(57)【要約】【課題】マルチパス干渉や他の通信システムからの妨害波に対してロバストな優れた無線通信システム並びに無線通信装置を提供する。【解決手段】携帯端末装置は、送信データをサブキャリア周波数ｆsで１次変調し、さらに該１次変調信号を無変調キャリアｆoの入力と掛け算した際に無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向に生じる変調反射波信号をともに送信する。非接触伝送装置側では、２つの変調反射波信号のうち受信品質のよい方を選択受信する、あるいは比合成処理するといった、各変調反射波信号の受信品質に応じて適応的な受信処理を行なう。【選択図】  図１
2008124915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無変調キャリアを受信して変調反射波信号を送信する反射器と、無変調キャリアを送信するとともに変調反射波信号を受信する反射波読取器で構成される無線通信システムであって、
前記反射器側において、送信データをサブキャリア周波数ｆsで１次変調し、さらに該１次変調信号を無変調キャリアｆoの入力と掛け算した際に無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向の周波数にそれぞれ生じる各変調反射波信号をともに送信し、
前記反射波読取器において、各変調反射波信号の受信品質に応じて適応的な受信処理を行なう、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記反射波読取器は、各変調反射波信号の受信品質に応じて、無変調キャリアの周波数の中心のプラス又はマイナス方向のいずれかの受信周波数に切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記反射波読取器は、受信周波数を無変調キャリアの周波数の中心のプラス又はマイナス方向に切り替えることに応じて、受信した変調反射波信号を直交変調した後にＩ軸信号とＱ軸信号の入れ替えを行なう、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記反射波読取器は、無変調キャリアの周波数の中心のプラス方向及びマイナス方向のそれぞれの受信周波数で直交変調を行なう各受信部と、受信周波数の切り替えに応じていずれかの受信部に受信信号を振り分ける分配器を備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記反射器から前記反射波読取器へ伝送するフレームのプリアンブル検出区間は、無変調キャリアの周波数の中心のプラス又はマイナス方向のいずれか一方の周波数でプリアンブル・パターンを送るプリアンブル検出区間の前半部と、他方の周波数でプリアンブル・パターンを送るプリアンブル検出区間の後半部と、該前半部と後半部の間に周波数切り替え区間を含み、
前記反射波読取器は、該前半部を一方の受信周波数において受信してプリアンブルの受信入力レベル又はプリアンブル・パターンのチェックを行ない、該チェック結果に応じて該周波数切り替え区間において他方の受信周波数を切り替え、該後半部を他方の受信周波数において受信してプリアンブルの受信入力レベル又はプリアンブル・パターンのチェックを行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
無変調キャリアを受信して変調反射波信号を送信する無線通信装置であって、
アンテナと、
中心周波数ｆsにより送信データを１次変調する１次変調手段と、
該１次変調信号を前記アンテナで受信した無変調キャリアと掛け算して２次変調する２次変調手段を備え、
該２次変調手段により生成された周波数数ｆo＋ｆs及びｆo−ｆsの双方からなる変調反射波信号を送信する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
送信する少なくとも一部の伝送フレームのプリアンブル検出区間は、無変調キャリアの周波数の中心のプラス又はマイナス方向のいずれか一方の周波数でプリアンブル・パターンを送るプリアンブル検出区間の前半部と、他方の周波数でプリアンブル・パターンを送るプリアンブル検出区間の後半部と、該前半部と後半部の間に周波数切り替え区間を含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
無変調キャリアを送信するとともに変調反射波信号を受信する無線通信装置であって、
アンテナと、
