JP2011065331A - Ｒｆｉｄリーダライタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＲＦＩＤタグからの応答信号の周波数がずれても同期を維持することができるＲＦＩＤリーダライタ装置を提供する。
【解決手段】 最初の位相変化点が検出されるまで相関波形信号の８周期中のサンプリング数に応じて８周期中で補正を行う回数ｍを決定し、最初の位相変化点が検出された以降の同期タイミングを８／ｍ周期毎に補正する。例えば、８周期あたりのサンプリング数が６４であったものが、ＲＦＩＤタグからの応答信号の周波数がずれて６０となった場合、８周期に４回（２周期毎）に同期タイミングを補正することで、同期タイミングがずれることを防止できる。
【選択図】 図５

Description

本発明はＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）リーダライタ装置に係り、詳しくは、ＲＦＩＤタグと無線通信によりデータ信号の送受信を行って当該データ信号の読み出し又は書込みを行うＲＦＩＤリーダライタ装置に関するものである。

ＲＦＩＤでは、ＲＦＩＤリーダライタ装置からＲＦＩＤタグにデータ信号を送信し、その送信信号に対するＲＦＩＤタグの応答信号（受信信号）をＲＦＩＤリーダライタ装置が受信して読取り又は書込みを行う。ＲＦＩＤタグ側が電源を備えないため、ＲＦＩＤタグの応答信号は、ＲＦＩＤリーダライタ装置から供給される無変調信号を反射／終端制御してデータ変調することにより生成される。

特許文献１には、ＲＦＩＤタグからの受信信号を受信して２値化データを生成する受信処理手段と、２値化データのパルス幅を計測する計測手段と、計測したパルス幅を予め定められた正規のパルス幅と比較する比較手段と、比較結果を出力する出力手段とを備え、２値化データから、パルス幅の最大値、最小値、平均値の少なくともいずれかを算出し、２値化データのパルス幅を正規のパルス幅と比較したときに所定の許容範囲を超える場合、そのパルス幅を分割または合成することにより修正するパルス幅修正処理を行う技術が開示されている。

特開２００５−２６０４６８号公報

一般の無線通信技術（例えば、移動体通信など）では、受信信号の周波数が決まっているため、その周波数に同期をとれば受信信号のデコードを容易に行うことができる。

ＲＦＩＤでは、ＲＦＩＤタグの応答信号は、上述したようにＲＦＩＤリーダライタ装置から供給される無変調信号を反射／終端制御してデータ変調を行うことで生成されるので、周波数のずれが大きくなる。そのため、ＲＦＩＤリーダライタ装置は、ＲＦＩＤタグの応答信号の周波数のズレを包含するように、周波数に一定幅をもたせて同期をとらなければならず、同期がとりにくいことから応答信号のデコードが難しい。

特許文献１の技術では、このような応答信号の周波数のズレが考慮されていないため、ＲＦＩＤタグの応答信号の周波数のズレにより、応答信号との同期がとれずにデコードができないおそれがある。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＲＦＩＤタグからの応答信号の周波数がずれても同期を維持することができるＲＦＩＤリーダライタ装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、ＲＦＩＤタグ２０にデータ信号を無線通信により送信し、そのデータ信号に対するＲＦＩＤタグの応答信号を無線通信により受信するＲＦＩＤリーダライタ装置１０であって、
ＲＦＩＤタグの応答信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ５５と、
前記ＡＤコンバータ５５の出力信号からノイズを除去するローパスフィルタ３１ａ、３１ｂと、
前記ローパスフィルタ３１ａ、３１ｂの出力信号に対して相関関数を用いたマッチング処理を行うことで相関波形信号を生成する相関処理部３２と、
前記相関処理部３２から出力された相関波形信号をデコードするデコード部３３とを備え、
前記デコード部３３は、予め想定されている前記相関波形信号の１周期に要する時間をｎ（ｎは２より大きい整数）等分した所定時間毎に前記相関波形信号をサンプリングするサンプリング手段（Ｓ１０）と、
前記サンプリング手段によりサンプリングされた信号から前記相関波形信号の上側のピーク値又は下側のピーク値を検出するピーク検出手段（Ｓ１４、Ｓ１６）と、
前記ピーク検出手段により検出されたピーク値のサンプリングタイミングから前記相関波形信号の１／２周期に相当するタイミング（以下、「同期タイミング」という）毎にサンプリングされた信号に基づき前記相関波形信号の位相変化点を検出する位相変化点検出手段（Ｓ１８）と、
前記相関波形信号のデータ部の信号を前記位相変化点が検出されたタイミングに基づいてデコードするデコード手段（Ｓ４６）と、
前記位相変化点検出手段により最初の位相変化点が検出されるまでの前記相関波形信号のｎ周期中のサンプリング数に応じてｎ周期中で補正を行う回数ｍを決定し、前記同期タイミングを補正する補正手段（Ｓ２４、Ｓ３８）と、を備えることを技術的特徴とする。

