JP2008153851A

JP2008153851A - Ｒｆｉｄデバイス

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Publication number: JP2008153851A
Application number: JP2006338447A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamamoto; 正明山本; Takanori Yamazoe; 孝徳山添; Toshiyuki Kuwana; 利幸桑名; Kazuki Watanabe; 一希渡邊
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: US20080143488A1; KR20080055600A; CN101206721A; JP4437810B2

Abstract

【課題】所属するＲＦＩＤシステムのリーダライタからの送信コマンドを正確に受信できるＲＦＩＤデバイスを提供する。
【解決手段】ＲＦＩＤデバイスの復調回路３１が、受信帯域幅を変更可能な可変ＬＰＦ３０１と、該可変ＬＰＦに接続された２値化回路３０２と、２値化信号から受信コマンドの伝送速度を検出する伝送速度検出回路３０３と、上記可変ＬＰＦの初期状態の受信帯域幅として、受信コマンドの最大伝送速度に対応した帯域幅を設定し、受信コマンドの伝送速度に応じて、上記可変ＬＰＦの受信帯域幅を変更する制御回路３０４とからなる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）デバイスと呼ばれる高周波識別子デバイスに関し、更に詳しくは、リーダライタから送信された無線信号の受信時に、他のＲＦＩＤシステムからの送信信号との干渉の影響を軽減できるＲＦＩＤデバイスに関する。

ＲＦＩＤシステムは、例えば、図１に示すように、一般にリーダライタと呼ばれる無線機１０と、複数のＲＦＩＤデバイス（以下、ＲＦＩＤという。）３０とからなる。ＲＦＩＤ３０は、アンテナを備えたＩＣチップで構成され、図に示すように、物品２０に添付される。ＲＦＩＤ３０は、物品２０の識別子情報を記憶している。

ＲＦＩＤ３０へのデータの書込みと読出しは、リーダライタ１０から、コマンド４０を示す無線変調波の送信に応答して行われる。各ＲＦＩＤ３０は、受信したコマンド４０を復調し、コマンドに応じて、メモリに保存されたデータ（識別情報）を再発射する。以下、各ＲＦＩＤ３０からの送信データをレスポンス５０と言う。

図２は、リーダライタ１０から送信されるコマンド４０のフォーマットを示す。
コマンド４０は、プリアンブル（またはフレームシンク）部４１と、コマンド内容を示すデータ部４２とからなる。プリアンブル部４１は、規則的に変化する「１」、「０」パターンからなり、各ＲＦＩＤ３０は、プリアンブル部４１の受信期間中に、コマンドの伝送速度を検出し、検出された伝送速度でデータ部４２を受信する。

ＲＦＩＤシステムによっては、リーダライタ１０が、複数のＲＦＩＤ３０を相手に、短時間で効率的に無線通信する必要がある。例えば、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤの国際規格であるＩＳＯ１８０００−６Ｃのプロトコルでは、図３に示すように、リーダライタ１０が、所定周期Ｔで、コマンドＡ：４０−１を送信し、コマンドＡに続いて、一定の時間間隔で、コマンドＢ：４０−２、４０−３、・・・の送信を繰り返すようにしている。

ここで、コマンドＡの送信周期Ｔを「認識周期」と定義する。また、認識周期Ｔ内でのコマンド（コマンドＡ、Ｂ）の送信間隔を「タイムスロット」と定義する。すなわち、ＩＳＯ１８０００−６Ｃに従ったリーダライタ１０は、１つの認識周期Ｔを複数のタイムスロットに分割し、タイムスロット毎にコマンドＡまたはコマンドＢを送信する。

リーダライタ１０は、タイムスロット数Ｎを示すコマンドＡを周期的に送信することによって、各ＲＦＩＤ３０に、認識周期Ｔと、タイムスロット数Ｎを記憶するように指令する。各ＲＦＩＤ３０は、コマンドＡを受信すると、各認識周期Ｔにおいて、自分が使用すべきタイムスロットをランダムに選択し、このタイムスロットでの受信コマンドに応答して、レスポンスを送信する。

図３に示した例では、コマンドＡ：４０−１に対してＲＦＩＤ（＃２）がレスポンス５０−１を送信し、コマンドＢ：４０−２に対してＲＦＩＤ（＃１）、コマンドＢ：４０−３に対してＲＦＩＤ（＃３）が、それぞれのレスポンス５０−２、５０−３を送信している。ここでは簡単化の為に、各ＲＦＩＤ３０が、一つのレスポンス５０を送信しているように表示した。実際には、コマンドＡまたはコマンドＢに対してＲＦＩＤ３０がＲＮ１６と呼ばれる擬似乱数を送信し、リーダライタ１０は受信した同じＲＮ１６を含んだＡＣＫコマンドを送信する。そして、最終的にＲＦＩＤ３０がＥＰＣと呼ばれる識別子情報を送信する。

この方式によれば、リーダライタ１０が、通信すべきＲＦＩＤ３０の個数に応じて、認識周期Ｔを最適な長さに設定することによって、複数のＲＦＩＤと短時間で効率的に通信することが可能になる。また、リーダライタ１０が、各コマンドで、ＲＦＩＤシステムの識別子（グループＩＤ）を指定することによって、同じグループＩＤをもつ特定のＲＦＩＤシステムに所属するＲＦＩＤのみにレスポンスを返送させることが可能となる。

