WO2006021991A1

WO2006021991A1 - データ通信装置、データ通信方法及びデータ通信システム

Info

Publication number: WO2006021991A1
Application number: PCT/JP2004/012123
Authority: WO
Inventors: Tsuyoshi Iizuka; Toshihisa Kamemaru; Ryoji Hayashi; Yasushi Takahata
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2006-03-02
Also published as: EP1783924A1; JP4672666B2; CN1998155A; JPWO2006021991A1

Abstract

　非接触ＩＣカード２宛のデータに応じて無線周波数信号をＳＳＢ変調し、単側波帯の変調信号又は当該無線周波数信号を送信する一方、その無線周波数信号を送信しているとき、非接触ＩＣカード２から送信された両側波帯の変調信号を受信すると、その両側波帯の変調信号からデータを復調する。これにより、他のデータ通信装置３から送信される変調信号の影響を受けずに、非接触ＩＣカード２から送信された変調信号を正確に復調することができる。

Description

明細書

データ通信装置、データ通信方法及びデータ通信システム

技術分野

[0001] この発明は、非接触型無線通信機器 (例えば、非接触 ICカード、 RFタグ、電子タグ、キーレスエントリ）とデータ通信を実施するデータ通信装置、データ通信方法及びデータ通信システムに関するものである。

背景技術

[0002] 従来のデータ通信装置は、無線周波数信号である RF信号を ASK変調して、その変調信号を出力する ASK変調器と、その ASK変調器力出力された変調信号を増幅する増幅器と、その増幅器により増幅された変調信号を非接触型無線通信機器に送信するアンテナとから構成されてレ、る。

[0003] 非接触型無線通信機器は、近隣にデータ通信装置が設置されてレ、れば (データ通信装置までの距離が数十センチメートノレ程度）、データ通信装置から送信された電力供給用信号 (例えば、 RF信号)を受信することにより、その電力供給用信号を整流して駆動用電力を取得し、その電力を内蔵のコンデンサに蓄積する。

以後、コンデンサに蓄積した電力を利用して、データ通信装置から送信された変調信号 (例えば、コマンドなどのデータ信号)を受信してデータを復調する処理や、データ通信装置から送信された無変調信号を変調して、その変調信号 (例えば、コマンドなどのデータ信号)をデータ通信装置に送信するなどの処理が可能になる（例えば、非特許文献 1を参照)。

[0004] これにより、データ通信装置は、非接触型無線通信機器から送信される変調信号を受信する際に、レスポンス用信号である CW (無変調の連続波：例えば、 RF信号)を非接触型無線通信機器に送信することになるが、自己の位置から数キロメートル程度の位置に他のデータ通信装置が設置されている場合、非接触型無線通信機器から変調信号 (例えば、コマンドなどのデータ信号)を受信するタイミングで、他のデータ通信装置から変調信号 (例えば、コマンドなどのデータ信号)を受信することがあるこのように、非接触型無線通信機器から変調信号を受信するタイミングで、他のデータ通信装置から変調信号を受信すると、その変調信号が干渉波になり、非接触型無線通信機器力送信された変調信号を正確に復調することができなくなることがある。

[0005] なお、複数のデータ通信装置を設置する場合、相互間の距離が短ければ、相互干渉を回避するため、異なる周波数を割り当てるが、割当可能な周波数の数が限られているため、相互間の距離が数キロメートノレ程度であっても、同一の周波数を割り当てなければならなレ、ことがある。

なお、相互干渉を回避することが可能な相互間の距離は、数十キロメートノレ程度である。

[0006] 非特許文献 1 : MWE2003 Microwave Workshop Digest「超小型 RFIDチップ：ミューチップ」宇佐美光雄著株式会社日立製作所中央研究所 2003年発行、第 235頁一第 238頁

[0007] 従来のデータ通信装置は以上のように構成されているので、非接触型無線通信機器力変調信号を受信するタイミングで、他のデータ通信装置力変調信号を受信すると、その変調信号が干渉波になり、非接触型無線通信機器から送信された変調信号を正確に復調することができなくなることがある課題があった。

[0008] この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、他のデータ通信装置から送信される変調信号の影響を受けずに、非接触型無線通信機器から送信された変調信号を正確に復調することができるデータ通信装置、データ通信方法及びデータ通信システムを得ることを目的とする。

発明の開示

[0009] この発明に係るデータ通信装置は、非接触型無線通信機器宛のデータに応じて無線周波数信号を単側波帯変調し、その単側波帯の変調信号又は当該無線周波数信号を送信する一方、その無線周波数信号を送信しているとき、非接触型無線通信機器力送信された両側波帯の変調信号を受信すると、その両側波帯の変調信号力データを復調するようにしたものである。

[0010] このことによって、データ通信装置が両側波帯の変調信号を送信する場合と比べて、他のデータ通信装置から送信される変調信号の影響を軽減し、あるいは、全く影響を受けずに、非接触型無線通信機器から送信された変調信号を復調することができる効果がある。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]この発明の実施の形態 1によるデータ通信システムを示す構成図である。

[図 2]この発明の実施の形態 1によるデータ通信装置と非接触 ICカードを示す構成図である。

[図 3]SSB変調回路の内部を示す構成図である。

[図 4]SSB復調回路の内部を示す構成図である。

[図 5]この発明の実施の形態 1によるデータ通信方法を示すフローチャートである。

[図 6]スペクトラム分布を示す説明図である。

[図 7]スペクトラム分布を示す説明図である。

[図 8]SSB変調回路の処理内容を説明する説明図である。

[図 9]SSB変調回路の処理内容を説明する説明図である。

[図 10]SSB変調回路の処理内容を説明する説明図である。

[図 11]SSB変調回路の内部を示す構成図である。

[図 12]SSB変調回路の処理内容を説明する説明図である。

[図 13]SSB変調回路の処理内容を説明する説明図である。

[図 14]SSB変調回路の処理内容を説明する説明図である。

[図 15]各データ通信装置のチャネル間隔を示す説明図である。

[図 16]各データ通信装置のチャネル間隔を示す説明図である。

[図 17]スペクトラム分布を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態 1.

