CN101142758B - 距离测量装置、距离测量方法及通信系统 - Google Patents

Abstract

发送控制部(7B)控制成向RFID标签(1)发送2次请求发送标签响应信号的R/W请求信号。这时，频率控制部(7A)控制PLL部(5A)，使得以互相不同的载波频率来发送各R/W请求信号。相位信息取得部(8A)分别检出以互相不同的载波频率发送了的标签响应信号的相位的变化量，距离算出部(8B)基于该相位的变化量来算出读写器(2)和RFID标签(1)的距离。

Description

距离测量装置、距离测量方法及通信系统

技术领域

本发明涉及通过电波而与反射体进行无线通信的距离测量装置、距离测量方法、反射体及通信系统。

背景技术

近几年，RFID(Radio Frequency Identification)标签(无线标签)的利用正在普及。RFID标签作为代替条形码的东西，特别是在物流领域中寄与厚望，预计在不远的将来会广泛普及。

现在，作为适合RFID标签的频带，有13.56MHz带、800MHz～950MHz前后的所谓UHF带、2.45GHz带等。其中，UHF带、2.45GHz带的电波(radio Wave)与13.56MHz带的电波相比具备容易延长通信距离的优点。还有，UHF带的电波，与2.4GHz带的电波相比，具有容易绕过物体的优点。因此，正在推进利用UHF带的电波的RFID标签及读写器的开发。

在利用UHF带电波的场合，与现在作为主流的利用13.55MHz带电波的场合相比，能把读写器可与无线标签通信的距离从数10cm的程度延长至数m的程度。因而，如果利用UHF带的电波，就能把作为读写器可与无线标签通信的空间区域的通信区域扩大至比较大的范围。

另一方面，为了推定RFID标签的位置，提出了测量跟与RFID标签进行通信的通信局的距离的技术。作为1个例子，有由很多基地局接收来自作为RFID标签的有源IC标签的信号，基于来自各个基地局的该有源IC标签的接收信号，推定距离及位置的技术。在该例中，各基地局和该有源IC标签的距离是基于来自有源IC标签的接收信号的强度来推定的。即，利用接收信号的强度和距离之间有相关性来推定距离。还有，设置位置已知的访问点，从有源IC标签和该访问点同时送出信号，测量接收定时的延迟量，从而推定有源IC标签的距离的手法也被采用。

还有，特表2004-507714号公报(2004年3月11日公开)(以下，称为专利文献1)中披露了如图26所示，在RF通信系统中，从作为读取器的询问器36向RF标签38发送互相不同频率的信号40·42，对叠合这2个信号而成的合成波的零点的数进行计数，从而推定询问器36和RF标签38之间的距离的技术。

发明内容

发明所欲解决的课题

在采用利用了UHF带电波的RFID通信系统的场合，长距离通信成为可能，从而对于没有必要进行处理的远方的RFID标签，通信也成为可能，这种对RFID标签的不必要的处理的问题、由于受到多路径的影响而使响应性能劣化等问题就会出现。为了解决这些问题，可以考虑求出读写器到各RFID标签的距离，从而辨别成为要进行数据部的分析/改写等处理的对象的RFID标签的手法。在这里，在采用上述现有技术作为求出读写器和RFID标签的距离的手法的场合，有以下问题。

首先，在基于来自RFID标签的信号的接收强度、延迟时间来推定距离的场合，距离的测量精度低，这是存在的问题。以这样的方式推定距离的场合的精度，实际大概是1m～数m的程度。例如在适用于物流管理系统等的场合，该程度的精度不实用，需要更高的距离测量精度。

还有，专利文献1披露的技术是对叠合互相不同频率的2个信号而成的合成波的零点的数进行计数，从而推定距离，因而距离的精度非常差，这是存在的问题。具体而言，根据专利文献1的段落[0025]记载的例子，在使用880MHz的第1信号和884MHz的第2信号时，在离询问器36约37.5m的地方产生零点，此后约每75m产生新的零点。例如，若询问器36和RF标签38之间有3个零被计数，则推定的询问器36和RF标签38的距离为187.5m以上、不到262.5m，误差范围为75m。有多路径产生的话，无线信号的传播距离就会变长，算出与实际的RFID标签的距离不同的距离，这是存在的问题。

还有，EP1239634A2(以下，称为专利文献2)中披露了如图27所示，在与RFID标签进行无线通信的通信装置138中，通过天线140接收来自RFID标签的反射信号，由混频器把从循环器92输入了的接收信号和从循环器90及分解器98输入了的载波信号100、102相乘，从而生成I信号及Q信号，基于该I信号及Q信号而算出来自RFID标签的反射信号的振幅及相位的技术。还有，利用载波信号和RFID标签的反射信号的相位差，求出到RFID标签的距离。

本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于提供可精度很好地测量RFID标签的距离的距离测量装置、距离测量方法及通信系统。还有，作为另一目的，可以提供不用特殊的RFID标签就可测量RFID标签的距离的距离测量装置、距离测量方法、反射体及通信系统。

用以解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明所涉及的距离测量装置，其特征在于具备：借助于不同的多个载波频率的电波从天线向外部发送作为由1个帧组成的信号的请求信号的发送机构；接收由上述发送机构发送了的上述请求信号通过反射体一边受到给定的调制一边被反射而产生的作为由1个帧组成的信号的反射信号的接收机构；把由上述接收机构接收了的反射信号和上述请求信号之间的相位的变化量，按每个由上述发送机构发送了的载波频率来算出的相位信息取得部；以及基于由上述相位信息取得部取得了的每个载波频率的相位变化量和载波频率，算出上述天线和上述反射体之间的距离的距离算出部。

在这里，反射体例如是具备无线通信用IC(Integrated Circuit)、记忆部及天线等的RFID标签。作为RFID标签，包括不具有电池等电源，电路借助于从读写器以电波送来的功率而动作，与读写器进行无线通信的无源型RFID标签，以及有电池等电源的有源型RFID标签。

还有，本发明所涉及的距离测量方法，其特征在于具备：借助于不同的多个载波频率的电波从天线向外部发送作为由1个帧组成的信号的请求信号的发送步骤；接收由上述发送步骤发送了的上述请求信号通过反射体一边受到给定的调制一边被反射而产生的作为由1个帧组成的信号的反射信号的接收步骤；把由上述接收步骤接收了的反射信号和上述请求信号之间的相位的变化量，按由上述发送步骤发送了的每个载波频率来算出的相位信息取得步骤；以及基于由上述相位信息取得步骤取得了的每个载波频率的相位变化量和载波频率，算出上述天线和上述反射体之间的距离的距离算出步骤。

在上述构成及方法中，是从反射体接收借助于互相不同的多个载波频率发送的反射信号。在这里，在借助于互相不同的多个载波频率发送的反射信号中，各载波频率上的信号的相位的状态随发送了该反射信号的反射体和距离测量装置的距离而不同。

还有，根据上述构成及方法，是取得反射信号在各载波频率上的信号的相位变化量，根据该相位变化量和载波频率来算出上述距离。在这里，详细情况后述，不过，如果求出多个载波频率所涉及的信号的相位变化量和载波频率，就可以精度很好地算出距离。即，根据上述构成及方法，能提供可以精度很好地正确地进行上述距离的算出的距离测量装置。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，上述发送机构控制成在发送1个请求信号的期间内设定多个分割期间，在各分割期间中成为互相不同的载波频率的构成。

还有，本发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，在上述发送步骤中，控制成在发送1个请求信号的期间内设定多个分割期间，在各分割期间中成为互相不同的载波频率的方法。

根据上述构成及方法，1个请求信号是借助于按上述分割期间而互相不同的载波频率来发送。在该场合，反射信号也是借助于按上述分割期间而互相不同的载波频率来发送。因而，距离算出部可以通过分析1个反射信号在各分割期间的信号的状态来进行距离的算出。即，可以只通过进行1个请求信号及1个反射信号的发送接收来进行距离的算出，因而可以减少进行距离的算出所需的信号的发送接收，从而能不牺牲通信效率而进行距离算出。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，上述发送机构控制成上述请求信号借助于由互相不同的载波频率成分组成的1个载波频率来发送的构成。

还有，本发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，在上述发送步骤中，控制成上述请求信号由互相不同的载波频率成分所组成的1个载波频率来发送的方法。

根据上述构成及方法，1个请求信号是借助于由互相不同的载波频率成分组成的1个载波频率来发送。在该场合，反射信号也是借助于由上述互相不同的载波频率成分组成的1个载波频率来发送。因而，距离算出部可以通过分析1个反射信号在各频率成分上的信号的状态来进行距离的算出。即，可以只通过进行1个请求信号及1个反射信号的发送接收来进行距离的算出，因而可以减少进行距离的算出所需的信号的发送接收，从而能不牺牲通信效率而进行距离算出。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，从反射体借助于互相不同的3个以上的载波频率来接收反射信号，并且上述相位信息取得部选择各载波频率的信号中的、信号的状态在算出距离的基础上满足给定的基准的2个载波频率的信号，取得相位变化量的构成。

还有，本发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，从反射体借助于互相不同的3个以上的载波频率来发送反射信号，并且在上述相位信息取得步骤中选择各载波频率的信号中的、信号的状态在算出距离的基础上满足给定的基准的2个载波频率的信号，取得相位变化量的方法。

对于反射信号，也应该考虑随载波频率的不同，例如由于多路径发生等，使得信号的状态成为不适合距离的算出的状态。相比之下，根据上述构成及方法，选择互相不同的3个以上的载波频率中的信号的状态在算出距离的基础上满足给定的基准的2个载波频率的信号，基于它们而进行相位变化量的检测，因而可以提高相位变化量的检测的精度。因而，距离的算出精度也可以提高。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，具备进行接收了的反射信号的频率变换处理的频率变换部，上述频率变换部把上述标签响应信号变换为I信号和Q信号的构成。

还有，本发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，具备进行接收了的反射信号的频率变换处理的频率变换步骤，在上述频率变换步骤中把上述标签响应信号变换为I信号和Q信号的方法。

根据上述构成及方法，通过把接收了的反射信号变换为I信号和Q信号来进行频率变换。这样就容易进行相位的检出。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，上述距离算出部采用高分辨率频谱分析法来算出上述距离的构成。

还有，本发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，在上述距离算出步骤中采用高分辨率频谱分析法来算出上述距离的方法。

以前，高分辨率频谱分析法是用于把由多个天线单元接收了的接收信号作为输入，从而推定电波的到来方向的用途。相比之下，上述构成及方法是把现有高分辨率频谱分析法所涉及的到来方向推定中的来自各天线单元的接收信号置换为上述各载波频率的接收信号，改变高分辨率频谱分析法中的适用模型，从而进行上述距离的推定。

