JP2006005392A - Interrogator for wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部と情報の無線通信を行う無線通信装置に係わり、特に、無線通信システムの質問器に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that performs wireless communication of information with the outside, and more particularly to an interrogator of a wireless communication system.
応答器としての小型の無線タグに対し、質問器としてのリーダ/ライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り/書き込みを行うRFID(Radio Frequency Identification)システムが知られている。 RFID (Radio Frequency Identification) that reads / writes information of a wireless tag by transmitting and receiving an inquiry and receiving a response from a reader / writer as an interrogator to a small wireless tag as a responder The system is known.
例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するIC回路部とこのIC回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。IC回路部は、上記アンテナで受信された信号を復調して解釈するとともに、メモリに記憶された情報信号に基づいて上記受信した搬送波を反射変調しアンテナを介して質問器へ返信する。 For example, a wireless tag circuit element included in a label-like wireless tag includes an IC circuit unit that stores predetermined wireless tag information and an antenna that is connected to the IC circuit unit and transmits / receives information. The IC circuit unit demodulates and interprets the signal received by the antenna, reflects and modulates the received carrier wave based on the information signal stored in the memory, and returns it to the interrogator via the antenna.
一方、上記質問器を含む無線通信システム一般において、上記のような無線通信における復調処理を高感度に行うために、従来、AAA(Adaptive Array Antenna)処理と称されるいわゆるアダプティブ制御の手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in general radio communication systems including the interrogator, a so-called adaptive control technique called AAA (Adaptive Array Antenna) processing has been known in order to perform demodulation processing in the above-described radio communication with high sensitivity. (For example, refer to Patent Document 1).
この従来技術においては、複数の受信アンテナを設け、これら複数のアンテナにより受信されたそれぞれの受信信号にウェイトベクトル(加重値)を加え、このアダプティブアレイ処理された受信信号を復調回路で復調する。そして、この復調後の信号と予め定められた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ベクトルを変更することにより、複数のアンテナによる指向性を送信側である複数の移動端末装置への受信感度が最適となるように変化させるものである。 In this prior art, a plurality of reception antennas are provided, weight vectors (weight values) are added to the reception signals received by the plurality of antennas, and the adaptive array processed reception signals are demodulated by a demodulation circuit. Then, by changing the weight vector so that the error between the demodulated signal and a predetermined reference signal is as small as possible, the directivity by the plurality of antennas is transmitted on the plurality of mobile terminal devices on the transmission side. It is changed so that the reception sensitivity to the optimum.
上記従来技術においては、復調回路で復調した後の受信信号と参照信号との誤差が小さくなるようにウェイトベクトルを変更するものである。通常、復調回路は比較的タップ数の大きいフィルタを備えておりフィルタリング処理にある程度の時間を要するため、アンテナ受信信号を入力してから復号化した信号を出力するまでにディレイが発生する。このため、ウェイトの更新間隔が当該ディレイ時間分以上にならざるを得ず、収束計算に時間がかかるという弊害があった。 In the above prior art, the weight vector is changed so that the error between the received signal demodulated by the demodulation circuit and the reference signal becomes small. Usually, the demodulation circuit includes a filter having a relatively large number of taps, and a certain amount of time is required for the filtering process. Therefore, a delay occurs between the input of the antenna reception signal and the output of the decoded signal. For this reason, the weight update interval must be equal to or longer than the delay time, and there is a disadvantage that it takes time for the convergence calculation.
特に、上記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アレイ処理が終了せず、必ずしも十分に復調信号を読み出せなくなる可能性がある。この結果、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御の実現が困難であった。 In particular, with respect to a reception signal including a relatively short information signal used for the RFID (Radio Frequency Identification) communication or the like, the adaptive array processing does not end during the continuation of the information signal, and the demodulated signal cannot be read sufficiently. there is a possibility. As a result, it has been difficult to realize smooth and reliable wireless communication control.
本発明の目的は、アンテナ指向性制御の収束時間が長くなるのを防止し、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現できる無線通信システムの質問器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an interrogator of a wireless communication system that can prevent the convergence time of antenna directivity control from becoming long and can realize wireless communication control that is smooth and highly reliable.
上記目的を達成するために、第1の発明は、応答器から送信あるいは返信された信号を受信する複数のアンテナ素子と、これら複数のアンテナ素子で受信した信号に対し、前記複数のアンテナ素子による指向性を前記応答器に対する受信感度が最適となるように変化させるための重み付けを適用し、その重み付け後の信号を出力する重み付け信号出力手段と、この重み付け信号出力手段からの前記重み付け後の信号の信号レベルが、所定の目標信号レベルに近づくように、前記重み付け信号出力手段へ出力する重み付けを決定する重み付け決定手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the first invention provides a plurality of antenna elements for receiving signals transmitted or returned from a responder, and the plurality of antenna elements for signals received by the plurality of antenna elements. Weighting signal output means for applying a weighting for changing the directivity so that the receiving sensitivity to the responder is optimized, and outputting the weighted signal; and the weighted signal from the weighted signal output means Weighting determining means for determining the weighting to be output to the weighting signal output means so that the signal level approaches a predetermined target signal level.
本願第1発明においては、応答器から送信あるいは返信された信号を複数のアンテナ素子で受信すると、重み付け信号出力手段が、重み付け決定手段からの重み付けを適用して重み付け後の信号を出力し、複数のアンテナ素子による指向性を応答器への受信感度が最適となるように変化させるいわゆるアダプティブ制御が実行される。本願第1発明では、重み付け決定手段は重み付けを決定する際、重み付け信号出力手段からの重み付け後の信号レベル(例えば絶対値)が所定の目標信号レベル(絶対値)に近づくように重み付けを決定する。このように、信号レベル同士の比較によるアダプティブ制御とすることにより、重み付け処理後の信号を復調した信号波形と所定の参照用信号波形とを比較し復調信号波形が参照用信号波形に近づくように重み付けを決定する従来技術のアダプティブ制御のように、信号復調のために必要な多大な演算時間の影響によってアンテナ指向性制御の収束時間が長くなるのを防止できる。この結果、アンテナ指向性制御の収束時間を短縮し、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。 In the first invention of this application, when a signal transmitted or returned from the responder is received by a plurality of antenna elements, the weighting signal output means applies the weighting from the weighting determination means and outputs a weighted signal. So-called adaptive control is performed to change the directivity of the antenna element so that the reception sensitivity to the transponder is optimized. In the first invention of this application, when determining the weighting, the weighting determining means determines the weighting so that the weighted signal level (for example, absolute value) from the weighting signal output means approaches the predetermined target signal level (absolute value). . In this way, by adopting adaptive control by comparing signal levels, the signal waveform obtained by demodulating the weighted signal is compared with a predetermined reference signal waveform so that the demodulated signal waveform approaches the reference signal waveform. As in the conventional adaptive control for determining the weighting, it is possible to prevent the convergence time of the antenna directivity control from becoming long due to the influence of a large calculation time necessary for signal demodulation. As a result, the convergence time of antenna directivity control can be shortened, and smooth and highly reliable wireless communication control can be realized.
第2発明は、上記第1発明において、前記所定の目標信号レベルを設定する目標信号レベル設定手段を有することを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention, there is provided target signal level setting means for setting the predetermined target signal level.
目標信号レベル設定手段で所定の目標信号レベルを設定することにより、重み付け決定手段で重み付けを決定する際に用いる目標信号レベルを、外部信号によって設定したり、適宜変化させたり、アンテナ素子で受信した信号に応じて設定する等が可能となる。 By setting a predetermined target signal level with the target signal level setting means, the target signal level used when determining the weight with the weight determination means is set by an external signal, appropriately changed, or received by the antenna element. It can be set according to the signal.
第3発明は、上記第2発明において、前記複数のアンテナ素子で受信した前記信号の包絡線の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出するエッジ検出手段を有し、前記目標信号レベル設定手段は、前記エッジ検出手段の検出結果に応じて、前記所定の目標信号レベルを設定することを特徴とする。 According to a third invention, in the second invention, there is provided edge detection means for detecting a rising edge or a falling edge of an envelope of the signal received by the plurality of antenna elements, and the target signal level setting means includes the target signal level setting means, The predetermined target signal level is set according to the detection result of the edge detection means.
エッジ検出手段で検出した信号のエッジに応じて、目標信号レベル設定手段で所定の目標信号レベルを設定することにより、アダプティブ制御の開始点・終了点等を正しく認識でき、波形同士の比較による通常のアダプティブ制御とは異なるレベル同士の比較によるアダプティブ制御を確実に行うことができる。 By setting a predetermined target signal level with the target signal level setting means in accordance with the edge of the signal detected by the edge detection means, the start / end points of adaptive control can be correctly recognized, and normal by comparing waveforms It is possible to reliably perform adaptive control by comparing levels different from those of the adaptive control.
第3発明は、上記第2又は第3発明において、前記目標信号レベル設定手段は、前記目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号のうち包絡線の複数のレベル値にそれぞれ対応した複数の目標信号レベル値をそれぞれ設定し、前記重み付け決定手段は、前記重み付け後の信号の前記複数のレベル値のそれぞれが対応する前記目標信号レベル値に近づくように、前記重み付けを決定することを特徴とする。 According to a third invention, in the second or third invention, the target signal level setting means has a plurality of target signals respectively corresponding to a plurality of level values of an envelope of the weighted signal as the target signal level. Level values are respectively set, and the weight determination means determines the weights so that each of the plurality of level values of the weighted signal approaches the corresponding target signal level value.
複数のレベル値のそれぞれが対応する目標信号レベルに近づくように重み付けをすることで、さらに精密なアダプティブ制御を行い、複数のアンテナ素子による指向性を迅速に最適化することができる。 By weighting each of the plurality of level values so as to approach the corresponding target signal level, more precise adaptive control can be performed, and directivity by the plurality of antenna elements can be quickly optimized.
第5発明は、上記第2乃至第4発明のいずれかにおいて、前記目標信号レベル設定手段は、前記目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号のうち包絡線の高レベル部分及び低レベル部分にそれぞれ対応する高目標信号レベル及び低目標信号レベルをそれぞれ設定し、前記重み付け決定手段は、前記重み付け後の信号のうち前記高レベル部分が前記高目標信号レベルに近づき前記低レベル部分が前記低目標信号レベルに近づくように、前記重み付けを決定することを特徴とする。 According to a fifth invention, in any one of the second to fourth inventions, the target signal level setting means sets the target signal level to a high level portion and a low level portion of an envelope of the weighted signal, respectively. Corresponding high target signal level and low target signal level are respectively set, and the weight determination means is configured such that the high level portion of the weighted signal approaches the high target signal level and the low level portion is the low target signal. The weighting is determined so as to approach the level.
高レベル部分が高目標信号レベルに近づくように、低レベル部分が低目標信号レベルに近づくように重み付けをすることで、さらに精密なアダプティブ制御を行い、複数のアンテナ素子による指向性を迅速に最適化することができる。 By weighting the low-level part closer to the low target signal level so that the high-level part approaches the high target signal level, more precise adaptive control is performed, and the directivity by multiple antenna elements is quickly optimized. Can be
第6発明は、上記第5発明において、前記目標信号レベル設定手段は、前記高目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号の高レベル部分の正値及び負値のそれぞれ目標となる高レベル正目標値及び高レベル負目標値をそれぞれ設定し、前記低目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号の低レベル部分の正値及び負値のそれぞれ目標となる低レベル正目標値及び低レベル負目標値をそれぞれ設定し、前記重み付け決定手段は、前記重み付け後の信号のうち前記高レベル部分の前記正値及び前記負値が前記高レベル正目標値及び前記高レベル負目標値にそれぞれ近づき、前記重み付け後の信号のうち前記低レベル部分の前記正値及び前記負値が前記低レベル正目標値及び前記低レベル負目標値に近づくように、前記重み付けを決定することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention based on the fifth aspect, the target signal level setting means is a high-level positive target that is a target for each of a positive value and a negative value of the high-level portion of the weighted signal as the high target signal level. A low-level positive target value and a low-level negative target value, which are targets for the positive value and negative value of the low-level portion of the weighted signal, respectively. The weight determination means sets the positive value and the negative value of the high level portion of the weighted signal as approaching the high level positive target value and the high level negative target value, respectively. The weighting is determined so that the positive value and the negative value of the low level portion of the later signal approach the low level positive target value and the low level negative target value. The features.
