通信システム
【課題】通信システムにおいて、セキュリティ性を向上させることにある。
【解決手段】両位相信号の位相は、それぞれ異なるように設定される。ここで、車載装置２０及び電子キー１０が遠く離れた位置にあっても、中継器を使用して不正に通信を成立させることで車両ドアの解錠が実行されるおそれがある。中継器が、ＬＦ帯の無線信号を中継する際に、一度、受信した無線信号を検波して、その検波信号に基づきより電波の強い無線信号を生成し、それを送信する場合、この受信した無線信号（位相信号）が包絡線検波される際に両位相信号間において異なっていた位相は同位相となる。このため、中継器を使用した不正な通信である場合には、受信した両位相信号間の位相が異ならない旨判断されて車両ドアの解錠が規制される。
【解決手段】両位相信号の位相は、それぞれ異なるように設定される。ここで、車載装置２０及び電子キー１０が遠く離れた位置にあっても、中継器を使用して不正に通信を成立させることで車両ドアの解錠が実行されるおそれがある。中継器が、ＬＦ帯の無線信号を中継する際に、一度、受信した無線信号を検波して、その検波信号に基づきより電波の強い無線信号を生成し、それを送信する場合、この受信した無線信号（位相信号）が包絡線検波される際に両位相信号間において異なっていた位相は同位相となる。このため、中継器を使用した不正な通信である場合には、受信した両位相信号間の位相が異ならない旨判断されて車両ドアの解錠が規制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信システムの一種である電子キーシステムにおいては、電子キー及び車両間での無線通信を通じて、車両ドアの施解錠、エンジン始動等が許可される。例えば、車両は、その車内外に要求信号を送信する。電子キーは、要求信号を受信するとＩＤコードを含む応答信号を送信する。車両は、応答信号に含まれるＩＤコードの照合が成立したとき車両ドアの施解錠やエンジンの始動を許可する（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７０１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電波（要求信号、応答信号）をリレーする中継器を使用して遠方に存在する電子キーがあたかも車両周辺に存在するかのように偽装する不正な通信が懸念されている。この中継器を使用した不正な通信によって、車両ドアの解錠等が実行されるおそれがある。そこで、中継機を使用した不正な通信に対するセキュリティ対策が求められている。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セキュリティ性を向上させた通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、少なくとも何れか一方が移動体通信機器である第１の通信機及び第２の通信機間での無線信号の授受を通じて制御対象の制御を許可する通信システムにおいて、前記無線信号は前記第１の通信機から時分割して、又は同時にＬＦ帯の無線信号として特定の位相条件にて送信され、前記第２の通信機において受信された信号が前記特定の位相条件を満たす旨判断したとき中継器を使用した不正な通信でないとして前記制御の実行を許可し、前記特定の位相条件を満たさない旨判断したとき中継器を使用した不正な通信であるとして前記制御の実行を禁止することをその要旨としている。
【０００７】
同構成によれば、時分割若しくは同時に特定の位相条件にて無線信号が送信される。ここで、両通信機が遠く離れた位置にあっても、第１の通信機からの無線信号を第２の通信機に中継する中継器を利用して不正に通信を成立させることで制御が実行されるおそれがある。一般的に、中継器は、ＬＦ帯の無線信号を中継する際に、一度、受信した無線信号を検波して、その検波信号に基づきより電波の強い無線信号を送信する。ここで、受信した無線信号が検波（包絡線検波）される際に、これら信号において異なっていた位相は同位相となる。このため、中継器を使用した不正な通信である場合には、無線信号における特定の位相条件を満たさない旨判断されて、制御の実行が禁止される。これにより、セキュリティ性を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信システムにおいて、前記特定の位相条件とは、前記無線信号として時分割で送信される第１の信号及び第２の信号間で位相差があることであって、前記第１又は第２の通信機は処理判定部を備え、前記処理判定部は、受信された前記第１又は第２の信号を一定以上受けたとき、その位相を再生する再生部と、前記再生部により再生されている信号の位相と、現在受信している前記第１又は第２の信号の位相とを比較する位相比較部と、前記位相比較部の比較結果に基づき前記現在受信している信号の位相差が生じたか否かを判断する位相差判断部と、受信中の信号が前記第１の信号から前記第２の信号に切り替わるタイミングに基づき、前記位相差判断部において位相差が検出されると予想される時間を認識する信号処理部と、を備え、前記信号処理部を通じて認識した前記位相差が生じると予想される時間において前記位相差判断部を通じて位相差が生じた旨判断したとき、中継器を使用した不正な通信でないとして前記制御の実行を許可し、前記位相差が生じると予想される時間において前記位相差判断部を通じて位相差が生じていない旨判断したとき、中継器を使用した不正な通信であるとして前記制御の実行を禁止することをその要旨としている。
【０００９】
再生部は、入力信号を一定以上受けたときにその位相の再生を開始するところ、入力信号が第１から第２の信号に切り替わった直後は、第１の信号の位相を再生する。このため、第１から第２の信号に切り替わった直後において、位相比較部には位相の異なる２つの信号が入力される。位相差判断部は、位相比較部の比較結果に基づき位相差を判断する。一方、信号処理部は、位相差が検出されると予想される時間を認識する。この時間は、両信号間で切り替わった直後に設定される。これにより、中継器を使用した不正な通信でない場合には、位相差が生じると予想される時間において位相差判断部を通じて両信号間で位相差が生じた旨判断される。この判断がされたときには、制御の実行が許可される。また、中継器を使用した不正な通信である場合には、位相差が生じると予想される時間において位相差判断部を通じて両信号間で位相差が生じない旨判断されて、制御の実行が禁止される。これにより、セキュリティ性を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の通信システムにおいて、前記第１の通信機は前記処理判定部を備えたうえで前記制御対象である車両に設けられるとともに、前記第２の通信機はユーザに所持される電子キーとして設け、前記電子キーは、前記第１の通信機から送信されるＬＦ帯の前記第１及び第２の信号を受けると、その信号に応じたＵＨＦ帯の第１及び第２の信号を前記第１の通信機に送信し、前記第１の通信機は、受信した前記ＵＨＦ帯の第１及び第２の信号を検波することで、これら信号を前記ＬＦ帯の第１及び第２の信号と同位相とすることをその要旨としている。
【００１１】
同構成によれば、車両に処理判定部を設けることで、より高い携帯性が要求される電子キーをコンパクトに構成することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の通信システムにおいて、前記両通信機間には前記無線信号として制御を要求する旨の制御要求信号が送信され、前記第１及び第２の信号は位相信号として前記制御要求信号とは別に送信されることをその要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、第１及び第２の信号は位相信号として制御要求信号とは別に送信される。従って、両通信機間において制御要求信号及び位相信号を異なる方向に送信させることもできる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の通信システムにおいて、前記特定の位相条件とは、前記無線信号として同時に送信される第１の信号及び第２の信号間で位相差があることであって、前記第２の通信機は、前記両信号が混信した信号の信号強度に基づき前記両信号間に位相差がある旨判断したとき、前記特定の位相条件を満たす旨判断することをその要旨としている。
【００１４】
同構成によれば、第１及び第２の信号が同時に送信された場合であっても、それら信号間の位相差の有無の判断が可能である。これは、例えば両信号が逆位相の場合には干渉を起こして信号強度は小さくなって、両信号が同位相の場合には信号強度が大きくなるからである。これにより、第１及び第２の信号の送信に要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、通信システムにおいて、セキュリティ性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における電子キーシステムの構成図。
【図２】第１の実施形態における車両におけるＬＦ送信部の構成図。
