WO2005104391A1 - 無線受信装置 - Google Patents

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WO2005104391A1
WO2005104391A1 PCT/JP2005/005507 JP2005005507W WO2005104391A1 WO 2005104391 A1 WO2005104391 A1 WO 2005104391A1 JP 2005005507 W JP2005005507 W JP 2005005507W WO 2005104391 A1 WO2005104391 A1 WO 2005104391A1
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WO
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signal
unit
weight
received
characteristic
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PCT/JP2005/005507
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takuya Nagai
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H04B1/12—Neutralising, balancing, or compensation arrangements
    • H04B1/123—Neutralising, balancing, or compensation arrangements using adaptive balancing or compensation means
    • H04B1/126—Neutralising, balancing, or compensation arrangements using adaptive balancing or compensation means having multiple inputs, e.g. auxiliary antenna for receiving interfering signal

Definitions

  • the present invention relates to an improvement in a wireless receiving apparatus including an adaptive processing unit that controls a weight given to each of received signals received by a plurality of antenna elements.
  • Adaptive processing techniques for controlling the weight given to each of the received signals received by a plurality of antenna elements are used in various communication fields.
  • a mobile communication system such as a PHS (Personal Handyphone System)
  • the reception sensitivity is improved in a wireless reception device including an adaptive processing unit that controls the weight given to each of the reception signals received by a plurality of antenna elements.
  • Technology has been proposed.
  • this is the wireless device described in Patent Document 1.
  • the weight is converged so that the signal output from the adaptive processing unit approaches a predetermined reference signal as much as possible.
  • Patent Document 1 JP-A-2003-124857
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a radio receiving apparatus including an adaptive processing unit that converges weights as quickly as possible. is there.
  • the gist of the present invention is to provide a plurality of antenna elements. And an adaptive processing unit for controlling a weight given to each of the received signals received by the plurality of antenna elements, wherein the adaptive processing unit controls the weight of each of the received signals received by the plurality of antenna elements.
  • a frequency analysis unit that converts the signal into a frequency domain signal; and the adaptive processing unit controls the weight based on the frequency domain signal converted by the frequency analysis unit.
  • the frequency analysis unit includes a frequency analysis unit that converts each of the reception signals received by the plurality of antenna elements into a signal in a frequency domain
  • the adaptive processing unit includes a frequency conversion unit that converts the frequency converted by the frequency analysis unit. Since the weight is controlled based on the signal in the domain, the training signal is not required by using the signal in the frequency domain converted by the frequency analysis unit as a reference signal in adaptive processing. That is, it is possible to provide a wireless receiving apparatus including an adaptive processing unit that converges weights as quickly as possible while minimizing unnecessary communication.
  • the frequency analysis unit converts each of the received signals received by the plurality of antenna elements into a signal in a frequency domain by Fourier transform. In this way, it is possible to convert each of the received signals received by the plurality of antenna elements into a frequency-domain signal in a practical manner.
  • the adaptive processing unit extracts a signal representing a characteristic of each of the reception signals received by the plurality of antenna elements based on the frequency domain signal converted by the frequency analysis unit.
  • a characteristic extracting unit a weight calculating unit that calculates a weight to be given to each of the received signals received by the plurality of antenna elements based on the signal representing the characteristic extracted by the characteristic extracting unit, and a weight calculating unit.
  • a weight multiplication unit that multiplies the calculated weight by each of the reception signals received by the plurality of antenna elements, a signal synthesis unit that synthesizes the reception signal multiplied by the weight by the weight multiplication unit, An inverse frequency analysis unit that converts the synthesized signal synthesized by the synthesis unit into a signal in the time domain.
  • the adaptive processing is performed based on the frequency domain signal, and the subsequent processing is performed on the time domain signal, so that the processing required for conversion to the time domain signal can be reduced.
  • the adaptive processing unit is configured to extract a signal representing a characteristic of each of the reception signals received by the plurality of antenna elements based on the signal in the frequency domain converted by the frequency analysis unit.
  • a weight calculator for calculating weights to be given to the received signals received by the plurality of antenna elements based on the signal representing the characteristic extracted by the characteristic extractor, and a weight calculated by the weight calculator.
  • An inverse frequency analysis unit for converting the weight into a signal in the time domain, and a weight multiplication for multiplying each of the reception signals received by the plurality of antenna elements by the weight converted to the signal in the time domain by the inverse frequency analysis unit
  • a signal combining unit that combines the received signals multiplied by the weights by the weight multiplying unit.
  • the adaptive processing unit extracts a signal representing the characteristic of each of the reception signals received by the plurality of antenna elements based on the frequency domain signal converted by the frequency analysis unit.
  • a characteristic extraction unit an inverse frequency analysis unit that converts the signal representing the characteristic extracted by the characteristic extraction unit into a signal in the time domain, and represents the characteristic converted into a signal in the time domain by the inverse frequency analysis unit
  • a weight calculation unit configured to calculate a weight given to each of the reception signals received by the plurality of antenna elements based on a signal; and a weight calculated by the weight calculation unit receiving the weights received by the plurality of antenna elements.
  • a weight multiplication unit that multiplies each signal and a signal synthesis unit that synthesizes the received signal multiplied by the weight by the weight multiplication unit It is intended to include.
  • the characteristic extraction processing of each received signal is performed based on the frequency domain signal, and the subsequent processing is performed on the time domain signal. It is possible to use a signal obtained by discretizing (sampling) a signal in the time domain as a signal to be converted into a signal.
  • the characteristic extracting unit extracts a carrier and a sideband signal from the frequency domain signal converted by the frequency analyzing unit as a signal representing the characteristic.
  • the weight calculation unit calculates a weight given to each of the reception signals received by the plurality of antenna elements based on a correlation between the carrier and the sideband signal extracted by the characteristic extraction unit.
  • the weight calculation unit uses the plurality of antenna elements such that a ratio between the carrier extracted by the characteristic extraction unit and the sideband signal approaches a predetermined value as much as possible. A weight to be given to each of the received signals is calculated. In this way, by using the ratio between the carrier and the sideband signal in the weight calculation processing, the training signal is not required.
  • the characteristic extracting unit includes a pair of sidebands having the same frequency difference between the upper sideband and the lower sideband of the carrier in the frequency domain converted by the frequency analyzing unit. This is to extract the signal.
  • the amplitude of the sideband signal component in the DSB (Double side band) exists in a line-symmetrical reception signal centered on the carrier in both the upper sideband and the lower sideband. Therefore, it is possible to select a sideband signal using such characteristics.
  • the characteristic extraction unit includes a plurality of pairs of signal powers in a frequency domain converted by the frequency analysis unit, in which the frequency difference between the carrier and the carrier in the upper sideband and the lower sideband is equal.
  • a sideband signal is extracted, and the weight calculation section calculates different weight vectors for a plurality of pairs of sideband signals extracted by the characteristic extraction section. In this way, individual weight vectors can be calculated for a plurality of pairs of sideband signals, and each signal can be strengthened.
  • the apparatus further includes a storage device for storing each of the received signals received by the plurality of antenna elements, and the weight calculation unit appropriately reads out the received signal stored by the storage device, and Is calculated.
  • the circuit configuration can be simplified by appropriately performing the byte calculation process.
  • the weight calculation unit stops calculating the weight for a predetermined time thereafter. Things. In this way, unnecessary weight calculation processing is not required, and power consumption can be reduced. Further, since the amount of calculation in the weight calculation process is reduced, the time required for the reception operation can be reduced.
  • a transmission unit for transmitting a predetermined transmission signal, a cancellation signal generation unit for generating a cancellation signal having the same frequency as the main carrier of the transmission signal transmitted from the transmission unit,
  • a cancel signal control unit for controlling the phase and amplitude of the cancel signal generated by the signal generating unit, and receiving the cancel signal whose phase and amplitude are controlled by the cancel signal control unit by the plurality of antenna elements
  • a cancel signal synthesizing unit for multiplying each of the signals by the cancel signal control unit, wherein the cancel signal control unit cancels the main carrier signal power in the received signal multiplied by the cancel signal by the cancel signal synthesizing unit as much as possible. It controls the phase and amplitude of the signal. In this way, it is possible to suitably remove the signal on the transmitting side included in the received signal.
  • the wireless receiving device transmits a predetermined transmission signal to the wireless tag, and transmits a reply signal returned from the wireless tag in response to the transmission signal by the plurality of antenna elements. It is incorporated in a wireless tag communication device that communicates information with the wireless tag by receiving it. With this configuration, it is possible to provide a wireless tag communication device including an adaptive processing unit that converges weights as quickly as possible.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication system to which a wireless receiving device of the present invention is suitably applied.
  • FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an interrogation wave used in the communication system of FIG. 1 and response waves from a plurality of wireless tags.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an electrical configuration of the wireless tag communication device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a wireless tag circuit included in the wireless tag of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining in detail an electrical configuration of a receiving section which is a first embodiment of the wireless receiving apparatus of the present invention suitably incorporated in the wireless tag communication apparatus of FIG. 3;
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a received signal processing operation by the receiving unit in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining in detail an electrical configuration of a receiving section which is a second embodiment of the wireless receiving apparatus of the present invention suitably incorporated in the wireless tag communication apparatus of FIG. 3;
  • FIG. 8 is a diagram for explaining in detail an electrical configuration of a receiving section which is a third embodiment of the wireless receiving apparatus of the present invention suitably incorporated in the wireless tag communication apparatus of FIG. 3;
  • FIG. 9 is a diagram for explaining in detail an electrical configuration of a receiving section which is a fourth embodiment of the wireless receiving apparatus of the present invention suitably incorporated in the wireless tag communication apparatus of FIG. 3;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining in detail an electrical configuration of a receiving section which is a fifth embodiment of the wireless receiving apparatus of the present invention suitably incorporated in the wireless tag communication apparatus of FIG. 3;
  • FIG. 11 is a part of a flowchart illustrating a received signal processing operation performed by the receiving unit in FIG. 10.
  • FIG. 12 is a part of a flowchart illustrating a received signal processing operation performed by the receiving unit in FIG. 10.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating another electrical configuration of the wireless tag communication device in FIG. 1.
  • 10 communication system
  • 12 wireless tag communication device
  • 14 wireless tag
  • 16 transmitting unit
  • 18 transmitting antenna
  • 20 receiving antenna (antenna element)
  • 22, 70, 86 receiving unit (wireless Receiving device)
  • 24 Control unit
  • 26 Cancel processing unit
  • 28, 62, 66 Adaptive processing unit
  • 30 Demodulation unit
  • 3 Wireless tag circuit
  • 34 Antenna
  • 36 Digital circuit unit
  • 38 Rectification
  • 40 Modulator / demodulator
  • 42 Controller
  • 44 Subcarrier generator
  • 46 Subcarrier modulator
  • 48 AZD converter for received signal
  • 50 Frequency analyzer
  • 51 Communication channel setting
  • 52 Characteristic extractor
  • 54 Weight calculator
  • 56 Weight multiplier
  • 58 Signal combiner
  • 60, 68 Inverse frequency analyzer
  • 64 Intermediate inverse frequency analyzer
  • 72 Main carrier generator
  • 74 Interrogation wave generator
  • 76 Cancel signal generator
  • 78 Cancel signal controller
  • 80 Cancel signal synthes
  • FIG. 1 illustrates the configuration of a communication system 10 to which the wireless receiver of the present invention is suitably applied.
  • the communication system 10 includes a wireless tag communication device 12 in which a wireless receiving device according to one embodiment of the present invention is incorporated, and a plurality (three in FIG. 1) of wireless tags 14a, 14b, and 14c (hereinafter, particularly, The RFID tag communication device 12 is an interrogator of the RFID system, and the RFID tag 14 is a responder. Each functions as a vessel.
  • the interrogation wave F transmission signal
  • the sub-carrier wave primarily modulated by the predetermined information signal (data)
  • the wireless tag 14a receiving the interrogation wave F (Subcarrier)
  • the above interrogation wave F force 3 ⁇ 4 Order modulated response wave sl c
  • response waves F and F (hereinafter, r2 r3 unless otherwise specified) are applied to the line tags 14b and 14c.
  • a response wave F is simply generated and returned to the wireless tag communication device 12.
  • FIG. 2 is a diagram showing a relationship between the interrogation wave F and the response wave F used in the communication system 10.
  • the subcarrier f in the wireless tag 14 forms a pair of sideband (sideband) signals having the same frequency difference between the main carrier (carrier) of the interrogation wave F in the upper sideband and the lower sideband.
  • the subcarrier fs is frequency hobbed in a different manner for each wireless tag 14. That is, in each of the wireless tags 14a, 14b, and 14c,
  • the sub-carriers of the response waves F 1, F 2, F 3 from the groups 14a, 14b, 14c are rl r2 r3
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an electrical configuration of the wireless tag communication device 12.
  • the wireless tag communication device 12 includes a transmitting unit 16 for generating and transmitting the interrogation wave F, and transmits the interrogation wave F generated by the transmitting unit 16 to the wireless tag 14.
  • Antenna 18 for transmitting to A plurality of receiving antenna elements for receiving the received response wave, i.e., the first receiving antenna 20a, the second receiving antenna 20b, and the third receiving antenna 20c (hereinafter, simply referred to as the receiving antenna 20 unless otherwise specified) ),
  • a receiving unit 22 for processing a received signal received by the receiving antenna 20, and a control unit 24 for controlling the operation of the RFID tag communication device 12.
  • the receiving unit 22 includes an adaptive processing unit 28 that performs an AAA (Adaptive Array Antenna) process for controlling weights given to the received signals received by the plurality of receiving antennas 20, and an adaptive processing unit 28 that performs adaptive processing. And a demodulation unit 30 for demodulating the processed received signal.