ＲＦＩＤシステムで使用できる搬送波の周波数帯は、国際標準規格で定められている。前述したＩＳＯ１８０００−６Ｃでは、搬送周波数帯域は、８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚとなっており、周波数帯域についての詳細な取り決めは、各国の規定に準ずることが明記されている。日本における高出力ＵＨＦ帯ＲＦＩＤの搬送周波数帯域は、９５２ＭＨｚ〜９５４ＭＨｚで、１チャネル当りの帯域幅は、２００ｋＨｚとなっている。

例えば、ＲＦＩＤシステム＃Ａが、搬送周波数９５３ＭＨｚのチャネルでコマンドを送信している時、別のＲＦＩＤシステム＃Ｂが、隣接チャネルとなる搬送周波数９５３．２ＭＨｚを使用して、コマンドを送信している場合を想定する。もし、ＲＦＩＤシステム＃Ａにおけるコマンドの伝送速度が４０ｋｂｐｓの場合、振幅変調で送信される各コマンドの占有帯域幅は、約８０ｋＨｚとなる。

ＲＦＩＤシステム＃Ｂが、ＲＦＩＤシステム＃Ａに近接した位置で動作していた場合、ＲＦＩＤ３０には、図４に示すように、ＲＦＩＤシステム＃Ａのリーダライタが送信したコマンド（振幅変調信号）Ｓ４０と、ビート干渉による２００ｋＨｚの干渉波Ｓ６０とが到来する。この場合、ＲＦＩＤ３０に、干渉波Ｓ６０を除去するための適切な受信フィルタがなければ、干渉波Ｓ６０によって、受信コマンドにビット誤りを引き起こす可能性がある。

上述した干渉波の影響を軽減する従来技術として、例えば、ＵＳ２００５／０２３７１６２Ａ１（特許文献１）には、１個または複数の受信フィルタを備え、受信帯域幅を最小に設定した状態でコマンドの伝送速度を検出し、受信帯域幅をコマンド伝送速度に応じた帯域幅に再調整するＲＦＩＤが提案されている。

また、特開２００３−２９８６７４号公報（特許文献２）には、通信帯域幅と伝送速度とを可変にしたマルチレート受信装置において、伝送速度の検出手段と、カットオフ周波数の異なる複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ）と、ＬＰＦ切り替えスイッチとを備え、受信信号の伝送速度に応じて、最適な特性をもつＬＰＦを選択することが提案されている。

ＵＳ２００５／０２３７１６２Ａ１特開２００３−２９８６７４号公報

特許文献１では、受信帯域幅を最小に設定した状態でコマンドの伝送速度を検出している。そのため、受信コマンドの占有帯域幅がＲＦＩＤの受信帯域幅よりも広い場合、受信信号の高周波成分が除去され、伝送速度の検出に失敗して、ＲＦＩＤの受信帯域幅の調整ができなくなる可能性がある。

例えば、リーダライタ１０が、搬送周波数９５３ＭＨｚのチャネルでコマンドを送信している時、近傍にある別のＲＦＩＤシステムが、隣接チャネルとなる搬送周波数９５３．２ＭＨｚで動作していたと仮定する。ここでは、リーダライタ１０からのコマンドの伝送速度として、４０ｋｂｐｓ、８０ｋｂｐｓ、１６０ｋｂｐｓの３種類があり、ＲＦＩＤ３０が、最低伝送速度４０ｋｂｐｓと対応した最小の受信帯域幅ＢＷ３０で、コマンドを待機した場合について説明する。

リーダライタ１０が、最低伝送速度４０ｋｂｐｓで、コマンド４０を送信した時、振幅変調信号Ｓ４０の占有帯域幅は約８０ｋＨｚとなる。この場合は、図５の（Ａ）に示すように、コマンドの占有帯域幅がＲＦＩＤの受信帯域幅ＢＷ３０内に収まっているため、ＲＦＩＤ３０は、ビート干渉によって発生する２００ｋＨｚの干渉波Ｓ６０を排除して、コマンド４０のプリアンブル部から伝送速度を正確に検出することができる。従って、ＲＦＩＤ３０は、受信帯域幅を伝送速度に応じた最適な帯域幅に再調整（この例では、変更不要）することが可能になる。

しかしながら、リーダライタ１０が、伝送速度８０ｋｂｐｓでコマンド４０を送信した時、振幅変調信号Ｓ４０の占有帯域幅が約１６０ｋＨｚとなって、図５の（Ｂ）に示すように、ＲＦＩＤの受信帯域幅ＢＷ３０を超えてしまう。この場合、ＲＦＩＤ３０は、８０ｋＨｚ以上の周波数をもつ信号成分を受信できないため、伝送速度の検出に失敗し、受信帯域幅を再調整できなくなる可能性がある。

また、リーダライタ１０が、伝送速度１６０ｋｂｐｓでコマンド４０を送信した時、振幅変調信号Ｓ４０の占有帯域幅が約３２０ｋＨｚとなって、図５の（Ｃ）に示すように、ＲＦＩＤの受信帯域幅ＢＷ３０を大きく超えてしまう。この場合も、ＲＦＩＤ３０は、伝送速度の検出に失敗し、受信帯域幅を再調整できなくなる可能性がある。

本発明の目的は、複数のＲＦＩＤシステムが動作する環境において、各ＲＦＩＤが、所属するＲＦＩＤシステムのリーダライタからの送信コマンドを正確に受信できるようにすることにある。