高・低レベル部分の正値・負値についてそれぞれ高・低レベル正・負目標値を設定しこれに対応して重み付けをことにより、さらに精密なアダプティブ制御を行い、複数のアンテナ素子による指向性をさらに迅速に最適化することができる。 By setting the high and low level positive and negative target values for the positive and negative values in the high and low level parts and weighting them accordingly, more precise adaptive control is performed, and the directivity by multiple antenna elements Can be optimized more quickly.
第7発明は、上記第6発明において、前記複数のアンテナ素子が受信した前記応答器からの信号を所定時隔(レート)でサンプリングし、そのサンプリング値を順次前記重み付け決定手段へ出力するサンプリング手段を有し、前記重み付け決定手段は、前記高レベル部分に対応する前記サンプル値が前記高目標信号レベルに近づき、前記低レベル部分に対応する前記サンプル値が前記低目標信号レベルに近づくように、前記重み付けを決定することを特徴とする。 According to a seventh aspect, in the sixth aspect, the sampling means for sampling the signals from the responders received by the plurality of antenna elements at a predetermined time interval (rate) and sequentially outputting the sampling values to the weight determining means. And the weight determination means is configured so that the sample value corresponding to the high level portion approaches the high target signal level and the sample value corresponding to the low level portion approaches the low target signal level. The weighting is determined.
サンプリング手段で所定時隔でサンプリングした値を順次重み付け決定手段へ出力し、これを用いて重み付け決定手段で高・低レベル部分のサンプル値が高・低目標信号レベルに近づくように重み付けを決定することができる。 The values sampled at a predetermined interval by the sampling means are sequentially output to the weight determining means, and using this, the weight is determined by the weight determining means so that the sample values of the high and low level portions approach the high and low target signal levels. be able to.
第8発明は、上記第7発明において、前記サンプリング手段によるサンプリング値を読み出し可能に記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。 An eighth invention is characterized in that, in the seventh invention, a storage means for storing the sampling value by the sampling means in a readable manner is provided.
サンプリング手段からのサンプリング値を記憶手段に記憶させ、その後適宜のタイミングでこれを読み出すことで、重み付け決定手段において用いることができる。 The sampling value from the sampling means is stored in the storage means, and then read out at an appropriate timing, so that it can be used in the weight determination means.
第9発明は、上記第7発明において、前記サンプリング手段は、前記複数のアンテナ素子が受信した前記応答器からの周期Tの前記信号を、nを正の整数として(1/2n)Tの時隔(レート)でサンプリングすることを特徴とする。 In a ninth aspect based on the seventh aspect, the sampling means receives the signal of the period T from the transponder received by the plurality of antenna elements when n is a positive integer (1 / 2n) T. It is characterized by sampling at intervals (rates).
サンプリング手段で周期Tの信号を(1/2n)Tの時隔でサンプリングして順次重み付け決定手段へ出力し、これを用いて重み付け決定手段で高・低レベル部分のサンプル値が高・低目標信号レベルに近づくように重み付けを決定することができる。 The sampling means samples the signal of period T at a time interval of (1 / 2n) T and sequentially outputs it to the weighting determination means. Using this, the sample values of the high and low level portions are set to the high and low targets by the weighting determination means. The weight can be determined to approach the signal level.
第10発明は、上記第9発明において、前記応答器からの周期Tの前記信号は、前記複数のアンテナ素子で受信した応答器からの信号を、その周波数が低くなるように変換した中間周波数信号であることを特徴とする。 In a tenth aspect based on the ninth aspect, the signal having the period T from the transponder is an intermediate frequency signal obtained by converting signals from the transponders received by the plurality of antenna elements so that the frequency thereof is lowered. It is characterized by being.
アンテナ素子で受信した応答器からの信号を低周波変換した中間周波数信号をサンプリング手段で(1/2n)Tの時隔でサンプリングして順次重み付け決定手段へ出力し、これを用いて重み付け決定手段で高・低レベル部分のサンプル値が高・低目標信号レベルに近づくように重み付けを決定することができる。 An intermediate frequency signal obtained by converting the signal from the transponder received by the antenna element into a low frequency is sampled by the sampling means at a time interval of (1 / 2n) T and sequentially output to the weight determining means, and using this, the weight determining means is used. The weighting can be determined so that the sample values of the high and low level portions approach the high and low target signal levels.
第11発明は、上記第9又は第10発明において、前記目標信号レベル設定手段は、前記サンプリング値のうち、各周期T中の正値1つについて対応する前記高レベル正目標値又は低レベル正目標値を設定し、各周期T中の負値1つについて対応する前記高レベル負目標値又は低レベル負目標値を設定し、前記目標値を設定した各正値負値の間隔が同じサンプル数であることを特徴とする。 In an eleventh aspect based on the ninth or tenth aspect, the target signal level setting means corresponds to the high level positive target value or the low level positive corresponding to one positive value in each period T among the sampling values. A target value is set, and the corresponding high level negative target value or low level negative target value is set for one negative value in each cycle T, and the interval between each positive value negative value in which the target value is set is the same sample It is a number.
高レベル部分のサンプリング値であれば各周期T中の1つの正値に高レベル正目標値を、1つの負値に高レベル負目標値を設定し、低レベル部分のサンプリング値であれば各周期T中の1つの正値に低レベル正目標値を、1つの負値に低レベル負目標値を設定し、これらを用いて重み付け決定手段で高・低レベル部分の正・負のサンプル値が対応する高・低レベル正・負目標値に近づくように重み付けを決定することができる。 If the sampling value is in the high level part, the high level positive target value is set as one positive value in each period T, and the high level negative target value is set in one negative value. A low level positive target value is set for one positive value in the period T, and a low level negative target value is set for one negative value, and these are used to determine the positive and negative sample values of the high and low level portions by the weight determination means. Can be determined so as to approach the corresponding high / low level positive / negative target values.
第12発明は、上記第11発明において、前記目標信号レベル設定手段は、各周期Tにおいて、予め定められた所定のサンプル番号の前記サンプル値に対応づけて、前記設定を行うことを特徴とする。 In a twelfth aspect based on the eleventh aspect, the target signal level setting means performs the setting in association with the sample value of a predetermined sample number determined in advance in each period T. .
各周期T中において、予め定められた所定のサンプル番号の正値及び負値1つずつに正目標値及び負目標値を設定し、これらを用いて重み付け決定手段でそれら正・負のサンプル値が対応する正・負目標値に近づくように重み付けを決定することができる。 In each period T, a positive target value and a negative target value are set for each of a positive value and a negative value of a predetermined predetermined sample number, and these positive / negative sample values are used by the weight determination means using these. Can be determined so as to approach the corresponding positive / negative target values.
第13発明は、上記第11発明において、前記目標信号レベル設定手段は、ある1つの周期T又は複数の周期T中のそれぞれのサンプル番号ごとの平均値から、前記1つの正値として最も絶対値の大きい正値に対応づけて前記高レベル正目標値又は低レベル正目標値を設定し、前記1つの負値として最も絶対値の大きい負値に対応づけて前記高レベル負目標値又は低レベル負目標値を設定することを特徴とする。 In a thirteenth aspect based on the eleventh aspect, the target signal level setting means calculates the absolute value as the one positive value from an average value for each sample number in one period T or a plurality of periods T. The high level positive target value or the low level positive target value is set in association with a large positive value, and the high level negative target value or the low level is associated with the negative value having the largest absolute value as the one negative value. A negative target value is set.
ある1つの周期T又は複数の周期T中のそれぞれのサンプル番号ごとの平均値から、サンプル値のうち最も絶対値の大きい正値及び負値1つずつに正目標値及び負目標値を設定し、これらを用いて重み付け決定手段でそれら正・負のサンプル値が対応する正・負目標値に近づくように重み付けを決定することができる。 A positive target value and a negative target value are set for one positive value and one negative value having the largest absolute value among the sample values from an average value for each sample number in one period T or a plurality of periods T. By using these, the weight determination unit can determine the weights so that the positive / negative sample values approach the corresponding positive / negative target values.
第14発明は、上記第11乃至第13発明のいずれかにおいて、前記受信した信号を(1/4n)Tでサンプリングし、前記目標信号レベル設定手段は、前記サンプリング値のうち、各周期T中において前記1つの正値と前記1つの負値の間の値あるいはその中央の値について、前記目標信号レベルを0に設定することを特徴とする。 In a fourteenth aspect based on any one of the eleventh to thirteenth aspects, the received signal is sampled at (1 / 4n) T, and the target signal level setting means is in each period T of the sampling values. The target signal level is set to 0 for a value between the one positive value and the one negative value or a central value thereof.
各周期T中において正目標値及び負目標値を設定した1つの正値と1つの負値の間の値あるいはその中央のサンプル値については目標信号レベルを0に設定し、これらを用いて重み付け決定手段でそれらサンプル値が0に近づくように重み付けを決定することができる。 The target signal level is set to 0 for a value between one positive value and one negative value for which a positive target value and a negative target value are set in each period T, or a sample value in the center thereof, and weighting is performed using these target signal levels. The weighting can be determined by the determining means so that these sample values approach zero.
第15発明は、上記第5乃至第14発明のいずれかにおいて、前記目標信号レベル設定手段は、前記低目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号のうち前記低レベル部分と略反転した位相となるような目標信号レベルを設定することを特徴とする。 In a fifteenth aspect based on any one of the fifth to fourteenth aspects, the target signal level setting means has a phase substantially inverted with respect to the low level portion of the weighted signal as the low target signal level. Such a target signal level is set.
これにより、低レベル部分の正値については負の側に向かって、低レベル部分の負値については正の側に向かって、同一絶対値となるように目標値が設定され、これに基づいて重み付け決定手段で重み付けが決定される。この結果、より迅速に低レベル部分が減衰する方向へ制御されるので、複数のアンテナ素子による指向性をさらに迅速に最適化することができる。 As a result, the target value is set so as to be the same absolute value toward the negative side for the positive value of the low level portion and toward the positive side for the negative value of the low level portion. The weight is determined by the weight determination means. As a result, since the low-level portion is controlled more quickly in the direction of attenuation, the directivity by the plurality of antenna elements can be optimized more quickly.
第16発明は、上記第15発明において、前記重み付け後の信号出力中の応答器から送信された信号成分の割合が所定値以上になった時、重み付けの更新処理を終了することを特徴とする。 A sixteenth aspect of the invention is characterized in that, in the fifteenth aspect of the invention, when the ratio of the signal component transmitted from the responder that is outputting the weighted signal exceeds a predetermined value, the weight updating process is terminated. .
上記のように低レベル部分の正値は負の側、負値は正の側に向かって、同一絶対値となるように目標値が設定され重み付けが決定されて迅速に低レベル部分を減衰させる制御を行うとき、そのまま制御を続けると、最終的には応答器から送信された信号成分(=反射波成分)の振幅割合はほぼ0となってしまう。本願第14発明では、減衰途中の上記反射波割合が所定値以上となった段階で重み付け更新を終了することで、上記弊害を回避しつつ迅速にアンテナ素子指向性を最適化することができる。 As described above, the target value is set so that the positive value of the low level part becomes the negative side and the negative value becomes the same absolute value toward the positive side, the weight is determined, and the low level part is quickly attenuated. If the control is continued as it is when the control is performed, the amplitude ratio of the signal component (= reflected wave component) transmitted from the transponder will eventually become almost zero. In the fourteenth invention of the present application, the antenna element directivity can be quickly optimized while avoiding the above-described adverse effects by terminating the weighting update when the ratio of the reflected wave in the middle of attenuation reaches a predetermined value or more.
第17発明は、上記第1乃至第16発明のいずれかにおいて、前記応答器は無線タグであり、この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し、該送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を前記複数のアンテナ素子により受信することで、前記無線タグとの間で情報の通信を行うことを特徴とする。 In a seventeenth aspect based on any one of the first to sixteenth aspects, the responder is a wireless tag, and a predetermined transmission signal is transmitted to the wireless tag by a transmission antenna, and in response to the transmission signal. Information is communicated with the wireless tag by receiving return signals returned from the wireless tag by the plurality of antenna elements.
