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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-20
(45)【発行日】2025-01-06
(54)【発明の名称】通信装置及び通信方法
(51)【国際特許分類】
H04L 27/06 20060101AFI20241223BHJP
G06K 7/10 20060101ALI20241223BHJP
H04B 1/59 20060101ALI20241223BHJP
H04B 5/45 20240101ALI20241223BHJP
H04B 5/48 20240101ALI20241223BHJP
H04B 5/77 20240101ALI20241223BHJP
H04L 27/10 20060101ALI20241223BHJP
【ＦＩ】
H04L27/06 Z
G06K7/10 104
H04B1/59
H04B5/45
H04B5/48
H04B5/77
H04L27/10 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021014487
(22)【出願日】2021-02-01
(65)【公開番号】P2022117789
(43)【公開日】2022-08-12
【審査請求日】2023-11-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000003562
【氏名又は名称】東芝テック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100075672
【弁理士】
【氏名又は名称】峰 隆司
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】槌田 直
(72)【発明者】
【氏名】大石 禎利
【審査官】阿部 弘
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２００７／０１２８９１（ＷＯ，Ａ２）
【文献】特開２００７－１１０６１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１１２８８５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｌ ２７／０６
Ｇ０６Ｋ ７／１０
Ｈ０４Ｂ １／５９
Ｈ０４Ｂ ５／４５
Ｈ０４Ｂ ５／４８
Ｈ０４Ｂ ５／７７
Ｈ０４Ｌ ２７／１０
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４，６
ＣＴ ＷＧ１，４
ＩＥＥＥ ８０２．１１
１５
１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線タグと通信する通信装置であって、第１のＩ信号及び第１のＱ信号を用いて搬送波を直交変調して変調波を出力する直交変調部と、
前記直交変調部から出力される変調波を無線送信する送信部と、
前記送信部からの送信波を前記無線タグがバックスキャッタし、振幅偏移変調した無線信号を受信して受信信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力された受信信号を、前記搬送波を用いて検波し、第２のＩ信号及び第２のＱ信号を出力する直交検波部と、
前記直交検波部から出力された第２のＩ信号及び第２のＱ信号の少なくとも一方を検波し、前記無線タグから振幅偏移変調されて送信された第１のデータを復調する第１の復調部と、
前記第１の復調部で復調された第１のデータを復号する第１の復号部と、
前記直交検波部から出力された第２のＩ信号及び第２のＱ信号を検波し、周波数偏移変調された第２のデータを復調する第２の復調部と、
前記第２の復調部で復調された第２のデータを復号する第２の復号部と、
前記搬送波を所定の変調データで周波数偏移変調させる信号として前記第１のＩ信号及び前記第１のＱ信号を生成し、前記直交変調部に入力する生成部と、
前記第２の復号部で復号された第２のデータと前記変調データとを比較する比較部と、
前記第２の復号部で復号された第２のデータと前記変調データとの一致が前記比較部により確認された場合に、前記第１の復号部により復号された第１のデータを対象としたデータ処理を実行する処理部と、
を具備した通信装置。
【請求項2】
前記直交検波部から出力された第２のＩ信号及び第２のＱ信号のうちのカットオフ周波数より高い周波数成分を通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した第２のＩ信号及び第２のＱ信号を増幅する増幅部と、
をさらに具備し、
前記生成部は、前記周波数偏移変調の周波数偏移量を前記カットオフ周波数よりも大きくするように前記第１のＩ信号及び前記第１のＱ信号を生成する、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項3】
