望ましくない。

　しかし一般的にＬＦ帯の送信に用いられるアンテナのＱ値は２０～３０であるので、第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を同じ送信アンテナ２によって送信できる。

　＜変調信号を得るための符号化＞
　第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を、信号Ｒｅｑを用いた変調（例えばＡＳＫ変調）によって得ることができる。しかしながら、第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を同じ送信アンテナ２から送信することにより、ビート（ｂｅａｔ）が発生する。当該ビートは第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を受信する側においてのこれらの信号強度の変動を招く。伝送される情報が当該ビートの影響を受けにくくなる観点においては、信号Ｒｅｑを符号化して得られる変調信号を用いて変調を行うことが有利である。

　図６は二つの周波数成分を有する正弦波の波形を示すグラフである。具体的には中心周波数ｆ１として上記に例示された周波数１２５ｋＨｚの正弦波と、中心周波数ｆ２として上記に例示された周波数１２６ｋＨｚの正弦波とを合成した波形が示される。合成によりビートが発生し、中心周波数ｆ１，ｆ２の差が１ｋＨｚであることを反映して、振幅の包絡線は周波数１ｋＨｚにおいて、即ち１ｍｓの周期において変動する。その最小値はほぼ０であり、当該最小値はヌルポイント（ｎｕｌｌ　ｐｏｉｎｔ）と通称される。

　図７は図６の波形の一部（１ｍｓ分）を拡大して示すグラフである。包絡線が最大となる時刻と最小（いわゆる「ヌルポイント」）となる時刻との間隔は、包絡線の周期の半分、即ち０．５ｍｓである。伝送速度２．５ｋｂｐｓのとき１ビットは１／２．５ｋ＝０．４［ｍｓ］の幅を有する。

　第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２の変調に用いられる変調信号が、例えばＮＲＺ（ｎｏｎ－ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－ｚｅｒｏ）の態様によって情報を示す場合、二値の一方が３ビット以上連続するとその情報に拘わらずに第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２の値がほぼ０となる時点が発生する。

　信号ＲｅｑがＮＲＺの態様を採る場合には、振幅変調を行っているにも拘わらず、ヌルポイントによって信号Ｒｅｑが示す情報が損なわれる可能性がある。変調信号として信号Ｒｅｑを符号化して用いることは、信号ＲｅｑがＮＲＺの態様を採る場合であっても、ヌルポイントの影響を受けにくい観点において有利である。

　例えば、ＩＥＥＥ８０２．３において採用されるマンチェスタ（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ）符号化方式を用いれば、符号化前の情報において二値の一方が２ビット以上連続する情報であっても、符号化後の情報では二値が２ビット以上連続することはない。

　図８はマンチェスタ符号化方式を説明するタイミングチャートである。ＮＲＺの態様の信号Ｒｅｑが、クロック（ｃｌｏｃｋ）信号ＣＬの立ち上がりに同期して、マンチェスタ符号化に供されて、符号Ｍが得られる場合が例示される。ここでは信号Ｒｅｑのビット“１”が論理“Ｈ”に、ビット“０”が論理“Ｌ”に、それぞれ対応する場合が例示される。

　マンチェスタ符号化方式においては、符号化される前であってＮＲＺの態様を有する信号とクロック信号との排他的論理和によって符号が得られることが周知である。そしてマンチェスタ符号化によって得られた符号は、クロック信号ＣＬの一周期を超えて同じ論理を採ることがない。

　クロック信号ＣＬの一周期を値ｆｄの逆数に設定することによって、符号Ｍは所定値ｆｄの伝送速度において伝送される。ここではクロック信号ＣＬの一周期は１／２．５ｋ＝０．４［ｍｓ］に設定される。符号Ｍは０．４ｍｓ（＜０．５［ｍｓ］）を超えて連続した値を採らない。従って符号Ｍを変調信号として変調された第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２は、ヌルポイントの影響を受けにくい。

　ヌルポイントは１／（ｆ２－ｆ１）の時間間隔で発生する。この時間間隔は、上述の例では１／（１２６［ｋＨｚ］－１２５［ｋＨｚ］）＝１．０［ｍｓ］である。このことから、(iii)が満足されていれば、毎秒のサイクル数が値ｆｄであるクロック信号でマンチェスタ符号化を行うことは、(iii)を満足し、かつヌルポイントの影響を受けにくい点で有利である。つまり周波数毎に信号を増幅する中継器を用いたリレーアタックが防止され、かつ第１通信での信号強度の変動が低減される観点において有利である。