本願第17発明においては、無線タグから返信された信号を複数のアンテナ素子で受信し、重み付け信号出力手段が、重み付け決定手段からの重み付けを適用して重み付け後の信号を出力し、複数のアンテナ素子による指向性を無線タグへの受信感度が最適となるように変化させる、無線タグへの受信感度を最適化するアダプティブ制御が実行される。 In the seventeenth invention of the present application, signals returned from the wireless tag are received by a plurality of antenna elements, and a weighted signal output means applies a weight from the weight determining means to output a weighted signal, and a plurality of antennas Adaptive control for optimizing the reception sensitivity to the wireless tag is executed to change the directivity by the element so that the reception sensitivity to the wireless tag is optimized.
本発明によれば、信号レベル同士の比較によるアダプティブ制御とすることにより、アンテナ指向性制御の収束時間が長くなるのを防止し、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent that the convergence time of antenna directivity control becomes long by using adaptive control by the comparison of signal levels, and can implement | achieve smooth and reliable wireless communication control.
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の適用対象である無線通信システム(無線タグ通信システム)の全体概略を表すシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram showing an overall outline of a wireless communication system (wireless tag communication system) to which this embodiment is applied.
図1において、この無線タグ通信システムSは、本実施形態の質問器100(1つのみ図示しているが、複数あってもよい)と、これに対応する応答器としての無線タグTとから構成されるいわゆるRFID(Radio Frequency Identification)通信システムである。
In FIG. 1, the RFID tag communication system S includes an
無線タグTは、アンテナ151とIC回路部150とを備えた無線タグ回路素子Toを有している。
The wireless tag T includes a wireless tag circuit element To including an
質問器100は、所定の平面内に指向性を有し最大電力で送信あるいは受信できる方向を可変であるように構成され、無線タグ回路素子Toの上記アンテナ151との間で無線通信により信号の送信・受信を行う、この例では1つの送信アンテナ1及び3つの受信アンテナ(アンテナ素子)2A,2B,2Cと、これらアンテナ1,2A〜Cを介し上記無線タグ回路素子ToのIC回路部150へアクセスする(読み取り又は書き込みを行う)ために設けられ、所定の変調がなされた送信信号(送信波Fc)をディジタル信号として出力したり、上記無線タグ回路素子Toからの返信信号(反射波Fr)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)10と、そのDSP10により出力された送信信号をアナログ信号に変換して送信アンテナ1に出力する送信信号D/A変換部11と、受信アンテナ2A〜2Cでの受信信号をディジタル信号に変換して上記DSP10に供給するとともに、その受信信号を所定時隔でサンプリングするサンプリング機能を備えた受信信号A/D変換部12(後述のように、受信信号A/D変換部12a、12b、12cより構成されるが、以下、特に区別しない場合には単に受信信号A/D変換部12と称する)とを有している。
The
上記質問器100より送信信号である送信波Fcが送信されると、その送信波Fcを受信した上記無線タグTの無線タグ回路素子Toにおいて所定の情報信号に基づいてその送信波Fcが変調されて返信信号である反射波Frとして返信され、上記質問器100によりその反射波Frが受信されて復調されることによって情報の送受が行われる。
When a transmission wave Fc, which is a transmission signal, is transmitted from the
図2は、上記無線タグTに備えられた無線タグ回路素子Toの機能的構成の一例を表すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the RFID circuit element To provided in the RFID tag T.
図2において、無線タグ回路素子Toは、上記質問器100側の上記アンテナ1,2A〜2CとUHF帯等の高周波を用いて非接触で上記送信波Fcの受信及び上記反射波Frの送信を行う上記アンテナ151と、このアンテナ151に接続されディジタル信号処理を行う上記IC回路部150とを有している。
In FIG. 2, the RFID circuit element To receives the transmission wave Fc and transmits the reflection wave Fr in a non-contact manner using the
IC回路部150は、アンテナ151により受信された搬送波を整流する整流部152と、この整流部152により整流された搬送波のエネルギを蓄積し駆動電源とするための電源部153と、上記アンテナ151により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部157に供給するクロック抽出部154と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ155と、上記アンテナ151に接続された変復調部156と、上記電源部153からの電源に基づき上記整流部152、クロック抽出部154、及び変復調部156等を介して上記無線タグ回路素子Toの作動を制御するための制御部157とを備えている。
The
変復調部156は、アンテナ151により受信された上記質問器100の送信アンテナ1からの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部157からの返信信号に基づき、アンテナ1より受信された搬送波を反射変調する。
The
制御部157は、上記変復調部156により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ155において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、上記変復調部156により返信する制御等の基本的な制御を実行する。
The
なお、上記は副搬送波を用いないタイプの無線タグ回路素子Toを例にとって説明したが、これに限られず、副搬送波発振部及び副搬送波変調部(いずれも図示せず)を備え、その副搬送波発振部により発生させられた副搬送波を、上記制御部157を介して入力される所定の情報信号に基づき副搬送波変調部で変調し、アンテナ151より返信するようにしてもよい。
The above description has been made by taking the RFID tag circuit element To of the type that does not use a subcarrier as an example. However, the present invention is not limited to this, and a subcarrier oscillation unit and a subcarrier modulation unit (both not shown) are provided. The subcarrier generated by the oscillating unit may be modulated by the subcarrier modulating unit based on a predetermined information signal input via the
図3は、上記質問器100の機能的構成を表す機能ブロック図である。
FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration of the
図3において、質問器100は、上記アンテナ1,2A〜2C、DSP10、送信信号D/A変換部11、及び受信信号A/D変換部12a〜12c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13と、上記送信信号D/A変換部11によりアナログ信号に変換されたDSP10からの送信信号の周波数をその周波数変換信号出力部13から出力される周波数変換信号の周波数だけ高くし上記送信アンテナ1へ出力するアップコンバータ14と、各受信アンテナ2A,2B,2C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13から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くし、上記受信信号A/D変換部12a、12b、12cへ出力するダウンコンバータ15a、15b、15c(以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ15と称する)と、不用な周波数信号成分を除去するバンドパスフィルタ18,19a,19b,19cとを備えている。なおバンドパスフィルタに代えて周知の直接変調回路を用いてもよい。
In FIG. 3, the
DSP10は、ハードウェア的には、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る。そして、このDSP10は、機能的には、前記無線タグ回路素子To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16と、その送信ディジタル信号出力部16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11に供給する変調部17と、上記受信アンテナ2A,2B,2C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20と、メモリ20から読み出された受信信号に所定のウェイト(加重値;重み付け)を加えアダプティブアレイ処理するアダプティブアレイ処理部50と、このアダプティブアレイ処理部50で処理された受信信号を復調してそれに含まれる所定の情報信号(=無線タグ回路素子Toによる変調信号)を読み出すAM復調部30と、この復調された信号を復号化するFSK復号部40と、このFSK復号部40からの指示信号に従い上記メモリ20から出力される受信信号及び上記アンテナ2A〜2C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アダプティブアレイ処理部50に供給するように回路をそれぞれ切り換える回路切換部60a,60b,60cとを備えている。
The
メモリ20は、好適には、上記複数の受信アンテナ2A〜2C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不要な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。
The
アダプティブアレイ処理部50は、上記メモリ20から読み出された受信信号に与える上記ウェイトの値を例えば最小自乗法を用いて制御するアダプティブ制御部(LMS;Least Mean Square)51と、上記回路切換部60a〜cを介し入力された信号に上記アダプティブ制御部51からのウェイトをそれぞれ乗じる乗算部52a〜cと、これら乗算部52a〜cからの出力を合算する加算部53と、参照信号レベル(目標出力信号レベル;詳細は後述)rの値を設定制御する参照レベル制御部54とを備えている。
The adaptive
アダプティブ制御部51は、加算部53で合算される合成出力信号に関し、受信アンテナ2A〜2Cの受信感度が無線タグTの配置されている方向に対して最適になるように、具体的には特に本実施形態では、無線タグ回路素子Toによる反射波成分の振幅を可及的に高く(又は低く)し参照レベル制御部54から出力される所定の参照信号レベルに近づくように、各アンテナ2A〜2C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し指向性を制御する。そのために、アダプティブ制御部51から乗算部52a〜cへの位相制御信号において各アンテナ2A,2B,2Cごとにウェイトの値を算出し、このウェイトを変動させながら送信・受信を繰り返し収束演算を行い、これによってAM復調部30による復調処理の精度が可及的に高められる。アダプティブ制御部51の制御信号により乗算部52a〜cでアダプティブアレイ処理された受信信号は上述したように加算部53で合算された後、上記AM復調部30に出力される。
Specifically, the
AM復調部30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相合成信号及びQ相合成信号を合成することにより受信信号の復調を行い、FSK復号部40へ出力する。
The
上記構成において、送信ディジタル信号出力部16により送信ディジタル信号が出力され、その信号が変調部17により所定の送信情報に基づいて変調された後、送信信号D/A変換部11によってアナログ信号に変換される。このアナログ信号に変換された送信信号の周波数が、アップコンバータ14によって、上記周波数変換信号出力部13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送信アンテナ1に供給され、送信波Fcとして無線タグ回路素子Toに向けて送信される。
In the above configuration, a transmission digital signal is output from the transmission digital
質問器100の送信アンテナ1からの送信波Fcが無線タグ回路素子Toのアンテナ151により受信されると、その送信波Fcが上記変復調部156に供給されて復調される。また、送信波Fcの一部は整流部152により整流され、電源部153にてエネルギ源(電源)とされる。この電源によってIC回路部150が動作するのである。また、制御部155は前記変復調部156の復調データに基づきメモリ155の情報信号から返信信号を生成し、この返信信号に基づき変復調部156が上記送信波Fcを変調し、前記アンテナ151から反射波Frとして質問器100に向けて返信される。クロック抽出部154は受信信号された信号からクロック成分を抽出して制御部157に出力する。
When the transmission wave Fc from the transmission antenna 1 of the
無線タグ回路素子Toのアンテナ151からの反射波Frが質問器100の受信アンテナ2A〜2Cにより受信されると、その反射波Frがアンテナ2A〜2Cからダウンコンバータ15に供給され、各受信信号の周波数は、周波数変換信号出力部13から出力される周波数変換信号の周波数だけ低い中間周波周波数信号に変換される。それらダウンコンバートされた受信信号は対応する受信信号A/D変換部12によりディジタル信号に変換され、上記メモリ20に供給されてそのメモリ20に記憶されると共に、上記回路切換部60a〜cを介して上記AM復調部30に供給される。
When the reflected wave Fr from the
ここで、まず、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、回路切換部60a〜60cは、受信信号A/D変換部12の出力すなわち受信アンテナ2A〜2Cによりそれぞれ受信された受信信号をAM復調部30に入力させるように接続されており、メモリ20の出力はAM復調部30には入力されないようになっている(図3に示した状態)。この状態で受信信号A/D変換部12から出力される各受信信号がAM復調部30に入力されると、それら受信信号が例えば前述したように互いに位相が90°異なるI相及びQ相信号にそれぞれ変換される。そして、各アンテナ2A〜2CからのI相信号が合成されると共にLPF(図示せず)により所定周波数以下の信号のみが通過させられるとともに、各アンテナ2A〜2CからのQ相信号が合成されると共にLPF(図示せず)により所定周波数以下の信号のみが通過させられる。そして、それら抽出されたI相合成信号及びQ相合成信号がさらに合成(二乗和の平方根)されて復調信号が生成され、その復調信号のうちHPF(図示せず)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る。こうしてAM復調部30から出力された信号は、さらにFSK復号部40によって復号化され、復号されたデータが出力される。
Here, first, in a state where the information signal start point is not detected (first pass), the
図4は、アダプティブアレイ処理部50による情報信号始点検出処理について説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the information signal start point detection process by the adaptive
受信アンテナ2A〜2Cにより受信される無線タグ回路素子Toからの反射波Fr(受信信号)は、送信アンテナ1から送信される送信波Fc(直接波)に無線タグ回路素子To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(a)に示す入力データにおける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。この受信信号は、前述のように上記AM復調部30において復調されることにより、図4(b)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(b)に示す復調信号において振動している部分が無線タグ回路素子Toによる変調信号に対応するが、AM復調部30による復調処理には所定の時間がかかるため、無線タグ回路素子Toによる変調信号を含む受信信号がAM復調部30に入力されてからその変調信号に対応する部分がAM復調部30にて復調され出力されるまでには所定の初期ディレイ(イニシャルディレイ)が発生する。
A reflected wave Fr (received signal) from the RFID circuit element To received by the receiving
本実施形態では、この初期ディレイに対応してアダプティブアレイ処理を行うため、上記FSK復号部40が情報信号始点検出部としても機能し、上記受信信号に含まれる無線タグ回路素子Toによる変調信号の始点を検出する。すなわち、図4(b)に示すようなFSK復号部40の出力データに基づき、復号信号に含まれる無線タグ回路素子Toによる変調信号の先頭エッジを検出する。例えば、FSK復号部40が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、アダプティブアレイ処理部50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、そのアダプティブアレイ処理部50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。
In this embodiment, in order to perform adaptive array processing corresponding to this initial delay, the