ここで、ｎは４以上６４以下の偶数が望ましい。特に、ｎは８、１６であることが信号処理の効率上有利である。また、相関波形信号の１／２周期に相当するタイミング（同期タイミング）は、ｎ／２回目のサンプリングタイミングに該当する。

請求項１では、位相変化点検出手段により最初の位相変化点が検出されるまで相関波形信号のｎ周期中のサンプリング数に応じてｎ周期中で補正を行う回数ｍを決定し、同期タイミングを補正する。

これにより、ＲＦＩＤタグからの応答信号の周波数がずれても、相関波形信号のｎ周期中のサンプリング数に応じて同期タイミングが補正されるので、同期状態を維持することができる。

例えば、サンプリングレートが１周期あたり８サンプルの場合、ＲＦＩＤタグからの応答信号の周波数がずれて、それまでは８周期あたりのサンプリング数が６４であったものが、６３となる、つまり１周期あたりのサンプリング数が８から７．８７５となり、小数点以下の値が出ることが想定される。７．８７５を繰り上げて８サンプルを同期タイミングとしても、切り捨てて７サンプルを同期タイミングとしても、同期がずれていくことになる。同期のずれを防ぐためには、整数になるまでサンプリング数を増やす必要が生じる。

請求項１によれば、このような場合であっても、上記例の８周期あたりのサンプリング数が６３の場合に補正の回数ｍ＝１を決定し、ｎ／ｍ（この例では、８／１＝８）周期毎に同期タイミングを補正するため、補正により同期タイミングがずれることを、サンプリングレートを上げることなしに防止できる。

ところで、相関波形信号には位相変化点が含まれるが、この位相変化点において、補正手段により同期タイミングの補正が行われると、位相変化点が検出されなくなることが生じる。即ち、相関波形信号の位相変化点が同期タイミングと合致した場合に、その位相変化点でピークをずらすように補正すると、その位相変化点のレベル変化パターン（Ｈ→０→Ｌ、Ｌ→０→Ｈ）が、位相変化点以外の箇所における相関波形信号のレベル変化パターン（Ｈ→Ｌ→Ｈ、Ｌ→Ｈ→Ｌ）と同じになってしまい、位相変化点のレベル変化パターンとして認識判定されないため、その位相変化点を検出できなくなる。

そこで、請求項２では、補正タイミングが位相変化点検出タイミングとなったとき、位相変化点検出後に補正タイミングを変更する。一般に位相変化点の検出精度を考慮すると位相変化点を続けて配置することはないため、位相変化点が検出された後に同期タイミングの補正することで、位相変化点で同期タイミングを補正することを避けることができる。

また、ノイズを除去するためのローパスフィルタの影響でピーク点が前方にずれる現象が生じることがある。この場合、位相変化点が検出できなくなる可能性がある。

そこで、請求項３では、位相変化点が検出できなかったとき、１回前にサンプリングされた信号に基づいて再度位相変化点の検出を行う。これにより、ローパスフィルタの影響でピーク点が前方にずれても、より確実に位相変化点を検出することができる。

請求項４では、補正手段は、決定された補正を行う回数ｍに応じて、ｎ周期中の同期タイミングを補正する補正タイミングを決定する。例えば、位相変化点検出手段により最初の位相変化点が検出されるまで相関波形信号のｎ周期中のサンプリング数に応じてｎ周期中で補正を行う回数ｍを決定し、最初の位相変化点が検出された以降の同期タイミングをｎ／ｍ周期毎に補正するように補正タイミングを決定する。