　＜変調波の波形の改善＞
　符号Ｍを変調信号としてヌルポイントの影響が排除できてもビートは存在する。第１変調波ＬＦ１と第２変調波ＬＦ２とが受信されるときに、信号強度の変動が生じ得る。よって変調が行われる際、第１変調波ＬＦ１の位相と第２変調波ＬＦ２の位相が揃えられることは、揃えられない場合と比較して、第１通信での信号強度の変動が低減される観点において、より有利である。

　もちろん、第１変調波ＬＦ１と第２変調波ＬＦ２とは、それぞれの中心周波数ｆ１，ｆ２が互いに異なる（対周波数を有する）ので、常に位相が揃えられることはできない。しかし符号Ｍの論理が遷移する度にそれぞれの初期位相が揃えられることができる。

　例えば、中心周波数ｆ１，ｆ２よりも高い周波数のキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）が振幅変調されて得られる変調波として原変調波ＬＦ０が得られる。原変調波ＬＦ０が分周されて第１変調波ＬＦ１と第２変調波ＬＦ２が生成される。第１変調波ＬＦ１と第２変調波ＬＦ２は同じ原変調波ＬＦ０から分周されるので、振幅変調における第１変調波ＬＦ１の初期位相と第２変調波ＬＦ２の初期位相とは互いに同期される。図６および図７から理解されるように、包絡線が最大となる時点に相当する位相が初期位相となり、第１通信での信号強度の変動が低減される。

　原変調波ＬＦ０を得るための振幅変調において、符号Ｍが変調信号とされる。これにより符号Ｍによって、より具体的にはその立ち上がり（あるいは立ち下がり）において、第１変調波ＬＦ１の初期位相と第２変調波ＬＦ２の初期位相とが互いに同期される。

　図９は第１送信回路１１および第２送信回路１２の構成を例示するブロック図である。第１送信回路１１は符号化回路１０ａと位相同期回路１１ｂとを有する。第２送信回路１２は符号化回路１０ａと位相同期回路１２ｂとを有する。

　図１においては、第１送信回路１１は符号化回路１１ａと位相同期回路１１ｂとを有し、第２送信回路１２は符号化回路１２ａと位相同期回路１２ｂとを有する。図９における符号化回路１０ａは、図１における符号化回路１１ａ，１２ａが、第１送信回路１１と第２送信回路１２とで共有される場合を表す。

　符号化回路１０ａ（あるいは符号化回路１１ａ，１２ａ：以下同様）は、信号Ｒｅｑに対してマンチェスタ符号化方式によって符号化を行い、符号Ｍを生成する。図９の例示では、符号化回路１０ａは分周回路１０ｄと論理ゲート１０ｍとを有する。

　分周回路１０ｄは原クロック信号ＣＬ０を分周してクロック信号ＣＬを生成する。例えば原クロック信号ＣＬ０は周波数３２ＭＨｚでデューティ５０％の矩形波であり、分周回路１０ｄは分周比１２８００で原クロック信号ＣＬ０を分周し、周波数２．５ｋＨｚのクロック信号ＣＬを生成する。かかる機能に鑑みて、分周回路１０ｄは図９において「１２８００分周」と付記される。

　論理ゲート１０ｍは信号Ｒｅｑとクロック信号ＣＬとの排他的論理和として符号Ｍを出力する。排他的論理和を用いてマンチェスタ符号化が行われることは図８を用いて既に説明された。

　原クロック信号ＣＬ０は、マイクロコンピュータ１０の動作に採用されるクロックが流用され得る。図９では振動子ＸＴとコンデンサＣＧ，ＣＤとによって原クロック信号ＣＬ０が生成される構成が例示される。図１では振動子ＸＴとコンデンサＣＧ，ＣＤの図示は省略された。

　位相同期回路１１ｂは第１変調波ＬＦ１を、位相同期回路１２ｂは第２変調波ＬＦ２を、それぞれ生成する。位相同期回路１１ｂはゲート１１ｓと分周回路１１ｄとを有する。位相同期回路１２ｂはゲート１２ｓと分周回路１２ｄとを有する。

　ゲート１１ｓ，１２ｓはいずれも、符号Ｍの論理値が一方の値、例えば“Ｈ”を採るときにのみ原クロック信号ＣＬ０を出力する。ゲート１１ｓ，１２ｓは原クロック信号ＣＬ０をキャリアとし、符号Ｍを変調信号とする変調波たる原変調波ＬＦ０を出力する。図９ではゲート１１ｓ，１２ｓはいずれも、原クロック信号ＣＬ０を入力して、符号Ｍによって原クロック信号ＣＬ０を外部へ接続するか否かを制御するスイッチとして表される。