この情報信号始点検出制御では、図4(c)に示すように、所定のパルス幅の信号が1つあるいは複数検出されたとき、これを前記無線タグ回路素子To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。この検出には前述したLPF及びLPFの遅延時間を含む所定の時間がかかるため、AM復調部30に無線タグ回路素子To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上述した所定の初期ディレイ(イニシャルディレイ)が発生する。FSK復号部40は、この変調信号の始点が検出された時点でメモリ20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AM復調部30に入力させるように回路切換部60a〜60cの接続を切り換える。すなわち、メモリ20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(delay1)、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(delay2)、及び始点検出処理に使用した所定パルス幅信号の数(サンプル数)分のディレイ(delay3)の分(合計で例えば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30に供給する。このメモリ20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。なお、上記において、イニシャル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ディレイ発生しない。
In this information signal start point detection control, as shown in FIG. 4 (c), when one or a plurality of signals having a predetermined pulse width are detected, this is detected as an information signal (modulated signal) from the RFID circuit element To. And the start point of the pulse having the predetermined width is detected as the leading edge. Since this detection takes a predetermined time including the LPF and the delay time of the LPF, the modulation signal from the RFID circuit element To is input to the
情報信号始点が検出された後(2パス目以降)は上記のようにAM復調部30では本復調を行う。すなわち、回路切換部60a〜60cがメモリ20の出力をAM復調部30に入力させるように切り替えられ、メモリ20から読み出された無線タグ回路素子Toによる変調信号の始点以降に対応する受信信号がアダプティブアレイ処理部50によりアダプティブアレイ処理される。
After the information signal start point is detected (after the second pass), the
一方、アダプティブアレイ処理部50により実行するアダプティブアレイ処理では、メモリ20から読み出された受信信号に与えるウェイト(加重値)を制御することにより、受信アンテナ2A〜2Cの受信感度が無線タグ回路素子To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。具体的には、上記メモリ20からの信号に関して、例えば、無線タグ回路素子Toによる変調成分(反射波成分)の振幅を可及的に高く(又は低く)し、所定の参照信号レベルに近づくように、各受信アンテナ2A〜2C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し、AM復調部30による復調処理の精度を可及的に高める。なお、この状態では、前述のように、受信信号A/D変換部12a〜12cの出力すなわち受信アンテナ2A〜2Cによりそれぞれ受信された受信信号は、AM復調部30に直接には入力されない。
On the other hand, in the adaptive array processing executed by the adaptive
アダプティブ制御部51の制御信号によりアダプティブアレイ処理され、かつ上記AM復調部30で復調された受信信号は、FSK復号部40によって最終的に復号信号とされ、データ出力される。
The received signal subjected to adaptive array processing by the control signal of the
以上の基本構成において、本発明の要部は、アダプティブアレイ処理部50が実行するアダプティブアレイ処理の手法にある。
In the above basic configuration, the main part of the present invention is the adaptive array processing technique executed by the adaptive
すなわち、本実施形態では、通常のアダプティブアレイ処理で用いるような参照信号の波形でなくその信号のレベル(参照信号レベル)に着目し、これを目標信号レベルとして重み付け後の信号レベルがなるべく近づくように制御を行うことにより、迅速な収束演算処理を可能とするものである。 That is, in this embodiment, attention is paid not to the waveform of the reference signal as used in normal adaptive array processing but to the level of the signal (reference signal level), and this is used as the target signal level so that the weighted signal level is as close as possible. By performing the control, it is possible to perform a rapid convergence calculation process.
図5は、上記本発明の要部をなすアダプティブアレイ処理の手法を概念的に説明する説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram for conceptually explaining the adaptive array processing technique forming the main part of the present invention.
図5において、前述したように、受信アンテナ2A〜2Cにより受信される受信信号に基づく合成出力信号Yは、無線タグ回路素子Toからの反射波Frに対応する正弦波振幅の(絶対値の)大きな部分(=正弦波信号包絡線の高レベル部分、図中「H」又は「Hレベル」で表す)と、それ以外の正弦波振幅(絶対値の)の小さな部分(=正弦波信号包絡線の低レベル部分、図中「L」又は「Lレベル」で表す)とから構成されている。このレベルの差により読みとれる多数の正弦波の包絡線(略矩形波状)が、送信されてきた所定の情報信号に相当することから、迅速に情報信号を取得するためにはこの矩形波形状をより際だたせる(シャープにする)ようにすれば足りる。本実施形態ではこの観点から、上記高レベル部分についてはさらに振幅が大きくなるように、上記低レベル部分にはさらに振幅が小さくなるように、アダプティブアレイ処理部50においてウェイトを更新していく処理を行う。
In FIG. 5, as described above, the combined output signal Y based on the received signals received by the receiving
具体的には、図示のように、高レベル部分のうち正の値(図中、振幅中心線0よりも上側の部分)については、さらにそれよりも絶対値の大きい高レベル正値用参照レベル(高レベル正目標値)を設定し、この参照レベルに一致する又は近づくように上記ウェイト更新を行っていく(白抜き矢印参照)。高レベル部分のうち負の値(図中、振幅中心線0よりも下側の部分)については、さらにそれよりも絶対値の大きい高レベル負値用参照レベル(高レベル負目標値)を設定し、この参照レベルに一致する又は近づくように上記ウェイト更新を行っていく(白抜き矢印参照)。これら2つの参照レベルが、各請求項記載の高目標信号レベルに相当する。 Specifically, as shown in the figure, the positive value of the high level portion (the portion above the amplitude center line 0 in the figure) has a higher absolute value than the reference level for the high level positive value. (High-level positive target value) is set, and the weight update is performed so as to match or approach this reference level (see the white arrow). For negative values in the high-level part (the part below the amplitude center line 0 in the figure), a reference level for high-level negative values with a higher absolute value (high-level negative target value) is set. Then, the weight update is performed so as to match or approach this reference level (see the white arrow). These two reference levels correspond to the high target signal level described in each claim.
低レベル部分については、正の値(図中、振幅中心線0よりも上側の部分)についても負の値(図中、振幅中心線0よりも下側の部分)についても、それよりも絶対値の小さい低レベル正値用参照レベル(低レベル正目標値)及び低レベル負値用参照レベル(低レベル負目標値、この例では0)を設定し、この参照レベルに一致する又は近づくように上記ウェイト更新を行う(白抜き矢印参照)。これら2つの参照レベルが、各請求項記載の低目標信号レベルに相当する。 For the low level part, the positive value (the part above the amplitude center line 0 in the figure) and the negative value (the part below the amplitude center line 0 in the figure) are both absolute Set a reference level for low level positive value (low level positive target value) and a reference level for low level negative value (low level negative target value, 0 in this example) with a small value so as to match or approach this reference level The above weight update is performed (see the white arrow). These two reference levels correspond to the low target signal level described in each claim.
図6(a)及び図6(b)は、このようなウェイトの更新による収束の動作の一例を表す説明図である。例えば最初のウェイトの設定(ウェイト初期値)では、図6(a)に示すように、合成出力信号Yにおいて高レベル部分Hと低レベル部分Lとの振幅差が大きくなく、この結果これらの差に相当する反射波成分もあまり明確にはならない。しかしながら、図5を用いて上述したようなアダプティブアレイ処理部50による制御を行うことにより、収束演算が完了した後のウェイト(ウェイト収束値)を用いて重み付けをした後の合成出力信号Yは、図6(b)に示すように、高レベル部分Hと低レベル部分Lとの振幅差を大きくする。この場合、妨害波にアンテナ2A〜2Cの指向性のヌル部分が向くとともに無線タグTの方向に指向性のメインビームが向いており、これによって合成出力信号Yの反射波成分の割合が大きくなっている。この結果、前述の包絡線の略矩形波形状が明確となり(際だたせ)、これらの差に相当する反射波成分を明確にして、ノイズの影響を受けにくい好適な復調処理が可能となる。
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams showing an example of the convergence operation by updating the weights. For example, in the initial weight setting (weight initial value), as shown in FIG. 6A, the amplitude difference between the high level portion H and the low level portion L is not large in the composite output signal Y, and as a result, these differences are different. The reflected wave component corresponding to is not very clear. However, by performing the control by the adaptive
図7は、上述したような参照レベルを目標信号レベルとしたアダプティブアレイ処理を行う際に、受信信号A/D変換部12が行うサンプリングの一例を表す図である。受信信号A/D変換部12は、応答器としての無線タグTの無線タグ回路素子Toのアンテナ151から周波数f(周期T=1/f)の周期性を備えた信号(この例では正弦波)が送信されることを前提に、その受信した正弦波信号を、例えば(1/2n)Tの時隔(n:正の整数)でサンプリングする。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of sampling performed by the reception signal A /
すなわち、この例では、受信アンテナ2A〜2Cで入力された正弦波形の受信信号に対し、その正弦波の周期Tの1/4であるT/4をサンプリング間隔として1周期Tにつき4個の割合で、サンプル値Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,…とサンプリングを行っている。
That is, in this example, with respect to the sinusoidal received signals input by the receiving
ここで図7に示す例の正弦波波形は、前述した高レベル部分に該当する場合も、低レベル部分に該当する場合もある。 Here, the sine wave waveform of the example shown in FIG. 7 may correspond to the above-described high level portion or the low level portion.
高レベル部分に該当する場合には、図5を用いて前述したように、例えば偶数番目の合成出力Y0,Y2,Y4,Y6に関し、正値であるY0,Y4については、それらより絶対値の大きい(図中では上側に相当する)高レベル正値用参照レベルに一致する又は近づくように収束演算を行い、負値であるY2,Y6については、それらより絶対値の大きい(図中では下側に相当する)高レベル負値用参照レベルに一致する又は近づくように収束演算を行う。 In the case of corresponding to the high level portion, as described above with reference to FIG. 5, for example, regarding the even-numbered composite outputs Y0, Y2, Y4, Y6, the positive values Y0, Y4 are absolute values from them. Convergence calculation is performed so as to match or approach a large (corresponding to the upper side in the figure) high-level positive value reference level, and Y2 and Y6 that are negative values have larger absolute values (lower in the figure). Convergence calculation is performed so as to match or approach the reference level for high-level negative values (corresponding to the side).
低レベル部分に該当する場合には、図5を用いて前述したように、例えば偶数番目の合成出力Y0,Y2,Y4,Y6に関し、正値であるY0,Y4については、それらより絶対値の小さい(図中では下側に相当する)低レベル正値用参照レベルに一致する又は近づくように収束演算を行い、負値であるY2,Y6については、それらより絶対値の小さい(図中では上側に相当する)低レベル負値用参照レベルに一致する又は近づくように収束演算を行う。 In the case of corresponding to the low level portion, as described above with reference to FIG. 5, for example, regarding the even-numbered combined outputs Y0, Y2, Y4, Y6, the positive values Y0, Y4 are absolute values. Convergence calculation is performed so as to match or approach a small (corresponding to the lower side in the figure) low-level positive reference level, and Y2 and Y6 that are negative values have smaller absolute values than those (in the figure, The convergence calculation is performed so as to match or approach the reference level for low level negative values (corresponding to the upper side).
なお、高レベル側・低レベル側いずれに該当する場合も、奇数番目の合成出力Y1,Y3,Y5,Y7に関しては、特に目標信号を用いた収束演算を行わなくてもよいし、あるいは別途参照レベル0を設定してこれを目標信号レベルとして収束演算を行ってもよい。 In addition, in any case corresponding to either the high level side or the low level side, it is not necessary to perform the convergence calculation using the target signal for the odd-numbered combined outputs Y1, Y3, Y5, Y7, or refer to them separately. A convergence calculation may be performed by setting level 0 as a target signal level.
