JP4333450B2 - Information processing apparatus, wireless communication system, and wireless communication method - Google Patents
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Description
本発明は、飲食店における食器や、販売店における商品等に付加された電子値札を読み取るシステムや、物品流通基盤等で流通する物品に付加された電子荷札を読み取るシステム、視力障害者の歩行を誘導する誘導標識読取りシステム等に適用して好適な情報処理装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。 The present invention relates to a system for reading electronic price tags attached to tableware in restaurants, merchandise, etc. in stores, a system for reading electronic tag tags attached to articles distributed on goods distribution bases, etc. The present invention relates to an information processing apparatus, a wireless communication system, and a wireless communication method that are suitable for application to a guidance sign reading system for guiding.
詳しくは、後方散乱通信方式により所定のデータを無線通信する場合に、無線送受信装置に搬送波補償回路を備え、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の応答信号を成す搬送波合成信号の位相とを比較し、送信時の搬送波信号の位相に同期しない搬送波合成信号を当該比較結果に基づいて除去するようにして、信号応答体から送信される応答信号のデータ変調成分を補償できるようにすると共に、信号応答体から戻ってきた応答信号のS/N比を向上できるようにしたものである。 Specifically, when predetermined data is wirelessly communicated by the backscatter communication method, the wireless transceiver includes a carrier wave compensation circuit, and the phase of the carrier wave signal at the time of transmission and the phase of the carrier wave composite signal that forms the response signal at the time of reception And the carrier synthesized signal that is not synchronized with the phase of the carrier signal at the time of transmission is removed based on the comparison result so that the data modulation component of the response signal transmitted from the signal responder can be compensated. The S / N ratio of the response signal returned from the signal responder can be improved.
近年、半導体集積回路技術の発達に伴い、携帯電話機等の通信処理分野を始め、ワイヤレスマウスやアクセスポイント等の情報処理分野でも無線通信技術が応用される場合が多くなってきた。この種の無線通信技術を応用したものに、タグ・リーダーシステムが考案されている。このタグ・リーダーシステムは、後方散乱通信(バック・スキャッタリング)方式により所定のデータを無線通信するものであり、例えば、飲食店における食器に付加された電子値札を読み取るシステムに応用される。 In recent years, with the development of semiconductor integrated circuit technology, wireless communication technology has been increasingly applied in the information processing field such as a wireless mouse and an access point, in addition to the communication processing field such as a mobile phone. A tag reader system has been devised as an application of this type of wireless communication technology. This tag reader system wirelessly communicates predetermined data by a backscattering communication (back scattering) method, and is applied to, for example, a system that reads an electronic price tag attached to tableware in a restaurant.
図7は、従来例としてのタグ・リーダーシステム1の構成例を示す主要部の概念図である。図7に示すタグ・リーダーシステム1は、タグ10及びタグ・リーダー20’を備え、タグ・リーダー20’から所定周波数の搬送波信号を連続してタグ10に送信し、タグ10から散乱して(戻って)来る振幅変調信号を受信し、当該タグ固有のデータを得ようとするものである。
FIG. 7 is a conceptual diagram of a main part showing a configuration example of a
図7において、タグ10は、周波数2.45GHzの搬送波信号(質問信号)を受信し、当該搬送波信号を固有のデータにより、例えば、振幅変調して、振幅変調後のタグ振幅変調信号(以下単に応答信号Sf(D)という)を送信するようになされる。このタグ10は、例えば、飲食店における食器等の被識別物体9に取り付けられる。タグ10は、受信用のアンテナ体1A,送信用のアンテナ体1B、振幅変調部2、メモリ部3、クロック発振器4及び電源供給部5を有している。アンテナ体1A及び1Bは、動作説明上2つに分けて記述しているが実際は、1つのアンテナ体から構成される。
In FIG. 7, a
アンテナ体1Aは、当該タグ・リーダーシステム1における質問信号となる搬送波信号Sfを受信する。アンテナ体1A,1Bには、導体をコイル状に巻いたループアンテナが使用される。アンテナ体1A,1Bには電源供給部5が接続され、アンテナ体1Aによって受信された搬送波信号Sfに基づく誘起電力を振幅変調部2、メモリ部3及びクロック発振器4に供給するように動作する。
The antenna body 1A receives a carrier wave signal Sf that is an interrogation signal in the
メモリ部3には、例えば、食器に盛り付けられた料理の値段等の被識別物体固有のデータ(DATA)が記録され、このデータがクロック信号(CLK)に基づいて読み出され、当該データが振幅変調部2に出力するようになされる。メモリ部3には読出し専用メモリ(ROM)が使用される。メモリ部3にはクロック発振器4が接続され、所定周波数のクロック信号を発振してメモリ部3に出力するように動作する。振幅変調部2は、メモリ部3から読み出したデータに基づいて搬送波信号Sfを振幅変調する。振幅変調部2にはアンテナ体1Bが接続され、振幅変調後の応答信号Sf(D)を送信するようになされる。
The
タグ・リーダーシステム1は、上述のタグ10の他にタグ・リーダー20’を備えている。タグ・リーダー20’は、搬送波信号Sfをタグ10に送信すると共に、当該タグ10から戻ってきた応答信号Sf(D)を受信して信号処理をするようになされる。実際には、応答信号Sf(D)の他に、周囲の物体から反射して戻ってくる無変調の搬送波合成信号Sf’もアンテナ13Bで受信される。つまり、応答信号Sf(D)と搬送波合成信号Sf’とを含めた応答合成信号Sinが受信される。
The
タグ・リーダー20’において、その主要部は、発振器11、送信部12、送信用のアンテナ体13A、受信用のアンテナ体13B、受信部14’等を有している。アンテナ体13A及び13Bは、動作説明上2つに分けて記述しているが実際は、1つのアンテナ体から構成される。発振器11は、2.45GHzの搬送波信号Sfを発生する。発振器11には送信部12が接続され、制御端子72から入力した出力許可信号S1に基づいて搬送波信号Sfを増幅し、増幅後の搬送波信号Sf(=Sout)を送信用のアンテナ体13Aに出力する。送信用のアンテナ体13Aは、増幅後の搬送波信号Sfを輻射する。
The main part of the tag reader 20 'includes an oscillator 11, a
受信部14’は受信時の応答信号Sinを受信してデータ復調処理するようになされる。受信部14’は、復調回路40及びデータ読取り部50を有している。復調回路40は、アンテナ体13Bに接続され、搬送波信号Sfに基づいて応答信号Sf(D)を復調してタグ固有のデータ(DATA)を出力する。復調回路40には、データ読取り部50が接続され、データ読取り部50は、当該タグ固有のデータを読み取って出力端子60へ出力するようになされる。出力端子60には、図示しない制御装置を通じて、図8に示すモニタ16が接続される。モニタ16にはデータ読取り部50で読み取られたタグ固有のデータが表示される。
The receiving unit 14 'receives the response signal Sin at the time of reception and performs data demodulation processing. The receiving unit 14 ′ has a demodulation circuit 40 and a
図8は、タグ・リーダーシステム1の問題点を説明する概念図である。図8に示すタグ・リーダーシステム1において、タグ・リーダー本体101にはモニタ16やリード操作ボタン171等が備えられる。
FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining the problems of the
このタグ・リーダーシステム1で、タグ・リーダー本体101のリード操作ボタン171を押下すると、図7に示したアンテナ体13Aから増幅後の搬送波信号Sout=Sfを輻射し、経路Iで搬送波信号Sfがタグ10に送信される。また、周囲に物体90が存在した場合、タグ10へ送信した搬送波信号Sfは、経路IIで物体90を反射し、反射後の搬送波合成信号Sf’はタグ・リーダー20’によって受信される。なお、タグ10は、経路Iによる搬送波信号Sfをデータに基づいて振幅変調するようになる。
When the
一方、タグ・リーダー本体101では、当該タグ10から戻ってきた応答合成信号Sinを受信して信号処理をする。実際は、経路IIIでタグ10から戻ってくる搬送波信号Sfに基づく応答信号Sf(D)及び経路IIで、物体90から反射して戻ってくる無変調の搬送波合成信号Sf’が応答合成信号Sinに含まれて、図7に示したアンテナ体13Bで受信されることとなる。このように周囲に物体90が存在した場合に、周囲の物体90から戻ってきた搬送波合成信号Sf’がノイズの原因となる。
On the other hand, the
なお、タグ・リーダーシステムに関連して、特許文献1には、変調バック・スキャッタリング方式の無線通信システムが記載されている。この無線通信システムによれば、質問器及び遠隔タグを備え、質問器から遠隔タグへ所定周波数の質問信号を送信する。このとき、質問信号には狭帯域のダウンリンク信号を使用する。また、当該遠隔タグで振幅変調し、振幅変調後の広帯域のアップリンク信号となされた応答信号を質問器で受信し、その信号を処理するようになされる。このような狭帯域のダウンリンク信号及び、広帯域のアップリンク信号を利用することで、MBS(Modulation Back Scattering)背景雑音に関する処理利得を有するMBS無線通信システムを提供できるというものである。
In connection with the tag reader system,
また、この種のシステムにおける背景雑音の低減方法に関連して、特許文献2には、背景雑音低減装置が開示されている。この背景雑音低減装置によれば、復調器、フレーム電力測定回路、線形予測分析回路、逆フィルタリング回路及び減算器を備える。フレーム電力測定回路は、復調器から復調後の音声信号(以下復調信号という)を入力し、フレーム毎にその電力レベルを求めて予め定められた閾値と各々比較する。この比較結果で、電力レベルが閾値以下であると、線形予測分析回路は、復調信号を入力し、線形予測分析を行って線形予測係数が求められる。逆フィルタリング回路は、線形予測係数に基づいて復調信号を逆フィルタリング処理して予測値を求める。減算器は、入力された復調信号から予測値を減算するようになされる。こうすることで、背景雑音レベルのみを予め定められた値以下に低減することができ、受話者側では、背景雑音を情報の一部として用いながら快適に通話ができるというものである。
Further, in relation to a background noise reduction method in this type of system,
ところで、従来例に係るMBS無線通信システムを応用したタグ・リードシステムによれば、次のような問題がある。 Incidentally, the tag / read system to which the MBS wireless communication system according to the conventional example is applied has the following problems.
i.図8に示したように、タグ・リーダー本体101の周囲に物体90が存在した場合に、物体90から反射して戻ってきた搬送波合成信号Sf’がノイズの原因となる。従って、タグ10からの応答信号のS/N比が低下するおそれがある。
i. As shown in FIG. 8, when the object 90 exists around the tag reader
ii.因みに、タグ10から送信される応答信号のS/N比低下を抑えるために、特許文献1に記載の無線通信システムと、特許文献2に記載の背景雑音低減装置とを組み合わせる方法が考えられるが、単に2つの技術思想を組み合わせるだけでは、物体90から反射して戻ってきた搬送波合成信号Sf’を除去する構成を導き出すことが困難なことから、タグ10から送信される本来の応答信号のデータ変調成分を補償することに困難性を伴う。
ii. Incidentally, in order to suppress a decrease in the S / N ratio of the response signal transmitted from the
そこで、この発明は、このような従来の課題を解決したものであって、後方散乱通信方式により所定のデータを無線通信する場合に、信号応答体から送信される応答信号のデータ変調成分を補償できるようにすると共に、信号応答体から戻ってきた応答信号のS/N比を向上できるようにした情報処理装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves such a conventional problem, and compensates for the data modulation component of the response signal transmitted from the signal responder when predetermined data is wirelessly communicated by the backscatter communication method. An object of the present invention is to provide an information processing apparatus, a wireless communication system, and a wireless communication method that can improve the S / N ratio of a response signal returned from a signal responder.