上記目的を達成するため、本発明によるＲＦＩＤは、受信回路の一部となる復調回路が、アンテナに接続された検波器と、該検波器に接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）部と、該ＬＰＦ部に接続された２値化回路とからなり、
上記ＬＰＦ部が、受信帯域幅を変更可能な可変ＬＰＦからなり、上記復調回路が、上記２値化回路の出力信号から受信コマンドの伝送速度を検出する伝送速度検出回路と、該伝送速度検出回路で検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、上記可変ＬＰＦの受信帯域幅を制御する制御回路とを有し、
上記制御回路が、上記可変ＬＰＦの初期状態の受信帯域幅として、受信コマンドの最大伝送速度に対応した帯域幅を設定し、上記伝送速度検出回路によって検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、上記可変ＬＰＦの受信帯域幅を変更することを特徴とする。

本発明によるＲＦＩＤは、他の実施形態において、上記ＬＰＦ部が、それぞれ個別に２値化回路を備える受信帯域幅の異なった複数のＬＰＦからなり、上記復調回路が、受信コマンドの最大伝送速度に対応した受信帯域幅をもつＬＰＦに接続された２値化回路の出力信号から、受信コマンドの伝送速度を検出する伝送速度検出回路と、上記伝送速度検出回路で検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、上記複数のＬＰＦのうちの１つを選択し、該ＬＰＦに接続された２値化回路の出力信号を該復調回路の出力信号とする制御回路とを有することを特徴とする。

また、本発明によるＲＦＩＤは、更に他の実施形態において、上記ＬＰＦ部が、それぞれ個別に２値化回路を備える受信帯域幅の異なった複数のＬＰＦからなり、上記復調回路が、上記各２値化回路の出力信号から受信コマンドの伝送速度を検出する伝送速度検出回路と、上記伝送速度検出回路で検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、上記複数のＬＰＦのうちの１つを選択し、該ＬＰＦに接続された２値化回路の出力信号を該復調回路の出力信号とする制御回路とを有することを特徴とする。

本発明のＲＦＩＤによれば、受信コマンドの伝送速度を検出する時、ＬＰＦの受信帯域幅が、受信コマンドの占有帯域幅をカバーできるため、伝送速度を正しく検出できる。また、受信コマンドの伝送速度に応じて、ＬＰＦの受信帯域幅が適正化されるため、干渉波による影響を軽減して、コマンドを受信することが可能となる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。

図６は、本発明によるＲＦＩＤ３０の１実施例を示すブロック図である。
ＲＦＩＤ３０は、それぞれアンテナ３８に接続された復調回路３１、整流回路３２および変調回路３３と、復調回路３１に接続された復号化回路３４と、変調回路３３に接続された符号化回路３５と、復号化回路３４および符号化回路３５に接続された制御部３６と、制御部３６に接続された不揮発性メモリ３７とからなり、これらの要素３１〜３７は、ＩＣチップに組み込まれている。

整流回路３２は、ＲＦＩＤ３０の動作に必要な電源電圧の発生源となる。メモリ３７には、例えば、システム識別子、ＲＦＩＤ識別子などの情報が記憶されている。アンテナ３８によって受信されたコマンドは、後述するように、復調回路３１で２値信号に変換した後、復号化回路３４でディジタルデータ（コマンド）に復号化され、制御部３６に入力される。

制御部３６は、受信コマンドがコマンドＡの場合、コマンドＡが示すタイムスロット数を記憶し、応答すべき目的タイムスロットをランダムに選択して、目的タイムスロットでのコマンドの受信を待つ。制御部３６は、目的タイムスロットでコマンドを受信すると、レスポンス５０を送信する。但し、目的タイムスロットが、コマンドＡのタイムスロットの場合、制御部は、直ちにレスポンス５０を送信することになる。

レスポンス５０(実際は、ＲＮ１６とＥＰＣ)は、メモリ３７から読み出されたＲＦＩＤ識別子、その他の情報を含んでおり、符号化回路３５で符号化し、変調回路３３で振幅変調した後、アンテナ３８から無線信号として送信される。

図７は、復調回路３１の第１実施例を示す。
復調回路３１は、アンテナ３８の受信信号から搬送周波数成分を除去するための検波器３００と、検波器３００の出力信号Ｓ３００から干渉波成分を除去するためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）部３０１と、ＬＰＦ部３０１に接続された２値化回路３０２とを含み、２値化回路３０２の出力信号が、復調回路３１の出力信号Ｓ３１０となる。

第１実施例では、ＬＰＦ部３０１が、受信帯域幅を変更可能な可変ＬＰＦからなり、伝送速度検出回路３０３とＬＰＦ制御回路３０４とによって、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅をコマンド伝送速度に適合させている。第１実施例の特徴は、ＬＰＦ制御回路３０４が、各コマンドの受信時に、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅をコマンド伝送速度が最大時の占有帯域幅に初期設定した状態で、可変ＬＰＦ３０１の帯域幅制御を開始する点にある。伝送速度検出回路３０３は、コマンドＡのプリアンブル（またはフレームシンク）４１の受信期間内に、２値化回路３０２の出力からコマンド伝送速度を検出し、検出結果をＬＰＦ制御回路３０４に出力する。この制御回路３０４は、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅が、伝送速度検出回路３０３で検出されたコマンド伝送速度と対応する所定の占有帯域幅となるように帯域幅を制御する。