図8は、前述のようにしてメモリ20に記憶された受信信号データに基づき、アダプティブアレイ処理部50が実行するアダプティブアレイ処理動作の制御手順を表すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a control procedure of the adaptive array processing operation executed by the adaptive
図8において、まず、ステップS5において、アダプティブ制御部51が前述のように上記メモリ20に記憶されている受信信号データを読み込む。
In FIG. 8, first, in step S5, the
次に、ステップS10に移り、アダプティブ制御部51で、適宜の手法(例えば多数のデータの平均値をしきい値としてこれとの大小で比較する等)により、読み込んだ受信信号データが前述の高レベル信号に相当するか低レベル信号に相当するかを検出する。
Next, the process proceeds to step S10, where the
そして、ステップS15において、参照レベル制御部54で、前述のFSK復号部40から入力される信号に基づき、復号化された受信信号の最初のエッジ(復号化された矩形波信号の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジのうち先頭のもの)を検出したかどうかを判定する。エッジが検出されるまでは判定が満たされなければステップS5に戻り、同様の手順を繰り返す。エッジが検出されてステップS15の判定が満たされたら、次のS20に移る。
In step S15, the reference
ステップS20では、アダプティブ制御部51及び参照レベル制御部54で、メモリ20から読み込んだ受信信号データのサンプル値それぞれに対し前述した参照レベルを用いてアダプティブアレイ処理を行うに際し、演算処理上区別するために区別して設定する必要がある参照レベルの高低(高レベル用参照レベルか低レベル用参照レベルか)と、アダプティブアレイ処理した後の合成出力信号Yの符号(正負)の初期値を設定する(初期化;詳細手順は後述)。
In step S20, when the
その後、ステップS30に移り、参照レベル制御部54で、前回の参照レベル設定及び合成出力信号Yの符号(正負)設定に応じて、前述したようなアダプティブアレイ処理における収束演算を行うときの目標信号レベルとなる参照レベルの設定を行う(詳細は後述)。
Thereafter, the process proceeds to step S30, where the reference
そして、ステップS35において、アダプティブ制御部51で、先にステップS5でメモリ20から読み込んだサンプル値が、アダプティブアレイ制御のために予め適宜定められた所定のサンプルナンバー条件を満たすかどうかを判定する。この例では、正弦波波形各周期T中の正値1つについて対応する前記高レベル正目標値又は低レベル正目標値を設定するとともに各周期T中の負値1つについて対応する前記高レベル負目標値又は低レベル負目標値を設定し、しかも目標値を設定した各正値負値の間隔が同じサンプル数とすることを目的として、半周期T/2のうちの先頭サンプル(例えば図8のY0,Y2,Y4,Y6,…)であるかどうかを判定している。当該先頭のサンプル値であった場合は判定が満たされ、ステップS40に移る。先頭のサンプル値ではなかった場合は、後述のステップS55に移る。
In step S35, the
ステップS40では、上記ステップS30による参照レベルの設定に応じて、アダプティブ制御部51及び参照レベル制御部54で、合成出力信号Yの高レベル部分Hの値が高レベル用の参照レベルの値に、レベル部分Lの値が低レベル用の参照レベルの値に一致するように(又は近づくように)ウェイトを演算して、加算部53で合算される合成出力信号Yに関し、受信アンテナ2A〜2Cの受信感度が無線タグTの配置されている方向に対して最適になるように、各アンテナ2A〜2C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し指向性を制御する。
In step S40, according to the setting of the reference level in step S30, the
そして、ステップS50では、アダプティブ制御部51で、上記ステップS40におけるアダプティブアレイ処理のウェイトが収束したかどうかを判定する。ウェイトが収束していれば判定が満たされて、このフローを終了する。ウェイトがまだ収束していなければ判定が満たされず、ステップS55に移る。
In step S50, the
ステップS55では、上記ステップS5と同様、アダプティブ制御部51が上記メモリ20で記憶されている受信信号データを読み込む。
In step S55, as in step S5, the
その後、ステップS60において、参照レベル制御部54で、前述のFSK復号部40から入力される信号に基づき、復号化された受信信号の次のエッジ(復号化された矩形波信号のうち、次の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ)を検出したかどうかを判定する。次のエッジが検出されるまでは判定が満たされずステップS35に戻り、同様の手順を繰り返す。次のエッジが検出されたら判定が満たされてステップS30に戻り、同様の手順を繰り返す。
After that, in step S60, the reference
以上のようにして、ステップS30で設定された参照レベルの値に基づき、ステップS35→ステップS40→ステップS50→ステップS55→ステップS60→ステップS35→…と収束演算を繰り返すことで、復号化された矩形波信号の1つのエッジから次のエッジまでの間に相当する受信正弦波信号の高レベル部分(又は低レベル部分、以下対応関係同じ)がより高レベル(又は低レベル)となるように演算を行っていく。そしてこの間に次のエッジが検出されたらステップS60を経てステップS30において参照レベルを高レベル用参照レベルから低レベル用参照レベルに切り替え(又は低レベル用参照レベルから高レベル用参照レベルに切り替え)、そのエッジからさらに次のエッジまでの間に相当する受信正弦波信号の低レベル部分(又は高レベル部分、以下対応関係同じ)がより低レベル(又は高レベル)となるように演算を行っていく。このようにして先に図5や図6に示したような、受信信号の感度を高めるようなアダプティブアレイ処理が実現される。 As described above, on the basis of the reference level value set in step S30, decoding is performed by repeating the convergence calculation in steps S35, S40, S50, S55, S60, S35, and so on. Calculation so that the high-level part (or low-level part, the same correspondence relationship) of the received sine wave signal corresponding to the period from one edge of the rectangular wave signal to the next edge is higher (or lower level). I will go. If the next edge is detected during this period, the reference level is switched from the reference level for high level to the reference level for low level in step S30 through step S60 (or switched from the reference level for low level to the reference level for high level). The calculation is performed so that the low level portion (or high level portion, the same correspondence relationship below) of the received sine wave signal corresponding to the edge from that edge to the next edge becomes a lower level (or high level). . In this way, adaptive array processing is implemented to increase the sensitivity of the received signal as shown in FIGS.
図9は、図8に示したアダプティブ制御部51及び参照レベル制御部54の実行するステップS20の詳細制御手順を表すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a detailed control procedure of step S20 executed by the
図9において、前述のようにステップS15で矩形波信号の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジのうち先頭のものが検出されたら、このフローのまずステップS21において、そのエッジ後の合成出力信号Yの値が高レベル信号に相当するか低レベル信号に相当するかを適宜の手法(例えば多数のデータの平均値をしきい値としてこれとの大小で比較する等)により、判定する。 In FIG. 9, when the leading edge of the rising edge or falling edge of the rectangular wave signal is detected in step S15 as described above, the value of the combined output signal Y after that edge is first determined in step S21 of this flow. Whether it corresponds to a high-level signal or a low-level signal is determined by an appropriate method (for example, comparing an average value of a large number of data as a threshold value with a magnitude).
先頭エッジ後における合成出力信号Yが低レベル信号であった場合には(後述するように制御手順上次の図10のステップS32で高レベル←→低レベルを逆転させることから)ステップS22に移り、サンプリング値のうち正の値において参照すべき正値参照レベルを高レベル正値用参照レベルに設定するとともに、サンプリング値のうち負の値において参照すべき負値参照レベルを高レベル負値用参照レベルに設定する(前述の図5も参照)。 If the combined output signal Y after the leading edge is a low level signal (as will be described later, the control procedure proceeds from step S32 in FIG. 10 to reverse the high level ← → low level), the process proceeds to step S22. The positive reference level that should be referred to in the positive value among the sampling values is set to the reference level for the high level positive value, and the negative reference level that should be referred to in the negative value among the sampling values is used for the high level negative value The reference level is set (see also FIG. 5 above).
逆に先頭エッジ後における合成出力信号Yが高レベル信号であった場合にはステップS23に移り、サンプリング値のうち正の値において参照すべき正値参照レベルを低レベル正値用参照レベルに設定するとともに、サンプリング値のうち負の値において参照すべき負値参照レベルを低レベル負値用参照レベルに設定する(前述の図5も参照)。 On the contrary, if the composite output signal Y after the leading edge is a high level signal, the process proceeds to step S23, and the positive value reference level to be referred to in the positive value of the sampling value is set as the reference level for the low level positive value. At the same time, the negative value reference level to be referred to in the negative values of the sampling values is set to the low level negative value reference level (see also FIG. 5 described above).
以上のようにしてステップS22又はステップS23が終了したら、ステップS24に移る。ステップS24では、上記先頭エッジ後の合成出力信号Yの符号が正であるか負の値であるかを判定する。 When step S22 or step S23 is completed as described above, the process proceeds to step S24. In step S24, it is determined whether the sign of the combined output signal Y after the leading edge is positive or negative.
先頭エッジ後における合成出力信号Yの符号が負であった場合には(後述するように制御手順上図11のステップS43及びステップS45で正←→負を逆転させることから)ステップS25に移り、合成出力信号Yに付するための符号を正に設定する。 If the sign of the composite output signal Y after the leading edge is negative (since the control procedure reverses positive ← → negative in step S43 and step S45 in FIG. 11 as described later), the process proceeds to step S25. A sign for adding to the composite output signal Y is set to be positive.
逆に先頭エッジ後における合成出力信号Yの符号が正であった場合にはステップS26に移り、合成出力信号Yに付する符号を負に設定する。 Conversely, if the sign of the composite output signal Y after the leading edge is positive, the process proceeds to step S26, and the sign attached to the composite output signal Y is set to negative.
上記ステップS25及びステップS26が終了したら、このルーチンを終了し、図8のステップS30へと移行する。 When step S25 and step S26 are finished, this routine is finished, and the routine proceeds to step S30 in FIG.
図10は、図8に示した参照レベル制御部54の実行するステップS30の詳細制御手順を表すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing the detailed control procedure of step S30 executed by the reference
図10において、上記図9のステップS25又はステップS26が終了したら、このフローのまずステップS31において、前回(この時点)で設定された参照レベルが高レベル用のものであるか低レベル用のものであるかを判定する。 In FIG. 10, when step S25 or step S26 of FIG. 9 is completed, in step S31 of this flow, the reference level set at the previous time (at this time) is for the high level or for the low level. It is determined whether it is.
前回設定参照レベルが低レベル用のものであった場合、ステップS32に移り、サンプリング値のうち正の値において参照すべき正値参照レベルを高レベル正値用参照レベルに設定するとともに、サンプリング値のうち負の値において参照すべき負値参照レベルを高レベル負値用参照レベルに設定する(前述の図5も参照)。 If the previously set reference level is for the low level, the process proceeds to step S32, where the positive value reference level to be referred to in the positive value among the sampled values is set to the high level positive value reference level, and the sampling value The negative value reference level to be referred to in the negative value is set to the high level negative value reference level (see also FIG. 5 described above).
逆に前回設定参照レベルが高レベル用のものであった場合、ステップS33に移り、サンプリング値のうち正の値において参照すべき正値参照レベルを低レベル正値用参照レベルに設定するとともに、サンプリング値のうち負の値において参照すべき負値参照レベルを低レベル負値用参照レベルに設定する(前述の図5も参照)。 On the other hand, if the previously set reference level is for the high level, the process proceeds to step S33, and the positive value reference level to be referred to in the positive value among the sampling values is set to the low level positive value reference level. The negative value reference level to be referred to in the negative values among the sampling values is set to the low level negative value reference level (see also FIG. 5 described above).
ステップS32又はステップS33が終了したら、このルーチンを終了し、図8のステップS35へと移行する。 When step S32 or step S33 is completed, this routine is ended, and the process proceeds to step S35 in FIG.
以上のような前回参照レベルの高低と逆に今回参照レベルを設定しなおすことにより、図8において矩形波信号の次の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジが検出されてステップS60からステップS30に戻ったとき、立ち上がりエッジ前の低レベル用参照レベルから立ち上がり後の高レベル用参照レベルへの切り換え、あるいは立ち下がりエッジ前の高レベル用参照レベルから立ち下がり後の低レベル用参照レベルへの切り換えを実行する。 When the next rising edge or falling edge of the rectangular wave signal is detected in FIG. 8 by resetting the current reference level opposite to the previous reference level, the process returns from step S60 to step S30. Execute switching from low level reference level before rising edge to high level reference level after rising edge, or switching from high level reference level before falling edge to low level reference level after falling edge .
また、図8において最初にステップS5〜ステップS15よりステップS20にて前述の初期設定を経てステップS30へ移行したときに、ステップS15で検出したエッジの後の合成出力信号Yのレベルの高低に対応して、高レベル用参照レベル又は低レベル用参照レベルを正しく設定する。 Further, in FIG. 8, when the process proceeds from step S5 to step S15 to step S30 through the initial setting in step S20, the level of the composite output signal Y after the edge detected in step S15 is handled. Thus, the reference level for high level or the reference level for low level is set correctly.