上述した課題は、
後方散乱通信方式の信号応答体に所定周波数の無変調の搬送波信号を送信する送信部と、この送信部から信号応答体に送信される搬送波信号を所定のデータにより変調した応答信号であって、当該信号応答体から散乱されてきた応答信号を受信して処理する信号処理部とを備え、信号処理部には搬送波補償回路が設けられ、搬送波補償回路は、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の搬送波信号の位相とを比較して位相差の情報を検出し、当該位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の位相差推定値を検出する位相同期検出部と、この位相同期検出部から受信時の搬送波信号の位相差推定値を入力して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号を除去する振幅制御部とを有し、振幅制御部は、送信時の搬送波信号の位相と受信時の補償後の搬送波信号の位相との差分から第2の位相差の情報を検出する位相検出回路と、この位相検出回路によって検出された第2の位相差の情報及び位相差推定値を比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の振幅推定値を検出する位相差比較回路と、この位相差比較回路によって検出された受信時の搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出する振幅調整回路と、この振幅調整回路によって検出された振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の搬送波信号の位相及び振幅を制御する位相制御回路と、この位相制御回路によって振幅及び位相が制御された送信時の搬送波信号を受信時の搬送波信号から差し引く演算回路を含む情報処理装置によって解決される。
The issues mentioned above
And a transmission unit for transmitting a carrier signal of non-modulation of a predetermined frequency to the signal response of Backward scattering communication system, a response signal modulated by predetermined data carrier signal transmitted from the transmitting unit to the signal response member , and a signal processing unit for receiving and processing a response signal that has been scattered from the signal response body, the signal processing section is provided a carrier compensation circuit, the carrier recovery circuit includes a phase of the carrier signal at the time of transmission The phase difference of the carrier signal at the time of reception, in which the phase difference information is detected by comparing the phase of the carrier signal at the time of reception, and the phase difference is generated with respect to the carrier signal at the time of transmission based on the information of the phase difference. A phase synchronization detection unit that detects an estimated value, and a phase difference estimation value of a carrier signal at the time of reception input from the phase synchronization detection unit, and a carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission Amplitude control to eliminate And an amplitude control unit detects a second phase difference information from the difference between the phase of the carrier signal at the time of transmission and the phase of the compensated carrier signal at the time of reception, and the phase detection circuit Phase difference comparison for comparing the second phase difference information detected by the circuit and the phase difference estimation value to detect an amplitude estimation value of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission An amplitude component for adjusting the amplitude of the carrier signal at the time of transmission and the phase thereof , from the amplitude estimation value and the phase difference estimation value of the carrier signal at the time of reception detected by the circuit and the phase difference comparison circuit An amplitude adjustment circuit that detects a phase difference component, a phase control circuit that controls the phase and amplitude of a carrier wave signal during transmission based on the amplitude component and the phase difference component detected by the amplitude adjustment circuit, and a phase control circuit By It is solved by information processing apparatus including an arithmetic circuit for subtracting the carrier signal at the transmission amplitude and phase is controlled from the carrier signal during reception.
本発明に係る情報処理装置によれば、所定周波数の搬送波信号を後方散乱通信方式の信号応答体に送信し、当該搬送波信号を所定のデータにより変調した応答信号を信号応答体から受信して処理する場合に、送信部は、信号応答体に搬送波信号を送信する。信号処理部は、信号応答体から散乱されてきた応答信号を受信して処理する。これを前提にして、信号処理部に設けられた搬送波補償回路は、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の搬送波信号の位相との差分から第1の位相差の情報を検出し、当該第1の位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の位相差推定値を検出し、送信時の搬送波信号の位相と、補償後の搬送波信号の位相との差分から第2の位相差の情報を検出し、ここに検出された第2の位相差の情報及び位相差推定値を比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の振幅推定値を検出し、ここに検出された受信時の搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出し、ここに検出された振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の搬送波信号の位相及び振幅を制御し、受信時の搬送波信号から、振幅及び位相を制御した送信時の搬送波信号を差し引くことにより送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号を除去する。
According to the information processing apparatus of the present invention, a carrier signal having a predetermined frequency is transmitted to a signal responder of a backscatter communication method, and a response signal obtained by modulating the carrier signal with predetermined data is received from the signal responder and processed. When transmitting, a transmission part transmits a carrier wave signal to a signal response body. The signal processing unit receives and processes the response signal scattered from the signal responder. On the premise of this, the carrier wave compensation circuit provided in the signal processing unit detects the information of the first phase difference from the difference between the phase of the carrier wave signal at the time of transmission and the phase of the carrier wave signal at the time of reception. Based on the first phase difference information, a phase difference estimation value of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission is detected, and the phase of the carrier signal at the time of transmission and the compensated carrier wave The second phase difference information is detected from the difference from the phase of the signal, and the detected second phase difference information and the phase difference estimated value are compared with each other to detect a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission. detecting an amplitude estimate of the carrier signal during reception resulted from the amplitude estimates and the phase difference estimated value of the detected carrier signal at the time of reception was here, the amplitude for adjusting the amplitude of the carrier signal during transmission detecting a phase difference between a component for adjusting the component and its phase, Controlling the phase and amplitude of the carrier signal at the time of transmission based on an amplitude component and a phase difference component is detected in this transmission, the carrier signal during reception, by subtracting the carrier signal at the time of transmission of controlled amplitude and phase The carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time is removed .
例えば、位相同期検出部は、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の搬送波信号の位相とを比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の振幅推定値を検出する。振幅制御部は、位相同期検出部によって検出された送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号を除去する。このとき、位相検出回路は、送信時の搬送波信号の位相と受信時の補償後の搬送波信号の位相との差分から第2の位相差の情報を検出する。位相差比較回路は、位相検出回路によって検出された第2の位相差の情報及び位相差推定値を比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の振幅推定値を検出する。振幅調整回路は、位相差比較回路によって検出された受信時の搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出する。位相制御回路は、振幅調整回路によって検出された振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の搬送波信号の位相及び振幅を制御する。演算回路は、位相制御回路によって振幅及び位相が制御された送信時の搬送波信号を受信時の搬送波信号から差し引くように動作する。
For example, the phase synchronization detection unit compares the phase of the carrier signal at the time of transmission with the phase of the carrier signal at the time of reception , and the amplitude of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission. Detect an estimate . The amplitude control unit removes the carrier wave signal at the time of reception that causes a phase shift from the carrier wave signal at the time of transmission detected by the phase synchronization detection unit. At this time, the phase detection circuit detects the second phase difference information from the difference between the phase of the carrier signal at the time of transmission and the phase of the compensated carrier signal at the time of reception. The phase difference comparison circuit compares the information of the second phase difference detected by the phase detection circuit and the phase difference estimation value, and the amplitude of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission. Detect an estimate. The amplitude adjusting circuit adjusts the amplitude component and the phase for adjusting the amplitude of the carrier signal at the time of transmission from the amplitude estimated value and the phase difference estimated value of the carrier signal at the time of reception detected by the phase difference comparison circuit. The phase difference component of is detected. The phase control circuit controls the phase and amplitude of the carrier signal at the time of transmission based on the amplitude component and the phase difference component detected by the amplitude adjustment circuit . Arithmetic circuitry operates to draw to the carrier signal or al difference when receiving a carrier signal at the time of transmission of the amplitude and phase is controlled by the phase control circuit.
従って、周辺物体から反射されてきた搬送波信号を削除するように、信号応答体から送信される応答信号のデータ変調成分を補償することができるので、信号応答体から散乱されてきた応答信号のS/N比を向上できる。これにより、干渉雑音の影響を受けない高信頼度のデータを復調することができる。 Therefore, since the data modulation component of the response signal transmitted from the signal responder can be compensated so as to eliminate the carrier wave signal reflected from the surrounding object, the S of the response signal scattered from the signal responder can be compensated. / N ratio can be improved. Thus, highly reliable data that is not affected by interference noise can be demodulated.