図 1はこの発明の実施の形態 1によるデータ通信システムを示す構成図である。

[0013] 図において、データ通信装置 1は例えばリーダライタ装置 (質問器)などが該当し、電力供給用信号 (cw:無変調の連続波）、コマンドなどのデータ信号 (変調波)又はレスポンス用信号 (CW:無変調の連続波）を非接触 ICカード 2に送信する。

非接触型無線通信機器である非接触 ICカード 2はデータ通信装置 1から送信された電力供給用信号を受信すると、その電力供給用信号によって内蔵のコンデンサを充電し、以後、そのコンデンサに蓄積された電荷を電力源として利用して、例えば、データ通信装置 1から送信されたデータ信号 (変調波）を受信してデータを復調する処理や、データ通信装置 1宛のデータを変調して、その変調信号をデータ通信装置 1に送信する処理などを実施する。

データ通信装置 3はデータ通信装置 1の近隣に設置されているデータ通信装置である。ただし、データ通信装置 3の構成は、データ通信装置 1の構成と同じである。

[0014] 図 2はこの発明の実施の形態 1によるデータ通信装置と非接触 ICカードを示す構成図である。

図において、データ通信装置 1のデータ送信器 11は非接触 ICカード 2に送信するコマンドなどの送信データ、電力供給用の定型データ、あるいは、レスポンス用の定型データを出力する。

RF信号発振器 12はデータ送信器 11から出力されたデータがコマンドなどの送信データである場合、あるいは、データ送信器 11から出力されたデータがレスポンス用の定型データである場合、周波数 f の無変調信号 (無線周波数信号)を発振する。また、データ送信器 11から出力されたデータが電力供給用の定型データである場合、周波数 f の無変調信号 (無線周波数信号)を発振する。なお、 RF信号発振器 12は

2

無線周波数信号発振手段を構成してレ、る。

[0015] 切換スィッチ 13はデータ送信器 11から送信データが出力されると、 RF信号発振器

12から発振された周波数 f の無変調信号を SSB変調回路 14に出力し、データ送信器 11から電力供給用の定型データ又はレスポンス用の定型データが出力されると、 RF信号発振器 12から発振された周波数 f の無変調信号又は周波数 f の無変調信

2 1

号をレベル調整器 15に出力する。

[0016] SSB変調回路 14はデータ送信器 11から出力された送信データに応じて、 RF信号発振器 12から発振された周波数 f の無変調信号を SSB (Single Side Band)変調し、その単側波帯の変調信号を出力する。なお、 SSB変調回路 14は変調手段を構成している。

レベル調整器 ₁₅は _RF信号発振器 _{1 2}から発振された周波数 f 又は周波数 f の無

1 2 変調信号のピーク電力を調整して、その無変調信号のピーク電力を SSB変調回路 1 4から出力される変調信号のピーク電力より大きくする。

[0017] 切換スィッチ 16はデータ送信器 11から送信データが出力されると、 SSB変調回路

14から出力された変調信号を増幅器 17に出力し、データ送信器 11から電力供給用の定型データ又はレスポンス用の定型データが出力されると、レベル調整器 15から出力された無変調信号を増幅器 17に出力する。

増幅器 17は切換スィッチ 16から出力された変調信号又は無変調信号を増幅する

[0018] サーキユレータ 18は増幅器 17から出力された変調信号又は無変調信号をアンテナ 19に出力する一方、アンテナ 19により受信された両側波帯の変調信号を SSB復調回路 20に出力する。

アンテナ 19は増幅器 17により増幅された変調信号又は無変調信号を非接触 IC力ード 2に送信する一方、非接触 ICカード 2から送信された両側波帯の変調信号を受信する。なお、サーキユレータ 18及びアンテナ 19から送信手段と受信手段が構成されている。

SSB復調回路 20はアンテナ 19により受信された両側波帯の変調信号力データを復調する。なお、 SSB復調回路 20は復調手段を構成している。

[0019] 非接触 ICカード 2のアンテナ 21はデータ通信装置 1から送信された変調信号又は無変調信号を受信する。充電回路 22はアンテナ 21の受信信号が周波数 f の無変

2 調信号であれば、その無変調信号を整流して駆動用電力を取得し、その駆動用電力をコンデンサ 23に蓄積する。

変復調回路 24は充電回路 22のコンデンサ 23に蓄積された電力を利用して駆動し、アンテナ 21の受信信号が周波数 f の変調信号であれば、その変調信号からコマン

1

ドなどのデータを復調し、そのデータに応じた処理を実施する。また、アンテナ 21の受信信号が周波数 f の無変調信号であれば、データ通信装置 1宛のデータで無変調信号を変調し、その変調信号をアンテナ 21に出力する。

[0020] 図 3は SSB変調回路 14をディジタル回路で構成した場合の構成図の一例であり、図において、局部発振器 31は例えば 10MHzの局部発振信号を発振する。 SSB変調器 32は 90度移相器 32a, 32b、乗算器 32c, 32d及び加算器 32eから構成され、データ送信器 11力も出力されたデータであるディジタル信号を用いて、局部発振器 31から発振された局部発振信号を SSB変調する。