【図３】第１の実施形態における（ａ）は基準信号を示したグラフ、（ｂ）は第１及び第２の送信アンテナからの送信信号を示したグラフ、（ｃ）はスイッチのオンオフ状態を示したグラフ。
【図４】第１の実施形態における各種信号の送信タイミングを示したタイミングチャート。
【図５】第１の実施形態における処理判定部等の構成図。
【図６】第１の実施形態における波形整形部により波形整形された信号を示したグラフ。
【図７】第１の実施形態における（ａ）はクロック再生部からの信号を示したグラフ、（ｂ）は波形整形部からの信号を示したグラフ、（ｃ）は位相比較部からの信号を示したグラフ。
【図８】第１の実施形態における位相差が検出される一定時間を示したグラフ。
【図９】第２の実施形態における電子キーシステムの構成図。
【図１０】（ａ）は増幅器からの信号を示すグラフ、（ｂ）はダイオードからの信号を示すグラフ、（ｃ）は増幅器に出力される信号を示すグラフ、（ｄ）は包絡線検波器からの信号を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電子キーシステムの第１の実施形態について図１〜図８を参照して説明する。
【００１８】
図１に示されるように、電子キーシステム１は、ユーザによって所持される電子キー１０と、車載装置２０とを備えている。電子キー１０及び車載装置２０間で相互通信が行われ、その相互通信が成立したことを条件として車両ドアの施解錠が許可される。以下、電子キーシステムの構成について説明する。
＜車載装置＞
図１に示すように、車載装置２０は、車載制御部２１と、ＬＦ送信部２２と、第１の送信アンテナ２２ａと、第２の送信アンテナ２２ｂと、ＵＨＦ受信部２４と、受信アンテナ２４ａと、を備えている。また、車載制御部２１には、ロックスイッチ３１と、ドアロック装置３２とが電気的に接続されている。
【００１９】
両送信アンテナ２２ａ，２２ｂは、車両ドアのアウトサイドドアハンドルに内蔵されている。また、ロックスイッチ３１は、アウトサイドドアハンドルの表面に設けられるとともに、ユーザに押し操作されるとその旨の操作信号を車載制御部２１に出力する。ＵＨＦ受信部２４は車室内の略中央に設けられている。また、ドアロック装置３２は、車両ドアが閉じた状態において車両ドアを自動的に施解錠する。
【００２０】
車載制御部２１は、コンピュータユニットによって構成されるとともに、不揮発性のメモリ２１ａを備える。このメモリ２１ａには、電子キー１０に記憶されるＩＤコードと同一のＩＤコードが記憶されている。
【００２１】
図２に示すように、ＬＦ送信部２２は、基準発振器４１と、位相器４２と、変調器４３と、スイッチ４４ａ，４４ｂと、を備える。
基準発振器４１は、スイッチ４４ａを介して送信アンテナ２２ａに、位相器４２及びスイッチ４４ｂを介して送信アンテナ２２ｂにそれぞれ接続されている。また、変調器４３は、各スイッチ４４ａ，４４ｂに接続されて、それらのオンオフを切り替える。
【００２２】
基準発振器４１は、図３（ａ）に示すように、ＬＦ（Low Frequency）帯（例えば１２５ｋＨｚ）の基準信号を生成し、それを各アンテナ２２ａ，２２ｂ側に出力する。変調器４３は、図３（ｃ）に示すように、車載制御部２１からのデジタル信号に応じて各スイッチ４４ａ，４４ｂをオン、オフする。デジタル信号は例えば「０」及び「１」からなる。変調器４３は「０」を受けるとスイッチ４４ａ，４４ｂの何れかをオフし、「１」を受けるとスイッチ４４ａ，４４ｂの何れかをオンする。これにより、図３（ｂ）に示すように、デジタル信号の「０」及び「１」に応じて振幅を変化させた送信信号が生成される。この送信信号は各アンテナ２２ａ，２２ｂから無線送信される。このように、デジタル信号を振幅の違いで変調する方式をＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式という。
【００２３】
位相器４２は、基準発振器４１から基準信号を受けると、同信号の位相を９０°ずらす。従って、図３（ｂ）の上段に示すように送信アンテナ２２ａからの送信信号が基準信号と同位相であるのに対して、図３（ｂ）の下段に示すように送信アンテナ２２ｂからの送信信号は、基準信号に対して位相が９０°遅れている。
【００２４】
図４に示すように、車載制御部２１は、ＬＦ送信部２２を通じて送信信号である要求信号を変調し、それを送信アンテナ２２ａを介して無線送信する。この要求信号は、送信アンテナ２２ａを通じて送信されるため、基準信号と同位相である。要求信号を受信した電子キー１０から応答信号が返信される。
【００２５】
図１に示すように、ＵＨＦ受信部２４は、その受信アンテナ２４ａを介して応答信号を受信する。そして、ＵＨＦ受信部２４は、応答信号を復調し、それを車載制御部２１へ出力する。車載制御部２１は、応答信号を認識すると、同信号に含まれるＩＤコードと、メモリ２１ａに記憶されるＩＤコードとの照合を行う。
【００２６】
車載制御部２１は、ＩＤコードの照合が成立すると、上述した方法にてＬＦ送信部２２を通じて第１の位相信号及び第２の位相信号を連続的に変調する。具体的には、第１の位相信号を変調する際、変調器４３は、スイッチ４４ｂをオフに維持した状態でスイッチ４４ａをオンオフ制御する。変調された第１の位相信号は送信アンテナ２２ａから送信される。また、第２の位相信号を変調する際、変調器４３は、スイッチ４４ａをオフに維持した状態でスイッチ４４ｂをオンオフ制御する。変調された第２の位相信号は送信アンテナ２２ｂから送信される。従って、両位相信号間においては位相に９０°の差が生じている。なお、第１の位相信号における終端ビット、及び第２の位相信号における先頭ビットは論理「１」に設定される。
【００２７】
詳しくは後述するが、電子キー１０は、受信した両位相信号に基づき両位相信号間に正しく位相差が生じているか否かの判断、ひいては中継器を使用した不正な通信であるか否かの判断を行って、その判断結果を結果信号として返信する。
【００２８】
ＵＨＦ受信部２４は受信アンテナ２４ａを通じて受信された結果信号を復調して、それを車載制御部２１に出力する。車載制御部２１は、結果信号を通じて中継器を使用した不正な通信でない旨判断したとき、施解錠許可状態となる。車載制御部２１は、この施解錠許可状態において、ロックスイッチ３１が操作されると、車両ドアの施解錠状態を切り替える。一方、車載制御部２１は、結果信号を通じて中継器を使用した不正な通信である旨判断したとき、施解錠許可状態とならない。これにより、中継器を使用した不正な通信により車両ドアが解錠されることが規制される。
【００２９】
＜電子キー＞
図１に示すように、電子キー１０は、電子キー制御部１１と、リミットアンプ５７と、波形整形部５８と、受信アンテナ１２ａと、検波回路１４と、ＵＨＦ送信部１３と、送信アンテナ１３ａとを備える。
【００３０】
電子キー制御部１１は、コンピュータユニットによって構成されるとともに、不揮発性のメモリ１１ａを備える。メモリ１１ａには電子キー１０に固有のＩＤコードが記憶されている。
【００３１】
受信アンテナ１２ａは、各位相信号を受信すると、それをリミットアンプ５７及び検波回路１４に出力する。検波回路１４は、受信アンテナ１２ａを介して受信した要求信号を検波して、それを電子キー制御部１１に出力する。電子キー制御部１１は、要求信号を認識すると、自身のメモリ１１ａに記憶されるＩＤコードを含む応答信号を生成し、それをＵＨＦ送信部１３に出力する。ＵＨＦ送信部１３は、応答信号を変調し、それを自身の送信アンテナ１３ａを介してＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の無線信号として送信する。
【００３２】
リミットアンプ５７は、各位相信号を増幅することで、その波形を略台形波状として、それを波形整形部５８に出力する。波形整形部５８は、図７（ｂ）に示すように、各位相信号を矩形波（パルス波）に波形整形して、それを電子キー制御部１１に出力する。
【００３３】
このパルス波は、図６に示すように、ビットが１の期間（図３（ｃ）においてスイッチオンに対応する期間）においてのみ基準信号の周波数と同一の周波数（１２５ｋＨｚ）にて生成される。また、パルス波は、ビットが０の期間（図３（ｃ）においてスイッチオフに対応する期間）においては発生しない。
【００３４】
パルスの周期は周波数の逆数で算出される。従って、本例ではパルスの周期は１／（１２５ｋ）秒となる。また、電子キー制御部１１は、受信した両位相信号間での位相差の有無、及び位相差が検出される時間を判断する処理判定部５０を備える。また、図５に示すように、処理判定部５０は、クロック再生部５１と、位相比較部５２と、位相差判断部５３と、認証処理部５４と、信号処理部５５とを備える。
【００３５】
クロック再生部５１は、波形整形部５８から１００パルス分の信号を受けたとき、１００パルス分だけ遅延してその信号を再生する。この１００パルスは一例であって設定により変更可能である。
【００３６】
