JP4680093B2 - 電子タグシステム - Google Patents
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Description
キーレスエントリシステムでは、携帯受信機を所持した運転者が車両に接近すると車両のドアが自動的に開錠され、運転者が車両から離れると自動的に施錠される。また、携帯受信機を車両内に放置したまま運転者が車両を離れようとしたときには、運転者に警報を発して車両のドアが開錠されたままにならないようにする。このような動作を行うため、キーレスエントリシステムでは、携帯受信機の位置が車両内か車両外かを判定することが必要になる。そこで、車両内にパッシブタグを貼付して、携帯受信機が車両内ではタグの応答信号を受信でき、車両外では受信できないようにする。携帯受信機は電子タグの応答信号の受信、非受信によって車両の内外を判定する。キーレスエントリシステムへの応用では、携帯受信機はパッシブタグの応答信号の受信のみを行い、電子タグに質問信号を送信し給電を行う質問器は、携帯受信機とは別に車両内に設置する。
また、キーレスエントリシステムでは、車両内にあってパッシブタグに質問信号や給電用搬送波を送信する質問器と、車両外に持ち運ぶ携帯受信機は別になる。こうした場合、電子タグの応答を受信する携帯受信機の受信部の構成が複雑になる問題がある。以下、その理由を説明する。
通常の電子タグシステムでは、質問器がまず電子タグにコマンドを送信した後、無変調搬送波を送信している期間に電子タグからの応答信号があるため、質問器の受信部はコマンド送信後に電子タグの応答信号を受信するために待ち受ける。それに対し、電子タグの応答信号を質問器とは別の携帯受信機で受信する場合には、携帯受信機は質問器が電子タグにコマンドを送信するタイミングを知らないために、電子タグの応答信号を待ち受けて受信することができない。そのため、常時、電子タグの応答信号の先頭に含まれるプリアンブル信号を探して検出する。ところが、実際には電子タグの応答信号がないのに雑音によって偶然プリアンブル検出信号が検出されてしまうことがある。すると、携帯受信機は電子タグの応答信号が終了するはずのタイミングまでしばらく信号を受信し続け、最後にCRC (cyclic redundancy check)符号などの誤り検出符号により正しい電子タグの応答信号が受信できなかったことを知る。通常はプリアンブル信号を検出すると、電子タグの応答信号が受信できなかったと判定するまではプリアンブル信号の探索を停止するので、その間に本当の電子タグの応答信号が到来してもプリアンブル信号が検出されず、電子タグの受信ができなくなる。このように携帯受信機で電子タグの応答信号を待ち受け受信することができないために電子タグの応答信号を見逃して受信しにくくなるという問題があった。
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1の移動体識別システムの構成図である。図1において、1は質問器、2はタグ、3は携帯受信機である。タグ2は質問器1が送信する無変調搬送波を受信し、それを反射あるいは終端することを切り替えることによりオン・オフ変調を行って応答信号を生成する。携帯受信機3はタグ2の応答を受信する。
C(t)=Acosωt
と表され、タグの応答信号S(t)は、タグが振幅変調をする場合は
S(t)=B(t)cos(ωt+θ)
二値位相変調をする場合は
S(t)=Bcos(ωt+φ(t)+θ)
と表される。ここで、B(t)は変調信号の包絡線を表し、φ(t)は0またはπであり位相を表す。また、θは質問器1とタグ2との距離によって変わる初期位相である。なお、タグ2の応答信号は無変調搬送波と同一周波数である。
c(t)=αC(t)=acosωt
とタグ2の応答信号が減衰した信号s(t)、
s(t)=βS(t)=b(t)cos(ωt+θ)
または
s(t)=βS(t)=bcos(ωt+φ(t)+θ)
の和、
r(t)=c(t)+s(t)
であるので、ミキサ16の出力信号d(t)は
d(t) =γr2(t) =γ(c2(t)+2c(t) s(t)+s2(t))
と表される。
ここで、c(t)は無変調搬送波C(t)が減衰した信号、s(t)はタグ2の応答信号が減衰した信号、αは無変調搬送波C(t)の減衰係数、aは受信した無変調搬送波の振幅、βは応答信号の減衰係数、bはタグ2の応答信号の振幅、r(t)は携帯受信機3の入力信号、γはミキサ16の回路係数である。
c2(t)=(a2/2)(1+cos2ωt)
