JP4086833B2 - 高周波無線機の制御方法及び高周波無線機システム - Google Patents

Description

本発明は、近距離無線通信方式の利用に適した高周波無線機システムに係り、特に、通信環境における符号誤り率を低くし、良好な通信を実現する高周波無線機の制御方法及び高周波無線機システムに関する。

「近距離無線通信方式」とは、例えば法律の規制を受けない微弱電力のキャリア帯信号を用いて行うものである。
近距離無線通信方式を利用した無線機システムの例として、キーレスエントリ制御システムが知られている。例えば、対象である車両のドアの開閉、エンジン始動あるいは停止等を、数メートルから数十メートル離れた位置から無線により制御するシステムであり，車両側に搭載される固定型の親局装置とユーザが所持する可搬型（携帯性）の子局装置との１対１により構成される。

また、電波法施工規則によれば，図１０に示すように、送信機から３ｍ離れた地点での電界強度は周波数が３２２ＭＨｚ以下、または１５０ＧＨｚ以上の場合は毎メートル５００［μＶ／ｍ］以下であれば方式や用途によらず規制を受けないとされている。それ以外の周波数では図１０のように段階的に異なるものとなっている。
図１０は、電波法規制を受けない周波数対電界強度値を示した図である。

従来、電波法施工規則の規制を受けない微弱電力における１対１の近距離通信方式では、マルチパスフェージング、干渉等の影響が少ないのが一般的である。
これは、ワイヤレスＬＡＮ（Local Area Network）等の小電力データ通信システムに利用されているＩＳＭ（Industrial Scientific Medical）バンド（２．４ＧＨｚ帯）のように多くの通信システムが混在した周波数帯でかつ送信電力がある程度高いものは相互に干渉を起こし易いが、微弱電力における通信においては、多くのシステムで使用されている周波数は３２２ＭＨｚ以下と低いために電波の波長が長いこと、および送信電力が低いことによる通信距離が短いことで、このような問題にならないことが多い。

次に、従来の無線機システムについて図１１を参照しながら説明する。図１１は、従来の無線機システムの概略構成図である。尚、図１１のシステムは、キーレスエントリ制御システムへ適用した場合を想定している。
従来の無線機システムは、図１１に示すように、ユーザが携帯する無線機（子機）である送信機６１が、ＶＨＦ帯以上の周波数のキャリア帯信号をその送信機６１の識別コードと例えば自動車のドアの開閉を指示する指示信号とで変調して、アンテナ６２から固定型の無線機（親機）である受信機６３に向けて送信する。

受信機６３では、受信したキャリア帯信号をフィルタリングして不要な周波数成分を除去するためフィルタを有しており、キーレスエントリ制御システムにおいて、通信に必要な帯域幅の周波数は、３１５ＭＨｚの高周波が使用されるようになっている。
そのため、受信機６３のフィルタは、高周波での用途に適した弾性表面波フィルタ（ＳＡＷ［Surface Acoustic Wave］フィルタ）が一般的に用いられる。

また、電波法施行規則によれば、送信機６１から３ｍ離れた地点での電界強度は、毎メートル５００［μＶ／ｍ］以下であれば、図１０に示したとおり、規制を受けない。
受信機６３では、このような微弱電力により送信されたキャリア帯信号をアンテナ６４で受信し、ＳＡＷフィルタ６５でフィルタリングし、周波数増幅部（プリアンプ）６６で所定の電力に増幅し、増幅されたキャリア帯信号に対して受信機構６７で直接検波を行って識別コードと指示信号を復調する。
そして、指示信号に従って車両の各種駆動機構を制御してドアの開閉を行わせる。

尚、キーレスエントリ制御システムに関する先行技術として、平成１２（２０００）年１月２５日公開の特開２０００−２７５０４号公報「リモートキーレスエントリーシステム」（出願人：株式会社日立製作所、発明者：小俣隆他）がある。
この先行技術は、キーレスエントリ制御システムにおいて、双方向通信において、操作装置（子機）と動作装置（親機）に複数の送信データレートを発生する手段を設け、最初、高速データレートで送信し、応答がない場合にデータレートを順次下げて送信することが記載されている（特許文献１）。

また、アダプティブアレーアンテナで指向性の制御を行いつつ、データ伝送レートを変更する先行技術として、平成１４（２００２）年３月１５日公開の特開２００２−０７６９８５号公報「基地局装置、通信端末装置及び通信方法」（出願人：松下電器産業株式会社、発明者：青山高久他）がある。
この先行技術は、アダプティブアレーアンテナで指向性の制御を行う基地局で、変調手段が伝搬環境の状態が良い場合には、高速レートの変調方式で高速下りデータを変調するものである（特許文献２）。
但し、この先行技術は、アダプティブアレーアンテナで受信した信号に対して重み付けを行うことで指向性の制御を行うものであり、符号誤り率を用いて複数の受信アンテナを直接的に選択して受信感度を調整するものではなく、更に通信端末装置から送信される信号の伝送レートを可変にするものではない。

また、移動体通信装置で異なるチップレートを選択する先行技術として、平成１２（２０００）年１１月２日公開の特開２０００−３０７４７８号公報「移動体通信装置、通信システム、及び通信方法」（出願人：松下電器産業株式会社、発明者：早川正）がある。
この先行技術は、移動体通信装置が基地局に対して情報伝送シンボルレート、通信品質の目標値、チップクロックを送信し、基地局が可否を判定して移動体通信装置に返信し、通信が可であれば、それに基づいて通信を行うものである（特許文献３）。
従って、この先行技術では、最初に移動体通信装置から特定条件での問い合わせが必要であり、その問い合わせのやり取りで通信条件が決定されるものであって、符号誤り率からアンテナでの指向性を制御しつつ、伝送レートを可変とするものではない。

特開２０００−０２７５０４号公報（第３−８頁、図５） 特開２００２−０７６９８５号公報 特開２０００−３０７４７８号公報

しかしながら、従来の無線機システムでは、エリア内の極近傍に多くの自己と同等のシステムがある場合、または定常的な他システムからの干渉が少なからずある電波環境によっては符号誤り率が増加し、すなわち受信感度の劣化、あるいは伝送品質の悪化につながるという問題点があった。

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、干渉に強く、受信感度を良好にして伝送品質を維持できるスペクトラム拡散無線データ通信における高周波無線機の制御方法及び高周波無線機システムを提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、子機からの微弱電波を受信する親機の高周波無線機における制御方法であって、初期設定のアンテナパターン又はアンテナ状態テーブルから形成されたアンテナパターンに従って、スペクトラム拡散変調された微弱電波の信号を受信し、スペクトラム逆拡散復調して、受信データに含まれる識別子を確認し、当該識別子が受信側で記憶する識別子と一致する場合に、受信データの符号誤り率と予め設定された良好な通信における誤り率のしきい値とを比較し、両者の差分を調整履歴から算出された標準値と比較して通信環境の状態を判定する処理を行い、当該判定された通信環境の状態が安定したものであれば、拡散率を減少させて伝送レートを増加させ、当該判定された通信環境の状態が不安定なものであれば、拡散率を増加させて伝送レートを減少させ、拡散率増加後の符号誤り率が低くなったか否かを判定し、低くなっていなければ、アンテナ状態テーブルを参照して複数配置したアンテナから受信させるアンテナを特定するアンテナパターンを形成し、当該形成されたアンテナパターンに従ってアンテナの選択を行うことで、当該通信環境の状態に応じてアンテナの総合した指向性を調整し、拡散率増加後の符号誤り率が低くなっていれば、通信環境の状態を判定する処理に戻るものであり、更に、スペクトラム拡散変調された微弱電波の信号を受信する処理からアンテナの総合した指向性を調整する処理までを受信データについて繰り返し行うことを特徴とする。