这样的高分辨率频谱分析法可以按最准确的值来算出推定对象的值，因而即使多路径产生，也可以去掉该多路径所涉及的距离。即，根据上述构成及方法，即使多路径产生，也能正确地算出距离。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，上述距离算出部采用MUSIC(Multiple Signal Classification)法作为上述高分辨率频谱分析法，采用借助于互相不同的多个载波频率接收了的反射信号作为该MUSIC法的输入，把模矢量作为上述距离的函数而求出MUSIC评价函数，求出该MUSIC评价函数的峰值，从而算出上述距离的构成。

还有，本发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，在上述距离算出步骤中采用MUSIC(Multiple Signal Classification)法作为上述高分辨率频谱分析法，采用借助于互相不同的多个载波频率接收了的反射信号作为该MUSIC法的输入，把模矢量作为上述距离的函数而求出MUSIC评价函数，求出该MUSIC评价函数的峰值，从而算出上述距离的方法。

在这里，MUSIC评价函数的峰值通常只在一个地方出现，不过，例如在多路径产生的场合，峰值有时会在多个地方出现。在该场合，与多路径相当的距离比应该算出的距离长，因而把产生峰的距离中的最小的距离作为应该算出的距离，从而即使多路径产生，也可以正确地算出距离。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，上述距离算出部一并使用接收了的反射信号的接收强度来算出上述距离的构成。

还有，本发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，在上述距离算出步骤中一并使用接收了的反射信号的接收强度来算出上述距离的方法。

根据上述构成及方法，距离的算出是基于反射信号的接收强度来进行的，因而例如在距离的值的候补有多个的场合，可以考虑接收强度，从而选择准确的距离等，可以更正确地算出距离。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，具备取得上述反射信号中包含的数据部的信息，并且把由上述距离算出部算出了的上述距离信息和上述数据部的信息联系起来向外部输出的接收控制部的构成。

还有，本发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，具备取得上述反射信号中包含的数据部的信息，并且把在上述距离算出步骤中算出了的上述距离信息和上述数据部的信息联系起来向外部输出的接收控制步骤的方法。

根据上述构成及方法，能根据上述反射信号包含的数据部的信息，例如识别对发送了该反射信号的反射体进行识别的信息等。还有，接收控制部把由距离算出部测量到的上述距离的信息和上述数据部的信息联系起来对其进行识别。这样，即使是与距离测量装置进行通信的反射体存在多个的场合，也可以区分识别各反射体的距离。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，上述距离算出部基于上述反射信号来测量发送了该反射信号的反射体所在的方向的构成。

还有，本发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，在上述距离算出步骤中基于上述反射信号来测量发送了该反射信号的反射体所在的方向的方法。

根据上述构成及方法，可以与反射体的距离一起，识别其存在位置方向。这样就可以识别该反射体的存在位置。

还有，本发明所涉及的距离测量装置也可以是在上述构成中，上述距离算出部通过分析上述反射体的前置部中的信号来算出上述距离的构成。

还有，发明所涉及的距离测量方法也可以是在上述方法中，在上述距离算出步骤中通过分析上述反射信号的前置部中的信号来算出上述距离的方法。

根据上述构成及方法，是通过分析反射信号的前置部中的信号来算出上述距离。在这里，前置部是表示反射信号的开端的数据，如果是同一规格(例如EPC)内，就是全部反射体共同的给定数据。因此，前置部的长度不论是来自哪个反射体的信号都一样，所以可以确实地进行信号的分析。还有，前置部的信号全部是共同的，因而例如即使是进行PSK调制的场合也可以进行距离的算出。

另外，本发明所涉及的距离测量装置具备的各机构也可以由计算机来实现。在该场合，可以让该计算机执行使计算机作为上述各机构而动作的程序来实现。

还有，本发明所涉及的反射体，其特征在于具备：针对从上述本发明所涉及的距离测量装置发送了的请求信号，生成作为由1个帧组成的信号的反射信号的信号生成部；以及控制成借助于互相不同的多个载波频率来发送由上述信号生成部生成了的反射信号的频率控制部。

由上述本发明所涉及的距离测量装置来接收从上述构成的反射体发送的反射信号，从而该距离测量装置可以精度很好地准确地进行上述距离的算出。

还有，本发明所涉及的反射体也可以是在上述构成中，上述频率控制部控制成在1个反射信号的期间内设定多个分割期间，在各分割期间中成为互相不同的载波频率的构成。

根据上述构成，可以只通过进行1个反射信号的发送来进行距离的算出，因而可以减少进行距离的算出所需的信号的发送接收，从而能不牺牲通信效率而进行距离算出。

还有，本发明所涉及的反射体也可以是在上述构成中，上述频率控制部控制成上述反射信号借助于由互相不同的载波频率成分组成的1个载波频率来发送的构成。

根据上述构成，可以只通过进行1个反射信号的发送来进行距离的算出，因而可以减少进行距离的算出所需的信号的发送接收，从而能不牺牲通信效率而进行距离算出。

还有，本发明所涉及的通信系统，其特征在于，具备：上述本发明所涉及的距离测量装置；以及与上述距离测量装置进行无线通信的至少1个反射体。

根据上述构成，可以容易地构筑在管理跟反射体通信的基础上，至少可在与各反射体的距离有关的信息方面进行识别的系统。

还有，本发明所涉及的通信系统，其特征在于，具备：上述本发明所涉及的距离测量装置；以及基于由上述距离测量装置与上述反射体进行通信的结果，对与该反射体关联起来的物品、人及生物中的至少任意1个进行管理的管理装置。

根据上述构成，可以容易地构筑在对与反射体关联起来的物品、人及生物进行管理的基础上，在其位置信息方面也可进行识别的系统。

发明效果

本发明所涉及的距离测量装置，如上所述，是进行从反射体接收借助于互相不同的多个载波频率发送了的反射信号的处理的距离测量装置，是具备通过分析由上述反射体发送了的上述反射信号来算出该反射体和该距离测量装置的距离的距离算出部的构成。这样就可以精度更好地算出反射体和距离测量装置的距离，这是其效果。

还有，本发明所涉及的通信系统是具备上述本发明所涉及的距离测量装置和与上述距离测量装置进行无线通信的至少1个反射体的构成。

这样就可以容易地构筑在管理跟反射体通信的基础上，至少可在与各反射体的距离有关的信息方面进行识别的系统，这是其效果。

还有，本发明所涉及的通信系统是具备上述本发明所涉及的距离测量装置以及基于由上述距离测量装置与上述反射体进行通信的结果，对与该反射体关联起来的物品、人及生物中的至少任意1个进行管理的管理装置的构成。

这样就可以容易地构筑在对与反射体关联起来的物品、人及生物进行管理的基础上，在其位置信息方面也可进行识别的系统，这是其效果。

附图说明

图1是表示在采用了本实施方式所涉及的RFID标签的通信系统具备的读写器中用于测量RFID标签和该读写器的距离的构成的概略框图。

图2是表示采用了上述RFID标签的通信系统的概略构成的框图。

图3(a)是表示在读写器和RFID标签之间进行R/W请求信号及标签响应信号的发送接收的状态的图。

图3(b)是用时间轴表示从读写器向RFID标签发送的信号及其载波频率的图。

图3(c)是用时间轴表示从RFID标签向读写器发送的信号及其载波频率的图。

图4是表示包含可进行相位的检出的接收处理部的具体构成在内的读写器的概略构成的框图。

图5是表示距离测量处理的流程的流程图。

图6是表示采用了多频率的距离测量处理的流程的流程图。

图7是表示频率选择处理及距离算出处理的流程的流程图。

图8是示意地表示频率选择处理的一个例子的图。

图9(a)是表示在读写器和RFID标签的通信中多路径产生的状态的图。

图9(b)是表示MUSIC评价函数随距离变化的坐标图。

图9(c)是用于说明到来方向推定处理的图。

图10是表示应用了MUSIC法的距离测量处理的流程的前半部分的流程图。

图11是表示应用了MUSIC法的距离测量处理的流程的后半部分的流程图。

图12(a)是用时间轴表示切换1帧内的频率的场合的从读写器向RFID标签发送的信号及其载波频率的图。

图12(b)是用时间轴表示切换1帧内的频率的场合的从RFID标签向读写器发送的信号及其载波频率的图。

图13是表示1帧内的频率切换所伴随的距离测量处理的流程的流程图。

图14是表示可把各RFID标签和其距离联系起来进行识别的读写器的概略构成的框图。

图15是表示识别各RFID标签后的距离测量处理的流程的流程图。

图16是示意地表示RFID标签的存在位置方向的推定处理的图。

图17是表示进行方向算出的场合的读写器的概略构成的框图。

图18是表示位置推定处理的流程的前半部分的流程图。

图19是表示位置推定处理的流程的后半部分的流程图。

图20(a)是用时间轴表示同时发送1帧内的多个频率的场合的从读写器向RFID标签发送的信号及其载波频率的图。

图20(b)是用时间轴表示同时发送1帧内的多个频率的场合的从RFID标签向读写器发送的信号及其载波频率的图。

图21是表示同时发送1帧内的多个频率的场合的读写器的概略构成的框图。

图22是表示在进行所流通的物品的检查·确认等的系统中适用了采用本RFID标签的通信系统的场合的例子的图。

图23(a)是表示在进行商品、库存物品等的失盗监视等的系统中适用了采用本RFID标签的通信系统的场合的例子的图。

图23(b)是表示在窗、门等上安装RFID标签1，通过监视该RFID标签1位置来检测该窗、门被打开的防犯系统适用例的图。

图24是表示例如在车站、电影院等需要检票的场所适用了采用本RFID标签通信系统的场合的例子的图。

图25是表示在汽车等无钥匙进入系统中适用了采用本RFID标签的通信系统遭损坏的场合的例子的图。

图26是表示现有技术的RF通信系统的构成的框图。

图27是表示与现有技术的RFID标签进行无线通信的通信装置的构成的框图。

符号说明

1  RFID标签

2  读写器

3  发送天线

4  接收天线

4A 第1天线单元

4B 第2天线单元

5  发送处理部

5A PLL部

5B 调制部

5C 功率放大部

6  接收处理部

6A·6A1·6A2 放大部

6B 频率变换部

6B1·6B2 混频器

6B3 90° 移相部

6C 前置提取部

6D 选择器

7  通信控制部

7A 频率控制部

7B 发送控制部

7C 接收控制部

8  位置测量部

8A 相位信息取得部

8B 距离算出部

8C 方向算出部

9  外部通信部

10 区域判断部

11 区域信息记忆部

具体实施方式

以下基于图1至图25来说明本发明的一实施方式。

(读写器的构成)

图2是表示由本实施方式所涉及的RFID标签和读写器组成的通信系统的概略构成的框图。如同图所示，通信系统是具备1个以上的RFID标签1(反射体)…及读写器(距离测量装置)2的构成。RFID标签1安装在各种物品上，记忆与该物品或与其关联的物、人有关的信息。该RFID标签1是具备无线通信用IC(Integrated Circuit)、记忆部及天线等的构成。