c(t) s(t)=(abs(t)/2)(cosθ+cos(2ωt+θ))
s2(t)=(b2(t)/2)(1+cos (2ωt+θ))
または
c(t) s(t)=(ab/2)(cos(φ(t)+θ)+cos(2ωt+φ(t)+θ))
s2(t)=(b2/2)(1+cos(2ωt+φ(t)+θ))
だから、低域通過フィルタ17および高域通過フィルタ18を通過して復調器19に入力される信号e(t)は
e(t)=γ(ab(t) cosθ+b2(t)/2)
または
e(t)=γab cos(φ(t)+θ)
となる。つまり、復調器19に入力される信号はb(t)あるいはφ(t)によって決まる一定の電圧となるので、これを閾値と比較して受信データを復調することができる。
前記の実施の形態1において、通常は受信した無変調搬送波の振幅aはタグ2の応答信号の振幅b(t)よりもずっと大きいので、初期位相θが±π/2付近の場合、復調器19の入力信号が非常に小さくなるという問題がある。そこで、ミキサ16を直交ミキサに代えて、出力される同相チャネルの信号と直交チャネルの信号のうち、信号レベルの大きいほうを選択し復調器19に入力することでこのような問題を回避することができる実施の形態2を以下に示す。
直交ミキサ20は分配器14で二つに分配された信号の一方がそのままRFポートに入力され、分配器14で分配された他方の信号はリミタ15で増幅されてそのままLOポートに入力され、乗算するミキサAと、分配器14で二つに分配された信号の一方がそのままRFポートに入力され、分配器14で分配された他方の信号がリミタ15で増幅された後、位相がπ/2ずらされてLOポートに入力され、乗算するミキサBとを備え、同相チャネル及び直交チャネルの2つの信号を出力する構成にされている。
前記実施の形態2では、出力される同相チャネルの信号と直交チャネルの信号のうち、大きいほうを選択する例を示したが、同相チャネルの信号と直交チャネルの信号を常に合成して復調器に出力してもよい。図4はこのような受信部を備える実施の形態3のブロック図である。図3と同一の部分には同一の符号を付け、説明を省略する。29は合成器であり、図3のスイッチ28の代わりに設けられたもので第1および第2の高域通過フィルタ23および24の出力信号を合成する。この実施の形態では同相チャネルの信号と直交チャネルの信号のレベルを比較し選択する必要がないので、第1および第2のレベル検出器25、26および比較器27は省かれている。合成器29は第1および第2の高域通過フィルタ23および24の出力信号を合成し、この合成器29で合成された同相チャネル信号と直交チャネル信号の合成信号を復調器19で復調する。
図6は前述の第二の課題を解決する実施の形態4における携帯受信機3の受信部の構成を示すブロック図である。図2と同一の部分には同一符号を付け、説明を省略する。31はレベル検出器、32は比較器である。30は二逓倍器であり、分配器14、リミタ15、ミキサ16の代わりに設けられる。
レベル検出器31は低雑音増幅器13で増幅された受信信号のレベルを検出し、比較器32であらかじめ設定された閾値と比較する。その結果、受信信号のレベルが閾値よりも大きいときは携帯受信機が質問器およびタグの近傍にあると判定する。
なお、図6ではレベル検出器は低雑音増幅器13が出力する高周波信号のレベルを検出する例について示したが、二逓倍器30が出力する直流信号のレベルを検出するものであっても同様の効果を奏する。
図7は前述の第三の課題を解決する実施の形態5における携帯受信機3の受信部の構成を示すブロック図である。図3と同一の部分には同一の符号を付け、説明を省略する。33は第1および第2のレベル検出器25および26が出力する受信信号レベルをあらかじめ設定された閾値と比較する比較器である。
第1および第2の高域通過フィルタ23および24の出力信号のレベルをそれぞれ第1および第2のレベル検出器25および26で測定し、その結果と閾値とを比較器33で比較する。第1および第2のレベル検出器25および26が出力する受信信号レベルのどちらか一方でも閾値を上回る場合は受信レベルの大きい方の信号をスイッチ28に出力するとともに、図示しない制御部に対してプリアンブル信号の探索を許可する信号を出力する。
スイッチ28は比較器33からの出力で第1および第2の高域通過フィルタ23および24の出力信号の何れかを選択して復調器19に出力し、復調器19で復調する。一方、両方の値が閾値を下回る場合は、制御部に対してプリアンブル信号の探索を禁止する信号を出力する。
