JP2005303997A

JP2005303997A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2005303997A
Application number: JP2005063065A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Kuramoto; 勝行倉本
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】確実に且つ可及的速やかにアダプティブ処理を行い得る無線通信装置を提供する。
【解決手段】受信信号に含まれる前記無線タグ１４による変調信号の始点を検出する情報信号始点検出部として機能するＦＳＫ復号部４２と、複数のアンテナ素子２８によりそれぞれ受信された受信信号を記憶する記憶部として機能するメモリ部３８を備え、アダプティブ処理部４６は、ＦＳＫ復号部４２により検出された始点以降に対応する受信信号をメモリ部３８から読み出してウェイトを制御するものであることから、アダプティブ処理の収束計算中にディレイが発生しないため、そのアダプティブ処理にかかる時間を短縮でき、比較的短い情報信号を含む受信信号に関しても好適にアダプティブ処理を行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のアンテナ素子を有する受信アンテナを備えた無線通信装置の改良に関し、特に、それら複数のアンテナ素子により受信される受信信号のアダプティブ処理に関する。

複数のアンテナ素子を有する受信アンテナと、それら複数のアンテナ素子により受信されたそれぞれの受信信号に与えるウェイト（加重値）を制御するアダプティブ処理部とを、備え、そのアダプティブ処理部によりアダプティブ処理された受信信号を復調する無線通信装置が知られている。このアダプティブ処理とは、一般にＡＡＡ（Adaptive Array Antenna）処理と呼ばれるものであり、例えば、復調後の受信信号と参照信号との誤差が可及的に小さくなるようにウェイトを変更することで、高感度の復調を実現できるという利点がある。このアダプティブ処理にかかる時間を短縮するための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された無線受信装置がそれである。この無線受信装置によれば、パスサーチ部により最大ピークが検出された遅延プロファイルに対応する固定ウェイトをアダプティブ処理の初期値ウェイトとして使用することで、そのアダプティブ処理にかかる時間が短縮できるものとされている。

特開２００３−１１０４７６号公報

しかし、前記従来の技術は、前記複数のアンテナ素子により受信される受信信号のアダプティブ処理において、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）等のアルゴリズムを用いて収束計算を行い、復調後の受信信号と参照信号との誤差が可及的に小さくなるように制御するものであり、前記復調部が比較的タップ数の大きいフィルタを備えている場合等には、受信信号の入力から出力までにディレイが発生して収束計算に時間がかかる（すなわち、ウェイトの更新間隔がディレイ時間分になる）という弊害があった。特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）通信等に用いられる比較的短い情報信号を含む受信信号に関しては、その情報信号の継続中にアダプティブ処理が終了しないおそれがあり、必ずしも好適に復調信号を読み出せないのが現状であった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、確実に且つ可及的速やかにアダプティブ処理を行い得る無線通信装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、複数のアンテナ素子を有する受信アンテナと、それら複数のアンテナ素子により受信されたそれぞれの受信信号に与えるウェイトを制御するアダプティブ処理部と、その受信信号を復調する復調部とを、備えた無線通信装置であって、前記受信信号に含まれる所定の情報信号の始点を検出する情報信号始点検出部と、前記複数のアンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を記憶する記憶部とを、備え、前記アダプティブ処理部は、前記情報信号始点検出部により検出された始点以降に対応する受信信号を前記記憶部から読み出してウェイトを制御することを特徴とするものである。

このようにすれば、前記受信信号に含まれる所定の情報信号の始点を検出する情報信号始点検出部と、前記複数のアンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を記憶する記憶部とを、備え、前記アダプティブ処理部は、前記情報信号始点検出部により検出された始点以降に対応する受信信号を前記記憶部から読み出してウェイトを制御するものであることから、アダプティブ処理の収束計算中にディレイが発生しないため、そのアダプティブ処理にかかる時間を短縮でき、比較的短い情報信号を含む受信信号に関しても好適にアダプティブ処理を行うことができる。すなわち、確実に且つ可及的速やかにアダプティブ処理を行い得る無線通信装置を提供することができる。

