(57)【要約】【課題】  簡単な回路構成で高精度の検出を可能にする方式によって、変調、無変調いずれの受信信号に対してもキャリアセンスができるようにする。【解決手段】  キャリア周波ｆＲＦ：９５２．２〜９５３．８ＭＨｚ中に複数のチャンネルを持つＲＦ信号を受信し、キャリア検出対象として選択したチャンネルに対応するローカル信号（ｆＬＯ＝ｆＲＦ−５０ＫＨｚ）とミキサ２０によってミキシングする。ミキサ出力は、変調時及び無変調時いずれの場合にも、検出対象となるキャリアが存在すれば、５０ＫＨｚのずれ周波成分が生じる。この成分をＢＰＦ４０ａで濾波し、信号の有無をチャンネルの使用可／不可として判定回路７０から出力する。【選択図】      図４
2008085669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号帯域ヘの直接変換を可能とする通信方式におけるキャリアを検出するキャリアセンス回路であって、
受信ＲＦ信号と異なる周波のローカル信号を発生する回路と、
受信ＲＦ信号と前記ローカル信号をミキシングするミキサと、
前記ミキサからの出力信号を受け、受信ＲＦ信号と前記ローカル信号の差の周波を通すバンドパスフィルタと、
を有することを特徴とするキャリアセンス回路。
【請求項２】
所定の複数周波のなかから選択したキャリアによって通信を可能とする方式における請求項１に記載されたキャリアセンス回路において、
前記ローカル信号を発生する回路が、単一の周波信号を発生するものであり、
前記バンドパスフィルタが、選択対象となる前記複数周波分のフィルタを有し、各周波のキャリア検出を可能とするものであることを特徴とするキャリアセンス回路。
【請求項３】
所定の複数周波のなかから選択したキャリアによって通信を可能とする方式における請求項１に記載されたキャリアセンス回路において、
前記ローカル信号を発生する回路が、前記複数周波それぞれに対し一定の僅かな周波差を持つ前記複数周波分のローカル信号を発生し得るものであり、
前記バンドパスフィルタが、前記一定の僅かな周波差を通過バンドの周波とするものであることを特徴とするキャリアセンス回路。
【請求項４】
ベースバンドヘの直接変換を可能とする通信方式におけるキャリアを検出するキャリアセンス回路であって、
キャリア周波のローカル信号を発生する回路と、
受信ＲＦ信号、前記ローカル信号のいずれかにπ／２の位相変化を与える移相器と、
受信ＲＦ信号と前記ローカル信号をミキシングする第１のミキサと、前記移相器により位相変化が与えられた受信ＲＦ信号と前記ローカル信号をミキシングする第２のミキサと、
前記第１のミキサの出力信号を受け、該出力信号のＤＣ成分を通す第１のローパスフィルタと、
前記第２のミキサの出力信号を受け、該出力信号のＤＣ成分を通す第２のローパスフィルタと、
を有することを特徴とするキャリアセンス回路。
【請求項５】
予め定められた複数周波のなかから選択したキャリアによる通信を可能とする方式における請求項４に記載されたキャリアセンス回路において、
前記ローカル信号を発生する回路が、前記複数周波分のローカル信号を発生し得るものであることを特徴とするキャリアセンス回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＵＨＦ帯ＩＣタグシステムに用いられる直接変換方式による通信において、使用しているキャリアをチェックするためのキャリアセンス回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＵＨＦ帯ＩＣタグシステムが実用化の段階に入り、様々な分野、用途に利用されようとしている。
ＵＨＦ帯ＩＣタグシステムでは、ＩＣタグとの通信に直接変換方式を採用することが、主流になっている。直接変換方式は、受信信号に対し周波数変換操作を１回行うだけでベースバンドの信号帯域に変換する方式である。また、この方式の通信システムでは、共通のチャンネルを複数の端末で時間分割して使用することを可能にしている。
