JP2010239287A - 演算回路、信号選択方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】構成を複雑にせずとも通信可能な検波系統の選択が可能であり、かつ、遠距離でＳ／Ｎ比が低下する状態でも通信可能な検波系統を正しく選択できることが可能な演算回路を提供すること。
【解決手段】それぞれ異なる変調方式で変調され、所定の符号化方式で符号化された複数の信号の符号誤りを検出する検出部と、前記検出部で符号誤りが検出されてから前記複数の信号に含まれる所定のデータを最初に検出するまでの期間において発生した所定の周期以下での信号変動の回数を計測する計測部と、前記計測部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する選択部と、を含む、演算回路が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、演算回路、信号選択方法及びコンピュータプログラムに関する。

近年、非接触型ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード（以下、「ＩＣカード」という。）や、ＩＣカード機能を備える携帯電話など、非接触式に読み書き装置（リーダ／ライタ）と通信可能な、情報処理端末が普及している。読み書き装置と情報処理端末とは、例えば１３．５６ＭＨｚなど、特定の周波数の磁界（搬送波）を通信に利用しており、搬送波を用いてデータの送受信を行う。このような情報処理端末を用いた非接触通信システムは、駅の自動改札や空港の搭乗口等における入出場処理や、物販店舗のレジや自動販売機等における決済処理に、広く用いられている。

非接触通信システムの普及に伴い、端末とリーダライタとの間の通信方式には複数の方式が存在するようになっている。端末とリーダライタとの間の通信方式は、変調方式や符号化方式の違いにより、ＴｙｐｅＡ、ＴｙｐｅＢ、ＴｙｐｅＣ等に分けられている。しかし、通信方式の違いは利用者が一見して分かるものではないので、ＩＣカードや携帯電話等をリーダライタにかざしても、通信方式の違いで非接触通信が出来ないのであれば、利用者とっては不便である。そのため、複数の通信方式に対応するための通信装置や通信方法が開発され、またかかる装置や方法に関する技術が開示されている（例えば特許文献１、２参照）。

特開２００８−３５１０４号公報 特開２００８−２６９３６８号公報

しかし従来の技術では、信号を選択する際に、１つの入力信号系統に対して複数の復調器を搭載する必要があったり、インピーダンス等の特性の異なるアンテナを複数搭載したりする必要があった。復調器やアンテナを複数搭載することにより、回路規模の増大、実装面積の増大、技術的難易度の向上を招き、装置の小型化に対する障害となるといった問題があった。

また、複数の復調器の検波後のアナログ振幅を比較して最大振幅の検波系統を選択する方式を用いることで、通信可能な検波系統を選択することができる。しかし、かかる方式では、遠距離において全ての検波系統の振幅が減少し、Ｓ／Ｎ比が低下している状態では選択が困難になり、非常に高精度な比較器が必要となるという問題もあった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、構成を複雑にせずに通信可能な検波系統の選択が可能であり、かつ、遠距離でＳ／Ｎ比が低下する状態でも通信可能な検波系統を正しく選択できることが可能な、新規かつ改良された演算回路、信号選択方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、それぞれ異なる変調方式で変調され、所定の符号化方式で符号化された複数の信号に対して符号誤りを検出する検出部と、前記検出部で符号誤りが検出されてから前記複数の信号に含まれる所定のデータを最初に検出するまでの期間において前記複数の信号で発生した所定の周期以下での信号変動の回数を前記複数の信号毎に計測する計測部と、前記計測部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する選択部と、を含む、演算回路が提供される。

かかる構成によれば、検出部はそれぞれ異なる変調方式で変調され、所定の符号化方式で符号化された複数の信号に対して符号誤りを検出し、計測部は前記検出部で符号誤りが検出されてから前記複数の信号に含まれる所定のデータを最初に検出するまでの期間において複数の信号で発生した所定の周期以下での信号変動の回数を複数の信号毎に計測する。そして、選択部は計測部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する。その結果、かかる演算回路は、符号誤りが検出されてから前記複数の信号に含まれる所定のデータを最初に検出するまでの期間で信号品質を判定し、判定家かに基づいて信号を選択することで、構成を複雑にせずに通信可能な検波系統の選択を可能にし、かつ、遠距離でＳ／Ｎ比が低下する状態でも通信可能な検波系統を正しく選択することができる。

前記複数の信号の電圧振幅を測定する振幅測定部をさらに備え、前記選択部は、前記振幅測定部の測定結果または前記計測部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択するようにしてもよい。

前記選択部は、前記振幅測定部の測定結果に基づいても前記複数の信号の中から１の信号を選択できない場合には、前記計測部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択するようにしてもよい。