在本实施方式中，作为RFID标签1，假定采用不具有电池等电源，电路靠从读写器2以电波送来的功率而动作，与读写器2进行无线通信的无源型RFID标签。另外，在本实施方式中采用的RFID标签不限于上述无源型RFID标签，也可以是具有电池等电源的有源型RFID标签。

读写器2是与各RFID标签1之间进行无线通信，进行RFID标签1中记忆的信息的读写的装置。另外，在本实施方式中，读写器2用于进行RFID标签1中记忆的信息的读写，不过不受此限定，也可以是只进行RFID标签1中记忆的信息的读出的RFID读取器。

在本实施方式中，读写器2发送接收的电波的频带为800MHz～960MHz前后的所谓UHF带。采用这种频带的电波，读写器2就可以与位于数m～数10m程度的距离范围内的RFID标签进行通信。另外，在本实施方式中，假定是采用UHF带的通信，不过不受此限定，也可以采用作为适合RFID标签的频带的13.56MHz带、2.45GHz带等频带，还可以进行可进行无线通信的其他频带所涉及的通信。

读写器2是具备发送天线3、接收天线4、发送处理部5、接收处理部6、通信控制部7、位置测量部8、外部通信部9、区域判断部10及区域信息记忆部11的构成。

发送天线3是向RFID标签1…发送电波的天线，接收天线4是接收从RFID标签1…送来的电波的天线。该发送天线3及接收天线4例如由片状天线、阵列天线等构成。另外，在本构成例中是分别单独设置发送天线3和接收天线4，不过也可以使1个天线具有发送天线3及接收天线4两者的功能。

发送处理部5是进行从发送天线3发送的发送信号的调制、放大等处理的块。还有，接收处理部6是进行接收天线4中接收了的接收信号的放大、检波等处理的块。

通信控制部7是对成为通信对象的RFID标签1通过发送天线3及/或接收天线4进行信息的读出及/或写入控制的块。

位置测量部8是基于从RFID标签1接收了的接收信号，测量该RFID标签1的位置的块。详细情况后述，不过，作为RFID标签1的位置的测量，可以列举读写器2和RFID标签1的距离的测量，从读写器2看时的RFID标签1的方向的测量，以及RFID标签1的空间位置的测量等。另外，读写器2和RFID标签1的距离，严格地讲，相当于读写器2上的发送天线3和RFID标签1的距离与RFID标签1和接收天线4的距离的算术平均。另外，在RFID标签1是有源型的场合，相当于接收天线4和RFID标签1的距离。

区域判断部10是基于在位置测量部8中测量到的位置来判断该RFID标签1是不是位于给定的空间区域(通信区域)内的块。与通信区域是在怎样的空间区域有关的区域信息记忆在区域信息记忆部中。区域判断部10判断在位置测量部8中测量到的位置是不是存在于上述区域信息所规定的通信区域内，从而判断该RFID标签1是不是存在于通信区域内。

外部通信部9是向外部装置发送在读写器2中读出了的RFID标签1的信息，接收来自外部装置的对RFID标签1的写入信息的块。在外部装置和外部通信部9之间，通过有线或无线进行通信连接。在这里，基于读写器2所涉及的对RFID标签1的读写处理而动作的外部装置也可以是内置该读写器2的构成。

另外，区域信息记忆部11中记忆的区域信息要按照设置读写器2的环境来设定。该区域信息的设定例如可以通过外部通信部9从外部装置进行，也可以使读写器2具备用于输入区域信息的用户接口。

另外，上述读写器2所具备的通信控制部7、位置测量部8、区域判断部10及外部通信部9也可以由硬件逻辑电路来构成，也可以是由CPU等运算机构执行ROM(Read Only Memory)、SRAM等记忆机构中记忆的程序来实现的构成。

在由CPU等运算机构及记忆机构构成上述各构成的场合，由具有这些机构的计算机读取记录了上述程序的记录介质，执行该程序，从而就能实现通信控制部7、位置测量部8、区域判断部10及外部通信部9的各种功能及各种处理。还有，把上述程序记录在可拆卸的记录介质中，就能在任意计算机上实现上述各种功能及各种处理。

作为该记录介质，可以是用于由计算机进行处理的未图示的存储器，例如ROM那样的程序介质，还有，未图示，也可以是作为外部记忆装置而设置程序读取装置，可在其中插入记录介质来读取的程序介质。

还有，不论哪种场合，优选的是，被收纳的程序是由微处理器访问执行的构成。再有，优选的是，读出程序并且把读出了的程序下载到微计算机的程序记忆区域来执行该程序的方式。另外，该下载用的程序要预先收纳在实体装置中。

还有，如果是可连接包含互联网的通信网络的系统构成，则优选的是以从通信网络下载程序的方式流动地承载程序的记录介质。

再有，在这样从通信网络下载程序的场合，优选的是，该下载用的程序预先收纳在实体装置中，或是从别的记录介质安装。

(与距离测量有关的构成)

其次，参照图1来说明用于在读写器2中测量RFID标签1和该读写器2的距离的构成。如同图所示，发送处理部5具备作为频率调整部的PLL(Phase Locked Loop)部5A、调制部5B、功率放大部5C及发送器5D。还有，接收处理部6具备放大部6A及频率变换部6B。还有，位置测量部8具备相位信息取得部8A及距离算出部8B。还有，通信控制部7具备频率控制部7A、发送控制部7B及接收控制部7C。

在发送处理部5中，PLL部5A是设定从发送天线3发送的发送信号的载波频率的块，由PLL电路构成。调制部5B进行在由PLL部5A及发送器5D生成了的载波信号上加上调制，把数据重叠于发送信号的处理。在本实施方式中，调制部5B通过ASK(Amplitude Shift Keying)调制而生成发送信号。另外，作为发送信号的调制方式，不限于上述ASK调制，也可以采用FSK(Frequency Shift Keying)调制、PSK(PhaseShift Keying)调制等其他数字调制方式。功率放大部5C是进行发送信号的放大的块。

在接收处理部6中，放大部6A是进行在接收天线4中接收了的接收信号的放大的块。频率变换部6B是进行对在放大部6A中放大了的接收信号的频率加以变换，将其变换为更低频率的信号的处理的块。

在位置测量部8中，相位信息取得部8A是检出由频率变换部6B进行频率变换所得的接收信号的相位的变化量，将其作为相位信息来取得的块。另外，接收信号的相位的变化量是表示该接收信号由于传播给定的距离而产生的相位的变化量。

详细而言，把从PLL部5A输出的载波信号设为sin2πf₁t的话，频率变换部6B把该载波信号sin2πf₁t和从放大部6A输入了的接收信号D(t)Asin(2πf₁t2+φ)相乘而求出的值(D(t)Acosφ)向相位信息取得部8A送出。相位信息取得部8A基于从频率变换部6B送出的值来算出相位的变化量φ。在这里，t表示时间，D(t)表示在调制部5B中进行了ASK调制的场合的基带信号，A表示载波信号自身的振幅，φ表示传播往返2r的距离所涉及的相位的变化量。

距离算出部8B是基于由相位信息取得部8A取得了的相位的变化量信息，算出相应RFID标签1和读写器2的距离的块。关于该距离的算出方法的详细情况后述。

在通信控制部7中，频率控制部7A是控制由PLL部5A设定的载波信号的频率的块。发送控制部7B是对调制部5B输入要调制发送信号的数据的块。接收控制部7C是进行由通信控制部7接收由距离算出部8B算出了的距离信息的处理的块。

(距离测量的详细情况)

其次，说明距离测量处理的详细情况。在本实施方式中，读写器2对RFID标签1发送R/W请求信号(请求信号)，RFID标签1按照它送回响应信号(反射信号)。图3(a)～图3(c)表示该情况。图3(a)是表示在读写器和RFID标签之间进行R/W请求信号及响应信号的发送接收的状态的图。图3(b)是用时间轴表示从读写器向RFID标签发送的信号及其载波频率的图。图3(c)是用时间轴表示从RFID标签向读写器发送的信号及其载波频率的图。

读写器2常发送特定的信号(用于进行向RFID标签1的功率供给的信号)，另一方面在请求RFID标签1发送响应信号(以下，作为标签响应信号)时，如图3(b)所示，发送请求标签响应信号的送回的R/W请求信号。即，读写器2中的发送控制部7B在通常状态下把调制部5B控制成发送表示通常状态的数据，在请求标签响应信号时，把调制部5B控制成发送构成R/W请求信号的数据。RFID标签1常监视从读写器2送来的信号，检测到接收了R/W请求信号的话，就以对其响应的形式发送标签响应信号。

详细而言，读写器2发送由R/W请求信号及CW(连续载波)组成的1帧的信号。RFID标签1从读写器2收到R/W请求信号及CW(连续载波)的话，就向读写器2发送由与CW(连续载波)的频率对应的载波频率f₁组成的标签响应信号。在图3(b)及(c)中，R/W请求信号及CW(连续载波)以载波频率f₁发送，并且与其对应，该标签响应信号以载波频率f₁发送。

标签响应信号，如图3(c)所示，由前置部和数据部构成。前置部是表示标签响应信号的开端的数据，如果是同一规格(例如EPC)内，就是全部RFID标签1共同的给定数据。数据部是表示继前置部而被发送的东西，是表示从RFID标签1发送的实质性信息的数据。作为该数据部中包含的信息，例如可以列举各RFID标签1中固有的ID信息等，不过，也可以包含要从RFID标签1发送的信息，例如RFID标签1内的记忆部中收纳的各种信息等。

并且，读写器2发送2次R/W请求信号，并使得各R/W请求信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))的发送中的载波频率互相不同。即，读写器2上的频率控制部7A在第1次R/W请求信号的发送时，把PLL部5A控制成以第1频率f₁输出载波信号，在第2次R/W请求信号的发送时，把PLL部5A控制成以与第1频率f₁不同的第2频率f₂输出载波信号。

如图1、图3(b)及图3(c)所示，RFID标签1接收以第1频率f₁发送了的R/W请求信号的话，就同样以第1频率f₁送回标签响应信号。并且，读写器2通过分析相位信息取得部8A接收了的标签响应信号的前置部来检出表示标签响应信号的相位的变化量的φ₁。同样，RFID标签1接收以第2频率f₂发送了的R/W请求信号的话，就同样以第2频率f₂送回标签响应信号。并且，读写器2通过分析相位信息取得部8A接收了的标签响应信号的前置部来检出表示标签响应信号的相位的变化量的φ₂。

另外，在上述例子中，标签响应信号的相位的变化量是通过分析前置部来检出，不过不受此限定，也可以包含数据部而检出相位的变化量，也可以在数据部中检出相位的变化量。但在调制方式为PSK的场合，基于内容可变的数据部来检出与距离伴随的相位的变化量是困难的，因而优选的是在内容固定的前置部中检出相位的变化量。

按以上方式，相位信息取得部8A检出相位的变化量φ₁及φ₂的话，该相位的变化量的信息就被传送到距离算出部8B。距离算出部8B，基于φ₁及φ₂，按以下方式算出RFID标签1和读写器2的距离。