本発明に係る無線通信システムは、所定周波数の無変調の搬送波信号を受信し、当該搬送波信号を所定のデータにより変調して応答信号を送信する後方散乱通信方式の信号応答体と、信号応答体に搬送波信号を送信すると共に、当該信号応答体から散乱されてきた応答信号を受信して情報処理をする無線送受信機能付きの情報処理装置とを備え、情報処理装置には、搬送波補償回路が設けられ、搬送波補償回路は、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の搬送波信号の位相とを比較して位相差の情報を検出し、当該位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の位相差推定値を検出する位相同期検出部と、位相同期検出部から受信時の搬送波信号の位相差推定値を入力して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号を除去する振幅制御部とを有し、振幅制御部は、送信時の搬送波信号の位相と受信時の補償後の搬送波信号の位相との差分から第2の位相差の情報を検出する位相検出回路と、この位相検出回路によって検出された第2の位相差の情報及び位相差推定値を比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の振幅推定値を検出する位相差比較回路と、この位相差比較回路によって検出された受信時の搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出する振幅調整回路と、この振幅調整回路によって検出された振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の搬送波信号の位相及び振幅を制御する位相制御回路と、この位相制御回路によって振幅及び位相が制御された送信時の搬送波信号を受信時の搬送波信号から差し引く演算回路を含むものである。
Wireless communication system according to the present invention receives a carrier signal unmodulated Jo Tokoro frequency, and the signal response of the backscatter communication method for transmitting a response signal to the carrier signal modulated by predetermined data signals responsive it transmits the carrier signal to the body, and a data processing device with the wireless transmission and reception functions of the information processing by receiving a response signal that has been scattered from the signal response body, the information processing apparatus, the carrier compensation circuit The carrier wave compensation circuit is provided to detect phase difference information by comparing the phase of the carrier wave signal at the time of transmission with the phase of the carrier wave signal at the time of reception, and based on the information on the phase difference, A phase synchronization detection unit that detects a phase difference estimation value of a carrier signal at the time of reception in which a phase shift has occurred, and a phase difference estimation value of the carrier signal at the time of reception from the phase synchronization detection unit Carrier signal An amplitude control unit that removes a carrier signal at the time of reception that causes a phase shift, and the amplitude control unit is based on the difference between the phase of the carrier signal at the time of transmission and the phase of the carrier signal after compensation at the time of reception. The phase detection circuit for detecting the second phase difference information is compared with the second phase difference information and the phase difference estimated value detected by the phase detection circuit, and the phase shift is made with respect to the carrier signal at the time of transmission. A phase difference comparison circuit for detecting an amplitude estimation value of the carrier signal at the time of reception , and a carrier wave at the time of transmission from the amplitude estimation value and the phase difference estimation value of the carrier signal at the time of reception detected by the phase difference comparison circuit. an amplitude adjustment circuit for detecting a phase difference component for adjusting the amplitude component and the phase for adjusting the amplitude of the signal, the carrier at the time of transmission based on the amplitude amplitude component detected by the adjustment circuit and the phase difference component Signal A phase control circuit for controlling the phase and amplitude, the by the phase control circuit the amplitude and phase is to also include a calculation circuit to subtract from the carrier signal when receiving a carrier signal at the time of transmission which is controlled.
本発明に係る無線通信システムによれば、所定のデータを後方散乱通信方式により無線通信する場合に、本発明に係る情報処理装置が応用され、所定周波数の搬送波信号を受信し、当該搬送波信号をデータにより変調して応答信号を送信する信号応答体が、例えば、被識別物体に取り付けられる。この無線送受信機能付きの情報処理装置から信号応答体には、搬送波信号が送信されると共に、情報処理装置は、当該信号応答体から散乱されてきた応答信号を受信して信号処理をする。これを前提にして、情報処理装置に備えられた搬送波補償回路は、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の搬送波信号の位相との差分から第1の位相差の情報を検出し、当該第1の位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の位相差推定値を検出し、送信時の搬送波信号の位相と、補償後の搬送波信号の位相との差分から第2の位相差の情報を検出し、ここに検出された第2の位相差の情報及び位相差推定値を比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の振幅推定値を検出し、ここに検出された受信時の搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出し、ここに検出された振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の搬送波信号の位相及び振幅を制御し、受信時の搬送波信号から、振幅及び位相を制御した送信時の搬送波信号を差し引くことにより送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号を除去するようになされる。
According to the wireless communication system of the present invention, when predetermined data is wirelessly communicated by the backscatter communication method, the information processing apparatus according to the present invention is applied to receive a carrier signal of a predetermined frequency, For example, a signal responder that modulates data and transmits a response signal is attached to the object to be identified. A carrier wave signal is transmitted from the information processing apparatus with a wireless transmission / reception function to the signal responder, and the information processing apparatus receives the response signal scattered from the signal responder and performs signal processing. Based on this assumption, the carrier compensation circuit provided in the information processing apparatus detects the first phase difference information from the difference between the phase of the carrier signal at the time of transmission and the phase of the carrier signal at the time of reception. Based on the first phase difference information, a phase difference estimation value of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission is detected, and the phase of the carrier signal at the time of transmission and the compensated carrier wave The second phase difference information is detected from the difference from the phase of the signal, and the detected second phase difference information and the phase difference estimated value are compared with each other to detect a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission. detecting an amplitude estimate of the carrier signal during reception resulted from the amplitude estimates and the phase difference estimated value of the detected carrier signal at the time of reception was here, the amplitude for adjusting the amplitude of the carrier signal during transmission components and detects a phase difference component for adjusting the phase Here the phase and amplitude of the carrier signal during transmission is controlled based on the detected amplitude component and a phase difference component transmitted from the carrier signal during reception, by subtracting the carrier signal at the time of transmission of controlled amplitude and phase The carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time is removed.
従って、周辺物体から反射されてきた無変調の搬送波信号を削除するように、信号応答体から送信される応答信号に含まれるデータ変調成分を補償することができるので、信号応答体から散乱されてきた応答信号のS/N比を向上できる。これにより、干渉雑音の影響を受けない高信頼度のデータを復調することができる。 Therefore, the data modulation component included in the response signal transmitted from the signal responder can be compensated so as to eliminate the unmodulated carrier wave signal reflected from the surrounding object, and thus it is scattered from the signal responder. The S / N ratio of the response signal can be improved. Thus, highly reliable data that is not affected by interference noise can be demodulated.
本発明に係る無線通信方法は、所定周波数の無変調の搬送波信号を受信し、当該搬送波信号を所定のデータにより変調して応答信号を送信する信号応答体を被識別物体に取り付け、被識別物体に取り付けられた信号応答体に搬送波信号を送信すると共に、当該信号応答体から戻ってきた応答信号を受信して信号処理をする後方散乱通信方式の無線通信システムが、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の搬送波信号の位相との差分から第1の位相差の情報を検出し、当該第1の位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の位相差推定値を検出し、送信時の搬送波信号の位相と、補償後の搬送波信号の位相との差分から第2の位相差の情報を検出し、ここに検出された第2の位相差の情報及び位相差推定値を比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の振幅推定値を検出し、ここに検出された受信時の搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出し、ここに検出された振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の搬送波信号の位相及び振幅を制御し、受信時の搬送波信号から、振幅及び位相を制御した送信時の搬送波信号を差し引くことにより送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号を除去するものである。
A wireless communication method according to the present invention includes a signal responder that receives an unmodulated carrier signal having a predetermined frequency, modulates the carrier signal with predetermined data, and transmits a response signal to the object to be identified. The backscatter communication type wireless communication system that transmits a carrier wave signal to a signal responder attached to the receiver and receives the response signal returned from the signal responder and performs signal processing is used to transmit the phase of the carrier signal at the time of transmission. And the phase difference of the carrier signal at the time of reception is detected, information on the first phase difference is detected, and a phase shift occurs with respect to the carrier signal at the time of transmission based on the information on the first phase difference The phase difference estimated value of the carrier signal is detected, the second phase difference information is detected from the difference between the phase of the carrier signal at the time of transmission and the phase of the carrier signal after compensation, and the second phase difference detected here is detected. Phase difference information and position Comparing the difference between the estimated value, and detecting an amplitude estimate of the carrier signal during reception caused a phase shift relative to the carrier signal at the time of transmission, the amplitude estimate and position of the detected carrier signal at the reception was here From the phase difference estimated value, an amplitude component for adjusting the amplitude of the carrier wave signal at the time of transmission and a phase difference component for adjusting the phase thereof are detected, and based on the detected amplitude component and phase difference component at the time of transmission The carrier wave at the time of reception in which the phase difference and the amplitude of the carrier wave signal at the time of transmission are subtracted from the carrier wave signal at the time of transmission by subtracting the carrier wave signal at the time of transmission controlled from the carrier wave signal at the time of transmission. it's also that to remove the signal.
本発明に係る無線通信方法によれば、後方散乱通信方式により所定のデータを無線通信する場合に、信号応答体から送信される応答信号のデータ変調成分を補償することができるので、信号応答体から散乱されてきた応答信号のS/N比を向上できる。従って、周辺物体から反射されてきた無変調の搬送波信号による干渉雑音の影響を受けない高信頼度のデータを復調することができる。 According to the wireless communication method of the present invention, when predetermined data is wirelessly communicated by the backscatter communication method, the data modulation component of the response signal transmitted from the signal responder can be compensated. It is possible to improve the S / N ratio of the response signal scattered from. Therefore, it is possible to demodulate highly reliable data that is not affected by interference noise caused by an unmodulated carrier wave signal reflected from a peripheral object.
本発明に係る情報処理装置によれば、所定のデータを後方散乱通信方式により無線通信する場合に、信号処理部には搬送波補償回路が備えられ、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の搬送波信号の位相とを比較して位相差の情報を検出し、当該位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の位相差推定値を検出し、ここに検出された受信時の搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出し、ここに検出された振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の搬送波信号の位相及び振幅を制御し、受信時の搬送波信号から、振幅及び位相を制御した送信時の搬送波信号を差し引くことにより送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号を除去するようになされる。
According to the information processing apparatus of the present invention, when wirelessly communicating predetermined data using the backscatter communication method, the signal processing unit includes a carrier wave compensation circuit, and the phase of the carrier wave signal at the time of transmission, detects the phase difference information by comparing the carrier signal phase, detecting a phase difference between the estimated value of the carrier signal during reception caused a phase shift relative to the carrier signal at the time of transmission based on the information of the phase difference Then, the amplitude component for adjusting the amplitude of the carrier signal at the time of transmission and the phase difference component for adjusting the phase thereof are detected from the amplitude estimation value and the phase difference estimation value of the carrier signal at the time of reception detected here. Then, based on the detected amplitude component and phase difference component, the phase and amplitude of the carrier signal at the time of transmission are controlled, and the carrier signal at the time of transmission whose amplitude and phase are controlled is subtracted from the carrier signal at the time of reception. Sent by Is made to remove the carrier signal at the time of reception caused a phase shift relative to the carrier signal when.