前記選択部は、前記計測部の測定結果に基づいても前記複数の信号の中から１の信号を選択できない場合には、前記振幅測定部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択するようにしてもよい。

前記計測部は、前記検出部で符号誤りが検出された後にさらに前記検出部で符号誤りが検出された場合には計測結果をリセットするようにしてもよい。

前記選択部は、前記計測部で計測した所定の周期以下での信号変動の回数が所定の閾値未満である信号を選択するようにしてもよい。

前記選択部は、前記所定のデータが検出されてから、前記複数の信号の中から１の信号を選択するまで所定の時間待機させる待機部を含んでいてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、それぞれ異なる変調方式で変調され、所定の符号化方式で符号化された複数の信号に対して符号誤りを検出する検出ステップと、前記検出ステップで符号誤りが検出されてから前記複数の信号に含まれる所定のデータを最初に検出するまでの期間において前記複数の信号で発生した所定の周期以下での信号変動の回数を前記複数の信号毎に計測する計測ステップと、前記計測ステップの計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する選択ステップと、を含む、信号選択方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、それぞれ異なる変調方式で変調され、所定の符号化方式で符号化された複数の信号に対して符号誤りを検出する検出ステップと、前記検出ステップで符号誤りが検出されてから前記複数の信号に含まれる所定のデータを最初に検出するまでの期間において前記複数の信号で発生した所定の周期以下での信号変動の回数を前記複数の信号毎に計測する計測ステップと、前記計測ステップの計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する選択ステップと、を実行させる、コンピュータプログラムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、簡易な構成によって通信可能な検波系統の選択が可能であり、かつ、遠距離でＳ／Ｎ比が低下する状態でも通信可能な検波系統を正しく選択できることが可能な、新規かつ改良された演算回路、信号選択方法及びコンピュータプログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる演算回路１００の構成について示す説明図である。 チャタリングを計測する際の計測期間について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかるアナログ振幅閾値比較回路１３０の構成について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる演算回路１００を用いた信号選択処理について示す流れ図である。 入力信号の電圧と、非接触通信時における通信距離との関係の一例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる演算回路１００が用いられる非接触通信システムの一例について示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下の順序に従って本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
＜１．本発明の一実施形態＞
［１−１．演算回路の構成］
［１−２．アナログ振幅閾値比較回路の構成］
［１−３．信号選択処理］
［１−４．非接触通信システム］
＜２．まとめ＞

＜１．本発明の一実施形態＞
［１−１．演算回路の構成］
最初に、本発明の一実施形態にかかる演算回路の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００の構成について示す説明図である。以下、図１を用いて本発明の一実施形態にかかる演算回路１００の構成について説明する。

図１に示した、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００は、近接非接触通信の際に、通信相手側において複数の変調方式で変調された信号が入力可能な回路である。そして本発明の一実施形態にかかる演算回路１００は、複数の変調系統で変調された信号が入力された場合に、複数の信号の中から最も信号品質がよい信号を選択する回路である。本発明の一実施形態にかかる演算回路１００は、５種類の変調方式で変調された信号を入力することができる回路である。そして、演算回路１００は、入力される５種類の変調方式で変調された信号から最も信号品質がよい信号を選択する。本実施形態では、５種類の変調方式は、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）０度、Ｓ／Ｈ ９０度、ＣＬＫ（Ｃｌｏｃｋ）０度、ＣＬＫ ９０度である。もちろん、本発明においては、信号の変調方式はかかる例に限定されないことはいうまでも無く、また受信信号の系統数もかかる例に限定されないことはいうまでも無い。図１に示したように、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００は、マンチェスタエラー判定回路１１０と、チャタリングカウント回路１２０と、アナログ振幅閾値比較回路１３０と、信号選択回路１４０と、を含んで構成される。

マンチェスタエラー判定回路１１０は、演算回路１００に入力される信号が正常なマンチェスタ符号を有する信号であるかどうかを判定する回路である。マンチェスタ符号は、デューティ５０％のクロック信号を基本とし、前半がＨｉレベルで後半がＬｏｗレベルの場合をデータ“０”とし、前半がＬｏｗレベルで後半がＨｉレベルの場合をデータ“１”として符号化したものである。マンチェスタエラー判定回路１１０は、マンチェスタ符号化方式によって符号化されたデータに符号誤りが発生したかどうかを示すマンチェスタエラー判定信号をチャタリングカウント回路１２０に伝送する。以下、マンチェスタ符号化方式によって符号化されたデータの符号誤りを「マンチェスタエラー」とも称する。