首先，假定从发送天线3到RFID标签1的距离与从接收天线4到RFID标签1的距离相等，将其作为距离r。以第1频率f₁及第2频率f₂运送的信号传播往返2r的距离而产生的相位的变化量φ₁及φ₂由下式表示。

[数1]

${\mathrm{\φ}}_1=\frac{2\mathrm{\π}\·f_1}{c}\·2r$

${\mathrm{\φ}}_2=\frac{2\mathrm{\π}\·f_2}{c}\·2r$

上在式中，c表示光速。基于上述2个式子，由下式求出距离r。

[数2]

$r=\frac{\mathrm{c\Δ\φ}}{4\mathrm{\π}|f_1-f_2|}$

∵Δφ＝φ₁-φ₂

按以上方式，基于相位的变化量φ₁及φ₂，就能求出从发送天线3到RFID标签1的距离r。另外，在RFID标签1中，预想在从接收R/W请求信号之后到发送标签响应信号的期间，会产生相位的偏差，不过，该相位的偏差对于以第1频率f₁和第2频率f₂运送的信号都是同样的量。因而，RFID标签1中的信号在发送接收时产生的相位的偏差对上述距离的算出不会带来影响。

另外，在数2中φ₂成为2π以上的场合，不能正确地算出距离r。即，可测量的距离r的最大值rmax，在Δφ＝2π时，由下式表示。

[数3]

$r\max =\frac{c}{2\·|f_1-f_2|}$

在这里，在例如把第1频率f₁和第2频率f₂的差设为5MHz的场合，根据数3，最大距离rmax成为30m。还有，同样，在把第1频率f₁和第2频率f₂的差设为2Hz的场合，根据数3，最大距离rmax成为75m。在利用了UHF带的RFID通信系统中，假定的最大通信距离是10m的程度，因而可知上述测量在实用上没有问题。

另外，即使是在需要测量上述最大距离rmax以上的场合，例如通过一并使用接收信号的接收强度的测量，也可以进行距离r的测量。具体而言，在Δφ有可能成为2π以上的场合，距离r的候补r′成为r′＝r+n·rmax(n为0以上的整数)。因而，利用距离r越长则接收信号的接收强度越小的情况，就可以确定上述n的值。

还有，在采用有源型RFID标签的场合，也可以不从读写器2侧发送R/W请求信号，而是基于从RFID标签侧主动发送的标签响应信号进行距离的测量。

(接收处理部的具体例)

在以上距离测量中，是进行检出接收信号的相位的变化量的处理，以下参照图4来说明可进行该相位的变化量的检出的接收处理部6的具体构成。在该具体例中，接收处理部6是把接收信号分离成I信号和Q信号而向位置测量部8输入，从而可进行位置测量部8中的相位的变化量的检出处理。如同图所示，接收处理部6具备作为放大部6A的2个放大部6A1·6A2、作为频率变换部6B的混频器6B1·6B2及90°移相部6B3。

由接收天线4接收了的接收信号分支为2个路径，一方被放大部6A1输入，另一方被放大部6A2输入。放大部6A1把输入了的接收信号放大而向混频器6B1输入。放大部6A2把输入了的接收信号放大而向混频器6B2输入。

混频器6B1把从放大部6A1输入了的接收信号和从PLL部5A输出了的载波信号相乘，从而输出I信号，向相位信息取得部8A输入该I信号。混频器6B2把从放大部6A2输入了的接收信号和从PLL部5A输出的、通过90°移相部6B3使相位变化了90°的载波信号相乘，从而输出Q信号，向相位信息取得部8A输入该Q信号。

以下说明在以上构成中进行的接收处理及距离r的算出处理的详细情况。

传播往返2r的距离而在读写器2中接收的信号，若把载波信号的频率设为f₁的话，由下式表示。

[数4]

s₁(t)＝D(t)·Asin(2πf₁t+φ₁)

在上式中，t表示时间，s₁(t)表示由频率f₁的载波信号传送的信号的状态，D(t)表示在调制部5B中进行了ASK调制的场合的基带信号，A表示载波信号自身的振幅，φ₁表示传播往返2r的距离所涉及的相位的变化量。在该场合，表示由混频器6B1输出的I信号的状态的I₁(t)及表示由混频器6B1输出的Q信号的状态的Q₁(t)由下式表示。

[数5]

$I_1\left(t\right)=D\left(t\right)\·A\sin (2\mathrm{\π}{f}_{1}t+{\mathrm{\φ}}_1)\·\sin 2\mathrm{\π}{f}_{1}t$

$\⇒D\left(t\right)\·A\cos {\mathrm{\φ}}_1$

[数6]

$Q_1\left(t\right)=D\left(t\right)\·A\sin (2\mathrm{\π}{f}_{1}t+{\mathrm{\φ}}_1)\·\cos 2\mathrm{\π}{f}_{1}t$

$\⇒D\left(t\right)\·A\sin {\mathrm{\φ}}_1$

根据以上情况，基于I信号及Q信号，频率f₁的载波信号所涉及的信号的相位的变化量φ₁由下式求出。

[数7]

${\mathrm{\φ}}_1={\tan }^{-1}\frac{Q_1\left(t\right)}{I_1\left(t\right)}$

同样，频率f₂的载波信号的信号所涉及的相位的变化量φ₂由下式求出。

[数8]

${\mathrm{\φ}}_2={\tan }^{-1}\frac{Q_2\left(t\right)}{I_2\left(t\right)}$

按以上方式，相位信息取得部8A基于输入了的I信号及Q信号来取得相位的变化量φ₁及φ₂。并且，距离算出部8B根据下式算出距离r。

[数9]

$r=\frac{c\·\mathrm{\Δ\φ}}{4\mathrm{\π}|f_1-f_2|}$

∵Δ＝φ₁-φ₂

(距离测量处理的流程)

其次，参照图5所示的流程图来说明读写器2中的上述距离测量处理的流程。

首先，开始距离测量处理的话，在步骤1(以后称为S1)中，频率控制部7A控制PLL部5A，使得发送R/W请求信号时的载波信号的频率成为第1频率f₁。

其次，发送控制部7B控制调制部5B，使得在载波信号上重叠表示R/W请求信号的数据。并且，把由调制部5B调制了的发送信号由功率放大部C放大之后从发送天线3输出(S2)。继发送R/W请求信号而以第1频率f₁发送CW(连续载波)(S3)。

RFID标签1检出R/W请求信号的话，就送回由接着检出了的CW(连续载波)的与第1频率f₁对应的载波频率组成的标签响应信号。接收天线4接收该标签响应信号，接收处理部6进行接收处理(S4)，并且相位信息取得部8A进行相位信息取得处理(S5)。

即，在接收处理部6中，频率变换部6B基于上述数4至6的数式，把从放大部6A输入了的接收信号和从PLL部5A输出了的载波信号相乘，从而求出I信号及Q信号。相位信息取得部8A从频率变换部6B收到I信号及Q信号的话，就基于上述数7至8的数式，算出第1频率f₁的相位的变化量φ₁及φ₂，将其与用作载波信号的频率(第1频率f₁)对应而记忆在表格中。

在接收处理部6中来自RFID标签1的标签响应信号的接收结束的话(S6)，相位信息取得部8A就结束相位信息取得处理(S7)。此后，发送处理部5结束CW(连续载波)的发送，即由1帧组成的信号的发送(S8)。接收控制部7C判断是不是接收了要接收的全部频率的接收信号，在判断为未全部接收的场合(在S9中为NO)，返回到自S1起的处理。在这里，在上述例子中，作为接收信号的频率，假定为第1频率f₁及第2频率f₂，因而接收控制部7C要判断是不是一起接收了第1频率f₁及第2频率f₂的接收信号。

在该时点，只接收了第1频率f₁的接收信号，因而要进行自S1起的处理。并且，在第2次S1的处理中，频率控制部7A控制PLL部5A，使得发送R/W请求信号时的载波信号(及CW(连续载波))的频率成为第2频率f₂。此后，进行S2～S8的处理，判断是不是接收了要接收的全部频率的接收信号(在S9中为YES)，向S10的处理转移。

在S10中，基于取得了的相位信息，距离算出部8B根据上述手法算出RFID标签1和读写器2的距离。详细而言，距离算出部8B从上述表格中取出每个频率的相位的变化量，基于上述数9的数式算出距离r。把算出了的距离信息向接收控制部7C传送。至此，距离测量处理即告完成。

(采用了多频率的距离测量)

在上述例子中是通过接收互相不同的2个频率的接收信号来测量距离，不过，也可以是如下所示，接收互相不同的3个以上的频率的接收信号的构成。

在读写器2和RFID标签1之间发送接收信号的场合，基本上是从读写器2发送了的信号直接到达RFID标签1，从RFID标签1发送了的信号直接到达读写器2。不过，可以考虑在读写器2和RFID标签1之间信号不是直接到达，而是在周围的某种物体上反射之后到达(多路径)。在该场合，可以考虑由读写器2接收的接收信号由于受到多路径所涉及的影响，对于本来的相位状态会搀杂噪声，S/N会劣化。即，在基于相位来算出距离的方法中，所取得的相位信息的精度变差，从而所算出的距离的精度也会劣化。

还有，在上述例子中，表示了把接收信号分离成I信号和Q信号，基于它们来检出相位的变化量的手法，不过，根据相位状态的不同，I信号及Q信号中的某一种有可能显著地变小。在该场合，显著地变小的一方信号的测量误差的影响会对相位的算出带来大的影响。即，在I信号及Q信号中的某一种显著地变小的场合，所测量的相位的误差会变大，所算出的距离的精度也会劣化。

对此，可以通过进行以下处理来解决上述问题。即，首先，读写器2发送由互相不同的频率组成的3个以上的R/W请求信号，接收各自所对的标签响应信号。并且，在接收信号中选择2个S/N较高，且I信号·Q信号的电平较高的接收信号，基于该选择了的2个接收信号进行相位的变化量检出及位置算出。

(采用了多频率的距离测量处理的流程)

其次，参照图6所示的流程图来说明读写器2中的采用了上述多频率的距离测量处理的流程。

首先，开始距离测量处理的话，在S11中，频率控制部7A控制PLL部5A，使得发送R/W请求信号时的载波信号的频率成为第1频率f₁。其次，发送控制部7B控制调制部5B，把表示R/W请求信号的数据重叠在载波信号上。并且，把由调制部5B调制了的发送信号经功率放大部5C放大之后从发送天线3输出(S12)。继发送R/W请求信号而以第1频率f₁发送CW(连续载波)(S13)。

RFID标签1检出R/W请求信号的话，就送回由继而检出了的CW(连续载波)的与第1频率f₁对应的载波频率组成的标签响应信号。接收天线4接收该标签响应信号，接收处理部6进行接收处理(S14)，并且相位信息取得部8A进行相位信息取得处理(S15)。

