(57)【要約】【課題】より精度のよい通信の正否判定を可能にした通信システムを提供する。【解決手段】全チャネルの１〜４０で電波送信が行われ、このときに測定される伝搬特性を逆フーリエ変換した演算結果が算出される。また、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）で電波送信が行われ、このときに測定される伝搬特性を逆フーリエ変換した演算結果が算出される。全チャネル使用時の逆フーリエ変換の演算結果と、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群使用時の逆フーリエ変換の演算結果とを比較することにより、通信の正否判定を行う。【選択図】図１１
2019174419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１通信機及び第２通信機の一方から他方に送信された電波において、チャネルの伝搬特性の組み合わせが異なる組を複数生成し、これらのチャネルの組ごとに演算処理を施す演算部と、
前記演算部の演算結果から通信の正否を判定する通信正否判定部と
を備えた通信システム。
【請求項２】
前記演算部は、前記伝搬特性を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部を備える
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記演算部は、全チャネルを使用した組み合わせと、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群からなる組み合わせとで、演算処理を施し、
前記通信正否判定部は、全チャネルを使用した組み合わせから求まる演算結果と、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群の組み合わせから求まる演算結果とを基に、通信の正否を判定する
請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記演算部は、使用するチャネル群が互いに異なる３つ以上の組み合わせにおいて、各々に演算処理を施し、
前記通信正否判定部は、使用するチャネル群の組み合わせごとに求められた３つ以上の演算結果を用い、通信の正否を判定する
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１通信機及び前記第２通信機の間で送信される電波として、周期的なデジタル符号からなる周期信号を生成する波形生成部と、
受信した電波をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
受信した電波をフーリエ変換することによって求まる周波数スペクトルの伝搬特性において、ＤＣ成分付近の位相を基に当該ＤＣ成分の位相を補間することにより、ＤＣ成分伝搬特性を抽出するＤＣ成分抽出部とを備え、
前記通信正否判定部は、各電波の前記ＤＣ成分伝搬特性から算出される演算結果を基に、通信の正否を判定する
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記ＤＣ成分抽出部によって抽出された複数周波数分の前記ＤＣ成分伝搬特性の合成により得られた伝搬特性を逆フーリエ変換した演算結果から、前記第１通信機及び前記第２通信機の間の距離を演算する測距部を備え、
前記演算部は、測距時に取得した前記伝搬特性を用いて演算処理を施す
請求項５に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２以上の通信機によって通信が確立される通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信を不正成立させてしまう方法として、中継器を使用した不正行為（中継器使用不正行為：特許文献１等参照）がある。この不正行為は、例えば端末が通信マスタから遠い場所に位置する際に、この端末を複数の中継器によって通信マスタと繋いで電波を中継し、これら２者間の通信を成立させる行為である。よって、ユーザが気付かないところで通信が成立されてしまうので、第三者によって通信マスタが不正に使用されてしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６１５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、通信正否の判定手法として、例えばブルートゥース（Bluetooth：登録商標）を用いて各チャネルの中心周波数の位相から測距を行い、測定した距離から通信の正否を判定する手法が考案されている。しかし、この判定手法の場合、例えば「なりすまし」により正当な距離が演算されてしまう可能性があるので、他の判定手法が必要とされていた。
【０００５】
本発明の目的は、より精度のよい通信の正否判定を可能にし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】