チャタリングカウント回路１２０は、マンチェスタエラー判定回路１１０での判定の結果、演算回路１００に入力される信号が正常なマンチェスタ符号を有する信号に対してのみ、当該信号のチャタリングの回数を計測する回路である。なお、チャタリングカウント回路１２０は、チャタリングであるかどうかは、予め定めた所定の周期以下での信号の変動があるかどうかによって判定してもよい。チャタリングカウント回路１２０は、マンチェスタエラーの発生から、入力信号に含まれている同期コード（ｓｙｎｃ ｃｏｄｅ）を最初に検出するまでの期間において、各信号で発生したチャタリングの回数をカウントする。マンチェスタエラーの発生はマンチェスタエラー判定回路１１０で検出する。

図２は、マンチェスタエラー判定回路１１０が生成するマンチェスタエラー判定信号と、チャタリングカウント回路１２０でチャタリングを計測する際の計測期間との関係について示す説明図である。図２では説明の便宜上、ＡＳＫ及びＳ／Ｈ ０度の２種類の変調方式による信号に対するマンチェスタエラー判定信号についてのみ図示している。

図２には、演算回路１００に入力されるデータとしてとしてプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）及び同期コード（ｓｙｎｃ ｃｏｄｅ）を示している。プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）は受信データのヘッダ部分であり、少なくとも４８ビットの論理０のデータを含む。ｓｙｎｃ ｃｏｄｅは、プリアンブルの後続データであり、２バイトのデータ長を有する、基準クロック信号と同期するための符号である。

図２に示したように、マンチェスタエラー判定信号は、演算回路１００に入力される信号にマンチェスタエラーが発生していなければＨｉレベルを維持する。一方、演算回路１００に入力される信号にマンチェスタエラーが発生すればＬｏｗレベルに変化する。演算回路１００に入力される信号のプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）期間においてマンチェスタエラーが発生するとマンチェスタエラー判定信号がＬｏｗレベルとなる。そして、マンチェスタエラー判定信号がＬｏｗレベルになると、チャタリングカウント回路１２０はチャタリングの回数の計測を開始する。

チャタリングカウント回路１２０でのチャタリングの回数の計測期間は、上述したようにマンチェスタエラーが発生してからＳｙｎｃ ｃｏｄｅを検出するまでの間である。ここで、入力信号のうちどれか１つでもマンチェスタエラーが発生した場合には、チャタリングカウント回路１２０は全ての入力信号に対する計測結果をリセットする。図２では、Ｓ／Ｈ ０度で変調された信号においてまずマンチェスタエラーが発生し、Ｓ／Ｈ ０度で変調された信号に対するマンチェスタエラー判定信号が一時的にＬｏｗレベルとなる。そして当該マンチェスタエラー判定信号がＨｉレベルとなったことをチャタリングカウント回路１２０で検出すると、チャタリングカウント回路１２０におけるチャタリングの回数の計測が開始される。

しかし、チャタリングカウント回路１２０におけるチャタリングの回数の計測が開始された後に、別の信号でマンチェスタエラーが発生した場合には、Ｓ／Ｈ ０度の信号に対する計測結果がリセットされる。図２に示した例では、ＡＳＫ変調信号でマンチェスタエラーが発生した場合について示している。チャタリングの回数の計測が開始された後に、ＡＳＫ変調信号でマンチェスタエラーが発生すると、ＡＳＫ変調信号に対するマンチェスタエラー判定信号が一時的にＬｏｗレベルとなる。マンチェスタエラー判定信号がＬＯＷレベルとなると、チャタリングカウント回路１２０で保持している計測値がリセットされる。そして当該マンチェスタエラー判定信号がＨｉレベルとなったことをチャタリングカウント回路１２０で検出すると、チャタリングカウント回路１２０におけるチャタリングの計測が再び開始される。従って、チャタリングカウント回路１２０におけるチャタリングの計測期間は、図２のＡで示した期間となる。

チャタリングの計測結果は、Ｓｙｎｃ ｃｏｄｅ検出時にあらかじめ設定された閾値と比較される。そして、計測値と閾値とを比較した結果、計測値が閾値未満であれば、チャタリングカウント回路１２０は入力信号を正常信号として判定し、信号選択回路１４０へ判定結果を送る。

このように、マンチェスタエラーの発生によってチャタリングカウント回路１２０で保持している計測値をリセットすることで、最も後に発生したマンチェスタエラーの発生時点からＳｙｎｃ ｃｏｄｅ検出までの期間のチャタリングの回数を計測することができる。そして、当該期間のチャタリングの回数の計測により、受信信号の品質の判断に計測結果を用いることができる。チャタリングカウント回路１２０での計測結果は信号選択回路１４０に送られる。