即，在接收处理部6中，频率变换部6B基于上述数4至6的数式，把从放大部6A输入了的接收信号和从PLL部5A输出了的载波信号相乘，从而求出I信号及Q信号。相位信息取得部8A从频率变换部6B收到I信号及Q信号的话，就基于上述数7至8的数式，算出第1频率f₁的相位的变化量φ₁及φ₂，并且基于下列数10的数式，求出信号电平s(t)。并且，相位信息取得部8A把求出了的相位的变化量及信号电平与用作载波信号的频率(第1频率f₁)对应起来记忆在表格中。

[数10]

$S\left(t\right)=\sqrt{I{\left(t\right)}^2-Q{\left(t\right)}^2}$

在接收处理部6中来自RFID标签1的标签响应信号的接收结束的话(S16)，相位信息取得部8A就结束相位信息取得处理(S17)。此后，发送处理部5结束CW(连续载波)的发送，即由1帧组成的信号的发送(S18)。此后，接收控制部7C判断是不是接收了要接收的全部频率的接收信号(S19)，在判断为未全部接收的场合，返回到自S11起的处理。在这里，作为接收信号的频率，假定设定了第1～第4频率的话，接收控制部7C要判断是不是全部接收了第1～第4频率的接收信号。

在该时点，只接收了第1频率f₁的接收信号，因而要进行自S11起的处理。并且，在第2次S11的处理中，频率控制部7A控制PLL部5A，使得发送R/W请求信号时的载波信号(及CW(连续载波))的频率成为第2频率f₂。此后，进行S12～S18的处理，反复进行之，直到该第4频率f₄的接收信号的接收全部被确认。并且，在S19中，在判断为接收了要接收的全部频率的接收信号的场合，向S20的处理转移。

在S20中，进行相位信息取得部8A所涉及的频率选择处理及距离算出部8B所涉及的距离算出处理，距离测量处理即告结束。

其次，参照图7所示的流程图来说明在上述S20中的相位信息取得部8A所涉及的频率选择处理及距离算出部8B所涉及的距离算出处理的流程。

首先，在S21中，相位信息取得部8A取得从上述表格中接收了的全部频率的接收信号的信号电平。

其次，在S22中，相位信息取得部8A判断各频率的接收信号的信号电平是不是超过了给定的阈值。该给定的阈值作为在距离算出中可获得充分的精度的最低限度的值预先被设定。并且，相位信息取得部8A判断超过上述给定的阈值的接收信号的频率的数是不到2，还是大于2，还是2。

在判断为超过给定的阈值的接收信号的频率的数是不到2的场合，在S23中，相位信息取得部8A指示通信控制部7以其他频率发送R/W请求信号，以便再取入其他频率所涉及的接收信号。

另一方面，在判断为超过给定的阈值的接收信号的频率的数大于2的场合，首先在S24中，相位信息取得部8A从选择候补中删掉不超过给定的阈值的接收信号的频率。并且，在S25中，相位信息取得部8A对于各个作为选择候补留下的接收信号的频率，提取I信号及Q信号中的信号电平小的一方的成分作为最小成分。此后，在S25中，相位信息取得部8A从各频率的最小成分中的信号电平大的一方中选择2个。对于与选择了的2个最小成分对应的频率的接收信号，相位信息取得部8A从上述表格中取得相位信息，将其向距离算出部8B传送。并且，在S27中，距离算出部8B基于接收了的相位信息进行距离算出处理。

再一方面，在判断为超过给定的阈值的接收信号的频率的数是2的场合，相位信息取得部8A对于这2个接收信号，取得相位信息，将其向距离算出部8B传送。并且，在S27中，距离算出部8B基于接收了的相位信息进行距离算出处理。

图8示意地表示上述频率选择处理的一个例子。在该例子中，假定是接收了f₁～f₄的频率所涉及的接收信号的场合。把频率f₁的接收信号中的I信号成分设为I₁，把Q信号成分设为Q₁，并且把接收信号电平设为S₁，把频率f₂的接收信号中的I信号成分设为I₂，把Q信号成分设为Q₂，并且把接收信号电平设为S₂，把频率f₃的接收信号中的I信号成分设为I₃，把Q信号成分设为Q₃，并且把接收信号电平设为S₃，把频率f₄的接收信号中的I信号成分设为I₄，把Q信号成分设为Q₄，并且把接收信号电平设为S₄。

首先，在上述S22中，判断为S₁～S₄的信号电平中的S₂是给定的阈值以下，通过S24的处理，从选择候补中删掉频率f₂的接收信号。其次，通过S25的处理，作为最小成分，在频率f₁选择Q₁，在频率f₃选择I₃，在频率f₄选择Q₄。并且，通过S25的处理，选择Q₁、I₃、Q₄中的信号电平较大的Q₁、I₃，从而选择频率f₁及频率f₃的接收信号。

通过以上处理，可以排除由于受到多路径所涉及的影响而使S/N劣化的接收信号、I信号及信号中的任意一个显著地变小的接收信号而选择用作距离算出的2个频率的接收信号。这样就可以保证距离算出的精度在任何状况下都是高的状态。

(应用了MUSIC法的距离算出方法)

其次，说明距离算出方法的其他例子。在上述例子中，是检出2个频率上的接收信号的相位的变化量，基于它们而根据上述数9的式子来算出距离r。相比之下，如下所示，可以考虑应用作为高分辨率频谱分析法之一的MUSIC(Multiple Signal Classification)法来算出距离。MUSIC法，以前作为推定电波的到来方向的手法广为人知。该MUSIC法是通过分析由多个天线单元接收了的接收信号来推定电波的到来方向。在该MUSIC法中，把到来方向推定中的来自各天线单元的接收信号置换为上述各频率的接收信号，把MUSIC法中适用模型(到来方向推定所用的模矢量a(θ_i))(以下的数11)改为距离推定所用的模矢量a(r_i)(以下的数12)，就可以进行距离r的推定。这样在距离r的推定中应用MUSIC法，如下所示，就能在有多路径发生等的实际环境下，进一步降低多路径的影响，进一步提高精度。

即，把阵列天线的单元数设为K，把到来波的波长设为λ，把到来波数设为L，把第i到来波的到来角设为θ_i(i＝1…L)的话，对第i到来波的阵列响应矢量a(θ_i)为a(θ_i)＝[exp{jΦ₁(θ_i)}，…，exp{jΦ_K(θ_i)}]^T；Φ_N(θ_i)＝-(2π/λ)d_Nsin(θ_i)(Φ_N(θ_i)为第N个天线单元中的第i波的接收相位，^T为转置，d_N为第N个天线单元位置)(数11)。

并且，在数11中，把K置换为使用阵列天线的单元数的频率的数(f₁，f₂，f₃…F_k)，把第i到来波的到来角θ_i置换为到第i个标签的距离r_i(r1…rL)，把对第i到来波的阵列响应矢量a(θ_i)置换为对第i个标签的阵列响应矢量a(r_i)，把第N个天线单元中的第i波的接收相位Φ_N(θ_i)置换为第N个频率中的来自第i个标签的信号的接收相位Φ_N(r_i)(Φ_N(r_i)＝-2πf_N·2r_i/c(c：光速(3×108)))，从而导出模矢量a(r_i)(数12)(参照图9(c))。

[数11]

$a\left({\mathrm{\θ}}_i\right)={[\exp (-j\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{d}_1\sin \mathrm{\θi}),\·\·\·\exp (-j\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{d}_N\sin \mathrm{\θi})]}^T$

[数12]

$a\left(r_i\right)={[\exp (-j2\mathrm{\π}{f}_1\frac{2r_i}{c}),\·\·\·\exp (-j2\mathrm{\π}{f}_N\frac{2r_i}{c})]}^T$

以下，说明应用了MUSIC法的距离测量处理(称为距离推定MUSIC法)的详细情况。另外，以下所示的距离测量处理是在位置测量部8中进行。

在频率f₁的接收信号中，表示I信号的状态的I₁(t)及表示Q信号的状态的Q₁(t)按上述数5及数6来表示。在这里，以复数形式来表示频率f₁的接收信号的x₁(t)，由下式表示。

[数13]

x₁(t)＝D(t)·A(I₁(t)+jQ₁(t))

同样，以复数形式来表示频率f_N的接收信号的x_N(t)，由下式表示。

[数14]

x_N(t)＝D(t)·A(I_N(t)+jQ_N(t))

在这里，考虑以K那样的频率接收了接收信号的场合，基于频率f₁～f_K的接收信号，生成以下所示的相关矩阵R_xx。

[数15]

R_xx＝E{X(t)X(t)]^H

∵X(t)＝[x₁(t)，x₂(t)，…，x_N(t)]

在上式中，H表示复数共轭转置，E[]表示时间平均。其次，按下式进行上述求出的相关矩阵R_xx的特征值分解。

[数16]

R_xxe_i＝(μ_i+σ²)e_i

在上式中，e_i表示R_xx的特征矢量，μ_i表示特征值，σ²表示噪声功率。根据这些，以下关系成立。

[数17]

${e_i}^{H}a\left(r\right)=0$

1≤i≤L

[数18]

$a\left(r_i\right)={[\exp (-j2\mathrm{\π}{f}_1\frac{2r_i}{c}),\·\·\·\exp (-j2\mathrm{\π}{f}_K\frac{{2r}_i}{c})]}^T$

根据上述情况，以下给出距离推定MUSIC法中的模矢量及MUSIC评价函数PMUSIC。

[数19]

$P_{\mathrm{MUSIC}}\left(r\right)=\frac{a^H\left(r\right)a\left(r\right)}{\underset{i=L+1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{e_i}^{H}a\left(\mathrm{\θ}\right)\right|}^2}$

在上式中，改变r就能获得图9(b)所示的坐标图。在该坐标图中，把横轴作为r，把纵轴作为PMUSIC。如该坐标图所示，评价函数PMUSIC中出现了峰，出现该峰的r的值相当于要算出的距离r。

另外，在图9(b)所示的坐标图中，评价函数PMUSIC的峰只在一个地方出现，不过，有时在其他地方也会出现峰。这是因为，如图9(a)所示，在受到多路径影响的场合，在与该多路径相当的距离的部分会出现峰。然而，相当于多路径的距离比要算出的距离r长，因而把出现峰的距离中的最小的r作为要算出的距离r，所以即使多路径产生，也可以正确地算出距离r。

另外，在上述例子中，在距离测量中应用了作为高分辨率频谱分析法的MUSIC法，不过在距离测量中也可以应用其他高分辨率频谱分析法，例如Beamformer法、Capon法、LP(Linear Prediction)法、Min-Norm法及ESPRIT法等。

(应用了MUSIC法的距离测量处理的流程)

其次，参照图10及图11所示的流程图来说明读写器2中的应用了上述MUSIC法的距离测量处理的流程。

首先，开始距离测量处理的话，在S31中，频率控制部7A控制PLL部5A，使得发送R/W请求信号时的载波信号的频率成为第1频率f₁。

其次，发送控制部7B控制调制部5B，把表示R/W请求信号的数据重叠在载波信号上。并且，把由调制部5B调制了的发送信号经功率放大部5C放大之后从发送天线3输出(S32)。继发送R/W请求信号而以第1频率f₁发送CW(连续载波)(S33)。