前記問題点を解決する通信システムは、第１通信機及び第２通信機の一方から他方に送信された電波において、チャネルの伝搬特性の組み合わせが異なる組を複数生成し、これらのチャネルの組ごとに演算処理を施す演算部と、前記演算部の演算結果から通信の正否を判定する通信正否判定部とを備えた。
【０００７】
本構成によれば、あるチャネル組み合わせの組の演算結果と、別のチャネル組み合わせの演算結果とを比較した場合、正規通信であれば、演算結果が一致する。一方、不正通信の場合には、各チャネルにおいて伝搬特性が異なるため、これら演算結果が不一致となる。よって、このような判定を用いて、通信正否を精度よく行うことが可能となる。
【０００８】
前記通信システムにおいて、前記演算部は、前記伝搬特性を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部を備えることが好ましい。この構成によれば、逆フーリエ変換の演算結果を用いて、通信の正否判定を精度よく行うことが可能となる。
【０００９】
前記通信システムにおいて、前記演算部は、全チャネルを使用した組み合わせと、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群からなる組み合わせとで、演算処理を施し、前記通信正否判定部は、全チャネルを使用した組み合わせから求まる演算結果と、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群の組み合わせから求まる演算結果とを基に、通信の正否を判定することが好ましい。この構成によれば、演算結果の繰り返し周期が小さくなり過ぎて通信の正否判定を行うことができなくなってしまう状況を回避するのに有利となる。
【００１０】
前記通信システムにおいて、前記演算部は、使用するチャネル群が互いに異なる３つ以上の組み合わせにおいて、各々に演算処理を施し、前記通信正否判定部は、使用するチャネル群の組み合わせごとに求められた３つ以上の演算結果を用い、通信の正否を判定することが好ましい。この構成によれば、通信の正否判定に用いるパラメータを多くとることが可能となるので、通信の正否判定を精度よく行うのに一層有利となる。
【００１１】
前記通信システムにおいて、前記第１通信機及び前記第２通信機の間で送信される電波として、周期的なデジタル符号からなる周期信号を生成する波形生成部と、受信した電波をフーリエ変換するフーリエ変換部と、受信した電波をフーリエ変換することによって求まる周波数スペクトルの伝搬特性において、ＤＣ成分付近の位相を基に当該ＤＣ成分の位相を補間することにより、ＤＣ成分伝搬特性を抽出するＤＣ成分抽出部とを備え、前記通信正否判定部は、各電波の前記ＤＣ成分伝搬特性から算出される演算結果を基に、通信の正否を判定することが好ましい。この構成によれば、周期的なデジタル符号からなる周期信号を電波として送信して通信の正否判定を行うので、伝搬特性として求められる周波数スペクトルが周期的に立つことになる。このため、位相スペクトルのＤＣ成分を補間する場合には、一定周期で立ち上がる周波数スペクトルの傾向を踏まえてＤＣ成分の位相を補間することが可能となるので、ＳＮ（ＳＮ比：信号雑音比）の高いデータのみを使用して、ＤＣ成分の位相を抽出することが可能となり、結果、演算結果（逆フーリエ変換結果）が精度よく求まる。よって、通信の正否判定を精度よく行うのに有利となる。
【００１２】
前記通信システムにおいて、前記ＤＣ成分抽出部によって抽出された複数周波数分の前記ＤＣ成分伝搬特性の合成により得られた伝搬特性を逆フーリエ変換した演算結果から、前記第１通信機及び前記第２通信機の間の距離を演算する測距部を備え、前記演算部は、測距時に取得した前記伝搬特性を用いて演算処理を施すことが好ましい。この構成によれば、一定周期で立ち上がる周波数スペクトルを基にＤＣ成分の位相が補間される。よって、精度よく算出される演算結果から距離を求めることが可能となるので、第１通信機及び第２通信機の間の距離を精度よく求めることが可能となる。また、測距時に取得した伝搬特性を用いて通信の正否判定も行うことが可能となるので、電波送信や伝搬特性測定を別途行う必要もない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１通信機及び第２通信機の通信において、より精度のよい通信の正否判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態の通信システムの構成図。
【図２】通信システムの電波送信部及び電波受信部の構成図。
【図３】通信システムにおいて距離演算を行う要素の構成図。
【図４】測距の手順を示すフローチャート。
【図５】パワースペクトル図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は位相スペクトル図。
【図７】補間されたＤＣ成分の位相を示す位相スペクトル図。
【図８】複数チャネルの振幅及び位相を示す特性図。
【図９】逆フーリエ変換の演算結果を示す波形図。
【図１０】通信の正否判定の際に実行される処理フロー図。