本発明を具体化した一実施形態のＲＦＩＤリーダライタシステムの全体構成を示すブロック図。 ＲＦＩＤリーダライタ装置の受信回路（ＡＤコンバータ）および制御回路（フィルタ部、相関処理部、デコード部）の要部構成を示すブロック図。 相関処理部から出力された相関波形信号を示す説明図。 図３中の相関波形信号を拡大して示す説明図。 相関波形信号の補正処理を示す説明図。 補正のタイミング間隔を示すテーブル。 位相変化点の検出処理の説明図。 プリアンブル部における相関波形信号に含まれる位相変化点の出現パターンを示す説明図。 プリアンブル部における相関波形信号に含まれる位相変化点の出現パターンを示す説明図。 相関波形信号に含まれる位相変化点の検出処理を示す説明図。 図１１（Ａ）は位相変化点で補正を加えない場合を、図１１（Ｂ）は位相変化点で補正を加えた場合を示す説明図。 相関波形信号のデコード処理を示す説明図。 相関波形信号のデコード処理を示す説明図。 ＲＦＩＤリーダライタ装置の制御回路のデコード部によるプリアンブル処理動作のフローチャート。 ＲＦＩＤリーダライタ装置の制御回路のデコード部によるデコード処理動作のフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のＲＦＩＤリーダライタシステムの全体構成を示すブロック図である。ＲＦＩＤリーダライタシステムは、ＲＦＩＤリーダライタ装置１０およびＲＦＩＤタグ２０から構成されており、ＲＦＩＤリーダライタ装置１０からＲＦＩＤタグ２０にデータ信号を無線通信により送信し、そのデータ信号に対するＲＦＩＤタグ２０の応答信号（受信信号）をＲＦＩＤリーダライタ装置１０が無線通信により受信して読取り又は書込みを行う。

ＲＦＩＤリーダライタ装置１０は、制御回路３０、送信回路４０、受信回路５０、アンテナ６０から構成されている。制御回路３０は、リーダライタ装置１０の動作を総合的に制御するものである。すなわち、制御回路３０は、搬送波および送信用データを生成して送信回路４０に出力する。また、制御回路３０は、フィルタ部３１、相関処理部３２、デコード部３３を備え、後述するように、受信回路５０から取得した受信データを解析する処理を行う。

送信回路４０は、変調回路４１、電力増幅回路４２、ＢＰＦ（Band-Pass Filter）４４から構成されている。変調回路４１は、制御回路３０から送られてくる送信用データに基づいて、搬送波に送信用データを重畳させる変調処理をＡＳＫ(Amplitude Shift Keying)によって行う。電力増幅回路４２は、送信用データが重畳された搬送波を電力増幅する。電力増幅回路４２の出力側にはＢＰＦ４４が設けられており、ＢＰＦ４４により搬送波に帯域の制限が加わる。ＢＰＦ４４から出力された搬送波は、アンテナ６０に出力される。

受信回路５０は、ＢＰＦ（Band-Pass Filter）５１、検波回路５２、フィルタ５３、増幅回路５４、ＡＤ（Analog-to-Digital）コンバータ５５から構成されている。ＢＰＦ５１は、アンテナ６０が受信したＲＦＩＤタグ２０の応答信号を濾波し、搬送波の周波数と、搬送波に重畳された受信信号の周波数とを通過させ，それ以外の周波数の信号を減衰させる。検波回路５２は、ＢＰＦ５１の出力信号に対して、包絡線検波により周波数変換を行う。フィルタ５３は、検波回路５２の出力信号からノイズを除去する。増幅回路５４は、フィルタ５３の出力信号を増幅する。ＡＤコンバータ５５は、増幅回路５４の出力信号であるアナログ信号を２値化処理してデジタル信号に変換し、Ｉ信号とＱ信号を生成する。

図２は、受信回路５０（ＡＤコンバータ５５）および制御回路３０（フィルタ部３１、相関処理部３２、デコード部３３）の要部構成を示すブロック図である。

フィルタ部３１は、ローパスフィルタ３１ａ，３１ｂから構成されている。ローパスフィルタ３１ａは、ＡＤコンバータ５５から出力されたＩ信号に含まれるノイズを除去する。ローパスフィルタ３１ｂは、ＡＤコンバータ５５から出力されたＱ信号に含まれるノイズを除去する。

相関処理部３２は、フィルタ部３１から出力されたＩ信号とＱ信号を合成した後に、予め設定しておいた相関パターンを当該ＩＱ合成波形信号に乗算することにより、相関関数を用いたマッチング処理を行うことで波形を変換して相関波形信号を生成した後に、デコード部３３に出力する。その結果、正弦波形に近似したＩ信号とＱ信号およびその合成波形信号は、三角波形に近似した信号に変換される。