図11は、図8に示したアダプティブ制御部51及び参照レベル制御部54の実行するステップS40の詳細制御手順を表すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing a detailed control procedure of step S40 executed by the
図11において、上記図8のステップS35が終了したら、このフローのまずステップS41において、前回(この時点)で合成出力信号Yに付する符号が正であるか負であるかを判定する。 In FIG. 11, when step S35 of FIG. 8 is completed, first in step S41 of this flow, it is determined whether the sign attached to the combined output signal Y at the previous time (at this time) is positive or negative.
前回符号が負であった場合、ステップS42に移り、当該サンプリング値に対し参照すべき参照レベルを正値用参照レベルに設定し、ステップS43で合成出力信号Yに付する符号を正に設定し直す。 If the previous sign was negative, the process proceeds to step S42, the reference level to be referred to the sampled value is set to the positive value reference level, and the sign attached to the composite output signal Y is set to positive in step S43. cure.
逆に前回符号が正であった場合、ステップS44に移り、当該サンプリング値に対し参照すべき参照レベルを負値用参照レベルに設定し、ステップS45で合成出力信号Yに付する符号を負に設定し直す。 On the other hand, if the previous sign is positive, the process proceeds to step S44, where the reference level to be referred to the sampled value is set to the negative value reference level, and the sign attached to the composite output signal Y is made negative in step S45. Set again.
以上のようにしてステップS43又はステップS45が終了したら、ステップS46に移る。 When step S43 or step S45 is completed as described above, the process proceeds to step S46.
ステップS46では、上記加算部53より入力される合成出力信号Yに上記ステップS43又はステップS45で設定した符号を付した値と、ステップS42又はステップS44で設定された参照レベルの値との偏差(誤差)を計算し、誤差信号を生成する。
In step S46, the difference between the value obtained by adding the sign set in step S43 or step S45 to the combined output signal Y input from the
その後、ステップS47で、上記ステップS46で生成した誤差信号と、上記加算部53より入力された合成出力信号Y(アダプティブ制御部51への入力信号)とを、予め設定されたLMSアルゴリズムなどの公知のウェイト更新の漸化式に代入し、それまでのウェイトの値を更新する。
After that, in step S47, the error signal generated in step S46 and the combined output signal Y (input signal to the adaptive control unit 51) input from the
そして、ステップS48において、上記ステップS47で更新したウェイトの値を、アダプティブ制御部51に備えられたウェイトレジスタ(図示せず)に新たに設定する。
In step S48, the weight value updated in step S47 is newly set in a wait register (not shown) provided in the
これにより、アダプティブ制御部51から乗算部52a〜cへの位相制御信号において各受信アンテナ2A,2B,2Cごとに上記算出されたウェイトによって重み付けが行われ、対応する位相及び振幅(ゲイン)が乗算部52a〜cで設定される。この結果、アンテナ2A〜2Cで生成される指向性がその受信信号強度が最大値すなわち最適感度となるように模索される。
As a result, the phase control signals from the
以上のような制御により、ウェイトがまだ収束していない間は、図8においてステップS40→ステップS50→ステップS55→ステップS60→(又はステップS30を介し)ステップS35→ステップS40と繰り返しウェイトを更新しながら受信感度が最適となる指向性を模索していく。このときウェイトの値(または誤差信号の値)はDSP10内のRAM等の適宜の記憶手段に記憶されながらそれまでに記憶されたものとその大きさが比較されており、上記のようにして収束演算を繰り返していくときにそれまでの記憶値に比べ変化が所定値以下とみなされると、図8でステップS50で演算が収束したと判定される。このようにして最適なウェイトが見つかったら収束演算が終了しステップS50の判定が満たされ、最適な指向性が実現される。
While the weights have not yet converged by the control as described above, the weights are repeatedly updated in the order of step S40 → step S50 → step S55 → step S60 → (or via step S30) S35 → step S40 in FIG. While searching for the directivity that optimizes the reception sensitivity. At this time, the weight value (or error signal value) is stored in an appropriate storage means such as a RAM in the
以上において、アダプティブアレイ処理部50に備えられた乗算部52a〜52c及び加算部53が、各請求項記載の、複数のアンテナ素子で受信した信号に対し、複数のアンテナ素子による指向性を応答器に対する受信感度が最適となるように変化させるための重み付けを適用し、その重み付け後の信号を出力する重み付け信号出力手段を構成し、アダプティブ制御部51が、重み付け信号出力手段からの重み付け後の信号の信号レベルが、所定の目標信号レベルに近づくように、重み付け信号出力手段へ出力する重み付けを決定する重み付け決定手段を構成する。
In the above, the
また、参照レベル制御部54が、所定の目標信号レベルを設定する目標信号レベル設定手段を構成し、FSK復号部40は、複数のアンテナ素子で受信した信号の包絡線の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出するエッジ検出手段を構成する。
Further, the reference
また受信信号A/D変換部12は、複数のアンテナ素子が受信した応答器からの信号を所定時隔でサンプリングし、そのサンプリング値を順次重み付け決定手段へ出力するサンプリング手段を構成し、メモリ20は、サンプリング手段によるサンプリング値を読み出し可能に記憶する記憶手段を構成する。
The received signal A /
以上のように構成した本実施形態の作用効果を以下に説明する。 The operational effects of the present embodiment configured as described above will be described below.
本実施形態の質問器100では、応答器である無線タグTからの信号を受信アンテナ2A〜2Cで受信すると、アダプティブアレイ処理部50の乗算部52a〜52cが、アダプティブ制御部51で決定されたウェイトを適用して重み付け後を行い、受信アンテナ2A〜2Cによる指向性を無線タグ回路素子Toへの受信感度が最適となるように変化させるいわゆるアダプティブ制御が実行される。ここで本実施形態では、アダプティブ制御部51が重み付けを決定する際、乗算部52a〜52cで重み付けされ加算部53で合算された合成出力信号Yについて、その高レベル部分は高レベル用参照レベル(詳細には高レベル正値又は負値用参照レベル)、低レベル部分は低レベル用参照レベル(詳細には低レベル正値又は負値用参照レベル)に近づくように重み付けを決定する。このように、信号レベル同士の比較によるアダプティブ制御とすることにより、重み付け処理後の信号を復調した信号波形と所定の参照用信号波形とを比較し復調信号波形が参照用信号波形に近づくように重み付けを決定する従来技術のアダプティブ制御のように、信号復調のために必要な多大な演算時間の影響によってアンテナ指向性制御の収束時間が長くなるのを防止できる。すなわち、上記従来技術と異なり、本実施形態でディレイが発生するのは情報信号始点検出時のイニシャルディレイのみ(前述のdelay1+delay2+delay3)であり、以降のウェイト更新中には発生しないため、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。この結果、受信アンテナ2A〜2Cの指向性制御の収束時間を短縮し、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。
In the
またこのとき、上記目標信号レベルとしての参照レベルを、FSK復号部40で検出した合成出力信号Yのエッジに応じて参照レベル制御部54で設定することにより、アダプティブ制御を行うべき開始点・終了点等を正しく認識することができ、波形同士の比較による通常のアダプティブ制御とは異なるレベル同士の比較によるアダプティブ制御を確実に行うことができる。
At this time, the reference level as the target signal level is set by the reference
さらに、アダプティブアレイ処理部50におけるアダプティブアレイ処理において、加算部53からの合成出力信号(すなわちAM復調部30で復調する前の出力)をアダプティブ制御部51へ供給してウェイトの設定・更新を行うことにより、復調後の出力を供給する場合に起こりうる前述のLPF及びHPFのタップ数に起因するディレイの影響を防止することができる。
Further, in the adaptive array processing in the adaptive
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit and technical idea of the present invention. Hereinafter, such modifications will be described.
(1)サンプリングに応じた参照レベル設定のバリエーション(その1)
すなわち、上記実施形態では、アダプティブ制御部51及び参照レベル制御部54で、各周期Tにおいて、予め定められた所定のサンプル番号のサンプル値に対応づける形で参照レベルの設定を行った。具体的には、図8のステップS35において半周期T/2のうちの先頭サンプルであった場合に限りステップS40に移り、図11のステップS42又はステップS44で参照レベルの設定を行ったが、本発明の適用態様はこれに限られない。
(1) Variation of reference level setting according to sampling (1)
That is, in the above embodiment, the
すなわち、ある1つの周期Tにおいて、最も絶対値の大きい正値(例えば前述の図7の最初の1周期ではY0)に対応づけて高レベル正値用参照レベル(=高レベル正目標値)又は低レベル正値用参照レベル(=低レベル正目標値)を設定し、最も絶対値の大きい負値(例えば前述の図7の最初の1周期ではY2)に対応づけて高レベル負値用参照レベル(高レベル負目標値)又は低レベル負値用参照レベル(低レベル負目標値)を設定してもよい。 That is, in a certain period T, the reference level for high level positive value (= high level positive target value) or the positive value having the largest absolute value (for example, Y0 in the first period of FIG. 7 described above) or A reference level for low level positive value (= low level positive target value) is set, and a reference value for high level negative value is associated with the negative value having the largest absolute value (for example, Y2 in the first cycle of FIG. 7). A level (high level negative target value) or a reference level for low level negative values (low level negative target value) may be set.
図12は、このような変形例におけるアダプティブアレイ処理部50が実行するアダプティブアレイ処理動作の制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態の図8に相当する図である。図8と同等の手順には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 12 is a flowchart showing a control procedure of the adaptive array processing operation executed by the adaptive
図12においては、ステップS20とステップS30との間に、新たにステップS20Aを設けている。すなわち、ステップS20で前述したようにして参照レベルの初期値設定と、合成出力信号Yの符号の初期値設定を行った後は、ステップS20Aに移る。 In FIG. 12, step S20A is newly provided between step S20 and step S30. That is, after setting the initial value of the reference level and the initial value of the sign of the composite output signal Y as described above in step S20, the process proceeds to step S20A.
このステップS20Aでは、アダプティブ制御部51で、半周期T/2において絶対値が最大となるようなサンプルデータを検出し、例えばそのサンプル番号を適宜の手段に記憶しておく。
In step S20A, the
その後、ステップS30において前述したように、参照レベルの設定を行った後、ステップS35に代えて設けられたステップS35′に移る。 Thereafter, as described above in step S30, after setting the reference level, the process proceeds to step S35 ′ provided in place of step S35.
ステップS35′では、アダプティブ制御部51で、先にステップS5でメモリ20から読み込んだサンプル値が、アダプティブアレイ制御のために予め適宜定められた所定のサンプルナンバー条件、すなわちこの変形例では上記半周期T/2の間で絶対値が最大となるサンプル(番号)であるかどうかを判定する。
In step S35 ', the sample value previously read from the
そして、当該絶対値最大のサンプル値であった場合にのみ判定が満たされ、ステップS40に移り、以降同様のアダプティブアレイ処理が行われる。 Then, the determination is satisfied only when the absolute value is the maximum sample value, the process proceeds to step S40, and the same adaptive array processing is performed thereafter.
なお、1つの周期における最大値でなく、複数の周期T中のそれぞれの対応サンプル番号ごとの平均値を求め、同様の手法で参照レベル設定を行っても良い。 In addition, instead of the maximum value in one period, an average value for each corresponding sample number in a plurality of periods T may be obtained, and the reference level may be set by the same method.
