JP5040890B2 - Communication apparatus and communication method - Google Patents
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Description
本発明は、サブキャリアを用いた変調方式により応答データを返信する通信対象と通信を行う通信装置及び通信方法に関する。 The present invention relates to a communication apparatus and a communication method for communicating with a communication target that returns response data by a modulation method using subcarriers.
パッシブタイプのRFIDタグは、タグリーダより送信される無変調キャリアを負荷変調するバックスキャッタ方式により応答を行う。特に通信距離が長いUHF帯のキャリアを使用するRFIDタグシステムでは、比較的狭い領域に複数台のタグリーダが存在する状況で通信を行う場合に、タグリーダ間の干渉を抑制するため、RFIDタグ側がサブキャリアを使用して応答する方式が有利であると言われている。例えば、特許文献1には、サブキャリアを使用して通信を行うタグリーダが開示されている。
しかしながら、サブキャリア方式のRFIDタグと、サブキャリアを使用しないFM0方式を採用するRFIDタグとが混在している環境において通信を行うと、FM0方式の通信に使用するキャリアがサブキャリア方式の通信に干渉する妨害波となり、通信を良好に行うことができなくなるという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、妨害波の影響を回避して、サブキャリア変調方式による通信を良好に行える通信装置及び通信方法を提供することにある。
However, if communication is performed in an environment where a subcarrier RFID tag and an RFID tag adopting the FM0 method that does not use a subcarrier are mixed, the carrier used for the FM0 communication is used for the subcarrier communication. There is a problem that interference waves interfere with each other and communication cannot be performed satisfactorily.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a communication apparatus and a communication method that can satisfactorily perform communication using a subcarrier modulation method while avoiding the influence of interference waves.
請求項1記載の通信装置によれば、周波数帯選択手段は、受信開始に対し前もって受信レベル検出手段により検出される上側サブキャリア周波数帯と下側サブキャリア周波数帯の受信レベルを比較し、受信レベルがより低い方の周波数帯が、より妨害波による干渉が少なく良好に受信できることから、その周波数帯の信号を復調するために選択する。すなわち、上側,下側の各サブキャリア周波数帯について妨害波が干渉していなければ双方の周波数帯の受信レベルは略同じとなるはずであり、何れか一方に妨害波が干渉していれば、そちらの受信レベルは他方に比較して大きくなる。したがって、受信レベルがより低い方の周波数帯の信号を選択すれば、妨害波の影響を受けていないサブキャリア周波数帯から応答信号を良好に復調することができる。
そして、受信チャネルが複数設定されていると、メインキャリア選択手段は、各受信チャネルについてサブキャリア周波数帯の受信レベルを比較し、受信レベルが最低となった受信チャネルのメインキャリアを選択する。すなわち、サブキャリア周波数帯の受信レベルが最低となった受信チャネルは、妨害波の影響を受けていない可能性が最も高いので、受信チャネルのメインキャリアを選択して通信すれば、応答信号を良好に復調することができる。
According to the communication apparatus of
When a plurality of reception channels are set, the main carrier selection means compares the reception level of the subcarrier frequency band for each reception channel, and selects the main carrier of the reception channel having the lowest reception level. In other words, the reception channel with the lowest reception level in the subcarrier frequency band is most likely not affected by the interference wave, so if you select the main carrier of the reception channel and communicate, the response signal is good. Can be demodulated.
請求項2,9記載の通信装置によれば、受信レベル検出手段は、少なくとも、メインキャリア周波数を基準としてサブキャリア周波数分だけ離隔した周波数帯について受信レベルを検出するので、周波数帯選択手段は、上側,下側の各サブキャリア周波数帯に妨害波が干渉しているか否かを、より確実に判定することができる。
According to the communication apparatus of
請求項3記載の通信装置によれば、変換周波数信号発振器は、周波数帯選択手段により選択された側のサブキャリア周波数帯に応じて発振周波数が設定され、周波数帯変換手段は、変換周波数信号発振器により出力される周波数信号を用いてサブキャリア周波数帯の被変調信号を中間周波数帯に変換する。したがって、何れのサブキャリア周波数帯を選択する場合でも、中間周波数帯に変換した場合の中心周波数を同一にすることができるので、共通の帯域フィルタを使用できる。
According to the communication apparatus of
請求項4,10記載の通信装置によれば、周波数帯変換手段の出力側に、前記中間周波数帯に帯域制限するフィルタを配置するので、メインキャリアがフィルタによって抑圧される。したがって、回路規模が大きなキャリアキャンセラなどを用いずとも、受信側への回り込みによって生じる回路飽和による受信劣化を防止することができる。 According to the communication device of the fourth and tenth aspects, since the filter that limits the band to the intermediate frequency band is arranged on the output side of the frequency band converting means, the main carrier is suppressed by the filter. Therefore, it is possible to prevent reception degradation due to circuit saturation caused by wraparound to the reception side without using a carrier canceller having a large circuit scale.