この構成によって、信号応答体から送信される応答信号の搬送波成分を補償することができるので、信号応答体から散乱されてきた応答信号のS/N比を向上できる。従って、周辺物体から反射されてきた搬送波信号による干渉雑音の影響を受けない高信頼度のデータを復調することができる。 With this configuration, the carrier component of the response signal transmitted from the signal responder can be compensated, so that the S / N ratio of the response signal scattered from the signal responder can be improved. Therefore, it is possible to demodulate highly reliable data that is not affected by the interference noise caused by the carrier wave signal reflected from the peripheral object.
本発明に係る無線通信システム及び無線通信方法によれば、所定のデータを後方散乱通信方式により無線通信する場合に、本発明に係る無線送受信機能付きの情報処理装置が応用され、その信号処理部には搬送波補償回路が備えられ、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の搬送波信号の位相とを比較して位相差の情報を検出し、当該位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の位相差推定値を検出し、ここに検出された受信時の搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出し、ここに検出された振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の搬送波信号の位相及び振幅を制御し、受信時の搬送波信号から、振幅及び位相を制御した送信時の搬送波信号を差し引くことにより送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号を除去するようになされる。 According to the wireless communication system and the wireless communication method according to the present invention, when predetermined data is wirelessly communicated by the backscatter communication method, the information processing apparatus with the wireless transmission / reception function according to the present invention is applied, and the signal processing unit thereof Is equipped with a carrier wave compensation circuit , detects the phase difference information by comparing the phase of the carrier wave signal at the time of transmission with the phase of the carrier wave signal at the time of reception , and based on the information on the phase difference, The phase difference estimated value of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the signal is detected, and the carrier signal at the time of transmission is detected from the amplitude estimated value and the phase difference estimated value of the carrier signal at the time of reception detected here . Detecting the amplitude component for adjusting the amplitude and the phase difference component for adjusting the phase thereof , and controlling the phase and amplitude of the carrier signal at the time of transmission based on the detected amplitude component and phase difference component ; When receiving From the carrier signal, it is adapted to divided the carrier signal at the time of reception caused a phase shift relative to the carrier signal at the time of transmission by subtracting the carrier signal at the time of transmission of controlled amplitude and phase.
この構成によって、信号応答体から送信される応答信号の搬送波信号を補償することができるので、信号応答体から散乱されてきた応答信号のS/N比を向上できる。従って、周辺物体から反射されてきた搬送波信号による干渉雑音の影響を受けない高信頼度のデータを復調することができる。 With this configuration, the carrier signal of the response signal transmitted from the signal responder can be compensated, so that the S / N ratio of the response signal scattered from the signal responder can be improved. Therefore, it is possible to demodulate highly reliable data that is not affected by the interference noise caused by the carrier wave signal reflected from the peripheral object.
続いて、この発明に係る情報処理装置、無線通信システム及び無線通信方法の一実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。 Subsequently, an embodiment of an information processing apparatus, a wireless communication system, and a wireless communication method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る実施例としての搬送波補償機能付きのタグ・リーダーシステム100の構成例を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a
この実施例では、所定のデータを後方散乱通信方式により無線通信する場合に、無線送受信機能付きの情報処理装置に搬送波補償回路を備え、送信時の搬送波信号の位相と、受信時の合成波の搬送波信号の位相とを比較し、送信時の搬送波信号の位相に同期しない合成波の搬送波信号を当該比較結果に基づいて除去するようにして、信号応答体から送信される応答信号のデータ変調成分を補償できるようにすると共に、信号応答体から戻ってきた応答信号のS/N比を向上できるようにしたものである。 In this embodiment, when predetermined data is wirelessly communicated by the backscatter communication method, an information processing apparatus with a wireless transmission / reception function is provided with a carrier wave compensation circuit, and the phase of a carrier wave signal at the time of transmission and the synthesized wave at the time of reception are provided. The data modulation component of the response signal transmitted from the signal responder is compared with the phase of the carrier signal, and the synthesized wave carrier signal that is not synchronized with the phase of the carrier signal at the time of transmission is removed based on the comparison result. And the S / N ratio of the response signal returned from the signal responder can be improved.
図1に示す搬送波補償機能付きのタグ・リーダーシステム100は、無線通信システムの一例であり、所定のデータを後方散乱通信(バック・スキャッタリング)方式により無線通信するシステムである。このシステム100は、飲食店における食器や、販売店における商品等に付加された電子値札を読み取るシステムや、物品流通基盤等で流通する物品に付加された電子荷札を読み取るシステム、視力障害者の歩行を誘導する誘導標識読取りシステム等に適用して好適である。
A
図1において、タグ・リーダーシステム100は、信号応答体の一例となるタグ10及び情報処理装置の一例となる無線送受信機能付きのタグ・リーダー20を有している。タグ・リーダー20は、リーダー本体にアンテナ体13やモニタ16、リード操作ボタン17等が備えられる。この例で、リード操作ボタン17を押下すると、アンテナ体13からタグ10へ、所定周波数、例えば、2.45GHzの搬送波信号(質問信号)Sfが輻射される。図1の中で、搬送波信号Sfは一点鎖線で示している。
In FIG. 1, a
タグ10は、搬送波信号Sfを受信し、当該搬送波信号Sfを固有のデータにより、所定の変調処理して、変調処理後のタグ変調信号(以下単に応答信号Sf(D)ともいう)を拡散(送信)するようになされる。図1の中で、応答信号Sf(D)は波線で示している。実際にアンテナ13で受信されるのは、応答信号Sf(D)の他に、周辺の物体から反射されてくる搬送波信号Sf’が合成される。このタグ10は、所定の被識別物体9に取り付けて使用される。このタグ10は、電子値札や、電子荷札として使用され、例えば、飲食店における食器や、販売店における商品等の被識別物体9に取り付けられる。タグ10は、ICチップ10’及びループ状のアンテナ体1から構成される。ICチップ10’及びアンテナ体1は、樹脂等により平板状に一体成形(モジュール化)され、食器や商品毎に取り付けられる。
The
図2は、タグ・リーダーシステム100における送受信時の内部構成例を示すブロック図である。なお、図1に示したタグ10のアンテナ体1及びタグ・リーダー20のアンテナ体13は、タグ・リーダーの原理を明確に説明するために、送信用と受信用のアンテナ1A、1B及び13A,13Bの各々2つに展開して記述している。図2に示すタグ・リーダーシステム100において、タグ10は、所定周波数の搬送波信号Sfを受信し、当該搬送波信号Sfを固有のデータ(DATA)により、例えば、振幅変調して、振幅変調後の応答信号Sf(D)を送信するようになされる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration at the time of transmission / reception in the
この例でタグ10は、受信用のアンテナ体1A,送信用のアンテナ体1B、振幅変調部2、メモリ部3、クロック発振器4及び電源供給部5を有している。振幅変調部2、メモリ部3、クロック発振器4及び電源供給部5は、半導体集積回路化されてICチップ10’を構成する。アンテナ体1Aは、当該タグ・リーダーシステム100における質問信号となる搬送波信号Sfを受信する。アンテナ体1A,1Bには、導体をコイル状に巻いたループアンテナが使用される。アンテナ体1A,1Bには電源供給部5(単に電源部ともいう)が接続され、アンテナ体1Aによって受信された搬送波信号Sfに基づく誘起電力を振幅変調部2、メモリ部3及びクロック発振器4に供給するように動作する。
In this example, the
メモリ部3には、例えば、食器に盛り付けられた料理の値段や、衣類、家電製品等に付加された被識別物体固有のデータ(コードデータ等;DATA)が記録され、このデータがクロック信号(CLK)に基づいて読み出され、当該データが振幅変調部2に出力するようになされる。メモリ部3には読出し専用メモリ(ROM)や電気的にプログラム可能な読出し専用メモリ(EEPROM)が使用される。メモリ部3にはクロック発振器4が接続され、所定周波数のクロック信号を発振してメモリ部3に出力するように動作する。振幅変調部2は、メモリ部3から読み出したデータに基づいて搬送波信号Sfを振幅変調する。当該データで振幅変調された搬送波信号Sfが応答信号Sf(D)である。振幅変調部2にはアンテナ体1Bが接続され、振幅変調後の応答信号Sf(D)を散乱(送信)するようになされる。
In the