図３は、相関処理部３２から出力された相関波形信号を示す説明図である。
相関波形信号は、ＲＦＩＤタグ２０のデータ（情報）が含まれるデータ部（データ区間）の先頭に、同期をとるためのプリアンブルパターンが付加された構成になっている。

プリアンブルパターンは、データ部の前に付加されたプリアンブル部（プリアンブル区間）２と、そのプリアンブル部２の前に付加されたプリアンブル部１から構成されている。プリアンブル部１では、受信側での同期タイミングを取るため短い波形データ０が連続する。プリアンブル部２は、フレーム同期を取るため長い波形データ１（位相変化点）と短い波形データ０とが含まれ、予め決まったパターンから成る。

第１実施形態でプリアンブル部１での同期タイミングの取り方について、図３中の波形信号を拡大して図４に示す。短い波形データ０の１周期を８サンプリングでサンプリングを行う。即ち、相関波形信号の周波数は２００ＫＨｚであり、この８倍の１．６ＭＨｚ、即ち、１／１．６０００００秒＝０．６２５μ秒毎にサンプリングを行う。同期タイミングを検出するため、サンプリングを開始した後、まず最初のピークが検出するまでは、サンプリング毎に図中丸で示すレベルを比較してＨ側（上側）の最初のピーク又はＬ側（下側）の最初のピークを検出する。最初のピークが検出された後は、検出後４つ目のサンプリング値及びその前後のサンプリング値に基づいて、Ｈ側のピーク、Ｌ側のピークを検出する。これに基づき、以降、Ｈ、Ｌ、０（０については位相変化点で後述する）を判断するための検出タイミングを確定する。即ち、同期タイミングとは、Ｈ、Ｌ、０を判断するための信号をサンプリングするタイミングである。なお、検出後４つ目のサンプリング値及びその前後のサンプリング値に基づいて、Ｈ側のピーク、Ｌ側のピークを検出する代わりに、Ｈ側のピーク、Ｌ側のピークをそれぞれ検出し、それぞれのタイミングから８つ目のサンプリング値及び前後のサンプリング値に基づいてピークを検出することも可能である。

図４（Ａ）は、周波数がずれていない場合を示しており、短い波形データ０の１周期（Ｈ−Ｈ又はＬ−Ｌ）を８サンプリングでサンプリングでき、８周期分が６４サンプリングになっている。

図４（Ｂ）は、プリアンブル部１で周波数のずれた応答信号（受信信号）のサンプリングを示している。位相変化点前の８周期分の短い波形データ０が、６０サンプリング分に対応している。この場合には、後述する同期タイミングの補正を行っていないため、短い波形データ０の１周期が８サンプリングとなる場合と、７サンプリングとなる場合とが混在している。

本実施形態のＲＦＩＤリーダライタ装置では、プリアンブル部１において数周期分（本実施形態では、８周期分）に移動平均することで過去８周期のサンプリング数を算出する。
最初の位相変化点が検出した時点（即ち、プリアンブル部１が終わり、プリアンブル部２が始まった時点）で、後述するように、基準サンプリング数及び８周期中の補正の回数ｍを決定する。そして、以降は、同期タイミングを固定し、この固定した同期タイミングに対して上記補正を行いながらＨ、Ｌ、０の判断を行っていく。

図４（Ｂ）に示すようにサンプリングが低く、８周期が６０サンプリング分に対応する場合、移動平均の結果が７．５（６０÷８）と小数がでて、８サンプリングで同期タイミングを取るとずれていってしまう。

そこで、図４（Ｂ）に示すように８周期が６０サンプリング分に対応し、８周期に１周期が８サンプリングとなるときと、７サンプリングとなるときとが混在する場合、８周期に４回のタイミング間隔、即ち、２周期（４同期タイミング）毎に、図５に示すようピークに対する同期タイミング補正を行い、補正のタイミングでピークがずれていた場合は、ピークの方向に同期タイミングの補正を行う。図中の例では、２周期目（１６回目のサンプリング）時に、ピークが１５回目のサンプリング時にずれているので、次の１周期の始まり（１６回目のサンプリング）を、１５回目のサンプリング時まで進める（ピーク補正−１）。同様に、次の２周期目（３２回目のサンプリング）時に、ピークが３１回目のサンプリング時にずれているので、次の１周期の始まり（３１回目のサンプリング）を、３２回目のサンプリング時まで進める（ピーク補正−１）。これにより、同期タイミングがピークからずれることが無くなる。

