(57)【要約】  ＲＦＩＤリーダにおいてキャンセル信号を生成して、ＲＦＩＤリーダの送信セクションと受信セクションとを分離する方法、システム、及び装置であって、ＲＦＩＤリーダはブロードキャスト送信信号からローカル基準信号を生成し、受信信号を遠隔装置から受信し、少なくとも１つの補正係数、例えば振幅補正係数を決定してキャンセル信号を生成する、方法、システム、及び装置。方法、システム、及び装置は、キャンセル信号と受信信号とを結合して、受信信号上の干渉及び雑音を最小にする、又は相殺することをさらに含むことができる。
2010505190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤリーダにおいてキャンセル信号を生成する方法であって、
ブロードキャスト送信信号からローカル基準信号を生成することと、
遠隔装置から受信信号を受信することと、
少なくとも１つの信号補正係数を決定することと、
前記少なくとも１つの信号補正係数を前記ローカル基準信号に適用することにより、前記キャンセル信号を生成することと
を含む、方法。
【請求項２】
補正信号と前記受信信号とを結合し、それにより、前記受信信号上の干渉を最小にすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ブロードキャスト送信信号は、無線周波（ＲＦ）信号及びＲＦ連続波信号のうちの一方である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記受信信号は、変調ＲＦ信号及び変調ＲＦ連続波信号のうちの一方である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの信号補正係数は、振幅補正係数及び位相補正係数のうちの一方である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの信号補正係数は、振幅補正係数及び位相補正係数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの信号補正係数を決定することは、前記受信信号の振幅及び前記受信信号の位相のうちの一方を測定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの信号補正係数を決定することは、デジタル信号プロセッサを使用して誤差最小化処理を実行することにより、振幅補正係数及び位相補正係数のうちの一方を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの信号補正係数を決定することは、直接結合構成要素を使用して振幅補正係数を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの信号補正係数を決定することは、信号遅延線構成要素を使用して位相補正係数を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
無線周波識別（ＲＦＩＤ）信号キャンセラであって、
ローカル基準信号を提供するように構成される信号ピックアップと、
信号補正係数を提供するように構成される少なくとも１つの信号補正器と、
前記少なくとも１つの信号補正係数を前記ローカル基準信号に適用することにより、キャンセル信号の生成を制御するように構成される信号プロセッサと、
受信信号を検出し、前記受信信号の信号パラメータを前記信号プロセッサに提供するように構成される検出器と
を備える、信号キャンセラ。
【請求項１２】
前記検出器及び前記少なくとも１つの信号補正器と通信する信号合算器であって、前記キャンセル信号と前記反射受信信号とを結合して、前記受信信号上の干渉を最小にするように構成される信号合算器をさらに備える、請求項１１に記載の信号キャンセラ。
【請求項１３】
前記信号ピックアップは、指向性カプラ及び信号スプリッタのうちの一方である、請求項１１に記載の信号キャンセラ。
【請求項１４】
前記検出器は受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）検出器である、請求項１１に記載の信号キャンセラ。
【請求項１５】
前記信号合算器は、カプラ装置、結合装置、及び抵抗構成回路のうちの１つである、請求項１１に記載の信号キャンセラ。
【請求項１６】
ＲＦＩＤリーダであって、
ブロードキャスト送信信号を出力するように構成される送信セクションと、
受信信号を受信するように構成される受信セクションと、
信号キャンセラであって、