チャタリングカウント回路１２０は、チャタリングの回数の計測のために内部にＤＰＬＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）を備えていてもよい。マンチェスタエラーの発生によってチャタリングカウント回路１２０で保持している計測値をリセットする際には、チャタリングカウント回路１２０は、ＤＰＬＬのバッファをクリアすることで計測値をリセットしてもよい。

アナログ振幅閾値比較回路１３０は、演算回路１００に入力される信号の振幅と、予め設定した閾値とを比較するものである。アナログ振幅閾値比較回路１３０は、演算回路１００に入力される信号を検波し、検波後の信号をＤＣ化（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）する。そしてアナログ振幅閾値比較回路１３０は、ＤＣ化後の電圧値と、予め設定した閾値とを比較し、比較結果を信号選択回路１４０へ出力する。

なお、アナログ振幅閾値比較回路１３０は、各入力信号系統に対応して設けられていてもよい。本実施形態では、演算回路１００には５系統の信号が入力されるので、アナログ振幅閾値比較回路１３０を入力信号毎に５つ設けていてもよい。

信号選択回路１４０は、演算回路１００に入力される複数系統の入力信号の中から、最も受信品質の良い信号を１つ選択して出力するものである。信号選択回路１４０には、演算回路１００に入力される複数系統の入力信号の他に、チャタリングカウント回路１２０の計測結果及びアナログ振幅閾値比較回路１３０の比較結果が送られる。信号選択回路１４０は、チャタリングカウント回路１２０の計測結果やアナログ振幅閾値比較回路１３０の比較結果を用いて、最も受信品質の良い信号を１つ選択する。

信号選択回路１４０は、ウェイト回路１４２を含んで構成される。ウェイト回路１４２は、５系統の入力信号で最初にＳｙｎｃ ｃｏｄｅが検出された時点から所定の時間、信号選択回路１４０での処理を待機するための回路である。本実施形態では、ウェイト回路１４２は信号選択回路１４０での処理を３マイクロ秒待機させる。本発明においては、待機時間はかかる例に限定されないことはいうまでも無い。

信号選択回路１４０は、５系統の入力信号で最初にＳｙｎｃ ｃｏｄｅが検出され、ウェイト回路１４２による３マイクロ秒の計時後に、受信品質の良い信号を１つ選択する信号選択処理を開始する。信号選択回路１４０での信号選択処理の詳細については後に詳述する。

以上、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかるアナログ振幅閾値比較回路１３０の構成について説明する。

［１−２．アナログ振幅閾値比較回路の構成］
図３は、本発明の一実施形態にかかるアナログ振幅閾値比較回路１３０の構成について示す説明図である。以下、図３を用いて本発明の一実施形態にかかるアナログ振幅閾値比較回路１３０の構成について説明する。

図３に示したように、本発明の一実施形態にかかるアナログ振幅閾値比較回路１３０は、レベル検出回路１５６と、比較器１５８と、を含んで構成される。また図３には、アンテナコイル１５２及び検波器１５４も併せて図示している。

アンテナコイル１５２は、非接触通信を行う他の装置からのデータを受信するものである。アンテナコイル１５２には、非接触通信が実行される際に、当該他の装置が発する磁界の変化に応じて電流が流れる。アンテナコイル１５２に流れる電流を受信信号とし、受信信号を復調することで他の装置との間での非接触通信が行われる。

検波器１５４は、アンテナコイル１５２で受信し、演算回路１００に入力された信号を検波するものである。検波器１５４による検波は入力信号の系統毎に行われる。図３では検波器１５４を２つのみ図示しているが、検波器１５４の数は入力信号の系統数に応じて決まる。検波器１５４による検波後の信号は、信号選択回路１４０に直接送られると共に、レベル検出回路１５６にも送られる。

レベル検出回路１５６は、検波器１５４で検波された信号のレベル（ＤＣ電圧値）を検出する回路である。レベル検出回路１５６での電圧値の検出結果は比較器１５８に送られる。

比較器１５８は、レベル検出回路１５６が検出した電圧値と、予め設定した閾値とを比較するものである。比較器１５８における、レベル検出回路１５６が検出した電圧値と、予め設定した閾値との比較結果は信号選択回路１４０に送られる。信号選択回路１４０は、比較器１５８から送られてくる各信号系統に対する比較結果を用いて、信号選択処理を実行する。

以上、本発明の一実施形態にかかるアナログ振幅閾値比較回路１３０の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００を用いた信号選択処理について説明する。