タグ・リーダーシステム100は、上述のタグ10の他に情報処理装置の一例となる無線送受信機能付きのタグ・リーダー20を備えている。タグ・リーダー20は、搬送波信号Sfをタグ10に送信すると共に、当該タグ10から散乱されてきた応答信号Sf(D)を受信して信号処理をするようになされる。タグ・リーダー20は、発振器11、送信部12、送信用のアンテナ体13A、受信用のアンテナ体13B、受信部14、制御装置15、操作部16、モニタ17及び電源供給部18を有している。
In addition to the
発振器11は、所定の周波数の一例となる2.45GHzの搬送波信号Sf(=cosωt)を発生する。発振器11には送信部12が接続され、制御装置15からの出力許可信号S1に基づいて搬送波信号Sfを増幅し、増幅後の搬送波信号Sfを送信用のアンテナ体13Aに出力する。出力許可信号S1は、例えば、ハイレベルで送信許可となり、ローレベルで送信不許可となる。送信用のアンテナ体13Aは、増幅後の搬送波信号Sfを輻射する。受信部14は受信時の応答合成信号Sinを受信してデータ復調処理するようになされる。受信時の応答合成信号Sinには、周囲の物体から反射してくる無変調のままの搬送波信号Sf’と、タグ10からの応答信号Sf(D)とが含まれる。
The oscillator 11 generates a carrier signal Sf (= cosωt) of 2.45 GHz that is an example of a predetermined frequency. The transmitter 11 is connected to the oscillator 11, amplifies the carrier signal Sf based on the output permission signal S1 from the control device 15, and outputs the amplified carrier signal Sf to the transmitting
受信部14は、例えば、搬送波補償回路30、復調回路40及びデータ読取り部50を有している。搬送波補償回路30は、タグ以外の物体を反射した無変調の搬送波合成信号Sf’を消去してデータ変調成分を補償するような機能を有している。例えば、搬送波補償回路30は、送信時の搬送波信号Sfの位相と、受信時の搬送波信号の一例となる応答合成信号Sinの位相とを比較し、送信時の搬送波信号Sfの位相に同期しない搬送波合成信号Sf’を当該比較結果に基づいて除去するように動作する。搬送波補償回路30の内部構成例については、図3で説明をする。
The receiving unit 14 includes, for example, a
搬送波補償回路30には復調回路40が接続され、この復調回路40は、搬送波信号Sfに基づいて応答信号Sf(D)を復調してタグ固有のデータ(DATA)を出力する。復調回路40には、データ読取り部50が接続され、データ読取り部50は、当該タグ固有のデータを読み取るようになされる。
A demodulation circuit 40 is connected to the carrier
この例でデータ読取り部50には、制御装置15が接続され、この制御装置15には、モニタ16や操作部17等が接続される。制御装置15にはCPUが使用される。モニタ16には、タグ10から読み出した被識別物体9の固有のデータに基づく価格や名称等が表示される。価格や名称等は、被識別物体9の固有のデータを入力した制御装置15がデータ変換をした後の表示データD2に基づいて表示される。
In this example, the control unit 15 is connected to the
操作部17は、被識別物体9から価格や名称等の固有のデータを読み出す際に制御装置15に対して読取りを指示するように操作される。操作部17から制御装置15には、読取り指示を示す操作データD3が出力される。制御装置15は、操作データD3に基づいて送信部12を制御する。例えば、制御装置15は、送信部12に出力許可信号S1を出力し、この出力許可信号S1に基づいて搬送波信号Sfを送信するように送信部12を出力制御する。
The
電源供給部5は、上述した発振器11、送信部12、制御装置15、モニタ16、操作部17、搬送波補償回路30、復調回路40及びデータ読取り部50に電源を供給するようになされる。図2において、電源配線の記載は省略する。
The
図3A〜Cは、搬送波補償回路30で取り扱う搬送波信号Sf、応答信号Sf(D)及び搬送波合成信号Sf’の動作例を示すベクトル図である。
図3Aに示す搬送波信号Au(ベクトル記号を省略する)は、例えば、送信時の振幅「3」の搬送波信号Sfを基準にしたとき、周囲の物体から反射してくる信号である。搬送波信号Sfと搬送波信号Auとは位相差θuを有している。その振幅は、絶えず変動しているが、ある瞬間を捉えると、例えば、「2.5」に減衰している(図5B参照)。図3Bに示す応答信号Sf(D)は、搬送波信号Sfを振幅変調して得られるタグ変調信号であり、データ変調成分と搬送波成分Adとを有している。この搬送波成分Adと搬送波信号Sfとは位相差θdを有している。搬送波成分Adの振幅は、ある瞬間を捉えると、例えば、「2.0」に減衰している(図5C参照)。
3A to 3C are vector diagrams showing examples of operations of the carrier signal Sf, the response signal Sf (D), and the carrier combined signal Sf ′ handled by the
A carrier wave signal Au (vector symbol is omitted) shown in FIG. 3A is a signal reflected from surrounding objects when, for example, the carrier wave signal Sf having an amplitude of “3” at the time of transmission is used as a reference. The carrier signal Sf and the carrier signal Au have a phase difference θu. The amplitude constantly fluctuates, but when a certain moment is captured, for example, it is attenuated to “2.5” (see FIG. 5B). The response signal Sf (D) shown in FIG. 3B is a tag modulation signal obtained by amplitude modulating the carrier wave signal Sf, and has a data modulation component and a carrier wave component Ad. The carrier component Ad and the carrier signal Sf have a phase difference θd. The amplitude of the carrier wave component Ad is attenuated to, for example, “2.0” when a certain moment is captured (see FIG. 5C).
また、図3Cに示す搬送波合成信号Sf’は、応答信号Sf(D)の搬送波成分Adと、周囲の物体から反射してくる搬送波信号Auとのベクトル合成分であり、雑音成分(ノイズ)を成すものである。その振幅は、ある瞬間を捉えると、例えば、「4.5」に拡大している(図6C参照)。 3C is a vector synthesis component of the carrier component Ad of the response signal Sf (D) and the carrier signal Au reflected from the surrounding object, and a noise component (noise) is obtained. It is to be made. The amplitude has expanded to, for example, “4.5” when a certain moment is captured (see FIG. 6C).
この搬送波補償回路30は、従来、受信時の応答合成信号Sinから取り除けなかった雑音成分を取り除くように動作する。受信時のアンテナ13Bには、周囲の物体から反射してくる、図3Cに示した搬送波合成信号Sf’と、タグ10からの、図3Bに示した応答信号Sf(D)のデータ変調成分とを含んだ応答合成信号Sinが入力すると考えられる。
The carrier
受信時の応答合成信号Sin中の雑音成分は、無変調の搬送波信号Auと、応答信号Sf(D)の搬送波成分Adから構成されると考えられる。また、搬送波信号Auの位相と、タグ10からの応答信号Sf(D)とは、反射物体が存在する場合に位相がずれる(同期していない)と考えられる。従って、このタグ・リーダーシステム100において、搬送波信号Sfを振幅変調して得られる本来の応答信号Sf(D)を取り出すには、受信時のアンテナ13Bに入力される応答合成信号Sin(=Sf(D),Sf’)から搬送波合成信号Sf’を取り除けばよいことになる。
The noise component in the response composite signal Sin at the time of reception is considered to be composed of an unmodulated carrier signal Au and a carrier component Ad of the response signal Sf (D). In addition, it is considered that the phase of the carrier wave signal Au and the response signal Sf (D) from the
図4は、搬送波補償回路30の内部構成例を示すブロック図である。図4に示す搬送波補償回路30は、位相同期検出部31及び振幅制御部32を有している。
図4において、位相同期検出部31は、搬送波合成信号Sf’と応答信号Sf(D)を含む応答合成信号Sinの位相に追尾する回路であって、図3Cに示した送信時の搬送波信号Sfと、受信時の搬送波合成信号Sf’との間の位相差θrを再生するようになされる。例えば、送信時の搬送波信号Sfの位相(基準=0)と、受信時の搬送波合成信号Sf’の位相とを比較する。これは、送信時の搬送波信号Sfの位相に同期しない搬送波合成信号Sf’を検出するためである。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the carrier
In FIG. 4, the phase synchronization detection unit 31 is a circuit that tracks the phase of the response composite signal Sin including the carrier composite signal Sf ′ and the response signal Sf (D), and the carrier signal Sf at the time of transmission shown in FIG. 3C. And the phase difference θr between the received carrier wave composite signal Sf ′ and the received carrier wave signal Sf ′. For example, the phase of the carrier signal Sf at the time of transmission (reference = 0) is compared with the phase of the carrier signal Sf ′ at the time of reception. This is to detect the carrier combined signal Sf ′ that is not synchronized with the phase of the carrier signal Sf at the time of transmission.
位相同期検出部31は、例えば、位相検出回路41、位相差比較回路42、LPF回路43及び位相差出力回路44を有している。位相検出回路41は、送信部12及び受信用のアンテナ体13Bに接続され、受信時の応答合成信号Sinと、送信時の搬送波信号Sfとを入力して位相差θrを検出するようになされる。例えば、位相検出回路41では、発振器11から搬送波信号Sfの周波数成分が参照(カンニング)され、受信時の応答合成信号Sinの搬送波合成信号Sf’の位相と、発振器11からの搬送波信号Sfの位相とが比較される。この比較結果で、図3Cに示した位相差θrが検出される。
The phase synchronization detection unit 31 includes, for example, a
位相検出回路41には位相差比較回路42が接続される。位相差比較回路42は、位相差出力回路44の出力と、位相検出回路41による位相差θrとを比較して送信時の搬送波信号Sfに同期しない搬送波合成信号Sf’にロックするための同期検出信号(直流成分)Sdを出力するようになされる。位相検出回路41及び位相差比較回路42には、例えば、乗算器が使用される。
A phase
更に、位相差比較回路42にはLPF回路43が接続される。LPF回路43は、同期検出信号Sdをフィルタ処理して位相差推定電圧Vdを出力する。位相差推定電圧Vdは、送信時の搬送波信号Sfに同期しない搬送波合成信号Sf’の位相差θrを推定するための直流電圧である。LPF回路43には、位相差出力回路44が接続され、位相差推定電圧Vdに基づく位相差推定値θr’を位相差比較回路42及び振幅制御部32に出力するようになされる。
Further, an
このように、位相同期検出部31は、送信時の搬送波信号Sfと受信時の搬送波合成信号Sf’との間の位相差θrを検出して比較し、1次ループにより位相差θrを推定し、その位相差推定値θr’を振幅制御部32の位相差比較回路53及び振幅調整回路55に出力するようになされる。