DZA変換器 33は SSB変調器 32から出力されたディジタルの変調信号をアナログ信号に変換する。

[0021] RF信号発振器 34は例えば 940MHzの無線周波数信号を発振する。乗算器 35は DZA変換器 33による DZA変換後の変調信号と RF信号発振器 34から発振された無線周波数信号を乗算し、両側波帯の変調信号を出力する。

バンドパスフィルタ 36は乗算器 35から出力された変調信号の単側波帯を除去して、単側波帯の変調信号を出力する。

[0022] 図 4は SSB復調回路 20の内部を示す構成図であり、図において、 RF信号発振器 41は例えば 950MHzの無線周波数信号を発振する。単側波帯除去器 42は乗算器 42a, 42b、 90度移相器 42c, 42d、カロ算器 42e及び低域通過フイノレタ 42f, 42g力ら構成され、 RF信号発振器 41から発振された無線周波数信号を用いて、アンテナ 19 により受信された両側波帯の変調信号の単側波帯を除去する。

[0023] 単側波帯再生器 43は単側波帯除去器 42から出力された変調信号から、単側波帯除去器 42により除去された単側波帯を再生して、両側波帯の変調信号を出力する。

DSB復調器 44は単側波帯再生器力出力された両側波帯の変調信号に対する D SB (Double Side Band)復調を実施して、自己宛のデータを復調する。

[0024] 次に動作について説明する。

この実施の形態 1では、後述するように、データ通信装置 1やデータ通信装置 3が変調信号を送信する場合、単側波帯の変調信号を送信するが、従来のように、両側波帯の変調信号を送信する場合、図 6に示すように、搬送波である無線周波数信号を挟む 2つの周波数帯が占有されることになる。

[0025] この際、非接触 ICカード 2がデータをデータ通信装置 1に送信する場合も、ほぼ同じ周波数帯を使用して、両側波帯の変調信号を送信するため、非接触 ICカード 2が両側波帯の変調信号をデータ通信装置 1に送信するタイミングで、他のデータ通信装置 3が両側波帯の変調信号を送信すると、その変調波が干渉波になり、データ通信装置 1における非接触 ICカード 2からの変調信号の受信精度が劣化する。

[0026] この実施の形態 1では、非接触 ICカード 2が両側波帯の変調信号をデータ通信装置 1に送信するタイミングで、他のデータ通信装置 3が変調信号を送信しても、その変調波が干渉波にならないようにするため、図 7に示すように、データ通信装置 1やデータ通信装置 3が送信する変調信号を単側波帯の変調信号にしている。

以下、具体的に説明する。

[0027] 図 5はこの発明の実施の形態 1によるデータ通信方法を示すフローチャートである。

非接触 ICカード 2は、電池などの電力源を搭載しておらず、外部から電力の供給を受けない限り、起動することができない。

そこで、データ通信装置 1がコマンドなどのデータを送信するに先立って、非接触の状態で、非接触 ICカード 2に電力を供給する。

即ち、データ通信装置 1のデータ送信器 11は、コマンドなどの送信データを出力する前に、電力供給用の定型データを RF信号発振器 12，切換スィッチ 13， 16及び S SB変調回路 14に出力する (ステップ ST1)。

[0028] ここで、電力供給用の定型データは、例えば、制御命令などの意味のあるデータではなぐ情報の伝達を目的とするものではないので、データの内容はいかなるものでもよいが、コマンドなどの送信データや、レスポンス用の定型データと明確に区別できるデータであることが望ましい。

[0029] データ通信装置 1の RF信号発振器 12は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、、コマンドなどの送信データであるの力 \レスポンス用の定型データであるのかを確認する（ステップ ST2， ST7)。

RF信号発振器 12は、データ送信器 11から出力されたデータが電力供給用の定型データであると認定すると、予め割り当てられている周波数 f の無変調信号を発振

2

する（ステップ ST3)。

[0030] データ通信装置 1の切換スィッチ 13は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、コマンドなどの送信データであるの力、レスポンス用の定型データであるのかを確認する。

切換スィッチ 13は、データ送信器 11力出力されたデータが電力供給用の定型データであると認定すると、 RF信号発振器 12から発振された周波数 f の無変調信号を

2

レベル調整器 15に出力する。

[0031] データ通信装置 1のレベル調整器 15は、 RF信号発振器 12から発振された周波数 f の無変調信号を受けると、その無変調信号のピーク電力を調整して、その無変調

2

信号のピーク電力を SSB変調回路 14から出力される変調信号のピーク電力より大きくする（ステップ ST4)。

即ち、電力供給用の無変調信号のピーク電力が、データ送信用の変調信号のピーク電力より大きくなるように、 RF信号発振器 12から発振された無変調信号のピーク電力を調整する。

[0032] データ通信装置 1の切換スィッチ 16は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、コマンドなどの送信データであるの力、レスポンス用の定型データであるのかを確認する。

切換スィッチ 16は、データ送信器 11力出力されたデータが電力供給用の定型データであると認定すると、レベル調整器 15から出力された無変調信号を増幅器 17に出力する。

[0033] データ通信装置 1の増幅器 17は、切換スィッチ 16から周波数 f の無変調信号を受

2

けると、その無変調信号を増幅する (ステップ ST5)。

データ通信装置 1のサーキユレータ 18は、増幅器 17から増幅後の無変調信号を受けると、その無変調信号をアンテナ 19に出力する。

データ通信装置 1のアンテナ 19は、サーキユレータ 18から増幅後の無変調信号を受けると、その無変調信号を電力供給用信号として空中に放射することにより、その無変調信号を非接触 ICカード 2に送信する (ステップ ST6)。