請求項5記載の通信装置によれば、信号生成手段は、メインキャリアと変換周波数信号発振器により出力される周波数信号とを混合することで、中間周波数帯の被変調信号をベースバンド帯に変換するための周波数信号を生成する。したがって、応答信号を受信・復調するための構成を簡単にすることができると共に、さほど良好と言えない通信対象のサブキャリア周波数精度に対しても、独立した中間周波数と同じ周波数を発振する発振器を用いた場合と異なり、確実に折返し歪みを生じることなくベースバンド帯に変換できる。 According to the communication device of the fifth aspect, the signal generation unit converts the modulated signal in the intermediate frequency band into the baseband band by mixing the main carrier and the frequency signal output from the converted frequency signal oscillator. For generating a frequency signal. Therefore, the configuration for receiving and demodulating the response signal can be simplified, and an oscillator that oscillates at the same frequency as the independent intermediate frequency can be used for subcarrier frequency accuracy of a communication target that is not so good. Unlike the case where it is used, it can be reliably converted into a baseband without causing aliasing distortion.
請求項6,8記載の通信装置によれば、復調側が直交検波方式に対応して構成される場合、周波数帯選択手段により選択されたサブキャリア周波数帯に応じて、復調されたI信号とQ信号との何れか一方を、サブキャリア周期の1/4に対応する時間だけ遅延させる。すなわち、直交検波方式を採用した場合に、上側,下側のサブキャリア周波数帯の何れかを選択して復調すると、復調されたI信号とQ信号との一方がサブキャリア周期の1/4相当時間だけ遅れて復調される。そこで、遅延が発生しない側の信号にも同じ時間の遅延を与えれば両信号の位相差がなくなるので、I信号とQ信号とから応答データを正確に取得することができる。 According to the sixth and eighth aspects of the present invention, when the demodulating side is configured to support the quadrature detection method, the demodulated I signal and Q according to the subcarrier frequency band selected by the frequency band selecting means Either one of the signals is delayed by a time corresponding to ¼ of the subcarrier period. In other words, when the quadrature detection method is employed, when either the upper or lower subcarrier frequency band is selected and demodulated, one of the demodulated I signal and Q signal is equivalent to ¼ of the subcarrier period. Demodulated with time delay. Therefore, if the signal on the side where no delay occurs is given the same time delay, the phase difference between the two signals is eliminated, so that the response data can be accurately obtained from the I signal and the Q signal.
請求項11記載の通信装置によれば、受信チャネルが複数設定されている場合、メインキャリア選択手段は、各受信チャネルについてサブキャリア周波数帯の受信レベルを比較し、受信レベルが最低となった受信チャネルのメインキャリアを選択する。すなわち、サブキャリア周波数帯の受信レベルが最低となった受信チャネルは、妨害波の影響を受けていない可能性が最も高いので、受信チャネルのメインキャリアを選択して通信すれば、応答信号を良好に復調することができる。
According to the communication apparatus of
請求項7,12記載の通信装置によれば、メインキャリア選択手段は、検出されたメインキャリアのレベルが所定の閾値を超えている場合は、メインキャリアに対応する受信チャネルを選択の対象より除外する。すなわち、メインキャリアについてキャリアセンスを行うことを前提とすると、メインキャリアの受信レベルが所定の閾値を超えている受信チャネルは他の通信装置等がそのチャネルを使用していると判断されるので、当該受信チャネルを選択対象外とすれば、良好な通信結果を得ることができる。 According to the communication device of the seventh and twelfth aspects , the main carrier selecting means excludes the reception channel corresponding to the main carrier from the selection target when the detected level of the main carrier exceeds a predetermined threshold. To do. That is, assuming that the carrier sense is performed for the main carrier, since it is determined that the reception channel in which the reception level of the main carrier exceeds the predetermined threshold, other communication devices and the like are using the channel. If the reception channel is not selected, a good communication result can be obtained.
請求項13記載の通信装置によれば、通信対象がRFIDタグであるタグリーダとして構成する。すなわち、RFIDタグには、サブキャリア変調方式を用いるものと用いないものとがあるので、本発明をタグリーダに適用すれば、それらのRFIDタグが混在して通信が行われるような場合に有効である。 According to the communication device of the thirteenth aspect, it is configured as a tag reader whose communication target is an RFID tag. That is, there are RFID tags that use a subcarrier modulation method and those that do not use the RFID tag. Therefore, if the present invention is applied to a tag reader, it is effective in a case where such RFID tags are mixedly communicated. is there.