RFID标签1检出R/W请求信号的话，就送回由继而检出了的CW(连续载波)的与第1频率f₁对应的载波频率组成的标签响应信号。接收天线4接收该标签响应信号，接收处理部6进行接收处理(S34)，并且相位信息取得部8A进行相位信息取得处理(S35)。

即，在接收处理部6中，频率变换部6B基于上述数4至6的数式，把从放大部6A输入了的接收信号和从PLL部5A输出了的载波信号相乘，从而求出I信号及Q信号。相位信息取得部8A从频率变换部6B收到I信号及Q信号的话，就基于上述数13至14的数式，算出以复数形式表示频率f₁的接收信号的x₁(t)，将其与用作载波信号的频率(第1频率f₁)对应起来记忆在表格中。

在接收处理部6中来自RFID标签1的标签响应信号的接收结束的话(S36)，相位信息取得部8A就结束相位信息取得处理(S37)。此后，发送处理部5结束CW(连续载波)的发送，即由1帧组成的信号的发送(S38)。此后，接收控制部7C判断是不是接收了要接收的全部频率的接收信号，在判断为未全部接收的场合，返回到自S31起的处理。在这里，作为接收信号的频率，假定设定了第1～第N频率的话，接收控制部7C要判断是不是全部接收了第1～第N频率的接收信号。

在该时点，只接收了第1频率f₁的接收信号，因而要进行自S31起的处理。并且，在第2次S31的处理中，频率控制部7A控制PLL部5A，使得发送R/W请求信号时的载波信号(及CW(连续载波))的频率成为第2频率f₂。此后，进行S32～S38的处理，反复进行之，直到第N频率的接收信号的接收全部被确认。并且，在S39中，在判断为接收了要接收的全部频率的接收信号的场合，向S40的处理转移。

在S40中，位置测量部8从上述表格中读出各频率的接收信号x_n(t)，基于各频率的接收信号来作成相关矩阵R_xx。其次，位置测量部8进行相关矩阵R_xx的特征值分解，分解噪声成分(S41)，作成MUSIC评价函数PMUSIC的频谱，从而进行峰值的探索(S42)。据此在S43中算出距离r。

(1帧内的频率切换)

在上述情况中，读写器2多次发送R/W请求信号，在各发送中改变载波频率，从而分别接收载波信号的频率不同的标签响应信号。相比之下，也可以是在发送由1帧组成的R/W请求信号及CW(连续载波)的途中把载波频率改变1次以上，从而在途中接收载波频率改变1次以上的由1帧组成的标签响应信号，基于此而进行距离测量的构成。

如图12(a)所示，读写器2常发送特定的信号，另一方面在请求RFID标签1发送响应信号时，发送请求标签响应信号的送回的R/W请求信号。在这里，频率控制部7A在发送R/W请求信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))的期间内设定多个分割期间，控制PLL部5A，使得在各分割期间中成为互相不同的载波频率。在图12(a)所示的例子中，是设定3个分割期间，进行控制，使得在第1分割期间中成为频率f₁，在第2分割期间中成为频率f₂，在第3分割期间中成为频率f₃。

RFID标签1常监视从读写器2送来的信号，检测到接收了R/W请求信号的话，就以对其响应的形式发送标签响应信号。在这里，标签响应信号中，与R/W请求信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))中的载波频率的时间变化对应，载波频率也会变化。在图12(b)所示的例子中，在标签响应信号中的第1期间成为频率f₁，在第2期间成为频率f₂，第3期间成为频率f₃。

通过接收这样的标签响应信号，位置测量部8就可以检测互相不同的多个频率中的接收信号的状态。另外，接收处理部6中的标签响应信号的频率变换处理的定时是基于R/W请求信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))发送时的频率切换定时来设定的。

在这里，在标签响应信号中，切换载波频率的期间优选的是设于前置部的期间内。这是因为在标签响应信号中，数据部的长度会变动，另一方面前置部的长度是固定的，因而能确实地确保切换载波频率的期间。

(与1帧内的频率切换伴随的距离测量处理的流程)

其次，参照图13所示的流程图来说明读写器2中的上述与1帧内的频率切换伴随的距离测量处理的流程。

首先，开始距离测量处理的话，频率控制部7A就控制PLL部5A，使得按每个上述多个分割期间来切换发送R/W请求信号时的载波信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))的频率。并且，发送控制部7B控制调制部5B，把表示R/W请求信号的数据重叠在载波信号上。并且，把由调制部5B调制了的发送信号经功率放大部5C放大之后从发送天线3输出(S51)。继发送R/W请求信号而以按每个上述多个分割期间而不同的频率来发送CW(连续载波)(S53、S55、S58)。据此发送按每个上述多个分割期间切换了频率的R/W请求信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))。

RFID标签1检出R/W请求信号的话，就送回由继而检出了的CW(连续载波)的与载波频率(频率f₁、f₂、f₃)的时间变化对应变化了的载波频率(频率f₁、f₂、f₃)组成的标签响应信号。接收天线4接收该标签响应信号，接收处理部6进行接收处理(S53，S56，S59)，并且相位信息取得部8A进行相位信息取得处理(S54，S57，S60)。在这里所接收的标签响应信号中，与R/W请求信号后的CW(连续载波)中的载波频率的时间变化对应，载波频率会变化。

即，在接收处理部6中，频率变换部6B识别标签响应信号中的前置部，基于上述数4至6的数式，求出该前置部中的各分割期间的频率所对的I信号及Q信号。相位信息取得部8从频率变换部6B收到各频率的I信号及Q信号的话，就基于上述数7至8的数式，算出各频率的相位的变化量φ₁及φ₂，将其与用作载波信号的频率对应起来记忆在表格中。在这里，各分割期间的切换定时是基于R/W请求信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))发送时的频率切换定时来设定。

接收处理部6及相位信息取得部8A中的标签响应信号的前置部中的各分割期间的各频率(频率f₁、f₂、f₃)所对的频率变换及相位信息取得处理是在由发送处理部5发送对应的频率的CW(连续载波)的期间进行。例如，发送处理部5以第1频率f₁开始CW(连续载波)的发送的话(S52)，RFID标签1就以第1频率f₁送回标签响应信号的前置部中的最初的分割期间的信号。接收处理部6接收该频率f₁的标签响应信号(S53)，并且相位信息取得部8A取得频率f₁的相位信息(S54)。开始CW(连续载波)的发送(S55)。RFID标签1接收该第2频率f₂的CW(连续载波)的话，就以第2频率f₂发送标签响应信号的前置部中的下面的分割期间的信号。接收处理部6接收该频率f₂的标签响应信号(S56)，并且相位信息取得部8A取得频率f₂的相位信息(S57)。一定时间过去的话，其次，对于第3频率f₃，发送处理部5、接收处理部6及相位信息取得部8A重复进行同样的动作(S58至S60)。

在接收处理部6中来自RFID标签1的标签响应信号的接收结束的话(S61)，发送处理部5就结束CW(连续载波)的发送，即由1帧组成的信号的发送(62)。此后，基于上述表格中记忆的互相不同的多个频率的相位信息，距离算出部8B算出距离r，处理即告结束(S63)。

另外，在上述例子中，是基于相位而算出距离r，不过，上述应用了MUSIC法的距离测量处理也同样可以适用。还有，也可以选择2个I信号·Q信号的电平较高的接收信号，基于该选择了的2个接收信号进行相位的变化量检出及位置算出。

(各RFID标签的距离的识别)

如上所述，标签响应信号中包含数据部。在该数据部中包含各RFID标签1中固有的ID信息的场合，对于根据标签响应信号如上所述测量到的距离，可以将其与发送了该标签响应信号的RFID标签1联系起来识别。以下参照图14来说明实现此的构成。

同图所示的构成是在上述图4所示的构成中，在接收处理部6中设置了前置提取部6C，这一点不同。其他构成与图4所示的构成一样，因而在这里省略其说明。

前置提取部6C输入从混频器6B1及混频器6B2输出的I信号及Q信号，提取标签响应信号中的前置部，将其向位置测量部8传送，并且把标签响应信号中的数据部作为接收帧而向通信控制部中的接收控制部7C传送。识别位置测量部8分析前置部，从而如上所述来测量距离，向上述接收控制部7C传送测量到的信息。

通信控制部7中的接收控制部7C分析从前置提取部6C接收了的数据部，从而识别发送了该标签响应信号的RFID标签1的ID信息。还有，接收控制部7C把由位置测量部8测量到的该RFID标签1的距离测量结果和上述ID信息联系起来对其进行识别。这样，即使是在RFID标签通信系统中有多个RFID标签1存在的场合，也可以区分识别各RFID标签1的距离。

另外，作为与上述距离的信息联系起来识别的信息，不限于各RFID标签1中固有的ID信息，只要是标签响应信号中包含的数据部所表示的信息，任何信息都可以。

(识别各RFID标签后的距离测量处理的流程)

其次，参照图15所示的流程图来说明读写器2中的识别上述各标签后的距离测量处理的流程。

首先，开始距离测量处理的话，在S71中，频率控制部7A控制PLL部5A，使得发送R/W请求信号时的载波信号的频率成为第1频率f₁。

其次，发送控制部7B控制调制部5B，把表示R/W请求信号的数据重叠在载波信号上。并且，把由调制部5B调制了的发送信号经功率放大部5C放大之后从发送天线3输出(S72)。继发送R/W请求信号而以第1频率f₁发送CW(连续载波)(S73)。

RFID标签1检出R/W请求信号的话，就送回由继而检出了的CW(连续载波)的与第1频率f₁对应的载波频率组成的标签响应信号。接收天线4接收该标签响应信号，接收处理部6进行接收处理(S74)，并且相位信息取得部8A进行相位信息取得处理(S75)。

即，在接收处理部6中，频率变换部6B基于上述数4至6的数式，把从放大部6A输入了的接收信号和从PLL部5A输出了的载波信号相乘，从而求出I信号及Q信号。前置提取部6C提取接收了的标签响应信号(I信号及Q信号)中的前置部，将其向位置测量部8传送，并且向接收控制部C传送标签响应信号中的数据部。位置测量部8从前置提取部6C接收前置部的话，就基于上述数7至8的数式，算出第1频率f₁的相位的变化量φ₁及φ₂，将其与用作载波信号的频率(第1频率f₁)对应起来记忆在表格中(S75)。

在接收处理部6中来自RFID标签1的标签响应信号的接收结束的话(S76)，位置测量8就结束相位信息取得处理(S77)。此后，发送处理部5结束CW(连续载波)的发送(S78)。接收控制部7C判断是不是接收了要接收的全部频率的接收信号，在判断为未全部接收的场合(在S79中为NO)，返回到自S71起的处理。另一方面，在判断为接收了要接收的全部频率的接收信号的场合(在S79中为YES)，就向S80的处理转移。