図６中に補正のタイミング間隔を示すテーブルを示す。
上述したように８周期が６０サンプル数の場合は、８周期に４回のタイミング間隔（２周期毎）で補正（ピーク補正−１）を行う。また、８周期が６３サンプル数の場合は、８周期に１回のタイミング間隔（８周期毎）で補正（ピーク補正−１）を行い、８周期が６２サンプル数の場合は、８周期に２回のタイミング間隔（４周期毎）で補正（ピーク補正−１）を行う。一方、８周期が６１サンプル数の場合は、８周期に３回のタイミング間隔（例えば、３周期目、５周期目、７周期目）で補正（ピーク補正−１）を行う。

サンプリングが更に低く、８周期が５９サンプル数以下の場合は、基準サンプル数を７に設定し、補正を行うことで対応する。ここで、８周期が５９サンプル数の場合、８周期に３回のタイミング間隔（例えば、３周期目、５周期目、７周期目）で補正（ピーク補正＋１）を行う。また、８周期が５８サンプル数の場合は、８周期に２回のタイミング間隔（４周期毎）で補正（ピーク補正＋１）を行い、８周期が５７サンプル数の場合は、８周期に１回のタイミング間隔（８周期毎）で補正（ピーク補正＋１）を行う。ここで、（ピーク補正＋１）とは、図５を参照して上述した例で同期タイミング補正時の１周期の始まりにサンプリングを１進めたのに対して、反対に同期タイミング補正時の１周期の始まりにサンプリングを１遅らすことを意味する。

受信信号のサンプリングが低い場合だけでなく、サンプリングが高い場合、例えば、８周期が６５サンプル数の場合は、８周期に１回のタイミング間隔（８周期毎）で補正（ピーク補正＋１）を行い、８周期が６６サンプル数の場合は、８周期に２回のタイミング間隔（４周期毎）で同様に補正（ピーク補正＋１）を行う。

引き続き、位相変化点の検出について、図７を参照して説明する。図７は、上述した図３（Ａ）中のプリアンブル部１とプリアンブル部２との端境部分を拡大して示す。

第１実施形態のＲＦＩＤリーダライタ装置では、相関波形信号の１周期を２分割する同期タイミング毎（半周期毎：４サンプル毎）のサンプリング値を相関閾値ＴＨ，ＴＬと比較し、サンプリング値がハイレベル相関閾値ＴＨより大きければハイレベル（Ｈ）と判定し、サンプリング値がローレベル相関閾値ＴＬより小さければローレベル（Ｌ）と判定し、サンプリング値が相関閾値ＴＨ，ＴＬの間にあれば不定（Ｏ）と判定する。尚、相関閾値ＴＨ，ＴＬは、位相変化点の正確な検出ができるように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。

デコード部３３は、相関波形信号の１周期分における半周期毎のサンプリング値の変化パターンが位相変化点のレベル変化パターンに合致しているかどうかを判定する。そして、図７に示すように、相関波形信号の１周期分における半周期毎のサンプリング値の変化パターンが、位相変化点のレベル変化パターンＨ→Ｏ→Ｌに合致している場合には、その相関波形信号の１周期分が位相変化点に該当すると共に、図８（Ａ）に示すように上側のピークＨで同期がとれていると判定する。更に、デコード部３３は、図８（Ａ）に示すレベル変化パターンＨ→Ｏ→Ｌのみで無く、図８（Ｂ）に示すレベル変化パターンＨ→Ｈ→Ｌ、又は、図８（Ｃ）に示すレベル変化パターンＨ→Ｌ→Ｌに合致している場合には、その相関波形信号の１周期分が位相変化点に該当すると共に、上側のピークＨで同期がとれていると判定する。

また、図９に示すように、相関波形信号の１周期分における半周期毎のサンプリング値の変化パターンが、位相変化点のレベル変化パターン（図９（Ａ）：Ｌ→Ｏ→Ｈ、図９（Ｂ）：Ｌ→Ｌ→Ｈ、図９（Ｃ）：Ｌ→Ｈ→Ｈ）に合致している場合には、その相関波形信号の１周期分が位相変化点に該当すると共に、下側のピークＬで同期がとれていると判定する。

ＩＱ合成波形信号にノイズが含まれて信号波形が崩れている場合には、図１０に示すように相関波形信号にもノイズが含まれるため信号波形が崩れてしまう。また、ノイズの重畳のみでなく、図２を参照して上述したノイズを除去するためのローパスフィルタ３１ａ、３１ｂの影響でピーク点が前方にずれる現象が生じ易い。

