WO2014002443A1

WO2014002443A1 - 無線通信システム

Info

Publication number: WO2014002443A1
Application number: PCT/JP2013/003848
Authority: WO
Inventors: 宗範松本; 高岡　彰; 俊宏若松
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2014-01-03
Also published as: US9042426B1; US20150146762A1; JP2014010044A; JP6149356B2

Abstract

　無線通信システムは、ユーザが所持する携帯機（２０）と、車両に搭載され、携帯機と通信可能に接続された車載装置（１０）を備える。車載装置は、送信部（３）、送信制御部、受信判定部と位置特定部を備える。送信部は、送信データを所定拡散率でスペクトラム拡散変調した低周波数帯のリクエスト信号を送信する。送信制御部は、送信データを第1所定拡散率を用いて拡散変調させて第1到達範囲を有する第1リクエスト信号を送信させるように送信部を制御し、第1所定拡散率に基づいて第２所定拡散率を設定し、送信データを第２所定拡散率を用いて拡散変調させて第２到達範囲を有する第２リクエスト信号を送信させるように送信部を制御する。受信判定部は、リクエスト信号に応答して携帯機より送信されるレスポンス信号の受信判定を行う。位置特定部は、受信判定の結果に基づいて、携帯機が位置する領域を第１到達範囲と第２到達範囲のうちの1つに特定する。

Description

無線通信システム

関連出願の相互参照

　本開示は、２０１２年６月２９日に出願された日本出願番号２０１２－１４６５２２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

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

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

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

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

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

特開２０００－１０４４２９号公報特開２０１０－００１６４２号公報

　本開示は、上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車載装置から携帯機へのリクエスト信号の電波強度を所望の範囲内に抑えつつ、リクエスト信号の到達範囲を大きくするとともに、携帯機の位置をより精度良く特定できる無線通信システムを提供することにある。

　本開示の一態様による無線通信システムは、ユーザが所持する携帯機と、車両に搭載され、前記携帯機と通信可能に接続された車載装置を備える。前記車載装置は、送信部、送信制御部、受信判定部と位置特定部を備える。前記送信部は、送信データを第1所定拡散率と第２所定拡散率を含む複数の所定拡散率でスペクトラム拡散変調し、スペクトラム拡散変調した低周波数帯の第1リクエスト信号と第２リクエスト信号を含む複数のリクエスト信号を前記携帯機に送信する。前記送信制御部は、前記第1所定拡散率を設定し、前記送信データを前記第1所定拡散率を用いてスペクトラム拡散変調させて第1到達範囲を有する前記第1リクエスト信号を前記携帯機に送信させるように前記送信部を制御し、前記第1所定拡散率に基づいて前記第２所定拡散率を設定し、前記送信データを前記第２所定拡散率を用いてスペクトラム拡散変調させて第２到達範囲を有する前記第２リクエスト信号を送信させるように前記送信部を制御する。前記受信判定部は、前記第１リクエスト信号と第２リクエスト信号のうちの1つである対象リクエスト信号に応答して前記携帯機より送信されるレスポンス信号の受信判定を行う。前記レスポンス信号の受信判定の判定結果に基づいて、前記携帯機が位置する領域を前記第１到達範囲と第２到達範囲のうちの1つに特定する。

　上記無線通信システムによると、車載装置から携帯機へのリクエスト信号の電波強度を所望の範囲内に抑えつつ、リクエスト信号の到達範囲を大きくするとともに、携帯機の位置をより精度良く特定できる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図であり、図２は、ＬＦ送信部およびＬＦ受信部の構成を示す図であり、図３は、スマートＥＣＵの車両側制御部が実行する処理を示すフローチャートであり、図４は、携帯機の携帯側制御部が実行する処理を示すフローチャートであり、図５(a)はスペクトラム拡散変調する前の元の信号のスペクトルを示す図であり、図５(b)、図５(c)、図５(d)は、それぞれ拡散率が１５、３１、６３の場合のスペクトルを示す図であり、図６(a)は、拡散率を６３、３１、１５、０にした場合の拡散変調処理後の電力レベルを示す図であり、図６(b)は、拡散率を６３、３１、１５、０にした場合の逆拡散復調処理後の電力レベルを示す図であり、図７(a)は、拡散変調を行わない場合のＬＦ送信アンテナから送信される信号の電力レベルを示すグラフであり、図７(b)、図７(c)、図７(d)は、それぞれ、拡散率が１５，３１，６３の場合のＬＦ送信アンテナから送信される信号の電力レベルを示すグラフであり、図８は、拡散率の違いによるリクエスト信号の各地点での出力強度と通信距離の関係を示す図であり、図９は、スペクトラム拡散変調する前の元の信号のスペクトルと、拡散率＝１５、３１、６３の場合のスペクトルを重ねて示した図である。