本実施例は、干渉波の影響を除去あるいは軽減する目的で、復調回路に可変ＬＰＦを使用しているが、無線機器では、これと同じ目的でバンドパスフィルタが使用される場合がある。しかしながら、バンドパスフィルタは、受信帯域幅が一定であり、受信したい周波数帯域に応じて、フィルタの中心周波数が変更される。従って、例えば、高い周波数帯域の信号を受信するために、フィルタの中心周波数を高くすると、受信帯域から外れた低い周波数帯域の信号成分を受信できなくなるという問題がある。この問題は、ＬＰＦにはない。

次に、図８と図９を参照して、図７に示した復調回路３１の動作について説明する。
例えば、リーダライタ１０が、搬送周波数９５３ＭＨｚのチャネルで、コマンドを振幅変調信号として送信している時、別のＲＦＩＤシステムが、隣接チャネルとなる搬送周波数９５３．２ＭＨｚで動作している場合を想定する。本実施例の復調回路３１では、可変ＬＰＦ３０１の初期受信帯域幅をコマンドが最大速度で送信された場合の占有帯域幅に初期設定した状態で、受信コマンドの伝送速度を検出する。

リーダライタ１０が、４０ｋｂｐｓまたは８０ｋｂｐｓの２段階のコマンド伝送速度を持っている場合、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅は、最大伝送速度８０ｋｂｐｓと対応した占有帯域幅１６０ｋＨｚに初期設定される。また、リーダライタ１０が、４０ｋｂｐｓ、８０ｋｂｐｓ、１６０ｋｂｐｓの３段階のコマンド伝送速度を持っている場合、可変ＬＰＦ３０１の初期受信帯域幅は、最大速度１６０ｋｂｐｓと対応した占有帯域幅３２０ｋＨｚに設定される。受信コマンドの伝送速度が判明すると、ＬＰＦ３０１の受信帯域幅がコマンド伝送速度に適合した最適な帯域幅に切替えられる。

リーダライタから送信されたコマンド４０の実際の伝送速度が、最も遅い４０ｋｂｐｓであった場合、コマンドの占有帯域幅は約８０ｋＨｚとなる。初期受信帯域幅が１６０ｋＨｚであれば、可変ＬＰＦ３０１は、受信コマンドの全周波数成分を通過し、ビート干渉によって発生する２００ｋＨｚの干渉波は除外できるため、受信コマンドの伝送速度は問題なく検出できる。但し、初期受信帯域幅が３２０ｋＨｚの場合、図８の（Ａ）に示すように、可変ＬＰＦ３０１の初期受信帯域幅ＢＷ３０には、コマンド４０（振幅変調信号Ｓ４０）の占有帯域幅のみならず、ビート干渉によって発生する２００ｋＨｚの干渉波Ｓ６０も含まれるため、周囲での別のＲＦＩＤシステムの状況によって、コマンド伝送速度の検出に誤りが発生する可能性がある。

コマンド伝送速度が伝送速度検出回路３０３で正しく検出された場合、ＬＰＦ制御回路３０４によって、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅ＢＷ３０が、実際のコマンド伝送速度８０ｋＨｚに適合した帯域幅に再調整される。再調整された受信帯域幅ＢＷ３０は、４０ｋｂｐｓのコマンドの占有帯域幅８０ｋＨｚをカバーし、干渉波Ｓ６０を除外したものとなるため、プリアンブル以降のコマンド部分が、干渉波Ｓ６０の影響を受けることなく受信可能となる。

図９は、受信帯域幅の調整後のＲＦＩＤがもつ信号電力対干渉電力比（ＣＩＲ）と、干渉波となる他の搬送周波数との関係（縦軸：ＣＩＲ、横軸：搬送波周波数）を示す。
受信フィルタが無い場合、ＲＦＩＤ３０が応答可能なＣＩＲは、２９ｄＢとなっている。ＲＦＩＤ３０の受信帯域幅が８０ｋＨｚに再調整された場合、ＣＩＲは、受信フィルタ無しの時より約１１ｄＢ改善され、干渉波の影響が軽減されることが分かる。

コマンド４０の実際の伝送速度が８０ｋｂｐｓであった場合、コマンド４０の占有帯域幅は約１６０ｋＨｚとなる。初期受信帯域幅が１６０ｋＨｚであれば、可変ＬＰＦ３０１は、受信コマンドの全周波数成分を通過し、ビート干渉によって発生する２００ｋＨｚの干渉波は除外できるため、受信コマンドの伝送速度は問題なく検出できる。初期受信帯域幅が３２０ｋＨｚの場合、図８の（Ｂ）に示すように、可変ＬＰＦ３０１の初期受信帯域幅ＢＷ３０は、８０ｋｂｐｓのコマンド（振幅変調信号Ｓ４０）の占有帯域幅と、ビート干渉によって発生する２００ｋＨｚの干渉波Ｓ６０とを含むため、コマンド伝送速度の検出に誤りが発生する可能性がある。

コマンド伝送速度が伝送速度検出回路３０３で正しく検出された場合、ＬＰＦ制御回路３０４が、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅ＢＷ３０を実際のコマンド伝送速度１６０ｋＨｚに適合した帯域幅に再調整する。再調整された受信帯域幅ＢＷ３０は、コマンドの占有帯域幅１６０ｋＨｚをカバーし、干渉波Ｓ６０を除外したものとなる。ＲＦＩＤ３０の受信帯域幅を１６０ｋＨｚに再調整すると、図９が示すように、ＲＦＩＤが応答可能なＣＩＲは、受信フィルタ無しの時より約４ｄＢ改善され、干渉波の影響が軽減されることが分かる。