すると、相関波形信号の１周期分における半周期毎（４サンプル毎）のサンプリング値の変化パターンが、本来なら図９（Ａ）に示す位相変化点のレベル変化パターン「Ｌ→Ｏ→Ｈ」に合致する筈なのに、例えば「Ｌ→Ｈ→Ｏ」になってしまい、位相変化点のレベル変化パターンとして認識判定されないため、位相変化点が検出できないことがある。

そこで、第１実施形態において、半周期毎（４サンプル毎）の同期タイミングでサンプリング値の変化パターンで位相変化点が検出されない場合、半周期毎（４サンプル毎）の１サンプル分だけ前のサンプリング値の変化パターンで位相変化点が検出できないかを判断する。図１０の例では、相関波形信号の半周期毎のサンプリング値の１サンプル分だけ前のサンプリング値を相関閾値ＴＨ，ＴＬと比較すれば、矢印に示すように、丸枠の「Ｌ」は二重丸枠の「Ｌ」、丸枠の「Ｈ」は二重丸枠の「Ｏ」、丸枠の「Ｏ」は二重丸枠の「Ｈ」になっており、図９（Ａ）に示す位相変化点のレベル変化パターン「Ｌ→Ｏ→Ｈ」に合致しているため、位相変化点を検出できる。

一方、図６を参照して上述した補正タイミングで補正を行うが、位相変化点を検出する際のＬ→Ｏ→Ｈにおける「Ｏ」で、ピークにタイミングを補正すると、位相変化点が検出できなく成る場合が発生する。この状況について、図１１の説明図を参照して説明する。図１１（Ａ）は位相変化点で補正を加えない場合を、図１１（Ｂ）は位相変化点で補正を加えた場合を示している。図１１（Ａ）では、位相変化点のＯを検出するタイミングでは補正を避けることで、位相変化点のＯの検出が出来ている。一方、図１１（Ｂ）では、位相変化点のＯを検出するタイミングで補正をかけることで、位相変化点のＯがＨになり、位相変化点が検出できなくなっている。

このため、第１実施形態のＲＦＩＤリーダライタ装置では、補正タイミングが位相変化点検出タイミングとなったとき、位相変化点検出後に補正タイミングを変更する。一般に位相変化点の検出精度を考慮すると位相変化点を続けて配置することはないため、位相変化点が検出された後に同期タイミングの補正することで、位相変化点で同期タイミングを補正することを避けることができる。

引き続き、図３を参照して上述した相関波形信号のプリアンブルパターンに続く、データ部のデコードについて、図１２、図１３の波形図を参照して説明する。
図１２（Ａ）に示すように、短い波形データ０が３回連続する波形（０００）はデコード値「０」となる。図１２（Ｂ）に示すように短い波形データ０、長い波形データ１、短い波形データ０と続く波形（０１０）はデコード値「１」となる。

図１２（Ａ）に示すように、短い波形データ０が３回連続した後に、短い波形データ０が３回連続するときには、間に長い波形データ１が区切りを識別するため入れられる。一方、図１３（Ｇ）に示すように短い波形データ０、長い波形データ１、短い波形データ０と続く波形（０１０）はデコード値「１」となる。波形（０１０）後に波形（０１０）が続くときには、間に短い波形データ０が入れられる。

一方、図１２（Ｂ）に示すように波形（０００：デコード値「０」）の後に波形（０１０：デコード値「１」）が続くときには、間に短い波形データ０が入れられる。同様に、図１２（Ｃ）に示すように波形（０１０：デコード値「１」）の後に波形（０００：デコード値「０」）が続くときには、間に短い波形データ０が入れられる。

制御回路３０のデコード部３３は、データ部の図１２、図１３を参照して上述した波形に基づき、区切りに入れられる波形（０又は１）から波形（０００）と波形（０１０）とを識別し、波形（０００）からデコード値「０」を、波形（０１０）からデコード「１」をデコードして行く。

引き続き、図１４、図１５のフローチャートを参照して、ＲＦＩＤリーダライタ装置の行う処理について説明する。
図１４は、ＲＦＩＤリーダライタ装置１０の制御回路３０のデコード部３３によるプリアンブル処理動作を説明するためのフローチャートである。先ず、図４を参照して上述したプリアンブル部１で同期を取る。ここでは、サンプリングを行い（Ｓ１０）、最初のピーク（図４中に示すＨ又はＬ）が検出できるまでは（Ｓ１２：Ｎｏ）、サンプリング信号を比較してピークを検出する（Ｓ１４）、そして、最初のピークが検出できると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、ピーク値からの４つ目のサンプリング信号、及び、該サンプリング信号の前後のサンプリング信号からピークを検出する（Ｓ１６）。この処理を最初の位相変化点が検出できるまで続けることで、受信信号（応答信号）との同期を取る。