  • AAA Adaptive Array Antenna
  • the control unit 24 is a so-called microcomputer that includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and performs signal processing according to a program stored in the ROM in advance while using a temporary storage function of the RAM.
  • the adaptive processing unit 28 and the demodulating unit 30 of the receiving unit 22 transmit the signal from the wireless tag 14. Controls the reception signal processing operation of response wave F.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a wireless tag circuit 32 included in the wireless tag 14.
  • the wireless tag 14 receives an interrogation wave F from the wireless tag communication device 12 and an antenna 34 for transmitting a response wave F to the wireless tag communication device 12.
  • a digital circuit 36 for performing digital signal processing, a rectifier 38 for rectifying a part of the interrogation wave F received by the antenna 34 and supplying the rectified part as an energy source to the digital circuit 36,
  • a modulation / demodulation unit 40 connected to the signal 34 for modulating and demodulating a signal.
  • the digital circuit section 36 is generated by a control section 42 for controlling the operation of the wireless tag circuit 32, a subcarrier generation section 44 for generating a subcarrier (subcarrier), and the subcarrier generation section 44.
  • a sub-carrier modulation unit 46 that modulates (primary modulation) the sub-carrier with phase modulation (PSK) or the like based on an information signal input via the control unit 42; .
  • the sub-carrier modulated by the sub-carrier modulating section 46 is input to the modulator / demodulator 40, and the sub-carrier input to the modulator / demodulator 40 is used to transmit the signal from the RFID tag communication device 12
  • the received interrogation wave F is modulated (secondary modulation) and sent from antenna 34 above. It is transmitted to the wireless tag communication device 12 as a response wave ⁇ .
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the electrical configuration of the adaptive processing unit 28 provided in the wireless tag communication device 12 in detail.
  • the adaptive processing unit 28 is an embodiment of the wireless receiving device of the present invention, and converts received signals received by the first receiving antenna 20a, the second receiving antenna 20b, and the third receiving antenna 20c into digital signals.
  • the received signal which is a signal in the time domain converted into a digital signal by the AZD converter 48 (a signal that conveys information by a temporal change in signal level such as a slope, a peak position, and a waveform).
  • the first frequency analysis unit 50a, the second frequency analysis unit 50b, and the third frequency analysis unit 50c that convert the signals to signals in the frequency domain (signals that convey information by changing the level of each frequency component) Is (Hereinafter referred to as a frequency analysis unit 50), a communication channel setting unit 51 for setting a plurality of communication channels based on the frequency domain signals converted by the frequency analysis unit 50, and a signal converted by the frequency analysis unit 50.
  • characteristic extraction unit 52ba characteristic extraction unit 52ba, fifth characteristic extraction unit 52bb, sixth characteristic extraction unit 52bc, seventh characteristic extraction unit 52ca, eighth characteristic extraction unit 52cb, ninth characteristic extraction unit 52cc (hereinafter, unless otherwise distinguished, simply A characteristic extracting unit 52), and calculating a weight given to each of the received signals received by the plurality of receiving antennas 20 based on the signals representing the characteristics extracted by the characteristic extracting unit 52.
  • the weight calculation unit 54a, the second weight calculation unit 54b, and the third weight calculation unit 54c (hereinafter, simply referred to as the weight calculation unit 54 unless otherwise specified) and the weight calculation unit 54 A first weight multiplication unit 56aa, a second weight multiplication unit 56ab, a third weight multiplication unit 56ac, a fourth weight multiplication unit 56ba, and a fifth weight multiplication for multiplying each of the reception signals received by the plurality of reception antennas 20 by a weight.
  • the weight multiplication unit 56 A first signal synthesizing unit 58a, a second signal synthesizing unit 58b, and a third signal synthesizing unit 58c (hereinafter, simply referred to as signal synthesizing unit 58 unless otherwise distinguished) for synthesizing the received signals multiplied by the weights
  • the first inverse frequency analysis unit 60a, the second inverse frequency analysis unit 60b, and the third inverse frequency analysis unit 60c that convert the synthesized signals synthesized by the signal synthesis unit 58 into signals in the time domain, respectively (hereinafter, not particularly distinguished) In some cases, this is simply referred to as an inverse frequency analysis unit 60).
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining a received signal processing operation by the receiving unit 22, which is repeatedly executed at a predetermined cycle.
  • the reception signal processing by the reception unit 22 will be described with reference to this flowchart.
  • a description will be given of three-multiplexed back-skiutter communication for performing information communication with the three wireless tags 14a, 14b, and 14c.
  • step SA1 corresponding to the operation of the received signal AZD conversion section 48 (hereinafter, the steps are omitted), the signals are received by the first receiving antenna 20a, the second receiving antenna 20b, and the third receiving antenna 20c. Each of the received signals is converted into a digital signal.
  • step SA2 corresponding to the operation of the frequency analysis unit 50, the received signals converted into digital signals in SA1 are Fourier-transformed, and converted into signals in the time domain and frequency domain. For example, FFT (Fast Fourier Analysis) is performed to divide the entire band of 8,388,608 [Hz] into 4,096, [Hz] such that the frequency interval after conversion becomes a predetermined channel interval.
  • FFT Fast Fourier Analysis
  • N in this equation (1) is FFT
  • the reception signal converted into a signal in the frequency domain by the first frequency analysis unit 50a, the second frequency analysis unit 50b, and the third frequency analysis unit 50c is input to the communication channel setting unit 51.
  • the received signal from the first receiving antenna 20a converted into a signal in the frequency domain by the first frequency analyzing unit 50a is output from the first characteristic extracting unit 52aa, the second characteristic extracting unit 52ab, and the third characteristic extracting unit. While being input to the unit 52ac, it is also input to the first weight multiplication unit 56aa, the fourth weight multiplication unit 56ba, and the seventh weight multiplication unit 56ca.
  • the reception signal from the second reception antenna 20b converted into a signal in the frequency domain by the second frequency analysis unit 50b.
  • the signal is input to the fourth characteristic extraction unit 52ba, the fifth characteristic extraction unit 52bb, and the sixth characteristic extraction unit 52bc, and the second weight multiplication unit 56ab, the fifth weight multiplication unit 56bb, and the eighth weight multiplication unit Entered in 56cb.
  • the received signal from the third receiving antenna 20c which has been converted into a signal in the frequency domain by the third frequency analyzing unit 50c, is output to the seventh characteristic extracting unit 52ca, the eighth characteristic extracting unit 52cb, and the ninth characteristic extracting unit.
  • the 52cc it is also input to the third weight multiplication unit 56ac, the sixth weight multiplication unit 56bc, and the ninth weight multiplication unit 56cc.
  • a plurality of communication channels are set based on the reception signal converted into a signal in the frequency domain in SA2.
  • six values are obtained for one channel. Can be.
  • those that exceed the signal strength threshold by a predetermined score or more are selected as channels to be used, and three of the channels that have been used for a long time are set as communication channels. .
  • These three communication channels correspond to return signals from the three wireless tags 14, respectively.
  • the frequency of the subcarrier f in the wireless tag 14 is 65,536—92,512 [s
  • the value corresponding to the first channel is set to the first characteristic extraction unit 52aa, the fourth characteristic extraction unit 52ba, and the seventh characteristic extraction unit 52ca, and the second channel is set.
  • the value corresponding to the channel is stored in the second characteristic extracting unit 52ab, the fifth characteristic extracting unit 52bb, and the eighth characteristic extracting unit 52cb, and the value corresponding to the third channel is stored in the third characteristic extracting unit 52ac and the sixth characteristic extracting unit 52c.
  • each of the received signals for each of the plurality of communication channels set in S A 3 are extracted.
  • the subcarrier-carrier ratio f (k , nch) are calculated.
  • the frequency analysis unit 50 converts the signal into a signal in the frequency domain, a phase difference occurs by 2 ⁇ / ⁇ in the received signal depending on time n and frequency m. It is necessary to perform correction for each communication channel.
  • the phase of the received signal is inverted between the upper sideband and the lower sideband, the signal in the lower sideband is multiplied by ejre . That is, the input signal k at time m and the signal f (k, nch) of the channel nch are expressed by the following (
  • Equation 2 np indicates the carrier sequence number.
  • the carrier f (k) is represented by the following equation (3).
  • the first characteristic extracting unit 52aa, the fourth characteristic extracting unit 52ba, and the seventh characteristic extracting unit 52ca calculate the subcarrier carrier ratio f (k, lch) corresponding to the first channel, and It is input to the one weight calculator 54a. Also
  • the second characteristic extracting unit 52ab, the fifth characteristic extracting unit 52bb, and the eighth characteristic extracting unit 52cb calculate a subcarrier-carrier ratio f (k, 2ch) corresponding to the second channel, and
  • the third characteristic extracting unit 52ac, the sixth characteristic extracting unit 52bc, and the ninth characteristic extracting unit 52cc calculate the subcarrier carrier ratio f (k, 3ch) corresponding to the third channel, and calculate the third weight. Entered in part 54c.
  • the weight vector for each communication channel is determined based on the subcarrier-carrier ratio f (k, nch) calculated in SA4.
  • the reception signal sc for each communication channel is set so that the subcarrier-carrier ratio f (k, nch) calculated by the characteristic extraction unit 52 approaches a predetermined value as much as possible.
  • nch is expressed as the following equation (5).
  • * In this equation (5) indicates complex conjugate.
  • the weight vector is determined so that the synthesized signal output y (nch) is equal to the reference signal rO (nch). That is, the weight w 0 * (nch) is calculated so that the error signal er (nch) between the synthesized signal output y (nch) and the reference signal rO (nch) expressed by the following equation (6) converges to zero.
  • Weight w 1 (nch) at time m is calculated, and this calculation is repeated.
  • the first weight calculating unit 54a calculates a weight vector corresponding to the first channel.
  • the signals are input to the first weight multiplication unit 56aa, the second weight multiplication unit 56ab, and the third weight multiplication unit 56ac.
  • the second weight calculator 54b calculates a weight vector corresponding to the second channel and inputs the calculated weight vector to the fourth weight multiplier ba, the fifth weight multiplier bb, and the sixth weight multiplier be.
  • the third weight calculator 54c calculates a weight vector corresponding to the third channel, and inputs the calculated weight vector to the seventh weight multiplier ca, the eighth weight multiplier cb, and the ninth weight multiplier cc.
  • wk1 (nch) wkO (nch) + ⁇ X rtmp (k) X er * (nch)
  • Rxxi (m) (nch, ka, k) Rxxi (m " 1) ⁇ noh ' ka ' k) -rtmp (k) x rtmp * (ka) x—... (10)
  • the weight vector for each communication channel calculated in SA5 is converted into a frequency domain signal in SA2 by the first receiving antenna 20a.
  • the received signals supplied from the second receiving antenna 20b and the third receiving antenna 20c are respectively multiplied. Since the weight calculated by the weight calculator 54 has been corrected for the phase difference by the equation (2), it is necessary to add the phase difference in accordance with the frequency. That is, the signal X ′ (n) obtained by strengthening the signal of the communication channel nch at the time m is represented by the following equation (11).
  • the first weighted power nch is represented by the following equation (11).
  • the weight vector corresponding to the first channel is supplied from the first frequency conversion unit 50a, the second frequency conversion unit 50b, and the third frequency conversion unit 50c by the calculation unit 56aa, the second weight multiplication unit 56ab, and the third weight multiplication unit 56ac.
  • the received signals are respectively multiplied and input to the first signal synthesizing section 58a.
  • the weight vector corresponding to the second channel is converted by the fourth weight multiplier ba, the fifth weight multiplier bb, and the sixth weight multiplier be into the first frequency converter 50a, the second frequency converter 50b, and the third frequency multiplier 50b.
  • the received signals supplied from the frequency converter 50c are multiplied by the respective signals and input to the second signal synthesizer 58b.
  • the weight vector corresponding to the third channel is converted by the seventh weight multiplication unit ca, the eighth weight multiplication unit cb, and the ninth weight multiplication unit cc into the first frequency conversion unit 50a and the second frequency conversion unit 50b.
  • the received signal supplied from the third frequency conversion unit 50c is multiplied by the received signal and input to the third signal synthesis unit 58c.
  • the first receiving antenna 20a, the second receiving antenna 20b, and the third receiving antenna 20c multiplied by the weight vector in SA6 The supplied reception signals are combined for each communication channel.
  • the received signal multiplied by the weight level corresponding to the first channel is combined by the first signal combining section 58a and input to the first inverse frequency analyzing section 60a.
  • the received signal multiplied by the weight vector corresponding to the second channel is synthesized by the second signal synthesizing section 58b and input to the second inverse frequency analyzing section 60b.
  • the received signal multiplied by the weight vector corresponding to the third channel is synthesized by the third signal synthesizing section 58c and input to the third inverse frequency analyzing section 60c.
  • the received signal synthesized in SA 7 is subjected to inverse Fourier transform for each communication channel, and converted into a signal in a frequency domain and a signal in a time domain. After the conversion, this routine is terminated.
  • communication of information corresponding to the subcarrier that is frequency-hopped in each of the wireless tags 14a, 14b, and 14c is performed, and the information signals from the wireless tags 14a, 14b, and 14c are suitably read. be able to.
  • the adaptive processing unit includes the frequency analysis unit 50 (SA2) that converts each of the reception signals received by the plurality of reception antennas 20 into a signal in the frequency domain. 28 controls the weight based on the signal in the frequency domain converted by the frequency analysis unit 50. Therefore, the signal in the frequency domain converted by the frequency analysis unit 50 is used as a reference signal in adaptive processing. As a result, the training signal is not required. That is, it is possible to provide the reception unit 22 which is a wireless reception device including the adaptive processing unit 28 that converges weights as quickly as possible without requiring extra transmission data.