［１−３．信号選択処理］
図４は、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００を用いた信号選択処理について示す流れ図である。以下、図４を用いて本発明の一実施形態にかかる演算回路１００を用いた信号選択処理について説明する。

近接非接触通信が開始されると、演算回路１００に複数の受信信号が入力される。演算回路１００に複数の受信信号が入力されると、まずマンチェスタエラー判定回路１１０で、受信信号が正常なマンチェスタ符号を有する信号であるかどうかを、受信信号毎に判定する（ステップＳ１０１）。

上記ステップＳ１０１において、受信信号にマンチェスタエラーが発生していたとマンチェスタエラー判定回路１１０で判定した場合には、マンチェスタエラー判定回路１１０は、マンチェスタエラーが発生した旨をチャタリングカウント回路１２０に通知する。マンチェスタエラー判定回路１１０からマンチェスタエラーが発生した旨の通知を受けたチャタリングカウント回路１２０は、内部で保持しているカウンタの値をリセットする（ステップＳ１０２）。

マンチェスタエラー判定回路１１０からは、図２に示したような、入力信号系統毎のマンチェスタエラー判定信号がチャタリングカウント回路１２０へ送られる。上述したように、マンチェスタエラーが発生していない場合には、マンチェスタエラー判定信号はＨｉ状態である。一方、マンチェスタエラーが発生した場合には、マンチェスタエラー判定信号はＬｏｗ状態へ変化する。チャタリングカウント回路１２０は、マンチェスタエラー判定信号のＬｏｗ状態への変化を検知することでマンチェスタエラーの発生を把握することができる。

上述したように、チャタリングカウント回路１２０は、チャタリングの計測のために内部にＤＰＬＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）を備えていてもよい。そして、上記ステップＳ１０２において、チャタリングカウント回路１２０が保持するカウンタの値をリセットする際には、チャタリングカウント回路１２０は、ＤＰＬＬのバッファをクリアすることで計測値をリセットしてもよい。

一方、上記ステップＳ１０１において、受信信号にマンチェスタエラーが発生していないとマンチェスタエラー判定回路１１０で判定した場合には、マンチェスタエラー判定回路１１０は、受信信号が正常なマンチェスタ符号を有する信号である旨をチャタリングカウント回路１２０に通知する。通知を受けたチャタリングカウント回路１２０は、チャタリングを計測する（ステップＳ１０３）。

マンチェスタエラー判定回路１１０からは、図２に示したような、入力信号系統毎のマンチェスタエラー判定信号がチャタリングカウント回路１２０へ送られる。マンチェスタエラーが発生していない場合にはマンチェスタエラー判定信号はＨｉ状態であるので、チャタリングカウント回路１２０は、マンチェスタエラー判定信号がＨｉ状態の期間、チャタリングの計測を継続する。

チャタリングカウント回路１２０でチャタリングの計測が行われると、続いて、チャタリングカウント回路１２０が受信信号に含まれるＳｙｎｃ ｃｏｄｅを検出したかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。

上記ステップＳ１０４の判定の結果、チャタリングカウント回路１２０が受信信号に含まれるＳｙｎｃ ｃｏｄｅを検出していない場合には、上記ステップＳ１０１に戻り、受信信号が正常なマンチェスタ符号を有する信号かどうかを判定する。一方、上記ステップＳ１０４において、チャタリングカウント回路１２０が受信信号に含まれるＳｙｎｃ ｃｏｄｅを検出したと判定された場合には、チャタリングカウント回路１２０は、最後にマンチェスタエラーが発生してからＳｙｎｃ ｃｏｄｅを検出するまでの期間における、チャタリングの計測結果を信号選択回路１４０に送る（ステップＳ１０５）。

また、チャタリングカウント回路１２０でのチャタリングの計測と並行して、アナログ振幅閾値比較回路１３０における、受信信号の振幅と閾値との比較結果が、アナログ振幅閾値比較回路１３０から信号選択回路１４０に送られる（ステップＳ１０６）。

信号選択回路１４０は、チャタリングカウント回路１２０でのチャタリングの計測結果と、アナログ振幅閾値比較回路１３０における比較結果とが入力されると、これらの情報を用いて、入力信号の中から最も受信品質の良い信号を１つ選択する（ステップＳ１０７）。このステップＳ１０７での信号選択回路１４０における選択処理は、５つの入力信号の中で最初にＳｙｎｃ ｃｏｄｅを検出した時から３マイクロ秒後に行われる。そして、信号選択回路１４０における選択処理は、ウェイト回路１４２によって３マイクロ秒待機された後に実行される。