前記生成部は、前記変調データを予め定められたデータとするように前記第１のＩ信号及び前記第１のＱ信号を生成する、請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
【請求項4】
前記生成部は、前記変調データをランダムなデータとするように前記第１のＩ信号及び前記第１のＱ信号を生成する、請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
【請求項5】
無線タグとの通信方法であって、第１のＩ信号及び第１のＱ信号を用いて搬送波を直交変調して変調波を出力し、
前記変調波を無線送信し、
無線送信による送信波を前記無線タグがバックスキャッタし、振幅偏移変調した無線信号を受信して受信信号を出力し、
前記受信信号を、前記搬送波を用いて検波し、第２のＩ信号及び第２のＱ信号を出力し、
前記第２のＩ信号及び第２のＱ信号の少なくとも一方を検波し、前記無線タグから振幅偏移変調されて送信された第１のデータを復調し、
前記復調された第１のデータを復号し、
前記第２のＩ信号及び前記第２のＱ信号を検波し、周波数偏移変調された第２のデータを復調し、
復調された第２のデータを復号し、
前記搬送波を所定の変調データで周波数偏移変調させる第１のＩ信号及び第１のＱ信号を生成し、
復号された第２のデータと前記変調データとを比較し、
比較により復号された第２のデータと前記変調データとの一致が前記比較により確認された場合に、復号された第１のデータを対象としたデータ処理を実行する、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、通信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
無線タグが、送信周波数帯が同一である複数のリーダの通信範囲が重複する位置にあるとき、当該無線タグからの反射波は、複数のリーダのいずれからの送信信号に関するものであるかを識別することができない。
このような問題の対策として、どのリーダに対するデータ送信であるかをリーダで識別可能とするように、無線タグの側でのデータ送信を工夫することが考えられる。しかしながら、このような手法では、無線タグに必要とされる機能が高度となり、無線タグの構成が複雑化してしまう。
そこで、無線タグの構成を複雑化させることなしに、他のリーダに向けた無線タグからの送信データを誤って受信することを防止できることが望まれていた。
このような問題の対策として、どのリーダに対するデータ送信であるかをリーダで識別可能とするように、無線タグの側でのデータ送信を工夫することが考えられる。しかしながら、このような手法では、無線タグに必要とされる機能が高度となり、無線タグの構成が複雑化してしまう。
そこで、無線タグの構成を複雑化させることなしに、他のリーダに向けた無線タグからの送信データを誤って受信することを防止できることが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－１１２９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、無線タグの構成を複雑化させることなしに、他のリーダに向けた無線タグからの送信データを誤って受信することを防止できる通信装置及び通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態の通信装置は直交変調部、送信部、受信部、直交検波部、第１の復調部、第１の復号部、第２の復調部、第２の復号部、生成部、比較部及び処理部を備える。直交変調部は、第１のＩ信号及び第１のＱ信号を用いて搬送波を直交変調して変調波を出力する。送信部は、直交変調部から出力される変調信号を無線送信する。受信部は、送信部からの送信波を無線タグがバックスキャッタし、振幅偏移変調した無線信号を受信して受信信号を出力する。直交検波部は、受信部から出力された受信信号を、搬送波を用いて検波し、第２のＩ信号及び第２のＱ信号を出力する。第１の復調部は、直交検波部から出力された第２のＩ信号及び第２のＱ信号の少なくとも一方を検波し、無線タグから振幅偏移変調されて送信された第１のデータを復調する。第１の復号部は、第１の復調部で復調された第１のデータを復号する。第２の復調部は、直交検波部から出力された第２のＩ信号及び第２のＱ信号を検波し、周波数偏移変調された第２のデータを復調する。第２の復号部は、第２の復調部で復調された第２のデータを復号する。生成部は、搬送波を所定の変調データで周波数偏移変調させる信号として第１のＩ信号及び第１のＱ信号を生成し、直交変調部に入力する。比較部は、第２の復号部で復号された第２のデータと変調データとを比較する。処理部は、第２の復号部で復号された第２のデータと変調データとの一致が比較部により確認された場合に、第２の復号部により復号された第１のデータを対象としたデータ処理を実行する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】一実施形態に係る読取装置の要部回路構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、実施の形態の一例について図面を用いて説明する。