よって、このシステムでは、情報の読出しや書込みを行う機能を持つ機器側からＩＣタグにアクセスする際に、他の機器が使用しているチャンネルで発信すると、相互に干渉を起こし、交信を妨害することになるので、ＩＣタグとの通信を開始する前に、既に使用されているチャンネルをチェックし、使用されていれば、チャンネルが空くまで待つか、他のチャンネルが空いていれば、そこを用いるようにする必要がある。
【０００３】
チャンネル使用有無のチェックは、従来からキャリアセンスとして知られる方法によって行われている。この方法は、実際に、アンテナで受信した対象チャンネルのＲＦ信号を検波して、変調信号があるか、ないかを検知する方法である。ただ、従来から行われているキャリアセンスは、検波信号のレベルをみているので、無変調時には、検波信号は、無信号状態になるので、キャリアセンスができず、チャンネル使用有無の判断を誤る。また、検波信号レベルの検出精度があまり高くなく、検出が不安定になって、十分な検出結果が得られない場合がある、という問題があった。
ところで、無変調時にキャリアセンスができないという問題に対し、下記特許文献１に示す解決方法が提案されている。
特許文献１記載のキャリアセンス方式は、受信信号の復調に用いるローカル(局部発信)信号を変調する変調波源を設け、キャリアセンス時に、変調波源により変調されたローカル信号により受信信号を復調し、復調出力を検波してキャリアセンスを行う方式である。この方式によると、無変調の受信信号であっても、検波後に変調波源の信号が出るので、変調、無変調いずれの信号でもキャリアセンスができる、としている。
【特許文献１】特開平２−１００５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載のキャリアセンス方式では、ローカル信号を変調する変調波を発生する変調波源を新たに設ける必要があり、回路構成を複雑化させる。
また、特許文献１記載のキャリアセンス方式では、受信入力が変調信号である場合に、変調波源で変調されたローカル信号を用いると、検出精度が出難くなる、という問題が生じる可能性がある。
本発明は、従来のキャリアセンス方式における上記した問題に鑑み、これを解決するためになされたもので、その目的は、簡単な回路構成で高精度の検出を可能にする方式によって、変調、無変調いずれの受信信号に対してもキャリアセンスができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、ベースバンド信号帯域ヘの直接変換を可能とする通信方式におけるキャリアを検出するキャリアセンス回路であって、受信ＲＦ信号と異なる周波のローカル信号を発生する回路と、受信ＲＦ信号と前記ローカル信号をミキシングするミキサと、前記ミキサからの出力信号を受け、受信ＲＦ信号と前記ローカル信号の差の周波を通すバンドパスフィルタと、を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、所定の複数周波のなかから選択したキャリアによって通信を可能とする方式における請求項１に記載されたキャリアセンス回路において、前記ローカル信号を発生する回路が、単一の周波信号を発生するものであり、前記バンドパスフィルタが、選択対象となる前記複数周波分のフィルタを有し、各周波のキャリア検出を可能とするものであることを特徴とする。
請求項３の発明は、所定の複数周波のなかから選択したキャリアによって通信を可能とする方式における請求項１に記載されたキャリアセンス回路において、前記ローカル信号を発生する回路が、前記複数周波それぞれに対し一定の僅かな周波差を持つ該複数周波分のローカル信号を発生し得るものであり、前記バンドパスフィルタが、前記一定の僅かな周波差を通過バンドの周波とするものであることを特徴とする。