図４を参照して上述したようにプリアンブル部２が始まり、位相変化点が検出されると（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、位相変化点が検出された時点で同期タイミングを固定し（Ｓ２２）、図６を参照して上述したように、位相変化点前の８周期のサンプリング数に対応させて補正間隔を決定する（Ｓ２４）。図４（Ｂ）を参照して上述したように、８周期が６０サンプリング数の場合には、８周期に４回補正を行うことを決定する。なお、上述したＳ１８で正規のタイミング（半周期毎[４サンプル毎]）のサンプリング値の変化パターンで位相変化点が検出できない場合（Ｓ１８：Ｎｏ）、図１０を参照して上述したように半周期毎（４サンプル毎）の１サンプル分だけ前のサンプリング値の変化パターンで位相変化点が検出されるかを判断する（Ｓ２０）。ここで、１サンプル分だけ前のサンプリング値の変化パターンで位相変化点が検出されたときには（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、上述したＳ２２の処理へ進む。そして、Ｓ２６でのサンプリングをプリアンブル部２のパターンが検出できるまで続け、プリアンブル部２の予め決まったパターンが検出し終わると（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、プリアンブル部処理動作を終了する。

プリアンブル部処理動作に続き、図１５のフローチャートに示すデコード処理動作を開始する。
サンプリングを行い（Ｓ３０）、正規のタイミング（半周期毎[４サンプル毎]）のサンプリング値の変化パターンで位相変化点が検出されるか判断する（Ｓ３２）。ここで、正規のタイミングの位相変化点が検出されない場合（Ｓ３２：Ｎｏ）、図１０を参照して上述したように半周期毎（４サンプル毎）の１サンプル分だけ前のサンプリング値の変化パターンで位相変化点が検出されるかを判断する（Ｓ３４）。１サンプル分前でも位相変化点を検出されないとき（Ｓ３４：Ｎｏ）、補正タイミングかを判断する（Ｓ３６）。補正タイミングでは無い場合（Ｓ３６：Ｎｏ）、デコードタイミングかを判断し（Ｓ４４）、デコードタイミングに（Ｓ４４：Ｙｅｓ）、図１２及び図１３を参照して上述したようにデコードを行う（Ｓ４６）。デコードの終了パターンが検出できるまで（Ｓ４８：Ｎｏ）、Ｓ３０に戻りデコード処理を続ける。

ここで、位相変化点が検出されず（Ｓ３４：Ｎｏ）、図６のテーブルを参照して上述した補正タイミングとなった場合（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、図５を参照して上述したように同期タイミング補正を行う（Ｓ３８）。例えば、８周期に含まれるサンプル数が６３のときには、８周期（１６同期タイミング）毎に補正を行い、８周期に含まれるサンプル数が６０のときには、８周期に４回：２周期（４同期タイミング）毎に図５を参照して上述したように同期タイミング補正を行う。

一方、位相変化点が検出された場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ又はＳ３４：Ｙｅｓ）、補正タイミングかを判断する（Ｓ４０）。ここで、位相変化点で補正タイミングが生じた場合（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、補正を位相変化点後に遅らす（Ｓ４２）。そして、送らせた補正タイミングにおいて、補正タイミングかのＳ３６の判断がＹｅｓとなり、図５を参照して上述したように同期タイミング補正を行う（Ｓ３８）。

ところで、ＲＦＩＤリーダライタ装置１０の回路規模の制限や、ＲＦＩＤリーダライタ装置１０をモノリシックＩＣ（Integrated Circuit）で構成した際のＩＣ基板（半導体チップ）面積の制限などがあり、各処理動作において相関波形信号をサンプリングするサンプリングレートが十分に上げられない場合がある。例えば、サンプリングレートが１周期あたり８サンプルの場合、ＲＦＩＤタグからの応答信号の周波数がずれて、それまでは８周期あたりのサンプリング数が６４であったものが、６３となる、つまり１周期あたりのサンプリング数が８から７．８７５となり、小数点以下の値が出る。