　分周回路１１ｄは原変調波ＬＦ０を分周して第１変調波ＬＦ１を生成する。分周回路１２ｄは原変調波ＬＦ０を分周して第２変調波ＬＦ２を生成する。上述の例に則していえば、原変調波ＬＦ０においては周波数３２ＭＨｚの矩形波が振幅変調されている。分周回路１１ｄは分周比２５６で原変調波ＬＦ０を分周し、周波数１２５ｋＨｚの第１変調波ＬＦ１を生成する。かかる機能に鑑みて、分周回路１１ｄは図９において「２５６分周」と付記される。分周回路１２ｄは分周比２５４で原変調波ＬＦ０を分周し、周波数１２５．９８ｋＨｚ（≒１２６ｋＨｚ）の第２変調波ＬＦ２を生成する。かかる機能に鑑みて、分周回路１２ｄは図９において「２５４分周」と付記される。

　＜ｆｏｂでの動作＞
　例えば特許文献１によって公知ではあるが、第２の通信装置５の動作が、その構成と共に簡単に説明される。

　図２を参照して、第２の通信装置５はマイクロコンピュータ５０を更に備える。ＡＤ変換部５４、中継検出部５７、照合部５６、暗号化部５５の機能が、例えばマイクロコンピュータ５０によって実現される。

　第２の通信装置５においては、ＬＦ帯の信号を、受信アンテナ５２を介して受信回路５１が受信する。第１通信が行われている場合、この実施形態では第１変調波ＬＦ１および第２変調波ＬＦ２を含むＬＦ帯の信号が、受信回路５１からＡＤ変換部５４および照合部５６に与えられる。

　照合部５６は、当該ＬＦ帯の信号にマスタＩＤ、あるいはキーＩＤが含まれているか否かを照合する。このような機能に鑑みて、照合部５６は図２において「ＩＤ照合」と付記される。

　ＡＤ変換部５４はアナログ（ａｎａｌｏｇｕｅ）／デジタル（ｄｉｇｉｔａｌ）変換（ＡＤ変換）を行って、受信回路５１で受信したＬＦ帯の信号をデジタル信号に変換する。中継検出部５７は当該デジタル信号を受け、中継器の有無を判断する。

　ＡＤ変換部５４の機能はマイクロコンピュータ５０によって実現でき、マイクロコンピュータ５０が有するハイインピーダンス（ｈｉｇｈ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）の入力端子に当該デジタル信号が入力される。このように、ＡＤ変換部５４および中継検出部５７の機能をマイクロコンピュータ５０によって実現することは、受信回路５１へ影響を与えることなく、中継検出部５７での処理を行える観点において有利である。

　図１０は中継検出部５７の機能を例示するブロック図である。中継検出部５７は、ＦＦＴ（ｆａｓｔ　ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理部５７ａ、スペクトラム強度算出部５７ｂ、中継判定部５７ｃの機能を実現する。このような機能に鑑みて、中継検出部５７は図２において「ＦＦＴ／中継検出」と付記される。

　当該デジタル信号はＦＦＴ処理部５７ａによって、その周波数毎の強度が求められる。スペクトラム強度算出部５７ｂは、ＦＦＴ処理部５７ａから周波数毎の強度を受け、第１中心周波数ｆ１、第２中心周波数ｆ２、相互変調周波数における強度（周波数成分）を求める。例えばスペクトラム強度算出部５７ｂは各周波数における強度のピーク（ｐｅａｋ）を求めて第１中心周波数ｆ１、第２中心周波数ｆ２を検出し、これらから相互変調周波数を求め、当該相互変調周波数の成分を求める。このような機能に鑑みて、スペクトラム強度算出部５７ｂは図１０において「３次相互変調歪みスペクトラム強度算出」と付記される。

　中継判定部５７ｃは、第１中心周波数ｆ１、第２中心周波数ｆ２、相互変調周波数における強度を受け、例えば特許文献１によって公知の手法を用い、受信回路５１が受信した信号が中継器によって増幅されたものであるか否か（リレーアタックの有無）を判定する。このような機能に鑑みて、中継判定部５７ｃは図１０において「ＲＡ中継判定」と付記される。