【図１１】正規通信時の逆フーリエ変換結果の波形図であり、（ａ）が全チャネル使用時の図、（ｂ）はチャネルの一部使用時の図。
【図１２】不正通信時の逆フーリエ変換結果の波形図であり、（ａ）が全チャネル使用時の図、（ｂ）はチャネルの一部使用時の図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、通信システムの一実施形態を図１〜図１２に従って説明する。
図１に示すように、通信システム１は、第１通信機２と第２通信機３とを無線通信させるものである。本例の場合、例えば第１通信機２が車両の電子キーであり、例えば第２通信機３が車両である。第１通信機２及び第２通信機３の通信は、例えばブルートゥース（Bluetooth：登録商標）であることが好ましい。
【００１６】
通信システム１は、無線通信を行う第１通信機２及び第２通信機３の間の距離Ｌを測定する機能（測距システム４）を備える。本例の測距システム４は、無線によって接続された第１通信機２及び第２通信機３の間で電波Ｓｉを複数チャネルに亘り送受信し、これら各チャネルにおいて伝搬特性（振幅及び位相）を求める。そして、求めた複数チャネルの伝搬特性を合成し、合成により得られた伝搬特性を逆フーリエ変換することにより、等価的にインパルスの伝搬時間Ｔｘ、すなわち距離Ｌを演算する。
【００１７】
図２に示すように、測距システム４は、電波Ｓｉの送信側となる電波送信部６と、電波Ｓｉの受信側となる電波受信部７とを備える。電波送信部６は、波形生成部８、変調部９、ＤＡコンバータ１０、ミキサ１１、発振器１２及び送信アンテナ１３を備える。
【００１８】
波形生成部８は、第１通信機２及び第２通信機３の間で送信される電波Ｓｉとして、周期的な２値化符号からなる周期信号Ｓｋを生成し、これを変調部９に出力する。周期信号Ｓｋは、２値化符号の「０」及び「１」が周期Ｔごとに切り替わる信号である。変調部９は、ＧＦＳＫ（Gaussian Frequency Shift Keying）からなる。周期信号Ｓｋは、変調部９で変調されて、ＤＡコンバータ１０でＤ／Ａ変換された後、そのベースバンド信号Ｓｂがミキサ１１で発振器１２の搬送波と重畳されて、送信アンテナ１３から送信される。
【００１９】
電波受信部７は、受信アンテナ１６、ミキサ１７、発振器１８、ＡＤコンバータ１９及び伝搬特性測定部２０を備える。電波受信部７は、電波送信部６から送信された周期信号Ｓｋの電波Ｓｉを受信アンテナ１６で受信すると、受信電波をミキサ１７でベースバンド信号Ｓｂに変換し、これをＡＤコンバータ１９でＡ／Ｄ変換する。
【００２０】
伝搬特性測定部２０は、フーリエ変換部２１及びＤＣ成分抽出部２２を備える。フーリエ変換部２１は、Ａ／Ｄ変換後の信号をフーリエ変換（ＦＦＴ変換）する。ＤＣ成分抽出部２２は、伝搬特性のＤＣ成分を抽出するものであって、本例の場合、伝搬特性として振幅及び位相のＤＣ成分（ＤＣ成分伝搬特性）を抽出する。特に、本例のＤＣ成分抽出部２２は、受信した電波Ｓｉをフーリエ変換することによって求まる周波数スペクトルの伝搬特性において、ＤＣ成分付近の位相を基にＤＣ成分の位相を補間して、ＤＣ成分伝搬特性を算出する。ＤＣ成分は、フーリエ変換後（ＦＦＴ変換後）の周波数スペクトルにおいて周波数が「０」のときの特性値である。
【００２１】
測距システム４は、通信時の伝搬特性の測定を、通信されるチャネルの全てで実行する。通信がブルートゥースの場合、複数のチャネル（例えば４０チャネル）が存在するので、全てのチャネル（ＣＨ１，ＣＨ２，…，ＣＨｎ）において伝搬特性の測定が実行される。このように、本例の場合、電波Ｓｉを複数チャネルで送信することにより、電波Ｓｉを複数周波数で送信する。また、本例の場合、第１通信機２から第２通信機３に電波Ｓｉを送信して伝搬特性を測定するとともに、第２通信機３から第１通信機２にも電波Ｓｉを送信して伝搬特性を測定する。すなわち、第１通信機２及び第２通信機３の両方で伝搬特性の測定を行う。この場合、第１通信機２及び第２通信機３の両方に、電波送信部６及び電波受信部７が各々設けられることになる。
【００２２】
図３に示すように、測距システム４は、乗算部２３、合成部２４、演算処理部２５及び測距部２６を備える。なお、乗算部２３、合成部２４、演算処理部２５及び測距部２６の機能群は、第１通信機２及び第２通信機３のどちらに設けられていてもよい。
【００２３】
乗算部２３は、第１通信機２から第２通信機３に電波送信して測定された伝搬特性と、第２通信機３から第１通信機２に電波送信して測定された伝搬特性とを乗算する。このように、本例の乗算部２３は、第１通信機２から第２通信機３に電波送信して求まったＦＦＴ結果と、第２通信機３から第１通信機２に電波送信して求まったＦＦＴ結果とを乗算する。
【００２４】
合成部２４は、抽出されたＤＣ成分伝搬特性を複数チャネル分合成する。本例の合成部２４は、各チャネルの伝搬特性を並べたベクトルからなる周波数データＨ（ｆ）を求める。
【００２５】
