JP2015065637A - 無線通信システムおよびデータ送信機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一実施の形態にかかる無線通信システムは、第1のデータを第1の電波13、14を用いて送信する第1の無線機器10と、第2のデータに応じて第1の電波13に外乱を与える第2の電波15を送信するデータ送信機30と、第1の無線機器10から送信された第1のデータ23を復調すると共に、データ送信機30から送信された第2のデータ24を第1の電波13のビット誤り率の変化を用いて復調する第2の無線機器20と、を有する。データ送信機30は、第1のアンテナ31で受信した第1の電波14に対応した信号を増幅する増幅器AMP1と、増幅器AMP1の出力側から増幅器AMP1の入力側に信号を帰還して帰還ループを形成する帰還部38とを備える。
【選択図】図1
Description
以下、図面を参照して実施の形態1について説明する。図1は実施の形態1にかかる無線通信システムを示すブロック図である。図1に示すように本実施の形態にかかる無線通信システムは、第1の無線機器10と、第2の無線機器20と、データ送信機30(RFID用の無線タグに対応する)と、を備える。第1の無線機器10は、第1のデータを第1の電波13、14を用いて送信する。データ送信機30は、送信対象である第2のデータに応じて第1の電波13に外乱を与える第2の電波15を送信する。第2の無線機器20は、第1の無線機器10から送信された第1の電波13とデータ送信機から送信された第2の電波15とを受信する。そして、第2の無線機器20の復調回路22は、第1の無線機器10から送信された第1のデータ23を復調すると共に、データ送信機30から送信された第2のデータ24を第1の電波13のビット誤り率の変化を用いて復調する。
次に、実施の形態2について説明する。図9は実施の形態2にかかる無線通信システムを示すブロック図である。実施の形態1で説明した無線通信システムでは、データ送信機30から第2の無線機器20に第2のデータを送信する際、第1の通信機器10から第2の無線機器20に送信される第1のデータは任意のデータとしていた。これに対して本実施の形態にかかる無線通信システムでは、データ送信機30から第2の無線機器20に第2のデータを送信する際、第1の通信機器10から第2の無線機器20に送信される第1のデータを固定データパターンとしている。これ以外は実施の形態1で説明した無線通信システムと同様であるので、重複した説明は省略する。
次に、実施の形態3について説明する。図14は実施の形態3にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機30’を示すブロック図である。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、データ送信機30’が帰還部として整合回路72を備えている点が実施の形態1と異なる。これ以外は実施の形態1、2で説明した無線通信システムと同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
次に、実施の形態4について説明する。図17は実施の形態4にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機30’’を示すブロック図である。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、データ送信機30’’が備える帰還部が、第1のアンテナ31および第2のアンテナ39を用いて構成されており、第2のアンテナ39から第1のアンテナ31に第3の電波16を送信することで帰還ループが形成されている。これ以外は実施の形態1、2で説明した無線通信システムと同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
次に、実施の形態5について説明する。図22は実施の形態5にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機80を示すブロック図である。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、データ送信機80の構成が実施の形態1〜4の場合と異なる。これ以外、つまり第1の無線機器10および第2の無線機器20の構成および動作については、実施の形態1〜4の場合と同様である。
次に、実施の形態6について説明する。図25は、実施の形態6にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機100を示すブロック図である。本実施の形態では、実施の形態5で説明したデータ送信機に帰還部104および発振周波数調整回路101を追加している。これ以外は、実施の形態5で説明したデータ送信機と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し重複した説明は省略する。