(第1実施例)
以下、本発明をRFIDタグと通信を行うリーダライタに適用した場合の第1実施例について図1乃至図5を参照して説明する。図1は、リーダライタ1の電気的構成を示すものである。リーダライタ(タグリーダ,通信装置)1は、送信側の構成として、周波数シンセサイザ2,変調器3,送信アンプ4を備えている。周波数シンセサイザ2は、例えばPLL(Phase Locked Loop)回路などにより構成され、制御部5(周波数帯選択手段)より設定される周波数値に応じて950MHz帯のメインキャリアを発振出力する。変調器3は、そのメインキャリアを、制御部5より与えられる送信データにより例えばASK(Amplitude Shift Keying)変調する。そして、被変調信号は、送信アンプ4により増幅されると、アンテナ共用器6を介してアンテナ7より電波信号として外部に送信する。
(First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is applied to a reader / writer that communicates with an RFID tag will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows an electrical configuration of the reader /
一方、RFIDタグより返信された応答信号をアンテナ7が受信すると、その受信信号はアンテナ共用器6を介してミキサ8(周波数帯変換手段)に入力される。ミキサ8には、受信信号を、例えば10MHz程度の中間周波数帯に変換するため、受信側の周波数シンセサイザ9(変換周波数信号発振器)より与えられる周波数信号も入力されている。周波数シンセサイザ9は、制御部5による設定に応じて、発振周波数を(fc+fif+fs),(fc+fif−fs)の何れかに切り替えて出力する。ここで、fcはメインキャリア周波数,fifは中間周波数,fsはRFIDタグが使用するサブキャリア周波数である。
On the other hand, when the antenna 7 receives the response signal returned from the RFID tag, the received signal is input to the mixer 8 (frequency band converting means) via the
ミキサ8によって、周波数シンセサイザ9の出力信号と受信信号とがミキシングされたものは、中間周波帯域制限フィルタ(例えばバンドパスフィルタ)10を介すことで中間周波帯域の信号成分のみが選択される。それから、分配器11により2系統(I,Q系列)に振り分けられて2つのミキサ12I,12Qに入力される。これらのミキサ12I,12Qには、中間周波数帯の信号をベースバンド帯に変換するための周波数信号が入力される。
ミキサ13(信号生成手段)には、周波数シンセサイザ2より出力されるメインキャリアと、周波数シンセサイザ9より出力される中間周波数帯への変換用信号とが入力されており、ミキサ13より出力される信号の周波数は(fif+fs),若しくは(fif−fs)となる。ミキサ12Iにはミキサ13の出力信号が直接入力され、ミキサ12Qには、前記出力信号が移相器14により90度移相されたものが入力されている。
When the output signal of the
The main carrier output from the
ミキサ12I,12Qより出力された信号はベースバンド帯域制限フィルタ(ローパスフィルタ)15I,15Qにそれぞれ入力され、対応するベースバンド帯域の信号成分のみが選択される。そして、フィルタ15I,15Qの出力信号は、A/Dコンバータ16I,16QによりA/D変換されると、信号遅延部(遅延回路)17I,17Qを介してデコード処理部18に入力される。信号遅延部17I,17Qは、制御部5より与えられる制御信号に応じて、A/Dコンバータ16I,16Qの出力データに遅延時間を付与するものである。すなわち、受信側は直交検波方式を採用している。
The signals output from the
また、フィルタ10の出力端子には、中間周波検波回路19(受信レベル検出手段)が接続されている。この検波回路19は、一般的なリーダライタが備えている「キャリアセンス機能」に対応するもので、アンテナ7が受信した信号の電界強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)を複数の周波数帯について測定し、その測定結果を制御部5に出力するようになっている。
Further, an intermediate frequency detection circuit 19 (reception level detection means) is connected to the output terminal of the
図2は、サブキャリアを用いたバックスキャッタ方式により応答を行う一般的なRFIDタグ21の電気的構成を示す機能ブロック図である。RFIDタグ21は、アンテナ22,電源回路23,復調回路24,制御回路25,メモリ26,符号化回路27,負荷変調回路28などで構成されている。
RFタグ21は、リーダライタ1より送信されたメインキャリアをアンテナ22で受信すると、電源回路23においてそのキャリアを整流して動作用電源を生成し、マイクロコンピュータで構成される制御回路25及びその他の構成要素に供給する。また、メインキャリアに重畳されているリーダライタ1からの送信データは復調回路24で復調され、制御回路25に出力される。
FIG. 2 is a functional block diagram showing an electrical configuration of a
When the
制御回路25は、リーダライタ1側にデータを送信する場合はメモリ26に記憶されているデータを読み出して符号化回路27に出力し、符号化回路27は、周波数が例えば200kHzのサブキャリアを例えばASK変調することで符号化し、被変調信号を負荷変調回路28に出力する。また、制御回路25は、リーダライタ1よりライトコマンドが送信された場合は、そのコマンドと共に送信されたデータをメモリ26に書き込む。
アンテナ22に対しては、負荷変調回路28を構成する抵抗及びスイッチの直列回路が接続されており、負荷変調回路28では、符号化回路27より出力される被変調信号に応じてスイッチがON/OFFされることで負荷変調が行われ、メインキャリアがASK変調される。
When transmitting data to the reader /
A series circuit of a resistor and a switch constituting the
次に、本実施例の作用について図3乃至図5も参照して説明する。図3は、リーダライタ1の制御部5による制御内容を本願発明の要旨に係る部分について示すフローチャートであり、RFIDタグ21からの応答信号を受信する場合の処理に関するものである。また、図4は、リーダライタ1が上記応答信号を受信処理する場合の各部における信号の状態を示す周波数スペクトラムである。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the control by the