前記無変調キャリアを送信した通信相手からの、送信データをサブキャリア周波数ｆsで１次変調し、さらに該１次変調信号を無変調キャリアｆoの入力と掛け算した際に無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向の周波数にそれぞれ生じる各変調反射波を前記アンテナで受信した信号を受信処理する受信手段と、
各変調反射波信号の受信品質に応じて適応的な受信処理を行なわせる制御手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
前記制御手段は、各変調反射波信号の受信品質に応じて、前記受信手段における受信周波数を無変調キャリアの周波数の中心のプラス又はマイナス方向のいずれか一方に切り替える、
ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記受信手段における受信周波数の切り替え操作に応じて、受信した変調反射波信号を直交変調した後にＩ軸信号とＱ軸信号の入れ替えを行なうＩＱ切り替え手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記受信手段は、無変調キャリアの周波数の中心のプラス方向及びマイナス方向のそれぞれの受信周波数で直交変調を行なう各受信部からなり、
前記受信手段における受信周波数の切り替えに応じていずれかの受信部に受信信号を振り分ける分配器をさらに備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
通信相手から受信する伝送フレームのプリアンブル検出区間は、無変調キャリアの周波数の中心のプラス又はマイナス方向のいずれか一方の周波数でプリアンブル・パターンを送るプリアンブル検出区間の前半部と、他方の周波数でプリアンブル・パターンを送るプリアンブル検出区間の後半部と、該前半部と後半部の間に周波数切り替え区間を含み、
前記制御手段は、該前半部を一方の受信周波数において受信してプリアンブルの受信入力レベル又はプリアンブル・パターンのチェックを行ない、該チェック結果に応じて該周波数切り替え区間において他方の受信周波数を切り替え、該後半部を他方の受信周波数において受信してプリアンブルの受信入力レベル又はプリアンブル・パターンのチェックを行なう、
ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的近距離の機器間において低消費電力の通信動作を実現する無線通信システム並びに無線通信装置に係り、特に、反射波読取器側からの無変調キャリアの送信と、反射器側におけるアンテナの終端操作に基づく受信電波の吸収と反射を利用した反射波伝送方式によりデータ通信を行なう無線通信システム並びに無線通信装置に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、変調反射波信号を読み取る反射波読取器側でのＤＣオフセットや送信機雑音の影響を除去し、受信感度を向上させる無線通信システム並びに無線通信装置に係り、特に、反射器側において送信データを１次変調しさらにこの１次変調信号を無変調キャリアの入力と掛け算した変調反射波信号により高速伝送を実現する無線通信システム並びに無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信技術は、有線通信方式におけるケーブルの配線からユーザを解放するシステムとして期待され、急速に普及してきている。ここで言う無線通信には、携帯電話（ＰＤＣ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＩＥＥＥ８０２．１１に代表される無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などが挙げられる。
【０００４】
また、最近ではＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）などに使用される非接触通信方式を利用したデータ通信システムについて提案がなされている。非接触の通信方法には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる。このうち電波通信方式のＲＦＩＤシステムは、受信した無変調キャリアに対し変調処理を施した反射波によりデータを送信する反射器と、反射器からの変調反射波信号からデータを読み取る反射波読取器で構成され、「バックスキャッタ」とも呼ばれる反射波伝送を行なう。