このように構成することで、雑音によって偶然プリアンブル検出信号が検出され電子タグの応答信号を見逃すのを防ぐことができる。
なお、以上は図3に示した直交チャネルと同相チャネルの大きい方の信号を復調する携帯受信機に適用する例を示したが、図4に示した直交チャネルと同相チャネルの信号を合成した信号を復調する受信機に適用してもよい。このような例を図9に示す。
Claims (3)
- 無変調搬送波を送信する送信機と、受信した前記無変調搬送波を変調して応答信号を生成する電子タグと、前記応答信号を受信する携帯可能な受信機からなる電子タグシステムにおいて、前記受信機は前記応答信号の先頭に含まれるプリアンブル信号を探して検出するものであって、受信信号を分配する分配器と、この分配器が分配した信号のうちの一方を飽和増幅するリミタと、前記リミタで増幅した信号と前記分配器で分配した他方の信号とを乗算し、同相チャネル信号と直交チャネル信号を出力する直交ミキサと、直交ミキサの同相チャネル信号および直交チャネル信号の出力夫々から直流成分を除去する第1および第2の高域通過フィルタと、第1および第2の高域通過フィルタの出力信号を合成する合成器と、この合成器により合成された信号の信号レベルを検出するレベル検出器と、このレベル検出器が検出した信号レベルと閾値とを較し、前記閾値を上回る場合はプリアンブル信号の探索を許可する信号を出力し、前記閾値を下回る場合はプリアンブル信号の探索を禁止する信号を出力する比較器と、前記合成器により合成された信号から受信データを復調する復調器とを備え、前記受信機のプリアンブル信号の誤検出を防ぐことを特徴とした電子タグシステム。
- 無変調搬送波を送信する送信機と、受信した前記無変調搬送波を変調して応答信号を生成する電子タグと、前記応答信号を受信する携帯可能な受信機からなる電子タグシステムにおいて、前記受信機は前記応答信号の先頭に含まれるプリアンブル信号を探して検出するものであって、受信信号を分配する分配器と、この分配器が分配した信号のうちの一方を飽和増幅するリミタと、前記リミタで増幅した信号と前記分配器で分配した他方の信号とを乗算し、同相チャネル信号と直交チャネル信号を出力する直交ミキサと、直交ミキサの同相チャネル信号および直交チャネル信号の出力夫々から直流成分を除去する第1および第2の高域通過フィルタと、第1および第2の高域通過フィルタの夫々の出力信号レベルを検出する第1および第2のレベル検出器と、同相チャネルまたは直交チャネルの信号を選択するスイッチと、前記第1および第2のレベル検出器が検出した出力信号レベルと閾値とをそれぞれ比較し、少なくともいずれか一方が前記閾値を上回る場合はプリアンブル信号の探索を許可する信号を出力し、両方が前記閾値を下回る場合はプリアンブル信号の探索を禁止する信号を出力する比較器と、前記第1および第2のレベル検出器が示すレベルの大きいチャネルを前記スイッチが選択し、選択したチャネル信号から受信データを復調する復調器とを備え、前記受信機のプリアンブル信号の誤検出を防ぐことを特徴とした電子タグシステム。
- 無変調搬送波を送信する送信機と、受信した前記無変調搬送波を変調して応答信号を生成する電子タグと、前記応答信号を受信する携帯可能な受信機からなる電子タグシステムにおいて、前記受信機は前記応答信号の先頭に含まれるプリアンブル信号を探して検出するものであって、受信信号を分配する分配器と、この分配器が分配した信号のうちの一方を飽和増幅するリミタと、前記リミタで増幅した信号と前記分配器で分配した他方の信号とを乗算し、同相チャネル信号と直交チャネル信号を出力する直交ミキサと、直交ミキサの同相チャネル信号および直交チャネル信号の出力夫々から直流成分を除去する第1および第2の高域通過フィルタと、第1および第2の高域通過フィルタの夫々の出力信号レベルを検出する第1および第2のレベル検出器と、同相チャネルまたは直交チャネルの信号を選択するスイッチと、前記第1および第2のレベル検出器が検出した出力信号レベルと閾値とをそれぞれ比較する比較器と、前記第1および第2のレベル検出器が示すレベルの大きいチャネルを前記スイッチが選択し、選択したチャネル信号から受信データを復調する復調器とを備え、前記比較器による比較の結果、前記第1および第2のレベル検出器が検出した出力信号レベルの両方が前記閾値を下回る場合は前記スイッチが前記復調部へ信号を出力せず、前記受信機のプリアンブル信号の誤検出を防ぐことを特徴とした電子タグシステム。
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