図4(a)は、リーダライタ1のアンテナ7が受信したRF帯の応答信号について示すもので、メインキャリア周波数fcのパワー(受信電力)が最も強く、その周波数fcに対し、サブキャリア周波数fsを加減した周波数(fc+fs),(fc−fs)の両側に、応答データが含まれている側波帯が現れている。制御部5は、まず周波数シンセサイザ9の発振周波数を(fc+fif+fs)に設定し、中間周波検波回路19により、上側サブキャリア周波数帯について受信電界強度RSSIuprを取得する(ステップS1)。また、続くステップS2では、周波数シンセサイザ9の発振周波数を(fc+fif−fs)に設定して下側サブキャリア周波数帯について受信電界強度RSSIlwrを取得する。尚、ステップS1,S2を実行する期間がキャリアセンス時間に対応する。
FIG. 4A shows an RF band response signal received by the antenna 7 of the reader /
次に、制御部5は、ステップS1,S2で取得した受信電界強度RSSIupr,RSSIlwrの大小を比較し(ステップS3)、RSSIupr>RSSIlwrであれば(YES)、上側サブキャリア周波数帯の妨害レベルが高いと推定し、下側サブキャリア周波数帯を選択して復調を行う。そのため、周波数シンセサイザ9の発振周波数を(fc+fif−fs)に設定して(ステップS4)、受信信号をミキサ8により中間周波数帯に変換する。
この場合、中間周波帯の周波数スペクトラムは、メインキャリア周波数の成分が周波数(fif−fs)に変換されるので、下側サブキャリア周波数帯の中心が中間周波数fifとなり、帯域制限フィルタ10を通過する。そして、上記周波数帯の信号は、更にミキサ12I,12Q並びにフィルタ15I,15Qによりベースバンド帯域に復調される。
Next, the
In this case, since the main carrier frequency component is converted to the frequency (fif−fs) in the frequency spectrum of the intermediate frequency band, the center of the lower subcarrier frequency band becomes the intermediate frequency fif and passes through the
ここで、図5(b)に示すように、下側サブキャリア周波数帯を選択した場合は、I側の復調信号がQ側の信号よりサブキャリア周期の1/4に相当する時間(Δt)だけ遅延する。そこで、制御部5は、信号遅延部17QによりQ側信号をΔtだけ遅延させた信号Q’を出力させるようにして(ステップS5)、デコード処理部18では、復調信号I,Q’によりデコードを行うようにする(ステップS6)。
一方、ステップS3において、RSSIupr<RSSIlwrであれば(NO)、下側サブキャリア周波数帯の妨害レベルが高いと推定し、上側サブキャリア周波数帯を選択して復調を行う。そのため、周波数シンセサイザ9の発振周波数を(fc+fif+fs)に設定して(ステップS7)、受信信号をミキサ8により中間周波数帯に変換する。そして、上記と同様に復調処理が行われる。
Here, as shown in FIG. 5B, when the lower subcarrier frequency band is selected, the time (Δt) corresponding to ¼ of the subcarrier cycle of the I-side demodulated signal from the Q-side signal Just delay. Therefore, the
On the other hand, in step S3, if RSSIupr <RSSIlwr (NO), it is estimated that the interference level of the lower subcarrier frequency band is high, and demodulation is performed by selecting the upper subcarrier frequency band. Therefore, the oscillation frequency of the
図4(b)は、ステップS7を実行した場合にミキサ8より出力される信号(中間周波帯)の周波数スペクトラムを示す。この時、メインキャリア周波数の成分は、周波数(fif+fs)に変換されるので、上側サブキャリア周波数帯の中心が中間周波数fifとなり、帯域制限フィルタ10を通過する。図4(c)は、ベースバンド帯に変換された場合の周波数スペクトラムである。
但し、図5(a)に示すように、上側サブキャリア周波数帯を選択した場合は、図5(b)のケースとは逆にQ側の信号がI側の信号より時間Δtだけ遅延するので、制御部5は、信号遅延部17IによりI側の復調信号をΔtだけ遅延させた信号I’を出力させて(ステップS8)、復調信号I’,Qによりデコードを行うようにする(ステップS9)。
FIG. 4B shows a frequency spectrum of a signal (intermediate frequency band) output from the
However, as shown in FIG. 5A, when the upper subcarrier frequency band is selected, the signal on the Q side is delayed by the time Δt from the signal on the I side, contrary to the case of FIG. 5B. Then, the
尚、ステップS3において、受信電界強度RSSIupr,RSSIlwrのレベルがほぼ同じであり有意な差が見られない場合には、何れのサブキャリア周波数帯も妨害を受けていないと推定される。この場合には、上側,下側の周波数帯を双方とも選択しても良いし、使用環境に応じて他のリーダライタや通信機器等の妨害を受ける可能性がより低いと推定される側の周波数帯を選択するようにしても良い。 In step S3, if the levels of the received electric field strengths RSSIupr and RSSIlwr are substantially the same and no significant difference is observed, it is estimated that none of the subcarrier frequency bands is disturbed. In this case, both the upper and lower frequency bands may be selected, or the side that is estimated to be less likely to be disturbed by other reader / writers or communication devices depending on the use environment. A frequency band may be selected.