また、コマンド４０の実際の伝送速度が１６０ｋｂｐｓであった場合、コマンド４０の占有帯域幅は約３２０ｋＨｚとなる。この場合も、図８の（Ｃ）に示すように、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅ＢＷ３０は、コマンド４０（振幅変調信号Ｓ４０）の占有帯域幅と、ビート干渉によって発生する２００ｋＨｚの干渉波Ｓ６０を含むため、コマンド伝送速度の検出に誤りが発生する可能性がある。

しかしながら、コマンド伝送速度が伝送速度検出回路３０３で正しく検出された場合、ＬＰＦ制御回路３０４が、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅ＢＷ３０を実際のコマンド伝送速度１６０ｋＨｚに適合した帯域幅に再調整する。この場合、再調整された受信帯域幅ＢＷ３０は、コマンドの占有帯域幅１６０ｋＨｚと干渉波Ｓ６０の両方を含んだものとなるが、図９が示すように、ＲＦＩＤ３０が応答可能なＣＩＲは、受信フィルタ無しの時より約２ｄＢ改善され、干渉波の影響が軽減されることが分かる。

上述した第１実施例によれば、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅をコマンドが最大速度で送信された場合の占有帯域幅に初期設定した状態で、コマンドの伝送速度検出を行っているため、コマンドの実際の伝送速度に関係なく、プリアンブル（またはフレームシンク）部の全周波数成分を使って、コマンド伝送速度を検出することが可能となる。また、コマンドの最大伝送速度と干渉波の状態によっては、伝送速度検出に誤りが発生する可能性があるが、コマンド伝送速度を正しく検出できた場合は、コマンド伝送速度に合わせて受信帯域幅を最適化することにより、干渉波の影響を軽減できることが分かる。

上述した可変ＬＰＦの受信帯域幅の初期設定と適正化は、コマンド毎に行える。但し、後述するように、リーダライタ１０が認識期間Ｔ毎に定期的に送信するコマンドＡの受信時にのみ、上述した可変ＬＰＦの受信帯域幅の初期設定と適正化を実行し、コマンドＢの受信期間中は、可変ＬＰＦの受信帯域幅を固定してもよい。

図１０は、ＲＦＩＤに適用される本発明による復調回路の第２実施例を示す。
第２実施例の復調回路３１は、検波器３００の出力回路に受信帯域幅の異なる複数のＬＰＦを備える。ここでは、リーダライタ１０が、４０ｋｂｐｓ、８０ｋｂｐｓ、または１６０ｋｂｐｓの伝送速度で、各コマンドを振幅変調信号として送信するものとする。この場合、検波器３００の出力信号Ｓ３００は、それぞれ８０ｋＨｚ、１６０ｋＨｚ、３２０ｋＨｚの受信帯域幅をもつ第１、第２、第３のＬＰＦ（３１１Ａ、３１１Ｂ、３１１Ｃ）に入力され、各ＬＰＦ部の出力信号が、２値化回路３１２Ａ、３１２Ｂ、３１２Ｃで、２値信号３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃに変換される。

本実施例では、２値信号３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、セレクタ３１５に入力され、最大の受信帯域幅をもつ第３のＬＰＦに接続された２値信号３１０Ｃが、伝送速度検出回路３１３に入力されている。制御回路３１４は、伝送速度検出回路３１３が検出したコマンド伝送速度に適合したＬＰＦの２値信号を復調回路の出力Ｓ３１０とするように、セレクタ３１５を制御している。

伝送速度検出回路３１３は、第１実施例の伝送速度検出回路３０３と同様、コマンドＡのプリアンブル（またはフレームシンク）部の受信期間内に、２値信号３１０Ｃからコマンド伝送速度を検出し、検出結果を制御回路３１４に出力する。制御回路３１４は、伝送速度検出回路３１３の出力を判定し、伝送速度と対応した受信帯域幅をもつＬＰＦ部を選択して、その２値信号が復調回路出力Ｓ３１０となるように、セレクタ３１５を制御している。

図１１は、図１０で破線で示したＬＰＦ部３１１の具体的な回路構成の１例を示す。
ＬＰＦ部３１１は、互いに直列接続された第１、第２、第３の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と、各抵抗素子の出力端と接地電位との間に並列接続された第１、第２、第３の容量素子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３とからなる。Ｒ１とＣ１で第１のＬＰＦ：３１１Ａが形成され、Ｒ１、Ｒ２、Ｃ１、Ｃ２で第２のＬＰＦ：３１１Ｂが、また、Ｒ１〜Ｒ３、Ｃ１〜Ｃ３で第３のＬＰＦ：３１１Ｂが形成され、これらのＬＰＦからの出力信号が、２値化回路３１２Ａ、３１２Ｂ、３１２Ｃに並列的に供給されている。

コマンド４０の伝送速度が最も遅い４０ｋｂｐｓの時、制御回路３１４は、コマンド伝送速度４０ｋｂｐｓに対応した受信帯域幅３０ＡをもつＬＦＰ３１１Ａを選択して、これに接続された２値化回路３１２Ａの出力が復調回路の出力信号Ｓ３１０となるように、セレクタ３１５を制御する。

