JP5023857B2 - Wireless communication device - Google Patents

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Description

本発明は、無線タグ等の通信対象に送信信号を送り応答信号を受信してこれを解読する無線通信装置であって、ビット誤り率(Bit Error Rate;BER)を改善でき、S/N比(Signal to Noise Ratio)がよくない環境においても無線タグ等の通信対象の電波から混信することなく確実に情報を取得することができる無線通信装置に関する。   The present invention is a wireless communication apparatus that transmits a transmission signal to a communication target such as a wireless tag, receives a response signal, and decodes the response signal, and can improve a bit error rate (BER) and an S / N ratio. The present invention relates to a wireless communication apparatus that can reliably acquire information without interference from radio waves to be communicated such as a wireless tag even in an environment where (Signal to Noise Ratio) is not good.

近年バーコードに代わって、RFID(Radio Frequency Identificatin)タグ等の非接触の無線タグが脚光を浴びている。そして、今後あらゆる物品にこのRFIDタグ等が貼付され、流通することが予想されている。このためRFIDタグと非接触で通信するリーダライタ装置等の無線通信装置が普及している。   In recent years, in place of barcodes, non-contact wireless tags such as RFID (Radio Frequency Identity) tags have been spotlighted. And it is expected that the RFID tag and the like will be affixed to and distributed in every article in the future. For this reason, wireless communication devices such as reader / writer devices that communicate with RFID tags in a non-contact manner have become widespread.

さて、このRFIDタグと無線通信装置の間の通信方式には、大きくいって次のような通信方式がある。第1の種類は電磁誘導による通信方式である。この電磁誘導による方式にも2種類があり、使用周波数が400kHz〜530kHzで、電磁的結合度が高く、RFIDタグのコイルとリーダのコイルの相互誘導・電磁誘導により通信するものと、主として250kHz以下または13.56MHzの電磁波を利用し、比較的電磁的結合度が低く、両コイル間の誘起電圧を使って交信するものがある。   As a communication method between the RFID tag and the wireless communication device, there are roughly the following communication methods. The first type is a communication system using electromagnetic induction. There are also two types of electromagnetic induction methods. The frequency used is 400 kHz to 530 kHz, the degree of electromagnetic coupling is high, and communication is performed mainly by mutual induction / electromagnetic induction between the RFID tag coil and the reader coil. Alternatively, there are those that use electromagnetic waves of 13.56 MHz, have a relatively low degree of electromagnetic coupling, and communicate using an induced voltage between both coils.

これに対し、第2の種類として電波方式がある。無線通信装置のアンテナから放射されたマイクロ波をRFIDタグの平面波アンテナで受信しこの反射波を使ってデータを送信するものである。このマイクロ波方式にも、2.45GHzのマイクロ波を使って交信する方式と、UHF(860MHz〜960MHz)帯の電波を使って通信する方式の2種類がある。前者の交信距離は最大1m程度であるが、後者の交信距離は比較的長く最大8m程度となる。   On the other hand, there is a radio wave system as a second type. A microwave radiated from an antenna of a wireless communication apparatus is received by a plane wave antenna of an RFID tag, and data is transmitted using the reflected wave. There are also two types of microwave systems: a system that communicates using 2.45 GHz microwaves and a system that communicates using radio waves in the UHF (860 MHz to 960 MHz) band. The former communication distance is about 1 m at the maximum, but the latter communication distance is relatively long and about 8 m at the maximum.

さて、第2の種類の電波方式で通信するとき、無線通信装置では受信電界強度を示すRSSI(Received Signal Strength Indication)に基づいて自動利得制御を行う。しかし、無線通信装置から無線タグに向けて送信される電波やこの電波を受信した無線タグから送信されてくる電波の到達距離は、無線タグが適用される環境に左右され、無線通信装置が使用される個々の現場において必ずしも適切な状態になるとは限らない。このため、近接して配置されている複数の無線タグのうちの一つからその無線タグに格納されている情報を読み出そうとする場合、無線通信装置の読み出し対象になっていない無線タグから送信されてくる応答電波を拾ってしまうことがあり、BERが悪化し、システムを誤動作させる要因となっていた。そしてこのような問題は、UHF帯のようなエリアの広い周波数帯を用いる無線通信装置でとくに深刻である。そして、GSM(Global System for Mobile Communications)などでも通信対象が変わるだけで同様の事情がある。   When communicating by the second type of radio wave system, the wireless communication apparatus performs automatic gain control based on RSSI (Received Signal Strength Indication) indicating the received electric field strength. However, the radio wave transmitted from the wireless communication device to the wireless tag and the reach of the radio wave transmitted from the wireless tag receiving this radio wave depend on the environment to which the wireless tag is applied and are used by the wireless communication device. It is not always appropriate for each individual site. For this reason, when trying to read the information stored in the wireless tag from one of a plurality of wireless tags arranged close to each other, the wireless tag that is not the readout target of the wireless communication device The response radio wave transmitted may be picked up, and the BER deteriorates, causing the system to malfunction. Such a problem is particularly serious in a wireless communication apparatus using a wide frequency band such as the UHF band. In GSM (Global System for Mobile Communications) or the like, there is a similar situation just by changing the communication target.

そこで、従来、直交検波回路の第1のDBM(Double Balanced Mixer)から受信信号と局部発振器の発振信号を入力してI(In−phase)信号を出力し、第2のDBMには受信信号と局部発振器の発振信号の位相を90度(π/2)だけずらした信号を入力してQ(Quadrature−phase)信号を出力し、このI信号は、第1のフィルタを通過した後、第1のアンプ回路で増幅して復調回路に入力され、Q信号は、第2のフィルタを通過した後、第2のアンプ回路で増幅して復調回路に入力される無線通信装置において、復調回路で生成される復調データがベースバンド処理回路に出力される際に、第1のフィルタを通過し第1のアンプ回路で増幅されたI信号の一部と、第2のフィルタを通過して第2のアンプ回路において増幅されたQ信号の一部とが合成された信号をRSSI回路に入力し、この合成信号に対応する電圧をRSSI回路からベースバンド処理回路に出力することが行われる(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, conventionally, the reception signal and the oscillation signal of the local oscillator are input from the first DBM (Double Balanced Mixer) of the quadrature detection circuit to output the I (In-phase) signal, and the reception signal is output to the second DBM. A signal with the phase of the oscillation signal of the local oscillator shifted by 90 degrees (π / 2) is input to output a Q (Quadrature-phase) signal. This I signal passes through the first filter, Is amplified by the amplifier circuit and input to the demodulation circuit, and the Q signal is generated by the demodulation circuit in the wireless communication device that passes through the second filter and then is amplified by the second amplifier circuit and input to the demodulation circuit. When the demodulated data to be output is output to the baseband processing circuit, a part of the I signal that passes through the first filter and is amplified by the first amplifier circuit and the second filter pass through. A signal obtained by combining a part of the Q signal amplified in the amplifier circuit 2 is input to the RSSI circuit, and a voltage corresponding to the combined signal is output from the RSSI circuit to the baseband processing circuit (for example, , See Patent Document 1).

この第1及び第2のフィルタであるLPF(Low Pass Filter)を通過したI信号とQ信号の和がRSSI回路に入力され、この出力信号がベースバンド処理回路に出力される。この(特許文献1)のRSSI回路は、複数のリミッタ飽和アンプによって段階的に増幅されるもので、各リミッタ飽和アンプに設けられた各検波器から出力電圧を合成し出力する。このI信号とQ信号の和をとった合成信号と出力電圧の関係はほぼ比例する関係となる。   The sum of the I signal and Q signal that have passed through the LPF (Low Pass Filter), which is the first and second filters, is input to the RSSI circuit, and this output signal is output to the baseband processing circuit. The RSSI circuit of this (Patent Document 1) is amplified stepwise by a plurality of limiter saturation amplifiers, and synthesizes and outputs output voltages from each detector provided in each limiter saturation amplifier. The relationship between the combined signal obtained by summing the I signal and the Q signal and the output voltage is substantially proportional.

しかし、このようなI信号とQ信号の和をとったものでは、S/N比の小さな環境では、I信号とQ信号のうち、ノイズの大きな信号もRSSI回路に入力することになり、このようなノイズも同時に増幅されるため、読み出し対象でないRFIDタグから送信されてくる応答電波を拾ってしまい、誤動作を起こしてしまうおそれがある。   However, in the case where the sum of the I signal and the Q signal is taken, in the environment where the S / N ratio is small, a signal having a large noise among the I signal and the Q signal is also input to the RSSI circuit. Since such noise is also amplified at the same time, a response radio wave transmitted from an RFID tag that is not a read target may be picked up, which may cause a malfunction.

なお、I信号とQ信号の和をとった合成信号とするほかに、単純にI信号とQ信号のうちの、信号レベルの高い方を採用してRSSI回路に入力することも行われている。しかし、S/N比の小さな環境での誤動作を回避するまでには至らない。また、複数の変調方式を想定した場合の無線通信装置であるが、合成信号として直交復調したときの信号の大きさを正確に計算し、(I2+Q21/2の計算を行って変調方式に合わせたスケーリング係数を選んでLNA(Low Nise Amplifier)制御信号、VGA(Variable Gain Amplifier)制御信号をオンオフし、AGC調整することも行われている(例えば、特許文献2参照)。
特開2006−120090号公報 特開2006−109200号公報
In addition to the combined signal obtained by summing the I signal and the Q signal, the higher signal level of the I signal and the Q signal is simply adopted and input to the RSSI circuit. . However, it is not possible to avoid malfunction in an environment with a small S / N ratio. In addition, the wireless communication apparatus assumes a plurality of modulation schemes, and calculates the magnitude of a signal when quadrature demodulation is performed as a combined signal, and calculates (I 2 + Q 2 ) 1/2 An AGC adjustment is also performed by selecting a scaling coefficient in accordance with a modulation method, turning on and off an LNA (Low Nice Amplifier) control signal and a VGA (Variable Gain Amplifier) control signal (see, for example, Patent Document 2).
JP 2006-120090 A JP 2006-109200 A

以上説明したように無線通信装置ではRSSIに基づいて自動利得制御を行う。しかし、無線通信装置から無線タグに向けて送信される電波やこの電波を受信した無線タグから送信されてくる電波の到達距離は、無線タグが適用される環境に左右され、近接して配置されている複数の無線タグのうちの一つから情報を読み出そうとする場合、無線通信装置の読み出し対象になっていない無線タグから送信されてくる応答電波を拾ってしまい、システムを誤動作させる要因となっていた。そして、これはUHF帯のようなエリアの広い周波数帯を用いる無線通信装置で問題となる。   As described above, the wireless communication apparatus performs automatic gain control based on RSSI. However, the reach of radio waves transmitted from a wireless communication device to a radio tag and radio waves transmitted from a radio tag that has received this radio wave depends on the environment to which the radio tag is applied and is placed close to each other. When trying to read information from one of a plurality of wireless tags, the response radio waves transmitted from wireless tags that are not read by the wireless communication device are picked up, causing the system to malfunction It was. This becomes a problem in a wireless communication apparatus using a wide frequency band such as the UHF band.