本発明は、上記高周波無線機の制御方法において、アンテナ状態テーブルは、電波の受信角度に対して使用のために選択されるアンテナを記憶するものであり、標準値に基づいて受信データの符号誤り率と誤り率のしきい値との差分の大小を決定することで通信環境の状態を判定し、アンテナ状態テーブルを参照して差分の大小に対応するアンテナパターンを形成することを特徴とする。
また、本発明は、上記高周波無線機の制御方法において、受信データの符号誤り率と誤り率のしきい値との差分が標準値と比較して大きい場合は、現在の受信角度に対して１８０度方向の受信感度を持つアンテナパターンを形成することを特徴とする。
また、本発明は、上記高周波無線機の制御方法において、受信データの符号誤り率と誤り率のしきい値との差分が標準値と比較して小さい場合は、現在の受信角度に対して隣接する受信角度の受信感度を持つアンテナパターンを形成することを特徴とする。

本発明は、上記高周波無線機の制御方法において、判定された通信環境の状態が安定したものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において下限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲において下限ではない場合に、以降の受信フレームから拡散率を減少させる旨の情報を送信側に通知し、受信側では当該減少させた拡散率により受信動作を行うことを特徴とする。
本発明は、上記高周波無線機の制御方法において、判定された通信環境の状態が不安定なものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において上限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲において上限ではない場合に、以降の受信フレームから拡散率を増加させる旨の情報を送信側に通知し、受信側では当該増加させた拡散率により受信動作を行うことを特徴とする。

本発明は、子機からの微弱電波をスペクトラム拡散通信方式により受信する親機を備える高周波無線機システムであって、親機が、複数のアンテナを備えるアンテナ部と、アンテナ部から取り込んだ微弱電波を増幅して帯域制限し、中間周波数帯にダウンコンバートして増幅する無線部と、無線部から入力された信号をキャリア復調し、スペクトラム逆拡散処理して同期した信号を復調し、受信データを復号する信号処理部と、アンテナ部における指向性を特定のアンテナを選択することで調整するアンテナ切替部と、信号処理部で得られた受信データに含まれる識別子と予め記憶する識別子が一致した場合に、受信データについて符号誤り率に応じてアンテナ切替部におけるアンテナパターンを形成するアンテナ制御部とを有し、無線部は、アンテナ部から取り込んだ微弱電波を増幅して帯域制限するのに水晶フィルタを用い、帯域制限された信号を中間周波数帯にダウンコンバートするのに高周波ローカル信号を発振する水晶振動子を用い、水晶フィルタと水晶発振子とを、温度特性及び経年変化特性がそれぞれ互いに実質的に同じにする材料から成る一つのモジュール容器に同梱するよう実装し、アンテナ制御部は、予め特定の指向性に対応するアンテナパターンと現状の指向性を記憶するアンテナ状態テーブルを備え、受信データについて、受信データの符号誤り率と予め設定された良好な通信における誤り率のしきい値とを比較し、両者の差分を調整履歴から算出された標準値と比較して通信環境の状態を判定する処理を行い、当該判定された通信環境の状態が安定したものであれば、拡散率を減少させて伝送レートを増加させ、当該判定された通信環境の状態が不安定なものであれば、拡散率を増加させて伝送レートを減少させ、拡散率増加後の符号誤り率が低くなったか否かを判定し、低くなっていなければ、アンテナ状態テーブルを参照して複数配置したアンテナから受信させるアンテナを特定するアンテナパターンを形成し、拡散率増加後の符号誤り率が低くなっていれば、通信環境の状態を判定する処理に戻ることを特徴とする。

本発明は、上記高周波無線機システムにおいて、アンテナ制御部が、判定された通信環境の状態が安定したものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において下限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲内で下限でない場合に、以降の受信フレームから拡散率を減少させる旨の情報を子機に通知すると共に、親機の無線部及び信号処理部では当該減少させた拡散率により受信動作が行われるよう制御信号を出力することを特徴とする。

本発明は、上記高周波無線機システムにおいて、アンテナ制御部が、判定された通信環境の状態が不安定なものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において上限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲内で上限でない場合に、以降の受信フレームから拡散率を増加させる旨の情報を子機に通知すると共に、親機の無線部及び信号処理部では当該増加させた拡散率により受信動作が行われるよう制御信号を出力することを特徴とする。

本発明によれば、初期設定のアンテナパターン又はアンテナ状態テーブルから形成されたアンテナパターンに従って、スペクトラム拡散変調された微弱電波の信号を受信し、スペクトラム逆拡散復調して、受信データに含まれる識別子を確認し、当該識別子が受信側で記憶する識別子と一致する場合に、受信データの符号誤り率と予め設定された良好な通信における誤り率のしきい値とを比較し、両者の差分を調整履歴から算出された標準値と比較して通信環境の状態を判定する処理を行い、当該判定された通信環境の状態が安定したものであれば、拡散率を減少させて伝送レートを増加させ、当該判定された通信環境の状態が不安定なものであれば、拡散率を増加させて伝送レートを減少させ、拡散率増加後の符号誤り率が低くなったか否かを判定し、低くなっていなければ、アンテナ状態テーブルを参照して複数配置したアンテナから受信させるアンテナを特定するアンテナパターンを形成し、当該形成されたアンテナパターンに従ってアンテナの選択を行うことで、当該通信環境の状態に応じてアンテナの総合した指向性を調整し、拡散率増加後の符号誤り率が低くなっていれば、通信環境の状態を判定する処理に戻るものであり、更に、スペクトラム拡散変調された微弱電波の信号を受信する処理からアンテナの総合した指向性を調整する処理までを受信データについて繰り返し行う高周波無線機の制御方法としているので、通信環境の状態に応じて動的にアンテナの総合した指向性を最適化できる効果がある。

本発明によれば、アンテナ状態テーブルは、電波の受信角度に対して使用のために選択されるアンテナを記憶するものであり、標準値に基づいて受信データの符号誤り率と誤り率のしきい値との差分の大小を決定することで通信環境の状態を判定し、アンテナ状態テーブルを参照して差分の大小に対応するアンテナパターンを形成する高周波無線機の制御方法としているので、通信環境の状態に応じて動的にアンテナの総合した指向性を最適化できる効果がある。
また、本発明によれば、受信データの符号誤り率と誤り率のしきい値との差分が標準値と比較して大きい場合は、現在の受信角度に対して１８０度方向の受信感度を持つアンテナパターンを形成する上記高周波無線機の制御方法としているので、角度調整を無理なく迅速に行うことができる効果がある。
また、本発明によれば、受信データの符号誤り率と誤り率のしきい値との差分が標準値と比較して小さい場合は、現在の受信角度に対して隣接する受信角度の受信感度を持つアンテナパターンを形成する上記高周波無線機の制御方法としているので、角度調整を無理なく迅速に行うことができる効果がある。