ブロードキャスト送信信号からローカル基準信号を提供するように構成される信号ピックアップ、
前記ローカル基準信号を調整する信号補正係数を提供するように構成される少なくとも１つの信号補正器、
前記少なくとも１つの信号補正係数を前記ローカル基準信号に適用することにより、キャンセル信号の前記生成を制御するように構成される信号プロセッサ、及び
受信信号を検出し、前記受信信号の信号パラメータを前記信号プロセッサに提供するように構成される検出器
を含む、信号キャンセラと
を備える、ＲＦＩＤリーダ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの信号補正器は、前記ローカル基準信号を調整する振幅補正係数を提供するように構成される減衰器である、請求項１６に記載のＲＦＩＤリーダ。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの信号補正器は、前記ローカル基準信号を調整する位相シフト補正係数を提供するように構成される位相シフタである、請求項１６に記載のＲＦＩＤリーダ。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの信号補正器は、前記ローカル基準信号を調整する振幅補正係数を提供するように構成される減衰器及び前記ローカル基準信号を調整する位相シフト補正係数を提供するように構成される位相シフタである、請求項１６に記載のＲＦＩＤリーダ。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの信号補正係数は、振幅補正係数及び位相補正係数のうちの一方である、請求項１６に記載のＲＦＩＤリーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波識別（「ＲＦＩＤ」）回路及び方法の分野に関し、より詳細には、正確な感知回路及び信号キャンセラを有するＲＦＩＤリーダの方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波識別（「ＲＦＩＤ」）システムは広範囲の用途で使用されており、人物又は物体の追跡、識別、及び認証を行う便利なメカニズムを提供する。ＲＦＩＤシステムは通常、選択された設置場所に配備される１つ以上のリーダ（一般にインテロゲータとも呼ばれる）を含む。リーダは通常、ＲＦＩＤタグ（一般にマーカ又はトランスポンダとも呼ばれる）を付けた、又は関連付けられた物体又は人物についての情報を制御又は受信したい場所に配備される。例えば、リーダは、入出口、在庫制御ポイント、取引ターミナル等をカバーするように配備することができる。各リーダは、ＲＦＩＤタグから情報を受信することが可能であり、各タグは通常、物体又は人物に関連付けられる。タグは、関連付けられる物体に固定されてもよく、若しくは埋め込まれてもよく、又はバッジ、カード、若しくは人物に付与されたトークンの部分であってもよい。タグとリーダとの間で伝達される信号により、リーダはタグについての情報を感知することができる。この情報は、例えば、認証情報又は識別情報を含んでもよく、又はタグが付けられた物体に対して行われるべき一連の処理若しくは動作等の命令を含んでもよい。
【０００３】
各タグは、リーダに無線通信される記憶された情報を含むことができる。タグは通常、読み取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）又は電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）等の不揮発性プログラマブルメモリ等のオンボードメモリ内で情報を運び、情報量の範囲は１ビット〜数キロビットであってよく、又は数キロビットを超えてもよい。１ビットタグは通常、盗難防止タグ等の監視装置として機能する。数ビット〜数十ビットの量の情報は、バッジ又はスマートカードに見出すことができるような識別子として機能することができるのに対して、数キロビットの量の情報は、識別、通信、又は制御に使用できるポータブルデータファイルを含むことができる。リーダは、例えば、情報をタグから抽出し、それを識別に使用してもよく、又は情報を記憶する若しくは担当当事者に伝達してもよい。あるいは、データファイルは、他のどこかに記憶された情報に頼ることなく、又は調整することなく、処理又は動作を開始又は制御することができる命令セットを含んでもよい。
【０００４】