このため、(特許文献1)の無線通信装置においては、I信号とQ信号の和がRSSI回路に入力され、この出力信号がベースバンド処理回路に出力される。しかし、I信号とQ信号の和をとった合成信号では、S/N比の小さな環境では、ノイズの大きい方の信号も増幅してRSSI回路に入力することになり、混信する可能性がある。   For this reason, in the wireless communication device of (Patent Document 1), the sum of the I signal and the Q signal is input to the RSSI circuit, and this output signal is output to the baseband processing circuit. However, in the composite signal obtained by summing the I signal and the Q signal, the signal having the larger noise is amplified and input to the RSSI circuit in an environment with a small S / N ratio, which may cause interference. .

同様に、I信号とQ信号のうちの、信号レベルの信頼性が高い方の信号を採用してベースバンド処理回路で処理する方法や、(特許文献2)のように合成信号として(I2+Q21/2の計算を行ってスケーリング処理後に、AGC調整する方法も知られているが、いずれも無線タグからの混信を根本的に解決する解決策にはなっていない。 Similarly, a method in which a signal having higher reliability of the signal level of the I signal and the Q signal is adopted and processed by the baseband processing circuit, or a synthesized signal (I 2 ) as in (Patent Document 2). A method of adjusting AGC after scaling processing by calculating + Q 2 ) 1/2 is also known, but none of them is a solution that fundamentally solves interference from the wireless tag.

確かに、I信号とQ信号の和をとって合成信号としたり、ノイズの少ない方の信号を採用したり、直交復調したときの信号の大きさを算出して合成信号としたりするのは、消極的にみてノイズの影響を低減することにはなる。しかし、ここで発想を変え、信頼性の高い方のI信号とQ信号をより更に強調し、信頼性の低い方のレベルを低下させるような重み付けを行うことができれば、BERを改善し、近くに別の無線タグがあっても混信を回避することも可能になる。   Certainly, the sum of the I signal and the Q signal is taken as a composite signal, the signal with less noise is adopted, or the magnitude of the signal at the time of quadrature demodulation is calculated to be the composite signal. The negative effect is to reduce the influence of noise. However, if we can change the idea here and further emphasize the more reliable I and Q signals and reduce the unreliable level, we can improve the BER, Even if there is another wireless tag, interference can be avoided.

そこで本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、S/N比がよくない環境においても確実に通信対象の電波から情報を取得することができ、ビット誤り率を改善できる無線通信装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and a wireless communication apparatus that can reliably acquire information from radio waves to be communicated even in an environment where the S / N ratio is not good and can improve the bit error rate. The purpose is to provide.

このような問題を解決するために本発明の無線通信装置は、通信対象からの応答信号を受信する受信部と、前記受信部からの前記応答信号直交復調された2つの復調信号にする復調部と、前記復調信号に対する利得の制御量を決定する制御部と、前記復調部からの前記2つの復調信号を受けて前記制御部から受けた前記制御量に従ってゲイン調整を行自動利得制御部と、前記自動利得制御部からの前記2つの復調信号をデジタル信号に変換するADコンバータと、前記ADコンバータからのデジタル化された前記2つの復調信号のノイズレベルは低下させ信号レベルは強調する重み付け処理を行うとともに前記重み付結果を前記制御部に出力する信号復調部とを有し、前記制御部はさらに前記信号復調部からの前記重み付結果に応じて前記制御量を決定することを主要な特徴とする。
Wireless communication device of the present invention in order to solve such a problem, a receiving unit that receives a response signal from the communication target, demodulated to two demodulation signals quadrature demodulating the response signal from the receiver parts and a control unit for determining a control amount of the gain with respect to the demodulated signal, row cormorants automatic gain control gain adjusted in accordance with the control amount received from the controller before SL receives two demodulated signals from the demodulator , An AD converter that converts the two demodulated signals from the automatic gain control unit into a digital signal, and the noise level of the two demodulated signals digitized from the AD converter is reduced and the signal level is enhanced a weighting processing a signal demodulation section for outputting rows Utotomoni the weighted result to the control unit, the control unit before further accordance with the weighted results from the signal demodulation unit And key features to determine the control amount.

本発明の無線通信装置によれば、S/N比がよくない環境においても確実に通信対象の電波から情報を取得することができ、ビット誤り率を改善し、近接位置に通信対象が存在するような場合でも電波が混信するのを回避することができる。   According to the wireless communication apparatus of the present invention, it is possible to reliably acquire information from radio waves to be communicated even in an environment where the S / N ratio is not good, improve the bit error rate, and have a communication object at a close position. Even in such a case, radio wave interference can be avoided.

上記課題を解決するために本発明の第1の発明は、通信対象に送信信号を送信して通信対象から応答信号を受信し、該受信した応答信号を解読する無線通信装置であって、通信対象へ所定の送信信号を送信する送信部と、通信対象からの応答信号を受信する受信部と、受信部により受信した応答信号を入力して相互に90度位相のずれた搬送波により直交復調される直交復調部と、直交復調部において直交復調されたベースバンドの2つの応答信号に対してゲイン調整を行う自動利得制御部と、応答信号の受信時における信号レベル及びノイズレベルを検出する受信状態検出部と、位相がずれた2つの応答信号に対して各信号の信号レベルは強調しノイズレベルは低下させる重み付け処理を行って合成信号を生成する合成信号生成部と、合成信号生成部により重み付け処理された合成信号を解読する解読部が設けられた信号復号部と、を備えたことを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、S/N比がよくない環境においても通信対象の電波から確実に情報を取得することができ、ビット誤り率を改善し、近接位置に通信対象が存在するような場合でも電波が混信するのを回避することができる。   In order to solve the above-mentioned problem, a first invention of the present invention is a wireless communication apparatus that transmits a transmission signal to a communication target, receives a response signal from the communication target, and decodes the received response signal. A transmitter that transmits a predetermined transmission signal to a target, a receiver that receives a response signal from a communication target, and a quadrature demodulated by a carrier wave that is 90 degrees out of phase with the response signal received by the receiver. An orthogonal demodulator, an automatic gain controller that performs gain adjustment on two response signals of the baseband that are orthogonally demodulated by the orthogonal demodulator, and a reception state that detects a signal level and a noise level when the response signal is received A detection unit, a combined signal generation unit that generates a combined signal by performing weighting processing that enhances the signal level of each signal and reduces the noise level with respect to two response signals that are out of phase; It is a wireless communication device, characterized in that the decryption unit to decrypt the weighting process synthesis signal and a signal decoding unit which is provided by the Patent generator. With this configuration, even in an environment where the S / N ratio is not good, it is possible to reliably acquire information from the radio waves to be communicated, improve the bit error rate, and the radio waves can be transmitted even when there is a communication target at a close position. Interference can be avoided.

本発明の第2の発明は、第1の発明に従属する発明であって、通信対象が無線タグであることを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、近接する2つの無線タグからの電波が混信することがなくなる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a wireless communication apparatus according to the first aspect, wherein a communication target is a wireless tag. With this configuration, radio waves from two adjacent wireless tags do not interfere with each other.

本発明の第3の発明は、第1または第2の発明に従属する発明であって、合成信号生成部が、重み付け処理として直交復調されたベースバンドの2つの応答信号をそれぞれ増加関数で重み付けして、その和をとって合成信号とすることを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、重み付け処理を行うことにより、信号レベルは大きく強調され、ノイズレベルは大きく低下される。   A third invention of the present invention is an invention subordinate to the first or second invention, wherein the synthesized signal generator weights each of the two baseband response signals orthogonally demodulated as a weighting process with an increasing function. Then, the wireless communication apparatus is characterized in that the sum is taken as a composite signal. With this configuration, by performing weighting processing, the signal level is greatly emphasized, and the noise level is greatly reduced.

本発明の第4の発明は、第3の発明に従属する発明であって、直交復調されたベースバンドの2つの応答信号のうち、一方の信号が他方の信号より顕著に大きい場合、合成信号生成部が、重み付け処理として一方の信号のみで重み付けすることを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、2つの応答信号のレベルを判定するだけで、簡単に重み付けすることができる。   A fourth invention of the present invention is an invention subordinate to the third invention, wherein when one signal is significantly larger than the other signal of two orthogonally demodulated baseband response signals, the combined signal The generation unit weights only one signal as a weighting process. With this configuration, weighting can be performed simply by determining the levels of the two response signals.

本発明の第5の発明は、第2〜第4のいずれかの発明に従属する発明であって、受信状態検出部が、合成信号によりノイズレベルとして応答信号の給電応答待ち期間のノイズレベルを検出すると共に、信号レベルとしては応答信号のプリアンブルの信号レベルを検出することを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、無線タグからの応答信号を検出するまでの給電応答待ち期間のノイズレベルとプリアンブルの信号レベルを利用することにより、S/N比が悪い環境でも各タグの応答ごとに確実に無線タグの電波から情報を取得することができる。   A fifth invention of the present invention is an invention dependent on any one of the second to fourth inventions, wherein the reception state detecting unit sets the noise level in the response response waiting period of the response signal as a noise level by the synthesized signal. The wireless communication apparatus is characterized in that the signal level of the preamble of the response signal is detected as the signal level. With this configuration, by using the noise level and the preamble signal level during the power supply response waiting period until the response signal from the wireless tag is detected, the wireless communication is ensured for each tag response even in an environment where the S / N ratio is poor. Information can be acquired from the radio wave of the tag.

本発明の第6の発明は、第1〜第5のいずれかの発明に従属する発明であって、合成信号生成部が、信号レベル及びノイズレベルからS/N比を求め、重み付け処理として直交復調されたベースバンドの2つの応答信号のそれぞれにS/N比に応じた重み付けを行うことを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、S/N比に応じた重み付けがなされるため、容易に信号レベルは大きく強調され、ノイズレベルは大きく低下される。   A sixth invention of the present invention is an invention dependent on any one of the first to fifth inventions, wherein the synthesized signal generation unit obtains the S / N ratio from the signal level and the noise level, and is orthogonal as a weighting process. A radio communication apparatus characterized in that each of two demodulated baseband response signals is weighted according to the S / N ratio. With this configuration, weighting according to the S / N ratio is performed, so that the signal level is easily greatly emphasized and the noise level is greatly reduced.

本発明の第7の発明は、第1または第2の発明に従属する発明であって、増加関数が冪乗若しくは冪乗とS/N比に比例した重み付け係数の積であることを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、簡単な演算で容易に信号レベルは大きく強調され、ノイズレベルは大きく低下される。   A seventh invention of the present invention is an invention dependent on the first or second invention, characterized in that the increasing function is a power or a product of a power and a weighting factor proportional to the S / N ratio. A wireless communication device. With this configuration, the signal level is easily greatly enhanced and the noise level is greatly reduced by a simple calculation.