  • SA2 frequency analysis unit 50
  • the frequency analysis unit 50 receives the signals received by the plurality of reception antennas 20. Since each signal is converted into a signal in the frequency domain by Fourier transform, each of the received signals received by the plurality of receiving antennas 20 can be converted into a signal in the frequency domain in a practical manner.
  • the adaptive processing unit 28 further includes a signal representing the characteristic of each of the received signals received by the plurality of reception antennas 20 based on the frequency domain signal converted by the frequency analysis unit 50. (SA4), and a weight calculation unit that calculates a weight given to each of the reception signals received by the plurality of reception antennas 20 based on the signal representing the characteristics extracted by the characteristic extraction unit 52 54 (SA5), a weight multiplication unit 56 (SA6) for multiplying each of the reception signals received by the plurality of reception antennas 20 by the weight calculated by the weight calculation unit 54, and a weight multiplication unit 56
  • SA7 signal combining unit 58 that combines the received signals multiplied by the weights, and an inverse frequency analysis that converts the combined signal combined by the signal combining unit 58 into a time-domain signal. Since the adaptive processing is performed based on the signal in the frequency domain and the subsequent processing is performed on the signal in the time domain, the processing required for conversion to the signal in the time domain is reduced. Do it.
  • the characteristic extracting unit 52 extracts the signal power in the frequency domain converted by the frequency analyzing unit 50 as well as the carrier and sideband signals as signals representing the characteristics, and the weight calculating unit 54 Since the weight to be given to each of the reception signals received by the plurality of reception antennas 20 is calculated based on the correlation between the carrier and the sideband signal extracted by the characteristic extraction unit 52, the characteristic extraction processing is performed.
  • the signal converted into the frequency domain the received signal, noise, and carrier can be appropriately divided, and only the component of the received signal can be strengthened.
  • the weight calculating section 54 receives the signals by the plurality of receiving antennas 20 such that the ratio of the carrier extracted by the characteristic extracting section 52 to the side band signal approaches a predetermined value as much as possible. Since the weight to be given to each of the received signals is calculated, the training signal becomes unnecessary by using the ratio of the carrier and the sideband signal in the weight calculation processing.
  • the characteristic extracting unit 52 is configured to convert the frequency domain converted by the frequency analyzing unit 50. Since a pair of sideband signals having the same frequency difference with the carrier in the upper sideband and the lower sideband are extracted, the amplitude of the sideband signal component in the DSB (Double side band) is Since the received signal is placed in both the upper sideband and the lower sideband in a line-symmetrical manner with the carrier as an axis, a sideband signal can be selected by using such characteristics.
  • the characteristic extracting unit 52 includes a plurality of pairs of sideband signals having the same frequency difference between the carrier in the upper sideband and the lower sideband in the frequency domain converted by the frequency analyzing unit 50.
  • the weight calculation unit 54 calculates different weight vectors for the plurality of pairs of sideband signals extracted by the characteristic extraction unit 52, so that a plurality of pairs of sideband signals are calculated. Individual weight vectors can be calculated for the signals, and each signal can be strengthened.
  • the receiving unit 22 transmits a predetermined transmission signal to the wireless tag 14 by the transmission antenna 18, and also transmits a reply signal returned from the wireless tag 14 in response to the transmission signal. Since it is incorporated in the wireless tag communication device 12 that receives information from the plurality of receiving antennas 20 to communicate information with the wireless tag 14, the adaptive processing unit 28 that converges weights as quickly as possible. Can be provided.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining in detail the electrical configuration of an adaptive processing unit 62 that is a second embodiment of the wireless reception device of the present invention suitably incorporated in the wireless tag communication device 12.
  • the reception signal converted into a digital signal by the first reception signal AZD conversion unit 48a, the second reception signal AZD conversion unit 48b, and the third reception signal AZD conversion unit 48c is subjected to the frequency analysis. It is input to the unit 50 and the weight multiplication unit 56. Further, the adaptive processing unit 62 converts the signal representing the weight vector for each communication channel calculated by the weight calculation unit 54 into a signal in the time domain.
  • An inter-inverse frequency analysis unit 64 is provided.
  • the signal representing the weight vector corresponding to the first channel calculated by the first weight calculation unit 54a is a first intermediate inverse frequency analysis unit 64aa, a second intermediate inverse frequency analysis unit 64ab, 3 Intermediate Inverse frequency analysis unit 64ac converts the signal into a time-domain signal, which is input to first weight multiplication unit 56aa, second weight multiplication unit 56ab, and third weight multiplication unit 56ac, respectively, and the first received signal AZD conversion unit 48a, the second received signal AZD converter 48b, and the received signal supplied from the third received signal A / D converter 48c are respectively multiplied.
  • the signal representing the weight vector corresponding to the second channel calculated by the second weight calculator 54b is a fourth intermediate inverse frequency analyzer 64ba, a fifth intermediate inverse frequency analyzer 64bb, and a sixth intermediate inverse frequency.
  • the signal is converted into a signal in the time domain by the analysis unit 64bc, and is input to the fourth weight multiplication unit 56ba, the fifth weight multiplication unit 56bb, and the sixth weight multiplication unit 56bc, respectively, and the first reception signal A / D conversion unit 48a the second reception signal AZD converting unit 48b, is multiplied received signal respectively supplied from the third received signal AZD conversion unit 4 8c.
  • the signal representing the weight vector corresponding to the third channel calculated by the third weight calculating unit 54c is a seventh intermediate inverse frequency analyzing unit 64ca, an eighth intermediate inverse frequency analyzing unit 64cb, and a ninth intermediate inverse frequency solution.
  • the signal is converted into a signal in the time domain by the analysis unit 64cc, and is input to the seventh weight multiplication unit 56ca, the eighth weight multiplication unit 56cb, and the ninth weight multiplication unit 56cc, respectively, and the first reception signal AZD conversion unit 48a and the second
  • the received signal is multiplied by the received signal supplied from the AZD converter 48b and the third received signal supplied from the AZD converter 48c.
  • the adaptive processing unit 62 is configured to control the reception signals received by the plurality of reception antennas 20 based on the frequency domain signals converted by the frequency analysis unit 50, respectively.
  • a characteristic extracting unit 52 for extracting a signal representing the characteristic of the received signal, and calculating a weight given to each of the received signals received by the plurality of receiving antennas 20 based on the signal representing the characteristic extracted by the characteristic extracting unit 52.
  • Weight calculating section 54 intermediate inverse frequency analyzing section 64 for converting the signal representing the weight calculated by weight calculating section 54 into a signal in the time domain, and converting into a signal in the time domain by intermediate inverse frequency analyzing section 64
  • Weight multiplication section 56 for multiplying each of the reception signals received by the plurality of reception antennas 20 by a signal representing the weight thus obtained, and the weight multiplication section 56 to Since it includes a signal synthesizing unit 58 for synthesizing the received signal multiplied by the weight, the characteristic extraction processing and the weight calculation processing of each received signal are performed based on the signal in the frequency domain, and the subsequent processing is performed in time.
  • a signal in the domain it is possible to use a discretized (sampled) signal in the time domain as a signal to be converted to the frequency domain for weight calculation.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining in detail the electrical configuration of an adaptive processing unit 66 which is a third embodiment of the wireless receiving device of the present invention suitably incorporated in the wireless tag communication device 12.
  • the reception signal converted into a digital signal by the first reception signal AZD conversion unit 48a, the second reception signal AZD conversion unit 48b, and the third reception signal AZD conversion unit 48c is subjected to the frequency analysis. It is input to the unit 50 and the weight multiplication unit 56.
  • the signal representing the characteristic extracted by the first characteristic extraction unit 52aa is converted into a signal in the time domain by the first inverse frequency analysis unit 68aa, and the first weight calculation unit 54a Is input to
  • the signal representing the characteristic extracted by the second characteristic extraction unit 52ab is converted into a signal in the time domain by the second inverse frequency analysis unit 68ab, and is input to the first weight calculation unit 54a.
  • the signal representing the characteristic extracted by the third characteristic extraction unit 52ac is converted into a signal in the time domain by the third inverse frequency analysis unit 68ac and input to the first weight calculation unit 54a.
  • the signal representing the characteristic extracted by the fourth characteristic extraction unit 52ba is converted into a signal in the time domain by the fourth inverse frequency analysis unit 68ba, and is input to the second weight calculation unit 54b.
  • the signal representing the characteristic extracted by the fifth characteristic extracting unit 52bb is converted into a signal in the time domain by the fifth inverse frequency analyzing unit 68bb and is input to the second weight calculating unit 54b.
  • the signal representing the characteristic extracted by the sixth characteristic extracting unit 52bc is converted into a signal in the time domain by the sixth inverse frequency analyzing unit 68bc, and is input to the second weight calculating unit 54b.
  • the signal representing the characteristic extracted by the seventh characteristic extracting unit 52ca is converted into a signal in the time domain by the seventh inverse frequency analyzing unit 68ca, and is input to the third weight calculating unit 54c.
  • the signal representing the characteristic extracted by the eighth characteristic extraction unit 52cb is converted into a signal in the time domain by the eighth inverse frequency analysis unit 68cb, and is converted into a signal in the time domain. Entered in 4c.
  • the signal representing the characteristic extracted by the ninth characteristic extraction unit 52cc is converted into a signal in the time domain by the ninth inverse frequency analysis unit 68cc and input to the third weight calculation unit 54c.
  • the adaptive processing unit 66 is received by the plurality of receiving antennas 20 based on the frequency domain signal converted by the frequency analyzing unit 50.
  • a characteristic extraction unit 52 for extracting a signal representing the characteristic of each received signal; an inverse frequency analysis unit 68 for converting a signal representing the characteristic extracted by the characteristic extraction unit 52 into a time-domain signal; and an inverse frequency analysis unit
  • a weight calculation unit 54 that calculates a weight given to each of the reception signals received by the plurality of reception antennas 20 based on the signal representing the characteristic converted into a signal in the time domain by 68, and a weight calculation unit 54
  • a weight multiplying unit 56 for multiplying each of the received signals received by the plurality of receiving antennas 20 by the calculated weight, and a weight multiplying unit 56
  • a signal combining unit 58 for combining the multiplied received signals.
  • the characteristic extraction processing of each received signal is performed based on the frequency domain signal, and the subsequent processing is performed in the time domain signal.
  • a discretized (sampled) time domain signal can be used as the signal to be converted to the frequency domain for the characteristic extraction processing.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating another electrical configuration of the wireless tag communication device 12.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the transmission unit 16 suitably incorporated in the wireless tag communication device 12 and the wireless communication device of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining in detail an electrical configuration of a receiving section 70 which is a fourth embodiment of the line receiving apparatus.
  • the receiving unit 70 of the fourth embodiment includes a canceling processing unit 26 for removing a sneak signal of a transmitting side force included in the received signals received by the plurality of receiving antennas 20. Have.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating another electrical configuration of the wireless tag communication device 12.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the transmission unit 16 suitably incorporated in the wireless tag communication device 12 and the wireless communication device of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining in detail an electrical configuration of a receiving section 70 which is a fourth embodiment of the line receiving apparatus.
  • the receiving unit 70 of the fourth embodiment includes a canceling processing unit 26 for removing a sneak
  • the transmitting section 16 includes a main carrier generating section 72 for generating a main carrier of a predetermined frequency, a main carrier generated by the main carrier generating section 72, and a predetermined information signal. And an interrogation wave generator 74 that generates an interrogation wave F by combining the interrogation wave and the interrogation wave F.
  • the interrogation wave F generated by the interrogation wave generator 74 is transmitted from the transmission antenna 18 to the wireless tag 14. It is supposed to be.
  • the receiving section 70 has the same frequency as the main carrier transmitted from the main carrier generating section 72.
  • Cancel processing is performed by the first cancel signal synthesizing section 80a, the second cancel signal synthesizing section 80b, and the third cancel signal synthesizing section 80c.
  • the first down-converter 84a for down-converting the received signal which is, the second down-converter 84b, and a third down-converter 84c, and is configured to include.
  • the received signals down-converted by the first down converter 84a, the second down converter 84b, and the third down converter 84c are connected to the first received signal AZD converter 48a, the second received signal AZD converter 48b, and the third
  • the received signal is input to the AZD converter 48c and converted into digital signals, respectively, and then the above-described adaptive processing is performed.
  • the cancel signal generating unit 76, the cancel signal control unit 78, and the cancel signal synthesizing unit 80 correspond to the cancel processing unit 26.
  • the cancel signal control unit 78 preferably controls the phase and amplitude of the cancel signal so that the main carrier signal power in the received signal to which the cancel signal is added by the cancel signal combining unit 80 is as small as possible. Is controlled. Normally, a sneak signal of the transmitting side force is mixed in the reception signals received by the plurality of reception antennas 20. This wraparound signal is caused by the interrogation wave F transmitted from the transmitting antenna 18, and is removed by adding a cancellation signal having the same frequency as that of the main carrier component of the interrogation wave F and an opposite phase. be able to. Since the cancel signal generator 76 generates a cancel signal by controlling the phase and amplitude of the main carrier generated by the main carrier generator 72, the main carrier component of the interrogation wave F Cancel signals of the same frequency can be easily output.
  • the transmitting unit 16 that transmits a predetermined transmission signal
  • a cancel signal generator 76 that generates a cancel signal having the same frequency as the main carrier of the transmission signal transmitted from the transmitter 16, and a cancel signal that controls the phase and amplitude of the cancel signal generated by the cancel signal generator 76.
  • the cancel signal control unit 78 controls the phase and amplitude of the cancel signal so that the main carrier signal power in the received signal multiplied by the cancel signal by the cancel signal combining unit 80 becomes as small as possible. Therefore, it is possible to appropriately remove the sneak signal of the transmitting force included in the received signal. That Example 5
  • FIG. 10 is a diagram for explaining in detail the electrical configuration of a receiving section 86 which is a fifth embodiment of the wireless receiving apparatus of the present invention suitably incorporated in the wireless tag communication apparatus 12.