請求項４の発明は、ベースバンドへの直接変換を可能とする通信方式におけるキャリアを検出するキャリアセンス回路であって、キャリア周波のローカル信号を発生する回路と、受信ＲＦ信号、前記ローカル信号のいずれかにπ／２の位相変化を与える移相器と、受信ＲＦ信号と前記ローカル信号をミキシングする第１のミキサと、前記移相器により位相変化が与えられた受信ＲＦ信号と前記ローカル信号をミキシングする第２のミキサと、前記第１のミキサの出力信号を受け、該出力信号のＤＣ成分を通す第１のローパスフィルタと、前記第２のミキサの出力信号を受け、該出力信号のＤＣ成分を通す第２のローパスフィルタと、を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、予め定められた複数周波のなかから選択したキャリアによる通信を可能とする方式における請求項４に記載されたキャリアセンス回路において、前記ローカル信号を発生する回路が、前記複数周波分のローカル信号を発生し得るものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、変調、無変調いずれの受信信号に対しても、簡単な回路構成で高精度の検出を可能にする方式によって、キャリアセンスを行うことが可能になる（請求項１，４）。
また、それぞれのキャリア周波が異なる複数チャンネルを持つシステムに上記方式によるキャリアセンスを適用することが可能になる（請求項２，３，５）。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の実施形態に係わるキャリアセンス回路を説明する。
本実施形態のキャリアセンス回路は、ＵＨＦ帯ＩＣタグシステムに用いられる直接変換方式による通信に適用し得るもので、ここでは、９５２．２ＭＨｚ〜９５３．８ＭＨｚのＵＨＦ帯を使用するキャリアをチェックするための回路を例示する。
まず、本発明に係わるキャリアセンスの原理を説明する。
本発明に係わるキャリアセンスは、受信ＲＦ信号からキャリアを検出する際に、キャリアに変調信号が乗っていない無変調時の受信信号に対しても、検出を可能にし、しかも、この検出をより簡単な構成によって、高精度の検出を可能にする方式によって実現することによって、従来方式（上記特許文献１、参照）の改善を図るものである。
上記のキャリアセンスを可能とするために、本発明では、まず、受信ＲＦ信号にキャリアの周波（ｆＲＦ）もしくはキャリアと僅かな所定の周波差を持つローカル（ＬＯ）信号（ＬＯ信号の周波：ｆＬＯ）をミキサによりミキシングする。その後、ミキサ出力を周波軸で解析し、解析結果として得られる周波軸における出力状態から、変調時及び無変調時いずれの場合でも、キャリアを検出できるようにする。
【０００８】
上記の検出プロセスを基本として、本願では、下記方式１〜３の３つのキャリアセンス方式を示す。なお、３方式は、受信ＲＦ信号にミキシングするＬＯ信号及びミキサ出力の解析方法がそれぞれ異なるものであって、複数チャンネル（即ち、チャンネルごとに異なる周波のキャリアを使用する）から使用チャンネルをキャリアセンスの結果に従い選択する通信方法に適用し得るものである。
方式１：  ＬＯ信号を全キャリアと僅かな周波差を持つ固定周波の信号とし、ミキサ出力の解析に、各キャリアが受信された場合に、それぞれ発生する周波を通すバンドパスフィルタの出力を用いる。
方式２：  ＬＯ信号を検出対象の各キャリアと僅かな一定周波差を持つ信号とし、ミキサ出力の解析に、そのキャリアが受信された場合に、発生する一定周波を通すバンドパスフィルタの出力を用いる。
方式３：  ＬＯ信号を検出対象の各キャリアと同一周波を持つ信号とし、ミキサ出力の解析に、そのキャリアが受信された場合に、発生するＤＣ成分のみを通すバンドパスフィルタの出力で解析する。
【０００９】
図１は、本願のキャリアの検出原理を説明するための線図で、ミキサの入力及び出力信号の状態を示すものである。図１中の各グラフにおける横軸は周波軸で、縦軸は信号レベルをとっている。
図１の（Ａ−Ｉ）には、ミキサに入力されるＬＯ信号とＲＦ受信キャリア信号の周波ｆＬＯとｆＲＦが同じ（ｆＬＯ＝ｆＲＦ）であり、無変調、即ちキャリアのみの場合におけるミキサ出力が、図中矢印(⇒)の先に示されている。ここに示すように、ミキサ出力には、ＤＣ（直流）成分と高調波として２倍波（２ｆＲＦ）成分が生じ、ｆＲＦ成分がなくなっている。
図１の（Ａ−Ｉ）の無変調状態から、変調入力があった時の状態が、同図の（Ａ−II）に示されている。変調によりミキサに入力されるＲＦ受信信号には、キャリアに変調波の周波（ｆＲＦ±δｆ）が生じているので、ミキサ出力には、ＤＣ（直流）成分と高調波として２倍波（２ｆＲＦ）成分のほか、δｆ成分と２ｆＲＦ±δｆ成分が生じ、ｆＲＦ成分がなくなっている。