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

　このシステムにおいては、車載装置１０から携帯機２０へは、ＬＦ波帯のリクエスト信号が送信され、携帯機２０から車載装置１０へはＲＦ波帯のレスポンス信号が送信される。ＬＦとは、低周波数をいい、ＲＦとは高周波数をいう。本開示では、ＲＦ波は、ＬＦ波より、高い周波数を有する。

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

　車載装置１０は、スマートＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ（ＳＭＡＲＴ　ＥＣＵ）１、ＬＦ送信アンテナ２、ＬＦ送信部（ＬＦ　ＴＲ）３、ＲＦ受信アンテナ４、ＲＦ復調部（ＲＦ　ＤＥＭＤ）５、センサ（ＳＥＮＳ）６、アクチュエータ（ＡＣＴＵ）７を有している。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　次に、車両側制御部１３は、ＬＦデータをＬＦ送信部３に出力する（Ｓ１０２）。これにより、ＬＦデータがＬＦ送信部３で拡散率＝６３（第１所定拡散率）として拡散変調および１次変調され、ＬＦ送信アンテナ２からＬＦ波帯のリクエスト信号が無線送信される。　　なお、このようにリクエスト信号を無線送信した後、車両側制御部１３は、リクエスト信号に応答して携帯機２０より送信されるレスポンス信号の待ち受け状態になる。携帯機２０がリクエスト信号に応答してレスポンス信号を送信する場合のリクエスト信号は、対象リクエスト信号ともいう。

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

　ここで、携帯機２０がリクエスト信号の受信可能範囲内に位置せず、ＬＦデータのキャリアが検出されない場合、Ｓ２００の判定はＮＯとなり、Ｓ２００の判定を繰り返す。また、携帯機２０がリクエスト信号の受信可能範囲内に位置し、ＬＦデータのキャリアが検出されると、Ｓ２００の判定はＹＥＳとなり、次に、携帯側制御部２６は、リクエスト信号の中心周波数である１３４ｋＨｚにおける受信レベル（第１受信レベルに相当する）を検出する（Ｓ２０２）。ここで、周波数切替バンドパスフィルタ２２ｇのバンドパス周波数を１３４ｋＨｚ帯となっているものとする。１３４ｋＨｚにおける受信レベルは、受信レベル検出部２２ｈにより検出することができる。

　次に、携帯側制御部２６は、検出周波数を切り替える（Ｓ２０４）。具体的には、携帯側制御部２６は、周波数切替バンドパスフィルタ２２ｇのバンドパス周波数を１６０ｋＨｚ帯に切り替える。

　次に、携帯側制御部２６は、１６０ｋＨｚにおける受信レベル（第２受信レベルに相当する）を検出する（Ｓ２０２）。１６０ｋＨｚにおける受信レベルは、受信レベル検出部２２ｈにより検出することができる。

　次に、携帯側制御部２６は、受信レベルのレベル差を特定する（Ｓ２０８）。具体的には、携帯側制御部２６は、リクエスト信号の中心周波数である１３４ｋＨｚにおける受信レベル（第１受信レベルに相当する）と１６０ｋＨｚにおける受信レベル（第２受信レベルに相当する）の差分を算出する。