演算処理部２５は、合成後の伝搬特性を演算処理することにより、測距に必要な演算値（本例は時間データｙ（ｔ））を求める。本例の演算処理部２５は、合成後の伝搬特性を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部２５ａである。合成後の伝搬特性を逆フーリエ変換するものである。逆フーリエ変換部２５ａは、合成部２４により求められた周波数データＨ（ｆ）を逆フーリエ変換し、その演算結果として時間データｙ（ｔ）を求める。
【００２６】
測距部２６は、演算処理部２５の演算結果から、第１通信機２及び第２通信機３の間の距離Ｌを算出する。本例の測距部２６は、合成により得られた伝搬特性を逆フーリエ変換した演算結果（逆フーリエ変換部２５ａの演算結果）から、第１通信機２及び第２通信機３の間の距離Ｌを算出する。測距部２６は、逆フーリエ変換部２５ａにより求められた時間データｙ（ｔ）から、第１通信機２及び第２通信機３の間の距離Ｌを算出する。
【００２７】
通信システム１は、第１通信機２及び第２通信機３において確立した通信の正否を判定して不正通信の成立を防止する機能（通信不正成立防止システム２８）を備える。本例の通信不正成立防止システム２８は、測定した伝搬特性の演算処理に使用するチャネルを変え、その演算結果を比較することにより、通信の正否判定を実行するものである。
【００２８】
通信不正成立防止システム２８は、通信の不正成立の判定時に演算処理を施す演算部２７を備える。本例の場合、演算部２７は、合成部２４及び演算処理部２５から構築される。本例の演算部２７は、第１通信機２及び第２通信機３の一方から他方に送信された電波Ｓｉにおいて、チャネルの伝搬特性の組み合わせが異なる組を複数生成し、これらチャネルの組ごとに演算処理を施す。
【００２９】
本例の場合、合成部２４は、通信の正否判定にあたり、例えば１〜４０の全チャネルを用いた組み合わせを１つの組として各伝搬特性を合成し、全チャネル中の一部分（例えば全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…））が選択されたチャネルの組み合わせをもう１つの組として各伝搬特性を合成する。なお、各チャネルの電波送信（電波送信部６による各チャネルでの電波送信）、及び各チャネルの伝搬特性測定（伝搬特性測定部２０による各チャネルの伝搬特性の測定）は、測距時に実行されているのであれば、通信正否判定時に改めて実行する必要はない。
【００３０】
演算処理部２５は、通信の正否判定にあたり、伝搬特性測定部２０により測定された伝搬特性を、チャネルの組ごとに演算処理する。前述のチャネル組み合わせ例の場合、演算処理部２５は、１〜４０の全チャネルを用いた組の電波送信時に測定された各電波Ｓｉの伝搬特性（合成後の伝搬特性）を逆フーリエ変換するとともに、全チャネル中の一部分が選択されたチャネル群の電波送信時に測定された各電波Ｓｉの伝搬特性（合成後の伝搬特性）を逆フーリエ変換する。
【００３１】
通信システム１は、演算処理部２５の演算結果から通信の正否を判定する通信正否判定部２９を備える。前述のチャネル組み合わせ例の場合、通信正否判定部２９は、１〜４０の全チャネルの伝搬特性から演算された逆フーリエ変換の演算結果と、全チャネル中の一部分のチャネル群の伝搬特性から演算された逆フーリエ変換の演算結果とを比較することにより、通信の正否判定を実行する。
【００３２】
次に、図４〜図１２を用いて、本実施例の測距システム４の作用及び効果を説明する。
［測距の作動］
図４に示すように、ステップ１０１において、第１通信機２は、電波Ｓｉを第２通信機３に送信して、第２通信機３に伝搬特性を測定させる。本例の場合、まず波形生成部８は、「０」及び「１」が周期的に繰り返される周期信号Ｓｋを生成し、これを変調部９に出力する。変調部９は、「０」及び「１」の繰り返し信号の周期信号ＳｋをＧＦＳＫ変調し、これをＤＡコンバータ１０に出力する。ＤＡコンバータ１０は、変調後の信号をＤ／Ａ変換する。ＤＡコンバータ１０でＤ／Ａ変換されたベースバンド信号Ｓｂは、ミキサ１１で搬送波に乗せられ、送信アンテナ１３から電波Ｓｉとして送信される。なお、電波Ｓｉが複数チャネルで送信される場合、各チャネルの電波Ｓｉは、各々対応するキャリアに乗せられて送信される。
【００３３】
第２通信機３は、第１通信機２から送信された電波Ｓｉを受信アンテナ１６で受信する。受信アンテナ１６で受信した信号は、ミキサ１７を通じてベースバンド信号Ｓｂに変換する。ベースバンド信号Ｓｂは、ＡＤコンバータ１９によってＡ／Ｄ変換され、フーリエ変換部２１に出力される。フーリエ変換部２１は、Ａ／Ｄ変換後の信号をフーリエ変換し、ベースバンド信号Ｓｂの周波数スペクトル（伝搬特性）を測定する。そして、以降、ベースバンド信号ＳｂのＤＣ成分伝搬特性を求めていき、この伝搬特性に基づき、電波受信部７が受信した受信電波の中心周波数の伝搬特性を測定することができる。
【００３４】
図５及び図６に示すように、伝搬特性は、周波数スペクトルの要素として振幅データＰ（ｆ）（図５参照）と位相データ∠θ（ｆ）（図６参照）とから構築される。振幅データＰ（ｆ）は、図５に示すようなパワースペクトルで表される。本例の場合、周期Ｔで「０」，「１」が繰り返される周期信号Ｓｋを送信して測距するので、パワースペクトルは、１／Ｔ周期でスペクトルが立つ波形をとる。すなわち、パワースペクトルは、ＤＣ成分である周波数「０」を頂点とした放物線に沿って値が変化する波形をとる。ＤＣ成分抽出部２２は、フーリエ変換後のパワースペクトルからＤＣ成分（周波数「０」）の振幅Ｐ０を抽出する。