(2)サンプリングに応じた参照レベル設定のバリエーション(その2)
また、例えばサンプリング間隔を変えて受信アンテナ2A〜2Cで受信した信号を受信信号A/D変換部12が(1/4n)T(但しn=1,3,5,…;前述の図7はn=1の場合に相当)でサンプリングしておき、アダプティブ制御部51及び参照レベル制御部54で、それらサンプリング値のうち、各周期T中において1つの正値と1つの負値の間の値あるいはその中央の値(例えば図7の場合はY0とY2との間のY1、Y2とY4との間のY3等)について、目標信号レベルを0に設定するようにしてもよい。
(2) Variation of reference level setting according to sampling (part 2)
Further, for example, the received signal A /
図13は、このような変形例におけるアダプティブアレイ処理部50が実行するアダプティブアレイ処理動作の制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態の図8に相当する図である。図8と同等の手順には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 13 is a flowchart showing the control procedure of the adaptive array processing operation executed by the adaptive
図13においては、ステップS35及びステップS40に代えて、ステップS35″及びステップS40′を設けている。すなわち、ステップS30において前述したように参照レベルの設定を行った後、ステップS35′に移り、アダプティブ制御部51で、先にステップS5でメモリ20から読み込んだサンプル値が、アダプティブアレイ制御のために予め適宜定められた所定のサンプルナンバー条件、すなわちこの変形例では上記半周期T/2のうち先頭サンプル(例えば図7のY0,Y2,Y4,Y6,…)若しくは半周期T/2の中間サンプル(例えば図7のY1,Y3,Y5,Y7,…)であるかどうかを判定する。
13, step S35 ″ and step S40 ′ are provided instead of step S35 and step S40. That is, after setting the reference level as described above in step S30, the process proceeds to step S35 ′. The sample value previously read from the
そして、当該サンプル値であった場合にのみ判定が満たされ、ステップS40′に移る。 Then, the determination is satisfied only when the sample value is satisfied, and the process proceeds to step S40 ′.
図14は、この変形例におけるアダプティブ制御部51及び参照レベル制御部54の実行するステップS40′の詳細制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態の図11に相当する図である。図11と同等の手順には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 14 is a flowchart showing a detailed control procedure of step S40 ′ executed by the
図14において、上記図13のステップS35″が終了したら、ステップS41の前に新たに設けたステップS40Aに移行する。 In FIG. 14, when step S35 ″ in FIG. 13 is completed, the process proceeds to step S40A newly provided before step S41.
ステップS40Aでは、先にステップS5でメモリ20から読み込んだサンプル値が、上記半周期T/2の中間サンプルであるかを判定する。
In step S40A, it is determined whether the sample value previously read from the
半周期T/2のうち先頭サンプルであれば判定が満たされず、図11と同様のステップS41に移り、以降、同様の手順を行う。 If it is the first sample in the half cycle T / 2, the determination is not satisfied, and the process proceeds to step S41 similar to FIG. 11, and thereafter the same procedure is performed.
半周期T/2の中間サンプルである場合は、判定が満たされてステップS49Bに移り、参照レベルを0に設定し、ステップS46に移る。これにより、半周期T/2の先頭サンプルについては所定の高レベル用又は低レベル用参照レベルを用い、中間サンプルについては参照レベル0を用いて、ウェイト算出のための演算処理が行われる。 If it is an intermediate sample of half cycle T / 2, the determination is satisfied and the routine goes to Step S49B, the reference level is set to 0, and the routine goes to Step S46. As a result, arithmetic processing for weight calculation is performed using a predetermined reference level for high level or low level for the first sample of the half cycle T / 2 and using reference level 0 for the intermediate sample.
(3)最初の収束演算時のバリエーション
すなわち、上記実施形態では、図8のフローにおいてウェイトが収束しない間(収束計算を行っている最中)は前述のようにステップS35→ステップS40→ステップS50→ステップS55→ステップS60→ステップS35→…という手順を繰り返す。ここで、このアダプティブアレイ処理を開始した後の当初は、ウェイトも初期値からの計算開始となり収束までに比較的時間がかかる場合が多く、収束しない状態のまま、受信信号の最初に設けられる既知のデータ部分(=いわゆるプリアンブル)が終了してしまう可能性がある。そのような場合、上記繰り返しによって当初のウェイト初期値よりはある程度計算が進みウェイト最適値に向かってウェイトが更新されてきているにもかかわらず、プリアンブルの終了によって上記ウェイトの最適化の履歴が無駄になり、また最初からウェイトの更新を行うこととなる。
(3) Variation at First Convergence Calculation That is, in the above embodiment, while the weight does not converge in the flow of FIG. 8 (during the convergence calculation), as described above, step S35 → step S40 → step S50. → Step S55 → Step S60 → Step S35 →... Here, at the beginning after this adaptive array processing is started, the weight also starts calculation from the initial value, and in many cases it takes a relatively long time for convergence. Data portion (= so-called preamble) may end. In such a case, although the calculation has progressed to some extent from the initial weight initial value due to the repetition and the weight has been updated toward the optimum weight value, the weight optimization history is wasted due to the end of the preamble. In addition, the weight is updated from the beginning.
本変形例では、プリアンブルが終了しても、上記ウェイト最適化の履歴はそのまま活用するようにしてさらに迅速なウェイト計算の収束を図るようにするものである。 In this modification, the weight optimization history is utilized as it is even after the preamble is completed, so that the weight calculation can be converged more quickly.
図15は、このような変形例におけるアダプティブアレイ処理部50が実行するアダプティブアレイ処理動作の制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態の図8に相当する図である。図8と同等の手順には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 15 is a flowchart showing a control procedure of the adaptive array processing operation executed by the adaptive
図15においては、ステップS55とステップS60との間に、新たにステップS56を設けている。すなわち、ステップS55で前述したようにしてアダプティブ制御部51が上記メモリ20で記憶されている受信信号データを読み込んだ後は、ステップS56に移る。
In FIG. 15, step S56 is newly provided between step S55 and step S60. That is, after the
ステップS56では、アダプティブ制御部51が、ステップS55で読み込んだ受信信号データに基づき、プリアンブルが終了しているかどうかを適宜の手法で判定する。例えば、上記FSK復号部40によってまず最初の立ち上がりエッジが検出された(言い換えれば変調信号の始点を検出した)後に、プリアンブルデータに相当する回数のエッジが検出されたかどうかを判定すればよい。
In step S56, the
プリアンブルが終了していなければこのステップS56の判定が満たされず、図8と同様のステップS60に移り、以降同様の手順を繰り返す。 If the preamble has not ended, the determination in step S56 is not satisfied, and the process proceeds to step S60 similar to FIG. 8, and thereafter the same procedure is repeated.
プリアンブルが終了したらステップS56の判定が満たされ、ステップS57に移り、上記したウェイト更新履歴の再利用のための繰り返し読み出しのための設定を行い、ステップS60に移行する。ステップS60以降は前述と同様である。 When the preamble is completed, the determination in step S56 is satisfied, the process proceeds to step S57, the setting for repeated reading for reuse of the above-described weight update history is performed, and the process proceeds to step S60. Step S60 and subsequent steps are the same as described above.
図16は、アダプティブ制御部51の実行する上記ステップS57の詳細手順を表すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing the detailed procedure of step S57 executed by the
まずステップS58において、前回の(ここまで計算した)ウェイトの値を、次回ウェイト初期値として設定し、適宜の手段に記憶する。 First, in step S58, the previous weight value (calculated so far) is set as the next weight initial value and stored in an appropriate means.
その後ステップS59において、前述したステップS55でのメモリ20からのデータ読み込みに使用する読み出しポインタ(読み出し指示識別子)を、最初のエッジの位置(すなわちプリアンブル開始時の立ち上がりエッジ)に戻し、このルーチンを終了する。
In step S59, the read pointer (read instruction identifier) used for reading data from the
以上のような手順により、収束演算途中でプリアンブルが終了した場合、次のサンプルが最初のエッジとなることからステップS60が満たされてステップS30に戻り、ステップS30→ステップS35を経てステップS40で再びウェイトの計算が開始されるが、このときの計算開始時のウェイトの値を、ウェイト初期値でなく、上記ステップS58での設定記憶値とすることができる。この結果、これまでのウェイト最適化の計算履歴をそのまま活用して計算を再開することができるので、さらに迅速なウェイト計算の収束を図ることができる。 When the preamble is finished during the convergence calculation by the above procedure, the next sample becomes the first edge, so step S60 is satisfied and the process returns to step S30. After step S30 → step S35, step S40 again. The calculation of the weight is started. At this time, the weight value at the start of the calculation can be set as the stored value in step S58, not the initial weight value. As a result, the calculation can be restarted using the weight optimization calculation history so far, so that the weight calculation can be converged more quickly.
(4)低レベル成分を位相反転させる場合
すなわち、上記実施形態においては、正弦波信号包絡線の略矩形波形状を明確にし際だたせるために、高レベル部分については絶対値のより大きい高レベル正値用参照レベルを設定してよりレベル絶対値を増大させるようにし、低レベル部分については絶対値のより小さい低レベル正値用参照レベルを設定してよりレベル絶対値を減少させるようにして、ウェイトの収束演算を行った。
(4) When the phase of the low-level component is inverted That is, in the above-described embodiment, in order to clarify the substantially rectangular wave shape of the sinusoidal signal envelope, the high-level positive value having a larger absolute value is used for the high-level portion. Set the reference level for the value to increase the level absolute value more, and for the low level part, set the reference level for the low level positive value with a smaller absolute value to reduce the level absolute value more, A weight convergence calculation was performed.
しかしながら、低レベル部分については、上記のように絶対値の低減方向にとどまらず、図5に対応する図17に示すように、レベルの符号を逆とする側、すなわち低レベル正値であれば負側に参照レベルを設定して負方向へ合成出力信号レベル変化していくように、低レベル負値であれば正側に参照レベルを設定して正方向へ向けて合成出力信号レベルが変化していくように(いわば位相が反転するように)、ウェイトの計算を行う。このようにすることで、図18(a)に示すウェイト初期値の状態から、比較的短時間で図18(b)に示す最適ウェイト値状態となり、さらに迅速に指向性最適状態を実現できるはずである。 However, the low level portion is not limited to the direction of decreasing the absolute value as described above, and as shown in FIG. 17 corresponding to FIG. 5, if the level is reversed, that is, the low level positive value. Just like setting the reference level on the negative side and changing the composite output signal level in the negative direction, if the negative value is a low level, set the reference level on the positive side and change the composite output signal level in the positive direction The weight is calculated so that the phase is reversed (so that the phase is reversed). By doing so, the state of the weight initial value shown in FIG. 18A becomes the optimum weight value state shown in FIG. 18B in a relatively short time, and the directivity optimum state should be realized more quickly. It is.
本変形例はこのような考察に基づくものである。但し、この場合、上記のように最終的に絶対値を限りなく小さくしたい低レベル部分についてレベルの正負を反対側へ変化させるような制御を行っていることから、そのままではさらに収束計算が続き、図18(b)に示す最適ウェイト値状態(反射波成分割合が最も大きく、明確化された状態)を通り過ぎて図18(c)に示すように反射波成分割合が減少した状態になってしまう。そこで、本変形例では、これまで述べてきた制御手順と異なり、上記合成出力信号Yの反射波成分を監視しておき、そのうちの反射波成分割合が所定値に達したことをもって上記図18(b)のような最適状態が実現されたとみなして収束計算を途中で打ち切るようにする。 This modification is based on such consideration. However, in this case, since the control is performed to change the positive / negative of the level to the opposite side for the low level part where the absolute value is to be reduced as much as possible, as described above, the convergence calculation continues further as it is, Passing through the optimum weight value state (the reflected wave component ratio is the largest and clarified state) shown in FIG. 18 (b), the reflected wave component ratio is reduced as shown in FIG. 18 (c). . Therefore, in this modification, unlike the control procedure described so far, the reflected wave component of the composite output signal Y is monitored, and when the ratio of the reflected wave component reaches a predetermined value, the above-described FIG. It is assumed that the optimal state as shown in b) has been realized, and the convergence calculation is terminated halfway.
図19は、このような変形例におけるアダプティブアレイ処理部50が実行するアダプティブアレイ処理動作の制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態の図8に相当する図である。図8と同等の手順には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 19 is a flowchart showing a control procedure of the adaptive array processing operation executed by the adaptive
図19においては、まずステップS30に代えてステップS30′を設けており、このステップS30では、詳細な内容は省略するが、例えば低レベル正値用参照レベル及び低レベル負値用参照レベルを、当該低レベル部分の正弦波波形が略反転した位相波形となるようなレベルに設定する。 In FIG. 19, step S30 ′ is provided instead of step S30. In step S30, detailed contents are omitted. For example, a low level positive reference level and a low level negative reference level are set as follows. The level is set so that the sine wave waveform of the low level portion is a substantially inverted phase waveform.
その後、ステップS35及びステップS40は上記図8と同様であり、ステップS40の次に、新たにステップS51を設けている。すなわち、図11に示したアダプティブアレイ処理でステップS48の更新ウェイトのレジスタ設定が終了すると、ステップS51に移る。 Thereafter, Step S35 and Step S40 are the same as those in FIG. 8, and Step S51 is newly provided after Step S40. That is, when the update wait register setting in step S48 is completed in the adaptive array processing shown in FIG. 11, the process proceeds to step S51.