本発明によれば、判定された通信環境の状態が安定したものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において下限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲において下限ではない場合に、以降の受信フレームから拡散率を減少させる旨の情報を送信側に通知し、受信側では当該減少させた拡散率により受信動作を行う上記高周波無線機の制御方法としているので、安定した通信環境では拡散率を減少（伝送レートを増加）させて、伝送効率を向上させることができる効果がある。
本発明によれば、判定された通信環境の状態が不安定なものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において上限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲において上限ではない場合に、以降の受信フレームから拡散率を増加させる旨の情報を送信側に通知し、受信側では当該増加させた拡散率により受信動作を行う上記高周波無線機の制御方法としているので、不安定な通信環境では拡散率を増加（伝送レートを減少）させて、通信の確実性を保持することができる効果がある。

本発明によれば、子機からの微弱電波をスペクトラム拡散通信方式により受信する親機を備える高周波無線機システムであって、親機が、複数のアンテナを備えるアンテナ部と、アンテナ部から取り込んだ微弱電波を増幅して帯域制限し、中間周波数帯にダウンコンバートして増幅する無線部と、無線部から入力された信号をキャリア復調し、スペクトラム逆拡散処理して同期した信号を復調し、受信データを復号する信号処理部と、アンテナ部における指向性を特定のアンテナを選択することで調整するアンテナ切替部と、信号処理部で得られた受信データに含まれる識別子と予め記憶する識別子が一致した場合に、受信データについて符号誤り率に応じてアンテナ切替部におけるアンテナパターンを形成するアンテナ制御部とを有し、無線部は、アンテナ部から取り込んだ微弱電波を増幅して帯域制限するのに水晶フィルタを用い、帯域制限された信号を中間周波数帯にダウンコンバートするのに高周波ローカル信号を発振する水晶振動子を用い、水晶フィルタと水晶発振子とを、温度特性及び経年変化特性がそれぞれ互いに実質的に同じにする材料から成る一つのモジュール容器に同梱するよう実装し、アンテナ制御部は、予め特定の指向性に対応するアンテナパターンと現状の指向性を記憶するアンテナ状態テーブルを備え、受信データについて、受信データの符号誤り率と予め設定された良好な通信における誤り率のしきい値とを比較し、両者の差分を調整履歴から算出された標準値と比較して通信環境の状態を判定する処理を行い、当該判定された通信環境の状態が安定したものであれば、拡散率を減少させて伝送レートを増加させ、当該判定された通信環境の状態が不安定なものであれば、拡散率を増加させて伝送レートを減少させ、拡散率増加後の符号誤り率が低くなったか否かを判定し、低くなっていなければ、アンテナ状態テーブルを参照して複数配置したアンテナから受信させるアンテナを特定するアンテナパターンを形成し、拡散率増加後の符号誤り率が低くなっていれば、通信環境の状態を判定する処理に戻るものとしているので、受信データの符号誤り率に応じて動的にアンテナ部の指向性を最適化できる効果がある。

本発明によれば、アンテナ制御部が、判定された通信環境の状態が安定したものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において下限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲内で下限でない場合に、以降の受信フレームから拡散率を減少させる旨の情報を子機に通知すると共に、親機の無線部及び信号処理部では当該減少させた拡散率により受信動作が行われるよう制御信号を出力する上記高周波無線機システムとしているので、安定した通信環境では拡散率を減少（伝送レートを増加）させて、伝送効率を向上させることができる効果がある。

本発明によれば、アンテナ制御部が、判定された通信環境の状態が不安定なものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において上限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲内で上限でない場合に、以降の受信フレームから拡散率を増加させる旨の情報を子機に通知すると共に、親機の無線部及び信号処理部では当該増加させた拡散率により受信動作が行われるよう制御信号を出力する上記高周波無線機システムとしているので、不安定な通信環境では拡散率を増加（伝送レートを減少）させて、通信の確実性を保持することができる効果がある。

本発明によれば、無線部が、アンテナ部から取り込んだ微弱電波を増幅して帯域制限するのに水晶フィルタを用い、帯域制限された信号を中間周波数帯にダウンコンバートするのに高周波ローカル信号を発振する水晶振動子を用い、水晶フィルタと水晶発振子とを、温度特性及び経年変化特性がそれぞれ互いに実質的に同じになる動作環境となる部位に実装する上記高周波無線機システムとしているので、仮に周波数のずれが発生した場合であっても、そのずれの方向が両者同じ方向になるので、不都合を回避することができる効果がある。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る高周波無線機の制御方法は、スペクトラム拡散処理されて変調された微弱電波信号を受信して復調し、スペクトラム逆拡散処理して受信データを取り出し、当該受信データの状態に応じて複数のアンテナで形成される総合的な指向性を特定するアンテナパターンを動的に変化させるものであり、妨害波に対する希望波の比を最大にし、すなわち誤り率の低い良好な通信を動的に実現できるものである。

また、上記高周波無線機の制御方法において、通信環境が最も良い状態の場合に、拡散率を減少させて（伝送レートを増加させて）、伝送効率を向上させ、通信環境が最も良くない状態の場合に、拡散率を増加させ（伝送レートを減少させ）、通信の確実性を保持するものである。

本発明の実施の形態に係る高周波無線機システムは、親機の装置において、複数のアンテナから成るアンテナ部と、アンテナパターンに従ってアンテナ部におけるアンテナの総合した指向性を制御するアンテナ切替部と、アンテナ部から取り込まれた信号を増幅し、帯域制限して中間周波数にダウンコンバートする無線部と、無線部から入力された信号をキャリア復調し、スペクトラム逆拡散して同期した信号を復調し、受信データの復号を行う信号処理部と、信号処理部から入力された受信データについて符号誤り率を判定し、当該誤り率に基づいて適正なアンテナパターンを形成し、そのアンテナパターンの情報に従ってアンテナ切替部を制御する信号を出力するアンテナ制御部とを有するものであり、受信データの誤り率からアンテナ部の総合した指向性を調整するようにしているので、良好な通信環境を動的に実現できる。

また、上記高周波無線機システムにおいて、親機の装置において、アンテナ制御部が、受信データの誤り率が良い場合に、子機の装置に拡散率を減少（伝送レートを増加）させる旨の通知をして子機での拡散率を減少させ、親機の装置でも同様に拡散率を減少させるものであり、子機と親機との間の通信環境が安定しているときは、伝送速度を増加させて伝送効率を向上させるものである。

また、上記高周波無線機システムにおいて、親機の装置において、アンテナ制御部が、受信データの誤り率が良くない場合に、子機の装置に拡散率を増加（伝送レートを減少）させる旨の通知をして子機での拡散率を増加させ、親機の装置でも同様に拡散率を増加させるものであり、子機と親機との間の通信環境が不安定であるときは、伝送速度を減少させて通信の確実性を保持するものである。

本発明の実施の形態に係る高周波無線機システムにおける親機の概略について図１を参照しながら、また、子機の概略については図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る高周波無線機システムの親機の概略構成ブロック図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る高周波無線機システムの子機の概略構成ブロック図である。
尚、システムの概略は、子機と親機の１対１で構成されている。

本発明の実施の形態に係る高周波無線機システム（本システム）の親機は、図１に示すように、無線部１と、信号処理部２と、アンテナ部３と、アンテナ切替部４と、アンテナ制御部５と、情報処理部６とを基本的に有している。

本システムの親機の各部を説明する。
無線部１は、アンテナ部３で受信し、アンテナ切替部４を介して入力された信号を増幅し、帯域制限してＩＦ（中間周波数：Intermediate Frequency）周波数帯にダウンコンバートし、更に信号処理部２への入力レベルに増幅する。
また、無線部１は、信号処理部２から入力された信号をＲＦ（無線周波数：Radio Frequency）周波数帯に変換し、帯域制限して微弱無線局の電界強度レベル内で高周波増幅する。
尚、無線部１の内部の具体的構成は後述する。