図１は本実施形態に係る読取装置１００の要部回路構成を示すブロック図である。
図１は本実施形態に係る読取装置１００の要部回路構成を示すブロック図である。
【0008】
読取装置１００は、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグ２００が記憶しているデータを、バックスキャッタ通信によりＲＦＩＤタグ２００から読み取る。つまり読取装置１００は、上記のＲＦＩＤタグ２００からのデータ読み取りに際してＲＦＩＤタグ２００と無線通信を行う通信装置としての機能を備えている。
読取装置１００は、発振器１、ＤＡ（digital to analog）変換器２、直交変調器３、バラン４、ＳＡＷ（surface acoustic wave）フィルタ５、電力増幅器６、アンテナ共用器７、アンテナ８、バラン９、直交検波器１０、ＨＰＦ（high pass filter）１１、２つのＶＧＡ（variable gain amplifier）１２、ＡＤ（analog to digital）変換器１３、ベースバンドプロセッサ１４、ＣＰＵ（central processing unit）１５及びメモリ１６を含む。
読取装置１００は、発振器１、ＤＡ（digital to analog）変換器２、直交変調器３、バラン４、ＳＡＷ（surface acoustic wave）フィルタ５、電力増幅器６、アンテナ共用器７、アンテナ８、バラン９、直交検波器１０、ＨＰＦ（high pass filter）１１、２つのＶＧＡ（variable gain amplifier）１２、ＡＤ（analog to digital）変換器１３、ベースバンドプロセッサ１４、ＣＰＵ（central processing unit）１５及びメモリ１６を含む。
【0009】
発振器１は、予め定められた周波数ｆlocalの正弦波を搬送波として生成する。
ＤＡ変換器２は、ベースバンドプロセッサ１４からディジタル状態で出力される２系統の信号（以下、送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号と称する）をそれぞれアナログ化する。
直交変調器３は、ＤＡ変換器２でアナログ化された送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号を変調波として入力する。直交変調器３は、発振器１により生成された搬送波と、当該搬送波を９０°移相した搬送波とを、それぞれＩ系統及びＱ系統の搬送波として入力する。そして直交変調器３は、直交変調により送信信号を得る。本実施形態では、直交変調器３としては、移相器、２つのミキサ及び加算器を含んだ周知の構成のデバイスを用いる。しかしながら、構成の異なる別の周知のデバイスを用いてもよい。例えば、直交変調器３は移相器を含まず、発振器１から出力される搬送波を直交変調器３の外部に備えられた移相器により９０°移相して得られた搬送波が、発振器１から出力される搬送波とは別に直交変調器３に入力されるのでもよい。送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号は、第１のＩ信号及び第１のＱ信号に相当し、直交変調器３は変調部の一例である。
ＤＡ変換器２は、ベースバンドプロセッサ１４からディジタル状態で出力される２系統の信号（以下、送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号と称する）をそれぞれアナログ化する。
直交変調器３は、ＤＡ変換器２でアナログ化された送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号を変調波として入力する。直交変調器３は、発振器１により生成された搬送波と、当該搬送波を９０°移相した搬送波とを、それぞれＩ系統及びＱ系統の搬送波として入力する。そして直交変調器３は、直交変調により送信信号を得る。本実施形態では、直交変調器３としては、移相器、２つのミキサ及び加算器を含んだ周知の構成のデバイスを用いる。しかしながら、構成の異なる別の周知のデバイスを用いてもよい。例えば、直交変調器３は移相器を含まず、発振器１から出力される搬送波を直交変調器３の外部に備えられた移相器により９０°移相して得られた搬送波が、発振器１から出力される搬送波とは別に直交変調器３に入力されるのでもよい。送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号は、第１のＩ信号及び第１のＱ信号に相当し、直交変調器３は変調部の一例である。