次に、実施の形態7について説明する。図27は、実施の形態7にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機80’を示すブロック図である。本実施の形態にかかるデータ送信機80’では、実施の形態5で説明したデータ送信機80と比べて、入力増幅器AMP3、発振器82、及び出力増幅器AMP4に供給される電源を、スイッチ86’を用いて切り替えている点が異なる。これ以外は、実施の形態5で説明したデータ送信機80と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し重複した説明は省略する。
次に、実施の形態8について説明する。実施の形態1乃至7では、データ送信機が2つのアンテナ(第1のアンテナ及び第2のアンテナ)を備える構成について説明したが、本実施の形態では、データ送信機が1つのアンテナを備える構成について説明する。
次に、実施の形態9について説明する。図31は、実施の形態9にかかる無線通信システムで用いられるデータ送信機150を示すブロック図である。図31に示すように、データ送信機150は、アンテナ121、入出力切替回路122、入力増幅器AMP5、発振器123、出力増幅器AMP6、周波数比較器151、変調回路154、制御回路157、及びスイッチ135〜137を備える。
次に、実施の形態10について説明する。図33は、実施の形態10にかかる無線通信システムで用いられるデータ送信機180を示すブロック図である。本実施の形態で用いられるデータ送信機180は、実施の形態8で説明したデータ送信機120と比べて、PLL(Phase Locked Loop)回路181を備えている点が異なる。これ以外は実施の形態8で説明したデータ送信機と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
第1のデータを第1の電波を用いて送信する第1の無線機器と、
送信対象である第2のデータに応じて前記第1の電波に外乱を与える第2の電波を送信するデータ送信機と、
前記第1の無線機器から送信された前記第1のデータを復調すると共に、前記データ送信機から送信された前記第2のデータを前記第1の電波のビット誤り率の変化を用いて復調する第2の無線機器と、を有し、
前記データ送信機は、
前記第1の電波を受信し、前記第2の電波を送信するアンテナと、
前記アンテナで受信した前記第1の電波に対応した信号を増幅する入力増幅器と、
前記入力増幅器の出力が供給され、前記第1の電波と同一の周波数で発振する発振器と、
前記発振器から出力された信号を増幅する出力増幅器と、
前記入力増幅器の入力側と前記アンテナとの接続および前記出力増幅器の出力側と前記アンテナとの接続を切り替える入出力切替回路と、
前記入出力切替回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記第2のデータを送信する際、前記入力増幅器の入力側と前記アンテナとを接続し、前記発振器の出力信号の周波数が前記入力増幅器の出力信号の周波数と一致した後、前記出力増幅器の出力側と前記アンテナとを接続する、
無線通信システム。
前記発振器は、前記発振器の出力信号の周波数が前記入力増幅器の出力信号の周波数と一致するように調整する周波数調整回路を備える、付記1に記載の無線通信システム。
前記データ送信機は、前記周波数調整回路の制御電圧を生成する制御電圧生成回路を更に備え、
前記制御電圧生成回路は、
前記制御電圧を掃引して前記発振器の出力信号の周波数を変化させ、
前記発振器の出力信号の周波数が前記入力増幅器の出力信号の周波数と一致したタイミングで前記制御電圧を固定する、
付記2に記載の無線通信システム。
前記制御回路は更に、前記入力増幅器および前記出力増幅器への電源供給を制御可能に構成されており、
前記制御回路は、前記入力増幅器の入力側と前記アンテナとが接続されている間、前記入力増幅器に電源を供給し、前記出力増幅器の出力側と前記アンテナとが接続されている間、前記出力増幅器に電源を供給する、
付記1に記載の無線通信システム。
前記データ送信機は、前記発振器に供給される電源を前記第2のデータに応じてオン・オフする、付記1に記載の無線通信システム。
前記データ送信機は、前記入力増幅器の出力信号の周波数と前記発振器の出力信号の周波数とを比較する周波数比較器を更に備え、
前記周波数比較器は、
前記入力増幅器の出力信号と前記発振器の出力信号とが供給され、前記入力増幅器の出力信号の周波数と前記発振器の出力信号の周波数とが一致した際に直流電圧を出力する乗算器と、
前記乗算器から出力された直流電圧から不要な周波数成分を除去するローパスフィルタと、を備える、
付記1に記載の無線通信システム。
前記データ送信機は、前記発振器を含むPLL回路を備え、