信号処理部２は、無線部１から入力された信号をキャリア復調し、逆拡散して同期した信号を復調し、受信データの復号を行って情報処理部６に出力する。
また、信号処理部２は、情報処理部６から入力されたデータを拡散変調し、波形整形してキャリア変調し、無線部１に出力する。
更に、信号処理部２は、復号した受信データをアンテナ制御部５に出力する。アンテナ制御部５では、その受信データの誤り率の判定を行う。
尚、信号処理部２の内部の具体的構成は後述する。

アンテナ部３は、複数のアンテナから構成される。
これらアンテナは、水平面指向特性、または垂直面指向特性の異なるものを用いている。
親機におけるアンテナ部３は、第１のアンテナから第Ｎのアンテナを備え、このＮ本のアンテナの内、特定のアンテナが１つ又は複数選択されて無線得１に接続されることで、アンテナ部３における指向性が形成される。
これら複数のアンテナは、例えば、キーレスエントリ制御システムの場合は、全方向の電波に対応するために車内に分散して設置されている。

アンテナ切替部４は、アンテナ制御部５からの制御信号によりアンテナ部３における複数のアンテナから特定のアンテナを選択して無線部１に接続する。
本システムでは、説明を簡単にするために、複数のアンテナの内、１つ又は２つのアンテナを選択するようにしているが、複数のアンテナに対して重み付けを行うようにしてもよい。つまり、特定方向に対するアンテナの感度を高くし、その他のアンテナの感度を低くするといった制御を行うようにしてもよい。

アンテナ制御部５は、信号処理部２から入力された受信データについてビットデータにより誤り率を判定し、当該誤り率に基づいて適正なアンテナパターンを形成し、当該アンテナパターンの情報に従ってアンテナ切替部４を制御する制御信号を出力する。
尚、アンテナ制御部５の内部の内部構成は後述する。

情報処理部６は、信号処理部２から入力されたデータを解析して、接続する関連する装置へ当該データ内容を出力し、接続する装置からのデータを信号処理部２に出力する。
例えば、本システムがキーレスエントリ制御システムに適用された場合、情報処理部６は、ドアロック開閉装置、ドアミラー開閉装置等の駆動装置にカーインタフェースを介して制御を行うためのデータを出力するものである。

また、情報処理部６は、復号した受信データからＩＤを取得し、アンテナ制御部５のアンテナパターン形成回路５２に出力する。
無論、情報処理部６では、取得したＩＤ（子機からのＩＤ）が親機のＩＤと一致するか否かを判定し、一致する場合に、受信データの内容を接続する装置に出力する。

また、本システムの子機は、図２に示すように、無線部１と、信号処理部２と、アンテナ部３と、情報処理部６とを基本的に有している。
子機における無線部１と、信号処理部２と、アンテナ部３と、情報処理部６の構成は、図１で説明した親機の相当する構成とほぼ同様である。また、アンテナ切替部４、アンテナ制御部５は、子機には備えておらず、よってそれらに関連する機能を上記各部が備えていないものであり、アンテナ部３も１つのアンテナによって構成されるものである。

尚、本システムが自動車のキーレスエントリ制御システムに適用された場合には、親機と子機では、親機がカーバッテリーで動作して情報処理部６がカーインタフェースに接続し、子機が電池で動作して情報処理部６が表示部及び操作部等のユーザインタフェースに接続する点で相違する。

次に、本システムにおける無線部１の構成について図３を参照しながら説明する。図３は、無線部１の構成ブロック図である。
無線部１は、図３に示すように、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１と、パワーアンプ（ＰＡ）１２と、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）１３と、スイッチ（ＳＷ）１４、スイッチ（ＳＷ）１５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６と、スイッチ（ＳＷ）１７、発振器（Oscillator：ＯＳＣ）１８、受信ミキサ１９、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０と、可変利得増幅器（Automatic Gain Control Amplifier：ＡＧＣ）２１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２と、送信ミキサ２３とを基本的に有している。

ここで、ＢＰＦ１６は、ＳＡＷフィルタでもよいが、アンテナ部３で受信されたＶＨＦ帯以上の周波数のキャリア帯信号をフィルタリングする水晶フィルタ（３１５ＭＨｚ±２０ｋＨｚ）を用い、ＯＳＣ１８は、水晶振動子（３１５ＭＨｚ−４８ｋＨｚ）を具備する高周波ローカル発振器を用い、温度特性及び経年変化特性がそれぞれ互いに実質的に同じになる動作環境となる部位に実装する。
このような実装とすることで、仮に周波数のずれが発生した場合であっても、そのずれの方向が両者同じ方向になるので、不都合を回避することができる。
ここで、「同じ動作環境」とは、例えば、水晶フィルタ及び水晶振動子を、各々の温度特性を実質的に同じにする材質から成る一つのモジュール容器に同梱すること等をいう。

アンテナフィルタとして水晶フィルタを用いることは、従来のＳＡＷフィルタに比べて極めて狭帯域の帯域制限を実現できるものであり、キャリア帯信号が通過する帯域幅は数十ｋＨｚ程度であって、ＳＡＷフィルタに比べて格段に狭帯域となる。
そのため、エネルギー保存の法則により、同じエネルギー（送信時の電力）に対する受信側の受信感度を飛躍的に向上させることができる。

そもそも、水晶フィルタは、短波帯までの比較的短い周波数の無線機で使用されているが、水晶フィルタの実現可能範囲に一定の上限があるため、キーレスエントリ制御システムのようなＶＨＦ帯（３０〜３０ＭＨｚ）又はＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の周波数での使用は考えられていなかった。そのため、高周波帯用に開発されたＳＡＷフィルタがキーレスエントリ制御システムに使用されたものの、広帯域のＳＡＷフィルタでは受信感度を高めることはできず、最大２０ｍ程度の通信距離での運用となっていた。

しかしながら、水晶フィルタを開発・製造する出願人の努力により、水晶フィルタが使用可能な周波数の範囲は拡大される方向にあり、更に、水晶は、基本波の他に、オーバートーン（基本波の周波数に対して奇数倍の周波数で使用可能であること）を利用し、水晶フィルタをＶＨＦ帯以上の高周波でもアンテナフィルタに適用できるに至った。

水晶フィルタは、例えば、ＡＴカットした水晶片を有している。ＡＴカットは、水晶のＸ軸に平行でＺ軸から３５度１５分近辺にカットしたもので、周波数温度特性が広い温度範囲にわたって３次曲線の極めて良好な特性を示す。
水晶フィルタは、例えば、３次オーバートーン、１００〜１３０ＭＨｚ、好ましくは１０５ＭＨｚのものを３１５ＭＨｚで使用する。
これにより、水晶フィルタの３ｄＢ減衰域での帯域幅は、数十ｋＨｚ程度となり、ＳＡＷフィルタの帯域幅と比較すると、格段に狭帯域となり、受信感度が飛躍的に向上でき、通信距離が最大１５０ｍ程度を実現できたものである。

次に、無線部１における動作を説明する。
まず、無線機１における受信の動作を説明する。
アンテナ制御部５によりアンテナ部３において選択されたアンテナから入力された信号はアンテナ切替部４を介して無線部１に入力され、ＢＰＦ１１を通過して帯域制限された後に、ＳＷ１４にて受信側に切り替えられ、ＬＮＡ１３で増幅され、ＳＷ１５でＢＰＦ１６に出力される。