  • the first characteristic extracting unit 52aa, the second characteristic extracting unit 52ab, and the third characteristic extracting unit 52ac are collectively represented as a characteristic extracting unit 52a.
  • the receiving unit 86 includes a RAM 88 that is a storage device for storing received signals received by the plurality of receiving antennas 20; a first received signal AZD conversion unit 48a; and a second received signal A / D conversion Unit 48b, the third received signal
  • the received signal converted into a digital signal by the AZD conversion unit 48c is appropriately stored in the RAM 88, and the received signal stored in the RAM 88 is appropriately read out to read the frequency analysis unit 50 and the weight.
  • the first memory interface 90a to be supplied to the multiplication unit 56 and the received signal converted into a signal in the frequency domain by the frequency analysis unit 50 are appropriately stored in the RAM 88, and the received signals stored in the RAM 88 are appropriately stored.
  • the second memory interface 90b which is read out and supplied to the communication channel setting unit 51 and the characteristic extracting unit 52 and the characteristic extracted by the characteristic extracting unit 52 is shown.
  • a third memory interface 90c for appropriately reading out the received signals stored in the RAM 88 and supplying the signals to the inverse frequency analysis unit 68, and a time domain signal by the inverse frequency analysis unit 68.
  • the signal representing the characteristic converted into the signal is appropriately stored in the RAM 88, and the signal representing the characteristic stored in the RAM 88 is stored in the RAM 88.
  • a memory interface 90d which is appropriately read and supplied to the weight calculating section 54.
  • the weight calculation section 54 included in the reception section 86 preferably stops calculating weights for a predetermined time thereafter when the synthesized signal synthesized by the signal synthesis section 58 converges to a predetermined value. Is what you do.
  • FIG. 11 and FIG. 12 are flowcharts for explaining the reception signal processing operation by the reception unit 86, which is repeatedly executed at a predetermined cycle.
  • the received signal processing by the receiving unit 86 will be described with reference to this flowchart.
  • the interrogation wave F is transmitted from the transmission antenna 18 to the wireless tag 14.
  • SB2 corresponding to the operation of the first memory interface 90a
  • the response wave F to which the wireless tag 14 has also been returned is received by the plurality of receiving antennas 20 and received by the reception signal AZD conversion section 48. After being converted into a digital signal, it is stored in the RAM 88.
  • i 0 in SB3.
  • SB4 corresponding to the operation of the first memory interface 90a, the received signal i stored in the RAM 88 is read.
  • the received signal i read at SB4 is subjected to fast Fourier transform (FFT), and the result is stored in the RAM 88. Is done.
  • FFT fast Fourier transform
  • SB6 it is determined whether or not the received signal i ⁇ N ⁇ 1. N indicates the number of receiving antennas. If the determination of SB6 is affirmative, the value of i is added to i in SB7, and then the force of executing the processing of SB4 and below is re-determined.
  • the reception signal converted into the signal in the frequency domain is read out from the RAM 88 and the communication channel is set, and the carrier frequency is detected.
  • the subcarrier-carrier ratio f is determined based on the received signal converted into the frequency domain signal read out in SB8. It is calculated and stored in the RAM 88.
  • the sub-carrier ratio f of the received signal i is It is read from the RAM 88.
  • the subcarrier-carrier ratio f of the reception signal ii read at SB11 is inverse Fourier transformed. (IFFT) and the result is
  • SB13 it is determined whether or not N ⁇ 1. If the determination of SB13 is affirmative, the process after SB11 is executed again after adding 1 to ii in SB14, but if the determination of SB13 is denied, the fourth process is performed.
  • SB 15 corresponding to the operation of the memory-to-interface 90d, the result of the inverse Fourier transform of the subcarrier-carrier ratio f of all the signals stored in the RAM 88 is read out.
  • SB16 corresponding to the operation of the weight calculation unit 54, a difference between the previous received signal and the reference signal is calculated, and the difference is equal to or less than a predetermined value and within a predetermined time from the previous weight calculation.
  • a weight vector is calculated based on the subcarrier-to-carrier ratio f read in SB 15.
  • SB17 corresponding to the operation of the first memory interface 90a
  • a digital conversion result of the reception signals received by the plurality of reception antennas 20 is read from the RAM88.
  • SB18 corresponding to the operation of the weight multiplication unit 56
  • the weight vector calculated in SB16 is multiplied by the received signal read in SB17.
  • SB19 corresponding to the operation of the signal synthesizing section 58, the received signal multiplied by weight in SB18 is signal-synthesized, and then this routine is terminated.
  • the weight calculation unit 54 includes the RAM 88 that is a storage device that stores the received signals received by the plurality of reception antennas 20. Since the weight vector is calculated by appropriately reading out the stored reception signal, the circuit configuration can be simplified by appropriately performing the weight calculation processing.
  • the weight calculation unit 54 stops calculating the weight for a predetermined time thereafter. Unnecessary weight calculation processing is not required, and power consumption can be reduced. Also, when the amount of calculation in the weight calculation process is reduced, it is necessary for the reception operation. The time can be shortened.
  • information communication is performed with the plurality of wireless tags 14, and the received signals received by the plurality of receiving antennas 20 are stored in the RAM 88, and then read out as appropriate to set the communication channel.
  • information communication with a plurality of wireless tags 14 can be performed with a configuration as simple as possible. It can be carried out.
  • the frequency analysis unit 60 and the like are individually provided and controlled by the control unit 42, these configurations have a control function of the control unit 42 or a predetermined DSP (Digital Signal Processor) or the like. It may be.
  • the configuration of the cancel signal generating section 76, the cancel signal control section 78, the cancel signal synthesizing section 80, and the like may be provided functionally.
  • the RFID tag communication device 12 is provided with the transmission antenna 18 and the plurality of reception antennas 20 individually, but the antenna and the directional coupler for both transmission and reception are used. It may be provided. This simplifies the configuration of the wireless tag communication device 12. Further, the number of transmission antennas is not limited to one, and a mode in which the transmission signal is transmitted from a plurality of transmission antennas is naturally considered.
  • the power described in the three-multiplex back-scatterer communication for performing information communication with the three wireless tags 14a, 14b, and 14c. May be used for communication.
  • a configuration for establishing a communication channel corresponding to the number of wireless tags 14 to be communicated is provided.
  • the power of the adaptive processing in the communication of information with the wireless tag 14 using the subcarrier is described.
  • the present invention is not limited to the knockout scatterer communication. , OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), and other communications such as OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). It can be widely used in wireless communication for performing processing.

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Abstract

