JP2000278171A - 移動体通信システムの質問器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＤタグシステム等において、質問器の消費
電力を低減し、ハンディタイプの質問器の使い勝手を向
上させる。 【解決手段】 質問器１は、搬送波を質問データで変調
した質問信号を送信アンプ１３で増幅して送信する一
方、応答器３が受信した搬送波を応答データで変調する
ことにより送信してきた応答信号を受信部１９、２０で
受信して、応答信号にミキサ２１、２５で搬送波を混合
して応答データを復調し、ミキサ出力の応答データから
フィルタ２２、２６により搬送波成分を減衰させる。送
信出力を管理するためのデータ検出を送信検出器１５で
行うが、送信アンプ１３の後段ではなくミキサ２５の後
段に設け、送信検出器１５でミキサ２５出力から搬送波
成分を検波して質問器からの送信出力を検出する。これ
により、送信検出器１５での送信出力の損失を回避し、
送信アンプ１３の消費電力を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送波を共用した
変調通信方式で移動可能な応答器と無線通信する質問器
に関し、特に、質問器自体もバッテリ電源により動作し
て携帯可能な質問器に適用して好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動可能な応答器と質問器との間で無線
通信を行う非接触方式の移動体通信システムとしては、
例えば、荷物等に添付されることにより移動するＩＤタ
グ（応答器）と、固定設置或いは利用者に携帯されてＩ
Ｄタグとの間でデータを無線通信するリーダライタ（質
問器）とから成る非接触方式のＩＤタグシステムや、利
用者に携帯されることにより移動するＩＣカード（応答
器）と、固定設置されてＩＣカードとの間でデータを無
線通信するリーダライタ（質問器）とから成る非接触方
式のＩＣカードシステムが知られている。

【０００３】このようなＩＤタグシステムは、例えば運
送荷物の仕分けに利用されており、１ｃｍ×５ｃｍ程度
の大きさのラベル状のＩＤタグを各荷物に貼着してお
き、作業者がリーダライタを用いてＩＤタグに記憶され
た識別コード（ＩＤ）、品名、宛先等のデータを読み取
ることにより、各荷物の配送管理を行う。このようなＩ
Ｄタグはメモリと無線通信機能部とを有しており、ＩＤ
タグがリーダライタの通信可能エリアに入ると、リーダ
ライタがＩＤ等を要求する質問データを送信し、これに
応じてＩＤタグが自己のＩＤ等の応答データを返送する
ことにより、リーダライタが当該ＩＤタグを識別して、
品名、配送先等の管理が行われる。

【０００４】このようなＩＤタグシステムでは、例え
ば、搬送波を送信データによって振幅変調して無線送信
する振幅変調方式（或いは、振幅を離散的なレベルに対
応させるＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）が用いられ
ており、従来では、例えば図２に示すようなシステム構
成となっていた。なお、図２に示す例は、応答器（ＩＤ
タグ）３にはバッテリ電池等の電源は備えられておら
ず、質問器（リーダライタ）１から搬送波によって送電
した電力によって応答器３が動作し、質問器１と応答器
との間でアンテナ１０、３０によって以下に説明するよ
うな無線通信を行う非接触型のＩＤタグシステムであ
る。

【０００５】このＩＤタグシステムにおいて、質問器１
では、シンセサイザ１１で発生された搬送波を変調器１
２で質問データや動作クロックで振幅変調し、得られた
質問信号を送信アンプ１３で増幅してサーキュレータ
（分配合成器）１４を介してアンテナ１０から無線送信
する。なお、送信アンプ１３とサーキュレータ１４との
間には送信検出器１５とローパスフィルタ（ＬＰＦ）１
６とが設けられている。送信検出器１５ではアンプ１３
で増幅された質問信号出力をＤＣレベルに変換して図外
の制御部に検出データとして出力し、制御部に検出デー
タによって送信状態を通知することにより、シンセサイ
ザ１１に対する搬送波の発振制御、変調器１２に対する
変調制御、アンプ１３に対する増幅制御等、質問器１の
種々な通信制御を行わせる。また、ＬＰＦ１６では送信
される質問信号の不要な高調波成分を減衰させる。