本発明の第8の発明は、通信対象に送信信号を送信して通信対象から応答信号を受信し、該受信した応答信号を解読する無線通信装置であって、通信対象へ所定の送信信号を送信する送信部と、通信対象からの応答信号を受信する受信部と、受信部により受信した応答信号を入力して直交復調された2つの応答信号を出力する直交復調部と、直交復調部において直交復調されたベースバンドの2つの応答信号に対してゲイン調整を行う自動利得制御部と、応答信号の受信時におけるノイズレベルを検出する受信状態検出部と、受信状態検出部によって検出されたノイズレベルに応じて自動利得制御部における制御量を決定する制御部と、直交復調されたベースバンドの2つの応答信号を合成した合成信号を解読することができる信号復号部と、を備えたことを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、S/N比がよくない環境においても確実に通信対象の電波から情報を取得することができ、ビット誤り率を改善し、近接位置に通信対象が存在するような場合でも電波が混信するのを回避することができる。   An eighth aspect of the present invention is a wireless communication apparatus that transmits a transmission signal to a communication target, receives a response signal from the communication target, and decodes the received response signal, and sends a predetermined transmission signal to the communication target. A transmitting unit for transmitting, a receiving unit for receiving a response signal from a communication target, an orthogonal demodulating unit for inputting two response signals that are received by the receiving unit and outputting two response signals demodulated, and an orthogonal demodulating unit An automatic gain control unit that adjusts the gain for two baseband response signals demodulated orthogonally, a reception state detection unit that detects a noise level at the time of reception of the response signal, and noise detected by the reception state detection unit A control unit that determines a control amount in the automatic gain control unit according to a level, and a signal decoding unit that can decode a combined signal obtained by combining two response signals of orthogonally demodulated baseband; It is a wireless communication device characterized by comprising a. With this configuration, even in an environment where the S / N ratio is not good, it is possible to reliably acquire information from radio waves to be communicated, improve the bit error rate, and radio waves can be transmitted even when there is a communication object at a close position. Interference can be avoided.

本発明の第9の発明は、第8の発明に従属する発明であって、受信状態検出部が、応答信号に対する給電応答待ち期間におけるノイズレベルを検出し、制御部がノイズレベルに応じてノイズレベル判定閾値を決定して、このノイズレベル判定閾値を切替えることで制御量を決定することを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、給電応答待ち期間におけるノイズレベルに基づいてノイズレベル判定閾値を決定し、この判定閾値によってノイズの大小に従って自動利得制御部における制御量を決定するので、S/N比がよくない環境においても確実に通信対象の電波から情報を取得することができ、ビット誤り率を改善することができる。   A ninth aspect of the present invention is an invention according to the eighth aspect, wherein the reception state detecting unit detects a noise level during a power supply response waiting period for the response signal, and the control unit performs noise according to the noise level. The wireless communication apparatus is characterized in that a control amount is determined by determining a level determination threshold and switching the noise level determination threshold. With this configuration, the noise level determination threshold value is determined based on the noise level in the power supply response waiting period, and the control amount in the automatic gain control unit is determined according to the noise level based on the determination threshold value, so that the S / N ratio is not good. In this case, it is possible to reliably acquire information from radio waves to be communicated, and to improve the bit error rate.

本発明の第10の発明は、通信対象に送信信号を送信して通信対象から応答信号を受信し、該受信した応答信号を解読する無線通信装置であって、通信対象へ所定の送信信号を送信する送信部と、通信対象からの応答信号を受信する受信部と、受信部により受信した応答信号を入力して直交復調された2つの応答信号を出力する直交復調部と、直交復調部において直交復調されたベースバンドの2つの応答信号に対してゲイン調整を行う自動利得制御部と、応答信号の受信時におけるノイズレベルを検出する受信状態検出部と、受信状態検出部によって検出されたノイズレベルに応じて受信部のアッテネーターの制御量を決定する制御部と、直交復調されたベースバンドの2つの応答信号を合成した合成信号を解読することができる信号復号部と、を備えたことを特徴とする無線通信装置である。この構成によって、S/N比がよくない環境においても確実に通信対象の電波から情報を取得することができ、ビット誤り率を改善し、近接位置に通信対象が存在するような場合でも電波が混信するのを回避することができる。   A tenth aspect of the present invention is a wireless communication apparatus that transmits a transmission signal to a communication target, receives a response signal from the communication target, and decodes the received response signal, and sends a predetermined transmission signal to the communication target. A transmitting unit for transmitting, a receiving unit for receiving a response signal from a communication target, an orthogonal demodulating unit for inputting two response signals that are received by the receiving unit and outputting two response signals demodulated, and an orthogonal demodulating unit An automatic gain control unit that adjusts the gain for two baseband response signals demodulated orthogonally, a reception state detection unit that detects a noise level at the time of reception of the response signal, and noise detected by the reception state detection unit Control unit that determines the control amount of the attenuator of the receiving unit according to the level, and signal decoding that can decipher a synthesized signal obtained by synthesizing two orthogonally demodulated baseband response signals When a wireless communication device characterized by comprising a. With this configuration, even in an environment where the S / N ratio is not good, it is possible to reliably acquire information from radio waves to be communicated, improve the bit error rate, and radio waves can be transmitted even when there is a communication object at a close position. Interference can be avoided.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1における無線通信装置について説明する。実施の形態1の無線通信装置はRFIDタグ等の通信対象と電波で通信を行うリーダライタ装置であり、送受信共用器を備えた無線装置である。図1は本発明の実施の形態1における無線通信装置の全体構成図、図2は本発明の実施の形態1における無線通信装置の要部詳細構成図である。
(Embodiment 1)
A radio communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. The wireless communication apparatus according to Embodiment 1 is a reader / writer apparatus that communicates with a communication target such as an RFID tag by radio waves, and is a wireless apparatus that includes a duplexer. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a radio communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a main part of the radio communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

まず、図1に基づいて実施の形態1の無線通信装置を構成する主要部分の構成について説明する。図1において、1はRFIDタグ等の無線タグ(本発明の通信対象)に向けて読取要求等のベースバンド信号を生成する送信信号生成部である。2は送信信号生成部1で生成されたベースバンド信号をASK(Amplitude shift keying)方式等で直交変調する変調部(直交変調部)、3は変調部2で変調するための所定周波数(860MHz〜960MHzのUHF帯の周波数)、例えば900MHzの局部発振信号(搬送波)を発生する搬送波生成部である。これは局部発振回路(Local Oscillator)等で構成される。さらに、4は局部発振信号とベースバンド信号がASK方式で変調された送信信号を増幅する可変の電力増幅器(Power Amplifier)である。これら送信信号生成部1、変調部2、搬送波生成部3、電力増幅器4等の送信信号を送信するための送信系回路が、本発明における送信部である。   First, the structure of the main part which comprises the radio | wireless communication apparatus of Embodiment 1 is demonstrated based on FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transmission signal generation unit that generates a baseband signal such as a read request toward a wireless tag such as an RFID tag (a communication target of the present invention). 2 is a modulation unit (orthogonal modulation unit) that orthogonally modulates the baseband signal generated by the transmission signal generation unit 1 using an ASK (Amplitude shift keying) method or the like, and 3 is a predetermined frequency (860 MHz˜ This is a carrier generation unit that generates a local oscillation signal (carrier wave) of 960 MHz UHF band), for example, 900 MHz. This is composed of a local oscillator circuit (Local Oscillator) or the like. Furthermore, 4 is a variable power amplifier (Power Amplifier) that amplifies a transmission signal in which the local oscillation signal and the baseband signal are modulated by the ASK method. A transmission system circuit for transmitting transmission signals such as the transmission signal generation unit 1, the modulation unit 2, the carrier wave generation unit 3, and the power amplifier 4 is a transmission unit in the present invention.

また、5は送信信号をアンテナ側にだけ伝え受信信号は受信系回路にのみ伝送する送受信共用部であり、6は複数設けられたアンテナの1つをセンサ等からの入力によって選択するアンテナ切替部、7は無線タグとUHF帯の周波数で無線通信するアンテナである。従って、実施の形態1のアンテナ7は平面アンテナとなる。そして、送信系回路からの送信信号はアンテナ7側へは出力されるが、送受信共用部5から後述の受信系回路に回り込むことはなく、逆にアンテナ7で受信した受信信号が送受信共用部5から送信系回路に回り込むことはない。   Reference numeral 5 denotes a transmission / reception sharing unit that transmits a transmission signal only to the antenna side and transmits a reception signal only to a reception system circuit. Reference numeral 6 denotes an antenna switching unit that selects one of a plurality of antennas by input from a sensor or the like. , 7 are antennas for wireless communication with a wireless tag at a frequency in the UHF band. Therefore, the antenna 7 of Embodiment 1 is a planar antenna. The transmission signal from the transmission system circuit is output to the antenna 7 side, but does not wrap around the reception system circuit described later from the transmission / reception shared unit 5, and conversely, the reception signal received by the antenna 7 is transmitted / received. Does not sneak into the transmission system circuit.

以上、アンテナ7から送信信号を送る無線通信装置の送信系回路について説明したが、次に受信系回路の説明を行う。図1において、8は無線タグからの応答である反射波を受信し受信信号を低雑音で増幅する低雑音増幅部、9は低雑音増幅部8で低雑音増幅された出力を互いに90度位相のずれた搬送波により直交復調する復調部(本発明の直交復調部)である。復調部9では、搬送波生成部3の局部発振信号が受信信号と同位相に、また同時に90度(π/2)だけ位相がずらされて入力され、アンテナ7からの受信信号とミキシングされて直交復調される。   The transmission system circuit of the wireless communication apparatus that transmits a transmission signal from the antenna 7 has been described above. Next, the reception system circuit will be described. In FIG. 1, 8 is a low noise amplifying unit that receives a reflected wave as a response from the wireless tag and amplifies the received signal with low noise, and 9 is a phase of 90 degrees of the outputs that are low noise amplified by the low noise amplifying unit 8. This is a demodulator (orthogonal demodulator of the present invention) that performs quadrature demodulation using the shifted carrier waves. In the demodulator 9, the local oscillation signal of the carrier wave generator 3 is input with the same phase as the received signal and with the phase shifted by 90 degrees (π / 2) at the same time, and mixed with the received signal from the antenna 7 to be orthogonal. Demodulated.

従って、復調部9からは受信信号と同位相のI(In−phase)信号と、これより90度位相が遅れた搬送波によりQ(Quadrature−phase)信号の直交したベースバンドの2信号を出力する。10はI信号とQ信号をそれぞれ増幅するVGA(Variable Gain Amplifier)であるところの自動利得制御部、11はRSSI(Received Signal Strength Indication)検出部である。RSSI検出部11は後述するスイッチ14の切替えで自在に利用することもできるし、利用しないこともできる。   Therefore, the demodulator 9 outputs two signals of the baseband orthogonal to the I (In-phase) signal having the same phase as the received signal and the Q (Quadrature-phase) signal by the carrier wave delayed by 90 degrees from this. . An automatic gain control unit 10 is a VGA (Variable Gain Amplifier) that amplifies the I signal and the Q signal, and 11 is a Received Signal Strength Indication (RSSI) detection unit. The RSSI detection unit 11 can be used freely by switching a switch 14 to be described later, or can not be used.