図１の（Ａ−Ｉ）及び（Ａ−II）のミキサ出力に示すように、変調時及び無変調時いずれの場合にも、キャリアの存在によりＤＣ成分が生じているので、この成分を検出条件とすることによって、上記方式３のキャリアセンスが成り立つ。つまり、ＤＣ成分のみを通すバンドパスフィルタに出力が生じることにより、キャリアを検出でき、このチャンネルが使用されている、と判断することができる。
【００１０】
また、図１の（Ｂ）には、ミキサに入力されるＬＯ信号とＲＦ受信キャリア信号の周波ｆＬＯとｆＲＦが僅かに異なり（ｆＬＯ≠ｆＲＦで、ここでは、δｆずれているとする）、無変調、即ちキャリアのみの場合におけるミキサ出力が、図中矢印(⇒)の先に示されている。ここに示すように、ミキサ出力には、ずれ周波のδｆ成分と高調波として合成波（ｆＬＯ＋ｆＲＦ＝２ｆＲＦ−δｆ）成分が生じ、ｆＲＦ成分がなくなっている。なお、この場合、（ｆＬＯ＝ｆＲＦ）とした、図１の（Ａ−Ｉ）のミキサ出力に発生するＤＣ成分と高調波として２倍波（２ｆＲＦ）成分は、発生しない。
図１の（Ｂ）の無変調状態から、変調入力があった時は、図示していないが、ミキサ出力には、図１（Ｂ）と同様に、ずれ周波のδｆ成分と高調波として合成波（ｆＬＯ＋ｆＲＦ＝２ｆＲＦ−δｆ）成分が生じる。なお、これらの成分のほかに、変調波の周波による成分が生じるが、キャリアセンスには用いない。
図１の（Ｂ）のミキサ出力に示すように、変調時及び無変調時いずれの場合にも、キャリアの存在によりずれ周波のδｆ成分が生じているので、この成分を検出条件とすることによって、上記方式１及び方式２のキャリアセンスが成り立つ。つまり、ずれ周波のδｆ成分のみを通すバンドパスフィルタに出力が生じることにより、キャリアを検出でき、このチャンネルが使用されている、と判断することができる。
なお、上記方式１では、ＬＯ信号を固定周波の信号としているので、キャリア周波とのずれ周波がチャンネルごとに変わるので、チャンネル分のバンドパスフィルタが必要になる。また、上記方式２では、ＬＯ信号をキャリア周波に対し一定の周波ずらしているので、一定のずれ周波成分を通す単一のバンドパスフィルタでよい。
【００１１】
上記方式１〜３のキャリアセンス方式によるキャリアセンス回路の実施形態を以下に説明する。
「方式１のキャリアセンス回路」
図２は、本実施形態に係わるキャリアセンス回路の構成を示す。
図２に示すキャリアセンス回路は、図示しないＵＨＦ帯ＩＣタグから９５２．２〜９５３．８ＭＨｚのキャリア周波で送信されてくるＲＦ信号をタグリーダ側で受信し、上記方式１に従ってキャリア検出を行う回路を示したものである。なお、本例では、チャンネル間は、０．２ＭＨｚの間隔で分け、９チャンネルを有している。
上記方式１に従って構成する本実施形態のキャリアセンス回路では、図２に示すように、アンテナ１０を介して受信するＲＦ信号（周波ｆＲＦ＝９５２．２〜９５３．８ＭＨｚ）は、図示しない局部発信回路からのローカル信号（周波ｆＬＯ＝９５２ＭＨｚ）とミキサ２０によってミキシングされる。このローカル信号の周波（ｆＬＯ＝９５２ＭＨｚ）は固定で、ＲＦ信号の周波（ｆＲＦ＝９５２．２〜９５３．８ＭＨｚ）と異なる。周波ｆＲＦ＝９５２．２のチャンネルに対しては、０．２ＭＨｚの周波差、周波ｆＲＦ＝９５２．４のチャンネルに対しては、０．４ＭＨｚの周波差、というように、チャンネル間にある０．２ＭＨｚの間隔に応じて、ローカル信号の周波とＲＦキャリア信号の周波とは異なる。
【００１２】
このように、ＬＯ信号とＲＦ受信キャリア信号の周波ｆＬＯとｆＲＦが僅かに異なっているので、ミキサ２０の出力は、変調時及び無変調時いずれの場合にも、キャリアが存在すれば、ずれ周波のδｆ成分が生じる。
この実施形態におけるミキサ２０の入力及び出力信号は、図３の（Ａ）、（Ｂ）に示すような状態になる。即ち、ミキサ２０に入力されるＬＯ信号とＲＦ受信キャリア信号の周波ｆＬＯとｆＲＦが僅かに異なる（ｆＬＯ≠ｆＲＦ）場合におけるミキサ出力は、ずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分と高調波として合成波（ｆＬＯ＋ｆＲＦ）成分が生じ、ｆＲＦ成分はなくなる。このミキサ出力において、低周波に生じるずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分は、ＲＦ受信キャリア信号があるときは、変調時及び無変調時いずれの場合にも、生じる信号であるから、ミキサ出力における（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分の有無によって、この周波のキャリアの有無を検出できる。