【０００５】
反射器は、反射波読取器から無変調キャリアが送られてくると、アンテナ負荷インピーダンスの切り替え操作などに基づいてその反射波に変調を施してデータを重畳する。すなわち、反射器側ではキャリア発生源が不要であることから、低消費でデータ伝送動作を駆動する。そして、反射波読取器側では、このような変調反射波を受信し、復調並びに復号処理して伝送データを取得することができる。
【０００６】
また、反射器においてアンテナの負荷インピーダンスを変化させるためのアンテナ・スイッチを、送受信処理用の回路モジュールに組み込んでＣＭＯＳトランジスタで構成することもできるが、回路モジュールとは切り離して、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成することで、低消費電力で高速な切り替え動作が可能となる。後者の場合、反射波変調によるデータ伝送レートが向上するとともに、その消費電力は数１０μＷ以下に抑制される。したがって、無線ＬＡＮでは通信時に数百ｍＷ〜数Ｗ程度の電力を消費することを考慮すると、反射波通信は一般的な無線ＬＡＮの平均消費電力と比較すると圧倒的な性能差を持つと言える（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【０００７】
反射器を搭載した端末は受信電波を反射する動作を行なうだけであるから、無線局とはみなされず、電波通信に課される法規制の対象外として扱われる。また、電磁誘導方式など他の非接触通信システムでは数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ（例えば１３．６５ＭＨｚ）の周波数を用いるのに対し、反射波通信方式では例えばＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｏｒｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｂａｎｄ）と呼ばれる２．４ＧＨｚ帯の高帯域を用いた高速なデータ伝送を実現することができる。
【０００８】
例えば、デジタルカメラや、ビデオ・カメラ、携帯電話、携帯情報端末、携帯型音楽再生装置など、消費電力を極力抑えたいモバイル系の端末機器に反射器を組み込み、テレビ、モニタ、プリンタ、ＰＣ、ＶＴＲ、ＤＶＤプレイヤなど、据え置き型の家電製品などからなるホスト機器に反射波読取器を組み込む。そして、カメラ付き携帯電話やデジタルカメラで撮った画像データを、反射波伝送路を経由でＰＣにアップロードし、画像データの蓄積や表示出力、プリントアウトなどを行なうことができる。
【０００９】
基本的な反射波伝送システムの構成では、通常、反射波読取器から送出される無変調キャリアと、反射器から送信される変調反射波の中心周波数は同じである。このような場合、反射波読取器側では、送信と受信を同一周波数で行なうことから、受信部ではＤＣオフセットや送信機雑音の影響を受け易く、伝送距離を伸ばすことが困難である、という問題がある。また、反射器側では回路の簡素化を考慮してＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）やＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）といった変調率の低い変調方式が用いられるため、高速化することが困難である。
【００１０】
例えば、１次変調としてサブキャリアでＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調を施した後、２次変調としてＡＳＫ若しくはＰＳＫにより反射波に変調処理を施す変調バックスキャッタシステムについて提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。このような場合、反射波読取器からの無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向でサブキャリア周波数分の位置に反射波の微弱な変調波が現れるが、実際に反射波読取器で受信するのは一方の変調波のみである。反射器からの変調信号は反射のために既に減衰している。さらに、反射波信号の送信電力は中心周波数のプラス及びマイナス方向に分散されてしまう。このため、マルチパス干渉や他の通信システムからの妨害波との干渉があると、受信レベルが低いだけに受信が困難になる。
【００１１】