[0034] 非接触 ICカード 2のアンテナ 21は、データ通信装置 1から送信された周波数 f の無

2 変調信号を受信する。

非接触 ICカード 2の充電回路 22は、アンテナ 21の受信信号が周波数 f の無変調信号であれば、その無変調信号を整流して駆動用電力を取得し、その駆動用電力をコンデンサ 23に蓄積する。

[0035] 次に、データ通信装置 1がデータを非接触 ICカード 2に送信する場合、データ通信装置 1のデータ送信器 11が、コマンドなどの送信データを RF信号発振器 12，切換スィッチ 13， 16及び SSB変調回路 14に出力する（ステップ ST1)。

データ通信装置 1の RF信号発振器 12は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、、コマンドなどの送信データであるの力 \レスポンス用の定型データであるのかを確認する（ステップ ST2， ST7)。

RF信号発振器 12は、データ送信器 11から出力されたデータがコマンドなどの送信データであると認定すると、予め割り当てられている周波数 f の無変調信号を発振する（ステップ ST8)。

[0036] データ通信装置 1の切換スィッチ 13は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、コマンドなどの送信データであるの力、レスポンス用の定型データであるのかを確認する。

切換スィッチ 13は、データ送信器 11から出力されたデータが送信データであると認定すると、 RF信号発振器 12から発振された周波数 f の無変調信号を SSB変調回

1

路 14に出力する。

[0037] データ通信装置 1の SSB変調回路 14は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、コマンドなどの送信データであるのカレスポンス用の定型データであるのかを確認する。

SSB変調回路 14は、データ送信器 11から出力されたデータがコマンドなどの送信データであると認定すると、データ送信器 11から出力された送信データに応じて、 R F信号発振器 12から発振された周波数 f の無変調信号を SSB変調し、その単側波帯の変調信号を切換スィッチ 16に出力する (ステップ ST9)。

[0038] SSB変調回路 14の具体的な処理内容は下記の通りである。

データ送信器 11から出力された送信データが" cos co t"であり、局部発振器 31から発振された局部発振信号力 'Acos ω t"であるとする。

SSB変調器 32の 90度移相器 32aは、データ送信器 11から出力された送信データの位相を 90度進めて、 " sin cot"を出力する。

SSB変調器 32の 90度移相器 32bは、局部発振器 31から発振された局部発振信号の位相を 90度進めて、 " Asinco t"を出力する。

SSB変調器 32がディジタル方式で直ちに 950MHz帯の SSB変調信号を生成するのは比較的難しいので、ここでは、局部発振器 31が例えば 10MHzの局部発振信号を発振するようにしている。

[0039] SSB変調器 32の乗算器 32cは、データ送信器 11から出力された送信データ" cos cot"と局部発振器 31から発振された局部発振信号 "Acosc t"を乗算し、その乗算結果である" Acoscot'cosco t"を出力する。

SSB変調器 32の乗算器 32dは、 90度移相器 32aから出力された "—sincot"と 90 度移相器 32bから出力された "一 Asinco t"を乗算し、その乗算結果である" Asin ω t •sinc t"を出力する。

SSB変調器 32のカロ算器 32eは、乗算器 32cから出力された" Acos ω t'cos ω t"と、乗算器 32dから出力された" Asincot'sinco_et"とをカ卩算することにより、図 8に示すように、単側波帯の変調信号 (上側波帯がなぐ下側波帯のみの変調信号)である" A cos(co — ω t'を生成する。

[0040] D/A変換器 33は、 SSB変調器 32がディジタルの変調信号を生成すると、その変調信号をアナログ信号に変換する。

乗算器 35は、 D/A変換器 33により D/A変換された変調信号を受けると、その変調信号に RF信号発振器 34から発振された例えば 940MHzの無線周波数信号を乗算することにより、図 9に示すように、 930MHzの変調信号と 950MHzの変調信号を出力する。

バンドパスフィルタ 36は、乗算器 35から出力された変調信号のうち、 930MHzの変調信号を除去して、 950MHzの変調信号 (単側波帯の変調信号)を切換スィッチ 16に出力する（図 10を参照）。

[0041] データ通信装置 1の切換スィッチ 16は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、、コマンドなどの送信データであるの力、、レスポンス用の定型データであるのかを確認する。切換スィッチ 16は、データ送信器 11から出力されたデータがコマンドなどの送信データであると認定すると、 SSB変調回路 14から出力された単側波帯の変調信号を増幅器 17に出力する。

[0042] データ通信装置 1の増幅器 17は、切換スィッチ 16から単側波帯の変調信号を受けると、その変調信号を増幅する（ステップ ST5)。

データ通信装置 1のサーキユレータ 18は、増幅器 17から増幅後の変調信号を受けると、その変調信号をアンテナ 19に出力する。

データ通信装置 1のアンテナ 19は、サーキユレータ 18から増幅後の変調信号を受けると、その変調信号をデータ信号として空中に放射することにより、その変調信号を非接触 ICカード 2に送信する (ステップ ST6)。

[0043] 非接触 ICカード 2のアンテナ 21は、データ通信装置 1から送信された単側波帯の変調信号を受信する。

非接触 ICカード 2の変復調回路 24は、アンテナ 21が単側波帯の変調信号を受信すると、充電回路 22のコンデンサ 23に蓄積された電力を利用して駆動し、その単側波帯の変調信号の包絡線を検波して、その変調信号からコマンドなどのデータを復調し、そのデータに応じた処理を実施する。