タグは通常、記憶された情報をリーダに無線通信することができる無線通信装置、例えば送信器又はトランスポンダを含む。タグは、独立して、又はリーダから受信される呼び掛け信号等の信号に応答して情報を通信することができる。アクティブ型タグ及びパッシブ型タグの両方が当分野において既知である。アクティブ型タグはオンボード電源を有するのに対して、パッシブ型タグは内部電源なしで動作することができ、その動作電力をリーダが発生させる場から導出する。パッシブ型タグは、アクティブ型タグよりもはるかに軽量且つ安価であり、略無制限の動作寿命を提供することができる。しかし、パッシブ型タグは通常、アクティブ型タグよりも短い読み取り範囲を有し、より高い出力のリーダを必要とする。パッシブ型タグは、データを記憶する性能及び電磁ノイズの多い環境で良好に動作する性能の点でも制限される。
【０００５】
パッシブ型タグは通常、メモリを含み、メモリは、タグが適用される用途に応じて、読み取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）等の不揮発性プログラマブルメモリ、又はランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）であってよい。パッシブ型タグによって使用されるプログラマブルメモリは、タグがパワーダウン状態にあるときであってもデータが失われないように、不揮発性であるべきである。タグがリーダとアクティブに通信していないとき、タグはパワーダウン状態にある。
【０００６】
パッシブ型ＲＦＩＤタグの一般に使用される一実施態様は、リーダから受信される信号及びリーダに送信される信号を処理するアナログ回路又はデジタル回路、並びに例えば電磁結合によって適合性のあるリーダと通信するアンテナを含む。アンテナはコイルとも呼ばれる。電磁結合を通しての通信は通常、リズミカルに変化する場又は搬送波上にデータを重ね合わせること、すなわち、データを使用して搬送波を変調することを含む。搬送波は、適切には、正弦波であることができる。
【０００７】
電磁結合を通して通信するパッシブ型タグ又はトランスポンダからデータを受信するために、リーダは、通常、トランスポンダアンテナに電磁的に結合するリーダアンテナを使用して磁場を発生させる。磁場はトランスポンダアンテナ内に電圧を誘導し、それにより、電力をトランスポンダに供給する。データは、伝送場の１つのパラメータを変更することによってリーダに適宜送信することができる。このパラメータは振幅、周波数、又は位相であってよい。
【０００８】
パッシブ型タグは、伝送場の負荷を変更することによってリーダと通信する。負荷変更は、場の振幅又は位相に適宜影響することができる。場へのこういった変更はリーダアンテナによって感知され、リーダアンテナは、場に応答して変調電流を生成する。この電流は解析、例えば復調されてデータが抽出され、このデータは次に、特定のＲＦＩＤシステムの設計によって要求されるように使用される。
【０００９】
典型的な従来技術のリーダは、電磁（「ＥＭ」）場を発生させて、データをＲＦＩＤトランスポンダ（「タグ」）に送信するとともに、ＲＦＩＤからデータを受信する単一のアンテナを利用することができる。単一のアンテナが使用される場合、そのアンテナは動作周波数に適宜調整されなければならない。単一のアンテナ又はコイルがＲＦ信号の送受信に使用される場合、ＲＦＩＤリーダの送信セクションと受信セクションとの間に大きな干渉が発生する恐れが生じる。別個の送信アンテナ及び受信アンテナが使用される場合であっても、送信アンテナに起因する飽和により、ＲＦＩＤリーダの送信セクションと受信セクションとの間に大きな干渉が発生する恐れが生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、正確な感知回路を有するＲＦＩＤリーダを提供するシステム及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様によれば、本発明は、ＲＦＩＤリーダの送信セクションと受信セクションとを分離するキャンセル信号を生成する方法であって、ブロードキャスト送信信号からローカル基準信号を生成することと、遠隔装置から受信信号を受信することと、少なくとも１つの信号補正係数、例えば振幅補正係数を突き止めることと、少なくとも１つの補正係数をローカル基準信号に適用することによってキャンセル信号を生成することとを含む、方法を提供する。方法は、キャンセル信号と受信信号とを結合して、受信信号上の干渉及び雑音を最小にするか、又は相殺することをさらに含むことができる。
【００１２】