コマンド４０の伝送速度が８０ｋｂｐｓの時、制御回路３１４は、コマンド伝送速度８０ｋｂｐｓに対応した受信帯域幅３０ＢをもつＬＦＰ３１１Ｂを選択して、これに接続された２値化回路３１２Ｂの出力が復調回路の出力信号Ｓ３１０となるように、セレクタ３１５を制御する。

リーダライタ１０が伝送速度１６０ｋｂｐｓでコマンド４０を送信している時、もし、別のＲＦＩＤシステムが、隣接チャネルで動作している場合、ビート干渉によって２００ｋＨｚの干渉波が発生する。もし、干渉波Ｓ６０の影響が少なければ、伝送速度検出回路３１３は、２値化回路３１２Ｃの出力から、正しいコマンド伝送速度１６０ｋｂｐｓを検出できる。この場合、制御回路３１４は、コマンド伝送速度１６０ｋｂｐｓに対応した受信帯域幅３０ＣをもつＬＦＰ３１１Ｃを選択して、これに接続された２値化回路３１２Ｃの出力が復調回路の出力信号Ｓ３１０となるように、セレクタ３１５を制御する。

本実施例によれば、制御部回路３１４が、一旦、コマンド伝送速度に対応したＬＰＦ（２値化回路）を選択した後では、図９で説明した第１実施例と同様の改善効果がある。また、最大伝送速度で送信されたコマンドの占有帯域幅が、干渉波の周波数よりも低ければ（例えば、１６０ｋＨｚ）、伝送速度検出回路３１３は、最大伝送速度と対応する２値化回路の出力から、正しいコマンド伝送速度を検出できる。

図１２は、ＲＦＩＤに適用される本発明による復調回路の第３実施例を示す。
第３実施例の復調回路３１は、第２実施例と同様、検波器３００の出力回路に、受信帯域幅の異なる第１、第２、第３のＬＰＦ（３１１Ａ、３１１Ｂ、３１１Ｃ）と、２値化回路３１２Ａ、３１２Ｂ、３１２Ｃとを備える。ここでは、第２実施例と同様、リーダライタ１０が、４０ｋｂｐｓ、８０ｋｂｐｓ、または１６０ｋｂｐｓの伝送速度で、各コマンドを振幅変調信号として送信するものとする。従って、第１、第２、第３のＬＰＦ（３１１Ａ、３１１Ｂ、３１１Ｃ）の受信帯域幅は、それぞれ８０ｋＨｚ、１６０ｋＨｚ、３２０ｋＨｚとなる。

本実施例では、伝送速度検出回路３１３に２値信号３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃが入力されている。伝送速度検出回路３１３は、コマンドＡのプリアンブル（またはフレームシンク）部の受信期間内に、２値信号３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃからコマンド伝送速度を検出し、検出結果を制御回路３１４に出力する。制御回路３１４は、伝送速度検出回路３１３の出力を判定し、伝送速度と対応した受信帯域幅をもつＬＰＦを選択して、その２値信号が復調回路出力Ｓ３１０となるように、セレクタ３１５を制御する。

図１３の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれＬＰＦ：３１１Ａ、３１１Ｂ、３１１Ｃの受信帯域３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃと、干渉波Ｓ６０と、受信コマンドの占有帯域（振幅変調信号Ｓ４０）との関係を示す。

コマンド４０の伝送速度が最も遅い４０ｋｂｐｓの時、ＬＰＦ：３１１Ａと３１１Ｂは、受信コマンドの全帯域を通過し、干渉波Ｓ６０を阻止する。また、ＬＰＦ：３１１Ｃは、受信コマンドの全帯域と干渉波Ｓ６０を通過する。従って、伝送速度検出回路３１３は、少なくとも２値化回路３１２Ａと３１２Ｂの出力から、正しいコマンド伝送速度４０ｋｂｐｓを検出し、制御回路３１４が、コマンド伝送速度４０ｋｂｐｓに対応した受信帯域幅３０ＡをもつＬＦＰ３１１Ａを選択して、これに接続された２値化回路３１２Ａの出力が復調回路の出力信号Ｓ３１０となるように、セレクタ３１５を制御できる。

コマンド４０の伝送速度が８０ｋｂｐｓの時、ＬＰＦ：３１１Ａは、受信コマンドの低域成分を通過し、高域成分と干渉波Ｓ６０を阻止する。また、ＬＰＦ３１１Ｂは、受信コマンドの全帯域を通過して、干渉波Ｓ６０を阻止し、ＬＰＦ：３１１Ｃは、受信コマンドの全帯域と干渉波Ｓ６０を通過する。

この場合、ＬＰＦ：３１１Ａの出力信号は、波形と振幅が劣化しているため、２値化回路３１２Ａの出力信号から正しいコマンド伝送速度を検出することは困難となるが、ＬＰＦ３１１Ｂに接続された２値化回路３１２Ｂからは、コマンド伝送速度をもつ２値パルス信号が出力される。従って、伝送速度検出回路３１３は、少なくとも２値化回路３１２Ｂの出力から、正しいコマンド伝送速度８０ｋｂｐｓを検出し、制御回路３１４が、コマンド伝送速度８０ｋｂｐｓに対応した受信帯域幅３０ＢをもつＬＦＰ３１１Ｂを選択して、これに接続された２値化回路３１２Ｂの出力が復調回路の出力信号Ｓ３１０となるように、セレクタ３１５を制御できる。