【０００６】一方、応答器３では、アンテナ３０を共用
して、或いは、別個な受電アンテナを用いて図外の受電
回路により動作電力を質問器１から受電し、この電力に
よって動作して、アンテナ３０で受信した質問信号を変
復調器３１で振幅復調し、当該復調した質問データに応
じて制御器３２がメモリ３３に対してデータの書き込み
やデータの読み出しを行う。また、質問データに対する
応答データは制御部３２から変復調器３１へ出力され、
変復調器３１が質問器１から受信している搬送波を当該
応答データで振幅変調し、得られた応答信号をアンテナ
３０からリーダライタ１へ無線送信する。すなわち、質
問器１からの搬送波を用いることにより内部発振回路を
廃止して、必要な動作電力量を低減している。

【０００７】そして、質問器１では、アンテナ１０で受
信した応答信号をサーキュレータ１４を介して分配器１
７へ入力し、この応答信号（受信信号）を２つに分岐し
て一方の応答信号を位相シフタ１８を介して第１の受信
回路１９へ入力し、他方の応答信号をそのまま第２の受
信回路２０へ入力する。位相シフタ１８では一方の応答
信号の位相を４５度ずらし、第１の受信回路１９では、
ＬＰＦ１６から一定レベルで入力される質問信号と位相
シフトされた応答信号とをミキサ２１で混合させて差分
を抽出し、フィルタ２２で不要成分を除去して、この抽
出信号（応答データ）を受信アンプ２３で増幅して合成
アンプ２４へ出力する。一方、第２の受信回路２０で
は、ＬＰＦ１６から一定レベルで入力される質問信号と
位相シフトされていない応答信号とをミキサ２５で混合
させて差分を抽出し、フィルタ２６で不要成分を除去し
て、この抽出信号（応答データ）を受信アンプ２７で増
幅して合成アンプ２４へ出力する。

【０００８】すなわち、ダブルバランスミキサ２１、２
５のそれぞれのＬＯ端子には質問信号が一定のレベルで
入力されており、ダブルバランスミキサ２１、２５はＲ
Ｆ端子から入力される応答信号に乗ってくる自らの質問
信号をキャンセルさせて、応答器３が送信した信号成分
（応答データ）のみを抽出する。そして、合成アンプ２
４では入力された２つの抽出信号を合成し、合成された
アナログレベルの抽出信号をレベル変換器２８がディジ
タル信号に変換して応答器３からの応答データを図外の
制御部に出力する。

【０００９】ここで、上記のように応答器更には質問器
が移動して、質問器１と応答器３との間の距離が変化す
る移動体通信システムでは、距離の変化に伴って質問器
１が受信する信号の位相が変化するため、第１の受信回
路１９又は第２の受信回路２０の１つだけでは、この距
離変化に応じて、受信レベルが極端に低下して応答デー
タを受信できない状態が生じてしまう。搬送波の波長を
λとすると、位相制御をしていない第２の受信回路２０
だけの受信レベルは、図３に実線で示すように、λ／４
＝９０度周期で極端にレベルが低下するものとなり、受
信信号の復調ができない状態が生じてしまう。

【００１０】そこで、上記のようなＩＤタグシステムで
は、第１の受信回路１９と第２の受信回路２０とに受信
信号を互いに４５度位相をずらせて入力し、図３に破線
で示すように、位相シフタ１８により、第１の受信回路
１９の受信レベルを第２の受信回路２０の受信レベルに
対してλ／８＝４５度位相ずれさせている。これによっ
て、極端なレベル低下の状態を他方の受信信号で補っ
て、これら受信回路１９、２０の出力を合成することに
より総じて一定レベル以上で応答データを受信できるよ
うにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような移動体通
信システムでは、質問器１から常時規定値以上の出力レ
ベルで信号が送信されることが応答器３との無線通信を
支障無く行わせるために重要であり、これがために、送
信検出器１５で送信出力レベルの検出して、当該検出デ
ータに基づいて質問器１の通信制御を行っている。上記
に例示したように質問器１からの搬送波を利用して応答
器３も通信する搬送波共用方式のシステムにあっては、
質問器１からの送信出力レベルを規定値に維持すること
が特に重要である。