図４には、反射器側で、受信周波数ｆoを所定の中心周波数ｆsだけ正負いずれかの方向に周波数シフトさせて、反射波を送り返す通信システムの構成例を示している。図示の通信システムは、反射器１００と、反射波読取器１１０で構成され、反射器１００から反射波読取器１１０へ反射波伝送方式によりデータ伝送を行なうものとする。反射器１００には、例えばデジタルカメラなどのアプリケーション部１０５が接続され、反射波読取器１１０にはプリンタなどのアプリケーション部１１９が接続されている。
【００１２】
反射波読取器１１０は、アンテナ１１１と、送信波と受信波を分離するサーキュレータ１１２と、受信部１１４と、受信部１１４のローカル発振器１１５と、送信部１１６と、送信部１１６のローカル発振器１１７と、ベースバンド処理部１１８を備えている。図示の例では、受信部１１４及び送信部１１６ともにダイレクト・コンバージョン方式を用いるものとする。反射器１００への無変調キャリアの送信は、ベースバンド処理部より送信部１１６をオンにすることにより、ローカル発振器１１７の周波数ｆoをサーキュレータ１１２経由でアンテナ１１１から送信することにより行なわれる。
【００１３】
反射波読取器１１０から送信された無変調キャリアｆoは、反射器１００に到達する。反射器１００は、アンテナ１０１と、バックスキャッタ変調器１０２と、サブキャリアＱＰＳＫ変調器１０３と、サブキャリア発振器１０４で構成される。サブキャリアＱＰＳＫ変調器１０３では、サブキャリア周波数ｆsでＱＰＳＫ変調を行なう。ＱＰＳＫ変調が行なわれるデータは、アプリケーション部１０５より送信データ（ＴＸＤＡＴＡ）、送信クロック（ＴＸＣＬＫ）として供給される。一般的にＱＰＳＫ変調には９０°移相器が必要になるが、デジタル回路で行なう場合であれば、ｆsの４倍のクロックから容易に作り出すことが可能である。あるいは、アナログ遅延線を用いることも可能である。このようして生成された中心周波数ｆsのＱＰＳＫ変調波は、バックスキャッタ変調器１０２でＡＳＫ又はＰＳＫ変調される。バックスキャッタ変調は、ダイオードやＧａＡｓスイッチなどで簡単に構成することができる。このようにして、反射器１００は、中心周波数ｆsにより送信データをＱＰＳＫにより１次変調し、このＱＰＳＫ変調信号を周波数ｆoの無変調キャリアの入力と掛け算して、周波数ｆo＋ｆs又はｆo−ｆsのいずれか一方を抑制した反射波の変調波を送信する。図示の例では、ｆo＋ｆsの変調波を用いるものとする。
【００１４】
反射波読取器１１０では、ｆo＋ｆsの反射波伝送されたＱＰＳＫ変調波信号がアンテナ１１１及びサーキュレータ１１２を介して受信部１１４で受信される。受信部１１４では、ローカル発振器１１５の周波数ｆo＋ｆsによりダイレクト・コンバージョン受信が行なわれ、ＱＰＳＫ変調波はＩ及びＱの各軸のベースバンド信号に変換され、ベースバンド処理部１１８に送られる。ベースバンド処理部１１８では、ＱＰＳＫの復調処理（キャリア同期、シンボル同期）が行なわれ、受信データＲＸＤＡＴＡと、受信クロックＲＸＣＬＫが生成され、アプリケーション部１１９に渡される。
【００１５】
図５には、図４に示した通信システムにおける反射波のスペクトラムを示している。反射波伝送の変調方式はＡＳＫとする。同図中の参照番号２００は、反射波読取器１１０から送信された周波数ｆoの無変調キャリアである。また、参照番号２０１は中心周波数ｆo＋ｆsのＱＰＳＫ変調はであり、参照番号２０２は中心周波数ｆo−ｆsのＱＰＳＫ変調波となる。このように、反射波は２つの周波数帯に分かれて生成される。
【００１６】
ここで、もし、マルチパス干渉や他システムから、参照番号２０３で示すような妨害波が到来すると、反射波読取器１１０がｆo＋ｆsのＱＰＳＫ変調信号だけを受信していると受信できなくなることになる。
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−６４８２２号公報
【特許文献２】特開平１０−２０９９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、反射波読取器側からの無変調キャリアの送信と、反射器側におけるアンテナの終端操作に基づく受信電波の吸収と反射を利用した反射波伝送方式によりデータ通信を好適に行なうことができる、優れた無線通信システム並びに無線通信装置を提供することにある。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、変調反射波信号を読み取る反射波読取器側でのＤＣオフセットや送信機雑音の影響を除去し、受信感度を向上させることができる、優れた無線通信システム並びに無線通信装置を提供することにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、反射器側において送信データを１次変調しさらにこの１次変調信号を無変調キャリアの入力と掛け算した変調反射波信号により高速伝送を実現することができる、優れた無線通信システム並びに無線通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】