キャリアの有無を検出するためのミキサ出力に対する処理は、図２の回路においては、コンデンサ３０とバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４０、ログアンプ６０及び判定回路７０よりなる回路によって行う。
コンデンサ３０は、結合コンデンサとして働かせるもので、ミキサ出力に生じ得るＤＣ成分をカットし、ＡＣ成分のみを通過させることにより、キャリアの検出に有用な成分のみを後段の回路に送る。
【００１３】
ＢＰＦ４０は、さらに、キャリアの検出に必要な成分のみを濾波するためのフィルタである。ＢＰＦ４０によってこの段階で行う濾波は、図３の（Ｃ）に示す結果を得るための処理である。即ち、前段のミキサ２０でミキシングされた後、同図（Ｂ）に示す、ずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分と高調波として合成波（ｆＬＯ＋ｆＲＦ）成分が生じる出力状態になるが、この状態から、高調波を除き、キャリアセンスに必要なずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分だけを通すようにし、図３（Ｃ）に示す結果を得る。
この実施形態においては、ローカル信号の周波ｆＬＯ＝９５２ＭＨｚであるから、周波ｆＲＦ＝９５２．２のチャンネルに対しては、０．２ＭＨｚの周波差、周波ｆＲＦ＝９５２．４のチャンネルに対しては、０．４ＭＨｚの周波差、というように、チャンネル間にある０．２ＭＨｚの間隔に応じて、ずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分が変化する。したがって、このずれ周波の成分をそれぞれ通過させるＢＰＦ４０を並列にチャンネル数分設ける。
使用中のチャンネルは、その周波のＢＰＦ４０を通過して信号出力が生じるので、ログアンプ６０を通した後、判定回路７０で所定の判定基準（信号レベル）による閾値処理を行うことにより、信号の有無を判定する。
この信号の有無の判定は、９チャンネルについて、それぞれ判定され、信号が有れば、そのチャンネルは、使用中であるから、使用できず、また、信号が無ければ、そのチャンネルは、使用されていないので、使用を許可する。
本願のキャリアセンス回路は、上記の構成によって、変調時及び無変調時いずれの場合でも、複数あるチャンネルごとに使用可能であるか、否かを判定できるので、この判定結果に従い、チャンネル選択を適正に行うことができる。
【００１４】
「方式２のキャリアセンス回路」
図４は、本実施形態に係わるキャリアセンス回路の構成を示す。
図４に示すキャリアセンス回路は、図示しないＵＨＦ帯ＩＣタグから９５２．２〜９５３．８ＭＨｚのキャリア周波で送信されてくるＲＦ信号をタグリーダ側で受信し、上記方式２に従ってキャリア検出を行う回路を示したものである。本例では、使用する９５２．２〜９５３．８ＭＨｚの帯域に複数のチャンネルを設定する。
上記方式２に従って構成する本実施形態のキャリアセンス回路では、図４に示すように、アンテナ１０を介して受信するＲＦ信号（周波ｆＲＦ＝９５２．２〜９５３．８ＭＨｚ）は図示しない局部発信回路からのローカル信号（周波ｆＬＯ）とミキサ２０によってミキシングされる。このローカル信号の周波ｆＬＯは、設定された複数チャンネル中の検出対象となるチャンネルのキャリア周波ｆＲＦから所定値だけ僅かにずらした周波とすることにより、信号間の周波を異ならせる。例えば、５０ＫＨｚだけずらし、検出対象となる１チャンネルのキャリア周波をｆＲＦ＝９５２．２ＭＨｚとすると、ローカル信号の周波ｆＬＯ＝９５２．２ＭＨｚ−５０ＫＨｚなる。また、他のチャンネルでも同様に、検出対象となるチャンネルのキャリア周波ｆＲＦに対し、ローカル信号の周波ｆＬＯ＝ｆＲＦ−５０ＫＨｚ、というように、各チャンネルの周波に応じて、所定値ずらしたローカル信号の周波ｆＬＯを用いる。