【００３５】
図６に示すように、位相データ∠θ（ｆ）は、同図に示すような位相スペクトルで表される。本例の場合、周期Ｔで「０」，「１」が繰り返される周期信号Ｓｋを送信して測距するので、位相スペクトルは、１／Ｔ周期でスペクトルが立つ波形をとる。ここで、図６（ａ）に示すように、例えばベースバンド信号Ｓｂの伝搬による位相変化特性は、値が比例増加していくような直線状をとる。ところで、電波送受信時、Ａ／Ｄ変換やＤ／Ａ変換のサンプリングタイミングの際に遅延が生じるが、仮に遅延が発生した場合には、図６（ｂ）に示すように、位相変化特性の傾きは変化するものの、ＤＣ成分である周波数「０」の位相は変化しない。このように、周波数「０」の位相には遅延の誤差が現れないので、この位相を電波（送信チャネルの中心周波数）の位相として抽出すれば、遅延の誤差をキャンセルできることが分かる。しかし、図６（ｃ）に示すように、実際のところ、周波数「０」の成分にはオフセットによる誤差が生じ、正しく「０」成分を抽出することができない。このように、測距にＤＣ成分の伝搬特性のみ使用するのは、ＤＣ成分の位相には誤差がのらないが、それ以外の成分には誤差が入っているため、使えないからである。
【００３６】
そこで、図７に示すように、本例のＤＣ成分抽出部２２は、位相スペクトルのＤＣ成分（周波数「０」）の直近前後の位相θｍ，θｐを利用して、ＤＣ成分の位相θ０を算出する。本例の場合、ＤＣ成分（周波数「０」）の１つ前の位相スペクトルの位相θｍと、ＤＣ成分（周波数「０」）の１つ後の位相スペクトルの位相θｐとの平均を求め、これをＤＣ成分の位相θ０（＝（θｍ＋θｐ）／２）として割り出す。このようにして、本例のＤＣ成分抽出部２２は、周波数スペクトルの伝搬特性において、ＤＣ成分付近の位相を基にＤＣ成分の位相を補間することにより、ＤＣ成分伝搬特性を抽出する。そして、ＤＣ成分抽出部２２は、パワースペクトルのＤＣ成分と、補間により求めた位相スペクトルのＤＣ成分とを、ＤＣ成分伝搬特性として算出する。
【００３７】
このように、本例の場合、伝搬特性を測定するにあたり、２値化符号の「０」、「１」が周期Ｔの間隔で繰り返された周期信号Ｓｋを基に生成された電波Ｓｉを送信するので、伝搬特性として求められた周波数スペクトル（パワースペクトル及び位相スペクトル）においては、スペクトル成分が１／Ｔ間隔で周期的に立つことになる。このため、ＤＣ成分の位相θ０を補間するにあたっては、例えばＤＣ成分の前後の位相θｍ，θｐの２値の平均をとるという演算を通じて、位相θ０を抽出することが可能となる。このため、ＳＮ（ＳＮ比：信号雑音比）の高いデータのみ使用することが可能となるので、位相θ０がばらつきの少ない精度のよい値となる。
【００３８】
図４に戻り、ステップ１０２において、第２通信機３は、電波Ｓｉを第１通信機２に送信して、第１通信機２に伝搬特性（振幅及び位相）を測定させる。すなわち、第２通信機３から第１通信機２に電波Ｓｉを送信して、第１通信機２においても伝搬特性（振幅及び位相）を測定する。なお、伝搬特性の測定は、第１通信機２から第２通信機３に電波送信して行う場合と同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
第１通信機２及び第２通信機３の通信の往復で伝搬特性が各々測定されると、乗算部２３は、第１通信機２から第２通信機３に電波送信して測定された伝搬特性（ＦＦＴ結果）と、第２通信機３から第１通信機２に電波送信して測定された伝搬特性（ＦＦＴ結果）とを乗算する。これにより、測距システム４の各デバイスにクロック誤差やＰＬＬの初期位相誤差が発生していても、これら誤差は送信側と受信側とで逆符号の位相誤差で現れていることから、ＦＦＴ結果の乗算により、これら誤差がキャンセルされる。
【００４０】
ここで、図８に示すように、例えばチャネルＣＨ１の電波が通信された場合には、ＣＨ１の中心周波数ｆ１の伝搬特性Ｈ（ｆ１）、すなわちＣＨ１のベースバンド信号ＳｂのＤＣ成分伝搬特性が得られる。伝搬特性Ｈ（ｆ１）は、大きさが振幅特性、位相角が位相特性を表す複素数として得られる。伝搬特性Ｈ（ｆ１）は、次式(1)により表される。なお、次式では、Ｐ（ｆ１）がＣＨ１の振幅データであり、∠θ（ｆ１）が位相データである。
【００４１】
Ｈ（ｆ１）＝Ｐ（ｆ１）∠θ（ｆ１）  …  (1)
図４に戻り、ステップ１０３において、測距システム４（第１通信機２及び第２通信機３）は、通信の各チャネルで、順次、伝搬特性を測定する。通信がブルートゥースの場合、複数のチャネル（例えば４０チャネル）が存在するので、各チャネルの全てにおいて通信（往復）の伝搬特性が測定される。このため、例えばＣＨ２〜ＣＨｎの電波が送受信された場合には、各チャネルの中心周波数ｆ２〜ｆｎの各伝搬特性Ｈ（ｆ２）〜Ｈ（ｆｎ）が得られる。複数周波数の伝搬特性を測定するのは、１つの周波数の伝搬特性ではインパルスを作ることができないからである。
【００４２】