ここで、好適には、前記受信信号を中途まで復調する仮復調手段を備え、前記アダプティブ処理部は、その仮復調手段により中途まで復調された仮復調信号に基づいて前記情報信号の始点以降に対応する受信信号を前記記憶部から読み出すものである。このようにすれば、前記受信信号に含まれる所定の情報信号の始点を可及的速やかに検出でき、アダプティブ処理にかかる時間を更に短縮できる。

また、好適には、所定の周波数変換信号を出力する周波数変換信号出力部と、前記複数のアンテナ素子により受信されたそれぞれの受信信号の周波数をその周波数変換信号出力部から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くする複数のダウンコンバータとを、備えたものである。このようにすれば、簡単な構成により前記受信信号のディジタル変換を行うことができる。

また、好適には、前記アダプティブ処理部は、ディジタル信号処理により前記受信信号に与えるウェイトを制御するものである。このようにすれば、前記無線通信装置を可及的に小型化できる。

また、好適には、前記記憶部は、少なくとも入力から出力までの復調ディレイ時間分に相当する前記受信信号を記憶し得るものである。このようにすれば、必要にして十分な容量を有する記憶部により前記情報信号を確実に記憶できる。

また、好適には、前記情報信号は、振幅又は位相の変化点を３点以上有するものである。このようにすれば、比較的短い情報信号を含む受信信号に関しても好適にアダプティブ処理を行うことができる。

また、好適には、前記アダプティブ処理部は、復調前の前記受信信号に含まれる前記情報信号成分が最大となるようにその受信信号に与えるウェイトを制御するものである。このようにすれば、高感度の復調を実現できる。

また、好適には、前記復調部は、前記情報信号の振幅又は位相の変化点の間隔が所定の範囲内であるか否かを検出し得るものであり、前記アダプティブ処理部によるウェイト制御の開始後にその変化点の間隔が所定の範囲外となった場合には、そのアダプティブ処理部の設定を初期化すると共に、前記情報信号始点検出部へ始点検出再スタート指示を出すものである。このようすれば、実用的な構成により確実に且つ可及的速やかにアダプティブ処理を行うことができる。

また、好適には、前記無線通信装置は、無線タグに向けて所定の送信信号を送信アンテナにより送信すると共に、その送信信号に応答して無線タグから返信される返信信号を前記受信アンテナにより受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置である。このようにすれば、確実に且つ可及的速やかにアダプティブ処理を行い得る無線タグ通信装置を提供できる。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の無線通信装置が好適に適用される通信システム１０の構成を説明する図である。この通信システム１０は、本発明の無線通信装置の一実施例である無線タグ通信装置１２と、所定の情報を記憶し得る無線タグ１４とから構成される所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）通信システムである。なお、通常のＲＦＩＤ通信においては、１台乃至は複数台の上記無線タグ通信装置１２と、複数の無線タグ１４との間で情報の通信が行われるが、図１ではそれぞれ１台のみを示している。上記無線タグ通信装置１２は、上記通信システム１０の質問器として、上記無線タグ１４は、上記通信システム１０の応答器としてそれぞれ機能するものである。すなわち、上記無線タグ通信装置１２から送信信号である送信波Ｆ_ｃ１が送信されると、その送信波Ｆ_ｃ１を受信した上記無線タグ１４において所定の情報信号に基づいてその送信波Ｆ_ｃ１が変調されて返信信号である反射波Ｆ_ｒ１としてそれぞれ返信され、上記無線タグ通信装置１２によりその反射波_ｒ１が受信されて復調されることで上記無線タグ１４との間で情報の通信が行われる。

図２は、上記無線タグ通信装置１２の電気的構成を説明する図である。この無線タグ通信装置１２は、上記無線タグ１４に対する情報の読み出し及び書き込みの少なくとも一方を実行するためにその無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、送信信号をディジタル信号として出力したり、上記無線タグ１４からの返信信号を復調する等のディジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６と、そのＤＳＰ１６により出力された送信信号をアナログ信号に変換する送信信号Ｄ／Ａ変換部１８と、所定の周波数変換信号を出力する周波数変換信号出力部２０と、上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１８によりアナログ信号に変換された送信信号の周波数をその周波数変換信号出力部２０から出力される周波数変換信号の周波数だけ高くするアップコンバータ２２と、そのアップコンバータ２２によりアップコンバートされた送信信号を送信波Ｆ_ｃ１として上記無線タグ１４に向けて送信する送信アンテナ２４と、複数（図２では３つ）のアンテナ素子２８ａ、２８ｂ、２８ｃ（以下、特に区別しない場合には単にアンテナ素子２８と称する）を有してそれら複数のアンテナ素子２８により上記無線タグ１４からの反射波Ｆ_ｒ１を受信する受信アンテナ２６と、各アンテナ素子２８により受信された受信信号の周波数を上記周波数変換信号出力部２０から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くする上記アンテナ素子２８と同数のダウンコンバータ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ（以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ３０と称する）と、各ダウンコンバータ３０から出力されるダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１６に供給する上記アンテナ素子２８と同数の受信信号Ａ／Ｄ変換部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信信号Ａ／Ｄ変換部３２と称する）とを、備えて構成されている。