　中継判定部５７ｃがリレーアタックなしと判定し、かつ照合部５６での上記の照合結果が適正であった場合、送信回路５９は通常のコマンド（ｃｏｍｍａｎｄ）、例えばドア開錠コマンドあるいはエンジン始動コマンドを、第２通信としてＵＨＦ帯の信号にして第３変調波を送信する。例えばこれらのコマンドは暗号化部５５によって暗号化される。

　中継判定部５７ｃがリレーアタックありと判定した場合、あるいは照合部５６での上記の照合結果が不適正であった場合、送信回路５９は上記コマンドを送信しない。中継判定部５７ｃがリレーアタックありと判定した場合、リレーアタックがあるという警報情報（図１０では「ＲＡ警報」と表記）を、中継判定部５７ｃが送信回路５９に送信させてもよい。

　＜変形例＞
　ゲート１１ｓ，１２ｓはいずれも、符号Ｍと原クロック信号ＣＬ０を入力し、原変調波ＬＦ０を出力する。ゲート１１ｓ，１２ｓは位相同期回路１１ｂ，１２ｂにおいて共有されてもよい。

　図１においては第１送信回路１１、第２送信回路１２、識別情報管理部１３は、マイクロコンピュータ１０が行う演算として機能的なブロックで表された。しかしながらこれらの機能がハードウェア（ｈａｒｄｗａｒｅ）で実現されてもよい。

　図２においてはＡＤ変換部５４、中継検出部５７、照合部５６、暗号化部５５は、マイクロコンピュータ５０が行う演算として機能的なブロックで表された。しかしながらこれらの機能がハードウェアで実現されてもよい。

　上記実施形態および各変形例において説明された各構成は、相互に矛盾しない限り適宜に組み合わせられることができる。

　１　第１の通信装置
　２，５３　送信アンテナ
　２Ｔ　周期
　３，５２　受信アンテナ
　５　第２の通信装置
　１０，５０　マイクロコンピュータ
　１０ａ，１１ａ，１２ａ　符号化回路
　１０ｄ，１１ｄ，１２ｄ　分周回路
　１０ｍ　論理ゲート
　１１　第１送信回路
　１１ｂ，１２ｂ　位相同期回路
　１１ｓ，１２ｓ　ゲート
　１２　第２送信回路
  １３　識別情報管理部
  １４　メモリ
  １５，５６　照合部
  １９，５１　受信回路
  ５４　ＡＤ変換部
  ５５　暗号化部
  ５７　中継検出部
  ５７ａ　ＦＦＴ処理部
  ５７ｂ　スペクトラム強度算出部
  ５７ｃ　中継判定部
  ５９　送信回路
  ＣＤ，ＣＧ　コンデンサ
  ＣＬ　クロック信号
  ＣＬ０　原クロック信号
  Ｆ１，Ｆ２　周波数
  Ｆｃ　中心周波数
  Ｇｏ　最大利得
  ＬＦ０　原変調波
  ＬＦ１　第１変調波
  ＬＦ２　第２変調波
  Ｒｅｑ　信号
  Ｗｂ　帯域幅
  ＸＴ　振動子
  ｆ０　中心周波数
  ｆ１　第１中心周波数
  ｆ２　第２中心周波数
  ｆｄ　所定値

Claims

　同じ送信アンテナに第１変調波および第２変調波を送信させるための通信装置であって、
　第１送信回路と、
　第２送信回路と
を備え、
　前記第１送信回路は、所定の信号に基づき所定の変調方式によって変調された前記第１変調波を生成し、前記第１変調波を前記送信アンテナに与え、
　前記第２送信回路は、前記所定の信号に基づき前記所定の変調方式によって変調された前記第２変調波を生成し、前記第２変調波を前記送信アンテナに与え、
　前記第１変調波が伝送する情報のビット数と、前記第２変調波が伝送する情報のビット数とは、いずれも所定時間当たりに所定値であり、
　前記所定時間を単位時間とした前記第１変調波の第１中心周波数と、前記所定時間を単位時間とした前記第２変調波の第２中心周波数とのいずれもが前記所定値よりも大きく、
　前記第１中心周波数と前記第２中心周波数との差が前記所定値の半値以下である、通信装置。
　請求項１に記載の通信装置であって、
　前記所定の変調方式は振幅デジタル変調である、通信装置。
　請求項２に記載の通信装置であって、
　前記所定の変調方式において、前記所定の信号をマンチェスタ符号化方式によって符号化して得られる符号が変調信号とされる、通信装置。
　請求項３に記載の通信装置であって、
　前記符号によって、前記第１変調波の位相と前記第２変調波の位相とが互いに同期される、通信装置。