[0044] 次に、データ通信装置 1が非接触 ICカード 2からデータを受信する場合、データ通信装置 1のデータ送信器 11が、レスポンス用の定型データを RF信号発振器 12，切換スィッチ 13, 16及び SSB変調回路 14に出力する（ステップ ST1)。

ここで、レスポンス用の定型データは、例えば、制御命令などの意味のあるデータではなぐ情報の伝達を目的とするものではないので、データの内容はいかなるものでもよいが、コマンドなどの送信データや、電力供給用の定型データと明確に区別できるデータであることが望ましレ、。

[0045] データ通信装置 1の RF信号発振器 12は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、、コマンドなどの送信データであるの力 \レスポンス用の定型データであるのかを確認する（ステップ ST2， ST7)。

RF信号発振器 12は、データ送信器 11から出力されたデータがレスポンス用の定型データであると認定すると、予め割り当てられている周波数 f の無変調信号を発振する（ステップ ST10)。

[0046] データ通信装置 1の切換スィッチ 13は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、コマンドなどの送信データであるの力、、レスポンス用の定型データであるのかを確認する。

切換スィッチ 13は、データ送信器 11から出力されたデータがレスポンス用の定型データであると認定すると、 RF信号発振器 12から発振された周波数 f の無変調信

1

号をレベル調整器 15に出力する。

[0047] データ通信装置 1のレベル調整器 15は、 RF信号発振器 12から発振された周波数 f の無変調信号を受けると、その無変調信号のピーク電力を調整して、その無変調信号のピーク電力を SSB変調回路 14から出力される変調信号のピーク電力より大きくする（ステップ ST11)。

即ち、レスポンス用の無変調信号のピーク電力が、データ送信用の変調信号のピーク電力より大きくなるように、 RF信号発振器 12から発振された無変調信号のピーク電力を調整する。

[0048] データ通信装置 1の切換スィッチ 16は、データ送信器 11からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるの力、コマンドなどの送信データであるの力、レスポンス用の定型データであるのかを確認する。

切換スィッチ 16は、データ送信器 11から出力されたデータがレスポンス用の定型データであると認定すると、レベル調整器 15から出力された無変調信号を増幅器 17 に出力する。

[0049] データ通信装置 1の増幅器 17は、切換スィッチ 16から周波数 f の無変調信号を受けると、その無変調信号を増幅する（ステップ ST5)。

データ通信装置 1のアンテナ 19は、サーキユレータ 18から増幅後の無変調信号を受けると、その無変調信号をレスポンス用信号として空中に放射することにより、その無変調信号を非接触 ICカード 2に送信する (ステップ ST6)。

[0050] 非接触 ICカード 2のアンテナ 21は、データ通信装置 1から送信された周波数 f の無変調信号を受信する。

非接触 ICカード 2の変復調回路 24は、アンテナ 21の受信信号が周波数の無変調信号であれば、充電回路 22のコンデンサ 23に蓄積された電力を利用して駆動し、データ通信装置 1宛のデータを変調し、周波数 f の変調信号 (両側波帯の変調信号 )をアンテナ 21に出力する。

これにより、非接触 ICカード 2から両側波帯の変調信号がデータ信号としてデータ通信装置 1に送信される。

[0051] データ通信装置 1のアンテナ 1 9は、非接触 ICカード 2から送信されたデータ信号である両側波帯の変調信号を受信する。

即ち、レスポンス用信号である周波数 f の無変調信号を送信しているタイミングで、データ信号である両側波帯の変調信号を受信する。

[0052] データ通信装置 1のアンテナ 1 9は、データ信号である両側波帯の変調信号を受信する際、他のデータ通信装置 3が変調信号を送信する場合があるが、図 7に示すように、他のデータ通信装置 3は下側波帯の変調信号のみを送信するので (データ通信装置 3の構成は、データ通信装置 1の構成と同じ)、非接触 ICカード 2から送信された変調信号のうち、上側波帯の変調信号は、他のデータ通信装置 3から送信される変調信号に干渉されない。

[0053] データ通信装置 1の SSB復調回路 20は、アンテナ 1 9により受信された両側波帯の変調信号からデータを復調する。

即ち、 SSB復調回路 20は、非接触 ICカード 2から送信された変調信号のうち、他のデータ通信装置 3から送信される変調信号に干渉されない上側波帯の変調信号からデータを復調する。

[0054] SSB復調回路 20の具体的な処理内容は下記の通りである。

アンテナ 19により受信された両側波帯の変調信号が" A cos ( ω + ω ) t +A cos

1 c 1 2

( ω —ω ) t "であり、 RF信号発振器 41から発振された無線周波数信号が "cos ω t" c 2 c であるとする。

単側波帯除去器 42の乗算器 42aは、アンテナ 1 9により受信された両側波帯の変調信号と、 RF信号発振器 41から発振された無線周波数信号を乗算し、その乗算結果である"（A /2)cosco t+ (A /2)cosco t"を出力する。

1 1 2 2

単側波帯除去器 42の 90度移相器 42cは、 RF信号発振器 41から発振された無線周波数信号の位相を 90度進めて、 "-Βΐηω t"を出力する。

[0055] 単側波帯除去器 42の乗算器 42bは、アンテナ 19により受信された両側波帯の変調信号" A cos(co + ω )t + A cos(co _co )t "と、 90度移相器 42cにより位相が 9

1 c 1 2 c 2

0度進められた無線周波数信号 "一 sin ω t"を乗算し、その乗算結果である" (A /2 )sinco t-(A Z2)sinco t"を出力する。

1 2 2

単側波帯除去器 42の 90度移相器 42dは、乗算器 42aの乗算結果である" (A /2 )sinco t-(A Z2)sinco t"の位相を 90度進めて、 "（A