上記ＤＳＰ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から成り、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータシステムであり、前記無線タグ１４への送信信号をディジタル信号として出力する送信ディジタル信号出力部３４と、その送信ディジタル信号出力部３４から出力された送信ディジタル信号を所定の情報信号（送信情報）に基づいて変調して上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１８に供給する変調部３６と、上記複数のアンテナ素子２８によりそれぞれ受信された受信信号を記憶する記憶部として機能するメモリ部３８と、その受信信号を復調してその受信信号に含まれる所定の情報信号すなわち前記無線タグ１４による変調信号を読み出すＡＭ復調部４０及びＦＳＫ復号部４２と、そのＦＳＫ復号部４２からの指示信号に従い上記メモリ部３８から出力される受信信号及び上記複数のアンテナ素子２８によりそれぞれ受信された受信信号の何れか一方を上記ＡＭ復調部４０に供給するように回路を切り換える回路切換部４４と、上記ＡＭ復調部４０において上記メモリ部３８から読み出される受信信号に与えるウェイトを制御するアダプティブ処理部４６とを、機能的に備えている。なお、上記メモリ部３８は、好適には、上記複数のアンテナ素子２８によりそれぞれ受信された受信信号を後述する復調ディレイ時間以上の時間記憶し、それ以上の時間が経った受信信号を随時消去していく一時記憶装置であり、例えば、ＲＡＭやハードディスク等が好適に用いられる。

上記ＡＭ復調部４０は、好適には、ＩＱ直交復調すなわち入力信号を互いに位相が９０°異なるＩ相（In‐phase）及びＱ相（Quadrature‐phase）信号に変換した後、それらＩ相信号及びＱ相信号を合成することにより前記受信信号の復調を行うものであり、前記複数のアンテナ素子２８に対応するそれぞれの受信信号をＩ相信号に変換するＩ相変換部４８と、そのＩ相変換部４８によりＩ相信号に変換された各受信信号を合成するＩ相信号合成部５０と、そのＩ相信号合成部５０から出力されるＩ相合成信号のうち所定の周波数範囲の信号を通過させるＩ相ＢＰＦ（Band-Pass Filter）５２と、前記複数のアンテナ素子２８に対応するそれぞれの受信信号をＱ相信号に変換するＱ相変換部５４と、そのＱ相変換部５４によりＱ相信号に変換された各受信信号を合成するＱ相信号合成部５６と、そのＱ相信号合成部５６から出力されるＱ相合成信号のうち所定の周波数範囲の信号を通過させるＱ相ＢＰＦ５８と、上記Ｉ相ＢＰＦ５２から出力されるＩ相合成信号及びＱ相ＢＰＦ５８から出力されるＱ相合成信号を合成して復調信号を生成する復調信号生成部６０と、その復調信号生成部６０から出力される復調信号のうち所定の周波数以上の信号を通過させるＨＰＦ（High-Pass Filter）６２とを、機能的に備えている。ここで、上記Ｉ相変換部４８及びＱ相変換部５４は、上記アダプティブ処理部４６から指示されるウェイトにより各入力の位相及び振幅を制御する位相振幅制御部としても機能するものである。また、上記Ｉ相信号合成部５０から出力されるＩ相合成信号及びＱ相信号合成部５６から出力されるＱ相合成信号は、仮復調信号として上記アダプティブ処理部４６に供給される。また、上記ＨＰＦ６２から出力されたＡＭ復調信号は、上記ＦＳＫ復号部４２により復調されて復調情報（無線タグ１４による変調に関する情報）として出力される。