【００１５】
このように、検出対象となるチャンネルに用いるＬＯ信号、ＲＦ受信キャリア信号の周波ｆＬＯ、ｆＲＦを異ならせるので、ミキサ２０の出力は、変調時及び無変調時いずれの場合にも、検出対象となるキャリアが存在すれば、所定のずれ周波成分が生じる。上記の例では、５０ＫＨｚの成分が生じる。
この実施形態におけるミキサ２０の入力及び出力信号は、図５、図６それぞれの（Ａ）、（Ｂ）に示すような状態になる。
即ち、受信ＲＦと検出対象のチャンネルのキャリアの周波が一致する場合を示す図５において、ミキサ２０に入力されるＬＯ信号とＲＦ受信キャリア信号の周波ｆＬＯとｆＲＦの違いは、ＬＯ信号に与えたずれだけ異なる。図５（Ａ）に示す例では、ＣＨ１（チャンネル１）の受信ＲＦ信号のキャリア周波ｆＲＦ＝９５２．２ＭＨｚに対し、ＬＯ信号は、ＣＨ１を検出対象とするｆＬＯ＝ＣＨ１−５０ＫＨｚでミキシングしている。この場合におけるミキサ出力は、図５（Ｂ）に示すように、ずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分と高調波として合成波（ｆＬＯ＋ｆＲＦ）成分が生じ、ｆＲＦ成分はなくなる。このミキサ出力において、低周波に生じるずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分は、ＲＦ受信キャリア信号があるときは、変調時及び無変調時いずれの場合にも、生じる信号であるから、ミキサ出力における（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分の有無によって、この周波のキャリアの有無を検出できる。図５（Ｂ）に示す例では、ミキサ出力におけるｆＲＦ−ｆＬＯ＝５０ＫＨｚに信号レベルが生じる。
【００１６】
キャリアの有無を検出するためのミキサ出力に対する処理は、図４の回路においては、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４０ａ、ログアンプ６０及び判定回路７０よりなる回路によって行う。
ＢＰＦ４０ａは、さらに、キャリアの検出に必要な成分のみを濾波するためのフィルタである。ＢＰＦ４０ａによってこの段階で行う濾波は、図５の（Ｃ）に示す結果を得るための処理である。即ち、前段のミキサ２０でミキシングされた後、同図（Ｂ）に示す、ずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分と高調波として合成波（ｆＬＯ＋ｆＲＦ）成分が生じる出力状態になるが、この状態から、高調波を除き、検出対象のキャリアセンスに必要なずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ）の成分だけを通すようにし、図３の（Ｃ）に示す結果を得る。
この実施形態においては、ローカル信号の周波ｆＬＯ＝ＣＨ１−５０ＫＨｚであるから、検出対象の周波ｆＲＦ＝ＣＨ１のチャンネルに対しては、５０ＫＨｚの周波差であり検出対象のキャリアセンスに必要なずれ周波と一致するので、この信号を通過させる。
【００１７】
また、受信ＲＦと検出対象のチャンネルのキャリアの周波が一致しない場合を示す図６の例では、ＣＨ２の受信ＲＦ信号のキャリア周波ｆＲＦ＝952.4ＭＨｚに対し、ＬＯ信号は、ＣＨ１を検出対象とするｆＬＯ＝ＣＨ１−５０ＫＨｚでミキシングしている。この場合におけるミキサ出力は、図６（Ｂ）に示すように、低域側において、ｆＲＦ−ｆＬＯ＝２５０ＫＨｚに信号レベルが生じる。
この場合、キャリアの有無を検出するためのミキサ出力に対するＢＰＦ４０ａの濾波は、図６の（Ｃ）に示す結果となる。即ち、前段のミキサ２０でミキシングされた後、図６（Ｂ）に示す、ずれ周波（ｆＲＦ−ｆＬＯ＝２５０ＫＨｚ）の成分と高調波として合成波（ｆＬＯ＋ｆＲＦ）成分が生じる出力状態になるが、この状態から、高調波を除き、検出対象のキャリアセンスに必要なずれ周波５０ＫＨｚの成分だけを濾波するＢＰＦ４０ａを通すと、図６の（Ｃ）に示すように、ずれ周波２５０ＫＨｚの成分もカットすることができ、対象とするチャンネルの検出に影響しない。