1 2 2 1 Z2) cos ω t-(A

1 2 /2)co

S CO t"を出力する。

2

単側波帯除去器 42の加算器 42eは、乗算器 42aの乗算結果と、 90度移相器 42d の出力とを加算することにより、アンテナ 19により受信された変調信号の下側波帯が除去され、上側波帯のみが残されている変調信号 "A cosco t"を出力する。

[0056] 単側波帯再生器 43は、単側波帯除去器 42から上側波帯の変調信号 "Acos cot" を受けると、例えば、上側波帯の変調信号の波形を下側波帯側に対称的にコピーすることにより、下側波帯の変調信号を再生して、両側波帯の変調信号を出力する。

DSB復調器 44は、単側波帯再生器 43から両側波帯の変調信号を受けると、その両側波帯の変調信号に対する DSB復調を実施して、自己宛のデータを復調する。

[0057] 以上で明らかなように、この実施の形態 1によれば、非接触 ICカード 2宛のデータに応じて無線周波数信号を SSB変調し、単側波帯の変調信号又は当該無線周波数信号を送信する一方、その無線周波数信号を送信しているとき、非接触 ICカード 2から送信された両側波帯の変調信号を受信すると、その両側波帯の変調信号からデータを復調するように構成したので、データ通信装置が両側波帯の変調信号を送信する場合と比べて、他のデータ通信装置 3から送信される変調信号の影響を軽減し、あるいは、全く影響を受けずに、非接触 ICカード 2から送信された変調信号を復調することができる効果を奏する。

[0058] また、この実施の形態 1によれば、アンテナ 19により受信された両側波帯の変調信号力単側波帯の変調信号を抽出し、その単側波帯の変調信号からデータを復調するように構成したので、他のデータ通信装置 3から送信された変調信号に干渉されていない変調信号のみからデータが復調され、更に正確に復調することができる効果を奏する。

[0059] なお、この実施の形態 1では、データ通信装置 1 , 3が下側波帯の変調信号を送信し、非接触 ICカード 2から送信された両側波帯の変調信号のうち、上側波帯の変調信号力データを復調するものについて示したが、データ通信装置 1， 3が上側波帯の変調信号を送信し、非接触 ICカード 2から送信された両側波帯の変調信号のうち、下側波帯の変調信号力データを復調するようにしてもよい。

[0060] この実施の形態 1では、データ通信装置 1の SSB復調回路 20がアンテナ 19により受信された両側波帯の変調信号を SSB復調するものについて示したが、両側波帯の変調信号を DSB復調して、データを復調するようにしてもょレ、。

この場合、他のデータ通信装置 3による変調波によって、干渉を受けている下側波帯の変調信号も復調対象に含まれるので、アンテナ 19により受信された両側波帯の変調信号を SSB復調する場合よりも、データの復調精度が劣化するが、上側波帯の変調信号は、干渉を受けていないので、他のデータ通信装置 3が両側波帯の変調信号を送信する場合よりも、データの復調精度が向上する。

なお、アンテナ 19により受信された両側波帯の変調信号を DSB復調する場合、データ通信装置 1の復調回路の回路構成を簡略化することができる。

[0061] また、上記実施の形態 1では、データ送信器 11から出力されたデータがコマンドなどの送信データ、または、レスポンス用の定型データである場合、 RF信号発振器 12 が周波数 f の無変調信号を発振するものについて示したが、相互に異なる周波数の

1

無変調信号を発振するようにしてもよい。例えば、データ送信器 11から出力されたデータがコマンドなどの送信データであれば、 RF信号発振器 12が周波数 f の無変調信号を発振し、データ送信器 11から出力されたデータがレスポンス用の定型データであれば、 RF信号発振器 12が周波数 f の無変調信号を発振するようにしてもよい。

3

また、データ送信器 11から出力されたデータが電力供給用の定型データである場合、 RF信号発振器 12が周波数 f の無変調信号を発振するものについて示したが、

2

データ送信器 11から出力されたデータがコマンドなどの送信データ、または、レスポンス用の定型データである場合と同様に、 RF信号発振器 12が周波数 f の無変調信

1

号を発振するようにしてもょレヽ。

この場合には、切換スィッチ 13, 16やレベル調整器 15は不要である。

[0062] この実施の形態 1では、データ通信装置 1が非接触 ICカード 2に電力を供給し、非接触 ICカード 2がその電力を利用して駆動するものについて示した力必ずしもデータ通信装置 1が非接触 ICカード 2に電力を供給する必要はなぐ非接触 ICカード 2が他の電力（例えば、内蔵の電池から電力を取得）を利用して駆動するようにしてもよい

[0063] 実施の形態 2.