そして、信号は、ＢＰＦ１６で帯域制限され、ＳＷ１７で受信側に切り替えられ、受信ミキサ１９でＯＳＣ１８からの発振周波数を用いて合成され、ＩＦ周波数帯へダウンコンバートされる。
ＩＦ周波数となった信号は、ＬＰＦ２０で受信ミキサ１９による高調波スプリアスを除去した後に、ＡＧＣ２１にて信号処理部２のアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）３１に適切な一定の入力レベルに増幅される。

次に、無線機１における送信の動作を説明する。
信号処理部２から出力されたＩＦ信号は、ＬＰＦ２２にて高調波を除去してＯＳＣ１８からの発振周波数で送信ミキサ２３にてミキシングし、ＲＦ周波数帯に変換される。
その後にＳＷ１７でＲＦ周波数の信号はＢＰＦ１６に出力され、ＢＰＦ１６にて帯域制限され、ＳＷ１５が送信側に切り替えられ、ＰＡ１２にて図１０の微弱無線局の電界強度レベル内で高周波増幅される。
そして、ＳＷ１４を経由し、ＢＰＦ１１にて空間に放射される最後の帯域制限を行い、受信側で決められた適切なアンテナ選択にてアンテナ切替部４を通じてアンテナ送信される。

次に、本システムにおける信号処理部２の構成について図４を参照しながら説明する。図４は、信号処理部２の構成ブロック図である。
信号処理部２は、図４に示すように、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）３１と、キャリア復調回路３２と、ＡＧＣ制御回路３３と、キャリアデータ生成回路３４と、拡散符号生成回路３５と、逆拡散回路３６と、同期回路３７と、ＢＰＳＫ（２相位相変調方式：Binary Phase Shift Keying）復調回路３８と、データ受信回路３９と、データ生成回路４０と、拡散回路４１と、ＢＰＳＫ変調回路４２と、波形整形回路４３と、キャリア変調回路４４と、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）４５とを基本的に有している。

次に、信号処理部２における動作を説明する。
まず、信号処理部２における受信の動作を説明する。
無線部１から入力された信号は、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）３１でデジタル値となった後にキャリア復調回路３２によりキャリアデータ生成回路３４から出力されるキャリアデータを用いて復調され、Ｉ成分とＱ成分の複素データに分割される。
このとき、ＡＧＣ２１の利得の制御をＡＧＣ制御回路３３で行う。具体的には、キャリア復調回路３２から出力されるＩ成分とＱ成分について、Ｉ成分の２乗とＱ成分の２乗との和の平方根を使って一定になるようＡＧＣ２１に制御信号を出力する。

次に、受信した複素データに対して、拡散符号生成回路３５から生成された拡散符号を用いて逆拡散回路３６でそれぞれ逆拡散処理を行う。逆拡散に使う符号は相手側（子機）の送信に使用された拡散符号を使って行われる。
次に、同期回路３７において、マッチドフィルタを用いて相関検出を行い、予め決められた閾値以上のピークを検出したときを同期タイミングとして、子局装置（子機）側と同期して受信が行われる。
同期した信号をＢＰＳＫ復調回路３８でＢＰＳＫ復調し、元のデータに復号してデータ受信回路３９に出力する。データ受信回路３９は、復号したデータを情報処理部６に出力すると共に、アンテナ制御部５の誤り率判定部５１にも復号データを出力する。

尚、同期回路３７で同期タイミングが得られると、同期回路３７は、当該同期タイミングに基づいて、無線部１、信号処理部２における全ての回路等に受信用同期タイミング、送信用同期タイミングを出力する。また、同期回路３７は、アンテナ制御部５のアンテナ切替制御部５３に対してもアンテナ切替のタイミングを生成するために、受信用同期タイミング、送信用同期タイミングを出力する。

次に、信号処理部２における送信の動作を説明する。
情報処理部６からの送信用のデータは、データ生成回路４０に入力され、データ生成回路４０は、送信用データを拡散回路４１に出力する。
拡散回路４１では、拡散符号生成回路３５から出力される予め決められた拡散符号により拡散変調を行い１、０の信号に拡散する。それをＢＰＳＫ変調回路４２でＢＰＳＫ変調し、１、−１にレベル変換し、波形整形回路４３におけるデジタルフィルタにて波形整形をする。

波形整形した送信データに対して、キャリア変調回路４４にてキャリアデータ生成回路３４から出力されるＩＦ周波数である送信キャリアのデータを乗算する。このデジタル値をＤ／Ａ４５にてアナログ値に変換し無線周波数帯のＩＦ信号が無線部１のＬＰＦ２２に出力される。

本システムにおける高周波無線機の無線部１、信号処理部２の各部は、集積化されたＩＣチップで構成され、水晶フィルタと共にモジュール容器に収容されて一体化されるようになっているので、小型化を図ることができる。
特に、水晶フィルタはＳＡＷフィルタより遙かに小型軽量であるため、小型化に向いており、キーレスエントリ制御システムにおける子機の小型化を実現できるものである。

次に、本システムにおけるアンテナ制御部５の構成について図５を参照しながら説明する。図５は、アンテナ制御部５の構成ブロック図である。
アンテナ制御部５は、図５に示すように、誤り率判定部５１と、アンテナパターン形成回路５２と、アンテナ切替制御部５３とを基本的に有している。

アンテナ制御部５の各部を説明する。
誤り率判定部５１は、信号処理部２のデータ受信回路３９から出力されるデータに対して予め付加されたビットデータにより符号誤り率を判定し、判定した誤り率（ビット誤り率）の値をアンテナパターン形成回路５２に出力する。
尚、誤り率判定部５１は、制御部と記憶部とを備え、入力データを一時的に記憶部に記憶し、付加されたビットデータから誤り率を制御部で算出している。

アンテナパターン形成回路５２は、誤り率判定部５１から入力された誤り率の値に基づいてアンテナ状態テーブルを参照してアンテナ部３における受信アンテナのパターンを形成し、当該アンテナパターンの情報をアンテナ切替制御部５３に出力する。
尚、アンテナパターン形成回路５２は、制御部と記憶部とを備え、誤り率を一時的に記憶部に記憶し、制御部がプログラム処理により、記憶部に記憶された誤り率の値に対して適正なアンテナパターンを形成する。具体的なアンテナパターンの形成については後述する。

アンテナ切替制御部５３は、アンテナパターン形成回路５２から入力されたアンテナパターンの情報に従ってアンテナ切替部４におけるアンテナ切替の制御を行う。つまり、アンテナ切替制御部５３は、アンテナパターンの情報（データ）に対応するアンテナ切替の制御信号を出力するものである。

次に、アンテナパターン形成回路５２におけるアンテナパターンの形成について説明する。
アンテナパターン形成回路５２の制御部は、プログラム実行により処理を行うもので、例えば、良好な通信における誤り率の値がしきい値として予め設定されており、誤り率判定部５１から入力された誤り率の値とそのしきい値とを比較し、両者の差分によって現在（ステータス）の角度に対して変更する角度を決定する。

例えば、入力された誤り率の値としきい値との差分が大きい場合に、変更角度をステータスの角度から１８０度に設定し、差分が小さい場合に、隣接する角度にシフトするようにする。そして、隣接する角度にシフトした結果、新たな差分がかえって大きくなれば、前回のステータスに対して反対方向の角度にシフトするよう制御すれば、角度調整を無駄なく迅速に行うことができる。
上記制御の前提として、差分の大小についてこれまでの調整履歴から標準値を算出し、当該標準値に基づいて差分の大小及び対応する調整角度を決定するとよい。