【００２１】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、無変調キャリアを受信して変調反射波信号を送信する反射器と、無変調キャリアを送信するとともに変調反射波信号を受信する反射波読取器で構成される無線通信システムであって、
前記反射器側において、送信データをサブキャリア周波数ｆsで１次変調し、さらに該１次変調信号を無変調キャリアｆoの入力と掛け算した際に無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向の周波数にそれぞれ生じる各変調反射波信号をともに送信し、
前記反射波読取器において、各変調反射波信号の受信品質に応じて適応的な受信処理を行なう、
ことを特徴とする無線通信システムである。
【００２２】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下、同様）。
【００２３】
本発明は、無変調キャリアを受信してデータを重畳させた変調反射波を送出する反射器を搭載した反射器と、変調反射波からデータを読み取る反射波読取器を搭載した反射波読取器で構成される、電波の反射技術を利用した無線通信システムに関する。反射波伝送を利用した通信システムによれば、反射器側ではキャリア発生源が不要であることから、消費電力を格段に削減しながらデータ伝送を行なうことができ、一般的な無線ＬＡＮに比べると圧倒的な性能差である。
【００２４】
反射波伝送を適用した無線通信システムでは、反射器を搭載した反射器側における回路の簡素化や低消費電力化を考慮して、ＡＳＫやＰＳＫといった変調率の低い変調方式が用いられるため、高速化することが困難である。
【００２５】
これに対し、反射器側で１次変調としてサブキャリアでＱＰＳＫ変調を施した後、さらに２次変調としてＡＳＫ若しくはＰＳＫにより反射波に変調処理を施すというサブキャリア変調を利用した反射波伝送方式が考えられる。
【００２６】
このような場合、無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向でサブキャリア周波数分の位置に変調反射波が現れる。ここで、反射器からの変調信号は反射のために既に減衰しており、さらにそれぞれ中心周波数のプラス及びマイナス方向に分散されていることから各々の反射波信号は微弱である。このため、反射波読取器で一方の変調反射波信号を受信する場合、マルチパス干渉や他の通信システムからの妨害波との干渉があると、受信レベルが低いだけに受信が困難になる。
【００２７】
そこで、本発明に係る無線通信システムでは、反射器は無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向に生じる変調反射波信号をともに送信し、反射波読取器側では、２つの変調反射波信号のうち受信品質のよい方を選択受信する、あるいは比合成処理するといった、各変調反射波信号の受信品質に応じて適応的な受信処理を行なう。これによって、マルチパス干渉や他の通信システムからの妨害波との干渉による影響を回避することができる。
【００２８】
ここで、反射波読取器側で２つの変調反射波信号のうち受信品質のよい方若しくは受信品質が安定している受信周波数を選択受信する場合には、受信した変調反射波信号を直交変調した後に、受信周波数の切り替えに応じて、Ｉ軸信号とＱ軸信号の入れ替えを行なう必要がある。何故ならば、無変調キャリアの周波数ｆoに対してプラス側の変調波とマイナス側の変調波で、位相の回転方向が異なるためである。
【００２９】
あるいは、反射波読取器は、無変調キャリアの周波数の中心のプラス方向及びマイナス方向のそれぞれの受信周波数で直交変調を行なう各受信部を独立に備え、受信周波数の切り替えに応じていずれかの受信部に受信信号を振り分けるように構成することもできる。
【００３０】