【００１２】他方、上記のような移動体通信システムで
は、質問器１の消費電力を低減化する要求もある。特
に、質問器１をバッテリ電源で動作させるとともに作業
者が携帯できる程度の大きさにして、例えば運送荷物の
集配所等で各荷物に添付された応答器（ＩＤタグ）３か
ら配送管理を行おうとする場合には、質問器１のバッテ
リ使用時間を長くするために消費電力の低減化が必要で
ある。

【００１３】しかしながら、従来の移動体通信システム
では、送信検出器１５における検出処理において送信出
力の損失が生じることから、この損失を見込んで送信ア
ンプ１３による増幅を行っていたため、消費電力が比較
的大きくなってしまっていた。また、これによって、使
用上の要求を満たすために質問器１を携帯可能なハンデ
ィタイプとしても、質問器のバッテリ使用時間が短くな
って、この面での使用上の要求を満たすことができなか
った。

【００１４】本発明は上記従来の事情に鑑みなされたも
ので、移動体通信システムにおいて、質問器の消費電力
の低減化を実現し、更には、ハンディタイプの質問器の
使い勝手を向上させることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る移動体通信
システムの質問器は、搬送波を質問データで変調した質
問信号を送信部から無線送信する一方、応答器が受信し
た搬送波を応答データで変調することにより無線送信し
てきた応答信号を受信部で受信して、当該受信した応答
信号に混合器（ミキサ）で搬送波を混合することにより
応答データを復調し、混合器から出力された応答データ
からフィルタにより搬送波成分を減衰させる、移動可能
な応答器との間で搬送波を共用して無線通信を行う非接
触方式の質問器である。

【００１６】そして、本発明の質問器では、送信する質
問信号の送信出力を管理するためのデータ検出を、送信
検出部を従来のように送信アンプの後段ではなく上記の
混合器の後段に設け、当該送信検出部によって混合器か
ら出力された応答データから搬送波成分を検波して質問
器からの送信出力を検出し、この検出データを通信制御
を行う制御部に出力している。すなわち、送信出力の損
失を生じさせてしまう送信検出部が送信系ではなく受信
系に設けられているため、送信アンプの増幅に費やされ
る電力が低減されて、質問器における消費電力が低減さ
れる。

【００１７】したがって、本発明は、搬送波によって電
力を供給して応答器を動作させるとともに自らはバッテ
リ電源によって動作する携帯可能な質問器に適用して、
消費電力の低減により特に顕著な効果が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を非接触ＩＤタグシステム
に適用した一実施形態を、図１を参照して説明する。な
お、図２に示した従来の非接触ＩＤタグシステムと同様
な機能部分には同一符号を付してある。

【００１９】本例の質問器１では、送信アンプ１３で増
幅された質問信号出力をＤＣレベルに変換して図外の制
御部に検出データとして出力する送信検出器１５を第２
の受信回路２０のミキサ２５の後段に設け、フィルタ２
６に入力されるミキサ２５からの出力（搬送波成分を含
んだ応答データ）の一部を送信検出器１５に入力してい
る。

【００２０】このように送信検出器１５を配設した場合
にあっても、当該送信検出器１５によって質問信号（搬
送波）の出力レベルを検出することができる。すなわ
ち、受信した応答信号から応答データを抽出するために
ミキサ２５にはＬＰＦ１５から送信信号の一部が入力さ
れるが、この送信信号成分がミキサ２５で減衰するもの
の抽出した応答データとともにミキサ２５から出力され
る。なお、このため、ミキサ２５及びミキサ２１の後段
にフィルタ２６及びフィルタ２２を設けて抽出された応
答データからノイズとなる質問信号（搬送波）成分を除
去している。

【００２１】したがって、質問信号（搬送波）成分を含
んだ応答データをミキサ２５から送信検出器１５に入力
することによって、当該送信検出器１５で質問信号出力
をＤＣレベルに変換して図外の制御部に検出データとし
て出力し、制御部に検出データによって送信状態を通知
することにより、シンセサイザ１１に対する搬送波の発
振制御、変調器１２に対する変調制御、アンプ１３に対
する増幅制御等、質問器１の種々な通信制御を行わせ
る。