在S80中，位置测量部8从上述表格中取出每个频率的相位信息，算出距离(S80)。另外，位置测量部8不仅可以基于相位信息来进行距离的算出，也可以如上所述采用应用了MUSIC法的手法来算出距离。

另一方面，接收控制部7C从前置提取部6C接收数据部的话，就基于此来确认发送了该标签响应信号的RFID标签1的ID信息(S81)。并且，接收控制部7C把从位置测量部8接收了的距离信息和RFID标签1的ID信息联系起来进行登记(S82)。另外，组合RFID标签1的ID信息和距离而成的信息通过在通信控制部7内设置的未图示的记录部登记之后，通过图2所示的外部通信部9被发送到外部装置。至此，距离测量处理即告完成。

(位置推定处理)

以上说明了测量各RFID标签1的距离的情况，不过，还可以测量从读写器2看时的各RFID标签1的存在位置方向。进行该测量，就能确定各RFID标签1的距离和方向，因而可以确定各RFID标签1的存在位置。作为推定RFID标签1的存在位置方向的方法，有把接收天线4的天线单元按多个阵列状排列而检出由各天线单元接收的信号的相位的差异的方法。以下说明该RFID标签1的存在位置方向的推定处理。

图16是示意地表示RFID标签1的存在位置方向的推定处理的图。在同图中，接收天线4由第1天线单元4A及第2天线单元4B这2个天线单元构成。还有，θ是表示RFID标签1的存在位置方向的角度。该θ是把一同包含第1天线单元4A及第2天线单元4B上的电波接收点在内的平面的法线方向设为0°的场合的角度。把第1天线单元4A及第2天线单元4B上的电波接收点彼此的间隔设为d的话，则由第1天线单元4A及第2天线单元4B接收的信号的相位差Δφ由下式表示。

[数20]

Δφ＝k·d sinθ

$\underset{\·}{\·\·}k=\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}$

在这里，如果设d＝λ/2，则相位差Δφ由下式表示。

[数21]

Δφ＝πsinθ

因而，基于相位差Δφ，存在位置方向θ由下式表示。

[数22]

$\mathrm{\θ}={\sin }^{-1}\frac{\mathrm{\Δ\φ}}{\mathrm{\π}}$

即，求出相位差Δφ，就能求出存在位置方向θ。

图17表示进行方向算出的场合的读写器2的构成。同图所示的构成是在上述图4所示的构成中，在位置测量部8中设置了方向算出部8C，并且在接收处理部5中设置了选择器6D，这是不同之处。其他构成与图4所示的构成一样，因而在这里省略其说明。

选择器6D选择性地切换在接收天线4中的第1天线单元4A中接收了的信号和在第2天线单元4B中接收了的信号，将其向放大部6A1及放大部6A2传送。该选择器6D的选择控制由接收控制部7C进行。

方向算出部8C从相位信息取得部8A取得与在第1天线单元4A中接收了的信号和在第2天线单元4B中接收了的信号的相位差有关的信息，基于此而通过上述处理来算出RFID标签1的存在位置方向θ。并且，接收控制部7C取得由距离算出部8B算出了的距离信息和由方向算出部8C算出了的存在位置方向信息，把该信息向图2所示的区域判断部10传送。

区域判断部10基于作为位置信息的上述距离信息及存在位置方向信息，判断该RFID标签1是不是位于给定的空间区域(通信区域)内。这时，区域判断部10基于区域信息记忆部11中记忆的区域信息，判断RFID标签1是不是存在于通信区域内。

另外，作为求出RFID标签1的存在位置方向θ的手法，不限于上述手法，可以采用公知的各种手法。例如，作为推定电波的到来方向DOA(Direction Of Arrival)的技术，可以列举Beamformer法、Capon法、LP(Linear Prediction)法、Min-Norm法、MUSIC法及ESPRIT法等。

(位置推定处理的流程)

其次，参照图18及图19所示的流程图来说明读写器2中的上述位置推定处理的流程。

首先，开始位置推定处理的话，在S91中，频率控制部7A控制PLL部5A，使得发送R/W请求信号时的载波信号的频率成为第1频率f₁。

其次，发送控制部7B控制调制部5B，把表示R/W请求信号的数据重叠在载波信号上。并且，把由调制部5B调制了的发送信号经功率放大部5C放大之后从发送天线3输出(S92)。继发送R/W请求信号而以第1频率f₁发送CW(连续载波)(S93)。

此后，RFID标签1检出R/W请求信号的话，就送回由继而检出了的CW(连续载波)的与第1频率f₁对应的载波频率组成的标签响应信号。接收天线4接收该标签响应信号。在该时点，选择器6D选择了第1天线单元4A，基于由第1天线单元4A接收了的信号，接收处理部进行接收处理6(S94)，并且相位信息取得部8A进行相位信息取得处理(S95)。

即，在接收处理部6中，频率变换部6B基于上述数4至6的数式，把从放大部6A输入了的接收信号和从PLL部5A输出了的载波信号相乘，从而求出I信号及Q信号。相位信息取得部8A从频率变换部6B收到I信号及Q信号的话，就基于上述数7至8的数式，算出第1频率f₁的相位的变化量φ₁及φ₂，将其与用作载波信号的频率(第1频率f₁)对应起来记忆在表格中(S95)。

在接收处理部6中来自RFID标签1的标签响应信号的接收结束的话(S96)，相位信息取得部8A就结束相位信息取得处理(S97)。此后，发送处理部结束CW(连续载波)的发送，即由1帧组成的信号的发送(S98)。接收控制部7C判断是不是接收了要接收的全部频率的接收信号，在判断为未全部接收的场合(在S99中为NO)，返回到自S91起的处理。另一方面，在判断为接收了要接收的全部频率的接收信号的场合(在S99中为YES)，就由距离算出部8B进行距离运算(S100)，向S101的处理转移。

另外，位置测量部8不仅可以基于相位信息来进行距离的算出，也可以如上所述采用应用了MUSIC法的手法来算出距离。还有，距离运算也可以在后述的S111、S112的前后进行。

在S101中，把选择器6D切换成选择第2天线单元4B。并且，基于发送控制部7B的控制而以第1频率f₁发送R/W请求信号及CW(连续载波)(S102至S104)。RFID标签1检出R/W请求信号的话，就送回由继而检出了的CW(连续载波)的与第1频率f₁对应的载波频率组成的标签响应信号。接收天线4接收该标签响应信号。在该时点，选择器6D选择了第2天线单元4B，基于由第2天线单元4B接收了的信号，接收处理部进行接收处理(S105)。

即，在接收处理部6中，频率变换部6B基于上述数4至6的数式，把从放大部6A输入了的接收信号和从PLL部5A输出了的载波信号相乘，从而求出I信号及Q信号，将其向相位信息取得部8A输出。在接收处理部6中来自RFID标签1的标签响应信号的接收结束的话(S106)，发送处理部5就结束CW(连续载波)的发送，即由1帧组成的信号的发送(S107)。

其次，在方向算出处理方面进行S108至S109处理。

在S108中，相位信息取得部8A检出由第1天线单元4A接收了的信号和由第2天线单元4B接收了的信号的相位差，基于此，方向算出部8C算出RFID标签1的存在位置方向(存在方向)(S109)。另外，如上所述，在基于天线单元间的相位差进行方向推定时，需要比较某(同一)频率下的相位差。

此后，接收控制部7C取得由距离算出部8B算出了的距离信息和由方向算出部8C算出了的存在位置方向信息，把该信息向区域判断部传送。区域判断部10基于上述距离信息及存在位置方向信息，算出该标签1的位置(S110)。至此，位置测量处理即告完成。

(1帧内的多个频率同时发送)

在上述情况中，读写器2在发送由1帧组成的R/W请求信号及CW(连续载波)的途中把载波频率改变1次以上，从而在途中接收载波频率改变1次以上的由1帧组成的标签响应信号，基于此而进行距离测量。相比之下，也可以是由多个频率成分构成发送由1帧组成的R/W请求信号及CW(连续载波)的载波频率，从而接收具有多个频率成分的载波频率的由1帧组成的标签响应信号，基于此而进行距离测量的构成。

如图20(a)所示，读写器2常发送特定的信号，另一方面在请求RFID标签1发送响应信号时，发送请求标签响应信号的送回的R/W请求信号。在这里，频率控制部7A控制PLL部5A，使得R/W请求信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))的载波频率由多个频率成分构成。在图20(a)所示的例子中，进行控制，使得载波频率由第1频率f₁、第2频率f₂、第3频率f₃构成。

RFID标签1常监视从读写器2送来的信号，检测到接收了R/W请求信号的话，就以对其响应的形式发送标签响应信号。在这里，标签响应信号由与R/W请求信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))中的多个频率成分所组成载波频率对应的载波频率来发送。在图20(b)所示的例子中，在标签响应信号中的第1期间成为频率f₁，在第2期间成为频率f₂，第3期间成为频率f₃。

通过接收这样的标签响应信号，位置测量部8就可以检测互相不同的多个频率中的接收信号的状态。

以下参照图21来说明实现它的构成。

同图所示的构成是在上述图4所示的构成中，在发送处理部5中设置了与各频率对应的发送器5D1·5D2·5D3及合成器5E，并且在接收处理部6中设置了带通滤波器6C1·6C2·6C3及作为频率变换部6B的混频器6B3·6B4·6B5，这是不同之处。其他构成与图4所示的构成一样，因而在这里省略其说明。

在通信控制部7中，频率控制部7A控制PLL部5A，使得R/W请求信号(详细而言，是继R/W请求信号的CW(连续载波))的载波频率由多个频率成分构成。由PLL部5A及发送器5D1·5D2·5D3生成了的载波信号经合成器5E合成之后，通过调制部5B和功率放大部5C来发送。

由接收天线4接收了的接收信号经由放大部6A而分支为3个路径，分别输入到带通滤波器6C1·6C2·6C3。各带通滤波器6C1·6C2·6C3从输入了的接收信号中取出特定频率成分的信号，将其向混频器6B3·6B4·6B5输入。

由混频器6B3·6B4·6B5求出的各频率成分的I信号及Q信号输入到相位信息取得部8A，进行各频率成分的相位的变化量及基于此的距离算出。

与上述图4及图13的实施方式一样，接收处理部6在发送处理部5发送CW(连续载波)的期间，进行各频率成分的相位的变化量的算出。

另外，在上述例子中，是基于相位而算出距离r，不过，上述应用了MUSIC法的距离测量处理也同样可以适用。还有，也可以选择2个I信号·Q信号的电平较高的接收信号，基于该选择了的2个接收信号进行相位的变化量检出及位置算出。

(有源型RFID标签)

以上说明了RFID标签1为无源型的构成，不过，如上所述，RFID标签1也可以是有源型的构成。在该场合，可以考虑RFID标签1是具备电源部，并且具备生成标签响应信号的信号生成部和控制成由互相不同的多个载波频率来发送由上述信号生成部生成了的标签响应信号的频率控制部的构成。在该场合，不用在读写器2中发送R/W请求信号。