そして、12は自動利得制御部10でゲイン調整されたI信号、Q信号の各信号をデジタル信号に変換してから通信対象である無線タグから応答された応答情報を解読することができる信号復号部、12aは信号復号部12に設けられたIQ演算部(本発明の合成信号生成部)である。信号復号部12での応答情報の解読にあたり、I信号、Q信号はそれに含まれるノイズレベルをできるだけ低減してから応答情報を抽出する必要がある。このノイズレベルを低減し、積極的にデータの信頼性を増すため信号レベルを強調する処理が本発明のI信号、Q信号の重み付け処理であり、この処理(演算)を行うのが上記IQ演算部12aである。   A signal decoder 12 can decode response information returned from a wireless tag as a communication target after converting each of the I and Q signals whose gains have been adjusted by the automatic gain control unit 10 into digital signals. Reference numeral 12a denotes an IQ calculation unit (combined signal generation unit of the present invention) provided in the signal decoding unit 12. When decoding the response information in the signal decoding unit 12, it is necessary to extract the response information from the I signal and the Q signal after reducing the noise level included in the I signal and the Q signal as much as possible. The process of emphasizing the signal level in order to reduce the noise level and actively increase the reliability of the data is the I signal / Q signal weighting process of the present invention, and this process (calculation) is performed by the IQ calculation. Part 12a.

また、12bは無線通信装置と通信対象である無線タグ(例えばRFIDタグ)との間で行う通信の信号レベル(S)とノイズレベル(N)を検出する受信状態検出部である。所定の判定閾値を越えた重み付けされた信号のサンプリングを行って平均し(ノイズレベル)とし、信号レベルもサンプリングして平均値を求め、判定閾値内に収まっているか否かを検出する。これによりS/N比が計算できる。S/N比が悪ければゲイン調整し、アンテナ7の切替えなども行う。S/N比が上がればBERも向上する。次に、12cはIQ演算部12aで重み付けされた出力を基に受信信号からベースバンド信号を取り出し受信信号に含まれている無線タグからの応答情報を解読するための解読部である。   Reference numeral 12b denotes a reception state detection unit that detects a signal level (S) and a noise level (N) of communication performed between the wireless communication device and a wireless tag (for example, RFID tag) that is a communication target. A weighted signal exceeding a predetermined determination threshold is sampled and averaged (noise level), the signal level is also sampled to obtain an average value, and it is detected whether it falls within the determination threshold. Thereby, the S / N ratio can be calculated. If the S / N ratio is bad, the gain is adjusted and the antenna 7 is switched. As the S / N ratio increases, the BER also improves. Next, 12c is a decoding unit for extracting the baseband signal from the received signal based on the output weighted by the IQ calculation unit 12a and decoding the response information from the wireless tag included in the received signal.

続いて、図1において13は制御部、14はRSSI検出部11と制御部13との間に設けられたスイッチである。このスイッチ14を切替えることにより、RSSI検出部11で検出した受信電界強度を基に自動利得制御部10を構成するVGAを制御してI信号とQ信号のゲイン調整することもできるし、本発明の実施の形態1〜7のように応答信号からのI信号、Q信号の重み付け、あるいはノイズレベル検出により、これを基に自動利得制御部10で行うゲイン調整の制御量を決定することもできる。   Subsequently, in FIG. 1, reference numeral 13 denotes a control unit, and reference numeral 14 denotes a switch provided between the RSSI detection unit 11 and the control unit 13. By switching the switch 14, the gain of the I signal and the Q signal can be adjusted by controlling the VGA constituting the automatic gain control unit 10 based on the received electric field strength detected by the RSSI detection unit 11. As in the first to seventh embodiments, the control amount of gain adjustment performed by the automatic gain control unit 10 can be determined based on the weighting of the I signal and the Q signal from the response signal or the noise level detection. .

さて、以上説明した無線通信装置の構成をより詳細に示したものが図2である。なお、RSSIの構成は省略してある。図2において、21は送信信号生成部1で生成されたベースバンド信号をD/A変換するDAコンバータ、22はD/A変換の際に発生するエリアシングを除去するためのスムースフィルタ、23はエリアシングを除去した後のベースバンド信号を増幅する増幅部である。   FIG. 2 shows the configuration of the wireless communication apparatus described above in more detail. Note that the RSSI configuration is omitted. In FIG. 2, 21 is a DA converter that D / A converts the baseband signal generated by the transmission signal generator 1, 22 is a smooth filter for removing aliasing that occurs during D / A conversion, and 23 is An amplifying unit for amplifying the baseband signal after removing aliasing.

次に、変調部2の詳細を説明する。変調部2は直交変調部であって、24は搬送波生成部3の局部発振信号(搬送波)を互いに位相差90度(π/2)の2信号として出力できるハイブリッド回路、25a,25bは乗算器である。そして、26はベースバンド信号とハイブリッド回路24からの位相差90度の信号がミキシングされた2信号を結合して送信信号として出力する結合器である。なお、上記したハイブリッド回路24を利用するだけに限られるものではなく、局部発振信号を分配した一方をそのままの位相で、他方の出力にπ/2移相回路を設けて出力すればよい。   Next, details of the modulation unit 2 will be described. The modulation unit 2 is an orthogonal modulation unit, 24 is a hybrid circuit that can output the local oscillation signal (carrier wave) of the carrier wave generation unit 3 as two signals having a phase difference of 90 degrees (π / 2), and 25a and 25b are multipliers. It is. Reference numeral 26 denotes a combiner that combines the baseband signal and two signals obtained by mixing the signals having a phase difference of 90 degrees from the hybrid circuit 24 and outputs the combined signal as a transmission signal. Note that the hybrid circuit 24 is not limited to the above-described use, and one of the divided local oscillation signals may be output in the same phase and the other output may be provided with a π / 2 phase shift circuit.

変調部2からの出力は電力増幅部4で増幅され、LPF(Low Pass Filter)からなるフィルタ部27で高周波成分が除かれた後、アンテナ切替部6によって選択されたアンテナ部7から送信される。このアンテナ切替部6による切替えは、近接して配置されているアンテナ部7のうち、送受信するに最も適していると推定されるアンテナ部7を選ぶことで行われる。この判定は別に設けられたセンサ等からの入力を基に判断される。   The output from the modulation unit 2 is amplified by the power amplification unit 4, and after the high frequency component is removed by the filter unit 27 made of LPF (Low Pass Filter), it is transmitted from the antenna unit 7 selected by the antenna switching unit 6. . The switching by the antenna switching unit 6 is performed by selecting the antenna unit 7 that is estimated to be most suitable for transmission / reception from among the antenna units 7 arranged close to each other. This determination is made based on an input from a separately provided sensor or the like.

続いて、そのアンテナ部7から受信した受信信号から無線タグの情報を取り出すための受信系回路の説明を行う。30は受信信号の信号レベルを調整するためのアッテネーター、31は受信信号から所定の周波数成分を取り出すBPF(Band Pass Filter)から構成されたフィルタ部である。   Subsequently, a reception system circuit for extracting information on the wireless tag from the reception signal received from the antenna unit 7 will be described. Reference numeral 30 denotes an attenuator for adjusting the signal level of the received signal, and reference numeral 31 denotes a filter unit composed of a BPF (Band Pass Filter) that extracts a predetermined frequency component from the received signal.

さらに復調部9の詳細を説明すると、復調部9は直交復調部であって、32は分配器である。分配器32は低雑音増幅部8で低雑音増幅された受信信号を2等分して同位相の2つの信号に分配する。この2つの信号が調部9で互いに位相差90度(π/2)の2信号とミキシングされる。そして、33は搬送波生成部3の局部発振信号(搬送波)を互いに位相差90度の2信号として出力できるハイブリッド回路、34a、34bは分配された2つの信号を受信信号と同位相のI信号と、これより90度位相が遅れたQ信号として出力するための乗算器である。乗算器34a、34bは90度の位相差をもつ局部発振信号を分配された2信号に乗算するためのものである。   Further, the demodulator 9 will be described in detail. The demodulator 9 is an orthogonal demodulator, and 32 is a distributor. The distributor 32 divides the reception signal amplified by the low noise amplification unit 8 into two equal parts and distributes them to two signals having the same phase. The two signals are mixed with the two signals having a phase difference of 90 degrees (π / 2) by the adjusting unit 9. Reference numeral 33 denotes a hybrid circuit that can output the local oscillation signal (carrier wave) of the carrier wave generation unit 3 as two signals having a phase difference of 90 degrees. Reference numerals 34a and 34b denote the two distributed signals as I signals having the same phase as the reception signal. This is a multiplier for outputting as a Q signal delayed in phase by 90 degrees. The multipliers 34a and 34b are for multiplying two distributed signals by a local oscillation signal having a phase difference of 90 degrees.

次に、35はA/D変換する前に余分な周波数成分を取り除くアンチエリアシングを行うためのアンチエリアフィルタである。そして、36はアナログ信号であった受信信号をA/D変換するADコンバータである。以上の構成によって、アンテナ部7で受信された受信信号は復調部9で直交復調され、ベースバンドの2信号であるI信号とQ信号となって、信号復号部12で両信号に対して重み付けを行い、重み付けされたI信号、Q信号を基に復号化される。従って、RSSI検出部11は従来のようにアナログ回路であるが、実施の形態1の受信状態検出部12bではデジタル処理で重み付けを行い、この出力に従って制御部13がノイズの大小を検出し、自動利得制御部10の制御量を決定する。   Next, reference numeral 35 denotes an anti-area filter for performing anti-aliasing that removes excess frequency components before A / D conversion. Reference numeral 36 denotes an AD converter that performs A / D conversion on the received signal that was an analog signal. With the above configuration, the received signal received by the antenna unit 7 is quadrature demodulated by the demodulating unit 9 to be an I signal and a Q signal, which are two baseband signals, and the signal decoding unit 12 weights both signals. And decoding is performed based on the weighted I and Q signals. Therefore, although the RSSI detection unit 11 is an analog circuit as in the past, the reception state detection unit 12b of the first embodiment performs weighting by digital processing, and the control unit 13 detects the magnitude of noise according to this output, and automatically The control amount of the gain control unit 10 is determined.