【００２２】そして、このように送信検出器１５を受信
系に配設することによって、送信アンプ１３で増幅され
て出力される質問信号（搬送波）の送信出力が送信検出
器１５によって減衰してしまうことがなくなり、増幅に
費やされる送信アンプ１３の消費電力が低減されて質問
器１の消費電力が低減される。更に、質問器１を携帯可
能なハンディタイプとした場合には、質問器１の動作用
バッテリの使用時間を長期化することができ、ハンディ
タイプの質問器の使い勝手が向上する。

【００２３】なお、応答器３は電源を持たずに質問器１
から供給される電力によって動作し、質問器１と応答器
３とは搬送波をデータにより振幅変調して無線通信する
移動体通信システムを例にとって説明したが、本発明の
質問器は、これに限らず種々なシステム構成においても
実施することができる。例えば、上記の例では受信系１
９、２０を複数設けた構成としたが、いずれの受信系に
送信検出器１５を設けるようにしてもよく、また、単一
の受信系によって質問器を構成するようにしてもよい。

【００２４】また、例えば、質問器１から応答器３に動
作電力を供給する場合には、質問器１の消費電力負荷は
この供給電力の負担分大きいので、送信検出器１５によ
る電力浪費の防止は特に効果的であるが、応答器３にバ
ッテリ電源を持たせて質問器１から応答器３に動作電力
を供給しないシステム構成においても、質問器１の消費
電力低減の意義はある。また、例えば、振幅変調方式以
外の周波数変調や位相変調方式等を用いてシステムを構
成した場合であっても、本発明の質問器は上記と同様な
作用効果を奏する。また、例えば、ＩＣカードシステム
のように他の態様で移動体通信システムを構成した場合
であっても、本発明の質問器は上記と同様な作用効果を
奏する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
信号出力を減衰させてしまう送信検出部を受信系に設け
たため、送信アンプの負担を軽減して質問器の消費電力
を低減させることができる。したがって、質問器をバッ
テリを動作電源としたハンディタイプに構成した場合に
は、バッテリの長寿命化によって使い勝手が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る非接触ＩＤタグシ
ステムの構成図である。

【図２】 従来の非接触ＩＤタグシステムの構成を示す
図である。

【図３】 距離と受信信号レベルとの関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１・・・リーダライタ（質問器）、 ３・・・ＩＤタグ
（応答器）、１１・・・シンセサイザ、 １２・・・変
調器、１３・・・送信アンプ、 １５・・・送信検出
器、１８・・・４５度位相シフタ、 １９・・・第１の
受信回路、２０・・・第２の受信回路、 ２２、２６・
・・フィルタ、２１、２５・・・ミキサ（混合器）、
２４・・・合成アンプ、３１・・・変復調器、 ３２・
・・制御器、３３・・・メモリ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 流石 雅年 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Ｆターム(参考） 5B058 CA17 YA20 5J070 AB16 AD01 AH31 AH40 AK40 BC06 BC08 BC23 BC29 5K012 AB05 AC09 AC11 AE13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信する質問信号の送信出力を管理しつ
   つ、移動可能な応答器との間で当該搬送波を用いて無線
   通信を行う非接触方式の質問器であって、 搬送波を質問データで変調した質問信号を無線送信する
   送信部と、 前記応答器が受信した搬送波を応答データで変調するこ
   とにより無線送信してきた応答信号を受信する受信部
   と、 受信した応答信号に搬送波を混合することにより応答デ
   ータを復調する混合器と、 混合器から出力された応答データから搬送波成分を減衰
   させるフィルタと、 混合器から出力された応答データから搬送波成分を検波
   して質問器からの送信出力を検出する送信検出部と、 を備えたことを特徴とする移動体通信システムの質問
   器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の質問器において、 質問器はバッテリ電源によって動作する携帯可能な装置
   であって、更に搬送波によって電力を供給して応答器を
   動作させることを特徴とする移動体通信システムの質問
   器。