ここで、信号選択回路１４０における信号の選択基準の一例について説明する。本実施形態では、アナログ振幅閾値比較回路１３０における比較結果（アナログ閾値選択方式）、チャタリングカウント回路１２０でのチャタリングの計測結果（チャタリングカウント方式）の順に入力信号の品質を判定する。そして、アナログ閾値選択方式、チャタリングカウント方式の順で入力信号の品質を判定しても、最も受信品質の良い信号を選択することが出来ない場合には、信号選択回路１４０は、予めＡＳＫ、Ｓ／Ｈ ０度、Ｓ／Ｈ ９０度、ＣＬＫ ０度、ＣＬＫ ９０度の順に優先順位を設定しておき、優先順位に従って信号を１つ選択する。

演算回路１００がアナログ閾値選択方式によって入力信号の中から信号を１つ選択する場合には、検波器１５４で入力信号を検波し、検波後の信号の電圧値が予め定めた閾値以上であるかどうかを比較器１５８で判定する。比較器１５８の判定結果は信号選択回路１４０に送られ、信号選択回路１４０は、検波後の信号の電圧値が予め定めた閾値以上である信号を、最も受信品質の良い信号として選択する。

そして、比較器１５８で判定した結果、閾値以上の検波系統が複数存在する場合は、信号選択回路１４０は、複数の検波系統についてロジック波形の品質に基づいて１つの信号を選択する。また、比較器１５８で判定した結果、閾値以上の検波系統が存在しない場合は、全ての検波系統からロジック波形の品質に基づいて１つの信号を選択する。

図５は、入力信号の電圧と、非接触通信時における通信距離との関係の一例について示す説明図である。図５において、実線で示した波形は、非接触通信時にＮＵＬＬ（ヌル）が発生する系統のＤＣ電圧レベルを示しており、破線で示した波形は、非接触通信時にＮＵＬＬ（ヌル）が発生しない系統のＤＣ電圧レベルを示している。このＮＵＬＬは、例えばＡＳＫ変調方式の場合、送受信波形の合成波のデータ振幅により通信を実行するが、この送受信波形間の位相がずれて、データ振幅がキャンセルされてしまうことにより発生する。

そして図５には、アナログ閾値選択方式によって、入力信号の中から信号を１つ選択する際に用いる閾値の一例を併せて図示している。アナログ閾値選択方式の際に用いる閾値は、入力信号のうち、ＮＵＬＬが発生するいずれかの系統に対し、ＮＵＬＬが発生する際のＤＣ電圧値を予め検出し、検出したＤＣ電圧値よりも大きな値に設定することが望ましい。このように閾値を設定することで、ＮＵＬＬが発生する可能性の高い状態にある系統を、信号選択の際の選択肢から外すことができる。

図５に示したように、通信距離が長くなると、入力信号のＤＣ電圧レベルも低下する。従って、図５の区間１で示した範囲では、アナログ閾値選択方式による信号の選択が有効であり、区間２で示した範囲ではチャタリングカウント方式による信号の選択が有効である。

一方、演算回路１００がチャタリングカウント方式で入力信号の中から信号を１つ選択する場合には、チャタリングカウント回路１２０において、図２に示した計測期間Ａにおけるチャタリングの発生回数が、予め定めた閾値未満であるかどうかを、入力信号のそれぞれに対して判定する。チャタリングカウント回路１２０は、チャタリングの発生回数が予め定めた閾値未満であれば、その信号は正常な信号であると判定する。一方、チャタリングカウント回路１２０は、チャタリングの発生回数が予め定めた閾値以上であれば、その信号は異常な信号であると判定する。チャタリングカウント回路１２０での判定結果は信号選択回路１４０に送られる。そして信号選択回路１４０は、チャタリングカウント回路１２０が正常な信号である判定した信号を選択する。

そして、アナログ閾値選択方式、チャタリングカウント方式の順で入力信号の品質を判定しても、最も受信品質の良い信号を選択することが出来ない場合には、上述したように、信号選択回路１４０は、予め変調方式に優先順位を設定する。優先順位は、例えばＡＳＫ、Ｓ／Ｈ ０度、Ｓ／Ｈ ９０度、ＣＬＫ ０度、ＣＬＫ ９０度の順であってもよい。そして、信号選択回路１４０は、予め設定した優先順位に従って信号を１つ選択する。

なお、信号選択回路１４０は、アナログ閾値選択方式、チャタリングカウント方式の順で入力信号の品質を判定していたが、本発明はかかる例に限定されない。信号選択回路１４０は、上記とは逆の順番、すなわち、チャタリングカウント方式、アナログ閾値選択方式の順で入力信号の品質を判定してもよい。