反射波読取器側で受信品質に応じて適応的に受信処理する仕組みを実現するために、例えば、前記反射器から前記反射波読取器へ伝送するフレームのプリアンブル検出区間は、無変調キャリアの周波数の中心のプラス又はマイナス方向のいずれか一方の周波数でプリアンブル・パターンを送るプリアンブル検出区間の前半部と、他方の周波数でプリアンブル・パターンを送るプリアンブル検出区間の後半部と、該前半部と後半部の間に周波数切り替え区間を含ませるようにする。
【００３１】
このような場合、反射波読取器は、該前半部を一方の受信周波数において受信してプリアンブルの受信入力レベル又はプリアンブル・パターンのチェックを行ない、該チェック結果に応じて該周波数切り替え区間において他方の受信周波数を切り替え、該後半部を他方の受信周波数において受信してプリアンブルの受信入力レベル又はプリアンブル・パターンのチェックを行なうことで、受信品質が良好若しくは安定している受信周波数を選択することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、変調反射波信号を読み取る反射波読取器側でのＤＣオフセットや送信機雑音の影響を除去し、受信感度を向上させることができる、優れた無線通信システム並びに無線通信装置を提供することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、反射器側において送信データを１次変調しさらにこの１次変調信号を無変調キャリアの入力と掛け算した変調反射波信号により高速伝送を実現することができる、優れた無線通信システム並びに無線通信装置を提供することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、反射器側において送信データを１次変調しさらにこの１次変調信号を無変調キャリアの入力と掛け算した際に無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向に生じる変調反射波信号を用いて、マルチパス干渉や他の通信システムからの妨害波に対してロバストな優れた無線通信システム並びに無線通信装置を提供することができる。
【００３５】
本発明に係る無線通信システムでは、反射器は、無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向に生じる変調反射波信号をそのまま送信する。これに対し、反射波読取器側では、２つの変調反射波信号のうち受信品質のよい方を選択受信する、あるいは比合成処理するといった適応的な受信処理を行なうことにより、マルチパス干渉や他の通信システムからの妨害波との干渉による影響を回避することができる。
【００３６】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００３８】
図１には、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を示している。図示の通信システムでは、反射器１００を搭載したモバイル機器と、反射波読取器１１０の間で反射波伝送を行なう。本実施形態では、サブキャリア変調を用いた反射波伝送が行なわれるものとする。
【００３９】
反射器１００には、例えばデジタルカメラなどのアプリケーション部１０５が接続され、反射波読取器１１０にはプリンタなどのアプリケーション部１１９が接続されている。
【００４０】
反射波読取器１１０は、アンテナ１１１と、送信波と受信波を分離するサーキュレータ１１２と、受信部１１４と、ＩＱ切り替え器（ＳＷＡＰ）３０２と、受信部１１４のローカル発振器３０１と、送信部１１６と、送信部１１６のローカル発振器１１７と、ベースバンド処理部１１８を備えている。図示の例では、受信部１１４及び送信部１１６ともにダイレクト・コンバージョン方式を用いるものとする。
【００４１】
反射器１００への無変調キャリアの送信は、ベースバンド処理部より送信部１１６をオンにすることにより、ローカル発振器１１７の周波数ｆoをサーキュレータ１１２経由でアンテナ１１１から送信することにより行なわれる。反射波読取器１１０から送信された無変調キャリアｆoは、反射器１００に到達する。
【００４２】
反射器１００は、アンテナ１０１と、バックスキャッタ変調器１０２と、サブキャリアＱＰＳＫ変調器１０３と、サブキャリア発振器１０４で構成される。サブキャリアＱＰＳＫ変調器１０３では、サブキャリア周波数ｆsでＱＰＳＫ変調を行なう。ＱＰＳＫ変調を行なうデータは、アプリケーション部１０５より送信データ（ＴＸＤＡＴＡ）、送信クロック（ＴＸＣＬＫ）として受け取る。
【００４３】