以上のように本実施例によれば、リーダライタ1の制御部5は、キャリアセンス時間において、中間周波検波回路19により検出される上側サブキャリア周波数帯と下側サブキャリア周波数帯の受信レベルを比較し、RFIDタグ21が返信した応答信号を、受信レベルがより低い方の周波数帯から復調するために、何れかのサブキャリア周波数帯を選択するようにした。
したがって、妨害波の影響を受けていないサブキャリア周波数帯から応答信号を良好に復調することができる。そして、RFIDタグには、サブキャリア変調方式を用いるものと用いないものとがあるので、リーダライタ1に本発明を適用すれば、それらのRFIDタグが混在して通信が行われるような環境下において、妨害波の影響を回避して通信を良好に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the
Therefore, it is possible to satisfactorily demodulate the response signal from the subcarrier frequency band not affected by the interference wave. Since some RFID tags use and do not use the subcarrier modulation method, if the present invention is applied to the reader /
また、中間周波検波回路19は、少なくとも、メインキャリア周波数fcを基準としてサブキャリア周波数fs分だけ離隔した周波数帯について受信レベルを検出するので、制御部5は、上側,下側の各サブキャリア周波数帯に妨害波が干渉しているか否かを、より確実に判定することができる。
また、周波数シンセサイザ9は、制御部5により選択された側のサブキャリア周波数帯に応じて発振周波数が設定され、ミキサ8は、周波数シンセサイザ9により出力される周波数信号を用いてサブキャリア周波数帯の被変調信号を中間周波数帯に変換するので、何れのサブキャリア周波数帯を選択する場合でも、共通の帯域制限フィルタ10を用いることができる。
Further, since the intermediate
The
更に、ミキサ13は、メインキャリアと周波数シンセサイザ9により出力される周波数信号とを混合することで、中間周波数帯の被変調信号をベースバンド帯に変換するための周波数信号を生成する。したがって、応答信号を復調するための構成を簡単にすることができる。また、さほど良好と言えないRFIDタグのサブキャリア周波数精度に対しても、独立した中間周波数と同じ周波数を発振する発振器を用いた場合と異なり、確実に折り返し歪みを生じることなくベースバンド帯に変換できる。
Furthermore, the
加えて、制御部5により選択されたサブキャリア周波数帯に応じて、復調されたI信号とQ信号との何れか一方を、信号遅延部17I,17Qによりサブキャリア周期の1/4相当時間だけ遅延させるようにしたので、直交検波方式を採用した場合に復調されたI信号とQ信号との位相差をキャンセルして、応答データを正確に取得することができる。
そして、ミキサ8の出力側に中間周波帯域制限フィルタ10を配置したので、メインキャリアをフィルタ10により抑圧できる。したがって、回路規模が大きなキャリアキャンセラなどを用いずとも、受信側への回り込を防止することができる。
In addition, according to the subcarrier frequency band selected by the
Since the intermediate frequency
(第2実施例)
図6及び図7は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第1実施例は、受信チャネルが1つだけの場合を想定しているが、第2実施例は、受信チャネルが複数設定されており、リーダライタ1がメインキャリアについてキャリアセンスを行い、その結果に応じて受信チャネルを選択する場合を示す。
(Second embodiment)
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Hereinafter, different parts will be described. In the first embodiment, it is assumed that there is only one reception channel. However, in the second embodiment, a plurality of reception channels are set, and the reader /
図7に示すフローチャートにおいて、制御部5(メインキャリア選択手段)は、先ずポインタkを「1」に初期設定すると(ステップS11)、周波数シンセサイザ9に周波数fc(k)を設定して(ステップS12)、受信チャネル1のメインキャリアに対応する受信電界強度RSSI(k)を中間周波検波回路19により取得する(ステップS13)。それから、受信電界強度RSSI(k)を、メインキャリアの検出閾値と比較し(ステップS14)、RSSI(k)>(閾値)であれば(YES)、ポインタkをインクリメントする(ステップS15)。そして、ポインタkが最大値kmax(受信チャネル数に対応)を超えていなければ(ステップS16:NO)、ステップS12に戻る。
すなわち、メインキャリアの受信電界強度が閾値を超えている場合、対応する受信チャネルは他のリーダライタのような通信装置により既に使用されていると判断される。したがって、その受信チャネルは排除して、次の受信チャネルについて上記と同様の処理を繰り返す。
In the flowchart shown in FIG. 7, the control unit 5 (main carrier selection means) first sets the pointer k to “1” (step S11), and then sets the frequency fc (k) in the frequency synthesizer 9 (step S12). ), The reception field strength RSSI (k) corresponding to the main carrier of the
That is, when the received electric field strength of the main carrier exceeds the threshold value, it is determined that the corresponding reception channel has already been used by a communication device such as another reader / writer. Therefore, the reception channel is excluded, and the same processing as described above is repeated for the next reception channel.
ステップS14において、RSSI(k)≦(閾値)となった場合(NO)、その受信チャネルについてサブキャリアの受信電界強度を取得するため、周波数シンセサイザ9に周波数[fc(k)+fif−fs]を設定し(ステップS17)、下側サブキャリアに対応する受信電界強度RSSIlwr(k)を中間周波検波回路19により取得する(ステップS18)。そして、受信電界強度RSSIlwr(k)が最小値MINよりも小さい否かを判断する(ステップS19)。尚、最小値MINには適当な初期値を設定しておく。
When RSSI (k) ≦ (threshold value) is satisfied in step S14 (NO), the frequency [fc (k) + fif−fs] is set to the
RSSIlwr(k)<MINであれば(YES)、その受信電界強度RSSIlwr(k)を新たな最小値MINにすると共に、下側サブキャリアであることを示すポインタiを「0」に設定し、選択した受信チャネル(に対応するメインキャリアの送出チャネル)を示すポインタMに、その時点のポインタkを代入する(ステップS20)。
ステップS19で「NO」と判断した場合、又はステップS20を実行すると、周波数シンセサイザ9に周波数[fc(k)+fif+fs]を設定し(ステップS21)、上側サブキャリアに対応する受信電界強度RSSIupr(k)を中間周波検波回路19により取得する(ステップS22)。そして、受信電界強度RSSIupr(k)が最小値MINよりも小さい否かを判断する(ステップS23)。
If RSSIlwr (k) <MIN (YES), the reception field strength RSSIlwr (k) is set to a new minimum value MIN, and the pointer i indicating the lower subcarrier is set to “0”. The pointer k at that time is assigned to the pointer M indicating the selected reception channel (the transmission channel of the corresponding main carrier) (step S20).
If “NO” is determined in step S19, or if step S20 is executed, the frequency [fc (k) + fif + fs] is set in the frequency synthesizer 9 (step S21), and the received electric field strength RSSIupr (k ) Is acquired by the intermediate frequency detection circuit 19 (step S22). Then, it is determined whether or not the received electric field strength RSSIupr (k) is smaller than the minimum value MIN (step S23).
