JP4823943B2 - 無線タグ、無線タグリーダ及びパルス符号化鍵検出回路とそれらを用いた無線タグシステム - Google Patents
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Description
(その他の形態)
2 送信変調回路
2a 送信スイッチ
3 通常受信切替スイッチ
4 ウェイクアップ用検波回路
4a 整合回路
4b DC検波回路
5 ウェイクアップ側A/D変換機
6 ASK変調波受信回路
6a 整合回路
6b 受信検波回路
6c リミッタ
6d オペアンプ
7 ASK変調波受信回路側A/D変換機
8 デジタル信号処理回路
20 定期起動型セミパッシブ無線タグ
21 小型ボタン電池等の内蔵電池
22 無線タグアンテナ
23 スタブ共振型昇圧回路
24 制御回路
25 内蔵タイマ
26 ASK復調回路
27 スタブ
30 リモート起動型セミパッシブ無線タグ
31 小型ボタン電池等の内蔵電池
32 無線タグアンテナ
33 スタブ共振型昇圧整流回路
34 パルス符号化鍵検出回路
35 制御回路
36 スタブ
40 無線タグリーダ
41 発振器
42 パルス変調器
43 バンドパスフィルタ
44 パワーアンプ
45 アンテナ(送受共用)
46 方向性結合器(サーキュレータやハイブリッド回路)
47 バンドパスフィルタ
48 低ノイズアンプ
49 ミキサ
50 ミキサ
51 90°移相器
52 LPF
53 LPF
54 直交検波補償回路
55 サンプリング周波数発信回路(4倍サンプリングDFT処理用クロック回路)
56 AD変換機
57 AD変換機
58 fs複素DFT処理回路
59 強度位相検出器
60 MPSK復調回路
61,62 k倍回路
63〜66 乗算回路
71 アンテナ
72 スタブ共振型昇圧回路
73 整流回路
74 パルス符号化鍵検出回路
75 コッククロフト・ウォルトン昇圧整流回路
76 制御回路
81 内蔵電池
82 ASK復調回路
83 パルス符号化鍵検出回路
84 Rxアンテナ
85 スタブ共振型昇圧回路
86 制御回路
87 発振器
88 変調器
89 アンプ
90 Txアンテナ
Claims (9)
- 無線タグリーダと無線タグとの間で無線通信を行う際に使用される無線タグであって、前記無線タグは前記無線タグリーダからの問いかけを検出するためのスタブ共振型昇圧回路と検波回路とを備え、これを用いて受信信号のASK復調を行うと共に、受信復調されたパルス信号のパルス幅が一定範囲内であるか否かを判定するパルス符号化鍵検出回路を備えることによって低消費電力かつ周波数選択型高感度で受信誤りの極めて少ない受信待ち受け機能を具備することを特徴とする無線タグ。
- 無線タグリーダと無線タグとの間で無線通信を行う際に使用される無線タグリーダであって、前記無線タグは前記無線タグリーダからの質問キャリア周波数foに対して±fsだけ周波数オフセットしたサブキャリア信号に返送情報を乗せるものとし、前記無線タグリーダは前記無線タグからの応答受信信号を質問キャリア周波数foで直交検波し、かつサンプリング周波数4fsを得るための発振回路を備え、前記直交検波された受信信号を4fsでサンプリングし、加減算による複素DFT処理を行い+fs成分又は−fs成分を復調することによって目的の無線タグ以外からの反射波等の影響を受けることなく高い精度で無線タグからの返送情報であるサブキャリアの位相及び振幅を検出することを特徴とし、かつ複素サブキャリア信号のDFT処理を行うために容易に前記foでの直交検波誤差の補償手段を具備することを特徴とする無線タグリーダ。
- 無線タグで使用されるパルス符号化鍵検出回路であって、
入力パルス信号の幅PWが一定範囲内であるか否かを判断するために入力パルス信号で動作する少なくとも2組の充放電時定数回路を備え、その2組の充放電時定数回路はそれぞれコンデンサ、抵抗及びダイオードで構成され、充電時定数をt1及びt3とし、放電時定数をt2及びt4として、t3>t1>t4>t2の関係になるようにするものとし、それぞれの充放電時定数回路の出力を、一定閾値電圧を有するコンパレータの入力へそれぞれ接続して、それぞれの充放電時定数回路のパルス幅PWのパルス信号応答がt1<PW<t3の場合にのみパルス幅t2の出力パルス信号を得るように各コンパレータ出力と入力パルス信号の論理積を取ることによって外部からの入力パルス幅が一定範囲内であるか否かを判定する手段を少なくとも1以上具備し、これらの判定出力によって入力パルス列に鍵符号を含むか判断することを特徴とするパルス符号化鍵検出回路。 - 無線タグリーダと無線タグとの間で無線通信を行う無線タグシステムであって、前記無線タグは前記無線タグリーダからの問いかけを検出するためのスタブ共振型昇圧回路と検波回路とを備え、これを用いて受信信号のASK復調を行うと共に、受信復調されたパルス信号のパルス幅が一定範囲内であるか否かを判定するパルス符号化鍵検出回路を備えることによって低消費電力かつ周波数選択型高感度で受信誤りの極めて少ない受信待ち受け機能を具備すると共に、