例えば、クロック再生部５１は、１５０パルス分の第１の位相信号を受けた後に、同信号に対して９０°位相が遅れた１０パルス分の第２の位相信号を受けたとする。この場合、クロック再生部５１は、１００パルス分の第１の位相信号を受けたときにその信号の再生を開始する。クロック再生部５１は、図７（ａ）に示すように、１５０パルス分の第１の位相信号を受けた後に、第２の位相信号を受けても、しばらくは位相が遅れることなく、第１の位相信号を再生する。従って、位相比較部５２は、クロック再生部５１及び波形整形部５８からそれぞれ位相の異なる信号、すなわち再生された第１の位相信号と、現在受信中の第２の位相信号とを受ける。位相比較部５２は、図７（ｃ）に示すように、クロック再生部５１及び波形整形部５８からの信号をＡＮＤ演算する。すなわち、位相比較部５２は、クロック再生部５１及び波形整形部５８の両方からの電圧ＶがＨｉ（論理「１」）のときにのみＨｉを位相差判断部５３に出力する。それ以外の場合にはＬｏ（論理「０」）を位相差判断部５３に出力する。従って、図７（ｃ）において一点鎖線で示す領域は除去される。位相差判断部５３は、位相比較部５２からの信号に基づき、位相差の有無を判断する。具体的には、位相差がない場合には信号のデューティー比は約５０％であるものの、位相差が９０°となると図７（ｃ）の右側に示すようにデューティー比は約２５％に低下する。位相差判断部５３は、デューティー比に基づく判断結果を認証処理部５４に出力する。
【００３７】
一方、検波回路１４は、図８に示すように、受信アンテナ１２ａを介して受信した両位相信号を「０」及び「１」の信号に検波し、それを信号処理部５５に出力する。信号処理部５５は、検波回路１４からの信号のビット数をカウントすることで、第２の位相信号の最初のビットＢｘを認識する。そして、信号処理部５５は、ビットＢｘの開始から一定時間Ｔを位相差が検出される期間として認証処理部５４に通知する。ここで、ビットＢｘ及びその前のビットは、「１」となるように両位相信号は設定されている。例えばビットＢｘの前のビット（第１の位相信号の終端ビット）が「０」の場合には、クロック再生部５１は再生源となる１００パルス分の信号を受けられないため、一定時間Ｔにおいてパルスを含む信号を再生できない。また、例えばビットＢｘ（第２の位相信号の先頭ビット）が「０」の場合には、波形整形部５８から位相比較部５２にパルスを含む信号が出力されない。何れの場合であっても、位相比較部５２における比較対象が存在しないことになる。従って、上記のように両位相信号を設定する必要がある。
【００３８】
認証処理部５４は、一定時間Ｔにおいて、位相差判断部５３の判断結果に基づき両位相信号間に９０°の位相差があるか否かを判断する。電子キー制御部１１は、認証処理部５４による判断結果を含む結果信号を生成し、それをＵＨＦ送信部１３に出力する。ＵＨＦ送信部１３は、結果信号を変調し、それを自身の送信アンテナ１３ａを介してＵＨＦ帯の無線信号として送信する。上述したように、この結果信号に基づき車両ドアの施解錠が許可又は規制される。
【００３９】
ここで、中継器には、車両からのＬＦ帯の無線信号を一度検波して、その検波信号に基づき生成した無線信号を送信する方式がある。この方式は、検波せずに周波数変換する方式に比べて、より強い電波にて中継できる。このため、特にＬＦ帯の無線信号を中継する際に利用される。しかし、この方式においては、検波する際に信号の包絡線のみが取り出されるところ、その信号の位相まではコピーされない。よって、中継器は、位相の異なる両位相信号を受けても、同一の位相にて両位相信号を中継することとなる。これにより、中継器を使用した不正な通信の場合には、両位相信号間に位相差がない旨判断されて、車両ドアの施解錠が規制される。
【００４０】
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）両位相信号の位相は、それぞれ異なるように設定される。ここで、車載装置２０及び電子キー１０が遠く離れた位置にあっても、中継器を使用して不正に通信を成立させることで車両ドアの解錠が実行されるおそれがある。一般的に、中継器は、ＬＦ帯の無線信号を中継する際に、一度、受信した無線信号を検波して、その検波信号に基づきより電波の強い無線信号を生成し、それを送信する。この受信した無線信号（位相信号）が包絡線検波される際に、両位相信号間において異なっていた位相は同位相となる。このため、中継器を使用した不正な通信である場合には、受信した両位相信号間の位相が異ならない旨判断されて車両ドアの解錠が規制される。これにより、セキュリティ性を向上させることができる。
【００４１】
（２）クロック再生部５１は、入力信号に対して一定量（１００パルス分）だけ遅延して信号の再生を行うところ、入力信号が第１から第２の位相信号に切り替わった直後は、第１の位相信号の位相にて信号を再生する。このため、第１から第２の位相信号に切り替わった直後においては、位相比較部５２には位相の異なる２つの信号が入力される。ここで、両位相信号における境界部分におけるビットは「１」であるため、第１から第２の位相信号に切り替わった直後においては位相比較部５２における２つの比較対象が確実に存在する。位相差判断部５３は、位相比較部５２の比較結果に基づき位相差を判断する。中継器を使用した不正な通信でない場合には、一定時間Ｔにおいて位相差判断部５３を通じて両位相信号間で位相に差が生じた旨判断される。この判断がされたときには、車両ドアの解錠が許可される。また、中継器を使用した不正な通信である場合には、一定時間Ｔにおいて位相差判断部５３を通じて両位相信号間で位相に差が生じない旨判断されて、車両ドアの解錠が規制される。これにより、セキュリティ性を向上させることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図９を参照して説明する。この実施形態においては、電子キーで受けた両位相信号がＵＨＦ帯の信号として車両側に送信されて、それら信号に基づき車両側で位相差の有無が判断される点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４３】
図９に示すように、電子キー１０は、増幅器６１，６２と、ＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indication）検出回路６３と、アンド回路６４と、発振部６５と、スイッチ６６と、ダイオード６７と、を備える。増幅器６１は、図１０（ａ）に示すように、受信アンテナ１２ａを介して受信したＬＦ帯の信号を増幅して、それを検波回路１４及びダイオード６７に出力する。検波回路１４は、増幅器６１からの信号を検波し、それを電子キー制御部１１に出力する。電子キー制御部１１は、検波回路１４からの信号が要求信号である旨認識すると、第１の実施形態と同様に、ＵＨＦ送信部１３及び送信アンテナ１３ａを通じて応答信号を送信する。
【００４４】
また、図１０（ｂ）に示すように、ダイオード６７は、増幅器６１からの信号における負成分を除去し、それをＲＳＳＩ検出回路６３に出力する。ＲＳＳＩ検出回路６３は、ダイオード６７からの信号の電圧Ｖが一定値以上となったとき、許可信号をアンド回路６４に出力する。
【００４５】
一方、電子キー制御部１１は、応答信号の送信タイミングに基づき、両位相信号の受信期間を認識可能である。電子キー制御部１１は、両位相信号の受信期間において、アンド回路６４及び発振部６５に許可信号を出力する。発振部６５は、許可信号を受けると、ＵＨＦ帯の無変調の信号を生成する。アンド回路６４は、ＲＳＳＩ検出回路６３及び電子キー制御部１１の両方から許可信号を受けているとき、スイッチ６６をオフ状態からオン状態とする。これにより、図１０（ｃ）に示すように、受信したＬＦ帯の両位相信号をＡＳＫ変調することができる。変調された信号は、増幅器６２を通じて増幅された後に送信アンテナ１３ａを通じて無線送信される。
【００４６】
本実施形態においては、図９に示すように、車載制御部２１に処理判定部５０が設けられている。また、受信アンテナ２４ａとリミットアンプ５７との間には、第１の実施形態における検波回路１４に替えて包絡線検波器６８が設けられる。処理判定部５０、リミットアンプ５７、及び波形整形部５８は第１の実施形態と同様に構成される。
【００４７】
包絡線検波器６８は、受信アンテナ２４ａを通じて受信した両位相信号を包絡線検波する。これにより、図１０（ｄ）に示すように、上記図１０（ｃ）の包絡線のみが取り出された波形が得られる。この波形は、上記図１０（ａ）に示されたＬＦ帯の位相信号と同一の周波数及び位相である。従って、上記第１の実施形態と同様に処理判定部５０等を通じて、一定時間Ｔにおいて両位相信号間に９０°の位相差があるか否かが判断可能となって、位相差がない場合には中継器を使用した不正な通信であるとして車両ドアの解錠が規制される。
【００４８】
以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（１）及び（２）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（３）車載装置２０に処理判定部５０等を設けることで、より高い携帯性が要求される電子キー１０をコンパクトに構成することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記両実施形態においては、第１の位相信号の後、第２の位相信号が送信されていた。しかし、第１及び第２の位相信号は交互に繰り返し送信されてもよい。この場合にも、両位相信号の境界部分におけるビットを「１」とする。これにより、１回の通信において、複数回に亘って位相差の有無の判断ができる。