RSSIupr(k)<MINであれば(YES)、その受信電界強度RSSIupr(k)を新たな最小値MINにすると共に、上側サブキャリアであることを示すポインタiを「1」に設定し、選択した受信チャネルを示すポインタMに、その時点のポインタkを代入する(ステップS24)。そして、ステップS23で「NO」と判断した場合、又はステップS24を実行すると、ステップS15に移行する。 If RSSIupr (k) <MIN (YES), the reception field strength RSSIupr (k) is set to a new minimum value MIN, and the pointer i indicating the upper subcarrier is set to “1” and selected. The pointer k at that time is substituted for the pointer M indicating the received channel (step S24). And when it is judged as "NO" at Step S23, or when Step S24 is performed, it will shift to Step S15.
ステップS12〜S16,S17〜S24のループを回っている間に、ポインタkが最大値kmaxを超えると(ステップS16:YES)、周波数シンセサイザ2に周波数fc(M)を設定し(ステップS25)、メインキャリアの送信,すなわち通信を開始する(ステップS26)。周波数fc(M)は、ステップS20又はS24において、サブキャリアの受信レベルが最小値となった受信チャネルに対応するメインキャリアの周波数である。以上までの処理が、送信キャリアの選択手続きに対応する。 If the pointer k exceeds the maximum value kmax (step S16: YES) during the loop of steps S12 to S16 and S17 to S24, the frequency fc (M) is set in the frequency synthesizer 2 (step S25). Transmission of the main carrier, that is, communication is started (step S26). The frequency fc (M) is the frequency of the main carrier corresponding to the reception channel in which the reception level of the subcarrier becomes the minimum value in step S20 or S24. The above processing corresponds to the transmission carrier selection procedure.
次に、制御部5は、ポインタiが「1」か否かを判断し(ステップS27)、「0」であれば(NO)ステップS28〜S30を実行し、「1」であれば(YES)ステップS31〜S33を実行する。これらは、第1実施例におけるステップS4〜S6,S7〜S9に対応する処理であり、ポインタiが「0」であれば下側サブキャリアに対応する周波数[fc(M)+fif−fs]を選択設定し、ポインタiが「1」であれば上側サブキャリアに対応する周波数[fc(M)+fif+fs]を選択設定する。
Next, the
図7に示す処理を行うことで、例えば各周波数帯に関する受信状態が図6に示すような状況である場合、周波数帯(1)は、メインキャリア(1)の受信レベルがキャリアセンス閾値を超えているため、選択対象から外される。そして、周波数帯(2),(3)に対応するメインキャリア(2),(3)の受信レベルは閾値未満であるから、これらのサブキャリアの受信レベルが取得される。その結果、周波数帯(2)の下側サブキャリアの受信レベルが最小値を示すため、周波数帯(2)のメインキャリア(2)が送出されて、下側サブキャリアが選択されて受信が行われる。 By performing the processing shown in FIG. 7, for example, when the reception state regarding each frequency band is as shown in FIG. 6, in the frequency band (1), the reception level of the main carrier (1) exceeds the carrier sense threshold. Therefore, it is removed from the selection target. Since the reception levels of the main carriers (2) and (3) corresponding to the frequency bands (2) and (3) are less than the threshold, the reception levels of these subcarriers are acquired. As a result, since the reception level of the lower subcarrier of the frequency band (2) indicates the minimum value, the main carrier (2) of the frequency band (2) is transmitted, and the lower subcarrier is selected and reception is performed. Is called.
以上のように第2実施例によれば、制御部5は、受信チャネルが複数設定されている場合、各受信チャネルに対応するメインキャリアの受信レベルを検出し、受信レベルが所定の閾値を超えているメインキャリアに対応する受信チャネルを、キャリア送出チャネルの選択対象より除外する。したがって、他の通信装置等が使用している可能性が高い受信チャネルを選択対象外として、良好な通信結果を得ることができる。
そして、制御部5は、各受信チャネルについてサブキャリア周波数帯の受信レベルを比較して、受信レベルが最低となった受信チャネルのメインキャリアを選択して送出するので、妨害波の影響を受けていない可能性が最も高い受信チャネルのメインキャリアを選択して通信し、応答信号を良好に復調することができる。
As described above, according to the second embodiment, when a plurality of reception channels are set, the
The
(第3実施例)
図8及び図9は本発明の第3実施例を示すものであり、第2実施例と異なる部分について説明する。第3実施例は、第2実施例と同様に受信チャネルが複数設定されている場合において、第2実施例とは異なり、リーダライタ1がメインキャリアについてキャリアセンスを行うことなく受信チャネルを選択する場合を示す。
図8は、図7相当図であり、第2実施例の処理からステップS12〜S14を削除し、ステップS11に続いてステップS17〜S24を実行する。したがって、例えば各周波数帯に関する受信状態が図9に示すような状況である場合、周波数帯(1)〜(3)に対応するメインキャリア(1)〜(3)の受信レベルの大小にかかわらず、周波数帯(1)〜(3)のうち、上側サブキャリアの受信レベルが最小値を示した周波数帯(1)のメインキャリア(1)が送出され、上側サブキャリアが選択されて受信が行われる。
(Third embodiment)
FIGS. 8 and 9 show a third embodiment of the present invention, and different parts from the second embodiment will be described. In the third embodiment, unlike the second embodiment, the reader /
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 7, in which steps S12 to S14 are deleted from the processing of the second embodiment, and steps S17 to S24 are executed following step S11. Therefore, for example, when the reception state regarding each frequency band is as shown in FIG. 9, regardless of the reception level of the main carriers (1) to (3) corresponding to the frequency bands (1) to (3), In the frequency bands (1) to (3), the main carrier (1) of the frequency band (1) in which the reception level of the upper subcarrier indicates the minimum value is transmitted, and the upper subcarrier is selected to perform reception. Is called.