図３（ａ）は、前記無線タグ１４に備えられた無線タグ回路１４ａの構成を説明するブロック線図である。この無線タグ回路１４ａは、前記無線タグ通信装置１２からの送信信号である送信波Ｆ_ｃ１を受信すると共に、返信信号である反射波Ｆ_ｒ１を返信する送受信アンテナ６４と、その送受信アンテナ６４に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部６６と、ディジタル信号処理を行うＩＣ回路部６８とを備えて構成されている。そのＩＣ回路部６８は、上記送受信アンテナ６４により受信された送信波Ｆ_ｃ１をエネルギ源として上記無線タグ回路１４ａの作動を制御する制御部７０と、副搬送波を発生させる副搬送波発振部７２と、その副搬送波発振部７２により発生させられた副搬送波を上記制御部７０を介して入力される所定の情報信号に基づいて変調する副搬送波変調部７４とを備えている。

続いて、以上のように構成された前記通信システム１０の通信動作を説明する。先ず、前記無線タグ通信装置１２の送信ディジタル信号出力部３４により送信ディジタル信号が出力される。次に、その送信ディジタル信号出力部３４から出力された送信ディジタル信号が前記変調部３６により所定の送信情報に基づいて変調される。次に、その変調部３６により変調された送信ディジタル信号が前記送信信号Ｄ／Ａ変換部１８によりアナログ信号に変換される。次に、その送信信号Ｄ／Ａ変換部１８によりアナログ信号に変換された送信信号の周波数が前記アップコンバータ２２により前記周波数変換信号出力部２０から出力される周波数変換信号の周波数だけ高められて前記送信アンテナ２４に供給され、その送信アンテナ２４から送信波Ｆ_ｃ１として前記無線タグ１４に向けて送信される。

前記無線タグ通信装置１２の送信アンテナ２４からの送信波Ｆ_ｃ１が前記無線タグ１４の送受信アンテナ６４により受信されると、その送信波Ｆ_ｃ１が前記変復調部６６に供給されて復調される。また、送信波Ｆ_ｃ１の一部は図示しない整流部により整流され、その送信波Ｆ_ｃ１をエネルギ源として前記副搬送波発振部７２において副搬送波が出力される。次に、その副搬送波発振部７２から出力された副搬送波が前記制御部７０を介して入力される所定の情報信号に基づいて副搬送波変調部７４により１次変調される。この情報信号は、好適には、振幅又は位相の変化点を３点以上有するものである。次に、前記変復調部６６においてその副搬送波変調部７４から出力される１次変調された副搬送波により前記送信波Ｆ_ｃ１が２次変調され、前記送受信アンテナ６４から反射波Ｆ_ｒ１として前記無線タグ通信装置１２に向けて返信される。なお、前記無線タグ１４は、図３（ｂ）に示すように、副搬送波を用いない無線タグ回路１４ｂの構成としてもよい。この場合、前記無線タグ１４からの返信信号として制御部７０ｂから変復調部６６ｂに渡される信号は、ＦＳＫ或いはＰＳＫで変調する必要がある。

前記無線タグ１４の送受信アンテナ６４からの反射波Ｆ_ｒ１が前記無線タグ通信装置１２の受信アンテナ２６により受信されると、その反射波Ｆ_ｒ１が前記複数のアンテナ素子２８からそれぞれ対応するダウンコンバータ３０に供給され、各受信信号の周波数が前記周波数変換信号出力部２０から出力される周波数変換信号の周波数だけ低められる。次に、各ダウンコンバータ３０によりダウンコンバートされた受信信号がそれぞれ対応する受信信号Ａ／Ｄ変換部３２によりディジタル信号に変換され、前記メモリ部３８に供給されてそのメモリ部３８に記憶されると共に、前記回路切換部４４を介して前記ＡＭ復調部４０に供給される。情報信号始点が検出されていない状態（１パス目）において、斯かる回路切換部４４は、前記複数の受信信号Ａ／Ｄ変換部３２の出力すなわち複数のアンテナ素子２８によりそれぞれ受信された受信信号を前記ＡＭ復調部４０に入力させるように接続されており、前記メモリ部３８の出力は、前記ＡＭ復調部４０には入力されないようになっている。

