JP3388413B2 - 移動体の識別装置および識別方法 - Google Patents
移動体の識別装置および識別方法Info
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Description
び識別方法に関し、特に、移動体からの応答信号の位相
の変化に対応できる移動体の識別装置および識別方法に
関する。
体としてたとえば非接触型のICカードが用いられ、こ
のようなカードを保持して移動する人を識別する場合
に、識別装置から発射される搬送波がカードにより受信
されると、カードはあらかじめ保持しているデータに基
づいて、受信した搬送波を変調し、発射する。このよう
な識別システムは、たとえば移動体識別装置標準規格R
CR STD−1に規定されている。
装置から発射される搬送波とカード等の応答器からの反
射波とが同一周波数で同時に発射されている。一般の無
線システムのように送信および受信の周波数が異なる場
合には、それぞれの周波数で共振または選択する回路を
設けることにより、同時送受信を支障なく行うことがで
きる。しかし、上記の識別システムにおいては、搬送波
と反射波の周波数が同一であるため、識別装置の受信ア
ンテナには応答器からの正規の信号以外にも搬送波周波
数成分を含む信号が入射される。したがって、正規の信
号に含まれる搬送波周波数成分は、識別装置における復
調のための情報として使用できず、特定の変調方式に対
応した復調方法を使用することができない。
対して応答器からの正規の信号が十分大きければ正規の
信号の受信、識別に支障はないが、これは識別装置と応
答器との距離が小さい場合に限られるから、移動体の位
置が制約される。
たとえば応答器において搬送波を反射させる場合に偏波
面を90度回転させたり、搬送波として円偏波を用いて
反射時の回転方向を逆にするということも試みられてい
る。
り、円偏波を用いる場合には応答器の構成が複雑化する
という欠点がある。
な問題点を解消し、簡単な構成の応答器を使用しつつ、
移動体から応答される正規の信号以外の搬送波ノイズ成
分の影響を抑えるとともに、移動体における搬送波の変
調方式にかかわらず識別装置と移動体間の距離変動に伴
う位相ずれに対しても復調出力に影響のない移動体の識
別装置および識別方法を提供することを目的とする。
を送出し、搬送波を変調した移動体からの受信信号を受
けて移動体を識別する移動体の識別装置は、移動体から
の受信信号に対して、搬送波と同一周波数のローカル信
号を乗算して第1の信号を得る第1の乗算手段と、移動
体からの受信信号に対して、ローカル信号と同一周波数
で位相が90度異なる第2のローカル信号を乗算して第
2の信号を得る第2の乗算手段と、第1の乗算手段およ
び第2の乗算手段により得られた第1の信号および第2
の信号の直流成分をそれぞれ除去する第1および第2の
ハイパスフイルタ手段と、第1および第2のハイパスフ
イルタ手段により直流成分を除去された第1の信号およ
び第2の信号の位相差および大きさの差を表す信号をそ
れぞれ形成する信号作成手段と、信号作成手段により作
成された位相差および大きさの差を表す信号に応じて、
直流成分を除去された第1の信号および第2の信号を演
算し復調出力を出力する演算手段とを有するものであ
る。
波を送出し、搬送波を受信した移動体により搬送波を変
調して識別装置へ発射し、識別装置において移動体を識
別する移動体の識別方法は、識別装置から搬送波を発射
し、移動体において、交流成分を含む情報データによっ
て搬送波を変調した後、識別装置へ発射し、識別装置に
おいて、移動体からの受信信号に対して、搬送波と同一
周波数のローカル信号を乗算して第1の信号を得るとと
もに、受信信号に対して、ローカル信号と同一周波数で
位相が90度異なる第2のローカル信号を乗算して第2
の信号を得て、第1の信号および第2の信号の直流成分
をそれぞれ除去し、直流成分を除去された第1の信号お
よび第2の信号の位相差および大きさの差を表す信号を
それぞれ形成し、位相差および大きさの差を表す信号に
応じて、直流成分を除去された第1の信号および第2の
信号を演算して復調を行うものである。