以上のように第3実施例によれば、受信チャネルが複数設定されている場合に、各チャネルのメインキャリアについてキャリアセンスを行うことなく、サブキャリアの受信レベルが最小値を示した受信チャネルを選択し、対応するメインキャリアを送信するので、リーダライタ1がキャリアセンスを行わない場合においても、受信チャネルを適切に選択することができる。
As described above, according to the third embodiment, when a plurality of reception channels are set, the reception channel having the minimum reception level of the subcarrier is detected without performing carrier sense for the main carrier of each channel. Since the selected main carrier is transmitted, the reception channel can be appropriately selected even when the reader /
本発明は上記し且つ図面に記載された実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
ベースバンド帯への復調を行う場合に使用する周波数信号は、周波数シンセサイザ2,9とは別個の発振回路により生成しても良い。
使用する周波数帯は、UHF帯に限ることはない。
サブキャリア周波数帯の受信レベル検出における周波数シンセサイザ9の発振周波数はfc+fif±fsに限ることなく、それ以外の周波数について検出を行っても良い。
電源を内蔵したアクティブタイプのRFIDタグを通信対象とするタグリーダに適用しても良い。
受信側で復調を行う方式は、直交検波に限らない。
通信対象が応答を行う方式は、バックスキャッタ方式に限ることはない。
RFIDタグシステムに限ることなく、通信対象がサブキャリアを使用して応用を返信するものであれば、適用が可能である。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The frequency signal used when demodulating to the baseband may be generated by an oscillation circuit separate from the
The frequency band to be used is not limited to the UHF band.
The oscillation frequency of the
An active type RFID tag with a built-in power supply may be applied to a tag reader for communication.
The method of performing demodulation on the receiving side is not limited to quadrature detection.
The method in which the communication target responds is not limited to the backscatter method.
The present invention is not limited to the RFID tag system, and can be applied as long as the communication target uses a subcarrier to send back an application.
図面中、1はリーダライタ(タグリーダ,通信装置)、5は制御部(周波数帯選択手段,メインキャリア選択手段)、8はミキサ(周波数帯変換手段)、9は周波数シンセサイザ(変換周波数信号発振器)、13はミキサ(信号生成手段)、19は中間周波検波回路(受信レベル検出手段)を示す。 In the drawings, 1 is a reader / writer (tag reader, communication device), 5 is a control unit (frequency band selecting means, main carrier selecting means), 8 is a mixer (frequency band converting means), and 9 is a frequency synthesizer (converted frequency signal oscillator). , 13 indicates a mixer (signal generation means), and 19 indicates an intermediate frequency detection circuit (reception level detection means).
Claims (15)
複数の周波数帯について、受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、
前記受信レベル検出手段により検出される上側サブキャリア周波数帯と下側サブキャリア周波数帯の受信レベルを比較して、受信レベルがより低い方の周波数帯の信号を復調するために選択する周波数帯選択手段と、
受信チャネルが複数設定されていると、前記複数の受信チャネルに対応するメインキャリアの何れかを選択して送信するメインキャリア選択手段とを備え、
前記メインキャリア選択手段は、前記受信レベル検出手段により、前記複数の受信チャネルについてサブキャリア周波数帯の受信レベルを比較し、前記受信レベルが最低となった受信チャネルのメインキャリアを選択すること特徴とする通信装置。 In a communication apparatus that communicates with a communication target that returns response data by a modulation method using a subcarrier,
Reception level detection means for detecting the reception level for a plurality of frequency bands;
Frequency band selection for comparing the reception level of the upper subcarrier frequency band and the lower subcarrier frequency band detected by the reception level detection means to demodulate the signal in the lower frequency band Means ,
When a plurality of reception channels are set, main carrier selection means for selecting and transmitting any of the main carriers corresponding to the plurality of reception channels,
The main carrier selection means compares the reception levels of the subcarrier frequency bands for the plurality of reception channels by the reception level detection means, and selects the main carrier of the reception channel with the lowest reception level ; Communication device.
この変換周波数信号発振器により出力される周波数信号を用いて、前記サブキャリア周波数帯の被変調信号を中間周波数帯に変換する周波数帯変換手段とを備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の通信装置。 A conversion frequency signal oscillator in which an oscillation frequency is set according to a subcarrier frequency band on the side selected by the frequency band selection means;
3. A frequency band converting means for converting a modulated signal in the subcarrier frequency band into an intermediate frequency band using a frequency signal output from the converted frequency signal oscillator. Communication equipment.