【0010】
バラン４は、直交変調器３から出力された平衡信号を不平衡信号に変換する。
ＳＡＷフィルタ５は、バラン４から出力される送信信号から、不要放射の制限のために低周波成分及び高周波成分を除去する。
電力増幅器６は、ＳＡＷフィルタ５を通過した送信信号を、無線送信に適するレベルまで電力増幅する。
ＳＡＷフィルタ５は、バラン４から出力される送信信号から、不要放射の制限のために低周波成分及び高周波成分を除去する。
電力増幅器６は、ＳＡＷフィルタ５を通過した送信信号を、無線送信に適するレベルまで電力増幅する。
【0011】
アンテナ共用器７は、電力増幅器６から出力された送信信号をアンテナ８に供給する。アンテナ共用器７は、アンテナ８で受信した受信信号をバラン９へと出力する。
アンテナ８は、アンテナ共用器７を介して供給される送信信号に応じた電波を放射する。アンテナ８は、到来する電波を受信する。つまりアンテナ８は、ＲＦＩＤ２００からの反射波が到来すると、当該反射波に応じた信号を受信する。
アンテナ８は、アンテナ共用器７を介して供給される送信信号に応じた電波を放射する。アンテナ８は、到来する電波を受信する。つまりアンテナ８は、ＲＦＩＤ２００からの反射波が到来すると、当該反射波に応じた信号を受信する。
【0012】
以上のように、ＳＡＷフィルタ５、電力増幅器６及びアンテナ８により、送信信号は無線送信される。つまりＳＡＷフィルタ５、電力増幅器６及びアンテナ８により、変調部としての直交変調器３から出力される変調波を無線送信する送信部が構成される。また、アンテナ８は、無線タグであるＲＦＩＤタグ２００からバックスキャッタ方式で送信された振幅偏移変調（ＡＳＫ：amplitude shift keying）波である反射波に応じた信号を受信する受信部として機能する。
【0013】
バラン９は、アンテナ共用器７を介して入力される不平衡信号を平衡信号の状態に変換する。
直交検波器１０は、バラン９から出力される受信信号を、発振器１により生成された搬送波と、当該搬送波を９０°移相した搬送波とを用いて直交検波する。直交検波器１０は、直交検波により得られる２系統の信号（以下、受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号と称する）を並列に出力する。本実施形態では、直交検波器１０としては、分配器、移相器及び２つのミキサを含んだ周知の構成のデバイスを用いる。しかしながら、構成の異なる別の周知のデバイスを用いてもよい。例えば、直交検波器１０は移相器を含まず、発振器１から出力される搬送波を直交変調器３の外部に備えられた移相器により９０°移相して得られた搬送波が、発振器１から出力される搬送波とは別に直交変調器３に入力されるのでもよい。直交検波器１０は、直交検波部の一例であり、受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号は第２のＩ信号及び第２のＱ信号に相当する。
直交検波器１０は、バラン９から出力される受信信号を、発振器１により生成された搬送波と、当該搬送波を９０°移相した搬送波とを用いて直交検波する。直交検波器１０は、直交検波により得られる２系統の信号（以下、受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号と称する）を並列に出力する。本実施形態では、直交検波器１０としては、分配器、移相器及び２つのミキサを含んだ周知の構成のデバイスを用いる。しかしながら、構成の異なる別の周知のデバイスを用いてもよい。例えば、直交検波器１０は移相器を含まず、発振器１から出力される搬送波を直交変調器３の外部に備えられた移相器により９０°移相して得られた搬送波が、発振器１から出力される搬送波とは別に直交変調器３に入力されるのでもよい。直交検波器１０は、直交検波部の一例であり、受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号は第２のＩ信号及び第２のＱ信号に相当する。
【0014】
ＨＰＦ１１は、直交検波器１０から出力された受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号のそれぞれのうち、予め定められたカットオフ周波数ｆcutよりも高周波な成分を通過させる。ＨＰＦ１１は例えば、受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号にそれぞれ対応する２つのＤＣ（direct current）カットコンデンサを含む。ＨＰＦ１１は、フィルタ部に相当する。
２つのＶＧＡ１２は、ＨＰＦ１１を通過した受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号のそれぞれを、後述する検波及びデータ復号に適するレベルまで増幅する。この２つのＶＧＡにより、増幅部が構成される。