ステップ１０４において、合成部２４は、全チャネルの往復の伝搬特性を合成する。本例の場合、合成部２４は、各チャネルの伝搬特性を並べたベクトルを作る。本例では、各チャネルの伝搬特性を並べたベクトル、すなわち周波数データＨ（ｆ）として、［Ｈ（ｆ１），Ｈ（ｆ２），…，Ｈ（ｆｎ）］を得る。
【００４３】
ステップ１０５において、逆フーリエ変換部２５ａは、合成後の伝搬特性（周波数データＨ（ｆ））を逆フーリエ変換する。本例の場合、ベクトル（周波数データＨ（ｆ））を入力データとして、これを逆フーリエ変換し、その演算結果を取得する。逆フーリエ変換の演算結果は、時間データｙ（ｔ）として取得することができる。時間データｙ（ｔ）は、［ｙ（ｔ１），ｙ（ｔ２），…，ｙ（ｔｎ）］で表される。なお、ｔ１〜ｔｎは、各伝搬特性Ｈ（ｆ１）〜Ｈ（ｆｎ）に対応した時間データである。
【００４４】
図９に示すように、測距部２６は、逆フーリエ変換の演算結果を基に、電波Ｓｉの伝搬時間Ｔｘ、すなわち第１通信機２及び第２通信機３の距離Ｌを演算する。逆フーリエ変換を演算すると、同図に示すようなパルス３０を取得できる。なお、マルチパスの影響により複数のパルス３０が出現した場合には、最短時間のもの（パルス３０ａ）を対象パルスとして取得する。測距部２６は、パルス３０ａの位置から伝搬時間Ｔｘを算出し、これを距離Ｌに換算する。
【００４５】
なお、パルス３０の選択は、最短時間のものを選ぶ方式に限定されない。例えば、パルス３０のピーク値が最も高いものを対象パルスとして取得してもよい。このように、パルス３０の選択の仕方は、様々な方法が採用できる。
【００４６】
［不正通信検出の作動］
図１０に示すように、ステップ２０１において、合成部２４は、チャネル（伝搬特性）の組み合わせが異なる複数の組を生成する。本例の場合、合成部２４は、例えば１〜４０の全チャネルの伝搬特性を合成したものを１つの組とし、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）の伝搬特性を合成したものをもう１つの組とする。
【００４７】
ステップ２０２において、演算処理部２５は、各々異なるチャネルの組み合わせで合成した伝搬特性（合成後の伝搬特性）を演算処理（逆フーリエ変換）し、その演算結果を取得する。本例の場合、演算処理部２５は、１〜４０の全チャネルの伝搬特性を合成し、その合成後の伝搬特性を逆フーリエ変換することで、１〜４０の全チャネルの組の逆フーリエ演算結果を取得する。また、演算処理部２５は、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）の伝搬特性を合成し、その合成後の伝搬特性を逆フーリエ変換することで、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）の組の逆フーリエ演算結果を取得する。なお、この演算処理は、測距時に取得した伝搬特性を使用して実行される。
【００４８】
ステップ２０３において、チャネルの組み合わせの組ごとに得た演算結果（逆フーリエ変換結果）を比較する。本例の場合、組ごとに１〜４０の全チャネルの組の逆フーリエ演算結果と、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）の組の逆フーリエ演算結果とを比較する。
【００４９】
ここで、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、正規通信の場合、全チャネルを用いて算出した逆フーリエの演算結果と、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）で算出した逆フーリエ変換の演算結果とでは、これら演算結果、具体的には、演算結果（波形）のパルス３０の位置（伝搬時間）が「Ｔａ」でほぼ一致する。すなわち、演算により算出される距離Ｌが一致又は近似する。よって、逆フーリエ変換の演算結果が一致又は近似すれば、この場合は正規通信であると判定することができる。
【００５０】
一方、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、不正通信の場合、全チャネルを用いて算出した逆フーリエの演算結果と、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）で算出した逆フーリエ変換の演算結果とでは、これら演算結果、具体的には、演算結果（波形）のパルス３０の位置（伝搬時間）がそれぞれ「Ｔｂ１」、「Ｔｂ２」となり、一致しない。すなわち、演算により算出される距離Ｌが大きく乖離する。よって、逆フーリエ変換の演算結果が許容値以上に乖離すれば、この場合は正規通信であると判定することができる。
【００５１】
ところで、複素信号の位相スペクトル（位相特性）を用いて逆フーリエ変換（測距）を行う場合、位相は０〜２πの繰り返しであるため、逆フーリエ変換（測距）の演算時に求まる距離Ｌにも繰り返しの性質が存在する。この繰り返しの周期（繰り返し周期ｔｒ）、すなわち測距可能距離ｄmaxは、位相測定の周波数間隔Δｆに依存する。周波数間隔Δｆで位相測定した場合、測距可能距離ｄmaxは、次式(2)により求まる。なお、次式の「ｃ」は光速度である。