前記周波数帯選択手段により選択されたサブキャリア周波数帯に応じて、復調されたI信号とQ信号との何れか一方を、サブキャリア周期の1/4に対応する時間だけ遅延させる遅延回路を備えたことを特徴とする請求項5記載の通信装置。 When the signal generating means generates I-side and Q-side frequency signals whose phases are different from each other by 90 degrees, and the demodulation side is configured corresponding to the quadrature detection method,
A delay circuit for delaying one of the demodulated I signal and Q signal by a time corresponding to ¼ of the subcarrier period according to the subcarrier frequency band selected by the frequency band selecting means; The communication device according to claim 5, wherein
前記メインキャリア選択手段は、前記受信レベル検出手段により検出されたメインキャリアのレベルが所定の閾値を超えている場合は、前記メインキャリアに対応する受信チャネルを、前記選択の対象より除外すること特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の通信装置。 The reception level detection means detects a reception level of a main carrier corresponding to the plurality of reception channels,
The main carrier selection means excludes the reception channel corresponding to the main carrier from the selection target when the level of the main carrier detected by the reception level detection means exceeds a predetermined threshold. A communication apparatus according to any one of claims 1 to 6.
複数の周波数帯について、受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、
前記受信レベル検出手段により検出される上側サブキャリア周波数帯と下側サブキャリア周波数帯の受信レベルを比較して、受信レベルがより低い方の周波数帯の信号を復調するために選択する周波数帯選択手段と、
この周波数帯選択手段によって選択された側のサブキャリア周波数帯に応じて発振周波数が設定される変換周波数信号発振器と、
この変換周波数信号発振器により出力される周波数信号を用いて、前記サブキャリア周波数帯の被変調信号を中間周波数帯に変換する周波数帯変換手段と、
メインキャリアと、前記変換周波数信号発振器により出力される周波数信号とを混合することで、前記中間周波数帯の被変調信号をベースバンド帯に変換するため、互いに位相が90度異なるI側,Q側の周波数信号を生成し、復調側が直交検波方式に対応して構成される信号生成手段と、
前記周波数帯選択手段により選択されたサブキャリア周波数帯に応じて、復調されたI信号とQ信号との何れか一方を、サブキャリア周期の1/4に対応する時間だけ遅延させる遅延回路とを備えたことを特徴とする通信装置。 In a communication apparatus that communicates with a communication target that returns response data by a modulation method using a subcarrier,
Reception level detection means for detecting the reception level for a plurality of frequency bands;
Frequency band selection for comparing the reception level of the upper subcarrier frequency band and the lower subcarrier frequency band detected by the reception level detection means to demodulate the signal in the lower frequency band Means,
A conversion frequency signal oscillator in which the oscillation frequency is set according to the subcarrier frequency band on the side selected by the frequency band selection means;
A frequency band converting means for converting the modulated signal in the subcarrier frequency band into an intermediate frequency band using the frequency signal output by the converted frequency signal oscillator;
By mixing the main carrier and the frequency signal output from the converted frequency signal oscillator, the modulated signal in the intermediate frequency band is converted to the baseband, so that the phases are 90 degrees different from each other on the I side and Q side. A signal generation means configured to generate a frequency signal of the demodulator and the demodulation side configured to correspond to the quadrature detection method,
A delay circuit that delays one of the demodulated I signal and Q signal by a time corresponding to ¼ of the subcarrier period according to the subcarrier frequency band selected by the frequency band selecting means; A communication device comprising:
前記メインキャリア選択手段は、前記受信レベル検出手段により、前記複数の受信チャネルについてサブキャリア周波数帯の受信レベルを比較し、前記受信レベルが最低となった受信チャネルのメインキャリアを選択すること特徴とする請求項8乃至10の何れかに記載の通信装置。 When a plurality of reception channels are set, main carrier selection means for selecting and transmitting any of the main carriers corresponding to the plurality of reception channels,
The main carrier selection means compares the reception levels of the subcarrier frequency bands for the plurality of reception channels by the reception level detection means, and selects the main carrier of the reception channel with the lowest reception level; The communication device according to claim 8 .
前記メインキャリア選択手段は、前記受信レベル検出手段により検出されたメインキャリアのレベルが所定の閾値を超えている場合は、前記メインキャリアに対応する受信チャネルを、前記選択の対象より除外すること特徴とする請求項11記載の通信装置。The main carrier selection means excludes the reception channel corresponding to the main carrier from the selection target when the level of the main carrier detected by the reception level detection means exceeds a predetermined threshold. The communication device according to claim 11.
受信チャネルが複数設定されていると、前記複数の受信チャネルに対応するメインキャリアの何れかを選択して送信し、When a plurality of reception channels are set, select and transmit one of the main carriers corresponding to the plurality of reception channels,
前記複数の受信チャネルについてサブキャリア周波数帯の受信レベルを比較し、前記受信レベルが最低となった受信チャネルのメインキャリアを選択し、Compare the reception level of the subcarrier frequency band for the plurality of reception channels, select the main carrier of the reception channel with the lowest reception level,
上側サブキャリア周波数帯と下側サブキャリア周波数帯の受信レベルを比較して、受信レベルがより低い方の周波数帯の信号を復調するために選択することを特徴とする通信方法。A communication method comprising: comparing reception levels in an upper subcarrier frequency band and a lower subcarrier frequency band and selecting a signal in a frequency band having a lower reception level for demodulation.
検出されたメインキャリアのレベルが所定の閾値を超えている場合は、前記メインキャリアに対応する受信チャネルを、前記選択の対象より除外すること特徴とする請求項14記載の通信方法。The communication method according to claim 14, wherein when the detected level of the main carrier exceeds a predetermined threshold, a reception channel corresponding to the main carrier is excluded from the selection target.
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