別の態様によれば、本発明は、ローカル基準信号を提供するように構成される信号ピックアップと、信号補正係数を提供するように構成される少なくとも１つの信号補正器と、少なくとも１つの信号補正係数をローカル基準信号に適用することによってキャンセル信号の生成を制御するように構成される信号プロセッサと、受信信号を検出し、受信信号の信号パラメータを信号プロセッサに提供するように構成される検出器とを含む信号キャンセラを提供する。信号キャンセラは、キャンセル信号と受信信号とを結合するように構成される信号合算器をさらに含むことができる。
【００１３】
別の態様によれば、本発明は、ブロードキャスト送信信号を出力するように構成される送信セクションと、受信信号を受信するように構成される受信セクションと、信号キャンセラとを含む、通信システム内のＲＦＩＤリーダであって、信号キャンセラは、ブロードキャスト送信信号からローカル基準信号を提供するように構成される信号ピックアップ、信号補正係数を提供するように構成される少なくとも１つの信号補正器、少なくとも１つの信号補正係数をローカル基準信号に適用することによってキャンセル信号の生成を制御するように構成される信号プロセッサ、受信信号を検出し、受信信号の信号パラメータを信号プロセッサに提供するように構成される検出器を含む、ＲＦＩＤリーダを提供する。
【００１４】
本発明並びに本発明に付随する利点及び特徴のより完全な理解が、同様の参照符号が同様の要素を指す添付図面と併せて考慮される以下の詳細な説明を参照することによってより容易に得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の原理により構築された通信システムのブロック図である。
【図２】本発明の原理により構築された図１の通信システムの各種態様のブロック図である。
【図３】本発明の原理により構築されたＲＦＩＤリーダのブロック図である。
【図４】本発明の原理による信号キャンセラ処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
これより、同様の参照符号が同様の要素を指す図面図を参照して、図１に、本発明の原理により構築され、全体を「１０」として示される例示的な通信システムの図を示す。通信システム１０は、本明細書において説明する実施形態の電子識別システムを提供する。さらに、説明される通信システム１０は、詳細に後述するように、後方散乱通信用に構成される。他の実施形態では、他の通信プロトコルを利用することができる。
【００１７】
図示される通信システム１０は、少なくとも１つの電子無線遠隔通信装置１６及びリーダ１２を含む。無線周波通信を遠隔通信装置１６とリーダ１２との間で行い、例示的な用途として識別システム及び製品監視システムに使用することができる。
【００１８】
装置１６は、本明細書において説明する実施形態では、無線周波識別（「ＲＦＩＤ」）装置を含む。複数の無線遠隔通信装置１６が通常、リーダ１２と通信するが、このような装置１６の１つのみが図１に示される。
【００１９】
複数の通信装置１６を通信システム１０に利用することができるが、通常、複数の装置１６それ自体の間での通信はない。それに代えて、複数の通信装置１６はリーダ１２と通信する。複数の通信装置１６は、リーダ１２の同じ場内、すなわちリーダ１２の通信範囲内で使用することができる。同様に、複数のリーダ１２は装置１６のうちの１つ以上の近傍にあってよい。
【００２０】
遠隔通信装置１６は、一実施形態では、無線媒体を使用してリーダ１２とインタフェースするように構成される。より具体的には、通信装置１６とリーダ１２との通信は、例えば説明する実施形態ではマイクロ波周波数でのＲＦリンク等の電磁リンクを介して行われる。リーダ１２は、順方向リンク無線通信信号１５を出力するように構成される。さらに、リーダ１２は、順方向リンク通信信号１５の出力に応答して、リターンリンク無線通信信号１７、例えばリプライ信号を装置１６から受信するように動作可能である。上記によれば、順方向リンク通信信号及びリターンリンク通信信号は、無線周波信号等の無線信号である。赤外線、音響等の他の形態の電磁通信信号も可能である。
【００２１】
リーダユニット１２は、装置１６に実装されるものと同様に、少なくとも１つのアンテナ１４並びに送受信回路を含む。アンテナ１４は、リーダ１２に接続される送信／受信アンテナを備える。代替の実施形態では、リーダ１２は別個の送信アンテナ及び送信アンテナを有することができる。
【００２２】