尚、上記のようなアンテナパターン形成方法でもよいが、より単純な方法として、複数のアンテナにおいて１本ずつ順番に子機からの電波を受信して誤り率を算出し、各アンテナに対する誤り率を記憶部に記憶し、各アンテナに対して求められた誤り率に基づいて誤り率が低いアンテナの組み合わせをアンテナパターンとするものである。
このアンテナ１本、１本を順番に誤り率を求めてアンテナパターンを生成する方法は、初期設定でアンテナパターンを生成する場合に特に有効である。

アンテナ１本、１本を順番に誤り率を求めてアンテナパターンを生成する方法とは別に、例えば、２本又は３本のアンテナをグループにし、当該グループ単位に子機からの電波を受信して誤り率を算出し、グループ毎の各アンテナに対する誤り率を記憶部に記憶し、グループ毎の各アンテナに対して求められた誤り率に基づいて誤り率が低いアンテナの組み合わせをアンテナパターンとするものもある。この方法も初期設定で有効である。

また、アンテナパターン形成回路５２に記憶されているアンテナ状態テーブルについて図６を参照しながら説明する。図６は、アンテナ状態テーブルの概略図である。
アンテナ状態テーブルは、図６に示すように、電波の受信角度（受信方向又はピーク方向）に対して使用のために選択されるアンテナと、現在のステータスを記憶したテーブルとなっている。
図６では、例えば、角度０度方向に受信感度（ピーク方向）を持つためには、アンテナａ1 ，ａ2 が選択され、角度４５度方向に受信感度（ピーク方向）を持つためには、アンテナａ2 ，ａ3 が選択されように設定されており、更に現在のステータスは角度４５度の受信感度となっている。

尚、角度は東西南北の絶対的な方向を示すものではなく、例えば、本システムがキーレスエントリ制御システムに適用した場合には、車両内での特定方向を示す程度のものである。
また、特定の角度に対して本システムでは、複数のアンテナの中から特定のアンテナを選択して動作させることで、特定方向に受信感度（指向性）を持つアンテナ部３を動的に形成する。

次に、アンテナ制御部５における概略動作を説明する。
誤り率判定部５１は、信号処理部２のデータ受信回路３９から入力された復号データについて付加されたビットデータにより誤り率の判定を行い、誤り率の値をアンテナパターン形成回路５２に出力する。

アンテナパターン形成回路５２内の制御部は、誤り率判定部５１から入力される誤り率の値に対して、予め記憶するしきい値と比較し、差分を求める。当該差分の大小を標準値と比較して判定し、アンテナ状態テーブルを参照して調整角度を決定する。

例えば、誤り率としきい値との差分が大きい場合は、アンテナ状態テーブルにおけるステータスの角度に対して１８０度方向の受信感度を持つアンテナパターンを形成し、その差分が小さい場合は、アンテナ状態テーブルにおけるステータスの角度に対して例えば右４５度方向の受信感度を持つアンテナパターンを形成する。

このように形成されたアンテナパターンの情報をアンテナパターン形成回路５２がアンテナ切替制御部５３に出力する。
アンテナ切替制御部５３は、アンテナパターンの情報に従ってアンテナ切替部４を制御する制御信号を出力し、アンテナ切替部４の制御を行う。

次に、アンテナパターン形成回路５２の制御部における詳細な処理について図７を参照しながら説明する。図７は、アンテナ切替制御の処理を示すフローチャートである。
アンテナパターン形成回路５２の制御部は、まず、初期動作として誤り率の情報が得られないため、任意のアンテナパターンを初期設定アンテナパターンとして生成する（Ｓ１）。任意のパターンとして、予め設定されたアンテナパターンを採用してもよいし、アンテナを１本又はグループ単位に誤り率を算出して良好なアンテナパターンを採用してもよいし、また、一度電源オンして動作させたのであれば、電源オフ時のアンテナパターンを記憶しておき採用することが考えられる。

次に、受信したデータについて情報処理部６で受信データのＩＤ（識別子）が取得され、そのＩＤがアンテナパターン形成回路５２の制御部に入力され、そのＩＤが親機のＩＤと一致したか否かの判定を行う（Ｓ２）。この判定のために、制御部は、親機のＩＤを記憶している。

判定処理Ｓ２で、受信データのＩＤと親機のＩＤが一致したならば（Ｙｅｓの場合）、希望波の受信と認定し（Ｓ３）、受信データの誤り率はしきい値より低いか否かを判定する（Ｓ６）。
また、判定処理Ｓ２で、受信データのＩＤと親機のＩＤが一致しなかったならば（Ｎｏの場合）、妨害波の受信と認定し（Ｓ４）、アンテナ状態テーブルに従いピーク方向を変更し（Ｓ５）、判定処理Ｓ２に戻る。

また、判定処理Ｓ６で、受信データの誤り率がしきい値より低い場合（Ｙｅｓの場合）、アンテナパターン情報をステータスとしてアンテナ状態テーブルに保存し（Ｓ７）、データを受信する（Ｓ８）。データの受信を行うと、処理Ｓ２に戻る。

また、判定処理Ｓ６で、受信データの誤り率がしきい値より低くない場合（Ｎｏの場合）、当該誤り率を記憶部に保存し（Ｓ９）、妨害波と希望波の受信と認定する（Ｓ１０）。
そして、Ａ（カウント値）＝０に設定し（Ｓ１１）、アンテナ状態テーブルに従いピーク方向を変更する処理を行う（Ｓ１２）。ピーク方向の変更動作は既に述べたとおりである。

更に、Ａ＝Ａ＋１とカウント値をインクリメントし（Ｓ１３）、ピーク変更によって誤り率判定部５１で得られた誤り率が処理Ｓ９で保存した誤り率よりも低くなったか否か判定する（Ｓ１４）。低くなっていれば（Ｙｅｓの場合）、処理Ｓ６に移行する。
また、低くなっていなければ（Ｎｏの場合）、Ａ＜Ｂ（特定値）であるか否かを判定する（Ｓ１５）。この判定処理は、ピーク方向の変更を特定回数（特定値Ｂ）行っても、適正なピーク方向が得られなかったとして処理Ｓ１に戻すためのものである。

判定処理Ｓ１５で、Ａ＜Ｂであれば（Ｙｅｓの場合）、処理Ｓ１２を行い、アンテナのピーク方向をより最適な方向に近づけるものである。
また、判定処理Ｓ１５で、Ａ＜Ｂでなければ（Ｎｏの場合）、処理Ｓ１に移行する。
このようにして、アンテナパターン形成回路５２の制御部が動作する。

更に、アンテナパターン形成回路５２の制御部における別の処理について図８を参照しながら説明する。図８は、アンテナ切替制御の別の処理を示すフローチャートである。
この別の処理は、伝送環境に応じて伝送レート（拡散率）を変更して最適な伝送レート（拡散率）を用いて通信を実現し、伝送効率を向上させ、通信の確実性を保持することができるものである。

特に、最も誤り率が低くなる方向のアンテナパターンが変化しない状態が継続したときには，同じアンテナパターンにおいて拡散率を減少させて拡散利得を変化させることで伝送速度を増加（伝送レートを増加）させて通信を行うものであり、通信環境が安定している状況で、伝送速度を増加させて伝送効率を向上させるものである。