前記複数の受信信号Ａ／Ｄ変換部３２から出力される各受信信号が前記ＡＭ復調部４０に入力されると、それら受信信号が前記Ｉ相変換部４８及びＱ相変換部５４により互いに位相が９０°異なるＩ相及びＱ相信号にそれぞれ変換される。次に、前記Ｉ相変換部４８から出力されるＩ相信号に変換された各アンテナ素子２８からの受信信号が前記Ｉ相信号合成部５０により合成されると共に、前記Ｑ相変換部５４から出力されるＱ相信号に変換された各アンテナ素子２８からの受信信号が前記Ｑ相信号合成部５６により合成される。次に、前記Ｉ相信号合成部５０から出力されるＩ相合成信号のうち前記Ｉ相ＢＰＦ５２により通過させられる所定の周波数範囲の信号と、前記Ｑ相信号合成部５６から出力されるＱ相合成信号のうち前記Ｑ相ＢＰＦ５８により通過させられる所定の周波数範囲の信号とが前記復調信号生成部６０により合成（二乗和の平方根）されて復調信号が生成される。次に、その復調信号生成部６０から出力される復調信号のうち前記ＨＰＦ６２により通過させられる所定周波数以上の信号がＡＭ復調波として出力され、更に前記ＦＳＫ復号部４２により復号されたデータが出力される。

図４は、前記アダプティブ処理部４６によるアダプティブ処理制御について説明する図である。前記受信アンテナ２６により受信される前記無線タグ１４からの反射波Ｆ_ｒ１（受信信号）は、前記送信アンテナ２４から送信される送信波Ｆ_ｃ１（直接波）に前記無線タグ１４による変調信号（所定の情報信号により変調された副搬送波）が合成されたものであり、例えば、図４の入力データに示す比較的振幅の大きな部分がその変調信号に対応している。斯かる受信信号は、前述のように前記ＡＭ復調部４０において復調されることにより、図４の出力データに示すような復調信号として出力される。この図４に示す復調信号において振動している部分が前記無線タグ１４による変調信号に対応するが、前記ＡＭ復調部４０による復調処理には所定の時間がかかるため、前記無線タグ１４による変調信号を含む受信信号が前記変調部４２に入力されてからその変調信号に対応する部分が復調されて出力されるまでには所定のディレイが発生する。

前記ＦＳＫ復号部４２は、情報信号始点検出部としても機能するものであり、前記受信信号に含まれる前記無線タグ１４による変調信号の始点を検出する。すなわち、図４に示すような前記ＦＳＫ復号部４２からの出力データから、復号信号に含まれる前記無線タグ１４による変調信号の先頭エッジを検出する。例えば、前記情報信号の振幅又は位相の変化点の間隔が所定の範囲内であるか否かを検出し、前記アダプティブ処理部４６によるウェイト制御の開始後にその変化点の間隔が所定の範囲外となった場合には、そのアダプティブ処理部４６の設定を初期化すると共に、情報信号始点検出部へ始点検出再スタート指示を出す。

情報信号始点検出制御では、所定のパルス幅の信号が１つ或いは複数検出されたとき、これを前記無線タグ１４からの情報信号（変調信号）と判定し、その所定幅のパルスの開始点を先頭エッジとして検出する。この検出には前記Ｉ相ＢＰＦ５２及びＱ相ＢＰＦ５８の遅延時間を含む所定の時間がかかるため、前記ＡＭ復調部４０に前記無線タグ１４による変調信号が入力されてからその変調信号の始点が検出されるまでには所定のディレイが発生する。前記ＦＳＫ復号部４２は、この変調信号の始点が検出された時点で前記メモリ部３８から変調信号の始点以降に対応する受信信号を読み出して前記ＡＭ復調部４０に入力させるように前記回路切換部４４の接続を切り換える。すなわち、前記メモリ部３８に記憶された受信信号のうち、１パス目における復調処理（仮復調）によるディレイ及び復号信号に含まれる変調信号始点検出処理によるディレイ分（合計で１００サンプル程度）だけ逆算した部分以降の受信信号を読み出して前記ＡＭ復調部４０に供給する。このメモリ部３８から読み出される受信信号を復調する処理が本復調に対応する。