前記PLL回路は、前記発振器の出力信号の周波数が前記入力増幅器の出力信号の周波数と一致するように動作する、
付記1に記載の無線通信システム。
前記PLL回路は、前記発振器の周波数を制御するための制御電圧を保持する保持容量を備える、付記7に記載の無線通信システム。
前記データ送信機は、前記第2のデータを送信する間、前記入力増幅器の入力側と前記アンテナとの接続および前記出力増幅器の出力側と前記アンテナとの接続を交互に繰り返すことで、前記保持容量に保持される前記制御電圧をリフレッシュする、付記8に記載の無線通信システム。
無線ネットワークで用いられている第1の電波を受信し、送信対象である第2のデータに応じて前記第1の電波に外乱を与える第2の電波を送信するアンテナと、
前記アンテナで受信した前記第1の電波に対応した信号を増幅する入力増幅器と、
前記入力増幅器の出力が供給され、前記第1の電波と同一の周波数で発振する発振器と、
前記発振器から出力された信号を増幅する出力増幅器と、
前記入力増幅器の入力側と前記アンテナとの接続および前記出力増幅器の出力側と前記アンテナとの接続を切り替える入出力切替回路と、
前記入出力切替回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記第2のデータを送信する際、前記入力増幅器の入力側と前記アンテナとを接続し、前記発振器の出力信号の周波数が前記入力増幅器の出力信号の周波数と一致した後、前記出力増幅器の出力側と前記アンテナとを接続する、
データ送信機。
11 アンテナ
13、14 第1の電波
15 第2の電波
16 第3の電波
20 第2の無線機器
21 アンテナ
22 復調回路
23 第1のデータ
24 第2のデータ
30 データ送信機
31 第1のアンテナ
32 フィルタ回路
33 変調回路
34 スイッチ
35 発振周波数調整回路
36 周波数比較器
37 周波数調整回路
38 帰還部
39 第2のアンテナ
72 整合回路
81 第1のアンテナ
82 発振器
83 乗算器
84 周波数調整回路
85 変調回路
86 スイッチ
89 第2のアンテナ
120、150、180 データ送信機
121 アンテナ
122 入出力切替回路
123 発振器
124 乗算器
125 周波数調整回路
126 周波数比較器
127 制御電圧生成回路
131 クロック生成回路
132 変調回路
133 制御回路
135〜137 スイッチ
151 周波数比較器
152 乗算器
153 ローパスフィルタ
154 変調回路
155 センサ
156 マイコン
157 制御回路
181 PLL回路
182 周波数比較器
183 チャージポンプ回路
184 ローパスフィルタ
185 スイッチ
186 容量
Claims (20)
- 第1のデータを第1の電波を用いて送信する第1の無線機器と、
送信対象である第2のデータに応じて前記第1の電波に外乱を与える第2の電波を送信するデータ送信機と、
前記第1の無線機器から送信された前記第1のデータを復調すると共に、前記データ送信機から送信された前記第2のデータを前記第1の電波のビット誤り率の変化を用いて復調する第2の無線機器と、を有し、
前記データ送信機は、
前記第1の電波を受信する第1のアンテナと、
前記第1のアンテナで受信した前記第1の電波に対応した信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力側から前記増幅器の入力側に信号を帰還して帰還ループを形成する帰還部と、
前記帰還ループにおける信号を前記第2のデータに応じて変調する変調回路と、
前記帰還ループにおける信号を前記第2の電波として送信する第2のアンテナと、を備える、
無線通信システム。 - 前記データ送信機は、前記帰還ループにおける発振周波数が前記第1の電波の周波数と一致するように調整する発振周波数調整回路を備える、請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記発振周波数調整回路は、
前記第1の電波の周波数と前記帰還ループにおける発振周波数とを比較する周波数比較器と、
前記周波数比較器における比較結果に応じて前記帰還ループにおける発振周波数を調整する周波数調整回路と、を備える、
請求項2に記載の無線通信システム。 - 前記変調回路は、前記増幅器に供給される電源を前記第2のデータに応じてオン・オフすることで前記帰還ループにおける信号を変調する、請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記変調回路は、前記帰還ループに直列に接続されたスイッチを前記第2のデータに応じてオン・オフすることで前正記帰還ループにおける信号を変調する、請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記データ送信機は、前記増幅器の入力側にフィルタ回路を備え、
前記フィルタ回路は、前記第1のアンテナで受信した前記第1の電波に対応した信号に含まれる所定の周波数帯の信号を透過し、当該所定の周波数帯域外の信号を除去する、