ここで、実施の形態1のI信号、Q信号の重み付け処理について説明する。実施の形態1のI信号、Q信号の重み付けを行った出力Voutは、I信号、Q信号のそれぞれ増加関数、ここでは冪乗の和、Vout=Im+Qmの関係で決定される。ここで、m≧2である。これによって、I信号、Q信号のうち信頼性の高い方の信号により依拠した(これが強調された)出力が得られる。すなわち、例えばI信号、Q信号のうち、仮にI信号の方が大きくてノイズレベルが比較的低い場合を想定すると、これが強調され、Q信号の信号レベルの方が低くなる(ノイズレベルが相対的に大きくなる)。このとき、(Im+Qm)を計算すれば、単純に従来のように(I+Q)や(I2+Q21/2の計算したり、IまたはQの大きい方を選択したりする場合より、信頼性のある信号の方がmの冪乗(m≧2)で強調され、この重み付けされたVoutを出力することができる。なお、冪乗に限らず、増加関数であればよい。 Here, the weighting process of the I signal and the Q signal according to the first embodiment will be described. I signal of the first embodiment, the output V out that weighting was performed of the Q signal, respectively increasing function of I signal, Q signal, wherein the sum of the exponentiation is determined by the relationship of V out = I m + Q m . Here, m ≧ 2. As a result, an output that is relied upon (highlighted) by the more reliable signal of the I signal and the Q signal is obtained. That is, for example, assuming that the I signal and the Q signal are larger and the noise level is relatively low, for example, this is emphasized, and the signal level of the Q signal is lower (the noise level is relatively lower). To be larger). At this time, if (I m + Q m ) is calculated, (I + Q) or (I 2 + Q 2 ) 1/2 is simply calculated as in the past, or the larger I or Q is selected. Thus, a reliable signal is emphasized by a power of m (m ≧ 2), and this weighted V out can be output. It should be noted that the increase function is not limited to the power.

従って、信頼性の高いVoutに基づいて、制御部13が予めメモリ(図示しない)に格納してある(Im+Qm)のレベル値とVGAのゲインとの関係から自動利得制御部10に指示する制御量を決定し、制御信号を自動利得制御部10へ出力してAGC調整を行う。実際にはI信号のレベル値とQ信号のレベル値の2つが検出されれば設定されたmに従って(Im+Qm)のレベル値が定まり、自動利得制御部10の制御量が定まる。なお、(I2+Q21/2のnの冪乗とし、I信号、Q信号の重み付けを行った出力VoutをVout=(I2+Q2n/2とすることでもよい。このときn>1である。少なくともn=1の場合より信号レベルは重み付けされ、相対的にノイズレベルは低下する。 Therefore, based on the highly reliable V out , the automatic gain control unit 10 determines the relationship between the level value of (I m + Q m ) stored in the memory (not shown) by the control unit 13 and the gain of the VGA. A control amount to be instructed is determined, and a control signal is output to the automatic gain control unit 10 to perform AGC adjustment. Actually, if the level value of the I signal and the level value of the Q signal are detected, the level value of (I m + Q m ) is determined according to the set m , and the control amount of the automatic gain control unit 10 is determined. Note that (I 2 + Q 2 ) 1/2 may be raised to the power of n, and the output V out obtained by weighting the I signal and the Q signal may be V out = (I 2 + Q 2 ) n / 2 . At this time, n> 1. The signal level is weighted more than when n = 1, and the noise level is relatively lowered.

このように実施の形態1の信号復号部12では、I信号、Q信号からVoutを演算するとき、Vout=Im+Qm(ここでm≧2)、あるいはVout=(I2+Q2n/2(ここでn>1)の増加関数による重み付けを行うのでノイズのレベルが低下し、BER(Bit Error Rate)が改善され、Voutの値の信頼性が高くなる。また、このVoutに基づき、Voutのレベル値とVGAのゲインとの対応関係から自動利得制御部10における制御量を決定するため、読み出し対象になっていない無線タグから送信されてくる応答電波を拾ってシステムを誤動作させることがなく、S/N比の小さな環境においても受信する電波の混信を防止し、アンテナの切替えも短時間で行え、確実に電波から情報を取得することができる。 Thus, in the signal decoding unit 12 of the first embodiment, when V out is calculated from the I signal and the Q signal, V out = I m + Q m (where m ≧ 2) or V out = (I 2 + Q 2 ) Since the weighting is performed by the increasing function of n / 2 (where n> 1), the noise level is reduced, the BER (Bit Error Rate) is improved, and the reliability of the value of Vout is increased. Also, based on this V out , the response radio wave transmitted from the wireless tag that is not the readout target in order to determine the control amount in the automatic gain control unit 10 from the correspondence relationship between the V out level value and the VGA gain. Therefore, even in an environment with a small S / N ratio, interference of received radio waves can be prevented, antenna switching can be performed in a short time, and information can be reliably acquired from radio waves.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2における無線通信装置について説明する。実施の形態2の無線通信装置は、実施の形態1とはI信号、Q信号から出力を演算するときの重み付けが異なる。そして、実施の形態2の無線通信装置は、実施の形態1の無線通信装置と、信号復号部内のIQ演算部で行うI信号、Q信号に対する重み付け処理の処理内容が異なるだけでその余の点は共通である。従って、図1、図2は実施の形態2においても参照し、同一符号は同様の構成を示す。
(Embodiment 2)
A radio communication apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The wireless communication apparatus according to the second embodiment is different from the first embodiment in weighting when calculating the output from the I signal and the Q signal. The wireless communication apparatus according to the second embodiment is different from the wireless communication apparatus according to the first embodiment only in the weighting processing contents for the I signal and the Q signal performed by the IQ calculation unit in the signal decoding unit. Are common. Accordingly, FIGS. 1 and 2 are referred to also in the second embodiment, and the same reference numerals indicate the same configurations.

実施の形態2における無線通信装置の特徴であるI信号、Q信号の重み付けについて説明する。実施の形態1の重み付けを行った出力Voutは、I≫Qの場合にVout=Im、Q≫Iの場合にVout=Qmの関係で決定される。ここで、m≧2である。冪乗の計算が簡単であるが、他の増加関数によって重み付けするのでもよい。これによって、I信号、Q信号のうち信頼性の高い方の信号がより強調されて出力される。すなわち、例えばI信号、Q信号のうち、仮にI信号の方が大きくてノイズレベルが比較的低いI≫Q場合、Q信号のレベルの方が低くなる(ノイズが相対的に大きくなる)。このとき、ノイズの大きいQを無視し、Vout=Imを計算すれば、単純に(I+Q)や(I2+Q21/2の計算したり、Iを選択したりする場合より、信頼性のあるI信号がmの冪乗(増加関数)で強調され、この重み付けされたVoutを出力することができる。 The weighting of the I signal and the Q signal, which is a feature of the wireless communication apparatus in the second embodiment, will be described. The output V out subjected to the weighting in the first embodiment is determined by the relationship of V out = I m when I >> Q, and V out = Q m when Q >> I. Here, m ≧ 2. The calculation of the power is simple, but it may be weighted by another increase function. As a result, the more reliable signal of the I signal and the Q signal is output with higher emphasis. That is, for example, of the I signal and the Q signal, if the I signal is larger and the noise level is relatively low I >> Q, the Q signal level becomes lower (noise becomes relatively larger). At this time, ignoring Q with a large noise and calculating V out = I m , than simply calculating (I + Q) or (I 2 + Q 2 ) 1/2 or selecting I, The reliable I signal is enhanced by a power of m (increasing function) and this weighted Vout can be output.

同様に、Q信号の方が大きくてノイズレベルが比較的低いQ≫I場合、I信号のレベルの方が低く(ノイズが相対的に大きく)なる。このとき、ノイズの大きいIを無視し、Vout=Qmを計算すれば、単純に(I+Q)や(I2+Q21/2の計算したり、Qを選択したりする場合より、信頼性のあるQ信号がmの冪乗(増加関数)で強調され、この重み付けされたVoutを出力することができる。 Similarly, when the Q signal is larger and the noise level is relatively low Q >> I, the I signal level is lower (noise is relatively larger). At this time, if I which ignores the noisy I and calculates V out = Q m , than simply calculating (I + Q) or (I 2 + Q 2 ) 1/2 or selecting Q, A reliable Q signal is emphasized by a power of m (increasing function), and this weighted Vout can be output.

従って、IQ演算部12aにおいてI≫Q、Q≫Iの場合分けを行い、このいずれかの条件に該当すれば、制御部13が予めメモリされているImまたはQmのレベル値とVGAのゲインとの関係から自動利得制御部10への制御量を決定し、制御信号を自動利得制御部10へ出力してAGC調整を行う。m=2の場合でいうと、I信号のレベル値とQ信号のレベル値が比較され、I≫Qの場合にはVout=I2、Q≫Iの場合にはVout=Q2が選択され、自動利得制御部10に対する制御量が定まる。 Accordingly, I»Q the IQ calculation unit 12a, performs case analysis of Q»I, if applicable to any of these conditions, the level value of I m or Q m the control unit 13 is previously memory and VGA A control amount to the automatic gain control unit 10 is determined from the relationship with the gain, and a control signal is output to the automatic gain control unit 10 to perform AGC adjustment. In the case of m = 2, the level value of the I signal is compared with the level value of the Q signal. When I >> Q, V out = I 2 , and when Q >> I, V out = Q 2 is As a result, the control amount for the automatic gain control unit 10 is determined.

このように実施の形態2の信号復号部12では、I≫Qの場合にはVout=Im、Q≫Iの場合にはVout=Qm(ここでm≧2)が選択されてI信号、Q信号の重み付けを行うのでノイズのレベルが低下し、Voutの値の信頼性が高くなる。これにより読み出し対象になっていない無線タグから送信されてくる応答電波を拾ってシステムを誤動作させることがなく、S/N比の小さな環境においてもBERを改善し、受信する電波の混信を防止し、確実に電波から情報を取得することができる。 Thus, in the signal decoding unit 12 of the second embodiment, V out = I m is selected when I >> Q, and V out = Q m (where m ≧ 2) is selected when Q >> I. Since the I signal and the Q signal are weighted, the noise level is lowered and the reliability of the value of V out is increased. This prevents the system from malfunctioning by picking up response radio waves transmitted from wireless tags that are not subject to readout, improves BER even in an environment with a small S / N ratio, and prevents interference of received radio waves. It is possible to reliably acquire information from radio waves.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3における無線通信装置について説明する。実施の形態3の無線通信装置は、実施の形態1とはI信号、Q信号のS/N比の大きい方の信号を選択する点で相違する。そして、実施の形態3の無線通信装置は、実施の形態1の無線通信装置と、信号復号部内のIQ演算部で行う処理内容が相違するだけでその余の点は共通である。従って、図1、図2は実施の形態3においても参照し、同一符号は同様の構成を示す。図3は本発明の実施の形態3における無線通信装置のS/N比の信号レベル検出に対する説明図である。
(Embodiment 3)
A radio communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described. The wireless communication apparatus according to the third embodiment is different from the first embodiment in that a signal having a larger S / N ratio of the I signal and the Q signal is selected. The wireless communication apparatus according to the third embodiment is the same as the wireless communication apparatus according to the first embodiment except for the processing content performed by the IQ calculation unit in the signal decoding unit. Accordingly, FIGS. 1 and 2 are also referred to in the third embodiment, and the same reference numerals indicate the same configuration. FIG. 3 is an explanatory diagram for the signal level detection of the S / N ratio of the wireless communication apparatus according to the third embodiment of the present invention.