　可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理部を備えた無線受信装置を提供する。 　複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれを周波数領域の信号に変換する周波数解析部５０と、その周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号に基づいてそれら受信信号に与えるウェイトの制御を行うアダプティブ処理部２８とを、含むことから、前記周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号をアダプティブ処理における参照信号として用いることで、トレーニング信号が不要とされる。すなわち、サブキャリアホッピングを行う無線タグ１４との間の情報の通信等において可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理部２８を備えた受信部２２を提供することができる。

Description

明 細 書
無線受信装置
技術分野
[0001] 本発明は、複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイ トの制御を行うァダプティブ処理部を備えた無線受信装置の改良に関する。
背景技術
[0002] 複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの制御を 行うァダプティブ処理技術が様々な通信分野で用いられている。例えば、 PHS ( Personal Handyphone System)等の移動体通信システムでは、複数のアンテナ素子 により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの制御を行うァダプティブ処理 部を備えた無線受信装置において、受信感度を向上させるための技術が提案されて いる。例えば、特許文献 1に記載された無線装置がそれである。この技術では、ァダ プティブ処理部から出力される信号が所定の参照信号に可及的に近づくようにウェイ トが収束させられる。
[0003] 特許文献 1：特開 2003— 124857号公報
[0004] しかし、前記従来の技術では、ァダプティブ処理にぉ 、て参照信号と比較するため にトレーニング信号を用いることから、送信すべきデータ以外に余分なデータを送る 必要があることにカ卩え、ウェイトが収束するまでに時間が力かるという弊害があった。 すなわち、可及的速やかにウェイトを収束させるァダプティブ処理部を備えた無線受 信装置の開発が求められていた。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、 可及的速やかにウェイトを収束させるァダプティブ処理部を備えた無線受信装置を 提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、複数のアンテナ素子 と、それら複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイト の制御を行うァダプティブ処理部とを、備えた無線受信装置であって、前記複数のァ ンテナ素子により受信された受信信号それぞれを周波数領域の信号に変換する周 波数解析部を含み、前記ァダプティブ処理部は、その周波数解析部により変換され た周波数領域の信号に基づいて前記ウェイトの制御を行うものである。
発明の効果
[0007] このようにすれば、前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを 周波数領域の信号に変換する周波数解析部を含み、前記ァダプティブ処理部は、 その周波数解析部により変換された周波数領域の信号に基づいて前記ウェイトの制 御を行うものであるため、前記周波数解析部により変換された周波数領域の信号を ァダプティブ処理における参照信号として用いることで、トレーニング信号が不要とさ れる。すなわち、余分な通信を極力省いて可及的速やかにウェイトを収束させるァダ プティブ処理部を備えた無線受信装置を提供することができる。
[0008] ここで、好適には、前記周波数解析部は、前記複数のアンテナ素子により受信され た受信信号それぞれをフーリエ変換により周波数領域の信号に変換するものである 。このようにすれば、実用的な態様で前記複数のアンテナ素子により受信された受信 信号それぞれを周波数領域の信号に変換することができる。
[0009] また、好適には、前記ァダプティブ処理部は、前記周波数解析部により変換された 周波数領域の信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号 それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出部と、その特性抽出部により抽出さ れた特性を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信 号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出部と、そのウェイト算出部により算 出されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに乗 算するウェイト乗算部と、そのウェイト乗算部によりウェイトが乗算された受信信号を合 成する信号合成部と、その信号合成部により合成された合成信号を時間領域の信号 に変換する逆周波数解析部とを、含むものである。このようにすれば、ァダプティブ処 理を周波数領域の信号に基づ 、て行 、、その後の処理を時間領域の信号で行うこと で、その時間領域の信号への変換に要する処理が少なくて済む。 [0010] また、前記ァダプティブ処理部は、前記周波数解析部により変換された周波数領 域の信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれ の特性を表す信号を抽出する特性抽出部と、その特性抽出部により抽出された特性 を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞ れに与えるウェイトを算出するウェイト算出部と、そのウェイト算出部により算出された ウェイトを時間領域の信号に変換する逆周波数解析部と、その逆周波数解析部によ り時間領域の信号に変換されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信された 受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部と、そのウェイト乗算部によりウェイトが 乗算された受信信号を合成する信号合成部とを、含むものである。このようにすれば 、各受信信号の特性抽出処理及びウェイト算出処理を周波数領域の信号に基づい て行い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、ウェイト算出処理のために周 波数領域に変換する信号として時間領域の信号を離散化 (サンプリング)したものを 禾 IJ用することがでさる。
[0011] また、好適には、前記ァダプティブ処理部は、前記周波数解析部により変換された 周波数領域の信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号 それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出部と、その特性抽出部により抽出さ れた特性を表す信号を時間領域の信号に変換する逆周波数解析部と、その逆周波 数解析部により時間領域の信号に変換された特性を表す信号に基づいて前記複数 のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するゥェ イト算出部と、そのウェイト算出部により算出されたウェイトを前記複数のアンテナ素 子により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部と、そのウェイト乗算 部によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成部とを、含むものである。 このようにすれば、各受信信号の特性抽出処理を周波数領域の信号に基づ!/、て行 い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、特性抽出処理のために周波数領 域に変換する信号として時間領域の信号を離散化 (サンプリング)したものを利用す ることがでさる。
[0012] また、好適には、前記特性抽出部は、前記周波数解析部により変換された周波数 領域の信号からキャリア及びサイドバンド信号を前記特性を表す信号として抽出する ものであり、前記ウェイト算出部は、前記特性抽出部により抽出されたキャリア及びサ イドバンド信号の相関に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信 号それぞれに与えるウェイトを算出するものである。このようにすれば、特性抽出処理 のために周波数領域に変換された信号を用いることで、受信信号、雑音、及びキヤリ ァを好適に分離でき、その受信信号の成分のみを強めることができる。
[0013] また、好適には、前記ウェイト算出部は、前記特性抽出部により抽出されるキャリア とサイドバンド信号との比が所定の値に可及的に近付くように前記複数のアンテナ素 子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものである。このよ うにすれば、ウェイト算出処理にキャリアとサイドバンド信号との比を用いることで、トレ 一二ング信号が不要とされる。
[0014] また、好適には、前記特性抽出部は、前記周波数解析部により変換された周波数 領域の信号力 上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差が等しい 1対のサイド バンド信号を抽出するものである。このようにすれば、 DSB (Double side band)にお けるサイドバンド信号成分の振幅は、上側波帯と下側波帯との両方にキャリアを軸と した線対称形の受信信号で存在することから、斯かる特性を利用してサイドバンド信 号を選択することができる。
[0015] また、好適には、前記特性抽出部は、前記周波数解析部により変換された周波数 領域の信号力 上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差がそれぞれ等しい複 数対のサイドバンド信号を抽出するものであり、前記ウェイト算出部は、前記特性抽 出部により抽出された複数対のサイドバンド信号に対してそれぞれ異なるウェイトべク トルを算出するものである。このようにすれば、複数対のサイドバンド信号に対して個 別のウェイトベクトルを算出することができ、それぞれの信号を強めることができる。
[0016] また、好適には、前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを記 憶する記憶装置を含み、前記ウェイト算出部は、その記憶装置により記憶された受信 信号を適宜読み出してウェイトを算出するものである。このようにすれば、ゥヱイト算出 処理を適宜行うことで、回路の構成を簡単なものとすることができる。
[0017] また、好適には、前記ウェイト算出部は、前記信号合成部により合成される合成信 号が所定の値に収束した場合には、それ以降所定時間だけウェイトの算出を停止す るものである。このようにすれば、不要なウェイト算出処理を行わずに済み、消費電力 を少なくすることができる。また、ウェイト算出処理における計算量が減るため、受信 動作に要する時間を短縮することができる。
[0018] また、好適には、所定の送信信号を送信する送信部と、その送信部から送信される 送信信号の主搬送波と同じ周波数のキャンセル信号を発生させるキャンセル信号発 生部と、そのキャンセル信号発生部により発生させられるキャンセル信号の位相及び 振幅を制御するキャンセル信号制御部と、そのキャンセル信号制御部により位相及 び振幅が制御されたキャンセル信号を前記複数のアンテナ素子により受信された受 信信号それぞれに掛け合わせるキャンセル信号合成部とを、含み、前記キャンセル 信号制御部は、前記キャンセル信号合成部によりキャンセル信号が掛け合わされた 受信信号における主搬送波信号電力が可及的に小さくなるようにキャンセル信号の 位相及び振幅を制御するものである。このようにすれば、受信信号に含まれる送信側 力もの回り込み信号を好適に除去することができる。
[0019] また、好適には、前記無線受信装置は、無線タグに向けて所定の送信信号を送信 すると共に、その送信信号に応じて無線タグから返信される返信信号を前記複数の アンテナ素子により受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ 通信装置に組み込まれるものである。このようにすれば、可及的速やかにウェイトを収 束させるァダプティブ処理部を備えた無線タグ通信装置を提供することができる。 図面の簡単な説明
[0020] [図 1]本発明の無線受信装置が好適に適用される通信システムの構成を説明する図 である。
[図 2]図 1の通信システムで使用される質問波と複数の無線タグからの応答波との関 係を示す図である。
[図 3]図 1の無線タグ通信装置の電気的構成を説明する図である。
[図 4]図 1の無線タグに含まれる無線タグ回路を説明するブロック線図である。
[図 5]図 3の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第 1 実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
[図 6]図 5の受信部による受信信号処理動作を説明するフローチャートである。 [図 7]図 3の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第 2 実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
[図 8]図 3の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第 3 実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
[図 9]図 3の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第 4 実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
[図 10]図 3の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第 5 実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
[図 11]図 10の受信部による受信信号処理動作を説明するフローチャートの一部であ る。
[図 12]図 10の受信部による受信信号処理動作を説明するフローチャートの一部であ る。
[図 13]図 1の無線タグ通信装置の他の電気的構成を説明する図である。
符号の説明
[0021] 10 :通信システム、 12:無線タグ通信装置、 14:無線タグ、 16 :送信部、 18 :送信アン テナ、 20 :受信アンテナ（アンテナ素子）、 22、 70、 86 :受信部（無線受信装置）、 24 ：制御部、 26 :キャンセル処理部、 28、 62、 66 :ァダプティブ処理部、 30 :復調部、 3 2:無線タグ回路、 34:アンテナ、 36 :ディジタル回路部、 38 :整流部、 40:変復調部 、 42:制御部、 44:副搬送波発生部、 46 :副搬送波変調部、 48 :受信信号 AZD変 換部、 50:周波数解析部、 51 :通信チャンネル設定部、 52:特性抽出部、 54:ウェイ ト算出部、 56 :ウェイト乗算部、 58 :信号合成部、 60、 68 :逆周波数解析部、 64:中 間逆周波数解析部、 72:主搬送波発生部、 74:質問波生成部、 76 :キャンセル信号 発生部、 78 :キャンセル信号制御部、 80 :キャンセル信号合成部、 82:局所信号発 生部、 84:ダウンコンバータ、 88 : RAM (記憶装置）、 90 :メモリーインターフェイス 発明を実施するための最良の形態
[0022] 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例 1
[0023] 図 1は、本発明の無線受信装置が好適に適用される通信システム 10の構成を説明 する図である。この通信システム 10は、本発明の一実施例である無線受信装置が組 み込まれた無線タグ通信装置 12と、複数（図 1では 3体)の無線タグ 14a、 14b、 14c ( 以下、特に区別しない場合には単に無線タグ 14と称する）とから構成される所謂 RFI D (Radio Frequency Identification)システムであり、上記無線タグ通信装置 12はその RFIDシステムの質問器として、上記無線タグ 14は応答器としてそれぞれ機能する。 すなわち、上記無線タグ通信装置 12から質問波 F (送信信号)が送信されると、その 質問波 Fを受信した上記無線タグ 14aにおいて所定の情報信号 (データ）により 1次 変調された副搬送波 (サブキャリア) f により上記質問波 F力 ¾次変調されて応答波 sl c
F (返信信号)が生成され、前記無線タグ通信装置 12に返信される。また、他の無 rl
線タグ 14b、 14cについても同様に応答波 F 、F (以下、特に区別しない場合には r2 r3
単に応答波 Fと称する）が生成されて前記無線タグ通信装置 12に返信される。
[0024] 図 2は、上記通信システム 10で使用される質問波 Fと応答波 Fとの関係を示す図 である。上記無線タグ 14における副搬送波 f は、上側波帯と下側波帯とで質問波 F の主搬送波 (キャリア）との周波数差が等しい 1対のサイドバンド (側波帯)信号を形成 するものであり、好適には、各無線タグ 14毎に異なる態様で副搬送波 fsは周波数ホ ッビングされる。すなわち、上記無線タグ 14a、 14b、 14cにそれぞれおいて、 F士 f
F ±f F ±f のサイドバンド信号が発生させられる力 例えば、タイミング Tでは
、 c s2、 c s3 1 周波数の低い方から F士 f F ±f F士 f の順番だったもの力 タイミング T、 T、 c sl、 c s2、 c s3 2 3 τと時間が変化するに従ってランダムに順番が入れ替わる。すなわち、上記無線タ
4
グ 14a、 14b、 14cからの応答波 F 、 F 、 F の副搬送波は、擬似ランダム記号に基 rl r2 r3
づ 、て周波数ホッピングしており、互いに連続して衝突する確率が非常に小さ 、ため 、それらの応答波 F 、F 、F に含まれる変調に関する信号をそれぞれ独立して取り rl r2 r3