As described above, the phase synchronization detection unit 31 detects and compares the phase difference θr between the carrier signal Sf at the time of transmission and the carrier signal Sf ′ at the time of reception, and estimates the phase difference θr by the primary loop. The phase difference estimated value θr ′ is output to the phase
振幅制御部32は、周囲の物体から反射してくる搬送波信号Auと、タグ10からの応答信号Sf(D)の搬送波成分Adとが合成された搬送波合成信号Sf’の振幅に追尾する回路であって、受信時の搬送波合成信号Sf’の振幅を再生するようになされる。振幅制御部32は、受信時の応答合成信号Sinから搬送波合成信号Sf’を除去するように動作する。
The amplitude control unit 32 is a circuit that tracks the amplitude of the carrier combined signal Sf ′ in which the carrier signal Au reflected from the surrounding object and the carrier component Ad of the response signal Sf (D) from the
例えば、振幅制御部32は、ここで再生された受信時の搬送波合成信号Sf’を逆相にして、これを応答合成信号Sinに加算することにより、受信時の応答合成信号Sinから、周囲の物体から反射してきた搬送波信号Auと、応答信号Sf(D)の搬送波成分Adの影響を除去し、タグ10からの応答信号Sf(D)のみを得るようになされる。
For example, the amplitude control unit 32 reverses the received carrier composite signal Sf ′ reproduced here and adds it to the response composite signal Sin, so that the response composite signal Sin at the reception The influence of the carrier wave signal Au reflected from the object and the carrier wave component Ad of the response signal Sf (D) is removed, and only the response signal Sf (D) from the
振幅制御部32は、例えば、演算回路51、位相検出回路52、位相差比較回路53、LPF回路54、振幅(レベル)調整回路55及び位相制御回路56を有している。演算回路51は、アンテナ体13B及び位相制御回路56に接続され、受信時の応答合成信号Sinから、位相制御回路56によって位相制御された搬送波合成信号Sf’を差し引く(減算する)ように動作する。この例で、応答合成信号Sinから搬送波合成信号Sf’を差し引いた信号がタグ10の応答信号Sf(D)である。
The amplitude control unit 32 includes, for example, an arithmetic circuit 51, a
このようなタグ10の応答信号Sf(D)を得るために、演算回路51には、位相検出回路52が接続される。位相検出回路52は、送信時の搬送波信号Sfと演算回路51の出力、すなわち、受信時の応答合成信号Sinから応答信号Sf(D)が抽出されるまでの搬送波合成信号Sf’とを入力して搬送波合成信号Sf’と、送信時の搬送波信号Sfとの間の位相差θrを検出するようになされる。例えば、位相検出回路52では位相同期検出部31と同様にして、発振器11から搬送波信号Sfの周波数成分が参照(カンニング)され、受信時の応答合成信号Sinの搬送波合成信号Sf’の位相と、発振器11からの搬送波信号Sfの位相とが比較される。この比較結果で、図3Cに示した位相差θrが検出される。
In order to obtain such a response signal Sf (D) of the
位相検出回路52には、位相差比較回路53が接続される。位相差比較回路53は、位相差出力回路44からの位相差推定値θr’と、位相検出回路52の出力信号、すなわち、受信時の搬送波合成信号Sf’の位相差θrとを入力し、位相差推定値θr’と、搬送波合成信号Sf’の位相差θrとを比較する。そして、位相差比較回路53は、受信時の搬送波合成信号Sf’にロックして振幅を制御するための振幅調整信号(直流成分)Saを出力するようになされる。
A phase
更に、位相差比較回路53にはLPF回路54が接続される。LPF回路54は、位相差比較回路53から出力される振幅調整信号Saをフィルタ処理して振幅推定値Vaを出力する。振幅推定値Vaは、送信時の搬送波信号Sfの位相に同期しない、搬送波合成信号Sf’の振幅値を推定するための直流電圧である。
Further, an
LPF回路54には振幅調整回路55が接続される。振幅調整回路55は、LPF回路54から出力される振幅推定値Vaと、位相差出力回路44から出力される位相差推定値θr’とを入力し、受信時の搬送波合成信号Sf’の位相差推定値θr’に対応して振幅を調整し、振幅調整後の振幅成分及び位相差成分を出力する。この振幅成分Ax及び位相差成分θxは、応答合成信号Sinから搬送波合成信号Sf’を取り除くためのものである。
An amplitude adjustment circuit 55 is connected to the
振幅調整回路55には位相制御回路56が接続される。位相制御回路56は、発振器11から送信時の搬送波信号Sfを入力すると共に、振幅調整回路55から、搬送波合成信号Sf’を取り除くための位相差成分θxと振幅成分Axとを入力する。位相制御回路56は、振幅調整回路55から出力された位相差成分θxと振幅成分Axとに基づいて発振器11から出力された搬送波信号Sfの位相及び振幅を制御して、搬送波合成信号Sf’を作成する。この位相及び振幅制御によって作成された搬送波合成信号Sf’は、位相制御回路56から演算回路51に出力される。なお、位相検出回路52、位相差比較回路53、振幅調整回路55及び位相制御回路56には、例えば、乗算器が使用される。
A
この搬送波合成信号Sf’は、図3Aに示した受信時に周囲の物体から反射されてきた搬送波信号Auと、図3Bに示した応答信号Sf(D)に含む搬送波成分Adとを含み、各々が送信時の搬送波信号Sfから位相がずれた信号である。この例では、位相差推定値θr’と、搬送波合成信号Sf’の位相差θrとが等しくなった時点で位相制御ループはロックされ、受信時の応答合成信号Sinから搬送波合成信号Sf’を取り除く処理を完了させることができる。この位相差推定値θr’と、搬送波合成信号Sf’の位相差θrとが一致するまで位相制御ループ処理を繰り返し実行するようになされる。 This carrier combined signal Sf ′ includes the carrier signal Au reflected from the surrounding object at the time of reception shown in FIG. 3A and the carrier component Ad included in the response signal Sf (D) shown in FIG. 3B. It is a signal whose phase is shifted from the carrier wave signal Sf at the time of transmission. In this example, the phase control loop is locked when the phase difference estimated value θr ′ becomes equal to the phase difference θr of the carrier combined signal Sf ′, and the carrier combined signal Sf ′ is removed from the response combined signal Sin at the time of reception. Processing can be completed. The phase control loop process is repeatedly executed until the phase difference estimated value θr ′ matches the phase difference θr of the carrier wave composite signal Sf ′.
このように、演算回路51は、受信時の応答合成信号Sinから、上述の搬送波合成信号Sf’を差し引く(減算する)ように動作する。演算回路51は、送信時の搬送波信号Sfによって振幅変調された応答信号Sf(D)のみを復調回路40に出力する。復調回路40では、搬送波信号Sfに基づいて応答信号Sf(D)を復調してタグ固有のデータ(DATA)を出力するようになされる。 As described above, the arithmetic circuit 51 operates to subtract (subtract) the above-described carrier wave composite signal Sf ′ from the response composite signal Sin at the time of reception. The arithmetic circuit 51 outputs only the response signal Sf (D) amplitude-modulated by the carrier signal Sf at the time of transmission to the demodulation circuit 40. The demodulation circuit 40 demodulates the response signal Sf (D) based on the carrier signal Sf and outputs tag-specific data (DATA).
続いて、本発明に係る無線通信方法について説明をする。図5A〜Cは、搬送波信号Sf及び位相ずれを生じた搬送波信号Au、Adの波形例、図6A〜Cは、タグ・リーダーシステム100における主要部の波形例を各々示す図であって、図6Aは、タグ固有のデータ、図6Bは、搬送波信号Sfに基づいて振幅変調された応答信号Sf(D)、図6Cは、応答信号Sf(D)と搬送波合成信号sf’とを便宜的に重ねて描いた波形例を各々示す図である。なお、いずれの波形も、ある一瞬を捉えて、その状態を長く引き延ばして記述したものである。実際には、時間と共に振幅が変動するもので、複雑な波形となる。
Next, the wireless communication method according to the present invention will be described. 5A to 5C are waveform examples of the carrier signal Sf and the carrier signals Au and Ad having a phase shift, and FIGS. 6A to 6C are diagrams illustrating waveform examples of main parts in the
この実施例では、タグ・リーダー20の受信部14において、データ読取り部50の前段であって、例えば、復調回路30の前段に搬送波補償回路30を配置する。また、2.45GHzの搬送波信号Sfを受信し、当該搬送波信号Sfを所定のデータにより振幅変調して応答信号Sf(D)を送信するタグ10を被識別物体9に取り付ける。この被識別物体9に取り付けられたタグ10に搬送波信号Sfを送信すると共に、当該タグ10から戻ってきた応答合成信号Sinをタグ・リーダー20で受信して信号処理をする場合を前提とする(後方散乱通信方式の無線通信方法)。
In this embodiment, in the receiving unit 14 of the
上述の搬送波補償回路30では、送信時の搬送波信号Sfの位相と、受信時の搬送波合成信号Sf’の位相とを比較する。送信時の搬送波信号Sfの位相に同期しない搬送波合成信号Sf’を当該比較結果に基づいて除去するようになされる。
In the carrier
これを動作条件にして、図5Aに示す、2.45GHzの搬送波信号Sfが図2に示した発振器11で発生される。発振器11で発生された搬送波信号Sfは、送信部12に出力される。搬送波信号Sfは、例えば、振幅「3」を有している。送信部12では、制御装置15からの出力許可信号S1に基づいて搬送波信号Sfを振幅「3」以上に増幅し、増幅後の搬送波信号Sfを送信用のアンテナ体13Aに出力する。出力許可信号S1は、例えば、ハイレベルで送信許可となり、ローレベルで送信不許可となる。増幅後の搬送波信号(質問信号)Sfは、送信用のアンテナ体13Aからタグ10に向けて輻射される。
Under this operating condition, a 2.45 GHz carrier wave signal Sf shown in FIG. 5A is generated by the oscillator 11 shown in FIG. The carrier signal Sf generated by the oscillator 11 is output to the
一方、タグ10は、2.45GHzの搬送波信号(質問信号)Sfを受信する。このとき、タグ・リーダー20より送信された質問信号は、周りの物体及びタグ10より反射されて戻ってくる。このタグ以外で反射される信号は、タグ・リーダー20から送信された搬送波信号Sfに比べて、図3Aに示したように、位相がずれた搬送波信号Au(ここでは、単一キャリア信号)である。
On the other hand, the
つまり、タグ10に向けて輻射された、搬送波信号(質問信号)Sfは、タグ以外の物体に反射されてくると、図5Bに示すように送信時の搬送波信号Sfに比べて受信時の搬送波信号Auの位相がずれ、しかも、振幅が例えば「2」に減衰した波形となる。図5Bにおいて、θuは、位相ずれ(位相差)を示している。位相差θuは、送信部12から輻射された搬送波信号Sfの位相と、物体から反射されてきた搬送波信号Auの位相との差である。
That is, when the carrier wave signal (question signal) Sf radiated toward the