の識別装置および識別方法の実施例を詳細に説明する。
の一実施例が示されている。識別装置10は、搬送波信
号を送信する送信アンテナTXおよび応答器50からの
応答信号を受信する受信アンテナRXを有する。送信ア
ンテナTXには搬送波信号を発生する信号源16が接続
され、信号源16から発生される搬送波が応答器50へ
向けて送信される。信号源16から発生される信号はた
とえば次のように表される。 Lsinω c t
構成され、識別装置10の送信アンテナTXから送信さ
れた搬送波信号を受信し、所定の変調を行い、変調波を
識別装置10へ発射する。応答器50における変調は、
識別装置10において搬送波周波数成分を除去して復調
するため、直流成分を情報として含まないように行われ
る。例えば図2に示すように、データをマンチェスタ符
号化するか、または副搬送波を用いて周波数変調を行
う。
るとともに、位相変換器18を介して乗算器14に接続
される。信号源16は搬送波信号と同一周波数成分を有
するローカル信号を発生し、乗算器12および位相変換
器18へ送出する。位相変換器18は信号源16からの
ローカル信号の位相を90度ずらして乗算器14へ出力
する。
4に接続されている。乗算器12は受信アンテナRXか
らの受信信号と信号源16からのローカル信号とを乗算
し、ローカル信号と受信信号との周波数成分の差を表す
信号xを出力する。もう1つの乗算器14は受信信号
に、ローカル信号と90度位相のずれた信号を乗算し、
90度位相のずれた信号と受信信号との周波数成分の差
を表す信号yを出力する。これらは周知の直交復調方法
と同一の方法を用いればよい。これにより、受信信号と
ローカル信号の位相差が変化した場合にも何らかの復調
出力を得るようにするものである。受信アンテナRXで
受信される信号は、応答器50での変調信号f(t)に
より、次式のように振幅および位相が時間的に変動する
信号となる。 R(f(t))sin(ω c t+θ(f(t))) ここで、f(t)は論理信号0または1の2値をとるも
のとする。 よって、乗算器12の出力は次のようにあら
わされる。 Lsinω c t・R(f(t))sin(ω c t+θ(f(t)))= (L/2)R(f(t)){cosθ(f(t))−cos(2ω c t+θ( f(t)))} この出力からローカル信号と受信信号との周波数成分の
差を取り出した信号をxとすれば、 x=(L/2)R(f(t))cosθ(f(t)) 一方、信号源16からのローカル信号を90度位相をず
らした信号は次のようにあらわされる。 Lcosω c t 信号xの場合と同様な演算により、乗算噐14の出力y
は次のように導かれる。 y=(L/2)R(f(t))sinθ(f(t)) 乗算器12、14から出力される信号x、yと受信信号
との関係を図3に示す。同図に示すように、受信信号と
信号xとは、受信信号とローカル信号との位相差に応じ
てベクトルの向きが異なっており、信号yは信号xと9
0度異なるベクトルの向きを有する。
タ20、22に接続されている。ハイパスフイルタ2
0、22はそれぞれコンデンサと抵抗を含んで構成さ
れ、乗算器12、14からの信号の交流成分のみを通過
させる。ハイパスフイルタ20は、信号xから直流成分
を除去し、交流成分のみの信号Xを出力する。同様にハ
イパスフイルタ22は、信号yから直流成分を除去し、
交流成分のみの信号Yを出力する。
ように、受信アンテナRxからの受信信号が変調論理
「0」の信号R0から「1」の信号R1に変化した場
合、これらの信号のベクトル成分に応じて変化する。信
号R0から信号R1に変化すると、信号Xは時間tの経
過により信号R0のX方向成分の値から信号R1のX方
向成分の値に減少し、信号Yは時間tの経過により信号
R0のY方向の値から信号R1のY方向成分の値に増加
する。信号X、Yは応答器50において変調に使用され
た元の情報データを表し、受信信号とローカル信号との
位相差によりその大きさと位相が変動するが、搬送波が
変調されている場合には信号R0とR1は異なるから、
これらの成分の差を表す信号X、Yの両方が同時に0と
なることはない。したがって、本識別装置10は、信号