【００５０】
・上記両実施形態においては、応答信号を受けてＩＤコードの照合が成立したとき、第１の位相信号及び第２の位相信号が送信されていた。しかし、両位相信号は、要求信号の後に送信されてもよい。この場合、両位相信号間に位相の差があるか否かの判断結果を応答信号に含ませることもできる。よって、結果信号を省略することができる。また、要求信号を位相信号として、要求信号における位相を所定のタイミングで９０°ずらしてもよい。この場合、両位相信号を要求信号と別個に送信する必要がなくなる。
【００５１】
・上記両実施形態における両位相信号間の位相差は９０°であったが、位相差は９０°に限らない。両位相信号間の位相差が変化することに伴い、位相差判断部５３における判断基準が変わる。
【００５２】
・上記両実施形態においては、第１の位相信号及び第２の位相信号は連続的に送信されていた。しかし、両送信アンテナ２２ａ，２２ｂを介して第１の位相信号及び第２の位相信号を同時に送信してもよい。この場合、両位相信号の位相差に伴うＲＳＳＩの変化に基づき、中継器を使用した不正な通信であるか否かの判断が可能である。具体的には、両位相信号が同位相の場合には電子キー１０におけるＲＳＳＩが大きくなる。また、両位相信号が逆位相の場合には干渉を起こして、電子キー１０におけるＲＳＳＩが小さくなる。このような傾向からＲＳＳＩに基づき位相差、ひいては中継器を使用した不正な通信であるか否かを判断できる。本構成においては、両位相信号の送信に要する時間を短縮することができる。また、ＲＳＳＩを通じて容易に両位相信号の位相差の有無を判断することができる。
【００５３】
・上記両実施形態においては、第１の位相信号は送信アンテナ２２ａから、第２の位相信号は送信アンテナ２２ｂから送信されていた。しかし、送信アンテナは１つであってもよい。この場合、単一の送信アンテナから第１の位相信号及び第２の位相信号が送信される。例えば、図２に示す構成において、各スイッチ４４ａ，４４ｂにおける基準発振器４１と反対側の端子を単一の送信アンテナに接続する。これにより、位相器４２を通過する経路と、通過しない経路とが構成されて、単一の送信アンテナから両位相信号を順次送信することが可能となる。
【００５４】
・上記両実施形態においては、両位相信号は車載装置２０から電子キー１０に送信されていた。しかし、両位相信号は、電子キー１０から車載装置２０に送信されてもよい。この場合、電子キー１０から車載装置２０にＬＦ帯の無線信号が送信可能に構成されるとともに、第２の実施形態と同様に、処理判定部５０、波形整形部５８及びリミットアンプ５７は車載装置２０に設けられる。
【００５５】
・上記両実施形態においては、結果信号を通じて中継器を使用した不正な通信である旨判断されたとき、車両ドアの施解錠が規制されていたが、エンジンの始動が規制されてもよい。また、電子キー１０の制御対象は車両に限らず、例えば住宅用のドア装置であってもよい。この場合であっても、上記両実施形態と同様に、中継器を使用した不正な通信を防止できる。
【００５６】
・上記両実施形態においては、デジタル変調方式としてＡＳＫ変調方式が採用されていたが、変調方式はこれに限らず、例えばＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調方式やＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調方式を採用してもよい。
【００５７】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項３に記載の通信システムにおいて、前記電子キーは、ＵＨＦ帯の無線信号を送信する送信アンテナと、ＵＨＦ帯の無変調信号を生成する発振部と、前記送信アンテナ及び前記発振部間に設けられるスイッチと、前記ＬＦ帯の第１及び第２の位相信号の信号強度に応じて前記スイッチをオンオフすることで、前記無変調信号に基づき変調された前記ＵＨＦ帯の第１及び第２の位相信号を生成するスイッチ切替手段と、を備えた通信システム。
【００５８】
同構成によれば、電子キーは、簡易な構成にてＬＦ帯の第１及び第２の位相信号における位相を維持しつつＵＨＦ帯に変調して、それを無線送信することができる。
（ロ）上記（イ）に記載の通信システムにおいて、前記電子キーは、前記発振部における前記無変調信号の出力を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ＬＦ帯の第１及び第２の位相信号を受信すると予想される時間に亘って、前記発振部から前記無変調信号を出力させる通信システム。
【００５９】
同構成によれば、ＬＦ帯の第１及び第２の位相信号を受信すると予想される時間に限って、発振部から無変調信号が出力される。よって、無駄に無変調信号が出力されることが抑制される。
【００６０】
（ハ）請求項３、上記（イ）及び（ロ）に記載の通信システムにおいて、前記第１の通信機は、前記第１及び第２の位相信号とは別の要求信号を無線送信し、前記電子キーは、受信した要求信号に応じて、自身のＩＤコードを含む応答信号を無線送信し、前記第１の通信機は、受信したＩＤコードの照合が成立したときであって、かつ受信された前記第１及び第２の位相信号の位相が異なる旨判断したとき前記制御の実行を許可する通信システム。
【００６１】
同構成によれば、制御を実行させるには、さらにＩＤコードの照合成立が必要となる。よって、よりセキュリティ性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１…電子キーシステム、１０…電子キー（第２の通信機、移動体通信機器）、１１…電子キー制御部、１３…ＵＨＦ送信部、１４…検波回路、２０…車載装置（第１の通信機）、２１…車載制御部、２２…ＬＦ送信部、２２ａ，２２ｂ…送信アンテナ、２４…ＵＨＦ受信部、４１…基準発振器、４２…位相器、４３…変調器、４４ａ，４４ｂ…スイッチ、５０…処理判定部、５１…クロック再生部、５２…位相比較部、５３…位相差判断部、５４…認証処理部、５５…信号処理部、５７…リミットアンプ、５８…波形整形部、６１，６２…増幅器、６３…ＲＳＳＩ検出回路、６４…アンド回路（スイッチ切替手段）、６５…発振部、６６…スイッチ、６７…ダイオード、６８…包絡線検波器。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信システムの一種である電子キーシステムにおいては、電子キー及び車両間での無線通信を通じて、車両ドアの施解錠、エンジン始動等が許可される。例えば、車両は、その車内外に要求信号を送信する。電子キーは、要求信号を受信するとＩＤコードを含む応答信号を送信する。車両は、応答信号に含まれるＩＤコードの照合が成立したとき車両ドアの施解錠やエンジンの始動を許可する（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７０１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電波（要求信号、応答信号）をリレーする中継器を使用して遠方に存在する電子キーがあたかも車両周辺に存在するかのように偽装する不正な通信が懸念されている。この中継器を使用した不正な通信によって、車両ドアの解錠等が実行されるおそれがある。そこで、中継機を使用した不正な通信に対するセキュリティ対策が求められている。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セキュリティ性を向上させた通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、少なくとも何れか一方が移動体通信機器である第１の通信機及び第２の通信機間での無線信号の授受を通じて制御対象の制御を許可する通信システムにおいて、前記無線信号は前記第１の通信機から時分割して、又は同時にＬＦ帯の無線信号として特定の位相条件にて送信され、前記第２の通信機において受信された信号が前記特定の位相条件を満たす旨判断したとき中継器を使用した不正な通信でないとして前記制御の実行を許可し、前記特定の位相条件を満たさない旨判断したとき中継器を使用した不正な通信であるとして前記制御の実行を禁止することをその要旨としている。
【０００７】