なお、タグ10において、アンテナ体1Aに接続された電源供給部5では、当該アンテナ体1Aによって受信された搬送波信号Sfに基づく誘起電力が振幅変調部2、メモリ部3及びクロック発振器4に供給される。メモリ部3では、図6Aに示す被識別物体固有のデータ(コードデータ等;DATA)が所定周波数のクロック信号(CLK)に基づいて読み出され、当該データが振幅変調部2に出力される。クロック信号は、クロック発振器4で発振されてメモリ部3に出力される。このように、当該システム100では、タグ10にバッテリー等を設けないでも済む構成となされる。
In the
振幅変調部2では、メモリ部3から読み出された固有のデータにより、例えば、当該搬送波信号Sfを振幅変調して、図6Bに示すような振幅変調後のタグ振幅変調信号(応答信号)Sf(D)を送信するようになされる。応答信号Sf(D)は、アンテナ体1Bを通じ散乱(送信)するようになされる。この例で、振幅変調部2に代えてBPSK(Binary Phase Shift Keying)変調部を設けてもよい。
In the
また、アンテナ体1Bから散乱(送信)された応答信号Sf(D)は、タグ・リーダー20のアンテナ13Bにより受信される。このとき、物体から反射されてきた搬送波信号Auを含む搬送波合成信号Sf’も、図6Cに示すように応答信号Sf(D)と共に、応答合成信号Sinとなってアンテナ体13Bを通じて受信される。
The response signal Sf (D) scattered (transmitted) from the
このアンテナ13Bに接続された位相同期検出部31は、搬送波合成信号Sf’と応答信号Sf(D)を含む応答合成信号Sinの位相に追尾して、図3Cに示した送信時の搬送波信号Sfと、受信時の搬送波合成信号Sf’との間の位相差θrを再生するようになされる。このとき、位相検出回路41では、発振器11から搬送波信号Sfの周波数成分が参照(カンニング)され、受信時の応答合成信号Sinの位相と、発振器11からの搬送波信号Sfの位相とが比較される。この比較結果で、図3Cに示した搬送波合成信号Sf’の位相差θrが検出される。
The phase synchronization detector 31 connected to the
この搬送波合成信号Sf’の位相差θrは、位相差比較回路42に出力される。位相差比較回路42は、位相差出力回路44から出力される位相差推定値θr’と、位相検出回路41から出力される位相差θrとを比較して送信時の搬送波信号Sfに同期しない搬送波合成信号Sf’にロックするための同期検出信号(直流成分)Sdを出力するようになされる。
The phase difference θr of the carrier wave synthesis signal Sf ′ is output to the phase
同期検出信号Sdは、LPF回路43に出力される。LPF回路43は、同期検出信号Sdをフィルタ処理して位相差推定電圧Vdを出力する。位相差推定電圧Vdは、送信時の搬送波信号Sfに同期しない搬送波合成信号Sf’の位相差θrを推定するための直流電圧である。位相差推定電圧Vdは、LPF回路43から位相差出力回路44に出力される。位相差出力回路44は、位相差推定電圧Vdに基づく位相差推定値θr’を位相差比較回路42及び振幅制御部32に出力するようになされる。
The synchronization detection signal Sd is output to the
このように、位相同期検出部31は、送信時の搬送波信号Sfと受信時の搬送波合成信号Sf’との間の位相差θrを検出して比較し、1次ループにより位相差θrを推定し、その位相差推定値θr’を振幅制御部32の位相差比較回路53及び振幅調整回路55に出力するようになされる。
As described above, the phase synchronization detection unit 31 detects and compares the phase difference θr between the carrier signal Sf at the time of transmission and the carrier signal Sf ′ at the time of reception, and estimates the phase difference θr by the primary loop. The phase difference estimated value θr ′ is output to the phase
また、振幅制御部32は、周囲の物体から反射してくる搬送波信号Auと、タグ10からの応答信号Sf(D)の搬送波成分Adとが合成された搬送波合成信号Sf’の振幅を追尾するようになされる。例えば、演算回路51は、受信時の応答合成信号Sinから、位相制御回路56によって位相制御された搬送波合成信号Sf’を差し引く(減算する)ように動作する。この例で、応答合成信号Sinから搬送波合成信号Sf’を差し引いた信号がタグ10の応答信号Sf(D)であり、データ変調成分を含んでいる。
In addition, the amplitude control unit 32 tracks the amplitude of the carrier combined signal Sf ′ in which the carrier signal Au reflected from the surrounding object and the carrier component Ad of the response signal Sf (D) from the
このようなタグ10の応答信号Sf(D)を得るために、演算回路51から位相検出回路52には、送信時の搬送波信号Sfと、受信時の応答合成信号Sinから応答信号Sf(D)が抽出されるまでの搬送波合成信号Sf’とが出力される。位相検出回路52は、送信時の搬送波信号Sfと、受信時の応答合成信号Sinから応答信号Sf(D)が抽出されるまでの搬送波合成信号Sf’とを入力して搬送波合成信号Sf’と、送信時の搬送波信号Sfとの間の位相差θrを検出するようになされる。例えば、位相検出回路52では位相同期検出部31と同様にして、発振器11から搬送波信号Sfの周波数成分が参照(カンニング)され、受信時の応答合成信号Sinの搬送波合成信号Sf’の位相と、発振器11からの搬送波信号Sfの位相とが比較される。この比較結果で、図3Cに示した位相差θrが検出される。
In order to obtain such a response signal Sf (D) of the
位相差θrは、位相検出回路52から位相差比較回路53に出力される。位相差比較回路53は、位相差出力回路44からの位相差推定値θr’と、位相検出回路52から出力される、受信時の搬送波合成信号Sf’の位相差θrとを入力し、位相差推定値θr’と、搬送波合成信号Sf’の位相差θrとを比較する。
この比較結果により、位相差比較回路53は、受信時の搬送波合成信号Sf’にロックして振幅を制御するための振幅調整信号(直流成分)SaをLPF回路54に出力する。
The phase difference θr is output from the
Based on the comparison result, the phase
LPF回路54は、位相差比較回路53から出力される振幅調整信号Saをフィルタ処理して振幅推定値Vaを出力する。振幅推定値Vaは、送信時の搬送波信号Sfの位相に同期しない、搬送波合成信号Sf’の振幅値を推定するための直流電圧である。
The
振幅推定値Vaは、LPF回路54から振幅調整回路55に出力される。振幅調整回路55は、LPF回路54から出力される振幅推定値Vaと、位相差出力回路44から出力される位相差推定値θr’とを入力し、受信時の搬送波合成信号Sf’の位相差推定値θr’に対応して振幅を調整し、振幅調整後の振幅成分Ax及び位相差成分θxを出力する。この振幅成分Ax及び位相差成分θxは、応答合成信号Sinから搬送波合成信号Sf’を取り除くためのものである。
The amplitude estimation value Va is output from the
この振幅成分Ax及び位相差成分θxは、振幅調整回路55から位相制御回路56へ出力される。位相制御回路56は、発振器11から送信時の搬送波信号Sfを入力すると共に、振幅調整回路55から、搬送波合成信号Sf’を取り除くための位相差成分θxと振幅成分Axとを入力する。位相制御回路56は、振幅調整回路55から出力された位相差成分θxと振幅成分Axとに基づいて発振器11から出力された搬送波信号Sfの位相及び振幅を制御して、搬送波合成信号Sf’を作成する。この位相及び振幅制御によって作成された搬送波合成信号Sf’は、位相制御回路56から演算回路51に出力される。
The amplitude component Ax and the phase difference component θx are output from the amplitude adjustment circuit 55 to the
この搬送波合成信号Sf’は、図3Aに示した受信時に周囲の物体から反射されてきた搬送波信号Auと、図3Bに示した応答信号Sf(D)に含む搬送波成分Adとを含み、各々が送信時の搬送波信号Sfから位相がずれた信号である。この例では、位相差推定値θr’と、搬送波合成信号Sf’の位相差θrとが等しくなった時点で、受信時の応答合成信号Sinから搬送波合成信号Sf’を取り除くことができる。 This carrier combined signal Sf ′ includes the carrier signal Au reflected from the surrounding object at the time of reception shown in FIG. 3A and the carrier component Ad included in the response signal Sf (D) shown in FIG. 3B. It is a signal whose phase is shifted from the carrier wave signal Sf at the time of transmission. In this example, when the phase difference estimated value θr ′ and the phase difference θr of the carrier combined signal Sf ′ become equal, the carrier combined signal Sf ′ can be removed from the response combined signal Sin at the time of reception.
このような受信時に、応答合成信号Sinから搬送波合成信号Sf’を取り除かれた応答信号Sf(D)は、復調回路40に出力される。復調回路40では、搬送波信号Sfに基づいて応答信号Sf(D)を復調してタグ固有のデータ(DATA)を出力するようになされる。データはデータ読取り部50で読み取られ、制御装置15を通じてモニタ16に表示される。モニタ16には、タグ10から読み出した被識別物体9の固有のデータに基づく価格や名称等が表示される。
At the time of such reception, the response signal Sf (D) obtained by removing the carrier combined signal Sf ′ from the response combined signal Sin is output to the demodulation circuit 40. The demodulation circuit 40 demodulates the response signal Sf (D) based on the carrier signal Sf and outputs tag-specific data (DATA). The data is read by the
このように、本発明に係る実施例としてのタグ・リーダーシステム100によれば、所定のデータを後方散乱通信方式により無線通信する場合に、受信部14の振幅制御部32で、タグ・リーダー20から送信される搬送波信号Sfと、搬送波合成信号Sf’の位相差成分θxと振幅成分Axとに基づいて搬送波合成信号Sf’を再生し、ここに再生された受信時の搬送波合成信号Sf’を逆相にして、これを応答合成信号(タグ10の振幅変調信号)Sinに加算するようになされる。
As described above, according to the
従って、受信時の応答合成信号Sinから周囲の物体から反射してきた搬送波信号Auを含む搬送波合成信号Sf’を除去することができ、タグ10からの応答信号(タグ振幅変調信号)Sf(D)のみを取得することができる。これにより、タグ10から戻ってきた応答信号Sf(D)に含まれるデータ変調成分を補償でき、応答信号Sf(D)のS/N比を向上できる。しかも、比較的簡単な回路構成で、干渉雑音の影響を受けない高信頼度のデータを復調することができる。
Accordingly, the carrier combined signal Sf ′ including the carrier signal Au reflected from the surrounding object can be removed from the response combined signal Sin at the time of reception, and the response signal (tag amplitude modulation signal) Sf (D) from the
本発明は、飲食店における食器や、販売店における商品等に付加された電子値札を読み取るシステムや、物品流通基盤等で流通する物品に付加された電子荷札を読み取るシステム、視力障害者の歩行を誘導する誘導標識読取りシステム等に適用して極めて好適である。 The present invention relates to a system for reading electronic price tags attached to tableware in restaurants, merchandise, etc. in stores, a system for reading electronic tag tags attached to articles distributed on goods distribution bases, etc. The present invention is extremely suitable when applied to a guidance sign reading system for guiding.