【００５２】
ｄmax＝ｃ／Δｆ  …  (2)
このため、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）で算出した逆フーリエ変換の演算結果は、全チャネルの１〜４０を使用して算出した逆フーリエ変換の演算結果に対し、繰り返し周期ｔｒが１／２となっている。よって、全チャネルの中からチャネルを間引いて組み合わせを設定する場合、繰り返し周期ｔｒを考慮に入れた最適な組み合わせを決める必要がある。
【００５３】
図１０に戻り、ステップ２０４において、通信正否判定部２９は、チャネルの組み合わせの組ごとに得た演算結果（逆フーリエ変換結果）が同じか否かを判定する。このとき、互いの演算結果が一致又は近似すればステップ２０５に移行し、互いの演算結果が一致又は近似しなければステップ２０６に移行する。
【００５４】
ステップ２０５において、通信正否判定部２９は、互いの演算結果が一致又は近似する場合、第１通信機２及び第２通信機３の間の通信を正規通信と判定する。このため、測距時に算出された距離Ｌが有効にされる。よって、例えば第１通信機２と第２通信機３との間で認証が行われた場合に、その認証が成立すれば、第１通信機２及び第２通信機３の無線通信が確立に移行される。
【００５５】
ステップ２０６において、通信正否判定部２９は、互いの演算結果が一致又は近似しない場合、第１通信機２及び第２通信機３の間の通信を不正通信と判定する。このため、測距時に算出された距離Ｌが無効にされ、仮に第１通信機２及び第２通信機３の無線による認証が成立しても、その認証は成立に移行しない。よって、不正な通信確立が防止される。
【００５６】
さて、本例の場合、あるチャネル組み合わせ（全４０チャネル）の組の演算結果と、別のチャネル組み合わせ（全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…））の演算結果とを比較した場合、正規通信であれば、演算結果が一致する。一方、不正通信の場合には、各チャネルにおいて伝搬特性が異なるため、これら演算結果が不一致となる。よって、このような判定を用いて、通信正否を精度よく行うことができる。
【００５７】
演算部２７は、伝搬特性を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部２５ａを備える。よって、逆フーリエ変換の演算結果を用いて、通信の正否判定を精度よく行うことができる。
演算部２７は、全チャネルを使用した組み合わせ（全４０チャネル）と、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）からなる組み合わせとで、演算処理（逆フーリエ変換）を施す。通信正否判定部２９は、全チャネルを使用した組み合わせから求まる演算結果と、全チャネルの中の１つ飛ばしのチャネル群（１，３，５，…）の組み合わせから求まる演算結果とを基に、通信の正否を判定する。よって、演算結果（逆フーリエ変換結果）の繰り返し周期ｔｒが小さくなり過ぎて通信の正否判定を行うことができなくなってしまう状況を回避するのに有利となる。
【００５８】
通信システム１には、波形生成部８、フーリエ変換部２１及びＤＣ成分抽出部２２が設けられる。通信正否判定部２９は、各電波ＳｉのＤＣ成分伝搬特性から算出される演算結果を基に、通信の正否を判定する。本例の場合、周期的なデジタル符号（２値符号）からなる周期信号Ｓｋを電波Ｓｉとして送信して通信の正否判定を行うので、伝搬特性として求められる周波数スペクトルが周期的に立つことになる。このため、位相スペクトルのＤＣ成分を補間する場合には、一定周期で立ち上がる周波数スペクトルの傾向を踏まえてＤＣ成分の位相を補間することが可能となるので、ＳＮ（ＳＮ比：信号雑音比）の高いデータのみを使用して、ＤＣ成分の位相を抽出することが可能となり、結果、逆フーリエ変換の演算結果が精度よく求まる。よって、通信の正否判定を精度よく行うことができる。
【００５９】
通信システム１には、第１通信機２及び第２通信機３の間の距離Ｌを測定する機能（合成部２４及び測距部２６）が設けられる。本例の場合、精度よく算出される逆フーリエ変換の演算結果から距離Ｌを求めるので、精度よく距離Ｌを測定することができる。また、演算部２７は、測距時に取得した伝搬特性を用いて演算処理を施す。よって、電波送信や伝搬特性測定を別途行う必要もない。
【００６０】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・演算部２７は、使用するチャネル群が互いに異なる３つ以上の組み合わせにおいて、各々に演算処理を施してもよい。この場合、通信正否判定部２９は、使用するチャネル群の組み合わせごとに求められた３つ以上の演算結果を用い、通信の正否を判定する。よって、通信の正否判定に用いるパラメータを多くとることが可能となるので、通信の正否判定を精度よく行うのに一層有利となる。
【００６１】
・通信の正否判定時、全チャネルを用いた組を使用することに限定されず、互いにチャネルが間引きされたチャネル群から通信の正否判定を行ってもよい。