ＡＤ変換器１３は、ＶＧＡ１２で増幅された受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号のそれぞれを、ディジタル化する。
２つのＶＧＡ１２は、ＨＰＦ１１を通過した受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号のそれぞれを、後述する検波及びデータ復号に適するレベルまで増幅する。この２つのＶＧＡにより、増幅部が構成される。
ＡＤ変換器１３は、ＶＧＡ１２で増幅された受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号のそれぞれを、ディジタル化する。
【0015】
ベースバンドプロセッサ１４は、ベースバンド信号に関わる信号処理のための情報処理を実行する。ベースバンドプロセッサ１４は、情報処理の実行により実現される機能として、信号生成機能１４１、ＡＳＫ復調機能１４２、ＡＳＫ復号機能１４３、リミット増幅機能１４４、ＦＳＫ復調機能１４５、ＦＳＫ復号機能１４６及びデータ比較機能１４７を備える。信号生成機能１４１は、ＣＰＵ１５からの指示の下に、直交変調器３により、所定の変調データ（以下、ＦＳＫ変調データと称する）で周波数偏移変調（ＦＳＫ：frequency shift keying）するための送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号を生成し、並列にＤＡ変換器２に与える。ＡＳＫ復調機能１４２は、ＡＤ変換器１３から出力される受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号に基づいて、直交検波器１０に入力される受信信号に含まれていたＡＳＫ変調信号を復調したＡＳＫ復調信号を得る。ＡＳＫ復号機能１４３は、ＡＳＫ復調信号を復号し、ＲＦＩＤタグ２００から送信されたデータを得る。リミット増幅機能１４４は、ＡＤ変換器１３から出力される受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号のそれぞれをリミット増幅する。ＦＳＫ復調機能１４５は、リミット増幅機能１４４によって増幅した後の受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号に基づいて、直交検波器１０へと入力される受信信号に含まれていたＦＳＫ変調信号を復調したＦＳＫ復調信号を得る。ＦＳＫ復号機能１４６は、ＦＳＫ復調信号を復号し、ＦＳＫ復号データを得る。データ比較機能１４７は、ＦＳＫ復調機能１４５により得られるＦＳＫ復号データがＦＳＫ変調データと一致する場合に、ＡＳＫ復号機能１４３により復号されたデータを有効な受信データとしてＣＰＵ１５へと出力する。なお、ＡＳＫ復号機能１４３により復号されたデータは第１のデータに、またＦＳＫ復号データは第２のデータにそれぞれ相当する。
かくしてベースバンドプロセッサ１４は、信号生成機能１４１により生成部として、ＡＳＫ復調機能１４２により第１の復調部として、ＡＳＫ復号機能１４３により第１の復号部として、リミット増幅機能１４４により増幅部として、ＦＳＫ復調機能１４５により第２の復調部として、ＦＳＫ復号機能１４６より第２の復号部として、また、データ比較機能１４７により比較部として、それぞれ機能する。
かくしてベースバンドプロセッサ１４は、信号生成機能１４１により生成部として、ＡＳＫ復調機能１４２により第１の復調部として、ＡＳＫ復号機能１４３により第１の復号部として、リミット増幅機能１４４により増幅部として、ＦＳＫ復調機能１４５により第２の復調部として、ＦＳＫ復号機能１４６より第２の復号部として、また、データ比較機能１４７により比較部として、それぞれ機能する。
【0016】
ＣＰＵ１５は、ＲＦＩＤタグ２００との通信時には、予め定められたシーケンスに従って、送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号を出力するようにベースバンドプロセッサ１４を制御する。ＣＰＵ１５は、ベースバンドプロセッサ１４で復号されるデータを対象として、予め定められたデータ処理を行う。つまりＣＰＵ１５は、ＦＳＫ変調データとＦＳＫ復号データとの一致がデータ比較機能１４７により確認された場合に、ＡＳＫ復号機能により復号されたデータを対象としたデータ処理を実行するのであり、処理部の一例である。
メモリ１６は、ＣＰＵ１５に実行させる情報処理について記述された情報処理プログラムを記憶する。メモリ１６は、ＣＰＵ１５が各種の情報処理を実行する上で必要となる各種のデータを記憶する。メモリ１６は、ＣＰＵ１５が各種の情報処理を実行する際に生成又は取得された各種のデータを記憶する。
メモリ１６は、ＣＰＵ１５に実行させる情報処理について記述された情報処理プログラムを記憶する。メモリ１６は、ＣＰＵ１５が各種の情報処理を実行する上で必要となる各種のデータを記憶する。メモリ１６は、ＣＰＵ１５が各種の情報処理を実行する際に生成又は取得された各種のデータを記憶する。