出すことができる。なお、図 2では上側波帯のみ記しているが、 F軸に対称を成す形 で存在する下側波帯にも同様な関係がある。
[0025] 図 3は、前記無線タグ通信装置 12の電気的構成を説明する図である。この図 3に 示すように、前記無線タグ通信装置 12は、前記質問波 Fを発生させて送信するため の送信部 16と、その送信部 16により発生させられた質問波 Fを前記無線タグ 14に 向けて送信するための送信アンテナ 18と、その質問波 Fに応じて無線タグ 14力も返 信される応答波 を受信するための複数の受信アンテナ素子すなわち第 1受信アン テナ 20a、第 2受信アンテナ 20b、及び第 3受信アンテナ 20c (以下、特に区別しない 場合には単に受信アンテナ 20と称する）と、それら受信アンテナ 20により受信された 受信信号を処理する受信部 22と、前記無線タグ通信装置 12の動作を制御する制御 部 24とを備えて構成されている。上記受信部 22は、上記複数の受信アンテナ 20に より受信された受信信号それぞれに与えるウエイトを制御する AAA (Adaptive Array Antenna)処理を行うァダプティブ処理部 28と、そのァダプティブ処理部 28によりァダ プティブ処理された受信信号を復調する復調部 30とを、含んで ヽる。
[0026] 上記制御部 24は、 CPU, ROM,及び RAM等を含んで構成され、 RAMの一時記 憶機能を利用しつつ ROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所 謂マイクロコンピュータであり、上記送信部 16を介して前記無線タグ 14への質問波 F の送信信号処理動作を制御すると共に、上記受信部 22のァダプティブ処理部 28及 び復調部 30を介して前記無線タグ 14からの応答波 Fの受信信号処理動作を制御 する。
[0027] 図 4は、前記無線タグ 14に含まれる無線タグ回路 32を説明するブロック線図である 。この図 4に示すように、前記無線タグ 14は、前記無線タグ通信装置 12からの質問 波 Fを受信すると共に、その無線タグ通信装置 12に向けて応答波 Fを送信するため のアンテナ 34と、ディジタル信号処理を行うためのディジタル回路部 36と、上記アン テナ 34により受信される質問波 Fの一部を整流してエネルギ源としてそのディジタル 回路部 36に供給する整流部 38と、上記アンテナ 34に接続されて信号の変調及び 復調を行う変復調部 40とを、備えて構成されている。上記ディジタル回路部 36は、 上記無線タグ回路 32の作動を制御する制御部 42と、副搬送波（サブキャリア）を発 生させる副搬送波発生部 44と、その副搬送波発生部 44により発生させられた副搬 送波を上記制御部 42を介して入力される情報信号に基づ 、て位相変調 (PSK)等 で変調（1次変調)する副搬送波変調部 46とを、機能的に備えている。このディジタ ル回路部 36では、上記副搬送波変調部 46により変調された副搬送波が上記変復 調器 40に入力され、その変復調器 40に入力された副搬送波により前記無線タグ通 信装置 12から受信された質問波 Fが変調 (2次変調)されて、上記アンテナ 34から 応答波^として前記無線タグ通信装置 12に向けて送信される。
図 5は、前記無線タグ通信装置 12に備えられたァダプティブ処理部 28の電気的構 成を詳しく説明する図である。このァダプティブ処理部 28は、本発明の無線受信装 置の一実施例であり、前記第 1受信アンテナ 20a、第 2受信アンテナ 20b、第 3受信 アンテナ 20cにより受信された受信信号をそれぞれディジタル信号に変換する第 1受 信信号 AZD変換部 48a、第 2受信信号 AZD変換部 48b、第 3受信信号 A/D変 換部 48c (以下、特に区別しない場合には単に受信信号 AZD変換部 48と称する）と 、それら受信信号 AZD変換部 48によりディジタル信号に変換された時間領域の信 号 (スロープ、ピーク位置、波形等の信号レベルの時間的変化により情報を伝える信 号)である受信信号をそれぞれ周波数領域の信号 (各周波数成分のレベルの変化に より情報を伝える信号）に変換する第 1周波数解析部 50a、第 2周波数解析部 50b、 第 3周波数解析部 50c (以下、特に区別しない場合には単に周波数解析部 50と称す る）と、それら周波数解析部 50により変換された周波数領域の信号に基づいて複数 の通信チャンネルを設定する通信チャンネル設定部 51と、それら周波数解析部 50 により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数の受信アンテナ 20により 受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する第 1特性抽出部 52aa、 第 2特性抽出部 52ab、第 3特性抽出部 52ac、第 4特性抽出部 52ba、第 5特性抽出 部 52bb、第 6特性抽出部 52bc、第 7特性抽出部 52ca、第 8特性抽出部 52cb、第 9 特性抽出部 52cc (以下、特に区別しない場合には単に特性抽出部 52と称する）と、 それら特性抽出部 52により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数の受信 アンテナ 20により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出する第 1ゥヱ イト算出部 54a、第 2ウェイト算出部 54b、第 3ウェイト算出部 54c (以下、特に区別し ない場合には単にウェイト算出部 54と称する）と、それらウェイト算出部 54により算出 されたウェイトを前記複数の受信アンテナ 20により受信された受信信号それぞれに 乗算する第 1ウェイト乗算部 56aa、第 2ウェイト乗算部 56ab、第 3ウェイト乗算部 56ac 、第 4ウェイト乗算部 56ba、第 5ウェイト乗算部 56bb、第 6ウェイト乗算部 56bc、第 7ゥ エイト乗算部 56ca、第 8ウェイト乗算部 56cb、第 9ウェイト乗算部 56cc (以下、特に区 別しない場合には単にウェイト乗算部 56と称する）と、それらウェイト乗算部 56により ウエイトが乗算された受信信号を合成する第 1信号合成部 58a、第 2信号合成部 58b 、第 3信号合成部 58c (以下、特に区別しない場合には単に信号合成部 58と称する） と、それら信号合成部 58により合成された合成信号をそれぞれ時間領域の信号に変 換する第 1逆周波数解析部 60a、第 2逆周波数解析部 60b、第 3逆周波数解析部 60 c (以下、特に区別しない場合には単に逆周波数解析部 60と称する）とを、備えて構 成されている。
[0029] 図 6は、前記受信部 22による受信信号処理動作を説明するフローチャートであり、 所定の周期で繰り返し実行されるものである。以下、このフローチャートに従って前記 受信部 22による受信信号処理を説明する。なお、ここでは、前記 3つの無線タグ 14a 、 14b、 14cとの間で情報の通信を行う 3多重バックスキヤッタ通信について説明する
[0030] 先ず、前記受信信号 AZD変換部 48の動作に対応するステップ (以下、ステップを 省略する） SA1において、前記第 1受信アンテナ 20a、第 2受信アンテナ 20b、第 3受 信アンテナ 20cにより受信された受信信号がそれぞれディジタル信号に変換される。 次に、前記周波数解析部 50の動作に対応する SA2において、 SA1にてディジタル 信号に変換された受信信号がそれぞれフーリエ変換され、時間領域の信号力 周波 数領域の信号に変換される。変換後の周波数間隔が所定のチャンネル間隔となるよ うに、例えば、全帯域 8,388,608 [Hz]を 4,096, [Hz]毎に分ける FFT (高速フーリエ解 析）が行われる。この周波数解析部 50による処理は、入力される入力信号を X、 FF
k
T後の出力信号を Xとして次の（1)式のように表される。この（1)式における Nは FFT
k
に用いられる受信アンテナ 20毎の点数を示しており、例えば、 2048点程度である。上 記第 1周波数解析部 50a、第 2周波数解析部 50b、第 3周波数解析部 50cにて周波 数領域の信号に変換された受信信号は、上記通信チャンネル設定部 51に入力され る。また、上記第 1周波数解析部 50aにより周波数領域の信号に変換された前記第 1 受信アンテナ 20aからの受信信号は、上記第 1特性抽出部 52aa、第 2特性抽出部 5 2ab、第 3特性抽出部 52acに入力されると共に、第 1ウェイト乗算部 56aa、第 4ウェイ ト乗算部 56ba、第 7ウェイト乗算部 56caに入力される。また、上記第 2周波数解析部 50bにより周波数領域の信号に変換された前記第 2受信アンテナ 20bからの受信信 号は、上記第 4特性抽出部 52ba、第 5特性抽出部 52bb、第 6特性抽出部 52bcに入 力されると共に、第 2ウェイト乗算部 56ab、第 5ウェイト乗算部 56bb、第 8ウェイト乗算 部 56cbに入力される。また、上記第 3周波数解析部 50cにより周波数領域の信号に 変換された前記第 3受信アンテナ 20cからの受信信号は、上記第 7特性抽出部 52ca 、第 8特性抽出部 52cb、第 9特性抽出部 52ccに入力されると共に、第 3ウェイト乗算 部 56ac、第 6ウェイト乗算部 56bc、第 9ウェイト乗算部 56ccに入力される。
[0031] [数 1]
Xk(n)= xk(m)e_j2兀 m(n— 1 )/N · · · ( "! )
Figure imgf000013_0001
[0032] 次に、前記通信チャンネル設定部 51の動作に対応する SA3において、 SA2にて 周波数領域の信号に変換された受信信号に基づいて複数の通信チャンネルが設定 される。ここで、前記無線タグ 14a、 14b、 14cからの返信信号に対応する受信信号 それぞれに 1対の上側波帯及び下側波帯が存在するため、 1つのチャンネルに対し て 6つの値を得ることができる。好適には、それら 6つの値のうち信号強度の閾値を所 定の点数以上超えるものが使用チャンネルとして選択され、それら使用チャンネルの うち使用時間が長いものから 3つのチャンネルが通信チャンネルとして設定される。こ の 3つの通信チャンネルは、前記 3つの無線タグ 14からの返信信号にそれぞれ対応 している。例えば、前記無線タグ 14における副搬送波 fの周波数が 65,536— 92,512 [ s
Hz]である場合には、前記周波数解析部 50の出力のうち n=497— 466 (上側波帯） 及び n=529— 560に対応する値が通信チャンネルの帯域に入る。前記通信チャンネ ル設定部 51により通信チャンネルが設定された後、第 1チャンネルに対応する値が 前記第 1特性抽出部 52aa、第 4特性抽出部 52ba、第 7特性抽出部 52caに、第 2チ ヤンネルに対応する値が前記第 2特性抽出部 52ab、第 5特性抽出部 52bb、第 8特 性抽出部 52cbに、第 3チャンネルに対応する値が前記第 3特性抽出部 52ac、第 6 特性抽出部 52bc、第 9特性抽出部 52ccに、それぞれ入力される。
[0033] 次に、前記特性抽出部 52の動作に対応する SA4において、 SA2にて変換された 周波数領域の信号に基づいて、 S A3にて設定された複数の通信チャンネル毎に受 信信号それぞれの特性を表す信号が抽出される。好適には、各通信チャンネル毎に 上側波帯と下側波帯とで質問波 Fのキャリア成分との周波数差が等しい 1対のサイド バンド信号が抽出された後、サブキャリアーキャリア比 f (k, nch)が算出される。前述 した（1)式力も明らかなように、前記周波数解析部 50にて周波数領域の信号に変換 されることで受信信号に時間 nと周波数 mとによって 2 πωη/Νだけ位相差が生じるた め、各通信チャンネル毎に補正を行う必要がある。また、受信信号においては上側 波帯と下側波帯とで位相が反転しているため、下側波帯の信号に ej reが乗算される。 すなわち、時間 mにおける入力信号 k、チャンネル nchの信号 f (k, nch)は、次の（
ch
2)式のように表される。この（2)式における npはキャリアの配列番号を示している。ま た、キャリア f (k)は、次の（3)式のように表される。そして、サブキャリアーキャリア比 f
car
(k, nch)は、チャンネル nchの信号 f (k, nch)及びキャリア f (k)を用いて、次の sc ch car
(4)式のように表される。前記受信部 22では、前記第 1特性抽出部 52aa、第 4特性 抽出部 52ba、第 7特性抽出部 52caにおいて第 1チャンネルに対応するサブキャリア キャリア比 f (k, lch)が算出されて前記第 1ウェイト算出部 54aに入力される。また
、前記第 2特性抽出部 52ab、第 5特性抽出部 52bb、第 8特性抽出部 52cbにおいて 第 2チャンネルに対応するサブキャリアーキャリア比 f (k, 2ch)が算出されて前記第
2ウェイト算出部 54bに入力される。また、前記第 3特性抽出部 52ac、第 6特性抽出 部 52bc、第 9特性抽出部 52ccにおいて第 3チャンネルに対応するサブキャリアーキ ャリア比 f (k, 3ch)が算出されて前記第 3ウェイト算出部 54cに入力される。
[0034] [数 2]
fCh(k，nch)=Xk(np-nch) X 2 π ΓΤ1(ηΡ— n ch 1 )/N X ej 7r
+Xk(np+nch) X e^2 7r m(nP+nch"1 )/N · · ' (2)
[0035] [数 3] 2 7T m (叩- 1 )/N · · ·
Figure imgf000015_0001
(3)
[0036] [数 4]
Figure imgf000015_0002
[0037] 次に、前記ウェイト算出部 54の動作に対応する SA5において、 SA4にて算出され たサブキャリアーキャリア比 f (k, nch)に基づいて各通信チャンネル毎のウェイトべク
sc
トルが算出される。好適には、前記特性抽出部 52にて算出されるサブキャリアーキヤリ ァ比 f (k, nch)が所定の値に可及的に近付くように各通信チャンネル毎の受信信 sc
号に与えられるウェイトベクトルを算出する。時間 m— 1において求められたウェイトを w 0 (nch)とすると、合成信号出力 y (nch)は、前述したサブキャリアーキャリア比 f (k k sc
, nch)を用いて、次の（5)式のように表される。この（5)式における *は複素共役を示 している。この合成信号出力 y (nch)が参照信号 rO (nch)に等しくなるようにウェイト ベクトルが決定される。すなわち、次の（6)式で表される合成信号出力 y (nch)と参照 信号 rO (nch)との誤差信号 er (nch)が零に収束するようにウェイト w 0* (nch)が算
k
出される。例えば、時間 m— 1におけるウェイト w 0 (nch)から次の（7) （10)式に従
k
つて時間 mにおけるウェイト w 1 (nch)が算出され、斯かる計算が繰り返し行われるこ
k
とで、合成信号出力 y (nch)を参照信号 rO (nch)に可及的に近づけるウェイトべタト ルが算出される。なお、（10)式における R はアレイ信号の相関を示す相関行列の 逆行列であり、 aはく α≤1の重み付け定数である。前記受信部 22では、前記第 1 ウェイト算出部 54aにおいて第 1チャンネルに対応するウェイトベクトルが算出されて 前記第 1ウェイト乗算部 56aa、第 2ウェイト乗算部 56ab、第 3ウェイト乗算部 56acに 入力される。また、前記第 2ウェイト算出部 54bにおいて第 2チャンネルに対応するゥ エイトベクトルが算出されて前記第 4ウェイト乗算部 ba、第 5ウェイト乗算部 bb、第 6ゥ エイト乗算部 beに入力される。また、前記第 3ウェイト算出部 54cにおいて第 3チャン ネルに対応するウェイトベクトルが算出されて前記第 7ウェイト乗算部 ca、第 8ウェイト 乗算部 cb、第 9ウェイト乗算部 ccに入力される。
[0038] [数 5]
3
fsc(k,nch) X wk0*(nch) · · · (5)
Figure imgf000016_0001
[0039] 園 er(nch)=rO(nch)-y(nch)
3
=r0(nch)-∑ fsc(k，nch) X Wk0*(nch) · · · (6)
k=1
[0040] [数 7]
wk1 (nch)=wkO(nch)+ γ X rtmp(k) X er*(nch) · · · (7)
[0041] [数 8]
3
rtmp(k)二 Rxxi(m)(nch,ka,k) X fsc(k,nch) · · · (8)
k=1 [0042] [数 9]
3
γ = { +∑ rtmp(k) X fsc*(k，nch)}— 1 · · · (9)
k=1
[0043] [数 10]
Rxxi(m)(nch,ka,k)= Rxxi(m"1 )^noh'ka'k) -rtmp(k) x rtmp*(ka) x— … (10)
[0044] 次に、前記ウェイト乗算部 56の動作に対応する SA6において、 SA5にて算出され た各通信チャンネル毎のウェイトベクトルが SA2にて周波数領域の信号に変換され た前記第 1受信アンテナ 20a、第 2受信アンテナ 20b、第 3受信アンテナ 20cから供 給される受信信号にそれぞれ乗算される。前記ウェイト算出部 54により算出されるゥ エイトは、（2)式にて位相差の補正が行われているため、周波数に合わせて位相差を 加える必要がある。すなわち、時間 mにおいて通信チャンネル nchの信号を強めた 信号 X' (n)は、次の（11)式で表される。前記受信部 22では、前記第 1ウェイト乗 nch
算部 56aa、第 2ウェイト乗算部 56ab、第 3ウェイト乗算部 56acにより第 1チャンネルに 対応するウェイトベクトルが前記第 1周波数変換部 50a、第 2周波数変換部 50b、第 3 周波数変換部 50cから供給される受信信号にそれぞれ乗算されて前記第 1信号合 成部 58aに入力される。また、前記第 4ウェイト乗算部 ba、第 5ウェイト乗算部 bb、第 6 ウェイト乗算部 beにより第 2チャンネルに対応するウェイトベクトルが前記第 1周波数 変換部 50a、第 2周波数変換部 50b、第 3周波数変換部 50cから供給される受信信 号にそれぞれ乗算されて前記第 2信号合成部 58bに入力される。また、前記第 7ゥェ イト乗算部 ca、第 8ウェイト乗算部 cb、第 9ウエイト乗算部 ccにより第 3チャンネルに対 応するウェイトベクトルが前記第 1周波数変換部 50a、第 2周波数変換部 50b、第 3周 波数変換部 50cから供給される受信信号にそれぞれ乗算されて前記第 3信号合成 部 58cに入力される。