前記無線タグは前記無線タグリーダからの質問キャリア周波数foに対して±fsだけ周波数オフセットしたサブキャリア信号に返送情報を乗せるものとし、前記無線タグリーダは前記無線タグからの応答受信信号を質問キャリア周波数foで直交検波し、かつサンプリング周波数4fsを得るための発振回路を備え、前記直交検波された受信信号を4fsでサンプリングし、加減算による複素DFT処理を行い+fs成分又は−fs成分を復調することによって目的の無線タグ以外からの反射波等の影響を受けることなく高い精度で無線タグからの返送情報であるサブキャリアの位相及び振幅を検出することを特徴とし、かつ複素サブキャリア信号のDFT処理を行うために容易に前記foでの直交検波誤差の補償手段を具備することを特徴とする無線タグシステム。 - 前記無線タグからの応答受信信号を前記無線タグリーダからの質問キャリア信号で直交検波したI(t)信号及びQ(t) 信号は±fsのサブキャリア位相変調返送情報を含むものとし、前記無線タグから返送されたサブキャリア信号の位相を正確に復調するためにI(t) 信号及びQ(t) 信号を周波数4fsでサンプリングして複素DFT処理を行うと共に、
前記無線タグリーダの前記直交検波誤差の補償手段において、I(t)信号又はQ(t)信号の何れか一方に対してスケーリング操作をもう一方に対して検波軸の回転操作を行うか、またはI(t)信号又はQ(t)信号の何れか一方に対してのみスケーリング操作と検波軸の回転操作を行うことによって、高い位相分割数を用いるMPSK方式の利用を可能にしたことを特徴とする請求項4に記載の無線タグシステム。 - 前記無線タグは前記無線タグリーダからの質問キャリア周波数foに対して±fsだけ周波数オフセットしたサブキャリア信号の位相に返送情報を乗せるものとし、前記無線タグから前記無線タグリーダへのMPSK変調応答を、サブキャリア信号の停止区間と0°基準位相区間とを有する短時間のパケット応答を繰り返すことによって、速い速度で移動する無線タグに対しても応答MPSK変調信号を誤りなく復調することを可能にしたことを特徴とする請求項4又は5に記載の無線タグシステム。
- 前記無線タグから前記無線タグリーダへのMPSK変調応答信号波形の発生で、応答データビット列に対して位相分割多重化bit数(例えば、4値PSKでは2bit、8値PSKでは3bit)分だけ順次取り出してその符号に対応した位相の矩形波(例えば、00=0°、01=90°、10=180°、11=270°)を数サイクル分だけ出力する制御回路のサブルーチンを呼び出し実行し、これを全データビット列分繰り返し利用することによって、通信環境に応じて呼び出す前記サブルーチンを切り替え選択することで容易に応答信号のサブキャリア周波数fs及びMPSKの位相分割数とfs単位サイクル数による応答伝送ビットレートの変更を可能にしたことを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項に記載の無線タグシステム。
- 前記無線タグリーダは、その受信状況に応じて前記無線タグに対する応答信号のサブキャリア周波数fs及び多値位相変調(MPSK)の位相分割数とfs単位サイクル数による応答伝送ビットレートの指定コマンドを送信し、
前記無線タグは、指定されたサブキャリア周波数fs及びMPSKの位相分割数とfs単位サイクル数によってその応答ビットレートを選択することによって、
前記無線タグリーダでは前記無線タグからの応答信号の復調のためのサンプリング周波数4fsの切り替えやDFT積分サイクル数の切り替えのみで対応し、周辺反射物の影響や他の通信システム等による干渉雑音の影響を選択的に回避し安定な通信を獲得するようにしたことを特徴とする請求項4乃至7の何れか1項に記載の無線タグシステム。 - 前記無線タグリーダからのコマンド・ID指定及び書き込みデータの受信復調を行う前記スタブ共振型昇圧回路および前記検波回路は、アンテナから取り出した受信RF信号を1pF未満の微小容量とスタブを用いて共振昇圧してから僅かに順バイアスされたダイオード1に加えて検波するものとし、これと同じ特性のダイオードでRF信号を加えないで僅かに順バイアスされただけのダイオード2とを具備するものとし、これら2つのダイオードに生じる電圧の差によってアンテナ受信RF信号の有無を高感度で検出してASK復調するためのレベル比較器を有する受信回路を備え、前記無線タグでは低消費電力かつ周波数選択型高感度で前記無線タグリーダからのコマンド・ID指定及び書き込みデータを受信復調することを可能にしたことを特徴とする請求項4乃至8の何れか1項に記載の無線タグシステム。
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