使用中のチャンネルは、そのチャンネルが検出対象として選択されたときに、ＢＰＦ４０ａを通過して信号出力が生じるので、ログアンプ６０を通した後、判定回路７０で所定の判定基準値（信号レベル）による閾値処理を行うことにより、信号の有無によって、判定される。
本実施形態のキャリアセンス回路は、上記の構成によって、変調時及び無変調時いずれの場合でも、複数あるチャンネルごとに使用可能であるか、否かを判定できるので、この判定結果に従い、チャンネル選択を適正に行うことができる。
また、本願のキャリアセンス回路は、複数あるチャンネルの中から検出対象として選択されたチャンネルに用いるキャリアに対応するＬＯ信号をミキサ２０に入力するための手段を要するが、ミキサ出力に対する検出回路として設けるＢＰＦ４０ａ以降の処理段は、基本的に単一で構成し得るので、検出回路を簡素化することが可能になる。
【００１８】
「方式３のキャリアセンス回路」
図７は、本実施形態に係わるキャリアセンス回路の構成を示す。
図７に示すキャリアセンス回路は、図示しないＵＨＦ帯ＩＣタグから９５２．２〜９５３．８ＭＨｚのキャリア周波で送信されてくるＲＦ信号をタグリーダ側で受信し、上記方式３に従ってキャリア検出を行う回路を示したものである。なお、本例では、使用する９５２．２〜９５３．８ＭＨｚの帯域に複数のチャンネルを設定する。
上記方式３に従って構成する本実施形態のキャリアセンス回路では、図７に示すように、アンテナ１０を介して受信するＲＦ信号（周波ｆＲＦ＝９５２．２〜９５３．８ＭＨｚ）は、図示しない局部発信回路からのローカル信号（周波ｆＬＯ）とミキサ２０によってミキシングされる。このローカル信号の周波ｆＬＯは、設定された複数チャンネル中の検出対象となるチャンネルのキャリア周波ｆＲＦと同一の周波とする。例えば、検出対象となるチャンネルＣＨ１のキャリア周波がｆＲＦ＝９５２．２ＭＨｚであれば、ローカル信号の周波もｆＬＯ＝９５２．２ＭＨｚとする。また、他のチャンネルでも同様に、検出対象となるチャンネルのキャリア周波ｆＲＦに対し、ローカル信号の周波ｆＬＯ＝ｆＲＦというように、各チャンネルの周波と同一の周波ｆＬＯを用いる。
【００１９】
検出対象となチャンネルに用いるＬＯ信号、ＲＦ受信キャリア信号の周波をｆＬＯ＝ｆＲＦとして、ミキシングすると、ミキサ２０の出力は、変調時及び無変調時いずれの場合にも、検出対象となるキャリアが存在すれば、ＤＣ成分が生じる。この点については、上記で図１の（Ａ−Ｉ）及び（Ａ−II）を参照して説明したとおりであり、ミキサ出力におけるＤＣ成分の有無によって、検出対象となるチャンネルのキャリアの有無を検出できる。
ただ、ミキサ出力のＤＣ成分を検出する当該方式において、適正な検出ができなくなる条件が存在する。この条件は、受信ＲＦ信号に生じる位相遅延に係わるものである。この位相遅延は、無線機同士の通信距離やキャリアの波長に依存して起きる現象である。
位相遅延がミキサ出力ＤＣ成分に与える影響は、位相遅延をαとすると、cosαに比例した変化がＤＣ成分に現れ、通信距離やキャリアの波長によって位相遅延αが変わるので、条件によってはヌルポイントが生じる。
【００２０】
そこで、方式３のキャリアセンス回路は、ＩＱ補間型回路とし、上記位相遅延の影響を受けない回路構成とする。ＩＱ補間型回路は、受信ＲＦ信号のまま、移相させないＩ信号の系統の検波回路に加え、受信ＲＦ信号に移相器５０によって、π／２の位相シフトを与えＱ信号とし、この信号に基づいてキャリアセンスを行うために、もう１系統の検波回路を有する構成とする。
移相させないＩ信号をミキサ２０によって、ｆＬＯ＝ｆＲＦを条件としてＬＯ信号とミキシングをすると、検出対象となるキャリアが存在すれば、ミキサ出力ＤＣ成分が生じるが、位相遅延αがあると、cosαに比例した出力信号レベルとなる。また、π／２の位相シフトを与えたＱ信号をミキサ２０によって、同じ条件でミキシングをすると、検出対象となるキャリアの存在によって、こちら場合にもミキサ出力にＤＣ成分が生じるが、位相遅延αがあると、sinαに比例した出力信号レベルとなる。