还有，RFID标签1中的上述频率控制部，与上述频率控制部7A一样，在发送1个标签响应信号的期间内设定多个分割期间，可以控制成在各分割期间中成为互相不同的载波频率，可以控制成在上述标签响应信号的每次发送时分别成为互相不同的载波频率。还有，可以控制成载波频率由多个频率成分构成。

(采用RFID标签的通信系统的适用例)

其次，说明把采用了本实施方式所涉及的RFID标签的通信系统适用于具体系统的例子。图22表示在进行物品流通的系统中，把采用本RFID标签的通信系统适用于进行所流通的物品的检查确认等的系统的例子。在同图所示的例子中，由多个传送带来运送安装了RFID标签1的物品。还有，在离开传送带的场所，也堆积着粘贴了RFID标签1的物品。并且，为了检查由传送带运送了的物品，读写器2与各RFID标签1进行通信。这样就可以管理各物品的流通。

另外，在采用了这样的RFID标签的通信系统中，作为与读写器2进行通信的上述外部装置，具备进行流通物品的管理的管理装置。

在这种系统的场合，未明确设定通信区域的采用RFID标签的通信系统和不必进行通信的处于离开传送带的位置的RFID标签1也要进行通信。相比之下，根据本实施方式所涉及的采用RFID标签的通信系统，能通过读写器2中的处理来检测各RFID标签1的距离(或位置)，因而可以只与要通信的RFID标签1进行通信。

还有，根据采用了本实施方式所涉及的RFID标签的通信系统，能较高精度地检测各RFID标签1的距离(或位置)，因而对于任何传送带的线上运送的RFID标签1，都可以在读写器2侧进行识别。

还有，为了构筑采用了具有这种功能的RFID标签的通信系统，只需设置1台读写器2即可。即，可以不必设置例如用于限制电波到达的范围的部件，可以不必设置多台读写器2等。因而，根据采用了本实施方式所涉及的RFID标签的通信系统，可以不管设置环境而容易地进行设置。

图23(a)表示在店铺等中，在进行商品、库存物品等的失盗监视等的系统中适用了采用本RFID标签的通信系统的例子。在该例子中，把通信区域设定为安装了成为对象的RFID标签1的物品本来存在的范围，并且检测物品从该通信区域消失的情况，从而判断相应物品出现失盗的可能性。还有，图23(b)表示在窗、门等上安装了RFID标签1，监视该RFID标签1的位置，从而检测该窗、门被打开的情况的防犯系统适用例。在构筑以上防犯系统时，也只需进行在对象物上安装以前使用的RFID标签1这样简单的设置即可。还有，可以在各种环境中灵活地构筑采用了RFID标签的通信系统。

另外，在该例子中也是，在采用了RFID标签的通信系统中，作为与读写器2进行通信的上述外部装置，具备进行防犯管理的管理装置。

图24是表示例如在车站、电影院等需要检票的场所适用了采用本RFID标签通信系统的场合的例子的图。近来，例如在车站的检票中，进行采用了RFID标签的检票的系统正在普及，而在该系统中是在门上设置读写器来进行检票。相比之下，根据本实施方式所涉及的RFID标签通信系统，是把进行检票的整个通道设定为通信区域，从而可以不设置门而进行检票。另外，在该场合，可以是把RFID标签1内置于利用者所持的携带电话机的构成。

另外，在该图24所示的系统适用例中，可以考虑在根据与RFID标签1的通信结果，有不能许可通过的利用者存在的场合，有必要确定该不许可利用者。在该场合，可以对着由读写器2确定了的不许可利用者的位置，由监控摄像头进行摄影，从而确定不许可利用者并且留下其证据。

还有，在该例子中也是，在采用了RFID标签的通信系统中，作为与读写器2进行通信的上述外部装置，具备进行通行许可管理的管理装置。并且，该管理装置进行上述监控摄像头的摄影控制。

图25是表示在汽车等无钥匙进入系统中适用了采用本RFID标签的通信系统的场合的例子。在汽车内部设置了读写器2，并且利用者持有内置了RFID标签1的钥匙。读写器2检测到利用者所持的钥匙中内置的RFID标签1进入了汽车周围的给定范围的话，就进行解除钥匙的锁的指示。这样，利用者只是在持有钥匙的状态下接近汽车，就可以解除锁。

另外，在该例子中也是，在采用了RFID标签的通信系统中，作为与读写器2进行通信的上述外部装置，具备控制管理钥匙的上锁状态的管理装置。

本发明不限于上述实施方式，而是可以在权利要求表示的范围进行种种变更。即，组合在权利要求表示的范围内适当地变更了的技术方案所得的实施方式也包含在本发明的技术范围中。

工业实用性

本发明的距离测量装置及具备它的通信系统，例如可适用于上述进行所流通的物品的检查·确认等的系统，在店铺等中进行商品的失盗监视等的系统，在车站、电影院等需要检票的场所设置的检票系统，无钥匙进入系统等的用途。

以上详细地并且参照特定实施方式说明了本发明，不过，可以不超出本发明的精神和范围而进行各种变更、修正，这对本专业技术人员来说是明显的。

本申请基于2005年3月9日申请的日本专利申请(特愿2005-066298)，此处参照采用了其内容。

Claims (22)

1.一种距离测量装置，其特征在于，具备：

借助于不同的多个载波频率的电波从天线向外部发送请求信号的发送机构；

接收机构，所述接收机构接收反射信号，所述反射信号由一个帧构成并且当从所述发送机构发送的请求信号一边由反射体反射一边被调制时而被获得；

把由上述接收机构接收了的反射信号和上述请求信号之间的相位变化量，按由上述发送机构发送了的每个载波频率来算出的相位信息取得部；以及

基于由上述相位信息取得部取得了的每个载波频率的相位变化量和载波频率，算出上述天线和上述反射体之间的距离的距离算出部，

其中，所述接收机构包括频率转换器，所述频率转换器将接收的反射信号转换成I信号和Q信号，

从上述反射体借助于互相不同的3个以上的载波频率来发送反射信号，并且，

相位信息取得部对于每个载波频率提取I信号及Q信号中的具有较小信号电平的一个作为最小成分，并且，选择具有最小成分的两个载波频率，所述最小成分大于其它载波频率的至少一个的最小成分，并且，对于选择的两个载波频率的每一个取得相位变化量。

2.如权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，上述发送机构控制成在发送1个请求信号的期间内设定多个分割期间，在各分割期间中成为互相不同的载波频率。

3.如权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，上述发送机构控制成上述请求信号借助于由互相不同的载波频率成分组成的1个载波频率来发送。

4.如权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，上述请求信号是由1个帧组成的信号，上述反射信号包含前置部。

5.如权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，上述距离算出部采用高分辨率频谱分析法来算出上述距离。

6.如权利要求5所述的距离测量装置，其特征在于，上述距离算出部采用MUSIC(Multiple Signal Classification)法作为上述高分辨率频谱分析法，采用借助于互相不同的多个载波频率接收了的反射信号作为该MUSIC法的输入，把模矢量作为上述距离的函数而求出MUSIC评价函数，求出该MUSIC评价函数的峰值，从而算出上述距离。

7.如权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，上述距离算出部一并使用接收了的反射信号的接收强度来算出上述距离。

8.如权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，具备取得上述反射信号中包含的数据部的信息，并且把由上述距离算出部算出了的上述距离和上述数据部的信息联系起来向外部输出的接收控制部。

9.如权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，上述距离算出部基于上述反射信号来测量发送了该反射信号的反射体所在的方向。

10.如权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，上述距离算出部通过分析上述反射信号的前置部中的信号来算出上述距离。

11.一种距离测量方法，其特征在于，具备：

借助于不同的多个载波频率的电波从天线向外部发送请求信号的发送步骤；

接收由上述发送步骤发送了的上述请求信号通过反射体一边受到给定的调制一边被反射而产生的反射信号的接收步骤；

把由上述接收步骤接收了的反射信号和上述请求信号之间的相位变化量，按由上述发送步骤发送了的每个载波频率来算出的相位信息取得步骤；以及

基于由上述相位信息取得步骤取得了的每个载波频率的相位变化量和载波频率，算出上述天线和上述反射体之间的距离的距离算出步骤，

其中，所述接收步骤包括频率转换步骤，所述频率转换步骤将接收的反射信号转换成I信号和Q信号，

从上述反射体借助于互相不同的3个以上的载波频率来发送反射信号，

相位信息取得步骤包括：提取步骤，对于每个载波频率提取I信号及Q信号中的具有较小信号电平的一个作为最小成分；选择步骤，选择具有最小成分的两个载波频率，所述最小成分大于其它载波频率的至少一个的最小成分；取得步骤，对于选择的两个载波频率的每一个取得相位变化量。

12.如权利要求11所述的距离测量方法，其特征在于，在上述发送步骤中，控制成在发送1个请求信号的期间内设定多个分割期间，在各分割期间中成为互相不同的载波频率。

13.如权利要求11所述的距离测量方法，其特征在于，在上述发送步骤中，控制成上述请求信号借助于由互相不同的载波频率成分组成的1个载波频率来发送。

14.如权利要求11所述的距离测量方法，其特征在于，上述请求信号是由1个帧组成的信号，上述反射信号包含前置部。

15.如权利要求11所述的距离测量方法，其特征在于，上述距离算出部采用高分辨率频谱分析法来算出上述距离。

16.如权利要求15所述的距离测量方法，其特征在于，在上述距离算出步骤中采用MUSIC(Multiple Signal Classification)法作为上述高分辨率频谱分析法，采用借助于互相不同的多个载波频率接收了的反射信号作为该MUSIC法的输入，把模矢量作为上述距离的函数而求出MUSIC评价函数，求出该MUSIC评价函数的峰值，从而算出上述距离。

17.如权利要求11所述的距离测量方法，其特征在于，在上述距离算出步骤中一并使用接收了的反射信号的接收强度来算出上述距离。

18.如权利要求11所述的距离测量方法，其特征在于，具备取得上述反射信号中包含的数据部的信息，并且把在上述距离算出步骤中算出了的上述距离和上述数据部的信息联系起来向外部输出的接收控制步骤。

19.如权利要求11所述的距离测量方法，其特征在于，在上述距离算出步骤中基于上述反射信号来测量发送了该反射信号的反射体所在的方向。

20.如权利要求11所述的距离测量方法，其特征在于，在上述距离算出步骤中通过分析上述反射信号的前置部中的信号来算出上述距离。

21.一种通信系统，其特征在于，具备：

权利要求1至3、5至11中的任意一项所述的距离测量装置；以及

与上述距离测量装置进行无线通信的至少1个反射体。

22.一种通信系统，其特征在于，具备：

权利要求1至3、5至11中的任意一项所述的距离测量装置；以及

基于由上述距离测量装置与反射体进行通信的结果，对与该反射体关联起来的物品、人及生物中的至少任意1个进行管理的管理装置。

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