【0017】
次に以上のように構成された読取装置１００の動作について説明する。
読取装置１００の動作において、ＲＦＩＤタグ２００との通信に関して周知の読取装置と異なるのは、ＲＦＩＤタグ２００からデータを受信する期間における動作である。そこで以下においては、この動作に関して詳細に説明し、その他の周知の動作に関する説明は省略する。
読取装置１００の動作において、ＲＦＩＤタグ２００との通信に関して周知の読取装置と異なるのは、ＲＦＩＤタグ２００からデータを受信する期間における動作である。そこで以下においては、この動作に関して詳細に説明し、その他の周知の動作に関する説明は省略する。
【0018】
ＣＰＵ１５は、ＲＦＩＤタグ２００からのデータ読取を開始すべきタイミングになると、読取開始をベースバンドプロセッサ１４に指示する。この指示に応じてベースバンドプロセッサ１４は信号生成機能１４１により、直交変調器３が出力する送信信号が所要の変調波となるようも送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号の生成、出力を開始する。
【0019】
ベースバンドプロセッサ１４は、発振器１が出力する周波数ｆlocalの搬送波を所定の変調データであるＦＳＫ変調データでＦＳＫした送信信号が直交変調器３から出力されるように送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号を生成する。具体的にはベースバンドプロセッサ１４は、送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号を、周波数がｆlocal＋ｆdevである単位期間と、周波数がｆlocal－ｆdevである単位期間とがＦＳＫ変調データに基づいたパターンで生じる信号を送信信号として生じさせる信号とする。ベースバンドプロセッサ１４は例えば、送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号の周波数をいずれもｆdevとする。そして送信Ｉ信号と送信Ｑ信号との位相差を異ならせることで、搬送波に＋ｆdevの又は－ｆdevの周波数偏移を生じさせる。周波数ｆdevは、例えば読取装置１００の設計者などにより任意に定められてよい。ただし、周波数ｆdevは、周波数ｆcutよりも高い。
【0020】
ＦＳＫ変調データは、例えば読取装置１００の設計者などにより任意に定められてよい。本実施形態では、ＦＳＫ変調データを「１０１１０１０１」の繰り返しによりなるデータとし、データ「１」の場合に単位期間の周波数がｆlocal＋ｆdev、データ「０」の場合に単位期間の周波数がｆlocal－ｆdevとなるように変調する。なお、複数の読取装置１００に関して、それぞれの通信範囲が重複し、その重複範囲に１つのＲＦＩＤタグ２００が位置する可能性がある場合は、上記の複数の読取装置１００でそれぞれ異なるようにＦＳＫ変調データが定められる。従って上記のＦＳＫ変調データは、送信信号を送信した読取装置１００を識別するための識別データである。
【0021】
図２は読取装置１００の送受信に関する各種信号の波形を表す図である。
波形ＷＡは、発振器１が出力する搬送波の波形である。波形ＷＢは、識別データによりＦＳＫした信号の波形である。波形ＷＣは、ＲＦＩＤタグ２００からの反射波の波形である。ただし図２は、各信号での周波数の増減のイメージを表しており、波形ＷＡと波形ＷＢ，ＷＣとの周波数の関係は、実際の周波数の関係を正しく表してはいない。
波形ＷＡは、発振器１が出力する搬送波の波形である。波形ＷＢは、識別データによりＦＳＫした信号の波形である。波形ＷＣは、ＲＦＩＤタグ２００からの反射波の波形である。ただし図２は、各信号での周波数の増減のイメージを表しており、波形ＷＡと波形ＷＢ，ＷＣとの周波数の関係は、実際の周波数の関係を正しく表してはいない。
【0022】
ＲＦＩＤタグ２００は、読取装置１００からの送信信号を受けると、読取装置１００に読み取らせるべきデータ（以下、タグデータと称する）に応じてその反射率を変化させる。この結果、ＲＦＩＤタグ２００からの反射波は、読取装置１００からの送信信号をタグデータによってＡＳＫした信号となる。つまり、送信信号が波形ＷＢであるならば、反射波は波形ＷＣとなる。なお、ＲＦＩＤタグ２００からの反射波における１ビット期間はＴｂであり、ｆdev＞１／Ｔｂなる関係にある。ＲＦＩＤタグ２００の送信ビットレートが遅い場合には、ｆcut＞１／Ｔｂとなるから、ｆdev＞ｆcut＞１／Ｔｂなる関係が成り立つ。
【0023】
図３は読取装置１００でのタグデータの受信処理を説明するための図である。
図２に示される波形ＷＣの受信信号が直交検波器１０により直交検波されることで、図３に示す波形ＷＤの受信Ｉ信号及び波形ＷＥの受信Ｑ信号がそれぞれ得られたとする。