　次に、携帯側制御部２６は、レベル差から拡散率を特定する（Ｓ２１０）。本実施形態におけるスマートＥＣＵ１では、後述するように、拡散率を６３、３１、１５の順で段階的に変更してスペクトラム拡散変調したリクエスト信号を順次送信するようになっている。具体的には、携帯側制御部２６は、レベル差が１５デシベル（ｄＢ）以上の場合は拡散率＝１５、レベル差が８デシベル（ｄＢ）以上で１５デシベル（ｄＢ）未満の場合は拡散率＝３１、レベル差が７デシベル（ｄＢ）未満の場合は拡散率＝６３として特定する。

　次に、携帯側制御部２６は、Ｓ２１０にて特定された拡散率を指定して、Ｓ２１０にて特定された拡散率と同じ拡散率でリクエスト信号の逆拡散復調処理を行って、リクエスト信号を復号するように逆拡散復調処理部２２ｆに指示する（Ｓ２１２）。なお、逆拡散復調処理部２２ｆは、同期補足処理を行い、リクエスト信号（ＬＦ波帯の周波数を中心周波数とする信号）に含まれるＬＦデータを出力する。

　次に、携帯側制御部２６は、リクエスト信号（ＬＦ波帯の周波数を中心周波数とする信号）に含まれるＬＦデータが正規のものであるか否かに基づいてＬＦデータの受信が正常終了したか否かを判定する（Ｓ２１４）。

　ここで、ＬＦデータの受信が正常終了していない場合、携帯側制御部２６は、Ｓ２１２へ戻り、再度、逆拡散復調処理部２２ｆに同期補足処理を実施させ、Ｓ２１４の判定を行う。そして、ＬＦデータの受信が正常終了すると、Ｓ２１４の判定はＹＥＳとなり、次に、携帯側制御部２６は、ＲＦデータ（レスポンス信号）を送信させる（Ｓ２１６）。具体的には、携帯側制御部２６は、ＲＦデータを作成してＲＦ変調部２５に出力する。これにより、ＲＦデータがＲＦ変調部２５で変調され、ＲＦ送信アンテナ２４からＲＦ波帯信号として無線送信される。ＲＦ波帯の信号は、ＬＦ波帯の信号に比べて遠くまで届くようになっている。

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

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

　ここで、ＲＦデータ（レスポンス信号）を受信した場合、Ｓ１０４の判定はＹＥＳとなり、次に、車両側制御部１３は、受信したＲＦデータが正規のものであるか否かを判定するため、当該ＲＦデータを所定の照合用データと照合する（Ｓ１０６）。

　次に、車両側制御部１３は、Ｓ１１０の照合の結果に基づいて、当該ＲＦデータが正規のものであるか否かを、周知の方法で判定する（Ｓ１０８）。例えば、車両側制御部１３は、ＲＦデータが照合用データと一致するか否か判断することで、当該ＲＦデータが正規のものであるか否かを判定する。

　ここで、ＲＦデータが照合用データと一致している場合、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、次に、車両側制御部１３は、携帯機２０が位置する領域を特定する（Ｓ１１０）。拡散率が大きいほどリクエスト信号の到達距離は長くなる。本実施形態では、後述するように、スペクトラム拡散変調の拡散率を６３、３１、１５の順に段階的に小さくするようにして、リクエスト信号の到達距離を段階的に短くし、携帯機が位置する領域の絞り込みを行う。ここでは、拡散率＝６３とするリクエスト信号の到達距離の比較的長い領域に携帯機２０が位置するものと特定する。

　次に、車両側制御部１３は、未実施の拡散率があるか否かを判定する（Ｓ１１２）。本実施形態では、拡散率を６３、３１、１５の順に段階的に小さくするようになっており、未実施の拡散率がある場合にはＹＥＳと判定し、未実施の拡散率がない場合にはＮＯと判定する。