同構成によれば、時分割若しくは同時に特定の位相条件にて無線信号が送信される。ここで、両通信機が遠く離れた位置にあっても、第１の通信機からの無線信号を第２の通信機に中継する中継器を利用して不正に通信を成立させることで制御が実行されるおそれがある。一般的に、中継器は、ＬＦ帯の無線信号を中継する際に、一度、受信した無線信号を検波して、その検波信号に基づきより電波の強い無線信号を送信する。ここで、受信した無線信号が検波（包絡線検波）される際に、これら信号において異なっていた位相は同位相となる。このため、中継器を使用した不正な通信である場合には、無線信号における特定の位相条件を満たさない旨判断されて、制御の実行が禁止される。これにより、セキュリティ性を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信システムにおいて、前記特定の位相条件とは、前記無線信号として時分割で送信される第１の信号及び第２の信号間で位相差があることであって、前記第１又は第２の通信機は処理判定部を備え、前記処理判定部は、受信された前記第１又は第２の信号を一定以上受けたとき、その位相を再生する再生部と、前記再生部により再生されている信号の位相と、現在受信している前記第１又は第２の信号の位相とを比較する位相比較部と、前記位相比較部の比較結果に基づき前記現在受信している信号の位相差が生じたか否かを判断する位相差判断部と、受信中の信号が前記第１の信号から前記第２の信号に切り替わるタイミングに基づき、前記位相差判断部において位相差が検出されると予想される時間を認識する信号処理部と、を備え、前記信号処理部を通じて認識した前記位相差が生じると予想される時間において前記位相差判断部を通じて位相差が生じた旨判断したとき、中継器を使用した不正な通信でないとして前記制御の実行を許可し、前記位相差が生じると予想される時間において前記位相差判断部を通じて位相差が生じていない旨判断したとき、中継器を使用した不正な通信であるとして前記制御の実行を禁止することをその要旨としている。
【０００９】
再生部は、入力信号を一定以上受けたときにその位相の再生を開始するところ、入力信号が第１から第２の信号に切り替わった直後は、第１の信号の位相を再生する。このため、第１から第２の信号に切り替わった直後において、位相比較部には位相の異なる２つの信号が入力される。位相差判断部は、位相比較部の比較結果に基づき位相差を判断する。一方、信号処理部は、位相差が検出されると予想される時間を認識する。この時間は、両信号間で切り替わった直後に設定される。これにより、中継器を使用した不正な通信でない場合には、位相差が生じると予想される時間において位相差判断部を通じて両信号間で位相差が生じた旨判断される。この判断がされたときには、制御の実行が許可される。また、中継器を使用した不正な通信である場合には、位相差が生じると予想される時間において位相差判断部を通じて両信号間で位相差が生じない旨判断されて、制御の実行が禁止される。これにより、セキュリティ性を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の通信システムにおいて、前記第１の通信機は前記処理判定部を備えたうえで前記制御対象である車両に設けられるとともに、前記第２の通信機はユーザに所持される電子キーとして設け、前記電子キーは、前記第１の通信機から送信されるＬＦ帯の前記第１及び第２の信号を受けると、その信号に応じたＵＨＦ帯の第１及び第２の信号を前記第１の通信機に送信し、前記第１の通信機は、受信した前記ＵＨＦ帯の第１及び第２の信号を検波することで、これら信号を前記ＬＦ帯の第１及び第２の信号と同位相とすることをその要旨としている。
【００１１】
同構成によれば、車両に処理判定部を設けることで、より高い携帯性が要求される電子キーをコンパクトに構成することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の通信システムにおいて、前記両通信機間には前記無線信号として制御を要求する旨の制御要求信号が送信され、前記第１及び第２の信号は位相信号として前記制御要求信号とは別に送信されることをその要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、第１及び第２の信号は位相信号として制御要求信号とは別に送信される。従って、両通信機間において制御要求信号及び位相信号を異なる方向に送信させることもできる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の通信システムにおいて、前記特定の位相条件とは、前記無線信号として同時に送信される第１の信号及び第２の信号間で位相差があることであって、前記第２の通信機は、前記両信号が混信した信号の信号強度に基づき前記両信号間に位相差がある旨判断したとき、前記特定の位相条件を満たす旨判断することをその要旨としている。
【００１４】
同構成によれば、第１及び第２の信号が同時に送信された場合であっても、それら信号間の位相差の有無の判断が可能である。これは、例えば両信号が逆位相の場合には干渉を起こして信号強度は小さくなって、両信号が同位相の場合には信号強度が大きくなるからである。これにより、第１及び第２の信号の送信に要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、通信システムにおいて、セキュリティ性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における電子キーシステムの構成図。
【図２】第１の実施形態における車両におけるＬＦ送信部の構成図。
【図３】第１の実施形態における（ａ）は基準信号を示したグラフ、（ｂ）は第１及び第２の送信アンテナからの送信信号を示したグラフ、（ｃ）はスイッチのオンオフ状態を示したグラフ。
【図４】第１の実施形態における各種信号の送信タイミングを示したタイミングチャート。
【図５】第１の実施形態における処理判定部等の構成図。
【図６】第１の実施形態における波形整形部により波形整形された信号を示したグラフ。
【図７】第１の実施形態における（ａ）はクロック再生部からの信号を示したグラフ、（ｂ）は波形整形部からの信号を示したグラフ、（ｃ）は位相比較部からの信号を示したグラフ。
【図８】第１の実施形態における位相差が検出される一定時間を示したグラフ。
【図９】第２の実施形態における電子キーシステムの構成図。
【図１０】（ａ）は増幅器からの信号を示すグラフ、（ｂ）はダイオードからの信号を示すグラフ、（ｃ）は増幅器に出力される信号を示すグラフ、（ｄ）は包絡線検波器からの信号を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電子キーシステムの第１の実施形態について図１〜図８を参照して説明する。
【００１８】
図１に示されるように、電子キーシステム１は、ユーザによって所持される電子キー１０と、車載装置２０とを備えている。電子キー１０及び車載装置２０間で相互通信が行われ、その相互通信が成立したことを条件として車両ドアの施解錠が許可される。以下、電子キーシステムの構成について説明する。
＜車載装置＞
図１に示すように、車載装置２０は、車載制御部２１と、ＬＦ送信部２２と、第１の送信アンテナ２２ａと、第２の送信アンテナ２２ｂと、ＵＨＦ受信部２４と、受信アンテナ２４ａと、を備えている。また、車載制御部２１には、ロックスイッチ３１と、ドアロック装置３２とが電気的に接続されている。
【００１９】
両送信アンテナ２２ａ，２２ｂは、車両ドアのアウトサイドドアハンドルに内蔵されている。また、ロックスイッチ３１は、アウトサイドドアハンドルの表面に設けられるとともに、ユーザに押し操作されるとその旨の操作信号を車載制御部２１に出力する。ＵＨＦ受信部２４は車室内の略中央に設けられている。また、ドアロック装置３２は、車両ドアが閉じた状態において車両ドアを自動的に施解錠する。
【００２０】
車載制御部２１は、コンピュータユニットによって構成されるとともに、不揮発性のメモリ２１ａを備える。このメモリ２１ａには、電子キー１０に記憶されるＩＤコードと同一のＩＤコードが記憶されている。
【００２１】
図２に示すように、ＬＦ送信部２２は、基準発振器４１と、位相器４２と、変調器４３と、スイッチ４４ａ，４４ｂと、を備える。
基準発振器４１は、スイッチ４４ａを介して送信アンテナ２２ａに、位相器４２及びスイッチ４４ｂを介して送信アンテナ２２ｂにそれぞれ接続されている。また、変調器４３は、各スイッチ４４ａ，４４ｂに接続されて、それらのオンオフを切り替える。
【００２２】
基準発振器４１は、図３（ａ）に示すように、ＬＦ（Low Frequency）帯（例えば１２５ｋＨｚ）の基準信号を生成し、それを各アンテナ２２ａ，２２ｂ側に出力する。変調器４３は、図３（ｃ）に示すように、車載制御部２１からのデジタル信号に応じて各スイッチ４４ａ，４４ｂをオン、オフする。デジタル信号は例えば「０」及び「１」からなる。変調器４３は「０」を受けるとスイッチ４４ａ，４４ｂの何れかをオフし、「１」を受けるとスイッチ４４ａ，４４ｂの何れかをオンする。これにより、図３（ｂ）に示すように、デジタル信号の「０」及び「１」に応じて振幅を変化させた送信信号が生成される。この送信信号は各アンテナ２２ａ，２２ｂから無線送信される。このように、デジタル信号を振幅の違いで変調する方式をＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式という。
【００２３】
位相器４２は、基準発振器４１から基準信号を受けると、同信号の位相を９０°ずらす。従って、図３（ｂ）の上段に示すように送信アンテナ２２ａからの送信信号が基準信号と同位相であるのに対して、図３（ｂ）の下段に示すように送信アンテナ２２ｂからの送信信号は、基準信号に対して位相が９０°遅れている。
【００２４】
図４に示すように、車載制御部２１は、ＬＦ送信部２２を通じて送信信号である要求信号を変調し、それを送信アンテナ２２ａを介して無線送信する。この要求信号は、送信アンテナ２２ａを通じて送信されるため、基準信号と同位相である。要求信号を受信した電子キー１０から応答信号が返信される。