・通信の正否判定に用いるチャネルは、全チャネルの中のどのチャネルを組み合わせてもよい。
【００６２】
・通信の正否判定は、逆フーリエ変換結果の波形のパルス位置（時間）を比較する方式に限定されない。例えば、逆フーリエ変換の演算結果において一定区間の波形の相関（相関値）を確認するなど、他の方式に変更してもよい。
【００６３】
・通信の正否判定時、全チャネルのうち「連続する前半分のチャネル群」と「連続する後半分のチャネル群」とから通信の正否判定を行ってもよい。
・伝搬特性の演算処理は、逆フーリエ変換に限定されず、他の演算手法を用いてもよい。
【００６４】
・通信の正否判定は、測距後に実施されることに限定されず、測距前や測距中など、実施されるタイミングは、特に限定されない。
・処理は、全てのチャネルを用いることに限定されず、一部のチャネルのみ使用する態様としてもよい。
【００６５】
・周期信号Ｓｋは、「０」，「１」が繰り返される信号に限定されない。例えば、「０」，「０」，「１」のデータ群が繰り返される信号など、２値化符号が周期的に繰り返されるものであれば、「０」，「１」の組み合わせは適宜変更できる。
【００６６】
・周期信号Ｓｋは、「０」，「１」の周期的な信号に限定されず、例えば「０」のみ、或いは「１」のみの信号でもよい。
・演算の順序は、フーリエ変換、ＤＣ成分抽出、乗算の順に限定されない。例えば、フーリエ変換、乗算、ＤＣ成分抽出の順序に変更してもよい。
【００６７】
・ＤＣ成分の位相θ０は、ＤＣ成分の前後の平均をとった値に限定されない。例えば、ＤＣ成分前後に限らず位相をいくつか抽出し、それらの値からＤＣ成分の位相θ０を求めてもよい。
【００６８】
・第２通信機３は、電子キー機能を有する高機能携帯電話でもよい。
・複数周波数での電波送信は、電波Ｓｉを複数チャネルで送信することに限定されない。例えば、電波送信に使用するチャネルは１つでもよい。この場合、例えば送信する電波Ｓｉのベースバンド信号Ｓｂを規定量、周波数シフトしたものをアップコンバートして電波送信する。そして、周波数シフトしないベースバンド信号Ｓｂから測定された伝搬特性と、周波数シフトしたベースバンド信号Ｓｂから測定された伝搬特性とを用いて、測距を実行してもよい。
【００６９】
・例えば、任意の周波数の伝搬特性を「０」とし、これを逆フーリエ変換時に周波数データＨ（ｆ）に加えてもよい。例えば、Ｈ（ｆ）＝［Ｈ（ｆ１），Ｈ（ｆ２），Ｈ（ｆ３），…，Ｈ（ｆｎ）］を、Ｈ（ｆ）＝［Ｈ（ｆ１），０，Ｈ（ｆ２），０，Ｈ（ｆ３），０，…，０，Ｈ（ｆｎ）］として逆フーリエ変換してもよい。こうすることで、逆フーリエ変換後の時間データサンプル数を増やすことができる。前述の例の場合、サンプル数は「ｎ」→「２ｎ−１」となる。
【００７０】
・電波の周波数は、種々の周波数が採用できる。
・デジタル符号は、２値化符号に限定されず、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）等の変調を用いる場合を想定して、他の符号に変更してもよい。
【００７１】
・変調部９は、ＧＦＳＫに限定されず、単なるＦＳＫなどの他の部材に変更してもよい。
・第１通信機２を車両とし、第２通信機３を電子キーとすることに限定されない。例えば、第１通信機２を無線通信式のパーソナルコンピュータとし、第２通信機３を無線ＬＡＮルータとしてもよい。
【００７２】
・測距システム４は、電波を送受し合って測距を行うシステムに限定されない。例えば、第１通信機２及び第２通信機３の一方から他方のみに電波を送信して測距を行う単方向としてもよい。また、第１通信機２及び第２通信機３で電波を送受し合い、さらにもう一度、第１通信機２及び第２通信機３の一方から他方に電波を送信した上で、伝搬特性を求めて、２者間の測距を行ってもよい。
【００７３】
・通信システム１は、車両用の電子キーの認証を無線で行う電子キーシステムに使用されることに限定されず、種々のシステムや装置に適用してもよい。
・通信方式は、ブルートゥースに限定されず、例えば無線ＬＡＮやＵＷＢ等の他の通信としてもよい。
【００７４】
次に、上記実施形態及び変更例ら把握できる技術的思想について記載する。
（イ）第１通信機及び第２通信機の一方から他方に送信された電波において、チャネルの伝搬特性の組み合わせが異なる組を複数生成し、これらのチャネルの組ごとに演算処理を施すステップと、前記演算処理部の演算結果から通信の正否を判定するステップとを備えた通信方法。
【符号の説明】
【００７５】
１…通信システム、２…第１通信機、３…第２通信機、４…測距システム、６…電波送信部、８…波形生成部、２０…伝搬特性測定部、２１…フーリエ変換部、２２…ＤＣ成分抽出部、２４…合成部、２５…演算処理部、２５ａ…逆フーリエ変換部、２６…測距部、２７…演算部、２８…通信不正成立防止システム、２９…通信正否判定部、Ｓｉ…電波、Ｓｋ…周期信号、Ｌ…距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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