実施の形態3の無線通信装置は、I信号、Q信号のうち、S/N比の大きい方の信号を選択することによりBERを改善し、無線タグからの応答信号のデータの信頼性を高めるものである。このため、図3に示すように無線通信装置から送信データ1を送信して、無線タグから受信データ1の応答があるまでの搬送波送信期間(電源を持たないパッシブ型の無線タグに対する給電期間)と、受信データ1の先頭のプリアンブルを利用する。   The wireless communication apparatus according to the third embodiment improves the BER by selecting the signal having the larger S / N ratio among the I signal and the Q signal, and increases the reliability of the data of the response signal from the wireless tag. Is. For this reason, as shown in FIG. 3, the transmission data 1 is transmitted from the wireless communication apparatus, and the carrier wave transmission period until the response of the reception data 1 is received from the wireless tag (power supply period for the passive wireless tag having no power supply) And the first preamble of the received data 1 is used.

すなわち、UHF帯などの周波数帯を使って無線タグ等から応答信号を取得する無線通信装置においては、送信信号をパッシブ型の無線タグ等に向けて送信したあとに、この無線タグに対して給電するため搬送波を送信し続ける。この搬送波による給電により無線タグは応答信号を返しこれが無線通信装置で受信される。無線タグの応答信号のフォーマットは、図3に示すように先頭のプリアンブルと、その後に続く読み出し対象の応答データ、最後のCRC符号から構成される。実施の形態3の無線通信装置が利用するのは、無線タグからの応答信号受信前の応答待ち時間、且つ給電期間となる搬送波送信期間(以下、この応答待ち時間且つ給電期間となる期間を給電応答待ち期間Aという。本発明の給電応答待ち期間)にノイズのレベル判定を行う。また、信号レベルの検出は応答信号のプリアンブルのレベルを検出することで行う。   That is, in a wireless communication apparatus that obtains a response signal from a wireless tag or the like using a frequency band such as a UHF band, power is supplied to the wireless tag after transmitting a transmission signal to a passive wireless tag or the like. To continue transmitting the carrier wave. The wireless tag returns a response signal by the power supply by the carrier wave and is received by the wireless communication device. As shown in FIG. 3, the format of the response signal of the wireless tag is composed of a leading preamble, subsequent response data to be read, and a final CRC code. The wireless communication apparatus according to the third embodiment uses a response waiting time before receiving a response signal from the wireless tag and a carrier wave transmission period serving as a power supply period (hereinafter referred to as a response waiting time and a period serving as a power supply period). This is referred to as a response waiting period A. The noise level is determined during the power supply response waiting period of the present invention. The signal level is detected by detecting the preamble level of the response signal.

図1に示す信号復号部12内に設けられた受信状態検出部12bは、給電応答待ち期間Aにノイズレベルを検出し、プリアンブルの先頭から例えば5〜10サンプルのピーク値を検出する。もっと多くてもよい。サンプリングの間隔は1μs〜1ms程度で、ピーク値の平均を計算することにより平均の信号レベルを求め、S/N比を計算する。次いで、I信号、Q信号のうち、S/N比の大きい方の信号を選択する。なお、最も変動量の大きなピーク値を異常値として排除して平均値を計算するのもよい。   The reception state detection unit 12b provided in the signal decoding unit 12 illustrated in FIG. 1 detects a noise level in the power supply response waiting period A, and detects a peak value of, for example, 5 to 10 samples from the beginning of the preamble. There may be more. The sampling interval is about 1 μs to 1 ms, the average signal level is obtained by calculating the average of the peak values, and the S / N ratio is calculated. Next, a signal having a larger S / N ratio is selected from the I signal and the Q signal. The average value may be calculated by excluding the peak value having the largest fluctuation amount as an abnormal value.

出力Voutは、SI/NI≫SQ/NQの場合にI信号の増加関数、ここではmの冪乗のVout=Im、またSQ/NQ≫SI/NIの場合にQ信号の増加関数、ここでは冪乗のVout=Qmの関係で決定される点である。ここで、m≧2である。なお、冪乗に限らず、増加関数であればよい。これによって、I信号、Q信号のうち信頼性の高い方の信号がより強調されて出力される。従って、IQ演算部12aにおいてSI/NI≫SQ/NQ、SQ/NQ≫SI/NIの場合分けを行い、このいずれかの条件に該当すれば、制御部13が予めメモリされているImまたはQmのレベル値とVGAのゲインとの関係から自動利得制御部10への制御量を決定し、制御信号を自動利得制御部10へ出力してAGC調整を行う。m=2の場合、I信号のレベル値とQ信号のレベル値が比較され、SI/NI≫SQ/NQの場合にはVout=I2、SQ/NQ≫SI/NIの場合にはVout=Q2が選択され、自動利得制御部10に対する制御量が定まる。 The output V out is an increase function of the I signal when S I / N I >> S Q / N Q , where V out = I m , which is the power of m , and S Q / N Q >> S I / N I In this case, the increase function of the Q signal, here the power V out = Q m is determined. Here, m ≧ 2. It should be noted that the increase function is not limited to the power. As a result, the more reliable signal of the I signal and the Q signal is output with higher emphasis. Therefore, in the IQ calculation unit 12a, the case of S I / N I >> S Q / N Q and S Q / N Q >> S I / N I is divided. A control amount to the automatic gain control unit 10 is determined from the relationship between the I m or Q m level value stored in advance and the gain of the VGA, and a control signal is output to the automatic gain control unit 10 to perform AGC adjustment. . For m = 2, the level value of level values and the Q signal of the I signal is compared, S I / N I »S if the Q / N Q is V out = I 2, S Q / N Q »S I In the case of / N I , V out = Q 2 is selected, and the control amount for the automatic gain control unit 10 is determined.

このようにプリアンブル前の給電応答待ち期間Aを利用してノイズレベルを検出し、プリアンブルで信号レベルを検出するのでS/N比の小さな環境でも好適なゲイン調整をリアルタイムに行え、BERを改善し、無線タグから正確な情報が得られ、読み出し対象になっていない無線タグから送信されてくる応答電波を拾ってシステムを誤動作させることがなく、電波環境が悪くても無線タグからの電波の混信を防止し、確実に情報を取得することができる。   In this way, the noise level is detected using the power supply response waiting period A before the preamble, and the signal level is detected by the preamble. Therefore, suitable gain adjustment can be performed in real time even in an environment with a small S / N ratio, and the BER is improved. , Radio information from radio tags can be obtained even if the radio wave environment is bad, so that accurate information can be obtained from the radio tag, and response radio waves transmitted from radio tags that are not to be read are picked up and the system does not malfunction. Information can be acquired reliably.

(実施の形態4)
本発明の実施の形態4における無線通信装置について説明する。実施の形態4の無線通信装置は、実施の形態1とはI信号、Q信号の重み付けに対してさらにS/N比で重み付けを行う点で相違する。実施の形態4の無線通信装置は、実施の形態1の無線通信装置と、信号復号部内のIQ演算部で行う演算が相違するだけでその余の点は共通である。従って、図1、図2は実施の形態4においても参照し、同一符号は同様の構成を示す。
(Embodiment 4)
A radio communication apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described. The wireless communication apparatus according to the fourth embodiment is different from the first embodiment in that weighting is further performed with the S / N ratio with respect to the weighting of the I signal and the Q signal. The wireless communication apparatus according to the fourth embodiment is the same as the wireless communication apparatus according to the first embodiment except for the calculation performed by the IQ calculation unit in the signal decoding unit. Accordingly, FIGS. 1 and 2 are referred to also in the fourth embodiment, and the same reference numerals indicate the same configuration.

実施の形態4の無線通信装置は、基本的には実施の形態1の無線通信装置と共通するが、I信号、Q信号のS/N比を検出して実施の形態1の重み付けをさらに重み付けする。すなわち、I信号、Q信号の増加関数を、ここではmの冪乗にS/N比の関数である重み係「a」「b」の積をとった関数とする。出力Voutは、Vout=a・Im+b・Qmの関係で出力される。ここで、m≧2であり、係数aはSI/NIに比例した重み付け係数であり、係数bはSQ/NQに比例する重み付け係数である。 The wireless communication apparatus according to the fourth embodiment is basically the same as the wireless communication apparatus according to the first embodiment, but further weights the first embodiment by detecting the S / N ratio of the I signal and the Q signal. To do. That is, the increasing function of the I signal and the Q signal is a function obtained by taking the product of the weighting factors “a” and “b”, which are functions of the S / N ratio, to the power of m. The output V out is output in a relationship of V out = a · I m + b · Q m . Here, m ≧ 2, the coefficient a is a weighting coefficient proportional to S I / N I , and the coefficient b is a weighting coefficient proportional to S Q / N Q.

信号復号部12内に設けられた受信状態検出部が給電応答待ち期間Aにノイズレベル、プリアンブルの信号レベルを検出すると、IQ演算部12Aが予めメモリされている係数aとImの積、係数bとQmの積の和をとり、そのレベル値とVGAのゲインとの関係から自動利得制御部10への制御量を決定し、制御信号を自動利得制御部10へ出力してAGC調整を行う。 Noise level in the reception state detecting section provided in the signal decoding unit 12 is powered response wait period A, when detecting the signal level of the preamble, the product of the coefficients a and I m of IQ calculating section 12A is previously memory, coefficient takes the sum of the products of b and Q m, determines the control amount to the automatic gain control unit 10 from the relationship between the level value and the VGA gain, the output to AGC adjusts the control signal to the automatic gain control unit 10 Do.

この係数aは無線通信装置と対象となっている無線タグとの1回の読取要求−応答ごとに検出されるSI/NIに比例する付け係数重み付け係数であり、係数bも無線通信装置と無線タグとの1回の読取要求−応答ごとに検出されるSQ/NQに比例する重み付け係数である。これによって、I信号、Q信号のうち信頼性の高い方の信号がよりmの冪乗となって強調されると共に重み付け係数でさらに重み付けされ(増加関数)、ノイズ分が低下する。m=2の場合Vout=a・I2+b・Q2の関係で出力Voutが決定される。なお、この場合もVout=(a・I2+b・Q2n/2のような増加関数とすることもできる。この場合n>1である。 The coefficient a single read request with the wireless tag that is a wireless communication device and the target - a marked coefficient weighting factor proportional to the S I / N I detected for each response, the coefficient b is also the wireless communication device And a weighting coefficient proportional to S Q / N Q detected for each read request-response of the wireless tag. As a result, the more reliable signal of the I signal and the Q signal is emphasized as a power of m and further weighted by the weighting coefficient (increasing function), and the noise is reduced. When m = 2, the output V out is determined by the relationship of V out = a · I 2 + b · Q 2 . In this case as well, an increasing function such as V out = (a · I 2 + b · Q 2 ) n / 2 can be used. In this case, n> 1.