生成された中心周波数ｆsのサブキャリアＱＰＳＫ変調波は、バックスキャッタ変調器１０２でＡＳＫ又はＰＳＫ変調される。バックスキャッタ変調は、ダイオードやＧａＡｓスイッチなどで簡単に構成することができる。このようにして、反射器１００は、中心周波数ｆsにより送信データをＱＰＳＫにより１次変調し、このサブキャリアＱＰＳＫ変調信号を周波数ｆoの無変調キャリアの入力と掛け算して、周波数ｆo＋ｆs、及び、ｆo−ｆsの双方からなる変調反射波信号を送信する。
【００４４】
反射波読取器１１０では、ｆo＋ｆs及びｆo−ｆsの反射波伝送されたＱＰＳＫ変調波信号がアンテナ１１１及びサーキュレータ１１２を介して受信部１１４で受信される。ローカル発振器３０１は、ｆo＋ｆs及びｆo−ｆsに周波数を切り替えることが可能なシンセサイザ方式であり、ベースバンド制御部１１８より周波数の切り替えが制御される。受信部１１４では、ローカル発振器３０１の周波数切り替えに応じて周波数ｆo＋ｆs並びにｆo−ｆsによりそれぞれダイレクト・コンバージョン受信が行なわれ、ＱＰＳＫ変調波はＩ及びＱの各軸のベースバンド信号に変換され、ベースバンド処理部１１８に送られる。
【００４５】
但し、ＩＱ切り替え器３０２は、受信周波数をｆo＋ｆs及びｆo−ｆsに周波数を切り替える際に、受信部１１４の出力のＩ信号及びＱ信号の入れ替えを行なう。これは、無変調キャリアの周波数ｆoに対してプラス側の変調波とマイナス側の変調波で、位相の回転方向が異なるためである。すなわち、ＩＱ切り替え器３０２は以下のように動作する。
【００４６】
受信周波数がｆo＋ｆsのとき：  Ｉ＝Ｉ´、Ｑ＝Ｑ´
受信周波数がｆo−ｆsのとき：  Ｉ＝Ｑ´、Ｑ＝Ｉ´
【００４７】
ＩＱ切り替え器３０２の切り替え制御はベースバンド処理部１１８により行なわれる。あるいは、ＩＱ切り替え器３０２はベースバンド処理部１１８内に含まれていても良い。
【００４８】
また、反射波読取器１１０は、受信周波数の切り替えに応じて直交変調後のＩＱの各信号の入れ替えを行なうのではなく、無変調キャリアの周波数の中心のプラス方向及びマイナス方向のそれぞれの受信周波数で直交変調を行なう各受信部を独立に備え、受信周波数の切り替えに応じていずれかの受信部にアンテナ１１１の受信信号を分配器で振り分けるように構成することもできる。図２Ａには、この場合の通信システムの構成を示している。この場合も同様に、反射波読取器側では、２つの受信周波数からなる反射波の信号のうち、一方の受信周波数においてマルチパス干渉や他システムからの妨害波との干渉のために受信できない場合であっても、他方の受信周波数において変調反射波信号を選択受信することができれば、受信率を高めることができ、妨害に強い伝送システムを提供することが可能となる。
【００４９】
また、図２Ｂには、さらに他の通信システムの構成例を示している。図示の例では、反射波読取器は分配器を持たず、受信周波数毎に独立したアンテナを設けている。この場合、反射波読取器は、受信周波数を切り替えて変調反射波信号を選択受信する以外にも、各受信周波数における受信信号を比合成することで受信率を高めることができ、妨害に強い伝送システムを提供することが可能となる。
【００５０】
反射波読取器１１０側において、ｆo＋ｆs及びｆo−ｆsの反射波伝送されたＱＰＳＫ変調波信号を、それぞれの受信品質に応じて適応的に受信処理する仕組みについて、図３を参照しながら説明する。
【００５１】
同図において、参照番号４００は、反射器１００から反射波読取器１１０に伝送されるデータのフレーム・フォーマットである。このデータ・フレーム４００は、連結されて伝送される場合と、バースト状にパケットとして伝送される場合がある。
【００５２】
参照番号４０１は、ビット又はシンボルの同期を取るために必要なプリアンブル部である。例えばＱＰＳＫ変調方式の場合は１００１１００１・・・のパターンとなる。プリアンブル部４０１に続いて、ユニーク・ワード部（ＵＷ）４０２が送信され、受信側ではデータの開始位置を確定するために使用される。
【００５３】
これらフレーム・ヘッダを送信した後に、実際の送信データ（ペイロード）が格納されるデータ部４０３が送信される。そして、フレームの最後に、誤り検出用のＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ）部４０４が付加される。ＣＲＣ部４０４は、データ部４０３に対して演算され付与される。
【００５４】
反射波読取器１１０側で、受信周波数の切り替え（若しくは、各受信周波数の受信信号の比合成の切り替え）のタイミングは、幾つか考えられる。以下では、その一例として、プリアンブル部４０１の中で行なう場合について説明する。