コマンド４０の伝送速度が１６０ｋｂｐｓの時、ＬＰＦ：３１１Ａと３１１Ｂは、受信コマンドの低域成分のみを通過し、高域成分と干渉波Ｓ６０の通過を阻止する。ＬＰＦ：３１１Ｃは、受信コマンドの全帯域と干渉波Ｓ６０を通過する。この場合、ＬＰＦ：３１１Ａと３１１Ｂの出力信号は、波形と振幅が劣化しているため、２値化回路３１２Ａ、３１２Ｂの出力信号から正しいコマンド伝送速度を検出することは困難となる。

もし、干渉波Ｓ６０の影響が少なければ、伝送速度検出回路３１３は、２値化回路３１２Ｃの出力から、正しいコマンド伝送速度１６０ｋｂｐｓを検出できる。従って、制御回路３１４が、コマンド伝送速度１６０ｋｂｐｓに対応した受信帯域幅３０ＣをもつＬＦＰ３１１Ｃを選択して、これに接続された２値化回路３１２Ｃの出力が復調回路の出力信号Ｓ３１０となるように、セレクタ３１５を制御できる。

本実施例によれば、制御部回路３１４が、一旦、コマンド伝送速度に対応したＬＰＦ（２値化回路）を選択した後では、図９で説明した第１実施例と同様の改善効果がある。また、第１実施例と第２実施例では、コマンドの最大伝送速度と対応する受信帯域幅をもつＬＰＦでコマンド伝送速度を検出しているため、もし、受信帯域幅が３２０ｋＨｚの場合、２００ｋＨｚの干渉波が存在した時、伝送速度の検出結果に誤りが発生する可能性がある。これに対して、第３実施例では、受信帯域幅の異なる複数のＬＰＦを用いて、コマンド伝送速度を検出しているため、コマンドの占有帯域が干渉波の周波数よりも低い場合は、干渉波の影響を排除して、コマンド伝送速度を誤り無く検出することができる。

図１４は、受信帯域幅の最適化を認識周期Ｔ毎に行った場合のタイムチャートを示す。
リーダライタ１０は、各認識周期Ｔにおいて、最初にコマンドＡ（４０−１）を送信し、その後はコマンドＢ（４０−２、４０−３、・・・）の送信を一定の時間間隔で繰り返す。ここでは、コマンドの伝送速度が４０ｋｂｐｓの場合について説明する。

ＲＦＩＤ３０が、第１実施例のように、可変ＬＰＦ３０１を備えている場合、ＬＰＦ制御回路３０４は、各認識周期Ｔにおいて、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅を初期状態（この例では、３２０ｋＨｚ）に設定して、コマンドＡのプリアンブル（またはフレームシンク）部４１の受信期間中（Ｔ１）にコマンド伝送速度を検出する。コマンド伝送速度が判明すると、ＬＰＦ制御回路３０４は、プリアンブル（またはフレームシンク）部４１の途中または終了時点で、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅をコマンドの占有帯域幅、この例では約８０ｋＨｚに再調整する。認識周期Ｔの残り期間中（Ｔ２）は、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅は固定され、次の認識周期で、同様の手順を繰り替えすことによって、可変ＬＰＦ３０１の受信帯域幅が最適化される。

ＲＦＩＤ３０が、第２、第３実施例のように、受信帯域の異なる複数のＬＰＦを備えている場合も、ＬＰＦ制御回路３０４が、コマンドＡのプリアンブル（またはフレームシンク）部４１の受信期間中（Ｔ１）に検出されたコマンド伝送速度に基いて、最適な受信帯域をもつＬＰＦを選択し、認識周期Ｔの残り期間中（Ｔ２）は、ＬＦＰを固定することによって、図１４のタイムチャートに従った受信帯域幅の最適化を実現できる。

図１４では、リーダライタ１０が、認識周期Ｔを繰り返す形で複数のコマンドを送信した場合のタイムチャートを示したが、リーダライタ１０は、コマンドＡと所定個数のコマンドＢを一定の時間間隔で送信した後で、ＲＦＩＤとの無線通信を一旦終了し、任意の時点で、同様の動作を再開するようにしてもよい。この場合、ＲＦＩＤの復調回路３１は、図１４に示した１周期分の動作を実行し、新たなコマンドＡの受信を待つことになる。

ＲＦＩＤシステムの一般的な構成を示す図。ＲＦＩＤシステムにおいて、リーダライタ１０が送信するコマンドのフレームフォーマットを示す図。ＲＦＩＤシステムにおいて、リーダライタ１０が送信するコマンドと、ＲＦＩＤ３０が返送するレスポンスとの関係を示すタイムチャート。コマンドの占有帯域幅と干渉波との関係を説明するための図。従来技術の受信回路における受信帯域幅と受信コマンドの占有帯域幅との関係を説明するための図。本発明が適用されるＲＦＩＤ３０のブロック構成図。本発明のＲＦＩＤ３０が備える復調回路３１の第１実施例を示す図。第１実施例の復調回路における受信帯域幅と受信コマンドの占有帯域幅との関係を説明するための図。第１実施例におけるＣＩＲの改善効果を示す図。本発明のＲＦＩＤ３０が備える復調回路３１の第２実施例を示す図。図１０におけるＬＰＦ３１１の具体的な回路構成の１例を示す図。本発明のＲＦＩＤ３０が備える復調回路３１の第３実施例を示す図。第２、第３実施例の復調回路における受信帯域幅と受信コマンドの占有帯域幅との関係を説明するための図。受信帯域幅の最適化を周期Ｔ毎に行った場合のタイムチャート。