【００２５】
図１に示すように、ＵＨＦ受信部２４は、その受信アンテナ２４ａを介して応答信号を受信する。そして、ＵＨＦ受信部２４は、応答信号を復調し、それを車載制御部２１へ出力する。車載制御部２１は、応答信号を認識すると、同信号に含まれるＩＤコードと、メモリ２１ａに記憶されるＩＤコードとの照合を行う。
【００２６】
車載制御部２１は、ＩＤコードの照合が成立すると、上述した方法にてＬＦ送信部２２を通じて第１の位相信号及び第２の位相信号を連続的に変調する。具体的には、第１の位相信号を変調する際、変調器４３は、スイッチ４４ｂをオフに維持した状態でスイッチ４４ａをオンオフ制御する。変調された第１の位相信号は送信アンテナ２２ａから送信される。また、第２の位相信号を変調する際、変調器４３は、スイッチ４４ａをオフに維持した状態でスイッチ４４ｂをオンオフ制御する。変調された第２の位相信号は送信アンテナ２２ｂから送信される。従って、両位相信号間においては位相に９０°の差が生じている。なお、第１の位相信号における終端ビット、及び第２の位相信号における先頭ビットは論理「１」に設定される。
【００２７】
詳しくは後述するが、電子キー１０は、受信した両位相信号に基づき両位相信号間に正しく位相差が生じているか否かの判断、ひいては中継器を使用した不正な通信であるか否かの判断を行って、その判断結果を結果信号として返信する。
【００２８】
ＵＨＦ受信部２４は受信アンテナ２４ａを通じて受信された結果信号を復調して、それを車載制御部２１に出力する。車載制御部２１は、結果信号を通じて中継器を使用した不正な通信でない旨判断したとき、施解錠許可状態となる。車載制御部２１は、この施解錠許可状態において、ロックスイッチ３１が操作されると、車両ドアの施解錠状態を切り替える。一方、車載制御部２１は、結果信号を通じて中継器を使用した不正な通信である旨判断したとき、施解錠許可状態とならない。これにより、中継器を使用した不正な通信により車両ドアが解錠されることが規制される。
【００２９】
＜電子キー＞
図１に示すように、電子キー１０は、電子キー制御部１１と、リミットアンプ５７と、波形整形部５８と、受信アンテナ１２ａと、検波回路１４と、ＵＨＦ送信部１３と、送信アンテナ１３ａとを備える。
【００３０】
電子キー制御部１１は、コンピュータユニットによって構成されるとともに、不揮発性のメモリ１１ａを備える。メモリ１１ａには電子キー１０に固有のＩＤコードが記憶されている。
【００３１】
受信アンテナ１２ａは、各位相信号を受信すると、それをリミットアンプ５７及び検波回路１４に出力する。検波回路１４は、受信アンテナ１２ａを介して受信した要求信号を検波して、それを電子キー制御部１１に出力する。電子キー制御部１１は、要求信号を認識すると、自身のメモリ１１ａに記憶されるＩＤコードを含む応答信号を生成し、それをＵＨＦ送信部１３に出力する。ＵＨＦ送信部１３は、応答信号を変調し、それを自身の送信アンテナ１３ａを介してＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の無線信号として送信する。
【００３２】
リミットアンプ５７は、各位相信号を増幅することで、その波形を略台形波状として、それを波形整形部５８に出力する。波形整形部５８は、図７（ｂ）に示すように、各位相信号を矩形波（パルス波）に波形整形して、それを電子キー制御部１１に出力する。
【００３３】
このパルス波は、図６に示すように、ビットが１の期間（図３（ｃ）においてスイッチオンに対応する期間）においてのみ基準信号の周波数と同一の周波数（１２５ｋＨｚ）にて生成される。また、パルス波は、ビットが０の期間（図３（ｃ）においてスイッチオフに対応する期間）においては発生しない。
【００３４】
パルスの周期は周波数の逆数で算出される。従って、本例ではパルスの周期は１／（１２５ｋ）秒となる。また、電子キー制御部１１は、受信した両位相信号間での位相差の有無、及び位相差が検出される時間を判断する処理判定部５０を備える。また、図５に示すように、処理判定部５０は、クロック再生部５１と、位相比較部５２と、位相差判断部５３と、認証処理部５４と、信号処理部５５とを備える。
【００３５】
クロック再生部５１は、波形整形部５８から１００パルス分の信号を受けたとき、１００パルス分だけ遅延してその信号を再生する。この１００パルスは一例であって設定により変更可能である。
【００３６】
例えば、クロック再生部５１は、１５０パルス分の第１の位相信号を受けた後に、同信号に対して９０°位相が遅れた１０パルス分の第２の位相信号を受けたとする。この場合、クロック再生部５１は、１００パルス分の第１の位相信号を受けたときにその信号の再生を開始する。クロック再生部５１は、図７（ａ）に示すように、１５０パルス分の第１の位相信号を受けた後に、第２の位相信号を受けても、しばらくは位相が遅れることなく、第１の位相信号を再生する。従って、位相比較部５２は、クロック再生部５１及び波形整形部５８からそれぞれ位相の異なる信号、すなわち再生された第１の位相信号と、現在受信中の第２の位相信号とを受ける。位相比較部５２は、図７（ｃ）に示すように、クロック再生部５１及び波形整形部５８からの信号をＡＮＤ演算する。すなわち、位相比較部５２は、クロック再生部５１及び波形整形部５８の両方からの電圧ＶがＨｉ（論理「１」）のときにのみＨｉを位相差判断部５３に出力する。それ以外の場合にはＬｏ（論理「０」）を位相差判断部５３に出力する。従って、図７（ｃ）において一点鎖線で示す領域は除去される。位相差判断部５３は、位相比較部５２からの信号に基づき、位相差の有無を判断する。具体的には、位相差がない場合には信号のデューティー比は約５０％であるものの、位相差が９０°となると図７（ｃ）の右側に示すようにデューティー比は約２５％に低下する。位相差判断部５３は、デューティー比に基づく判断結果を認証処理部５４に出力する。
【００３７】
一方、検波回路１４は、図８に示すように、受信アンテナ１２ａを介して受信した両位相信号を「０」及び「１」の信号に検波し、それを信号処理部５５に出力する。信号処理部５５は、検波回路１４からの信号のビット数をカウントすることで、第２の位相信号の最初のビットＢｘを認識する。そして、信号処理部５５は、ビットＢｘの開始から一定時間Ｔを位相差が検出される期間として認証処理部５４に通知する。ここで、ビットＢｘ及びその前のビットは、「１」となるように両位相信号は設定されている。例えばビットＢｘの前のビット（第１の位相信号の終端ビット）が「０」の場合には、クロック再生部５１は再生源となる１００パルス分の信号を受けられないため、一定時間Ｔにおいてパルスを含む信号を再生できない。また、例えばビットＢｘ（第２の位相信号の先頭ビット）が「０」の場合には、波形整形部５８から位相比較部５２にパルスを含む信号が出力されない。何れの場合であっても、位相比較部５２における比較対象が存在しないことになる。従って、上記のように両位相信号を設定する必要がある。
【００３８】
認証処理部５４は、一定時間Ｔにおいて、位相差判断部５３の判断結果に基づき両位相信号間に９０°の位相差があるか否かを判断する。電子キー制御部１１は、認証処理部５４による判断結果を含む結果信号を生成し、それをＵＨＦ送信部１３に出力する。ＵＨＦ送信部１３は、結果信号を変調し、それを自身の送信アンテナ１３ａを介してＵＨＦ帯の無線信号として送信する。上述したように、この結果信号に基づき車両ドアの施解錠が許可又は規制される。
【００３９】
ここで、中継器には、車両からのＬＦ帯の無線信号を一度検波して、その検波信号に基づき生成した無線信号を送信する方式がある。この方式は、検波せずに周波数変換する方式に比べて、より強い電波にて中継できる。このため、特にＬＦ帯の無線信号を中継する際に利用される。しかし、この方式においては、検波する際に信号の包絡線のみが取り出されるところ、その信号の位相まではコピーされない。よって、中継器は、位相の異なる両位相信号を受けても、同一の位相にて両位相信号を中継することとなる。これにより、中継器を使用した不正な通信の場合には、両位相信号間に位相差がない旨判断されて、車両ドアの施解錠が規制される。
【００４０】
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）両位相信号の位相は、それぞれ異なるように設定される。ここで、車載装置２０及び電子キー１０が遠く離れた位置にあっても、中継器を使用して不正に通信を成立させることで車両ドアの解錠が実行されるおそれがある。一般的に、中継器は、ＬＦ帯の無線信号を中継する際に、一度、受信した無線信号を検波して、その検波信号に基づきより電波の強い無線信号を生成し、それを送信する。この受信した無線信号（位相信号）が包絡線検波される際に、両位相信号間において異なっていた位相は同位相となる。このため、中継器を使用した不正な通信である場合には、受信した両位相信号間の位相が異ならない旨判断されて車両ドアの解錠が規制される。これにより、セキュリティ性を向上させることができる。
【００４１】