[0045] [数 11] 3
X'nch(n)二∑ Xk(n) X wk1 *(nch) X e"j2 7r m(n-1 )/N · · ' (1 1 )
k=1
[0046] 次に、前記信号合成部 58の動作に対応する SA7において、 SA6にてウェイトべク トルが乗算された前記第 1受信アンテナ 20a、第 2受信アンテナ 20b、第 3受信アンテ ナ 20cから供給される受信信号が各通信チャンネル毎に合成される。前記受信部 22 では、第 1チャンネルに対応するウェイトべ外ルが乗算された受信信号が前記第 1信 号合成部 58aにより合成されて前記第 1逆周波数解析部 60aに入力される。また、第 2チャンネルに対応するウェイトベクトルが乗算された受信信号が前記第 2信号合成 部 58bにより合成されて前記第 2逆周波数解析部 60bに入力される。また、第 3チヤ ンネルに対応するウェイトベクトルが乗算された受信信号が前記第 3信号合成部 58c により合成されて前記第 3逆周波数解析部 60cに入力される。
[0047] 次に、前記逆信号解析部 60の動作に対応する SA8において、 SA7にて合成され た受信信号が各通信チャンネル毎に逆フーリエ変換され、周波数領域の信号力 時 間領域の信号に変換された後、本ルーチンが終了させられる。以上の受信信号処理 により、前記無線タグ 14a、 14b、 14cそれぞれにおいて周波数ホッピングさせられる 副搬送波に対応した情報の通信が行われ、それら無線タグ 14a、 14b、 14cからの情 報信号を好適に読み出すことができる。
[0048] このように、本実施例によれば、前記複数の受信アンテナ 20により受信された受信 信号をそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数解析部 50 (SA2)を含み、前 記ァダプティブ処理部 28は、その周波数解析部 50により変換された周波数領域の 信号に基づいて前記ウェイトの制御を行うものであるため、前記周波数解析部 50に より変換された周波数領域の信号をァダプティブ処理における参照信号として用いる ことで、トレーニング信号が不要とされる。すなわち、余分な送信データを必要とせず 可及的速やかにウェイトを収束させるァダプティブ処理部 28を備えた無線受信装置 である受信部 22を提供することができる。
[0049] また、前記周波数解析部 50は、前記複数の受信アンテナ 20により受信された受信 信号それぞれをフーリエ変換により周波数領域の信号に変換するものであるため、 実用的な態様でそれら複数の受信アンテナ 20により受信された受信信号それぞれ を周波数領域の信号に変換することができる。
[0050] また、前記ァダプティブ処理部 28は、前記周波数解析部 50により変換された周波 数領域の信号に基づいて前記複数の受信アンテナ 20により受信された受信信号そ れぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出部 52 (SA4)と、その特性抽出部 52 により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数の受信アンテナ 20により受信 された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出部 54 (SA5)と、そ のウェイト算出部 54により算出されたウェイトを前記複数の受信アンテナ 20により受 信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部 56 (SA6)と、そのウェイト乗算 部 56によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成部 58 (SA7)と、その 信号合成部 58により合成された合成信号を時間領域の信号に変換する逆周波数解 析部 60 (SA8)とを、含むものであるため、ァダプティブ処理を周波数領域の信号に 基づいて行い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、その時間領域の信号 への変換に要する処理が少なくて済む。
[0051] また、前記特性抽出部 52は、前記周波数解析部 50により変換された周波数領域 の信号力もキャリア及びサイドバンド信号を前記特性を表す信号として抽出するもの であり、前記ウェイト算出部 54は、前記特性抽出部 52により抽出されたキャリア及び サイドバンド信号の相関に基づいて前記複数の受信アンテナ 20により受信された受 信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものであるため、特性抽出処理のために 周波数領域に変換された信号を用いることで、受信信号、雑音、及びキャリアを好適 に分割でき、その受信信号の成分のみを強めることができる。
[0052] また、前記ウェイト算出部 54は、前記特性抽出部 52により抽出されるキャリアとサイ ドバンド信号との比が所定の値に可及的に近付くように前記複数の受信アンテナ 20 により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものであるため、ゥ イト算出処理にキャリアとサイドバンド信号との比を用いることで、トレーニング信号が 不要とされる。
[0053] また、前記特性抽出部 52は、前記周波数解析部 50により変換された周波数領域 の信号力 上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差が等しい 1対のサイドバン ド信号を抽出するものであるため、 DSB (Double side band)におけるサイドバンド信 号成分の振幅は、上側波帯と下側波帯との両方にキャリアを軸とした線対称の形で 受信信号がのることから、斯カる特性を利用してサイドバンド信号を選択することがで きる。
[0054] また、前記特性抽出部 52は、前記周波数解析部 50により変換された周波数領域 の信号力 上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差がそれぞれ等しい複数対 のサイドバンド信号を抽出するものであり、前記ウェイト算出部 54は、前記特性抽出 部 52により抽出された複数対のサイドバンド信号に対してそれぞれ異なるウェイトべ タトルを算出するものであるため、複数対のサイドバンド信号に対して個別のウェイト ベクトルを算出することができ、それぞれの信号を強めることができる。
[0055] また、前記受信部 22は、前記無線タグ 14に向けて所定の送信信号を前記送信ァ ンテナ 18により送信すると共に、その送信信号に応じて前記無線タグ 14から返信さ れる返信信号を前記複数の受信アンテナ 20により受信することでその無線タグ 14と の間で情報の通信を行う無線タグ通信装置 12に組み込まれるものであるため、可及 的速やかにウェイトを収束させるァダプティブ処理部 28を備えた無線タグ通信装置 1 2を提供することができる。
[0056] 続いて、本発明の他の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説 明に用いる図面に関して、前述の第 1実施例と共通する部分にっ 、ては同一の符号 を付してその説明を省略する。
実施例 2
[0057] 図 7は、前記無線タグ通信装置 12に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置 の第 2実施例であるァダプティブ処理部 62の電気的構成を詳しく説明する図である 。このァダプティブ処理部 62において、前記第 1受信信号 AZD変換部 48a、第 2受 信信号 AZD変換部 48b、第 3受信信号 AZD変換部 48cによりディジタル信号に変 換された受信信号は、前記周波数解析部 50及びウェイト乗算部 56に入力される。ま た、上記ァダプティブ処理部 62は、前記ウェイト算出部 54により算出された各通信チ ヤンネル毎のウェイトベクトルを表す信号をそれぞれ時間領域の信号に変換する中 間逆周波数解析部 64を備えている。上記ァダプティブ処理部 62において、前記第 1 ウェイト算出部 54aにより算出された第 1チャンネルに対応するウェイトベクトルを表す 信号は、第 1中間逆周波数解析部 64aa、第 2中間逆周波数解析部 64ab、第 3中間 逆周波数解析部 64acにより時間領域の信号に変換されて第 1ウエイト乗算部 56aa、 第 2ウェイト乗算部 56ab、第 3ウェイト乗算部 56acにそれぞれ入力され、前記第 1受 信信号 AZD変換部 48a、第 2受信信号 AZD変換部 48b、第 3受信信号 A/D変 換部 48cから供給される受信信号とそれぞれ掛け合わされる。また、前記第 2ウェイト 算出部 54bにより算出された第 2チャンネルに対応するウェイトベクトルを表す信号は 、第 4中間逆周波数解析部 64ba、第 5中間逆周波数解析部 64bb、第 6中間逆周波 数解析部 64bcにより時間領域の信号に変換されて第 4ウェイト乗算部 56ba、第 5ゥ エイト乗算部 56bb、第 6ウェイト乗算部 56bcにそれぞれ入力され、前記第 1受信信 号 A,D変換部 48a、第 2受信信号 AZD変換部 48b、第 3受信信号 AZD変換部4 8cから供給される受信信号とそれぞれ掛け合わされる。また、前記第 3ウェイト算出 部 54cにより算出された第 3チャンネルに対応するウェイトベクトルを表す信号は、第 7中間逆周波数解析部 64ca、第 8中間逆周波数解析部 64cb、第 9中間逆周波数解 析部 64ccにより時間領域の信号に変換されて第 7ウェイト乗算部 56ca、第 8ウェイト 乗算部 56cb、第 9ウェイト乗算部 56ccにそれぞれ入力され、前記第 1受信信号 AZ D変換部 48a、第 2受信信号 AZD変換部 48b、第 3受信信号 AZD変換部 48cから 供給される受信信号とそれぞれ掛け合わされる。
このように、本第 2実施例によれば、前記ァダプティブ処理部 62は、前記周波数解 析部 50により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数の受信アンテナ 20 により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出部 52と、 その特性抽出部 52により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数の受信ァ ンテナ 20により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算 出部 54と、そのウェイト算出部 54により算出されたウェイトを表す信号を時間領域の 信号に変換する中間逆周波数解析部 64と、その中間逆周波数解析部 64により時間 領域の信号に変換されたウェイトを表す信号を前記複数の受信アンテナ 20により受 信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部 56と、そのウェイト乗算部 56に よりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成部 58とを、含むものであるた め、各受信信号の特性抽出処理及びウェイト算出処理を周波数領域の信号に基づ いて行い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、ウェイト算出処理のために 周波数領域に変換する信号として時間領域の信号を離散化 (サンプリング)したもの を利用することができる。
実施例 3
図 8は、前記無線タグ通信装置 12に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置 の第 3実施例であるァダプティブ処理部 66の電気的構成を詳しく説明する図である 。このァダプティブ処理部 66において、前記第 1受信信号 AZD変換部 48a、第 2受 信信号 AZD変換部 48b、第 3受信信号 AZD変換部 48cによりディジタル信号に変 換された受信信号は、前記周波数解析部 50及びウェイト乗算部 56に入力される。ま た、上記ァダプティブ処理部 66において、前記第 1特性抽出部 52aaにより抽出され た特性を表す信号は、第 1逆周波数解析部 68aaにより時間領域の信号に変換され て前記第 1ウェイト算出部 54aに入力される。また、前記第 2特性抽出部 52abにより 抽出された特性を表す信号は、第 2逆周波数解析部 68abにより時間領域の信号〖こ 変換されて前記第 1ウェイト算出部 54aに入力される。また、前記第 3特性抽出部 52a cにより抽出された特性を表す信号は、第 3逆周波数解析部 68acにより時間領域の 信号に変換されて前記第 1ウェイト算出部 54aに入力される。また、前記第 4特性抽 出部 52baにより抽出された特性を表す信号は、第 4逆周波数解析部 68baにより時 間領域の信号に変換されて前記第 2ウェイト算出部 54bに入力される。また、前記第 5特性抽出部 52bbにより抽出された特性を表す信号は、第 5逆周波数解析部 68bb により時間領域の信号に変換されて前記第 2ウェイト算出部 54bに入力される。また、 前記第 6特性抽出部 52bcにより抽出された特性を表す信号は、第 6逆周波数解析 部 68bcにより時間領域の信号に変換されて前記第 2ウェイト算出部 54bに入力され る。また、前記第 7特性抽出部 52caにより抽出された特性を表す信号は、第 7逆周波 数解析部 68caにより時間領域の信号に変換されて前記第 3ウェイト算出部 54cに入 力される。また、前記第 8特性抽出部 52cbにより抽出された特性を表す信号は、第 8 逆周波数解析部 68cbにより時間領域の信号に変換されて前記第 3ウェイト算出部 5 4cに入力される。また、前記第 9特性抽出部 52ccにより抽出された特性を表す信号 は、第 9逆周波数解析部 68ccにより時間領域の信号に変換されて前記第 3ウェイト 算出部 54cに入力される。
[0060] このように、本第 3実施例によれば、前記ァダプティブ処理部 66は、前記周波数解 析部 50により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数の受信アンテナ 20 により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出部 52と、 その特性抽出部 52により抽出された特性を表す信号を時間領域の信号に変換する 逆周波数解析部 68と、その逆周波数解析部 68により時間領域の信号に変換された 特性を表す信号に基づいて前記複数の受信アンテナ 20により受信された受信信号 それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出部 54と、そのウェイト算出部 54によ り算出されたウェイトを前記複数の受信アンテナ 20により受信された受信信号それぞ れに乗算するウェイト乗算部 56と、そのウェイト乗算部 56によりウェイトが乗算された 受信信号を合成する信号合成部 58とを、含むものであるため、各受信信号の特性抽 出処理を周波数領域の信号に基づ!/、て行 、、その後の処理を時間領域の信号で行 うことで、特性抽出処理のために周波数領域に変換する信号として時間領域の信号 を離散化 (サンプリング)したものを利用することができる。
実施例 4
[0061] 図 13は、前記無線タグ通信装置 12の他の電気的構成を説明する図であり、図 9は 、その無線タグ通信装置 12に好適に組み込まれる前記送信部 16及び本発明の無 線受信装置の第 4実施例である受信部 70の電気的構成を詳しく説明する図である。 この図 13に示すように、本第 4実施例の受信部 70は、前記複数の受信アンテナ 20 により受信された受信信号に含まれる送信側力 の回り込み信号を除去するための キャンセル処理部 26を備えている。また、図 9に示すように、前記送信部 16は、所定 の周波数の主搬送波を発生させる主搬送波発生部 72と、その主搬送波発生部 72 により発生させられた主搬送波と所定の情報信号とを合成して質問波 Fを生成する 質問波生成部 74とを、備えており、その質問波生成部 74により生成された質問波 F は、前記送信アンテナ 18から前記無線タグ 14に向けて送信されるようになっている。 また、上記受信部 70は、前記主搬送波発生部 72から送信される主搬送波と同じ周 波数のキャンセル信号を発生させるキャンセル信号発生部 76と、そのキャンセル信 号発生部 76により発生させられるキャンセル信号の位相及び振幅を制御するキャン セル信号制御部 78と、そのキャンセル信号制御部 78により位相及び振幅が制御さ れたキャンセル信号を前記第 1受信アンテナ 20a、第 2受信アンテナ 20b、第 3受信 アンテナ 20cにより受信された受信信号それぞれに足し合わせる第 1キャンセル信号 合成部 80a、第 2キャンセル信号合成部 80b、第 3キャンセル信号合成部 80cと、所 定の周波数の局所信号を発生させる局所信号発生部 82と、その局所信号発生部 8 2により発生させられた局所信号を掛け合わせることで上記第 1キャンセル信号合成 部 80a、第 2キャンセル信号合成部 80b、第 3キャンセル信号合成部 80cによりキャン セル処理された受信信号それぞれをダウンコンバートする第 1ダウンコンバータ 84a、 第 2ダウンコンバータ 84b、第 3ダウンコンバータ 84cとを、備えて構成されている。こ れら第 1ダウンコンバータ 84a、第 2ダウンコンバータ 84b、第 3ダウンコンバータ 84c によりダウンコンバートされた受信信号は、前記第 1受信信号 AZD変換部 48a、第 2 受信信号 AZD変換部 48b、第 3受信信号 AZD変換部 48cに入力されてそれぞれ ディジタル信号に変換された後、前述したァダプティブ処理が行われる。この受信部 70において、上記キャンセル信号発生部 76、キャンセル信号制御部 78、及びキャン セル信号合成部 80が前記キャンセル処理部 26に対応する。
[0062] 前記キャンセル信号制御部 78は、好適には、前記キャンセル信号合成部 80により キャンセル信号が足し合わされた受信信号における主搬送波信号電力が可及的に 小さくなるようにキャンセル信号の位相及び振幅を制御するものである。通常、前記 複数の受信アンテナ 20により受信される受信信号には送信側力 の回り込み信号が 混入する。この回り込み信号は、前記送信アンテナ 18から送信される質問波 Fに起 因するものであり、その質問波 Fの主搬送波成分と同じ周波数であり且つ逆位相の キャンセル信号を足し合わせることにより除去することができる。上記キャンセル信号 発生部 76は、上記主搬送波発生部 72により発生させられた主搬送波の位相及び振 幅を制御することでキャンセル信号を発生させるものであるため、前記質問波 Fの主 搬送波成分と同じ周波数のキャンセル信号を簡単に出力させることができる。