本復調において、前記アダプティブ処理部４６は、前記メモリ部３８から読み出される前記複数のアンテナ素子２８により受信されたそれぞれの受信信号に与えるウェイト（加重値）を制御するアダプティブ処理を行う。好適には、前記Ｉ相信号合成部５０及びＱ相信号合成部５６から出力される信号に関して、例えば、前記無線タグ１４による変調成分の振幅が可及的に高くなるように各アンテナ素子２８により受信された受信信号それぞれの振幅及び位相を変更する。すなわち、前記受信アンテナ２６の受信感度が前記無線タグ１４の配置されている方向に対して最適になるように指向性を制御することで、前記ＡＭ復調部４０による復調処理の精度を可及的に高める。更に、前記Ｉ相信号合成部５０及びＱ相信号合成部５６の出力をアダプティブ処理部４６へ供給することにより、前記Ｉ相ＢＰＦ５２、Ｑ相ＢＰＦ５８、及びＨＰＦ６２のタップ数に起因するディレイの影響が発生しない。本実施例において、ディレイが発生するのは情報信号始点検出時のみであり、それ以降のウェイト更新中には発生しないため、そのウェイト更新時間を最小にでき、可及的に短い時間でウェイト収束させることができる。２パス目の復調処理においては、前記メモリ部３８から読み出された前記無線タグ１４による変調信号の始点以降に対応する受信信号が前記アダプティブ処理部４６によりアダプティブ処理され、前記ＡＭ復調部４０により復調された後、前記ＦＳＫ復号部４２により最終的な復号信号が読み出される。この状態において、前記回路切換部４４は、前記メモリ部３８の出力を前記ＡＭ復調部４０に入力させるように接続されており、前記複数の受信信号Ａ／Ｄ変換部３２の出力すなわち複数のアンテナ素子２８によりそれぞれ受信された受信信号は、前記ＡＭ復調部４０に直接には入力されないようになっている。以上のようにして、前記受信信号に含まれる所定の情報信号すなわち前記無線タグ１４による変調信号を確実に且つ可及的速やかに読み出すことができる。

図５は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による返信信号復調制御作動の要部を説明するフローチャートであり、数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、受信信号の先頭のサンプルが前記無線タグ１４による変調信号の始点の検出対象となる復調開始サンプルとされる。次に、前記仮復調手段の作動に対応するＳ２において、前記受信信号が中途まで復調（仮復調）される。次に、前記情報信号始点検出部の作動に対応するＳ３において、Ｓ２にて中途まで復調された仮復調信号に含まれる前記無線タグ１４による変調信号の始点が検出されたか否かが判断される。このＳ３の判断が否定される場合には、Ｓ２以下の処理が再び実行されるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４において、Ｓ３にて検出された変調信号の始点以降に対応するそれぞれの受信信号が前記メモリ部３８から読み出されて各受信信号に与えるウェイトが算出される。次に、Ｓ５において、ウェイトが収束したか否かが判断される。このＳ５の判断が否定される場合には、Ｓ４以下の処理が再び実行されるが、Ｓ５の判断が肯定される場合には、Ｓ６において、アダプティブ処理された前記受信信号が復調（本復調）されてＡＭ復調波が出力された後、前記ＦＳＫ復号部４２により復号されて復号信号が読み出された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ１乃至Ｓ３、及びＳ６が前記ＡＭ復調部４０及びＦＳＫ復号部４２の作動に、Ｓ４及びＳ５が前記アダプティブ処理部４６の作動にそれぞれ対応する。

また、前述の動作に加えて、図６に示すＳ７及びＳ８を加えてもよい。この図６に示す制御では、前述したＳ６の処理に続いて、Ｓ７において、エラーが検出されたか否か、すなわち検出された信号がノイズ等であり前記無線タグ１４による変調信号ではなかったか否かが判断される。このＳ７の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ７の判断が肯定される場合には、Ｓ８において、エラー検出されたサンプルの次のサンプルが前記無線タグ１４による変調信号の始点の検出対象となる復調開始サンプルとされた後、Ｓ２以下の処理が再び実行される。このようにすれば、前記受信信号に含まれる前記無線タグ１４による変調信号の始点を更に確実に検出できる。