これらの受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号の周波数はｆdevであり、ＨＰＦ１１におけるカットオフ周波数ｆcutよりも大きい。このため、受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号は、ＨＰＦ１１を通過する。
図２に示される波形ＷＣの受信信号が直交検波器１０により直交検波されることで、図３に示す波形ＷＤの受信Ｉ信号及び波形ＷＥの受信Ｑ信号がそれぞれ得られたとする。
これらの受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号の周波数はｆdevであり、ＨＰＦ１１におけるカットオフ周波数ｆcutよりも大きい。このため、受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号は、ＨＰＦ１１を通過する。
【0024】
ベースバンドプロセッサ１４では、ＨＰＦ１１を通過し、さらにＶＧＡ１２により増幅された上でＡＤ変換器１３によりディジタル化された受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号が入力されると、ＡＳＫ復調機能１４２により検波をして、復調を行う。これにより、周波数ｆdevの成分が取り除かれて、タグデータに応じたベースバンド信号が得られる。そしてベースバンドプロセッサ１４はＡＳＫ復号機能１４３によって、復調結果から、タグデータＤＡＡを復号する。この復号のための処理は、例えば既存の別の読取装置で行われているのと同様であってよい。
【0025】
ベースバンドプロセッサ１４では、ＡＤ変換器１３によりディジタル化された受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号が入力されると、リミット増幅機能１４４によりリミット増幅波をそれぞれ行う。つまりベースバンドプロセッサ１４は、受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号にＡＳＫ変調により生じている振幅変動を除去し、振幅の均一化を図るべく、振幅の最大値を制限しながら受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号をそれぞれ増幅する。
図２中の波形ＷＦ，ＷＧは、波形ＷＤ，ＷＥの受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号をリミット増幅した後の波形を表す。
図２中の波形ＷＦ，ＷＧは、波形ＷＤ，ＷＥの受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号をリミット増幅した後の波形を表す。
【0026】
これらのリミット増幅後の受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号の間には、ＲＦＩＤタグ２００からの反射波の周波数に応じた位相のずれが生じる。ＦＳＫ復調機能１４５により、この受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号を検波し、ＦＳＫ変調のＩ信号及びＱ信号として復調することで、ＦＳＫ変調のベースバンド波形が得られる。そして、このＦＳＫ変調のベースバンド波形をＦＳＫ復号機能により復号することで、ＲＦＩＤタグ２００からの反射波にＦＳＫ変調により含まれている識別データＤＡＢを得る。なお、識別データでＦＳＫ変調した送信信号を送信する機能を持たない別の読取装置からの送信信号に基づく反射波が受信された場合には、ベースバンドプロセッサ１４は識別データを復号することができない。
【0027】
ベースバンドプロセッサ１４は、ＡＳＫ復号機能１４３により、ＦＳＫ復調機能１４５により復号した識別データＤＡＢが、信号生成機能１４１により生成した送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号に応じた識別データと一致する場合に、ＡＳＫ復号機能１４３により復号されたタグデータＤＡＡをＣＰＵ１５へと出力する。ベースバンドプロセッサ１４は、復号した識別データと送信した識別データとが一致しない場合、あるいは識別データを復号できない場合は、ＡＳＫ復号機能１４３により復号されたタグデータＤＡＡを無効なものとして破棄する。
ただし、信号生成機能１４１による送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号の出力を開始し、送信データによるＦＳＫ変調信号が送信信号として送出されるようになってから、ＲＦＩＤタグ２００が反射波を送信するようになるまでにはタイムラグが生じ、送信データの一部は反射波に含まれない。そこでデータ比較機能１４７は、識別データのうちで送信開始からの一定期間に送信した部分に関しては、生成したデータとの比較を行わない。