しかし、本実施形態によれば、相関波形信号をサンプリングするサンプリングレート（相関波形信号の１周期を分割する分割数）が、単純移動平均をとるピークの個数（相関信号波形の周期の数）である「８」と同程度の低いサンプリングレートであっても、８×８周期（６４）毎に同期タイミングを補正するため、上記例の場合は、補正するサンプリング数は１となり、補正により同期タイミングがずれることを、サンプリングレートを上げることなしに防止できる。これにより、受信信号（応答信号）の周波数がずれても適正にデコードを行うことができるＲＦＩＤリーダライタ装置１０が得られる。

＜別の実施形態＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。

［ア］上記実施形態では、プリアンブルパターンにおける相関波形信号の１周期を８分割する時間タイミング毎に相関波形信号をサンプリングしてピークを検出している。しかし、本発明では、８分割に限らず、相関波形信号の１周期を「８」以外の適宜な所定分割数（４以上６４以下の偶数が望ましい：８以上の場合には１６であることが信号処理の効率上特に有利である）で分割するようにしてもよい。

［イ］上記実施形態では、相関波形信号のピークを８個数分（８周期分）まとめて時間長さを検出している。しかし、本発明では、８個分（８周期分）に限らず、相関波形信号のピークを「８」以外の適宜な所定個数分（所定周期分）まとめるようにしてもよい。

［ウ］上記実施形態では、相関波形信号の半周期毎のサンプリング値の１サンプル分だけ前のサンプリング値に基づいて位相変化点を検出している。しかし、本発明では、１サンプル分に限らず、相関波形信号の半周期毎のサンプリング値の所定サンプル分だけ前のサンプリング値に基づいて位相変化点を検出するようにしてもよい。

尚、前記所定分割数、前記所定個数（所定周期）、前記所定サンプルのそれぞれの具体値については、所望の作用・効果が確実に得られるように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。例えば、前記所定分割数を８分割より多い分割数に設定した場合には、それに合わせて前記所定サンプルを１サンプルより多い最適なサンプル数に設定すればよい。

１０…ＲＦＩＤリーダライタ装置
２０…ＲＦＩＤタグ
３０…制御回路
４０…送信回路
５０…受信回路
６０…アンテナ
３１…フィルタ部
３２…相関処理部
３３…デコード部

Claims (4)

1. ＲＦＩＤタグにデータ信号を無線通信により送信し、そのデータ信号に対するＲＦＩＤタグの応答信号を無線通信により受信するＲＦＩＤリーダライタ装置であって、
   ＲＦＩＤタグの応答信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、
   前記ＡＤコンバータの出力信号からノイズを除去するローパスフィルタと、
   前記ローパスフィルタの出力信号に対して相関関数を用いたマッチング処理を行うことで相関波形信号を生成する相関処理部と、
   前記相関処理部から出力された相関波形信号をデコードするデコード部とを備え、
   前記デコード部は、予め想定されている前記相関波形信号の１周期に要する時間をｎ（ｎは２より大きい整数）等分した所定時間毎に前記相関波形信号をサンプリングするサンプリング手段と、
   前記サンプリング手段によりサンプリングされた信号から前記相関波形信号の上側のピーク値又は下側のピーク値を検出するピーク検出手段と、
   前記ピーク検出手段により検出されたピーク値のサンプリングタイミングから前記相関波形信号の１／２周期に相当するタイミング（以下、「同期タイミング」という）毎にサンプリングされた信号に基づき前記相関波形信号の位相変化点を検出する位相変化点検出手段と、
   前記相関波形信号のデータ部の信号を前記位相変化点が検出されたタイミングに基づいてデコードするデコード手段と、
   前記位相変化点検出手段により最初の位相変化点が検出されるまでの前記相関波形信号のｎ周期中のサンプリング数に応じてｎ周期中で補正を行う回数ｍを決定し、前記同期タイミングを補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とするＲＦＩＤリーダライタ装置。
2. 前記補正手段は、補正タイミングが位相変化点検出タイミングとなったとき、位相変化点検出後に補正タイミングを変更することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダライタ装置。
3. 前記位相変化点検出手段は、位相変化点が検出できなかったとき、１回前にサンプリングされた信号に基づいて再度位相変化点検出を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のＲＦＩＤリーダライタ装置。
4. 前記補正手段は、前記決定された補正を行う回数ｍに応じて、ｎ周期中の同期タイミングを補正する補正タイミングを決定する請求項１〜請求項３のいずれか１に記載のＲＦＩＤリーダライタ装置。

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