また、前述の動作では、毎回、仮復調による変調信号の先頭検出を行った後にアダプティブ処理を行っているが、前記変調信号の先頭検出は、質問器の設置時などの初期設定時にのみ行って、その先頭位置情報を記憶しておき、その後は前記先頭検出は行わず、記憶された先頭位置情報を使用してアダプティブ処理を行うようにしてもよい。このようにすれば、処理時間を更に短縮する事ができる。

このように、本実施例によれば、前記受信信号に含まれる前記無線タグ１４による変調信号の始点を検出する情報信号始点検出部として機能するＦＳＫ復号部４２と、前記複数のアンテナ素子２８によりそれぞれ受信された受信信号を記憶する記憶部として機能するメモリ部３８を、備え、前記アダプティブ処理部４６は、前記ＦＳＫ復号部４２により検出された始点以降に対応する受信信号を前記メモリ部３８から読み出してウェイトを制御するものであることから、アダプティブ処理の収束計算中にディレイが発生しないため、そのアダプティブ処理にかかる時間を短縮でき、比較的短い情報信号を含む受信信号に関しても好適にアダプティブ処理を行うことができる。すなわち、確実に且つ可及的速やかにアダプティブ処理を行い得る無線タグ通信装置１２を提供することができる。

また、前記ＡＭ復調部４０は、前記受信信号を中途まで復調する仮復調手段を備えたものであるため、前記ＦＳＫ復調部４２は、前記受信信号に含まれる前記無線タグ１４による変調信号の始点を正確に検出できる。

また、所定の周波数変換信号を出力する周波数変換信号出力部２０と、前記複数のアンテナ素子２８により受信されたそれぞれの受信信号の周波数をその周波数変換信号出力部２０から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くする複数のダウンコンバータ３０とを、備えたものであるため、簡単な構成により前記受信信号のディジタル変換を行うことができる。

また、前記アダプティブ処理部４６は、ディジタル信号処理により前記受信信号に与えるウェイトを制御するものであるため、前記無線タグ通信装置１２を可及的に小型化できる。

また、前記メモリ部３８は、少なくとも入力から出力までの復調ディレイ時間分に相当する前記受信信号を記憶し得るものであるため、必要にして十分な容量を有するメモリ部３８により前記情報信号を確実に記憶できる。

また、前記情報信号は、振幅又は位相の変化点を３点以上有するものであるため、比較的短い情報信号を含む受信信号に関しても好適にアダプティブ処理を行うことができる。

また、前記アダプティブ処理部４６は、復調前の前記受信信号に含まれる前記情報信号成分が最大となるようにその受信信号に与えるウェイトを制御するものであるため、高感度の復調を実現できる。

また、前記ＦＳＫ復号部４２は、前記情報信号の振幅又は位相の変化点の間隔が所定の範囲内であるか否かを検出し得るものであり、前記アダプティブ処理部４６によるウェイト制御の開始後にその変化点の間隔が所定の範囲外となった場合には、そのアダプティブ処理部４６の設定を初期化すると共に、情報信号始点検出部へ始点検出再スタート指示を出すものであるため、実用的な構成により確実に且つ可及的速やかにアダプティブ処理を行うことができる。

また、例えば、オートＩＤセンタの規格では、前記無線タグ１４による変調信号のプリアンブルは、８ビットであるため、前記受信信号に含まれるそのように比較的短い固定情報信号を参照信号として使用する場合でも、好適にアダプティブ処理を行うことができる。

また、前記無線タグ通信装置１２は、前記無線タグ１４に向けて所定の送信信号を送信アンテナ２４により送信すると共に、その送信信号に応答して無線タグ１４から返信される返信信号を前記受信アンテナ２６により受信することでその無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであるため、確実に且つ可及的速やかにアダプティブ処理を行い得る無線タグ通信装置１２を提供できる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、主に図１の通信システム１０における質問器として用いられていたが、本発明は、前記無線タグ１４に所定の情報を書き込むための無線タグ作成装置や、情報の読み出し及び書き込みを行う無線タグリーダライタにも好適に適用されるものである。