　ここでは、拡散率＝６３でしか実施しておらず、未実施の拡散率があるためＳ１１２の判定はＹＥＳとなり、車両側制御部１３は、拡散率を変更する（Ｓ１１４）。具体的には、車両側制御部１３は、拡散率を変更前拡散率６３の次に小さな拡散率３１に指定する。また、車両側制御部１３は、ＬＦドライバ３５の増幅率を初期設定値よりも小さな値に指定し、Ｓ１０２へ戻る。変更前拡散率を第１所定拡散率といい、変更前拡散率に基づいてＳ１１４にて変更された変更後拡散率を第２所定拡散率ともいう。第１所定拡散率で拡散変調され、さらに１次変調されたＬＦ波帯の第１到達範囲を有するリクエスト信号を第１リクエスト信号という。第２所定拡散率で拡散変調され、さらに１次変調されたＬＦ波帯の第２到達範囲を有するリクエスト信号を第２リクエスト信号という。

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

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

　そして、ＲＦデータが照合用データと一致している場合、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、次に、再度、車両側制御部１３は、Ｓ１１０にて携帯機２０が位置する領域を特定する。この場合、拡散率＝３１とするリクエスト信号の到達距離の領域に携帯機２０が位置すると絞り込まれる。

　そして、車両側制御部１３は、Ｓ１１４にて、再度、拡散率を最も小さな１５に指定するとともに、ＬＦドライバ３５の増幅率を更に小さな値に指定し、Ｓ１０２へ戻る。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　次のＳ１１８では、車両側制御部１３は、携帯機２０の位置に応じたスマート制御を行う。スマート制御は、例えば、お出迎えのための制御等を含む。具体的には、車両側制御部１３は、携帯機２０位置する領域に応じたお出迎えのための制御等を行う。お出迎えのための制御においては、例えばアクチュエータ７を使用して、車両に搭載されたお出迎えのためのライトの照射範囲を携帯機２０位置する領域に合わせて移動させるように車両のドア周辺を照らすようになっていてもよいし。また、お出迎えのための制御において、お出迎えのためのライトを点灯させ、更に、お出迎えのためのライトの光軸を携帯機２０位置する領域に合わせるように変化させることで、照射先を、車両から離れた位置（例えば３ｍ離れた位置）から車両に近づけるように移動させるようになっていてもよい。そして、次のイベント（例えば、ドライバがドアに触れるイベント、エンジン始動操作のイベント）があるまでスタンバイ状態に入る。なおドライバがドアに触れるイベントが発生すると、ドアを解錠し、エンジン始動操作のイベントが発生すると、エンジンを始動させる。

　次に、拡散率とスペクトルの関係について説明する。図５（ａ）に、スペクトラム拡散する前の元の信号（ＮＯＮ－ＳＰＲＤ　ＳＩＧ）のスペクトルを示し、図５（ｂ）から図５（ｄ）には、それぞれ、拡散率（ＳＦ）が１５、３１、６３の場合の拡散変調処理後信号（ＳＰＲＤ　ＭＤ　ＳＩＧ）のスペクトルを示す。図に示されるように、拡散率が大きくなるほどスペクトルが広がっている。また、スペクトラム拡散変調する前の元の信号のピークの電力レベル（ＰＷ　ＬＶ）よりも、スペクトラム拡散変調した後の信号のピークのレベル（ＰＷ　ＬＶ）の方が小さくなっている。なお、元の信号のピークの電力レベルとスペクトラム拡散変調した後の信号のピークの電力レベルの差分が大きいほど、送信出力の調整可能幅（ＲＧ）も大きくなる。