[0063] このように、本第 4実施例によれば、所定の送信信号を送信する送信部 16と、その 送信部 16から送信される送信信号の主搬送波と同じ周波数のキャンセル信号を発 生させるキャンセル信号発生部 76と、そのキャンセル信号発生部 76により発生させ られるキャンセル信号の位相及び振幅を制御するキャンセル信号制御部 78と、その キャンセル信号制御部 78により位相及び振幅が制御されたキャンセル信号を前記複 数の受信アンテナ 20により受信された受信信号それぞれに足し合わせるキャンセル 信号合成部 80とを、含み、前記キャンセル信号制御部 78は、前記キャンセル信号合 成部 80によりキャンセル信号が掛け合わされた受信信号における主搬送波信号電 力が可及的に小さくなるようにキャンセル信号の位相及び振幅を制御するものである ため、受信信号に含まれる送信側力 の回り込み信号を好適に除去することができる 実施例 5
図 10は、前記無線タグ通信装置 12に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置 の第 5実施例である受信部 86の電気的構成を詳しく説明する図である。この図 10で は、前記第 1特性抽出部 52aa、第 2特性抽出部 52ab、及び第 3特性抽出部 52acを まとめて特性抽出部 52aと表している。この受信部 86は、前記複数の受信アンテナ 2 0により受信された受信信号それぞれを記憶するための記憶装置である RAM88と、 前記第 1受信信号 AZD変換部 48a、第 2受信信号 A/D変換部 48b、第 3受信信 号 AZD変換部 48cによりディジタル信号に変換された受信信号をその RAM88に 適宜記憶すると共に、その RAM88に記憶されたそれら受信信号を適宜読み出して 前記周波数解析部 50及びウェイト乗算部 56に供給する第 1メモリーインターフェイス 90aと、前記周波数解析部 50により周波数領域の信号に変換された受信信号を上 記 RAM88に適宜記憶すると共に、その RAM88に記憶されたそれら受信信号を適 宜読み出して前記通信チャンネル設定部 51及び特性抽出部 52に供給する第 2メモ リ一インターフェイス 90bと、前記特性抽出部 52により抽出された特性を表す信号を 上記 RAM88に適宜記憶すると共に、その RAM88に記憶されたそれら受信信号を 適宜読み出して前記逆周波数解析部 68に供給する第 3メモリーインターフェイス 90c と、前記逆周波数解析部 68により時間領域の信号に変換された特性を表す信号を 上記 RAM88に適宜記憶すると共に、その RAM88に記憶された特性を表す信号を 適宜読み出して前記ウェイト算出部 54に供給するメモリーインターフェイス 90dとを、 備えて構成されている。この受信部 86に含まれるウェイト算出部 54は、好適には、前 記信号合成部 58により合成される合成信号が所定の値に収束した場合には、それ 以降所定時間だけウェイトの算出を停止するものである。
[0065] 図 11及び図 12は、上記受信部 86による受信信号処理動作を説明するフローチヤ ートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。以下、このフローチャートに 従って上記受信部 86による受信信号処理を説明する。
[0066] 先ず、前記送信部 16の動作に対応する SB1において、前記送信アンテナ 18から 質問波 Fが前記無線タグ 14に向けて送信される。次に、前記第 1メモリーインターフ ェイス 90aの動作に対応する SB2において、前記無線タグ 14力も返信された応答波 Fが前記複数の受信アンテナ 20により受信されて前記受信信号 AZD変換部 48に おいてディジタル信号に変換された後、前記 RAM88に記憶される。次に、 SB3〖こお いて、 i=0とされる。次に、前記第 1メモリーインターフェイス 90aの動作に対応する S B4において、前記 RAM88に記憶された受信信号 iが読み出される。次に、前記周 波数解析部 50及び第 2メモリーインターフェイス 90bの動作に対応する SB5におい て、 SB4にて読み出された受信信号 iが高速フーリエ変換 (FFT)され、その結果が 前記 RAM88に記憶される。次に、 SB6において、受信信号 i<N— 1であるか否かが 判断される。この Nは受信アンテナの本数を示している。この SB6の判断が肯定され る場合には、 SB7において、 iに 1が加算された後、 SB4以下の処理が再び実行され る力 SB6の判断が否定される場合には、前記チャンネル設定部 51及び第 2メモリ 一インターフェイス 90bの動作に対応する SB8において、周波数領域の信号に変換 された受信信号が前記 RAM88から読み出されて通信チャンネルが設定されると共 に、キャリア周波数が検出される。次に、前記特性抽出部 52及び第 3メモリーインタ 一フェイス 90cの動作に対応する SB9において、 SB8にて読み出された周波数領域 の信号に変換された受信信号に基づいてサブキャリアーキャリア比 f が算出され、前 記 RAM88に記憶される。
[0067] 次に、図 12の SB10において、 ii=0とされる。次に、前記第 3メモリーインターフェイ ス 90cの動作に対応する SB11において、受信信号 iのサブキャリアーキャリア比 f が 前記 RAM88から読み出される。次に、前記逆周波数解析部 68及び第 4メモリーィ ンターフェイス 90dの動作に対応する SB12にお!/、て、 SB11にて読み出された受信 信号 iiのサブキャリア-キャリア比 f が逆フーリエ変換 (IFFT)され、その結果が前記
RAM88に記憶される。次に、 SB13において、 iiく N— 1であるか否かが判断される。 この SB13の判断が肯定される場合には、 SB14において、 iiに 1が加算された後、 S B11以下の処理が再び実行されるが、 SB13の判断が否定される場合には、前記第 4メモリ一インターフェイス 90dの動作に対応する SB 15にお!/、て、前記 RAM88に記 憶された全ての信号のサブキャリアーキャリア比 f の逆フーリエ変換結果が読み出さ れる。次に、前記ウェイト算出部 54の動作に対応する SB16において、前回の受信 信号と参照信号との差が算出され、その差が所定値以下であり且つ前回のウェイト算 出から所定時間以内である力否かが判断され、この判断が否定される場合には、 SB 15にて読み出されたサブキャリアーキャリア比 f に基づいてウェイトベクトルが算出さ れる。次に、前記第 1メモリーインターフェイス 90aの動作に対応する SB17において 、前記 RAM88から前記複数の受信アンテナ 20により受信された受信信号のデイジ タル変換結果が読み出される。次に、前記ウェイト乗算部 56の動作に対応する SB1 8において、 SB16にて算出されたウェイトベクトルと SB17にて読み出された受信信 号とが掛け合わされる。次に、前記信号合成部 58の動作に対応する SB19において 、 SB18にてウェイト乗算された受信信号が信号合成された後、本ルーチンが終了さ せられる。
[0068] このように、本第 5実施例によれば、前記複数の受信アンテナ 20により受信された 受信信号それぞれを記憶する記憶装置である RAM88を含み、前記ウェイト算出部 54は、その RAM88により記憶された受信信号を適宜読み出してウェイトベクトルを 算出するものであるため、ウェイト算出処理を適宜行うことで、回路の構成を簡単なも のとすることができる。
[0069] また、前記ウェイト算出部 54は、前記信号合成部 58により合成される合成信号が 所定の値に収束した場合には、それ以降所定時間だけウェイトの算出を停止するも のであるため、不要なウェイト算出処理を行わずに済み、消費電力を少なくすること ができる。また、ウェイト算出処理における計算量が減るため、受信動作に要する時 間を短縮することができる。
[0070] また、前記複数の無線タグ 14との間で情報の通信を行 、、前記複数の受信アンテ ナ 20により受信された受信信号を前記 RAM88に記憶した後、適宜読み出して前記 通信チャンネル設定部 51により複数の通信チャンネルを設定し、それら通信チャン ネル毎にウェイト算出処理及び復調処理を行うことで、可及的に簡単な構成により複 数の無線タグ 14との間で情報の通信を行うことができる。
[0071] 以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明した力 本発明はこれ に限定されるものではなぐ更に別の態様においても実施される。
[0072] 例えば、前述の実施例にお!、て、前記周波数解析部 50、通信チャンネル設定部 5 1、特性抽出部 52、ウェイト算出部 54、ウェイト乗算部 56、信号合成部 58、及び逆周 波数解析部 60等は、それぞれ個別に設けられて前記制御部 42により制御されるも のであつたが、これらの構成は、前記制御部 42或いは所定の DSP (Digital Signal Processor)等の制御機能であってもよい。同様に、前記キャンセル信号発生部 76、 キャンセル信号制御部 78、及びキャンセル信号合成部 80等の構成もまた機能的に 備えられるものであっても構わな ヽ。
[0073] また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置 12は、前記送信アンテナ 18 及び複数の受信アンテナ 20を個別に備えたものであつたが、送受信共用のアンテナ 及び方向性結合器を備えたものであってもよい。このようにすれば、前記無線タグ通 信装置 12の構成が簡単になる。また、送信アンテナの本数は 1本には限られず、複 数の送信アンテナから前記送信信号を送信する態様も当然に考えられる。
[0074] また、前述の実施例では、前記 3つの無線タグ 14a、 14b、 14cとの間で情報の通 信を行う 3多重バックスキヤッタ通信について説明した力 更に多くの無線タグ 14との 間で通信を行うものであってもよい。この場合には、通信対象となる無線タグ 14の個 数に応じた通信チャンネルを成立させるための構成が設けられる。
[0075] また、前述の実施例では、副搬送波を用いる無線タグ 14との間の情報の通信にお けるァダプティブ処理について説明した力 本発明は、ノ ノクスキヤッタ通信に限定さ れるものではなく、例えば、 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直 交波周波数分割多重)等の他の通信にも好適に用いられるものであり、ァダプティブ 処理を行う無線通信に広く用いられ得るものである。
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種 々の変更が加えられて実施されるものである。

Claims

請求の範囲
[1] 複数のアンテナ素子と、それら複数のアンテナ素子により受信された受信信号それ ぞれに与えるウェイトの制御を行うァダプティブ処理部とを、備えた無線受信装置で あって、
前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを周波数領域の信号 に変換する周波数解析部を含み、前記ァダプティブ処理部は、該周波数解析部によ り変換された周波数領域の信号に基づいて前記ウェイトの制御を行うものであること を特徴とする無線受信装置。
[2] 前記周波数解析部は、前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞ れをフーリエ変換により周波数領域の信号に変換するものである請求項 1の無線受 信装置。
[3] 前記ァダプティブ処理部は、
前記周波数解析部により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数のァ ンテナ素子により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性 抽出部と、
該特性抽出部により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素 子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出部と、 該ウェイト算出部により算出されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信さ れた受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部と、
該ゥ イト乗算部によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成部と、 該信号合成部により合成された合成信号を時間領域の信号に変換する逆周波数 解析部と
を、含むものである請求項 1又は 2の無線受信装置。
[4] 前記ァダプティブ処理部は、
前記周波数解析部により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数のァ ンテナ素子により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性 抽出部と、
該特性抽出部により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素 子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出部と、 該ウェイト算出部により算出されたゥ イトを時間領域の信号に変換する逆周波数 解析部と、
該逆周波数解析部により時間領域の信号に変換されたウェイトを前記複数のアン テナ素子により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部と、
該ゥ イト乗算部によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成部と を、含むものである請求項 1又は 2の無線受信装置。
[5] 前記ァダプティブ処理部は、
前記周波数解析部により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数のァ ンテナ素子により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性 抽出部と、
該特性抽出部により抽出された特性を表す信号を時間領域の信号に変換する逆 周波数解析部と、
該逆周波数解析部により時間領域の信号に変換された特性を表す信号に基づい て前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算 出するウェイト算出部と、
該ウェイト算出部により算出されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信さ れた受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部と、
該ゥ イト乗算部によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成部と を、含むものである請求項 1又は 2の無線受信装置。
[6] 前記特性抽出部は、前記周波数解析部により変換された周波数領域の信号力 キ ャリア及びサイドバンド信号を前記特性を表す信号として抽出するものであり、前記ゥ エイト算出部は、前記特性抽出部により抽出されたキャリア及びサイドバンド信号の相 関に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与える ウェイトを算出するものである請求項 3から 5の何れかの無線受信装置。
[7] 前記ウェイト算出部は、前記特性抽出部により抽出されるキャリアとサイドバンド信 号との比が所定の値に可及的に近付くように前記複数のアンテナ素子により受信さ れた受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものである請求項 6の無線受信装 置。
[8] 前記特性抽出部は、前記周波数解析部により変換された周波数領域の信号から 上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差が等しい 1対のサイドバンド信号を抽 出するものである請求項 6又は 7の無線受信装置。
[9] 前記特性抽出部は、前記周波数解析部により変換された周波数領域の信号から 上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差がそれぞれ等しい複数対のサイドバン ド信号を抽出するものであり、前記ウェイト算出部は、前記特性抽出部により抽出され た複数対のサイドバンド信号に対してそれぞれ異なるウェイトベクトルを算出するもの である請求項 6から 8の何れかの無線受信装置。
[10] 前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを記憶する記憶装置 を含み、前記ウェイト算出部は、該記憶装置により記憶された受信信号を適宜読み 出してウェイトを算出するものである請求項 6から 9の何れかの無線受信装置。
[11] 前記ウェイト算出部は、前記信号合成部により合成される合成信号が所定の値に 収束した場合には、それ以降所定時間だけウェイトの算出を停止するものである請求 項 3から 10の無線受信装置。
[12] 所定の送信信号を送信する送信部と、
該送信部カゝら送信される送信信号の主搬送波と同じ周波数のキャンセル信号を発 生させるキャンセル信号発生部と、
該キャンセル信号発生部により発生させられるキャンセル信号の位相及び振幅を 制御するキャンセル信号制御部と、
該キャンセル信号制御部により位相及び振幅が制御されたキャンセル信号を前記 複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに掛け合わせるキャンセル 信号合成部と
を、含み、
前記キャンセル信号制御部は、前記キャンセル信号合成部によりキャンセル信号が 掛け合わされた受信信号における主搬送波信号電力が可及的に小さくなるようにキ ヤンセル信号の位相及び振幅を制御するものである請求項 1から 11の何れかの無線 受信装置。 前記無線受信装置は、無線タグに向けて所定の送信信号を送信すると共に、該送 信信号に応じて無線タグから返信される返信信号を前記複数のアンテナ素子により 受信することで該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置に組み込ま れるものである請求項 1から 12の何れかの無線受信装置。
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