以上、図４を用いて本発明の一実施形態にかかる演算回路１００を用いた信号選択処理について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００が用いられる非接触通信システムについて説明する。

［１−４．非接触通信システム］
図６は、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００が用いられる非接触通信システムの一例について示す説明図である。図６に示したように、非接触通信システムは例えば携帯電話１０と、リーダライタ２０と、を含んで構成される。図６に示した非接触通信システムにおける通信は、例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数帯を利用し２１２ｋｂｐｓの通信速度で行われる、副搬送波を使用しない「対称通信」とすることができる。また、本発明の一実施形態にかかる非接触通信システムは、例えば、搬送波を変調することにより無線通信を実現する。また図６に示した非接触通信システムで用いられる変調方式としては例えば、ＡＳＫ、Ｓ／Ｈ ０度、Ｓ／Ｈ ９０度、ＣＬＫ ０度、ＣＬＫ ９０度等があり、また図６に示した非接触通信システムで用いられる符号化方式はマンチェスタ符号化方式である。

携帯電話１０には、電磁誘導方式でリーダライタ２０との間でデータを非接触で送受信するために、アンテナコイルを含んだＩＣチップが内蔵されている。リーダライタ２０も同様にアンテナコイルを備えている。リーダライタ２０のアンテナコイルからは電磁波が発せられており、リーダライタ２０の上部に携帯電話１０をかざすと、アンテナコイルの内側を電磁波が通過することによりアンテナコイルに起電力が生じる。

携帯電話１０のＩＣチップに含まれるアンテナコイルに起電力が生じると、当該アンテナコイルに電流が流れる。アンテナコイルに電流が流れることで磁界が発生すると共に、ＩＣチップに電流が流れることでＩＣチップが動作を開始する。携帯電話１０のＩＣチップは、リーダライタ２０に所定の変調方式を用いてデータを送信するために携帯電話１０のインピーダンスを変化させる。携帯電話１０のインピーダンスが変化することで、携帯電話１０側のＩＣチップに含まれているアンテナコイルから発する磁界が変化する。

リーダライタ２０は、携帯電話１０側のＩＣチップに含まれているアンテナコイルから発する磁界の変化によって、リーダライタ２０側のアンテナコイルの電圧値が変化する。この電圧値の変化を変調信号として受信し、変調信号を検波することで携帯電話１０から送信されるデータを受信することができる。

そして、図１に示した演算回路１００は、例えば携帯電話１０の内部に設けられる。図１に示した、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００を携帯電話１０の内部に設けることで、携帯電話１０は、複数の系統で入力された信号の中から最も品質がよい信号を１つ選択することができる。携帯電話１０は、その選択した信号に用いられている変調方式による非接触通信をリーダライタ２０との間で続行することができる。

以上、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００が用いられる非接触通信システムについて説明した。なお、図６では、携帯電話１０とリーダライタ２０との間で非接触通信が行われる非接触通信システムについて示したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、携帯電話１０の代わりにＩＣチップを内蔵したＩＣカードを用いて、リーダライタ２０との間で非接触通信が行われる場合には、当該ＩＣカードの内部に本発明の一実施形態にかかる演算回路１００を設けるようにしてもよい。

＜２．まとめ＞
以上説明したように本発明の一実施形態によれば、演算回路１００は、アナログ閾値選択方式と、チャタリングカウント方式とを組み合わせることで、複数の系統で入力された信号の中から最も品質がよい信号を１つ選択することができる。

また、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００は、チャタリングカウント方式で最も品質がよい信号を１つ選択する際には、最後にマンチェスタエラーが発生してから、Ｓｙｎｃ Ｃｏｄｅを検出するまでの期間のチャタリングを計測する。信号を選択する際には、Ｓｙｎｃ ｃｏｄｅを検出した順番を用いて選択する手法もあるが、かかる手法は、通信エラーが発生する信号を誤って選択するおそれがあった。これに対して、本発明の一実施形態にかかるチャタリングカウント方式は、全ての入力信号に対して計測期間を統一することができ、また計測値と閾値とを比較した結果、計測値が閾値未満であれば正常な信号であると判定する。その結果、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００で信号を誤選択することが無くなり、また誤選択が無くなることで、通信距離が遠くなった場合であっても、安定して非接触通信を実行することができる。

また、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００は、アナログ閾値選択方式とチャタリングカウント方式とを組み合わせて、入力信号の中から最も品質がよい信号を１つ選択する。本発明の一実施形態にかかる演算回路１００は、アナログ閾値選択方式とチャタリングカウント方式とを組み合わせて信号を選択することで、近距離においてはアナログ閾値選択方式によってＮＵＬＬ点による通信ミスを防ぎ、遠距離においてはチャタリングカウント方式で通信可能な系統を選択することができる。このように演算回路１００で信号を選択することで、非接触通信時の機器間の最大通信距離を延ばすことが可能となる。