X、Yを後述のように組合せることによって、いかなる
場合にも最終出力を得ることができるものである。
器24〜36にそれぞれ接続されている。演算器24、
26、28、30は、信号X、Yに加減算を施し、それ
ぞれ出力X+Y,X−Y,−X+Y,−X−Yを出力す
る。演算器24、26、28、30の出力はマルチプレ
クサ38に接続されている。また、演算器32は信号X
とYの積X・Yを演算して出力し、演算器34、36は
信号XとYの絶対値の差および和、|X|−|Y|、|
X|+|Y|を演算して出力する。演算器32、34、
36の出力はそれぞれコンパレータ40、42、44に
接続されている。
かを表す信号Mを、コンパレータ42は|X|−|Y|
の符号が+か−かを表す信号Dを、それぞれ位相および
位相変化検出部46へ出力する。位相および位相変化検
出部46は、信号Mおよび信号Dに応じて、後述のよう
にマルチプレクサ38の出力を選択するための制御信号
をマルチプレクサ38に出力する。マルチプレクサ38
はこの制御信号に応じて、演算器24、26、28、3
0から送られる出力X+Y,X−Y,−X+Y,−X−
Yのいずれかを選択して出力する。
が0でないか否かを表す信号を出力し、受信信号検出部
52へ出力する。受信信号検出部52はコンパレータ4
4からの信号によって受信信号の有無を判定する。すな
わち、|X|+|Y|の値が0でない場合には変調され
た受信信号があると判断し、|X|+|Y|の値が0の
場合には変調された受信信号がないと判断する。
(R0−R1)のベクトルの横軸(ローカル信号の軸)
および縦軸(ローカル信号と90度位相のずれた軸)へ
の投影と考えられるので、R0≠R1の場合、すなわち
振幅変調または位相変調の少なくともいずれかにより変
調されている場合には、|X|+|Y|の値は0とはな
らない。したがって、前述のように|X|+|Y|の値
によって、変調された受信信号があるか否かを判定す
る。
38からの最終出力Zとして、X+Y,X−Y,−X+
Y,−X−Yのいずれかを選択する。この選択は次の原
理により行われる。
どの象限にあるかによって、X・Yを表す信号Mの符号
が変化する。たとえば、信号(R0−R1)が第1象限
にあってXおよびYが+の場合にはX・Yを表す信号M
の符号は+となり、第2象限にあってXが−、Yが+の
場合にはX・Yを表す信号Mの符号は−となる。
1)がどの位置にあるかによって、|X|−|Y|を表
す信号Dの符号が変化する。したがって、図8に示すよ
うに、信号R0−R1がどの位置にあるかによって、信
号Mと信号Dの符号の組合せが変化する。たとえば信号
(R0−R1)が(1)の位置にある場合には、信号M
およびDはいずれも+であり、信号(R0−R1)が
(2)の位置にある場合には、信号Mは+、Dは−であ
る。したがって、図8に示すように信号Mと信号Dの符
号の組合せによって、マルチプレクサ38からの最終出
力Zとして、X+Y,X−Y,−X+Y,−X−Yのい
ずれを出力させるかを選択する。
により信号(R0−R1)は領域(2)または(6)に
存在することがわかるので、信号(R0−R1)が領域
(2)に存在するものとし、位相および位相変化検出部
46はマルチプレクサ38が出力ZとしてX+Yを出力
するように制御信号を出力する。この場合、信号(R0
−R1)が領域(6)に存在するものとして、出力Z=
−X−Yを出力させるようにしてもよいが、位相の18
0度逆転はデータの復調に影響を与えないから、いずれ
を出力してもよい。
(8)の1つの領域に留まっているものではなく、たと
えば応答器50と識別装置10との距離の変動に伴って
変動する。したがって、最初に出力信号Zを選択した
後、位相および位相変化検出部46は信号Mの符号の変
化をモニタし、図9に示すようにMが変化する点w1〜
w4においてMとDの符号の関係の変化を検出すること
により、信号(R0−R1)のベクトルがどちらの方向
に回転しているかを判断する。
は、MとDの符号が異なる符号の状態から同じ符号の状
態へ変化し、矢印Bで示すような右回転の場合には、M
とDの符号が同じ符号の状態から異なる符号の状態へ変
化する。