（２）クロック再生部５１は、入力信号に対して一定量（１００パルス分）だけ遅延して信号の再生を行うところ、入力信号が第１から第２の位相信号に切り替わった直後は、第１の位相信号の位相にて信号を再生する。このため、第１から第２の位相信号に切り替わった直後においては、位相比較部５２には位相の異なる２つの信号が入力される。ここで、両位相信号における境界部分におけるビットは「１」であるため、第１から第２の位相信号に切り替わった直後においては位相比較部５２における２つの比較対象が確実に存在する。位相差判断部５３は、位相比較部５２の比較結果に基づき位相差を判断する。中継器を使用した不正な通信でない場合には、一定時間Ｔにおいて位相差判断部５３を通じて両位相信号間で位相に差が生じた旨判断される。この判断がされたときには、車両ドアの解錠が許可される。また、中継器を使用した不正な通信である場合には、一定時間Ｔにおいて位相差判断部５３を通じて両位相信号間で位相に差が生じない旨判断されて、車両ドアの解錠が規制される。これにより、セキュリティ性を向上させることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図９を参照して説明する。この実施形態においては、電子キーで受けた両位相信号がＵＨＦ帯の信号として車両側に送信されて、それら信号に基づき車両側で位相差の有無が判断される点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４３】
図９に示すように、電子キー１０は、増幅器６１，６２と、ＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indication）検出回路６３と、アンド回路６４と、発振部６５と、スイッチ６６と、ダイオード６７と、を備える。増幅器６１は、図１０（ａ）に示すように、受信アンテナ１２ａを介して受信したＬＦ帯の信号を増幅して、それを検波回路１４及びダイオード６７に出力する。検波回路１４は、増幅器６１からの信号を検波し、それを電子キー制御部１１に出力する。電子キー制御部１１は、検波回路１４からの信号が要求信号である旨認識すると、第１の実施形態と同様に、ＵＨＦ送信部１３及び送信アンテナ１３ａを通じて応答信号を送信する。
【００４４】
また、図１０（ｂ）に示すように、ダイオード６７は、増幅器６１からの信号における負成分を除去し、それをＲＳＳＩ検出回路６３に出力する。ＲＳＳＩ検出回路６３は、ダイオード６７からの信号の電圧Ｖが一定値以上となったとき、許可信号をアンド回路６４に出力する。
【００４５】
一方、電子キー制御部１１は、応答信号の送信タイミングに基づき、両位相信号の受信期間を認識可能である。電子キー制御部１１は、両位相信号の受信期間において、アンド回路６４及び発振部６５に許可信号を出力する。発振部６５は、許可信号を受けると、ＵＨＦ帯の無変調の信号を生成する。アンド回路６４は、ＲＳＳＩ検出回路６３及び電子キー制御部１１の両方から許可信号を受けているとき、スイッチ６６をオフ状態からオン状態とする。これにより、図１０（ｃ）に示すように、受信したＬＦ帯の両位相信号をＡＳＫ変調することができる。変調された信号は、増幅器６２を通じて増幅された後に送信アンテナ１３ａを通じて無線送信される。
【００４６】
本実施形態においては、図９に示すように、車載制御部２１に処理判定部５０が設けられている。また、受信アンテナ２４ａとリミットアンプ５７との間には、第１の実施形態における検波回路１４に替えて包絡線検波器６８が設けられる。処理判定部５０、リミットアンプ５７、及び波形整形部５８は第１の実施形態と同様に構成される。
【００４７】
包絡線検波器６８は、受信アンテナ２４ａを通じて受信した両位相信号を包絡線検波する。これにより、図１０（ｄ）に示すように、上記図１０（ｃ）の包絡線のみが取り出された波形が得られる。この波形は、上記図１０（ａ）に示されたＬＦ帯の位相信号と同一の周波数及び位相である。従って、上記第１の実施形態と同様に処理判定部５０等を通じて、一定時間Ｔにおいて両位相信号間に９０°の位相差があるか否かが判断可能となって、位相差がない場合には中継器を使用した不正な通信であるとして車両ドアの解錠が規制される。
【００４８】
以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（１）及び（２）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（３）車載装置２０に処理判定部５０等を設けることで、より高い携帯性が要求される電子キー１０をコンパクトに構成することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記両実施形態においては、第１の位相信号の後、第２の位相信号が送信されていた。しかし、第１及び第２の位相信号は交互に繰り返し送信されてもよい。この場合にも、両位相信号の境界部分におけるビットを「１」とする。これにより、１回の通信において、複数回に亘って位相差の有無の判断ができる。
【００５０】
・上記両実施形態においては、応答信号を受けてＩＤコードの照合が成立したとき、第１の位相信号及び第２の位相信号が送信されていた。しかし、両位相信号は、要求信号の後に送信されてもよい。この場合、両位相信号間に位相の差があるか否かの判断結果を応答信号に含ませることもできる。よって、結果信号を省略することができる。また、要求信号を位相信号として、要求信号における位相を所定のタイミングで９０°ずらしてもよい。この場合、両位相信号を要求信号と別個に送信する必要がなくなる。
【００５１】
・上記両実施形態における両位相信号間の位相差は９０°であったが、位相差は９０°に限らない。両位相信号間の位相差が変化することに伴い、位相差判断部５３における判断基準が変わる。
【００５２】
・上記両実施形態においては、第１の位相信号及び第２の位相信号は連続的に送信されていた。しかし、両送信アンテナ２２ａ，２２ｂを介して第１の位相信号及び第２の位相信号を同時に送信してもよい。この場合、両位相信号の位相差に伴うＲＳＳＩの変化に基づき、中継器を使用した不正な通信であるか否かの判断が可能である。具体的には、両位相信号が同位相の場合には電子キー１０におけるＲＳＳＩが大きくなる。また、両位相信号が逆位相の場合には干渉を起こして、電子キー１０におけるＲＳＳＩが小さくなる。このような傾向からＲＳＳＩに基づき位相差、ひいては中継器を使用した不正な通信であるか否かを判断できる。本構成においては、両位相信号の送信に要する時間を短縮することができる。また、ＲＳＳＩを通じて容易に両位相信号の位相差の有無を判断することができる。
【００５３】
・上記両実施形態においては、第１の位相信号は送信アンテナ２２ａから、第２の位相信号は送信アンテナ２２ｂから送信されていた。しかし、送信アンテナは１つであってもよい。この場合、単一の送信アンテナから第１の位相信号及び第２の位相信号が送信される。例えば、図２に示す構成において、各スイッチ４４ａ，４４ｂにおける基準発振器４１と反対側の端子を単一の送信アンテナに接続する。これにより、位相器４２を通過する経路と、通過しない経路とが構成されて、単一の送信アンテナから両位相信号を順次送信することが可能となる。
【００５４】
・上記両実施形態においては、両位相信号は車載装置２０から電子キー１０に送信されていた。しかし、両位相信号は、電子キー１０から車載装置２０に送信されてもよい。この場合、電子キー１０から車載装置２０にＬＦ帯の無線信号が送信可能に構成されるとともに、第２の実施形態と同様に、処理判定部５０、波形整形部５８及びリミットアンプ５７は車載装置２０に設けられる。
【００５５】
・上記両実施形態においては、結果信号を通じて中継器を使用した不正な通信である旨判断されたとき、車両ドアの施解錠が規制されていたが、エンジンの始動が規制されてもよい。また、電子キー１０の制御対象は車両に限らず、例えば住宅用のドア装置であってもよい。この場合であっても、上記両実施形態と同様に、中継器を使用した不正な通信を防止できる。
【００５６】
・上記両実施形態においては、デジタル変調方式としてＡＳＫ変調方式が採用されていたが、変調方式はこれに限らず、例えばＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調方式やＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調方式を採用してもよい。
【００５７】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項３に記載の通信システムにおいて、前記電子キーは、ＵＨＦ帯の無線信号を送信する送信アンテナと、ＵＨＦ帯の無変調信号を生成する発振部と、前記送信アンテナ及び前記発振部間に設けられるスイッチと、前記ＬＦ帯の第１及び第２の位相信号の信号強度に応じて前記スイッチをオンオフすることで、前記無変調信号に基づき変調された前記ＵＨＦ帯の第１及び第２の位相信号を生成するスイッチ切替手段と、を備えた通信システム。
【００５８】
同構成によれば、電子キーは、簡易な構成にてＬＦ帯の第１及び第２の位相信号における位相を維持しつつＵＨＦ帯に変調して、それを無線送信することができる。