また、前述の実施例において、前記メモリ部３８、ＡＭ復調部４０、ＦＳＫ復号部４２、及びアダプティブ処理部４６は、何れも前記ＤＳＰ１６の制御機能として設けられたものであったが、それらは前記ＤＳＰ１６とは別体としてそれぞれ独立の制御装置として設けられるものであっても構わない。

また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２には、前記無線タグ１４に向けて送信波Ｆ_ｃ１を送信する送信アンテナ２４と、その無線タグ１４から返信される反射波Ｆ_ｒ１を受信する受信アンテナ２６とが別体として設けられていたが、前記無線タグ１４に向けて送信波Ｆ_ｃ１を送信すると共に、その無線タグ１４から返信される反射波Ｆ_ｒ１を受信する送受信アンテナを備えたものであっても構わない。この場合には、サーキュレータ等の送受信分離器がその送受信アンテナに対応して設けられる。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

本発明の無線通信装置が好適に適用される通信システムの構成を説明する図である。図１の無線タグ通信装置の電気的構成を説明する図である。図１の無線タグに備えられた無線タグ回路の構成を説明するブロック線図であり、（ａ）は副搬送波を用いる構成を、（ｂ）は副搬送波を用いない構成をそれぞれ示している。図２の無線タグ通信装置に備えられたアダプティブ処理部によるアダプティブ処理制御について説明する図である。図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる返信信号復調制御作動の要部を説明するフローチャートである。図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる返信信号復調制御作動の他の一例の要部を説明するフローチャートである。

符号の説明

１２：無線タグ通信装置（無線通信装置）
１４：無線タグ
２０：周波数変換信号出力部
２４：送信アンテナ
２６：受信アンテナ
２８：アンテナ素子
３０：ダウンコンバータ
３８：メモリ部（記憶部）
４０：ＡＭ復調部
４２：ＦＳＫ復号部（情報信号始点検出部）
４６：アダプティブ処理部

Claims

複数のアンテナ素子を有する受信アンテナと、それら複数のアンテナ素子により受信されたそれぞれの受信信号に与えるウェイトを制御するアダプティブ処理部と、該受信信号を復調する復調部とを、備えた無線通信装置であって、
前記受信信号に含まれる所定の情報信号の始点を検出する情報信号始点検出部と、
前記複数のアンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を記憶する記憶部と
を、備え、
前記アダプティブ処理部は、前記情報信号始点検出部により検出された始点以降に対応する受信信号を前記記憶部から読み出してウェイトを制御するものであることを特徴とする無線通信装置。
前記受信信号を中途まで復調する仮復調手段を備え、前記アダプティブ処理部は、該仮復調手段により中途まで復調された仮復調信号に基づいて前記情報信号の始点以降に対応する受信信号を前記記憶部から読み出すものである請求項１の無線通信装置。
所定の周波数変換信号を出力する周波数変換信号出力部と、
前記複数のアンテナ素子により受信されたそれぞれの受信信号の周波数を該周波数変換信号出力部から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くする複数のダウンコンバータと
を、備えたものである請求項１又は２の無線通信装置。
前記アダプティブ処理部は、ディジタル信号処理により前記受信信号に与えるウェイトを制御するものである請求項１から３の何れかの無線通信装置。
前記記憶部は、少なくとも入力から出力までの復調ディレイ時間分に相当する前記受信信号を記憶し得るものである請求項１から４の何れかの無線通信装置。
前記情報信号は、振幅又は位相の変化点を３点以上有するものである請求項１から５の何れかの無線通信装置。
前記アダプティブ処理部は、復調前の前記受信信号に含まれる前記情報信号成分が最大となるように該受信信号に与えるウェイトを制御するものである請求項１から６の何れかの無線通信装置。
前記復調部は、前記情報信号の振幅又は位相の変化点の間隔が所定の範囲内であるか否かを検出し得るものであり、前記アダプティブ処理部によるウェイト制御の開始後に該変化点の間隔が所定の範囲外となった場合には、該アダプティブ処理部の設定を初期化すると共に、前記情報信号始点検出部へ始点検出再スタート指示を出すものである請求項１から７の何れかの無線通信装置。
前記無線通信装置は、無線タグに向けて所定の送信信号を送信アンテナにより送信すると共に、該送信信号に応答して無線タグから返信される返信信号を前記受信アンテナにより受信することで該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置である請求項１から８の何れかの無線通信装置。