Ｉ、Ｑそれぞれの信号に対応する２系統の検波回路から、キャリアがある場合に出力されるＤＣ成分の出力信号レベルは、π／２の位相シフトのため、それぞれcosα、sinαに比例するレベルとなって、一方がヌルポイントの場合、他方は、極大となり、相互に補間が可能な関係となる。また、Ｉ信号とＱ信号の検出値をもとにＤＣの絶対成分を算出することが可能になり、ＤＣの絶対成分は正しいキャリアセンスレベルを与える。
【００２１】
図７のＩＱ補間型回路において、キャリアの有無を検出するためのミキサ出力に対する処理は、Ｉ、Ｑそれぞれの信号に対し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４０ｂを通す。
ＬＰＦ４０ｂは、キャリアの検出に必要な成分のみを濾波するためのフィルタである。ここでは、前段のミキサ２０でミキシングされた後の信号から必要なＤＣ成分のみを通し、ＡＣ成分をカットする濾波を行う。
ＬＰＦ４０ｂを通した後、ＤＣの絶対成分を得るための演算を行う。Ｉ、ＱのＤＣ成分の信号は、それぞれcosα、sinαに比例する値を持っているので、三角関数の定義に従う演算により、絶対成分を求める。即ち、Ｉ，Ｑの各ＤＣ成分信号について、２乗回路８１、絶対値回路８３において、Ｉ２，Ｑ２及び｜Ｉ２｜，｜Ｑ２｜を求め、得た｜Ｉ２｜，｜Ｑ２｜から足し算回路８４及平方根回路８６によって、足し算｜Ｉ２＋Ｑ２｜、次いで平方根√｜Ｉ２＋Ｑ２｜を求めることにより、ＤＣの絶対成分信号を得る。
使用中のチャンネルが検出対象として選択されれば、ＩＱ補間型回路を構成するキャリアセン回路の平方根回路８６からＤＣの絶対成分信号が出力される。この出力状態は、ログアンプ６０を通した後、判定回路７０で所定の判定基準値（信号レベル）による閾値処理により、選択されたチャンネルの信号の有無として判定される。
本実施形態のキャリアセンス回路は、上記の構成によって、変調時及び無変調時いずれの場合でも、複数あるチャンネルごとに使用可能であるか、否かを判定できるので、この判定結果に従い、チャンネル選択を適正に行うことができる。
また、本願のキャリアセンス回路は、ＩＱ補間型回路を構成するので、受信ＲＦ信号に生じる位相遅延の影響を受けることなく、検出対象となるチャンネルのキャリアの有無を正しく検出することが可能になる。
【００２２】
なお、上記で方式１〜３の各キャリアセンス方式の実施形態として、図２〜７に示したように、複数チャンネルに適用する形態を例示したが、単一のチャンネルを使用する場合に、適用できることは、言うまでもない。ただ、単一チャンネルに実施する場合、方式１（図２、参照）と方式２（図４、参照）の実施形態は、異ならない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のキャリアの検出原理を説明するための線図で、ミキサの入力及び出力信号の状態を示す。
【図２】本発明の実施形態に係わるキャリアセンス回路（方式１）の構成を示す。
【図３】キャリアセンス向路（方式１）における、ミキサ入力、ミキサ出力、ＢＰＦ出力の各線図を示す。
【図４】本発明の実施形態に係わるキャリアセンス回路（方式２）の構成を示す。
【図５】キャリアセンス回路（方式２）において、ＲＦ入力と検出対象チャンネルが一致する場合のミキサ入力、ミキサ出力、ＬＰＦ出力の各線図を示す。
【図６】キャリアセンス回路（方式２）において、ＲＦ入力と検出対象チャンネルが一致しない場合のミキサ入力、ミキサ出力、ＢＰＦ出力の各線図を示す。
【図７】本発明の実施形態に係わるキャリアセンス回路（方式３）の構成を示す。
【符号の説明】
【００２４】
１０・・・アンテナ、２０・・・ミキサ、３０・・・コンデンサ、４０，４０ａ・・・バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、４０ｂ・・・ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、５０・・・移相器、６０・・ログアンプ、７０…判定回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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