このように実施の形態4の信号復号部12では、I信号、Q信号に対する重み付けをmの冪乗という増加関数で機械的に(Im+Qm)を計算すれば、単純に(I+Q)や(I2+Q21/2の計算したり、IまたはQの大きい方を選択したりする場合より、信頼性の高い信号の方が強調され、ノイズの寄与は逆に低くなる。併せてそのときの実際の通信状況を信状態検出部12bが検出し、SI/NIに比例した重み付け係数a、SQ/NQに比例した重み付け係数bを選択して信頼性の高い信号の方をより強調すれば、BERをさらに改善し、読み出し対象になっていない無線タグから送信されてくる応答電波を拾ってシステムを誤動作させることがなく、S/N比の小さな環境においても受信する電波の混信を防止し、確実に電波から情報を取得することが可能になる。 As described above, in the signal decoding unit 12 according to the fourth embodiment, if (I m + Q m ) is calculated mechanically with an increasing function of the power of m for the I signal and the Q signal, (I + Q) or Compared to calculating (I 2 + Q 2 ) 1/2 or selecting the larger I or Q, the signal with higher reliability is emphasized, and the contribution of noise becomes lower. At the same time, the communication state detection unit 12b detects the actual communication status at that time, and selects the weighting coefficient a proportional to S I / N I and the weighting coefficient b proportional to S Q / N Q to provide high reliability. If the signal is more emphasized, the BER is further improved, the response radio wave transmitted from the wireless tag not to be read is not picked up, and the system does not malfunction, even in an environment with a small S / N ratio. It is possible to prevent interference of received radio waves and reliably acquire information from the radio waves.

(実施の形態5)
本発明の実施の形態5における無線通信装置について説明する。実施の形態5の無線通信装置は、実施の形態4とはSI/NI≫SQ/NQ、SQ/NQ≫SI/NIの関係がある場合の処理である。そして、実施の形態5の無線通信装置は、実施の形態1の無線通信装置と、信号復号部内のIQ演算部で行う演算が相違するだけでその余の点は共通である。従って、図1、図2は実施の形態5においても参照し、同一符号は同様の構成を示す。図3は本発明の実施の形態3における無線通信装置のS/N比の信号レベル検出に対する説明図である。
(Embodiment 5)
A radio communication apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described. Wireless communication apparatus according to the fifth embodiment, the fourth embodiment is a process when a relationship of S I / N I »S Q / N Q, S Q / N Q »S I / N I. The wireless communication apparatus according to the fifth embodiment is the same as the wireless communication apparatus according to the first embodiment except for the calculation performed by the IQ calculation unit in the signal decoding unit. Accordingly, FIGS. 1 and 2 are also referred to in the fifth embodiment, and the same reference numerals indicate the same configurations. FIG. 3 is an explanatory diagram for the signal level detection of the S / N ratio of the wireless communication apparatus according to the third embodiment of the present invention.

すなわち、実施の形態5の無線通信装置は、無線通信装置の通信状態検出部12bが実際の通信状況を検出したときI信号のS/N比とQ信号のS/N比が所定の判定閾値とそれぞれ比較され、SQ/NQ<ノイズレベル判定閾値の場合には実施の形態4においてb=0、Vout=a・Imが出力され、SI/NI>ノイズレベル判定閾値の場合には実施の形態4においてa=0、Vout=b・Qmが選択される。また、SI/NI<ノイズレベル判定閾値の場合には実施の形態4においてa=0、Vout=b・Qmが出力され、SQ/NQ>ノイズレベル判定閾値の場合には実施の形態4においてb=0、Vout=a・Imが選択される。以上において、m≧2である。 That is, in the wireless communication device according to the fifth embodiment, when the communication state detection unit 12b of the wireless communication device detects an actual communication state, the S / N ratio of the I signal and the S / N ratio of the Q signal are predetermined determination threshold values. In the case of S Q / N Q <noise level determination threshold, b = 0 and V out = a · I m are output in the fourth embodiment, and S I / N I > noise level determination threshold In this case, a = 0 and V out = b · Q m are selected in the fourth embodiment. In addition, when S I / N I <noise level determination threshold, a = 0 and V out = b · Q m are output in the fourth embodiment, and when S Q / N Q > noise level determination threshold. In the fourth embodiment, b = 0 and V out = a · I m are selected. In the above, m ≧ 2.

例えば、m=2の場合、SQ/NQ<ノイズレベル判定閾値の場合には実施の形態4においてb=0、Vout=a・I2が出力され、SI/NI>ノイズレベル判定閾値の場合には実施の形態4においてa=0、Vout=b・Q2が選択される。また、SI/NI<ノイズレベル判定閾値の場合には実施の形態4においてa=0、Vout=b・Q2が出力され、SQ/NQ>ノイズレベル判定閾値の場合には実施の形態4においてb=0、Vout=a・I2となる。 For example, when m = 2, when S Q / N Q <noise level determination threshold, b = 0 and V out = a · I 2 are output in the fourth embodiment, and S I / N I > noise level In the case of the determination threshold value, a = 0 and V out = b · Q 2 are selected in the fourth embodiment. In addition, when S I / N I <noise level determination threshold, a = 0 and V out = b · Q 2 are output in the fourth embodiment, and when S Q / N Q > noise level determination threshold. In the fourth embodiment, b = 0 and V out = a · I 2 .

このように実施の形態5の信号復号部12では、ノイズレベルの判定を行い、そのときの実際の通信状況を信状態検出部12bが検出して、SI/NIに比例した重み付け係数a、SQ/NQに比例した重み付け係数bを選択して信頼性の高い信号の方をより強調するので、BERをさらに改善し、読み出し対象になっていない無線タグから送信されてくる応答電波を拾ってシステムを誤動作させることがなく、S/N比の小さな環境においても受信する電波の混信を防止し、確実に電波から情報を取得することが可能になる。 As described above, in the signal decoding unit 12 according to the fifth embodiment, the noise level is determined, the communication state detection unit 12b detects the actual communication state at that time, and the weighting coefficient a proportional to S I / N I. Since the weighting coefficient b proportional to S Q / N Q is selected to emphasize more highly reliable signals, the BER is further improved, and the response radio wave transmitted from the wireless tag that is not the readout target Therefore, even in an environment with a small S / N ratio, it is possible to prevent interference of received radio waves and reliably acquire information from the radio waves.

(実施の形態6)
本発明の実施の形態6における無線通信装置について説明する。実施の形態6の無線通信装置は受信時における受信信号のノイズレベルを判定し、受信ゲインを切替えるものである。従って、図1、図2は実施の形態6においても参照し、同一符号は同様の構成を示す。図4は本発明の実施の形態6における無線通信装置のS/N比の信号レベル検出に対する説明図である。
(Embodiment 6)
A radio communication apparatus according to Embodiment 6 of the present invention will be described. The wireless communication apparatus according to the sixth embodiment determines the noise level of the received signal at the time of reception and switches the reception gain. Accordingly, FIGS. 1 and 2 are referred to also in the sixth embodiment, and the same reference numerals indicate the same configurations. FIG. 4 is an explanatory diagram for the signal level detection of the S / N ratio of the wireless communication apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.

実施の形態6の無線通信装置は、実施の形態3と同様、I信号、Q信号のうち、S/N比の大きい方の信号、あるいはI信号、Q信号の合成信号を基に応答信号のAGC制御する。このため、図4に示すように無線通信装置から送信データ1を送信して、無線タグから受信データ1の応答があるまでの搬送波送信期間(電源を持たないパッシブ型の無線タグに対する給電期間)と、受信データ1の先頭のプリアンブルを利用する。   As in the third embodiment, the wireless communication apparatus according to the sixth embodiment has a response signal based on a signal having a larger S / N ratio among the I signal and the Q signal, or a combined signal of the I signal and the Q signal. AGC controlled. For this reason, as shown in FIG. 4, the transmission period 1 from when the transmission data 1 is transmitted from the wireless communication apparatus until the response of the reception data 1 is received from the wireless tag (power supply period for the passive wireless tag having no power source) And the first preamble of the received data 1 is used.

すなわち、無線通信装置は、送信信号を無線タグに向けて送信したあとにこの無線タグを動作させるために無線タグに対して給電するための搬送波を継続して送信する。この搬送波による給電によって無線タグは応答信号を返すことができ、これを無線通信装置で受信することができる。この無線タグからの応答信号のフォーマットは、図4に示すように先頭のプリアンブルと、その後に続く応答データ、最後のCRC符号から構成される。実施の形態6の無線通信装置が利用するのは、無線タグからの応答信号受信前の応答待ち時間且つ給電期間の搬送波送信期間(給電応答待ち期間A)にノイズレベルを検出することでノイズのレベル判定を行う。   That is, after transmitting a transmission signal to the wireless tag, the wireless communication apparatus continuously transmits a carrier wave for supplying power to the wireless tag in order to operate the wireless tag. The wireless tag can return a response signal by the power supply by the carrier wave, and the wireless communication device can receive the response signal. As shown in FIG. 4, the format of the response signal from the wireless tag is composed of a leading preamble, subsequent response data, and a final CRC code. The wireless communication apparatus according to the sixth embodiment uses noise level detection by detecting a noise level in a response waiting time before receiving a response signal from a wireless tag and in a carrier wave transmission period (power feeding response waiting period A) of a power feeding period. Perform level judgment.

図1に示す受信状態検出部12bはこの給電応答待ち期間AにI信号、Q信号のうち、S/N比の大きい方の信号、あるいはI信号、Q信号の合成信号のノイズレベルを検出する。サンプリングの間隔は1μs〜1ms程度で、ピーク値の平均を計算することにより平均のノイズレベルを求める。なお、最も変動量の大きなピーク値は異常値として排除してノイズレベルを計算するのもよい。   The reception state detection unit 12b shown in FIG. 1 detects the noise level of the signal having the larger S / N ratio of the I signal and the Q signal or the combined signal of the I signal and the Q signal during the power supply response waiting period A. . The sampling interval is about 1 μs to 1 ms, and the average noise level is obtained by calculating the average of the peak values. The noise level may be calculated by removing the peak value having the largest fluctuation amount as an abnormal value.

従って、実施の形態6においては、プリアンブルの前に配置されることになる給電応答待ち期間Aのノイズレベルに基づいて、制御部13がVGAのゲインの切替えを行う。若しくは制御部13は検出結果に基づいてアッテネーター30の減衰量制御を行う。このためIQ演算部12aで演算されたI信号とQ信号の合成信号が通信状態検出部12bのスライスレベルコントローラ(図示しない)によってノイズレベルが判定されることにより検出されて、この検出結果に基づいて制御部13がVGAのゲイン調整を行う。I信号とQ信号の合成信号は解読部12cで解読され、無線タグからの応答情報が抽出され、制御部13に渡される。   Therefore, in the sixth embodiment, the control unit 13 switches the gain of the VGA based on the noise level of the power supply response waiting period A to be arranged before the preamble. Alternatively, the control unit 13 controls the attenuation amount of the attenuator 30 based on the detection result. Therefore, a combined signal of the I signal and the Q signal calculated by the IQ calculation unit 12a is detected by determining a noise level by a slice level controller (not shown) of the communication state detection unit 12b, and based on this detection result. Then, the control unit 13 adjusts the gain of the VGA. The combined signal of the I signal and the Q signal is decoded by the decoding unit 12c, and response information from the wireless tag is extracted and passed to the control unit 13.