（ロ）上記（イ）に記載の通信システムにおいて、前記電子キーは、前記発振部における前記無変調信号の出力を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ＬＦ帯の第１及び第２の位相信号を受信すると予想される時間に亘って、前記発振部から前記無変調信号を出力させる通信システム。
【００５９】
同構成によれば、ＬＦ帯の第１及び第２の位相信号を受信すると予想される時間に限って、発振部から無変調信号が出力される。よって、無駄に無変調信号が出力されることが抑制される。
【００６０】
（ハ）請求項３、上記（イ）及び（ロ）に記載の通信システムにおいて、前記第１の通信機は、前記第１及び第２の位相信号とは別の要求信号を無線送信し、前記電子キーは、受信した要求信号に応じて、自身のＩＤコードを含む応答信号を無線送信し、前記第１の通信機は、受信したＩＤコードの照合が成立したときであって、かつ受信された前記第１及び第２の位相信号の位相が異なる旨判断したとき前記制御の実行を許可する通信システム。
【００６１】
同構成によれば、制御を実行させるには、さらにＩＤコードの照合成立が必要となる。よって、よりセキュリティ性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１…電子キーシステム、１０…電子キー（第２の通信機、移動体通信機器）、１１…電子キー制御部、１３…ＵＨＦ送信部、１４…検波回路、２０…車載装置（第１の通信機）、２１…車載制御部、２２…ＬＦ送信部、２２ａ，２２ｂ…送信アンテナ、２４…ＵＨＦ受信部、４１…基準発振器、４２…位相器、４３…変調器、４４ａ，４４ｂ…スイッチ、５０…処理判定部、５１…クロック再生部、５２…位相比較部、５３…位相差判断部、５４…認証処理部、５５…信号処理部、５７…リミットアンプ、５８…波形整形部、６１，６２…増幅器、６３…ＲＳＳＩ検出回路、６４…アンド回路（スイッチ切替手段）、６５…発振部、６６…スイッチ、６７…ダイオード、６８…包絡線検波器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも何れか一方が移動体通信機器である第１の通信機及び第２の通信機間での無線信号の授受を通じて制御対象の制御を許可する通信システムにおいて、
前記無線信号は前記第１の通信機から時分割して、又は同時にＬＦ帯の無線信号として特定の位相条件にて送信され、
前記第２の通信機において受信された信号が前記特定の位相条件を満たす旨判断したとき中継器を使用した不正な通信でないとして前記制御の実行を許可し、前記特定の位相条件を満たさない旨判断したとき中継器を使用した不正な通信であるとして前記制御の実行を禁止する通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記特定の位相条件とは、前記無線信号として時分割で送信される第１の信号及び第２の信号間で位相差があることであって、
前記第１又は第２の通信機は処理判定部を備え、
前記処理判定部は、
受信された前記第１又は第２の信号を一定以上受けたとき、その位相を再生する再生部と、
前記再生部により再生されている信号の位相と、現在受信している前記第１又は第２の信号の位相とを比較する位相比較部と、
前記位相比較部の比較結果に基づき前記現在受信している信号の位相差が生じたか否かを判断する位相差判断部と、
受信中の信号が前記第１の信号から前記第２の信号に切り替わるタイミングに基づき、前記位相差判断部において位相差が検出されると予想される時間を認識する信号処理部と、を備え、
前記信号処理部を通じて認識した前記位相差が生じると予想される時間において前記位相差判断部を通じて位相差が生じた旨判断したとき、中継器を使用した不正な通信でないとして前記制御の実行を許可し、前記位相差が生じると予想される時間において前記位相差判断部を通じて位相差が生じていない旨判断したとき、中継器を使用した不正な通信であるとして前記制御の実行を禁止する通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の通信システムにおいて、
前記第１の通信機は前記処理判定部を備えたうえで前記制御対象である車両に設けられるとともに、
前記第２の通信機はユーザに所持される電子キーとして設け、
前記電子キーは、前記第１の通信機から送信されるＬＦ帯の前記第１及び第２の信号を受けると、その信号に応じたＵＨＦ帯の第１及び第２の信号を前記第１の通信機に送信し、
前記第１の通信機は、受信した前記ＵＨＦ帯の第１及び第２の信号を検波することで、これら信号を前記ＬＦ帯の第１及び第２の信号と同位相とする通信システム。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の通信システムにおいて、
前記両通信機間には前記無線信号として制御を要求する旨の制御要求信号が送信され、
前記第１及び第２の信号は位相信号として前記制御要求信号とは別に送信される通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記特定の位相条件とは、前記無線信号として同時に送信される第１の信号及び第２の信号間で位相差があることであって、
前記第２の通信機は、前記両信号が混信した信号の信号強度に基づき前記両信号間に位相差がある旨判断したとき、前記特定の位相条件を満たす旨判断する通信システム。
【請求項１】
少なくとも何れか一方が移動体通信機器である第１の通信機及び第２の通信機間での無線信号の授受を通じて制御対象の制御を許可する通信システムにおいて、
前記無線信号は前記第１の通信機から時分割して、又は同時にＬＦ帯の無線信号として特定の位相条件にて送信され、
前記第２の通信機において受信された信号が前記特定の位相条件を満たす旨判断したとき中継器を使用した不正な通信でないとして前記制御の実行を許可し、前記特定の位相条件を満たさない旨判断したとき中継器を使用した不正な通信であるとして前記制御の実行を禁止する通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記特定の位相条件とは、前記無線信号として時分割で送信される第１の信号及び第２の信号間で位相差があることであって、
前記第１又は第２の通信機は処理判定部を備え、
前記処理判定部は、
受信された前記第１又は第２の信号を一定以上受けたとき、その位相を再生する再生部と、
前記再生部により再生されている信号の位相と、現在受信している前記第１又は第２の信号の位相とを比較する位相比較部と、
前記位相比較部の比較結果に基づき前記現在受信している信号の位相差が生じたか否かを判断する位相差判断部と、
受信中の信号が前記第１の信号から前記第２の信号に切り替わるタイミングに基づき、前記位相差判断部において位相差が検出されると予想される時間を認識する信号処理部と、を備え、
前記信号処理部を通じて認識した前記位相差が生じると予想される時間において前記位相差判断部を通じて位相差が生じた旨判断したとき、中継器を使用した不正な通信でないとして前記制御の実行を許可し、前記位相差が生じると予想される時間において前記位相差判断部を通じて位相差が生じていない旨判断したとき、中継器を使用した不正な通信であるとして前記制御の実行を禁止する通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の通信システムにおいて、
前記第１の通信機は前記処理判定部を備えたうえで前記制御対象である車両に設けられるとともに、
前記第２の通信機はユーザに所持される電子キーとして設け、
前記電子キーは、前記第１の通信機から送信されるＬＦ帯の前記第１及び第２の信号を受けると、その信号に応じたＵＨＦ帯の第１及び第２の信号を前記第１の通信機に送信し、
前記第１の通信機は、受信した前記ＵＨＦ帯の第１及び第２の信号を検波することで、これら信号を前記ＬＦ帯の第１及び第２の信号と同位相とする通信システム。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の通信システムにおいて、
前記両通信機間には前記無線信号として制御を要求する旨の制御要求信号が送信され、
前記第１及び第２の信号は位相信号として前記制御要求信号とは別に送信される通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記特定の位相条件とは、前記無線信号として同時に送信される第１の信号及び第２の信号間で位相差があることであって、
前記第２の通信機は、前記両信号が混信した信号の信号強度に基づき前記両信号間に位相差がある旨判断したとき、前記特定の位相条件を満たす旨判断する通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９３５１４（Ｐ２０１２−１９３５１４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５６８４７（Ｐ２０１１−５６８４７）
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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