符号の説明

１０：リーダライタ、２０：物品、３０：ＲＦＩＤ、３１：復調回路、３２：整流回路、３３：変調回路、３４：復号化回路、３５：符号化回路、３６：制御部、３７：メモリ、３８：アンテナ、３００：検波器、３０１：可変ＬＰＦ、３０２：２値化回路、３０３：伝送速度検出回路、３０４：ＬＰＦ制御回路、３１１Ａ〜３１１Ｃ：ＬＰＦ、３１２Ａ〜３１２Ｃ：２値化回路、３１３：伝送速度検出回路、３１４：制御回路、３１５：セレクタ。

Claims

ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムを構成するリーダライタから無線で送信されたコマンドに応答するＲＦＩＤデバイスであって、
受信回路の一部となる復調回路が、アンテナに接続された検波器と、該検波器に接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）部と、該ＬＰＦ部に接続された２値化回路とからなり、
上記ＬＰＦ部が、受信帯域幅を変更可能な可変ＬＰＦからなり、
上記復調回路が、上記２値化回路の出力信号から受信コマンドの伝送速度を検出する伝送速度検出回路と、該伝送速度検出回路で検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、上記可変ＬＰＦの受信帯域幅を制御する制御回路とを有し、
上記制御回路が、上記可変ＬＰＦの初期状態の受信帯域幅として、受信コマンドの最大伝送速度に対応した帯域幅を設定し、上記伝送速度検出回路によって検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、上記可変ＬＰＦの受信帯域幅を変更することを特徴とするＲＦＩＤデバイス。
前記制御回路が、前記リーダライタから受信するコマンド毎に、前記可変ＬＰＦへの初期状態の受信帯域幅の設定と受信帯域幅の変更とを実行することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤデバイス。
前記制御回路が、前記リーダライタが定期的に送信する特定コマンドの受信時に、前記可変ＬＰＦへの初期状態の受信帯域幅の設定と受信帯域幅の変更とを実行し、次の特定コマンドが受信されるまで、上記ＬＰＦの受信帯域幅を固定して、上記リーダライタからのコマンドを受信することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤデバイス。
前記制御回路が、前記リーダライタから受信した特定コマンドの受信時に、前記可変ＬＰＦへの初期状態の受信帯域幅の設定と受信帯域幅の変更を実行し、上記リーダライタとの通信が終了するまで、上記ＬＰＦの受信帯域幅を固定して、上記リーダライタからのコマンドを受信することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤデバイス。
ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムを構成するリーダライタから無線で送信されたコマンドに応答するＲＦＩＤデバイスであって、
受信回路の一部となる復調回路が、アンテナに接続された検波器と、該検波器に接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）部と、該ＬＰＦに接続された２値化回路とからなり、
上記ＬＰＦ部が、それぞれ個別に２値化回路を備える受信帯域幅の異なった複数のＬＰＦからなり、
上記復調回路が、受信コマンドの最大伝送速度に対応した受信帯域幅をもつＬＰＦに接続された２値化回路の出力信号から、受信コマンドの伝送速度を検出する伝送速度検出回路と、上記伝送速度検出回路で検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、上記複数のＬＰＦのうちの１つを選択し、該ＬＰＦに接続された２値化回路の出力信号を該復調回路の出力信号とする制御回路とを有することを特徴とするＲＦＩＤデバイス。
ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムを構成するリーダライタから無線で送信されたコマンドに応答するＲＦＩＤデバイスであって、
受信回路の一部となる復調回路が、アンテナに接続された検波器と、該検波器に接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）部と、該ＬＰＦ部に接続された２値化回路とからなり、
上記ＬＰＦ部が、それぞれ個別に２値化回路を備える受信帯域幅の異なった複数のＬＰＦからなり、
上記復調回路が、上記各２値化回路の出力信号から受信コマンドの伝送速度を検出する伝送速度検出回路と、上記伝送速度検出回路で検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、上記複数のＬＰＦのうちの１つを選択し、該ＬＰＦに接続された２値化回路の出力信号を該復調回路の出力信号とする制御回路とを有することを特徴とするＲＦＩＤデバイス。
前記制御回路が、前記各２値化回路の出力線に接続されたセレクタを備え、前記選択されたＬＰＦが備える２値化回路の出力信号が前記復調回路の出力信号となるように上記セレクタを制御することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＲＦＩＤデバイス。
前記制御回路が、前記リーダライタが定期的に送信する特定コマンドの受信時に、前記伝送速度検出回路で検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、前記複数のＬＰＦのうちの１つを選択し、次の特定コマンドが受信されるまで、該選択されたＬＰＦを使用して、前記リーダライタからのコマンドを受信することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＲＦＩＤデバイス。
前記伝送速度検出回路で検出された受信コマンドの伝送速度に応じて、前記複数のＬＰＦのうちの１つを選択し、上記リーダライタとの通信が終了するまで、該選択されたＬＰＦを使用して、前記リーダライタからのコマンドを受信することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＲＦＩＤデバイス。
前記受信コマンドの伝送速度の検出が、受信コマンドの先頭に位置したプリアンブルまたはフレームシンクの受信期間内に行われることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れかに記載のＲＦＩＤデバイス。