【００５５】
プリンアンブル部４０１は、実際の同期に必要な長さより長めに設定され、例えば前半の部分にプルアンブル検出区間４０５が設けられている。プリアンブル検出区間４０５の前半部４０６は、例えば周波数をｆo＋ｆs（又はｆo−ｆs）とし、プリアンブル・パターンの検出を行なう。
【００５６】
この際、平均受信入力レベルもベースバンド処理部１１８で計算する。そして、一定値Ｌth以上でプリアンブルを検出することができたならば、周波数をｆo＋ｆsにしたまま、ユニーク・ワード部の検出に移行する。ここで、Ｌthよりレベルが低いか、又はプリアンブルを検出することができない場合には、続く周波数切り替え区間４０７で受信周波数をｆo−ｆs（又はｆo＋ｆs）に切り替える。この受信周波数の切り替え操作に併せて、受信部１１４で直交変調した後のＩＱ切り替え器３０２を前述のように制御する。
【００５７】
続いて、同様に、プリアンブル検出区間の後半部４０８においても、平均受信入力レベルが一定値Ｌthより高いか、並びにプリアンブルを検出できるかどうかをチェックする。そして、どちらもＯＫであれば、受信周波数を切り替え後のｆo−ｆsにしたまま、ユニーク・ワード部の検出に移行する。他方、受信周波数をｆo−ｆsに切り替えてチェックした結果がＮＧの場合でも、そのままユニーク・ワード部の検出に移行する。次のフレームから始める場合は、前回のフレームで受信した周波数から始めるものとする。
【００５８】
図３に示した例では、前半部４０６の平均受信入力レベルがＬthより低かったので、周波数切り替え区間４０７で他方の受信周波数に切り替えてから、後半部４０８でプリアンブルを検出することができた様子を示している。ここで説明した例では、受信入力レベルの検出とプリアンブル・パターンの検出を組み合わせたが、どちらか一方の検出のみを行なうのであっても構わない。
【００５９】
なお、周波数切り替え部４０７を毎フレームの先頭に設けると、オーバーヘッドが大きくなり、データ伝送の効率が低下することが予想される。そのような場合は、データ伝送の開始時にのみ周波数選択を行なう（すなわち、データ伝送の開示時のデータ・フレームにのみ周波数切り替え部４０７を設ける）ことにより、オーバーヘッドの増大を回避することが可能である。
【００６０】
このようにして、反射器からは無変調キャリアの周波数を中心にプラス及びマイナスの双方向の周波数に生じる変調反射波信号を送信する一方、このような変調反射波信号を受信する反射波読取器側では、２つの受信周波数からなる反射波の信号のうち、一方の受信周波数においてマルチパス干渉や他システムからの妨害波との干渉のために受信できない場合であっても、他方の受信周波数において変調反射波信号を受信することができれば、受信率を高めることができ、妨害に強い伝送システムを提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を示した図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示した通信システムの変形例である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１に示した通信システムの変形例である。
【図３】図３は、図１に示した通信システムにおいて、受信品質に応じて適応的に受信処理する仕組みを説明するための図である。
【図４】図４は、反射器側で、受信周波数ｆoを所定の中心周波数ｆsだけ正負いずれかの方向に周波数シフトさせて、反射波を送り返す通信システムの構成例を示した図である。
【図５】図５は、図４に示した通信システムにおける反射波のスペクトラムを示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１００…反射器
１０１…アンテナ
１０２…バックスキャッタ変調器
１０３…サブキャリアＱＰＳＫ変調器
１０４…サブキャリア発振器
１０５…アプリケーション部
１１０…反射波読取器
１１１…アンテナ
１１２…サーキュレータ
１１４…受信部
１１５…ローカル発振器（受信側）
１１６…送信部
１１７…ローカル発振器（送信側）
１１８…ベースバンド処理部
１１９…アプリケーション部
３０１…ローカル発振器
３０２…ＩＱ切り替え器（ＳＷＡＰ）
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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