このようにプリアンブル前の給電応答待ち期間Aを利用してVGAのゲインの切替えを行うのでS/N比の小さな環境でも好適なゲイン調整をリアルタイムに行え、BERを改善し、無線タグからの情報は正確なものが得られ、読み出し対象になっていない無線タグから送信されてくる応答電波を拾ってシステムを誤動作させることがなく、電波環境が悪くても無線タグからの電波の混信を防止し、確実に情報を取得することができる。   In this way, since the VGA gain is switched using the power supply response waiting period A before the preamble, suitable gain adjustment can be performed in real time even in an environment with a small S / N ratio, BER can be improved, and information from the wireless tag can be obtained. Is accurate, and does not cause the system to malfunction by picking up response radio waves transmitted from radio tags that are not subject to readout, and prevents radio wave interference from radio tags even in poor radio wave environments. Information can be acquired reliably.

(実施の形態7)
本発明の実施の形態7における無線通信装置について説明する。実施の形態7の無線通信装置は、実施の形態6をさらに高信頼性にAGC制御する。従って、図1、図2は実施の形態7においても参照し、同一符号は同様の構成を示す。図5(a)は本発明の実施の形態7における無線通信装置のノイズレベルが小さいときのノイズレベル判定の説明図、図5(b)は本発明の実施の形態7における無線通信装置のノイズレベルが大きいときのノイズレベル判定の説明図である。
(Embodiment 7)
A radio communication apparatus according to Embodiment 7 of the present invention will be described. The radio communication apparatus according to the seventh embodiment performs AGC control of the sixth embodiment with higher reliability. Accordingly, FIGS. 1 and 2 are referred to also in the seventh embodiment, and the same reference numerals indicate the same configurations. FIG. 5 (a) is an explanatory diagram of noise level determination when the noise level of the wireless communication apparatus according to Embodiment 7 of the present invention is small, and FIG. 5 (b) is the noise of the wireless communication apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. It is explanatory drawing of noise level determination when a level is large.

実施の形態7においても、受信状態検出部12bはこの給電応答待ち期間AにI信号、Q信号のうち、S/N比の大きい方の信号、あるいはIQ演算部12aで演算されたI信号とQ信号の合成信号のノイズレベルを検出する。そして、この検出結果に基づいて制御部13がVGAのゲイン調整を行う。制御部13は、この給電応答待ち期間Aのノイズレベルに基づいてVGAのゲインの切替えを行う。なお、I信号とQ信号の合成信号は解読部12cで解読され、無線タグからの応答情報が抽出され、制御部13に渡される。   Also in the seventh embodiment, the reception state detection unit 12b receives the I signal and Q signal having the larger S / N ratio during the power supply response waiting period A or the I signal calculated by the IQ calculation unit 12a. The noise level of the synthesized signal of the Q signal is detected. Based on the detection result, the control unit 13 adjusts the gain of the VGA. The control unit 13 switches the gain of the VGA based on the noise level in the power supply response waiting period A. The combined signal of the I signal and the Q signal is decoded by the decoding unit 12c, and response information from the wireless tag is extracted and passed to the control unit 13.

通信状態検出部12bでは、スライスレベルコントローラがノイズレベルを検出し、これに基づいて制御部13がVGAのゲイン調整を行う。しかし、実施の形態7においては、ノイズレベルを検出するとき、1回の読取要求−応答ごとにノイズレベルが小さい場合とノイズレベルが大きい場合とで、ノイズレベルの判定閾値を変化させている。すなわち、ノイズレベルが小さいS/N比の大きい場合のノイズレベル判定と、ノイズレベルが大きいS/N比の小さい場合のノイズレベル判定とでは、判定閾値に差があった方がよい。そこで、実施の形態7においては、1回の読取要求−応答ごとに判定閾値を変化させてスライスレベルコントローラによってノイズレベルを検出している。図5(a)はノイズレベルが小さいときのノイズレベル判定、図5(b)はノイズレベルが大きいときのノイズレベル判定の様子を示す。   In the communication state detection unit 12b, the slice level controller detects the noise level, and based on this, the control unit 13 adjusts the gain of the VGA. However, in the seventh embodiment, when the noise level is detected, the determination threshold for the noise level is changed between a case where the noise level is low and a case where the noise level is high for each read request-response. That is, it is better that there is a difference in the determination threshold between the noise level determination when the noise level is small and the S / N ratio is large and the noise level determination when the noise level is small and the S / N ratio is small. Therefore, in the seventh embodiment, the determination threshold is changed for each read request-response, and the noise level is detected by the slice level controller. 5A shows a noise level determination when the noise level is low, and FIG. 5B shows a noise level determination when the noise level is high.

ノイズレベルが高い場合、IQ演算部12aで演算されたI信号とQ信号の合成信号が通信状態検出部12bに入力され、読取要求−応答ごとに判定閾値を変化させてノイズレベルが検出され、これに基づいて制御部13がVGAのゲイン調整が行われる。ノイズレベルが低い場合はゲインは逆に下げられるものの同様である。   When the noise level is high, a combined signal of the I signal and the Q signal calculated by the IQ calculation unit 12a is input to the communication state detection unit 12b, and the noise level is detected by changing the determination threshold for each read request-response. Based on this, the control unit 13 adjusts the gain of the VGA. When the noise level is low, the gain is decreased, but the same is true.

このようにプリアンブル前の給電応答待ち期間を利用し、ノイズレベルの判定閾値を送信と応答ごとに変えてVGAのゲインの切替えを行うのでS/N比の小さな環境でも好適なゲイン調整をリアルタイムに行え、BERを改善し、無線タグからの情報は正確なものが得られ、読み出し対象になっていない無線タグから送信されてくる応答電波を拾ってシステムを誤動作させることがなく、電波環境が悪くても無線タグからの電波の混信を防止し、確実に情報を取得することができる。   In this way, the power supply response waiting period before the preamble is used, and the VGA gain is switched by changing the noise level judgment threshold for each transmission and response, so that suitable gain adjustment can be performed in real time even in an environment with a small S / N ratio. Yes, the BER is improved, the information from the wireless tag is accurate, the response radio wave transmitted from the wireless tag that is not the target of reading is not picked up, and the system does not malfunction, and the radio wave environment is poor. However, radio wave interference from the wireless tag can be prevented and information can be acquired with certainty.

本発明は、無線タグ等と無線通信するリーダライタ装置などの無線通信装置に適用できる。   The present invention can be applied to a wireless communication device such as a reader / writer device that wirelessly communicates with a wireless tag or the like.

本発明の実施の形態1における無線通信装置の全体構成図1 is an overall configuration diagram of a wireless communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における無線通信装置の要部詳細構成図FIG. 1 is a detailed configuration diagram of a main part of a wireless communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態3における無線通信装置のS/N比の信号レベル検出に対する説明図Explanatory drawing for the signal level detection of the S / N ratio of the wireless communication apparatus in the third embodiment of the present invention 本発明の実施の形態6における無線通信装置のS/N比の信号レベル検出に対する説明図Explanatory drawing with respect to the signal level detection of the S / N ratio of the radio | wireless communication apparatus in Embodiment 6 of this invention (a)本発明の実施の形態7における無線通信装置のノイズレベルが小さいときのノイズレベル判定の説明図、(b)本発明の実施の形態7における無線通信装置のノイズレベルが大きいときのノイズレベル判定の説明図(A) Explanatory drawing of noise level determination when the noise level of the wireless communication apparatus in Embodiment 7 of the present invention is small, (b) Noise when the noise level of the wireless communication apparatus in Embodiment 7 of the present invention is large Illustration of level judgment

符号の説明Explanation of symbols

1 送信信号生成部
2 変調部
3 搬送波生成部
4 電力増幅器
5 送受信共用部
6 アンテナ切替部
7 アンテナ
8 低雑音増幅部
9 復調部
10 自動利得制御部
11 RSSI検出部
12 信号復号部
12a IQ演算部
12b 受信状態検出部
13 制御部
14 スイッチ
21 D/Aコンバータ
22 スムースフィルタ
23 増幅部
24 ハイブリッド回路(0/90)
25a,25b 乗算器
26 結合器
27 フィルタ部(LPF)
30 アッテネーター(ATT)
31 フィルタ部(BPF)
32 分配器
33 ハイブリッド回路(0/90)
34a、34b 乗算器
35 アンチエリアフィルタ
36 A/Dコンバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission signal generation part 2 Modulation part 3 Carrier wave generation part 4 Power amplifier 5 Transmission / reception sharing part 6 Antenna switching part 7 Antenna 8 Low noise amplification part 9 Demodulation part 10 Automatic gain control part 11 RSSI detection part 12 Signal decoding part 12a IQ calculation part 12b Reception state detection unit 13 Control unit 14 Switch 21 D / A converter 22 Smooth filter 23 Amplification unit 24 Hybrid circuit (0/90)
25a, 25b multiplier 26 coupler 27 filter unit (LPF)
30 Attenuator (ATT)
31 Filter section (BPF)
32 Distributor 33 Hybrid circuit (0/90)
34a, 34b Multiplier 35 Anti-area filter 36 A / D converter

Claims (3)

通信対象からの応答信号を受信する受信部と、
前記受信部からの前記応答信号直交復調された2つの復調信号にする復調部と、
前記2つの復調信号に対するゲインの制御量を決定する制御部と、
前記復調部からの前記2つの復調信号を受けて前記制御部から受けた前記制御量に従ってゲイン調整を行自動利得制御部と、
前記自動利得制御部からの前記2つの復調信号をデジタル信号に変換するADコンバータと、
前記ADコンバータからのデジタル化された前記2つの復調信号のノイズレベルは低下させ信号レベルは強調する重み付け処理を行うとともに前記重み付結果を前記制御部に出力する信号復調部とを有し、
前記制御部は前記信号復調部からの前記重み付結果に応じて前記制御量を決定することを特徴とする無線通信装置。
A receiver for receiving a response signal from the communication target;
A demodulator for the two demodulated signals quadrature demodulating the response signal from the receiving unit,
A control unit for determining a gain control amount for the two demodulated signals;
And row Cormorant automatic gain controller a gain adjusted in accordance with the control amount received from the controller before SL receives two demodulated signals from the demodulator,
An AD converter for converting the two demodulated signals from the automatic gain control unit into digital signals;
The noise level is the signal level reduces the digitized said two demodulated signals from the AD converter and a signal demodulator for outputting a weighting process emphasizing line Utotomoni the weighted result to the control unit,
The wireless communication apparatus, wherein the control unit determines the control amount according to the weighted result from the signal demodulation unit .
前記通信対象が無線タグであることを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the communication target is a wireless tag. 前記信号復調部が、重み付け処理として増加関数で重み付けを行うことを特徴とする請求項1または2記載の無線通信装置。 The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the signal demodulating unit performs weighting with an increasing function as weighting processing.
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