請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記帰還部は抵抗素子を備え、
前記増幅器の出力側と入力側との間は前記抵抗素子を用いて接続されている、請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記帰還部はバッファを備え、
前記増幅器の出力側と入力側との間は前記バッファを用いて接続されている、請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記帰還部は整合回路を備え、
前記整合回路は、前記第2のアンテナから送信される前記第2の電波の電力と、前記帰還ループを経由して帰還される信号の電力との割合を調整する、
請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記帰還部は前記第1および第2のアンテナを用いて構成されており、
前記第2のアンテナから前記第1のアンテナに第3の電波を送信することで前記帰還ループが形成される、
請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記第1のアンテナの指向方向と前記第2のアンテナの指向方向とが重なるように前記第1および第2のアンテナを構成する、請求項10に記載の無線通信システム。
- 前記第1の無線機器は、予め定められたデータパターンを前記第1のデータとして送信し、
前記第2の無線機器は、前記第1の電波のビット誤り率を求める際に前記予め定められたデータパターンの期待値を用いる、
請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記予め定められたデータパターンは、データ“0”の連続送信またはデータ“1”の連続送信であるシングルトーン送信、データ“0”とデータ“1”とを交互に送信するデータパターン、擬似ランダム雑音パターン、マンチェスタ符号を用いたデータ“0”の連続送信またはデータ“1”の連続送信のいずれかである、請求項12に記載の無線通信システム。
- 第1のデータを第1の電波を用いて送信する第1の無線機器と、
送信対象である第2のデータに応じて前記第1の電波に外乱を与える第2の電波を送信するデータ送信機と、
前記第1の無線機器から送信された前記第1のデータを復調すると共に、前記データ送信機から送信された前記第2のデータを前記第1の電波のビット誤り率の変化を用いて復調する第2の無線機器と、を有し、
前記データ送信機は、
前記第1の電波を受信する第1のアンテナと、
前記第1のアンテナで受信した前記第1の電波に対応した信号を増幅する入力増幅器と、
前記入力増幅器の出力が供給され、前記第1の電波と同一の周波数で発振する発振器と、
前記発振器から出力された信号を増幅する出力増幅器と、
前記出力増幅器から出力される信号を前記第2のデータに応じて変調する変調回路と、
前記変調された信号を前記第2の電波として送信する第2のアンテナと、を備える、
無線通信システム。 - 前記第2のアンテナ側から前記第1のアンテナ側に信号を帰還して帰還ループを形成する帰還部を更に備える、請求項14に記載の無線通信システム。
- 前記帰還部は前記第1および第2のアンテナを用いて構成されており、
前記第2のアンテナから前記第1のアンテナに第3の電波を送信することで前記帰還ループが形成される、
請求項15に記載の無線通信システム。 - 前記変調回路は、前記出力増幅器に供給される電源を前記第2のデータに応じてオン・オフすることで前記出力増幅器から出力される信号を変調する、請求項14に記載の無線通信システム。
- 前記第1の無線機器は、予め定められたデータパターンを前記第1のデータとして送信し、
前記第2の無線機器は、前記第1の電波のビット誤り率を求める際に前記予め定められたデータパターンの期待値を用いる、
請求項14に記載の無線通信システム。 - 無線ネットワークで用いられている第1の電波を受信する第1のアンテナと、
前記第1のアンテナで受信した前記第1の電波に対応した信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力側から前記増幅器の入力側に信号を帰還して帰還ループを形成する帰還部と、
前記帰還ループにおける信号を送信対象である送信データに応じて変調する変調回路と、
前記帰還ループにおける信号を、前記第1の電波に外乱を与える第2の電波として送信する第2のアンテナと、を備える、
データ送信機。 - 前記変調回路は、前記入力増幅器と前記発振器と前記出力増幅器とに供給される電源を前記第2のデータに応じてオン・オフすることで前記第2のアンテナから送信される前記第2の電波を変調する、請求項14に記載の無線通信システム。
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