1A,1B,13A,13B・・・アンテナ体、2・・・振幅変調部、3・・・メモリ部、4・・・クロック発振器、5,18・・・電源供給部、10・・・タグ、11・・・発振器、12・・・送信部、14・・・受信部、15・・・制御装置、16・・・操作部、17・・・モニタ、20・・・タグ・リーダー、30・・・搬送波補償回路、31・・・位相同期検出部、32・・・振幅制御部、40・・・復調回路、41,52・・・位相検出回路、42,53・・・位相差比較回路、43,54・・・LPF回路、44・・・位相差出力回路、50・・・データ読取り部、51・・・演算回路、55・・・振幅調整回路、56・・・位相制御回路、100・・・タグ・リーダーシステム(無線通信システム)
1A, 1B, 13A, 13B ... antenna body, 2 ... amplitude modulation unit, 3 ... memory unit, 4 ... clock oscillator, 5,18 ... power supply unit, 10 ... tag , 11 ... Oscillator, 12 ... Transmission unit, 14 ... Reception unit, 15 ... Control device, 16 ... Operation unit, 17 ... Monitor, 20 ... Tag reader, 30 ... Carrier wave compensation circuit, 31 ... Phase synchronization detection unit, 32 ... Amplitude control unit, 40 ... Demodulation circuit, 41, 52 ... Phase detection circuit, 42, 53 ... Phase
Claims (5)
前記送信部から前記信号応答体に送信される前記搬送波信号を所定のデータにより変調した応答信号であって、当該信号応答体から散乱されてきた応答信号を受信して処理する信号処理部とを備え、
前記信号処理部には搬送波補償回路が設けられ、
前記搬送波補償回路は、
送信時の前記搬送波信号の位相と、受信時の前記搬送波信号の位相とを比較して位相差の情報を検出し、当該位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の位相差推定値を検出する位相同期検出部と、
前記位相同期検出部から受信時の前記搬送波信号の位相差推定値を入力して、送信時の前記搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の前記搬送波信号を除去する振幅制御部とを有し、
前記振幅制御部は、
送信時の前記搬送波信号の位相と受信時の補償後の搬送波信号の位相との差分から第2の位相差の情報を検出する位相検出回路と、
前記位相検出回路によって検出された前記第2の位相差の情報及び前記位相差推定値を比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の前記搬送波信号の振幅推定値を検出する位相差比較回路と、
前記位相差比較回路によって検出された受信時の前記搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の前記搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出する振幅調整回路と、
前記振幅調整回路によって検出された前記振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の前記搬送波信号の位相及び振幅を制御する位相制御回路と、
前記位相制御回路によって振幅及び位相が制御された送信時の搬送波信号を前記受信時の搬送波信号から差し引く演算回路を含む情報処理装置。 A transmission unit for transmitting a carrier signal of non-modulation of a predetermined frequency to the signal response of Backward scattering communication system,
A response signal obtained by modulating the carrier signal transmitted from the transmitter to the signal responder with predetermined data, and receiving and processing the response signal scattered from the signal responder; Prepared,
The signal processing unit is provided with a carrier wave compensation circuit,
The carrier compensation circuit includes:
The phase difference of the carrier signal at the time of transmission is compared with the phase of the carrier signal at the time of reception to detect phase difference information. Based on the information on the phase difference, a phase shift is detected with respect to the carrier signal at the time of transmission. A phase synchronization detector for detecting the phase difference estimate of the carrier signal at the time of reception,
An amplitude control unit that receives a phase difference estimation value of the carrier signal at the time of reception from the phase synchronization detection unit and removes the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission; Have
The amplitude controller is
A phase detection circuit for detecting information on the second phase difference from the difference between the phase of the carrier wave signal at the time of transmission and the phase of the carrier wave signal after compensation at the time of reception;
The second phase difference information detected by the phase detection circuit and the phase difference estimation value are compared, and an amplitude estimation value of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission. A phase difference comparison circuit for detecting
The amplitude component for adjusting the amplitude of the carrier wave signal at the time of transmission and the phase for adjusting the phase from the estimated amplitude value and the phase difference estimated value of the carrier wave signal at the time of reception detected by the phase difference comparison circuit. An amplitude adjustment circuit for detecting a phase difference component;
A phase control circuit that controls the phase and amplitude of the carrier signal at the time of transmission based on the amplitude component and the phase difference component detected by the amplitude adjustment circuit ;
Information processing apparatus including an arithmetic circuit for subtracting the carrier signal at the transmission amplitude and phase is controlled by the phase control circuit from the carrier signal during the reception.
前記信号応答体に前記搬送波信号を送信すると共に、当該信号応答体から散乱されてきた応答信号を受信して情報処理をする無線送受信機能付きの情報処理装置とを備え、
前記情報処理装置には、搬送波補償回路が設けられ、
前記搬送波補償回路は、
送信時の前記搬送波信号の位相と、受信時の前記搬送波信号の位相とを比較して位相差の情報を検出し、当該位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の搬送波信号の位相差推定値を検出する位相同期検出部と、
前記位相同期検出部から受信時の前記搬送波信号の位相差推定値を入力して、送信時の前記搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の前記搬送波信号を除去する振幅制御部とを有し、
前記振幅制御部は、
送信時の前記搬送波信号の位相と受信時の補償後の搬送波信号の位相との差分から第2の位相差の情報を検出する位相検出回路と、
前記位相検出回路によって検出された前記第2の位相差の情報及び前記位相差推定値を比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の前記搬送波信号の振幅推定値を検出する位相差比較回路と、
前記位相差比較回路によって検出された受信時の前記搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の前記搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出する振幅調整回路と、
前記振幅調整回路によって検出された前記振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の前記搬送波信号の位相及び振幅を制御する位相制御回路と、
前記位相制御回路によって振幅及び位相が制御された送信時の搬送波信号を前記受信時の搬送波信号から差し引く演算回路を含む無線通信システム。 Receiving a carrier signal unmodulated Jo Tokoro frequency, and the signal response of the backscatter communication method for transmitting a response signal to the carrier signal modulated by predetermined data,
An information processing device with a wireless transmission / reception function that transmits the carrier wave signal to the signal responder and receives a response signal scattered from the signal responder to perform information processing,
The information processing apparatus is provided with a carrier wave compensation circuit,
The carrier compensation circuit includes:
The phase difference of the carrier signal at the time of transmission is compared with the phase of the carrier signal at the time of reception to detect phase difference information. Based on the information on the phase difference, a phase shift is detected with respect to the carrier signal at the time of transmission. A phase synchronization detector for detecting the phase difference estimate of the carrier signal at the time of reception,
An amplitude control unit that receives a phase difference estimation value of the carrier signal at the time of reception from the phase synchronization detection unit and removes the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission; Have
The amplitude controller is
A phase detection circuit for detecting information on the second phase difference from the difference between the phase of the carrier wave signal at the time of transmission and the phase of the carrier wave signal after compensation at the time of reception;
The second phase difference information detected by the phase detection circuit and the phase difference estimation value are compared, and an amplitude estimation value of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission. A phase difference comparison circuit for detecting
The amplitude component for adjusting the amplitude of the carrier wave signal at the time of transmission and the phase for adjusting the phase from the estimated amplitude value and the phase difference estimated value of the carrier wave signal at the time of reception detected by the phase difference comparison circuit. An amplitude adjustment circuit for detecting a phase difference component;
A phase control circuit that controls the phase and amplitude of the carrier signal at the time of transmission based on the amplitude component and the phase difference component detected by the amplitude adjustment circuit ;
Radio communications system including an arithmetic circuit for subtracting the carrier signal at the transmission amplitude and phase is controlled by the phase control circuit from the carrier signal during the reception.
前記搬送波信号を受信するアンテナ体と、
前記データを記録したメモリ部と、
前記メモリ部から読み出したデータに基づいて前記搬送波信号を振幅変調する振幅変調部と、
前記アンテナ体によって受信された搬送波信号に基づく誘起電力を前記メモリ部及び振幅変調部に供給する電源部とを有する請求項3に記載の無線通信システム。 The signal responder is
An antenna body for receiving the carrier signal;
A memory unit storing the data;
An amplitude modulation unit that modulates the amplitude of the carrier signal based on data read from the memory unit;
The wireless communication system according to induced power based on the carrier signal received by the antenna body 請 Motomeko 3 that have a power supply section for supplying to said memory unit and the amplitude modulation section.
送信時の前記搬送波信号の位相と、受信時の前記搬送波信号の位相との差分から第1の位相差の情報を検出し、
当該第1の位相差の情報に基づいて送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の前記搬送波信号の位相差推定値を検出し、
送信時の前記搬送波信号の位相と、補償後の搬送波信号の位相との差分から第2の位相差の情報を検出し、
検出された前記第2の位相差の情報及び前記位相差推定値を比較して、送信時の搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の前記搬送波信号の振幅推定値を検出し、
検出された受信時の前記搬送波信号の振幅推定値及び位相差推定値から、送信時の前記搬送波信号の振幅を調整するための振幅成分及びその位相を調整するための位相差成分を検出し、
検出された前記振幅成分及び位相差成分に基づいて送信時の前記搬送波信号の位相及び振幅を制御し、
前記受信時の搬送波信号から、前記振幅及び位相を制御した送信時の搬送波信号を差し引くことにより送信時の前記搬送波信号に対して位相ずれを生じた受信時の前記搬送波信号を除去する無線通信方法。 A signal responder that receives an unmodulated carrier signal of a predetermined frequency, modulates the carrier signal with predetermined data and transmits a response signal is attached to the identified object, and the signal responder attached to the identified object A radio communication system of a backscatter communication system that transmits the carrier wave signal, receives a response signal returned from the signal responder, and performs signal processing .
Detecting the information of the first phase difference from the difference between the phase of the carrier wave signal at the time of transmission and the phase of the carrier wave signal at the time of reception;
Detecting a phase difference estimated value of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission based on the information of the first phase difference;
Detecting the second phase difference information from the difference between the phase of the carrier signal at the time of transmission and the phase of the carrier signal after compensation;
Comparing the detected information of the second phase difference and the phase difference estimated value to detect an amplitude estimated value of the carrier signal at the time of reception that causes a phase shift with respect to the carrier signal at the time of transmission;
From the detected amplitude estimation value and phase difference estimation value of the carrier signal at the time of reception, an amplitude component for adjusting the amplitude of the carrier signal at the time of transmission and a phase difference component for adjusting the phase thereof are detected,
Control the phase and amplitude of the carrier signal at the time of transmission based on the detected amplitude component and phase difference component ,
From the carrier signal during the reception, the amplitude and radio communications for removing the carrier signal during reception caused a phase shift to the carrier signal at the time of transmission by subtracting the carrier signal at the time of transmission with controlled phase Method.
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