また、アンテナパターンを変化させても誤り率が向上しないときには、最も誤り率が低くなるアンテナパターンで固定し、拡散率を変化させて拡散利得を増加させ、妨害波に対する希望波の比を最大にして伝送速度を減少（伝送レートを減少）させて通信を行うものであり、通信環境が不安定な場合には、伝送速度を減少させて通信の確実性を保持するものである。

具体的に、拡散率を変更する場合には、信号処理部２の拡散符号生成回路３５における拡散符号の符号長を変更し、ＢＰＳＫ復調回路３８での復調処理速度、データ受信回路３９での処理速度、データ生成回路４０での処理速度、ＢＰＳＫ変調回路４２での変調処理速度が変更となり、更に同期回路３７における同期タイミングによって全体的な動作タイミングが変更になるものである。
よって、アンテナパターン形成回路５２の制御部は、上記の符号長の変更、処理速度の変更に関する制御信号を各部に対して出力するようになっている。

アンテナパターン形成回路５２の制御部は、まず、初期動作として誤り率の情報が得られないため、任意のアンテナパターンを初期設定アンテナパターンとして生成する（Ｓ２１）。任意のパターンについては、図７で説明したとおりである。

次に、受信したデータについて情報処理部６で受信データのＩＤ（識別子）が取得され、そのＩＤがアンテナパターン形成回路５２の制御部に入力され、そのＩＤが親機のＩＤと一致したか否かの判定を行う（Ｓ２２）。

判定処理Ｓ２２で、受信データのＩＤと親機のＩＤが一致したならば（Ｙｅｓの場合）、希望波の受信と認定し（Ｓ２３）、受信データの誤り率はしきい値より低いか否かを判定する（Ｓ２６）。
また、判定処理Ｓ２２で、受信データのＩＤと親機のＩＤが一致しなかったならば（Ｎｏの場合）、妨害波の受信と認定し（Ｓ２４）、アンテナ状態テーブルに従いピーク方向を変更し（Ｓ２５）、判定処理Ｓ２２に戻る。尚、ピーク方向の変更動作は既に述べたとおりである。

また、判定処理Ｓ２６で、受信データの誤り率がしきい値より低い場合（Ｙｅｓの場合）、アンテナパターン情報をステータスとしてアンテナ状態テーブルに保存し（Ｓ２７）、データを受信する（Ｓ２８）。
データの受信後に、拡散変調及び拡散復調に用いられる拡散率が下限であるのか否かの判定を行い（Ｓ３７）、下限であるならば（Ｎｏの場合）、処理Ｓ２６に戻る。
また、下限でなければ（Ｙｅｓの場合）、次のフレームより拡散率を減少させる旨の情報を子機側に送信し（Ｓ３８）、続いて、拡散率を減少（伝送レートを増加）させる（Ｓ３９）。そして、処理Ｓ２２に戻る。

また、判定処理Ｓ２６で、受信データの誤り率がしきい値より低くない場合（Ｎｏの場合）、当該誤り率を記憶部に保存し（Ｓ２９）、拡散率は上限ではないか否かを判定する（Ｓ３０）。拡散率が上限である場合（Ｎｏの場合）、アンテナ状態テーブルに従いピーク方向を変更し（Ｓ３１）、判定処理Ｓ２２に戻る。拡散率が上限でない場合（Ｙｅｓの場合）、次のフレームより拡散率を増加させる旨の情報を子機側に送信し（Ｓ３２）、続いて、拡散率を増加（伝送レートを減少）させる（Ｓ３３）。

そして、希望波の受信と認定し（Ｓ３４）、誤り率は記憶部に保存した値より低くなったか否かを判定する（Ｓ３５）。低くなったのであれば（Ｙｅｓの場合）、判定処理Ｓ２６に戻り、低くなっていなければ（Ｎｏの場合）、アンテナ状態テーブルに従いピーク方向を変更し（Ｓ３６）、判定処理Ｓ２２に戻る。
このようにして、アンテナパターン形成回路５２の制御部が動作する。

尚、図７及び図８で示したアンテナパターン形成回路５２における処理を、図１における情報処理部６で実行させるようにしてもよい。

ここで、図９に水平面アンテナ指向性特性を示す。図９は、水平面アンテナ指向特性の一例を示した説明図である。
アンテナ部３における第１のアンテナＡ１から第ＮのアンテナＡＮまでのＮ本のアンテナを備える場合に、アンテナＡ１の水平面指向特性を実線で、アンテナＡＮの水平面指向特性を点線で示したとおり、指向特性が異なっていることから、第１〜Ｎのいずれかのアンテナの１つ又は複数を選択して信号の受信を行えば、到来する電波に対して親機のアンテナ部３における指向特性を最適化できるものである。

本システムによれば、アンテナ制御部５が、受信データの符号誤り率に応じた指向特性を備えるアンテナパターンを形成し、そのアンテナパターンの情報によってアンテナ切替部４を制御してアンテナ部３での指向特性を調整するようにしているので、例えば、キーレスエントリ制御システムのような車載の親機にあっては、電波の環境がダイナミックに変化する場合に、アンテナ部３の指向特性を動的に変更して最適化できる効果がある。

また、本システムによれば、アンテナ制御部５が、アンテナ部３の指向特性を動的に変更して最適化した結果、符号誤り率から通信環境を判断し、安定した通信状態にあれば、拡散率を減少（伝送レートを増加）させて伝送効率を向上させ、不安定な通信状態にあれば、拡散率を増加（伝送レートを減少）させて通信の確実性を保持することができる効果がある。

また、本システムによれば、最適なアンテナパターンを形成するに際して、受信データのＩＤを確認するようにしているので、一致しないＩＤの受信データは妨害波（対応する子機からの送信されていない電波）であるとして除去し、一致するＩＤの受信データが希望波（対応する子機から送信された電波）であるとして採用することで、より最適化の精度を向上させることができる効果がある。

また、本システムによれば、アンテナ部３における複数のアンテナに対して、１本又は特定のグループ毎に順次子機からの信号を受信して符号誤り率を計算し、その計算結果に基づいてアンテナパターンを形成するようにしているので、初期設定及び周期的に、容易にアンテナパターンを形成できる効果がある。

本システムは、必ずしもキーレスシステムでの使用に限定されるわけではなく、近距離通信方式によるすべての無線通信、例えば、産業用テレコン装置（Tele-Control Device）、照明コントローラ、工事用信号機、ガレージオープナー、ゲーム機器、設備防犯システム、住宅防犯システム等に広く適用することができる。

また、本発明の高周波無線機システムは、ＶＨＦ帯以上の周波数を使用して通信を行う他の無線通信方式にも同様に使用できるので、近距離通信方式に限定するものではない。
尚、上記で説明した機能実現手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのような回路構成であっても構わない。

本発明は、干渉に強く、受信感度を良好にして伝送品質を維持できるスペクトラム拡散無線データ通信における高周波無線機システムに好適である。

本発明の実施の形態に係る高周波無線機システムの親機の概略構成ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る高周波無線機システムの子機の概略構成ブロック図である。 無線部１の構成ブロック図である。 信号処理部２の構成ブロック図である。 アンテナ制御部５の構成ブロック図である。 アンテナ状態テーブルの概略図である。 アンテナ切替制御の処理を示すフローチャートである。 アンテナ切替制御の別の処理を示すフローチャートである。 平面アンテナ指向特性の一例を示した説明図である。 電波法規制を受けない周波数対電界強度値を示した図である。 従来の無線機システムの概略構成図である。