また、本発明の一実施形態にかかる演算回路１００は、アナログ閾値選択方式とチャタリングカウント方式とを組み合わせることで、電圧値が低く、アナログ閾値選択方式によって信号を選択できない場合であっても、チャタリングカウント方式によって信号を選択することができる。演算回路１００は、チャタリングカウント方式によって信号を選択する際には、信号を再受信する必要なく、１回の受信で信号選択処理を完了させることができる。

なお、上述した本発明の一実施形態にかかる演算回路１００は、ハードウェアによって本発明の一実施形態にかかる信号選択処理を実行していたが、本発明はかかる例に限定されず、ソフトウェアによって信号選択処理が実行されるようにしてもよい。図６を例に挙げて説明すると、例えばリーダライタ２０の内部にコンピュータプログラムを格納したフラッシュメモリその他の記録媒体を格納し、リーダライタ２０の内部に格納されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）その他の制御装置が、上記コンピュータプログラムを読み出して順次実行することで、ソフトウェアによって信号選択処理が実行されるようにしてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、マンチェスタ符号化方式で符号化されたデータの符号誤りを検出していたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、マンチェスタ符号化方式以外の符号化方式で符号化されたデータの符号誤りを検出する構成としてもよい。

本発明は、演算回路、信号選択方法及びコンピュータプログラムに適用可能であり、特に、複数の受信系統から信号を選択する演算回路、信号選択方法及びコンピュータプログラムに適用可能である。

１０ 携帯電話
２０ リーダライタ
１００ 演算回路
１１０ マンチェスタエラー判定回路
１２０ チャタリングカウント回路
１３０ アナログ振幅閾値比較回路
１４０ 信号選択回路
１４２ ウェイト回路
１５２ アンテナコイル
１５４ 検波器
１５６ レベル検出回路
１５８ 比較器

Claims (9)

1. それぞれ異なる変調方式で変調され、所定の符号化方式で符号化された複数の信号に対して符号誤りを検出する検出部と、
   前記検出部で符号誤りが検出されてから前記複数の信号に含まれる所定のデータを最初に検出するまでの期間において前記複数の信号で発生した所定の周期以下での信号変動の回数を前記複数の信号毎に計測する計測部と、
   前記計測部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する選択部と、
   を含む、演算回路。
2. 前記選択部は、前記計測部で計測した前記所定の周期以下での信号変動の回数が所定の閾値未満である信号を選択する、請求項１に記載の演算回路。
3. 前記複数の信号の電圧振幅を測定する振幅測定部をさらに備え、
   前記選択部は、前記振幅測定部の測定結果または前記計測部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する、請求項１に記載の演算回路。
4. 前記選択部は、前記振幅測定部の測定結果に基づいても前記複数の信号の中から１の信号を選択できない場合には、前記計測部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する、請求項３に記載の演算回路。
5. 前記選択部は、前記計測部の測定結果に基づいても前記複数の信号の中から１の信号を選択できない場合には、前記振幅測定部の計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する、請求項３に記載の演算回路。
6. 前記計測部は、前記検出部で符号誤りが検出された後にさらに前記検出部で符号誤りが検出された場合には計測結果をリセットする、請求項１に記載の演算回路。
7. 前記選択部は、前記所定のデータが検出されてから、前記複数の信号の中から１の信号を選択するまで所定の時間待機させる待機部を含む、請求項１に記載の演算回路。
8. それぞれ異なる変調方式で変調され、所定の符号化方式で符号化された複数の信号に対して符号誤りを検出する検出ステップと、
   前記検出ステップで符号誤りが検出されてから前記複数の信号に含まれる所定のデータを最初に検出するまでの期間において前記複数の信号で発生した所定の周期以下での信号変動の回数を前記複数の信号毎に計測する計測ステップと、
   前記計測ステップの計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する選択ステップと、
   を含む、信号選択方法。
9. コンピュータに、
   それぞれ異なる変調方式で変調され、所定の符号化方式で符号化された複数の信号に対して符号誤りを検出する検出ステップと、
   前記検出ステップで符号誤りが検出されてから前記複数の信号に含まれる所定のデータを最初に検出するまでの期間において前記複数の信号で発生した所定の周期以下での信号変動の回数を前記複数の信号毎に計測する計測ステップと、
   前記計測ステップの計測結果に基づいて前記複数の信号の中から１の信号を選択する選択ステップと、
   を実行させる、コンピュータプログラム。

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