上記実施の形態 1では、 SSB変調回路 14が単側波帯の変調信号を切換スィッチ 1 6に出力するものについて示したが、 SSB変調回路 14が単側波帯の変調信号を出力する際、その変調信号に搬送波成分を含めて出力するようにしてもよい。

即ち、図 11に示すように、 SSB変調回路 14の加算器 32fがデータ送信器 11から出力された送信データ" cos co t"と直流成分" B"を加算して、その加算結果である" c os co t + B"を乗算器 32dに出力することにより、 SSB変調器 32の加算器 32eが" A{c os ( o _ o ) t + Bcos o t} "を出力するようにする。

[0064] これにより、 SSB変調器 32の加算器 32eから出力される信号は、図 12に示すように、周波数が 10MHzの部分に搬送波成分が含まれるようになる。

また、 SSB変調回路 14の乗算器 35から出力される信号は、図 13に示すように、周波数が 930MHz, 950MHzの部分に搬送波成分が含まれるようになる。

さらに、 SSB変調回路 14のバンドパスフィルタ 36から出力される信号は、図 14に示すように、周波数が 950MHzの部分に搬送波成分が含まれるようになる。

[0065] 以上で明らかなように、この実施の形態 2によれば、 SSB変調回路 14が単側波帯の変調信号を出力する際、その変調信号に搬送波成分を含めて出力するように構成したので、非接触 ICカード 2の変復調回路 24が通常の DSB変調対応の回路であつても（SSB変調対応の回路ではない）、単側波帯の変調信号の包絡線を検波して、その変調信号力コマンドなどのデータを復調することができる効果を奏する。

[0066] 実施の形態 3. 上記実施の形態 1では、データ通信装置 1とデータ通信装置 3が同じ周波数の変調信号を送信するものについて示したが、データ通信装置 1とデータ通信装置 3の干渉を防止するため、データ通信装置 1とデータ通信装置 3が異なる周波数の変調信号を送信するようにしてもよい。即ち、データ通信装置 1 , 3の RF信号発振器 12から発振される無線周波数信号の周波数が異なるようにしてもよい。

[0067] このように、データ通信装置 1とデータ通信装置 3が異なる周波数の変調信号を送信する場合でも、その変調波を送信する際に高調波も送信されるので、図 15に示すように、チャネルの間隔を例えば 300kHz以上空ける必要がある。ただし、図 15はデータ送信装置 1 , 3が SSB変調を実施せずに、 DSB変調を実施して両側波帯の変調信号を送信する場合のスペクトルを示してレ、る。

したがって、データ通信装置 1 , 3の数が多数に上る場合、データ通信システムが占有する周波数帯域が大きくなるが、実際に占有することが可能な周波数帯域は限られているので、各データ通信装置のチャネル間隔を狭くしなければ、設置可能なデータ通信装置の数を増やすことができなレ、。

そこで、この実施の形態 3では、次のようにして、各データ通信装置のチャネル間隔を狭くして、設置可能なデータ通信装置の数を増やすことができるようにしている。

[0068] 即ち、この実施の形態 3では、各データ通信装置が SSB変調して、単側波帯の変調信号を送信する際、図 16に示すように、送信しない単側波帯を交互とすることにより（chlのデータ通信装置→下側波帯の変調信号 (LSB)を送信しない、 ch2のデータ通信装置→上側波帯の変調信号 (USB)を送信しない、 ch3のデータ通信装置→ 下側波帯の変調信号 (LSB)を送信しない）、隣接チャネルにおける非接触 ICカード 2からの応答帯域を接近、または、共有できるようにしている。

[0069] 具体的には、 ch2のデータ通信装置が下側波帯の変調信号 (LSB)を送信して、上側波帯の変調信号 (USB)を送信しない場合、図 16に示すように、 ch3のデータ通信装置は（ch2の周波数く ch3の周波数であって、 ch2と ch3は隣接帯域の周波数であるとする）、下側波帯の変調信号 (LSB)を送信せずに上側波帯の変調信号 (U SB)を送信するようにする。

また、 chlのデータ通信装置も（chlの周波数く ch2の周波数であって、 chlと ch2 は隣接帯域の周波数であるとする）、下側波帯の変調信号 (LSB)を送信せずに上側波帯の変調信号 (USB)を送信するようにする。

[0070] この場合、 ch2と ch3における非接触 ICカード 2からの応答帯域、即ち、 ch2の US Bと ch3の LSBには、高調波が現れなくなるので、高調波が占有する領域 (例えば、 1 OOkHz)を空ける必要がなくなる。そこで、 ch2と ch3の間隔を 200kHz程度まで接近させるようにする。

また、 ch2の LSBと chlの USBは、非接触 ICカード 2からの応答帯域ではなく（ch2 は USBが応答帯域、 chlは LSB力 S応答帯域）、両者を接近させて共有させても、非接触 ICカード 2からの応答に影響しないので、 chlと ch2の間隔を 200kHz程度まで接近させるようにする。

[0071] 以上で明らかなように、この実施の形態 3によれば、例えば、 ch2のデータ通信装置が下側波帯の変調信号 (LSB)を送信して、上側波帯の変調信号 (USB)を送信しない場合、 chl , ch3のデータ通信装置が、下側波帯の変調信号 (LSB)を送信せずに上側波帯の変調信号 (USB)を送信するように構成したので、各データ通信装置のチャネル間隔を狭くして、設置可能なデータ通信装置の数を増やすことができる効果を奏する。

[0072] 実施の形態 4.

上記実施の形態 3では、例えば、 ch2のデータ通信装置が下側波帯の変調信号 (L SB)を送信して、上側波帯の変調信号 (USB)を送信しない場合、 chl , ch3のデータ通信装置が、下側波帯の変調信号 (LSB)を送信せずに上側波帯の変調信号 (U SB)を送信するものについて示した力データ通信システムの中で、周波数が最も低い無線周波数信号が割り当てられるデータ通信装置は、下側波帯の変調信号 (LSB )を送信せずに上側波帯の変調信号 (USB)を送信し、周波数が最も高い無線周波数信号が割り当てられるデータ通信装置は、上側波帯の変調信号 (USB)を送信せずに下側波帯の変調信号 (LSB)を送信するようにしてもょレ、。

[0073] これにより、データ通信システムに割り当てられる無線周波数帯域と、その無線周波数帯域と隣接する他の用途 (例えば、携帯電話)の無線周波数帯域との境界に設けるガードバンド幅を削減して通信帯域を増やすことができる効果を奏する。 [0074] 実施の形態 5.