ただし、信号生成機能１４１による送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号の出力を開始し、送信データによるＦＳＫ変調信号が送信信号として送出されるようになってから、ＲＦＩＤタグ２００が反射波を送信するようになるまでにはタイムラグが生じ、送信データの一部は反射波に含まれない。そこでデータ比較機能１４７は、識別データのうちで送信開始からの一定期間に送信した部分に関しては、生成したデータとの比較を行わない。
【0028】
ＣＰＵ１５は、タグデータがベースバンドプロセッサ１４から与えられると、このタグデータを対象として予め定められたデータ処理を実行する。このデータ処理は、例えばタグデータに含まれる商品コードを商品リストに追加する処理などである。ただし、データ処理の内容は、例えば読取装置１００の設計者又は使用者などにより任意に定められてよい。
かくして読取装置１００は、当該読取装置１００が自ら送信した送信信号に基づくＲＦＩＤタグ２００からの反射波から得たタグデータのみを対象としたデータ処理を行う。従って、他の読取装置１００に対してＲＦＩＤタグ２００から送信されたタグデータをデータ処理することがない。つまり読取装置１００は、他の読取装置に向けて送信されたタグデータを誤って受信することがない。
そしてＲＦＩＤタグ２００は、どの読取装置に対する応答であるかを識別可能とするための特別な処理を行う必要がないので、そのための構成を追加することでの構成の複雑かを回避できる。ＲＦＩＤタグ２００としては、例えばバックスキャッタ方式の既存デバイスをそのまま適用することができる。
かくして読取装置１００は、当該読取装置１００が自ら送信した送信信号に基づくＲＦＩＤタグ２００からの反射波から得たタグデータのみを対象としたデータ処理を行う。従って、他の読取装置１００に対してＲＦＩＤタグ２００から送信されたタグデータをデータ処理することがない。つまり読取装置１００は、他の読取装置に向けて送信されたタグデータを誤って受信することがない。
そしてＲＦＩＤタグ２００は、どの読取装置に対する応答であるかを識別可能とするための特別な処理を行う必要がないので、そのための構成を追加することでの構成の複雑かを回避できる。ＲＦＩＤタグ２００としては、例えばバックスキャッタ方式の既存デバイスをそのまま適用することができる。
【0029】
そして読取装置１００は、ＦＳＫ変調及びＦＳＫ復調を直交変調器３及び直交検波器１０とベースバンドプロセッサ１４との協働により実現しているため、ベースバンドプロセッサ１４での処理の変更により、ハードウェア構成は変更することなしに実現することが可能である。
【0030】
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
上記の実施形態ではＦＳＫに用いるデータを、「１」「０」「１」「１」「０」「１」「０」「１」なるパターンの繰り返しによりなるデータとしている。しかしながら、ＦＳＫに用いるデータは、何ら限定されない。例えば、「０」又は「１」がランダムに生じるデータであってもよい。例えば、ＲＦＩＤタグ２００の送信データの受信が完了するまでの間のパターンが予め定められていてもよい。なお、「０」又は「１」がランダムに生じるデータを用いるならば、そのパターンを信号生成機能１４１からデータ比較機能１４７に通知するようにする。例えば、信号生成機能１４１で生成したＦＳＫ変調データをベースバンドプロセッサ１４の内蔵メモリに保存しておき、これをデータ比較機能１４７により参照すればよい。
上記の実施形態ではＦＳＫに用いるデータを、「１」「０」「１」「１」「０」「１」「０」「１」なるパターンの繰り返しによりなるデータとしている。しかしながら、ＦＳＫに用いるデータは、何ら限定されない。例えば、「０」又は「１」がランダムに生じるデータであってもよい。例えば、ＲＦＩＤタグ２００の送信データの受信が完了するまでの間のパターンが予め定められていてもよい。なお、「０」又は「１」がランダムに生じるデータを用いるならば、そのパターンを信号生成機能１４１からデータ比較機能１４７に通知するようにする。例えば、信号生成機能１４１で生成したＦＳＫ変調データをベースバンドプロセッサ１４の内蔵メモリに保存しておき、これをデータ比較機能１４７により参照すればよい。
【0031】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0032】
１…発振器、２…ＤＡ変換器、３…直交変調器、４，９…バラン、５…ＳＡＷフィルタ、６…電力増幅器、７…アンテナ共用器、８…アンテナ、９…バラン、１０…直交検波器、１３…ＡＤ変換器、１４…ベースバンドプロセッサ、１４１…信号生成機能、１４２…ＡＳＫ復調機能、１４３…ＡＳＫ復号機能、１４４…リミット増幅機能、１４５…ＦＳＫ復調機能、１４６…ＦＳＫ復号機能、１４７…データ比較機能、１５…ＣＰＵ、１６…メモリ、１００…読取装置、２００…ＲＦＩＤタグ。
【図1】
【図2】
【図3】