ば左回転が検出されている場合には、出力ZとしてX+
Y,−X+Y,−X−Y,X−Y,X+Yの順で出力さ
れるようにマルチプレクサ38の切り換えを制御する。
同様に、右回転が検出されている場合には、出力Zとし
てX+Y,X−Y,−X−Y,−X+Y,X+Yの順で
出力されるようにマルチプレクサ38の切り換えを制御
する。
受信アンテナRXから入射され、2分割されて2つの乗
算器12、14に送られる。乗算器12、14には、搬
送波の周波数成分を有し位相が90度ずれた2つのロー
カル信号がそれぞれ入力されている。受信アンテナRX
からの受信信号は、乗算器12でローカル信号と乗算さ
れ、ローカル信号と受信信号との周波数成分の差を表す
信号xが出力される。一方、受信アンテナRXからの受
信信号は、乗算器14でローカル信号と90度位相のず
れた信号と乗算され、90度位相のずれた信号と受信信
号との周波数成分の差を表す信号yが出力される。
れて、直流成分が除去され、交流成分のみの信号Xとな
る。同様に信号yは、ハイパスフイルタ22を通過され
て、直流成分が除去され、交流成分のみの信号Yとな
る。
送られ、それぞれ所定の演算が行われる。演算器24、
26、28、30からの出力X+Y,X−Y,−X+
Y,−X−Yはマルチプレクサ38に送られる。演算器
32、34からの出力X・Y,|X|−|Y|はそれぞ
れコンパレータ40、42に送られる。コンパレータ4
0からはX・Yの符号を表す信号M、コンパレータ42
からは|X|−|Y|の符号を表す信号Dが、それぞれ
出力され、位相および位相変化検出部46へ送られる。
位相および位相変化検出部46は信号M、Dによって上
記のように位相および位相変化を検出し、マルチプレク
サ38に制御信号を出力する。
検出部46から送られた制御信号に基づき、演算器2
4、26、28、30からの出力X+Y,X−Y,−X
+Y,−X−Yのいずれか1つを選択し、選択された信
号を信号Zとしてコンパレータ48へ出力する。コンパ
レータ48は信号Zを所定のしきい値と比較し、復調出
力を得る。
同一のローカル信号および搬送波信号と90度位相の異
なる信号と乗算し、それぞれの交流成分を抜き出すこと
により、受信信号がローカル信号軸および90度位相の
異なる信号軸上に有する成分X、Yを算出し、これらの
成分X、Yの積X・Y、絶対値の差|X|−|Y|の符
号M、Dによって受信信号の変化のベクトルの位置を判
断し、これに応じてマルチプレクサ38からの出力を選
択している。したがって、マルチプレクサ38からの出
力は常に0となることがなく、搬送周波数成分が異なる
場合にも位相ずれに対して復調出力に影響がない。
調のいずれかによって変調された場合、搬送周波数成分
が異なることによって見掛け上、振幅変調と位相変調の
区別がなくなっていた。すなわち応答器からの正規の信
号に加えて同一周波数で位相または振幅の異なる搬送波
信号が識別装置に入射されるため、振幅変調と位相変調
が逆に現れたり、これらが混合されたようになったりす
ることがあった。したがって、特定の復調方式で復調す
ることができなかった。
ルの位置を判断して出力を選択しているから、搬送波ノ
イズ成分を無視することができるため、反射波の偏波面
を考慮する必要がない。また、識別装置と応答器との距
離の変化などにより生じる反射波の位相シフトに追随し
て位相ずれの影響をなくすことができるから、適切に復
調を行うことができる。
号に加えて同一周波数で位相または振幅の異なる搬送波
信号が識別装置に入射された場合にも、搬送波ノイズ成
分を無視することができ適切に復調を行うことができる
から、反射波の偏波面を考慮する必要がない。また、識
別装置と応答器との距離の変化などにより生じる反射波
の位相シフトに追随して位相ずれの影響をなくすことが
できるから、適切に復調を行うことができる。
すブロック図である。
ある。
る。
る。
る。
る。
る。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 搬送波を送出し、該搬送波を変調した移
動体からの受信信号を受けて移動体を識別する移動体の
識別装置において、該装置は、 移動体からの前記受信信号に対して、前記搬送波と同一