上記実施の形態 1では、特に言及していないが、各データ通信装置は、他のデータ通信装置が送信しない単側波帯相当の周波数帯域の信号を送信しないようにする規定が設けられている場合、その周波数帯域の変調信号や無線周波数信号を送信しないようにする。

これにより、図 17に示すように、各データ通信装置は、他のデータ通信装置宛の非接触 ICカード 2からの応答に対して妨害を与えないようにすることができる効果を奏する。

産業上の利用可能性

[0075] 以上のように、この発明に係るデータ通信装置は、電池などの電力源を搭載しておらず、外部から電力の供給を受けない限り、起動することができない非接触型無線通信機器などに用いるのに適してレ、る。

Claims

請求の範囲

[1] 無線周波数信号を発振する無線周波数信号発振手段と、非接触型無線通信機器宛のデータに応じて、上記無線周波数信号発振手段から発振された無線周波数信号を単側波帯変調し、その単側波帯の変調信号を出力する変調手段と、上記変調手段から出力された変調信号又は上記無線周波数信号発振手段から発振された無線周波数信号を送信する送信手段と、上記送信手段から無線周波数信号が送信されているとき、上記非接触型無線通信機器力も送信された両側波帯の変調信号を受信する受信手段と、上記受信手段により受信された変調信号力データを復調する復調手段とを備えたデータ通信装置。

[2] 非接触型無線通信機器宛のデータを示すディジタル信号をディジタル回路により単側波帯変調する単側波帯変調器と、上記単側波帯変調器によるディジタルの変調信号をアナログ信号に変換する D/A変換器と、上記 D/A変換器による変換後の変調信号と無線周波数信号を乗算する乗算器と、上記乗算器から出力された乗算信号の単側波帯を除去するフィルタとを用いて変調手段を構成していることを特徴とする請求項 1記載のデータ通信装置。

[3] 復調手段は、受信手段により受信された両側波帯の変調信号から単側波帯の変調信号を抽出し、その単側波帯の変調信号からデータを復調することを特徴とする請求項 1記載のデータ通信装置。

[4] 復調手段は、変調手段から出力された変調信号が上側波帯の変調信号であれば、受信手段により受信された両側波帯の変調信号力下側波帯の変調信号を抽出し、上記変調手段から出力された変調信号が下側波帯の変調信号であれば、上記受信手段により受信された両側波帯の変調信号から上側波帯の変調信号を抽出することを特徴とする請求項 3記載のデータ通信装置。

[5] 受信手段により受信された両側波帯の変調信号の単側波帯を除去して、単側波帯の変調信号を出力する単側波帯除去器と、上記単側波帯除去器から出力された変調信号から、上記単側波帯除去器により除去された単側波帯を再生して、両側波帯の変調信号を出力する単側波帯再生器と、上記単側波帯再生器から出力された両側波帯の変調信号からデータを復調するデータ復調器とを用いて復調手段を構成していることを特徴とする請求項 3記載のデータ通信装置。

[6] 変調手段は、単側波帯の変調信号を出力する際、その変調信号に搬送波成分を含めて出力することを特徴とする請求項 1記載のデータ通信装置。

[7] 非接触型無線通信機器宛のデータに応じて無線周波数信号を単側波帯変調し、その単側波帯の変調信号又は当該無線周波数信号を送信する一方、その無線周波数信号を送信してレ、るとき、上記非接触型無線通信機器から両側波帯の変調信号を受信すると、その両側波帯の変調信号からデータを復調するデータ通信方法。

[8] 送信対象のデータに応じて無線周波数信号を単側波帯変調し、その単側波帯の変調信号又は当該無線周波数信号を送信する一方、その無線周波数信号を送信しているとき、両側波帯の変調信号を受信すると、その両側波帯の変調信号からデータを復調するデータ通信装置と、上記データ通信装置から送信された単側波帯の変調信号を受信すると、その変調信号からデータを復調する一方、上記データ通信装置から送信された無線周波数信号を受信すると、上記データ通信装置宛のデータを両側波帯変調して、その両側波帯の変調信号を上記データ通信装置に送信する非接触型無線通信機器とを備えたデータ通信システム。

[9] 複数のデータ通信装置が設置される場合、相互に周波数が異なる無線周波数信号が各データ通信装置に割り当てられることを特徴とする請求項 8記載のデータ通信システム。

[10] 各データ通信装置は、隣接帯域の無線周波数信号が割り当てられている他のデータ通信装置が上側波帯の変調信号を送信して下側波帯の変調信号を送信しない場合、上側波帯の変調信号を送信せずに下側波帯の変調信号を送信し、上記他のデータ通信装置が下側波帯の変調信号を送信して上側波帯の変調信号を送信しない場合、下側波帯の変調信号を送信せずに上側波帯の変調信号を送信することを特徴とする請求項 9記載のデータ通信システム。

[11] 周波数が最も低い無線周波数信号が割り当てられるデータ通信装置は、下側波帯の変調信号を送信せずに上側波帯の変調信号を送信し、周波数が最も高い無線周波数信号が割り当てられるデータ通信装置は、上側波帯の変調信号を送信せずに下側波帯の変調信号を送信することを特徴とする請求項 9記載のデータ通信システム。

各データ通信装置は、他のデータ通信装置が送信しなレ、単側波帯相当の周波数帯域の信号を送信しないことを特徴とする請求項 8記載のデータ通信システム。