ステップS51では、アダプティブ制御部51が、加算部53から入力される合成出力信号Yに基づき、上述の反射波成分割合を適宜の手法で算出する。その後、ステップS50に代えて設けたステップS50′で、上記ステップS51で算出した反射波成分の割合が所定値以上であるかどうかを判定する。所定値以上であれば判定が満たされてフローが終了し、所定値未満であればステップS55に移り、以降、同様の手順を行う。
In step S51, the
本変形例においては、低レベル部分の正値については負の側に向かって、低レベル部分の負値については正の側に向かって、同一絶対値となるように参照レベル値が設定され、これに基づいてウェイト決定される。この結果、より迅速に低レベル部分が減衰する方向へ制御されるので、受信アンテナ2A〜2Cによる指向性をさらに迅速に最適化できる。
In this modification, the reference level value is set so as to have the same absolute value toward the negative side for the positive value of the low level portion and toward the positive side for the negative value of the low level portion, The weight is determined based on this. As a result, since the low level portion is controlled more quickly in the direction of attenuation, the directivity by the receiving
(4)その他
また、以上においては、メモリ20、AM復調部30、FSK復号部40、及びアダプティブ制御部51、参照レベル制御部54は、DSP10に設けられたものであったが、それらはDSP10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。
(4) Others In the above, the
また、以上において、質問器100には、無線タグ回路素子Toに向けて送信波Fcを送信する送信アンテナ1と、その無線タグ回路素子Toから返信される反射波Frを受信する受信アンテナ2A〜2Cが別体として設けられていたが、これにも限られず、無線タグ回路素子Toに向けて送信波Fcを送信すると共にその無線タグ回路素子Toから返信される反射波Fr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。
In the above, the
さらに、以上においては、前記質問器100は、図3の通信システムSにおける質問器として用いられていたが、これに限られず、本発明は、無線タグ回路素子Toに所定の情報を書き込み無線タグTを作成する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。
Further, in the above, the
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。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
1 送信アンテナ
2A〜C 受信アンテナ(アンテナ素子)
12 受信信号A/D変換部(サンプリング手段)
20 メモリ(記憶手段)
40 FSK復号部(エッジ検出手段)
50 アダプティブアレイ処理部
51 アダプティブ制御部(重み付け決定手段)
52a〜c 乗算部(重み付け信号出力手段)
53 加算部(重み付け信号出力手段)
54 参照レベル制御部(目標信号レベル設定手段)
100 質問器
T 無線タグ(応答器)
To 無線タグ回路素子
1 Transmitting
12 Received signal A / D converter (sampling means)
20 memory (storage means)
40 FSK decoding unit (edge detection means)
50 Adaptive
52a-c Multiplier (weighting signal output means)
53 Adder (weighting signal output means)
54 Reference level control unit (target signal level setting means)
100 Interrogator T Wireless tag (responder)
To RFID tag circuit element
Claims (17)
これら複数のアンテナ素子で受信した信号に対し、前記複数のアンテナ素子による指向性を前記応答器に対する受信感度が最適となるように変化させるための重み付けを適用し、その重み付け後の信号を出力する重み付け信号出力手段と、
この重み付け信号出力手段からの前記重み付け後の信号の信号レベルが、所定の目標信号レベルに近づくように、前記重み付け信号出力手段へ出力する重み付けを決定する重み付け決定手段とを有することを特徴とする無線通信システムの質問器。 A plurality of antenna elements for receiving signals transmitted or returned from the responders;
Weighting is applied to signals received by the plurality of antenna elements so as to change the directivity of the plurality of antenna elements so that the reception sensitivity with respect to the responder is optimized, and the weighted signal is output. Weighting signal output means;
Weighting determining means for determining weights to be output to the weighting signal output means so that the signal level of the weighted signal from the weighting signal output means approaches a predetermined target signal level. Interrogator for wireless communication systems.
前記所定の目標信号レベルを設定する目標信号レベル設定手段を有することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 1,
An interrogator for a wireless communication system, comprising target signal level setting means for setting the predetermined target signal level.
前記複数のアンテナ素子で受信した前記信号の包絡線の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出するエッジ検出手段を有し、
前記目標信号レベル設定手段は、前記エッジ検出手段の検出結果に応じて、前記所定の目標信号レベルを設定することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 2,
Edge detection means for detecting a rising edge or a falling edge of an envelope of the signal received by the plurality of antenna elements;
The interrogator of a radio communication system, wherein the target signal level setting means sets the predetermined target signal level according to a detection result of the edge detection means.
前記目標信号レベル設定手段は、前記目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号のうち包絡線の複数のレベル値にそれぞれ対応した複数の目標信号レベル値をそれぞれ設定し、
前記重み付け決定手段は、前記重み付け後の信号の前記複数のレベル値のそれぞれが対応する前記目標信号レベル値に近づくように、前記重み付けを決定することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 2 or 3,
The target signal level setting means sets a plurality of target signal level values respectively corresponding to a plurality of level values of an envelope of the weighted signal as the target signal level,
The interrogator of a wireless communication system, wherein the weight determination means determines the weight so that each of the plurality of level values of the weighted signal approaches the corresponding target signal level value.
前記目標信号レベル設定手段は、前記目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号のうち包絡線の高レベル部分及び低レベル部分にそれぞれ対応する高目標信号レベル及び低目標信号レベルをそれぞれ設定し、
前記重み付け決定手段は、前記重み付け後の信号のうち前記高レベル部分が前記高目標信号レベルに近づき前記低レベル部分が前記低目標信号レベルに近づくように、前記重み付けを決定することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to any one of claims 2 to 4,
The target signal level setting means sets, as the target signal level, a high target signal level and a low target signal level respectively corresponding to a high level portion and a low level portion of an envelope of the weighted signal,
The weight determination means determines the weight so that the high level portion of the weighted signal approaches the high target signal level and the low level portion approaches the low target signal level. Interrogator for wireless communication systems.
前記目標信号レベル設定手段は、前記高目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号の高レベル部分の正値及び負値のそれぞれ目標となる高レベル正目標値及び高レベル負目標値をそれぞれ設定し、前記低目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号の低レベル部分の正値及び負値のそれぞれ目標となる低レベル正目標値及び低レベル負目標値をそれぞれ設定し、
前記重み付け決定手段は、前記重み付け後の信号のうち前記高レベル部分の前記正値及び前記負値が前記高レベル正目標値及び前記高レベル負目標値にそれぞれ近づき、前記重み付け後の信号のうち前記低レベル部分の前記正値及び前記負値が前記低レベル正目標値及び前記低レベル負目標値に近づくように、前記重み付けを決定することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 5,
The target signal level setting means sets, as the high target signal level, a high level positive target value and a high level negative target value, which are targets of the positive value and negative value of the high level portion of the weighted signal, respectively. The low target signal level is set to a low level positive target value and a low level negative target value, which are targets of the positive value and negative value of the low level portion of the weighted signal, respectively.
The weight determination means includes the positive value and the negative value of the high level portion of the weighted signal approaching the high level positive target value and the high level negative target value, respectively. The interrogator of a wireless communication system, wherein the weighting is determined so that the positive value and the negative value of the low level portion approach the low level positive target value and the low level negative target value.
前記複数のアンテナ素子が受信した前記応答器からの信号を所定時隔でサンプリングし、そのサンプリング値を順次前記重み付け決定手段へ出力するサンプリング手段を有し、
前記重み付け決定手段は、前記高レベル部分に対応する前記サンプル値が前記高目標信号レベルに近づき、前記低レベル部分に対応する前記サンプル値が前記低目標信号レベルに近づくように、前記重み付けを決定することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 6,
Sampling means for sampling signals from the responders received by the plurality of antenna elements at predetermined intervals, and sequentially outputting the sampling values to the weighting determination means,
The weight determination means determines the weighting so that the sample value corresponding to the high level portion approaches the high target signal level and the sample value corresponding to the low level portion approaches the low target signal level. An interrogator for a wireless communication system.
前記サンプリング手段によるサンプリング値を読み出し可能に記憶する記憶手段を備えることを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 7,
An interrogator for a wireless communication system, comprising storage means for storing the sampling value obtained by the sampling means in a readable manner.
前記サンプリング手段は、前記複数のアンテナ素子が受信した前記応答器からの周期Tの前記信号を、nを正の整数として(1/2n)Tの時隔でサンプリングすることを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 7,
The sampling means samples the signal of the period T from the responder received by the plurality of antenna elements at a time interval of (1 / 2n) T, where n is a positive integer. System interrogator.
前記応答器からの周期Tの前記信号は、前記複数のアンテナ素子で受信した応答器からの信号を、その周波数が低くなるように変換した中間周波数信号であることを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 9,
The signal of the period T from the transponder is an intermediate frequency signal obtained by converting the signal from the transponder received by the plurality of antenna elements so that the frequency thereof is lowered. Interrogator.
前記目標信号レベル設定手段は、前記サンプリング値のうち、各周期T中の正値1つについて対応する前記高レベル正目標値又は低レベル正目標値を設定し、各周期T中の負値1つについて対応する前記高レベル負目標値又は低レベル負目標値を設定し、前記目標値を設定した各正値負値の間隔が同じサンプル数であることを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 9 or 10,
The target signal level setting means sets the corresponding high-level positive target value or low-level positive target value for one positive value in each cycle T among the sampling values, and sets a negative value 1 in each cycle T. The interrogator of the wireless communication system, wherein the corresponding high-level negative target value or low-level negative target value is set, and the interval between the positive and negative values set with the target value is the same number of samples .
前記目標信号レベル設定手段は、各周期Tにおいて、予め定められた所定のサンプル番号の前記サンプル値に対応づけて、前記設定を行うことを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 11,
The interrogator of a wireless communication system, wherein the target signal level setting means performs the setting in association with the sample value of a predetermined sample number determined in each period T.
前記目標信号レベル設定手段は、ある1つの周期T又は複数の周期T中のそれぞれのサンプル番号ごとの平均値から、前記1つの正値として最も絶対値の大きい正値に対応づけて前記高レベル正目標値又は低レベル正目標値を設定し、前記1つの負値として最も絶対値の大きい負値に対応づけて前記高レベル負目標値又は低レベル負目標値を設定することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 11,
The target signal level setting means associates the high level with the positive value having the largest absolute value as the one positive value from an average value for each sample number in one period T or a plurality of periods T. A positive target value or a low level positive target value is set, and the high level negative target value or the low level negative target value is set in association with the negative value having the largest absolute value as the one negative value. Interrogator for wireless communication systems.
前記受信した信号を(1/4n)Tでサンプリングし、
前記目標信号レベル設定手段は、前記サンプリング値のうち、各周期T中において前記1つの正値と前記1つの負値の間の値あるいはその中央の値について、前記目標信号レベルを0に設定することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to any one of claims 11 to 13,
Sampling the received signal at (1 / 4n) T;
The target signal level setting means sets the target signal level to 0 for a value between the one positive value and the one negative value or a value in the middle thereof in each cycle T among the sampling values. An interrogator for a wireless communication system.
前記目標信号レベル設定手段は、前記低目標信号レベルとして、前記重み付け後の信号のうち前記低レベル部分と略反転した位相となるような目標信号レベルを設定することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to any one of claims 5 to 14,
The target signal level setting means sets a target signal level as the low target signal level so as to have a phase substantially inverted from the low level portion of the weighted signal. Interrogator.
前記重み付け後の信号出力中の応答器から送信された信号成分の割合が所定値以上になった時、重み付けの更新処理を終了することを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to claim 15,
The interrogator of a wireless communication system, wherein the weight updating process is terminated when the ratio of the signal component transmitted from the responder that is outputting the weighted signal exceeds a predetermined value.
前記応答器は無線タグであり、
この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し、該送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を前記複数のアンテナ素子により受信することで、前記無線タグとの間で情報の通信を行うことを特徴とする無線通信システムの質問器。 The interrogator of the wireless communication system according to any one of claims 1 to 16,
The responder is a wireless tag;
A predetermined transmission signal is transmitted to the wireless tag by a transmission antenna, and a response signal returned from the wireless tag in response to the transmission signal is received by the plurality of antenna elements. An interrogator for a wireless communication system, wherein information is communicated between the wireless communication systems.
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