周波数のローカル信号を乗算して第1の信号を得る第1
の乗算手段と、 移動体からの前記受信信号に対して、前記ローカル信号
と同一周波数で位相が90度異なる第2のローカル信号
を乗算して第2の信号を得る第2の乗算手段と、 前記第1の乗算手段および第2の乗算手段により得られ
た前記第1の信号および第2の信号の直流成分をそれぞ
れ除去する第1および第2のハイパスフイルタ手段と、 前記第1および第2のハイパスフイルタ手段により直流
成分を除去された前記第1の信号および第2の信号の位
相差および大きさの差を表す信号をそれぞれ形成する信
号作成手段と、 該信号作成手段により作成された位相差および大きさの
差を表す信号に応じて、前記直流成分を除去された前記
第1の信号および第2の信号を演算し復調出力を出力す
る演算手段とを有することを特徴とする移動体の識別装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、 前記位相差を表す信号は直流成分を除去された前記第1
の信号および第2の信号の積であり、前記大きさの差を
表す信号は直流成分を除去された前記第1の信号および
第2の信号の絶対値の差であることを特徴とする移動体
の識別装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の装置において、 前記復調出力は、直流成分を除去された前記第1の信号
Xおよび第2の信号Yを演算して得られるX+Y、X−
Y、−X+Y、−X−Yのいずれかであることを特徴と
する移動体の識別装置。 - 【請求項4】 識別装置から搬送波を送出し、該搬送波
を受信した移動体により前記搬送波を変調して前記識別
装置へ発射し、前記識別装置において前記移動体を識別
する移動体の識別方法において、該方法は、 前記識別装置から前記搬送波を発射し、 前記移動体において、交流成分を含む情報データによっ
て前記搬送波を変調した後、前記識別装置へ発射し、 前記識別装置において、前記移動体からの受信信号に対
して、前記搬送波と同一位相のローカル信号を乗算して
第1の信号を得るとともに、前記受信信号に対して、前
記搬送波と同一周波数で位相が90度異なるローカル信
号を乗算して第2の信号を得て、 前記第1の信号および第2の信号の直流成分をそれぞれ
除去し、 直流成分を除去された前記第1の信号および第2の信号
の位相差および大きさの差を表す信号をそれぞれ形成
し、 前記位相差および大きさの差を表す信号に応じて、直流
成分を除去された前記第1の信号および第2の信号を演
算して復調を行うことを特徴とする移動体の識別方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21449292A JP3388413B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 移動体の識別装置および識別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP21449292A JP3388413B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 移動体の識別装置および識別方法 |
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JPH0636102A JPH0636102A (ja) | 1994-02-10 |
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---|---|---|---|---|
JP3795879B2 (ja) * | 2003-08-08 | 2006-07-12 | 株式会社東芝 | 無線機 |
-
1992
- 1992-07-20 JP JP21449292A patent/JP3388413B2/ja not_active Expired - Fee Related
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