符号の説明

１…無線部、 ２…信号処理部、 ３…アンテナ部、 ４…アンテナ切替部、 ５…アンテナ制御部、 ６…情報処理部、 １１…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、 １２…パワーアンプ（ＰＡ）、 １３…低雑音増幅器（ＬＮＡ）、 １４…スイッチ（ＳＷ）、 １５…スイッチ（ＳＷ）、 １６…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、 １７…スイッチ（ＳＷ）、 １８…発振器（ＯＳＣ）、 １９…受信ミキサ、 ２０…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、 ２１…可変利得増幅器（ＡＧＣ）、 ２２…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、 ２３…送信ミキサ、 ３１…アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）、 ３２…キャリア復調回路、 ３３…ＡＧＣ制御回路、 ３４…キャリアデータ生成回路、 ３５…拡散符号生成回路、 ３６…逆拡散回路、 ３７…同期回路、 ３８…ＢＰＳＫ復調回路、 ３９…データ受信回路、 ４０…データ生成回路、 ４１…拡散回路、 ４２…ＢＰＳＫ変調回路、 ４３…波形整形回路、 ４４…キャリア変調回路、 ４５…デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、 ５１…誤り率判定部、 ５２…アンテナパターン形成回路、 ５３…アンテナ切替制御部、 ６１…送信機、 ６２…アンテナ、 ６３…受信機、 ６４…アンテナ、 ６５…ＳＡＷフィルタ、 ６６…高周波増幅部、 ６７…受信機構

Claims (9)

1. 子機からの微弱電波を受信する親機の高周波無線機における制御方法であって、
   初期設定のアンテナパターン又はアンテナ状態テーブルから形成されたアンテナパターンに従って、スペクトラム拡散変調された微弱電波の信号を受信し、スペクトラム逆拡散復調して、受信データに含まれる識別子を確認し、当該識別子が受信側で記憶する識別子と一致する場合に、受信データの符号誤り率と予め設定された良好な通信における誤り率のしきい値とを比較し、両者の差分を調整履歴から算出された標準値と比較して通信環境の状態を判定する処理を行い、当該判定された通信環境の状態が安定したものであれば、拡散率を減少させて伝送レートを増加させ、当該判定された通信環境の状態が不安定なものであれば、拡散率を増加させて伝送レートを減少させ、拡散率増加後の符号誤り率が低くなったか否かを判定し、低くなっていなければ、アンテナ状態テーブルを参照して複数配置したアンテナから受信させるアンテナを特定するアンテナパターンを形成し、当該形成されたアンテナパターンに従ってアンテナの選択を行うことで、当該通信環境の状態に応じてアンテナの総合した指向性を調整し、拡散率増加後の符号誤り率が低くなっていれば、通信環境の状態を判定する処理に戻るものであり、更に、スペクトラム拡散変調された微弱電波の信号を受信する処理から前記アンテナの総合した指向性を調整する処理までを受信データについて繰り返し行うことを特徴とする高周波無線機の制御方法。
2. アンテナ状態テーブルは、電波の受信角度に対して使用のために選択されるアンテナを記憶するものであり、
   標準値に基づいて受信データの符号誤り率と誤り率のしきい値との差分の大小を決定することで通信環境の状態を判定し、前記アンテナ状態テーブルを参照して前記差分の大小に対応するアンテナパターンを形成することを特徴とする請求項１記載の高周波無線機の制御方法。
3. 受信データの符号誤り率と誤り率のしきい値との差分が標準値と比較して大きい場合は、現在の受信角度に対して１８０度方向の受信感度を持つアンテナパターンを形成することを特徴とする請求項２記載の高周波無線機の制御方法。
4. 受信データの符号誤り率と誤り率のしきい値との差分が標準値と比較して小さい場合は、現在の受信角度に対して隣接する受信角度の受信感度を持つアンテナパターンを形成することを特徴とする請求項２又は３記載の高周波無線機の制御方法。
5. 判定された通信環境の状態が安定したものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において下限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲において下限ではない場合に、以降の受信フレームから拡散率を減少させる旨の情報を送信側に通知し、受信側では当該減少させた拡散率により受信動作を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の高周波無線機の制御方法。
6. 判定された通信環境の状態が不安定なものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において上限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲において上限ではない場合に、以降の受信フレームから拡散率を増加させる旨の情報を送信側に通知し、受信側では当該増加させた拡散率により受信動作を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の高周波無線機の制御方法。
7. 子機からの微弱電波をスペクトラム拡散通信方式により受信する親機を備える高周波無線機システムであって、
   前記親機が、
   複数のアンテナを備えるアンテナ部と、
   前記アンテナ部から取り込んだ微弱電波を増幅して帯域制限し、中間周波数帯にダウンコンバートして増幅する無線部と、
   前記無線部から入力された信号をキャリア復調し、スペクトラム逆拡散処理して同期した信号を復調し、受信データを復号する信号処理部と、
   前記アンテナ部における指向性を特定のアンテナを選択することで調整するアンテナ切替部と、
   前記信号処理部で得られた受信データに含まれる識別子と予め記憶する識別子が一致した場合に、受信データについて符号誤り率に応じて前記アンテナ切替部におけるアンテナパターンを形成するアンテナ制御部とを有し、
   前記無線部は、アンテナ部から取り込んだ微弱電波を増幅して帯域制限するのに水晶フィルタを用い、帯域制限された信号を中間周波数帯にダウンコンバートするのに高周波ローカル信号を発振する水晶振動子を用い、前記水晶フィルタと前記水晶発振子とを、温度特性及び経年変化特性がそれぞれ互いに実質的に同じにする材料から成る一つのモジュール容器に同梱するよう実装し、
   前記アンテナ制御部は、予め特定の指向性に対応するアンテナパターンと現状の指向性を記憶するアンテナ状態テーブルを備え、受信データについて、受信データの符号誤り率と予め設定された良好な通信における誤り率のしきい値とを比較し、両者の差分を調整履歴から算出された標準値と比較して通信環境の状態を判定する処理を行い、当該判定された通信環境の状態が安定したものであれば、拡散率を減少させて伝送レートを増加させ、当該判定された通信環境の状態が不安定なものであれば、拡散率を増加させて伝送レートを減少させ、拡散率増加後の符号誤り率が低くなったか否かを判定し、低くなっていなければ、アンテナ状態テーブルを参照して複数配置したアンテナから受信させるアンテナを特定するアンテナパターンを形成し、拡散率増加後の符号誤り率が低くなっていれば、通信環境の状態を判定する処理に戻ることを特徴とする高周波無線機システム。
8. アンテナ制御部は、判定された通信環境の状態が安定したものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において下限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲内で下限でない場合に、以降の受信フレームから拡散率を減少させる旨の情報を子機に通知すると共に、親機の無線部及び信号処理部では当該減少させた拡散率により受信動作が行われるよう制御信号を出力することを特徴とする請求項７記載の高周波無線機システム。
9. アンテナ制御部は、判定された通信環境の状態が不安定なものである場合に、拡散率が予め定められた範囲において上限か否かを判定し、拡散率が予め定められた範囲内で上限でない場合に、以降の受信フレームから拡散率を増加させる旨の情報を子機に通知すると共に、親機の無線部及び信号処理部では当該増加させた拡散率により受信動作が行われるよう制御信号を出力することを特徴とする請求項７又は８記載の高周波無線機システム。

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