　図６に、拡散率を６３、３１、１５、０にした場合の拡散変調処理後の電力レベルと逆拡散復調処理後の電力レベルの関係を示す。図６（ａ）には、拡散変調処理後信号（ＳＰＲＤ　ＭＤ　ＳＩＧ）の電力レベル（ＰＷ　ＬＶ）が示されており、図６（ｂ）には、逆拡散復調処理後信号（ＳＰＲＤ　ＤＥＭＤ　ＳＩＧ）の電力レベル（ＰＷ　ＬＶ）が示されている。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　上記実施形態において、Ｓ１００、Ｓ１０２、Ｓ１１４で行われる処理が送信制御部に相当し、Ｓ１０４～Ｓ１０８で行われる処理が受信判定部に相当し、Ｓ１１０で行われる処理が位置特定部に相当し、ＬＦドライバ３５が複数のリクエスト信号のそれぞれの送信レベルを調整する調整部に相当し、Ｓ２０２～Ｓ２０６で行われる処理が受信レベル特定部に相当し、Ｓ２０８～Ｓ２１０で行われる処理が拡散率特定部に相当し、Ｓ２１２で行われる処理が復号処理部に相当する。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　ユーザが所持する携帯機（２０）と、
　車両に搭載され、前記携帯機（２０）と通信可能に接続された車載装置（１０）とを備え、
　前記車載装置（１０）は、
　送信データを第1所定拡散率と第２所定拡散率を含む複数の所定拡散率でスペクトラム拡散変調し、スペクトラム拡散変調した低周波数帯の第1リクエスト信号と第２リクエスト信号を含む複数のリクエスト信号を前記携帯機（２０）に送信する送信部（３）と、
　前記第1所定拡散率を設定し、前記送信データを前記第1所定拡散率を用いてスペクトラム拡散変調させて第1到達範囲を有する前記第1リクエスト信号を前記携帯機（２０）に送信させるように前記送信部（３）を制御し、前記第1所定拡散率に基づいて前記第２所定拡散率を設定し、前記送信データを前記第２所定拡散率を用いてスペクトラム拡散変調させて第２到達範囲を有する前記第２リクエスト信号を送信させるように前記送信部（３）を制御する送信制御部と、
　前記第１リクエスト信号と前記第２リクエスト信号のうちの1つである対象リクエスト信号に応答して前記携帯機（２０）より送信されるレスポンス信号の受信判定を行う受信判定部と、
　前記レスポンス信号の受信判定の判定結果に基づいて、前記携帯機（２０）が位置する領域を前記第１到達範囲と前記第２到達範囲のうちの1つに特定する位置特定部とを備える無線通信システム。
　前記車載装置（１０）は、さらに
前記複数のリクエスト信号を前記携帯機へ送信する送信アンテナ（２）と、
　前記送信アンテナ（２）により送信される前記複数のリクエスト信号のそれぞれの送信レベルを調整する調整部（３５）を備え、
　前記送信制御部は、前記第１所定拡散率が前記第２所定拡散率より大きい時、前記第１リクエスト信号の送信レベルが前記第２リクエスト信号の送信レベルより大きくなるように前記調整部（３５）を制御する請求項１に記載の無線通信システム。
　前記携帯機（２０）は、さらに
　前記車載装置（１０）からの前記対象リクエスト信号を受信すると、当該リクエスト信号の中心周波数帯における第１受信レベルと、前記中心周波数帯から一定周波数離れた周波数帯における第２受信レベルを特定する受信レベル特定部と、
　前記第１受信レベルと第２受信レベルとのレベル差から前記対象リクエスト信号の拡散率を特定する拡散率特定部と、
　前記拡散率特定部により特定された前記対象リクエスト信号の拡散率と同じ拡散率で前記対象リクエスト信号の逆拡散復調処理を行い、前記対象リクエスト信号を復号する復号処理部とを備える請求項１または２に記載の無線通信システム。
　前記送信制御部は、前記第１所定拡散率に基づいて、前記第２所定拡散率を前記第１所定拡散率より小さく設定し、前記スペクトラム拡散変調させた前記第１リクエスト信号と前記第２リクエスト信号を前記携帯機（２０）に順次送信するように前記送信部（３）を制御し、
　前記送信制御部は、前記受信判定部により前記対象リクエスト信号に対応する前記レスポンス信号が受信異常と判定されると、前記対象リクエスト信号の送信を中断するように前記送信部（３）を制御する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の無線通信システム。
　前記送信制御部は、第１所定拡散率に基づいて、前記第２所定拡散率を前記第１所定拡散率より大きく設定し、前記スペクトラム拡散変調させた前記第１リクエスト信号と前記第２リクエスト信号を前記携帯機（２０）に順次送信するように前記送信部（３）を制御し、
　前記送信制御部は、前記受信判定部により前記対象リクエスト信号に対応する前記レスポンス信号が受信異常と判定されると、前記対象リクエスト信号の送信を中断するように前記送信部（３）を制御する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の無線通信システム。