動作に際して、リーダ１２は、アンテナ１４を介して順方向リンク通信信号１５、例えば呼び掛けコマンド信号を送信する。通信装置１６は、入力順方向リンク信号１５を受信するように動作可能である。通信装置１６は、信号１５を受信すると、それに応答して、応答リターンリンク通信信号１７、例えば応答リプライ信号を通信するように動作可能である。システム１０の通信についてさらに詳細に後述する。
【００２３】
一実施形態では、応答リターンリンク通信信号１７、例えば応答リプライ信号には、通信装置１６が関連付けられた任意の物体、動物、又は人物を識別するように、送信している特定の装置１６を一意に識別又は分類する情報が符号化される。通信装置１６は、物体又は人物に取り付けられ、取り付けられた物体又は人物に関する情報がそれぞれプログラムされたＲＦＩＤタグであることができる。情報は広範囲の形態をとることができ、情報が満たすニーズに応じて多かれ少なかれ詳細であることができる。例えば、情報は、汎用製品コード等の商品識別情報を含んでもよい。タグは、タグが発行された認証済みの人物の識別情報及びセキュリティクリアランス情報を含んでもよい。タグは、関連する物体又は人物を一意に識別するために、一意のシリアルナンバーを有してもよい。あるいは、タグは、物体又は人物の完全な説明等の物体又は人物に関するより詳細な情報を含んでもよい。さらなる代替の例として、タグは、盗難制御、すなわち物体又は人物を特に識別することなく特定のリーダでの物体又は人物の検出を通しての入室及び退去の簡単な追跡を提供するために、１ビットを記憶してもよい。
【００２４】
より具体的には、遠隔装置１６は、順方向リンク無線通信１５の受信に応答して、リプライリンク通信１７内に識別信号を出力するように構成される。リーダ１２は、リプライリンク通信信号１７、例えばリターン信号内の識別信号を受信して認識するように構成される。識別信号を利用して、送信している特定の通信装置１６を識別することができる。
【００２５】
リーダ１２の例示的な実施形態を、図２を参照して説明する。この実施形態では、無線周波（「ＲＦ」）信号、例えば呼び掛けＲＦ信号を合成する無線信号ソース１０２は、ＲＦ信号を全体的に１２として示されるリーダのトランシーバ１００に出力する。ソース１０２からの呼び掛けＲＦ信号は、９１５ＭＨｚ等の適した周波数を有する。無線信号ソース１０２が通電されると、トランシーバ１００は、（通常、ＲＦ信号に情報信号が変調された後）アンテナ１４を通して呼び掛けＲＦ信号を通信装置１６の適したアンテナ１８（ダイポールアンテナ等）に送信する。通信装置１６は物体（図示せず）がこれに関連付けられ、物体の識別に使用される。
【００２６】
リーダ１２は、通信装置１６からアンテナ１４において受信され、トランシーバ１００に渡される変調信号を処理するように構成される信号処理モジュール１０４をさらに含むことができる。信号処理モジュール１０４は、図３を参照してさらに詳細に説明するように、反射受信信号の干渉及び／又は雑音を最小にするか、又は「消去」するキャンセル信号を生成するように構成されるキャンセラモジュール２００を含むことができる。一実施形態では、信号処理モジュール１０４は、通信装置１６の読み取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）１２２内に１及び０のパターンを識別するパターンを有する信号シーケンスを生成する。例えば、受信され処理されたシーケンスをリーダ１２内で所望のシーケンスと比較して、識別されている物体が、リーダが探しているものか否かを判断することができる。
【００２７】
引き続き図２を参照して、遠隔通信装置１６の一実施形態について説明する。図示される通信装置１６は、後述するような受信器／送信器を有する変調器１２０及びＲＯＭ１２２等のデータソースを含み、データソースは、物体を識別する個々のパターンの２進数の１及び２進数の０のシーケンスを提供する。この実施形態では、ＲＯＭ１２２内の２進数の「１」は、変調器１２０に第１の複数の信号サイクルを生成させ、読み取り専用メモリ１２２内の２進数の「０」は、変調器１２０に、第１の複数の信号と異なる第２の複数の信号サイクルを生成させる。物体を識別する２進数の１及び２進数の０のパターンを表す変調器１２０によって順次生成される複数の信号サイクルは、リーダ１２のアンテナ１４に送信するために、ダイポールアンテナ１８に導入される。別の実施形態では、通信装置１６は、別個の受信アンテナ及び送信アンテナを有することができる。
【００２８】
通信装置１６は、変調器１２０に接続され、動作電力を変調器１２０に供給するオプションの電源（図示せず）をさらに含むことができる。
【００２９】
図３は、図１及び図２のリーダ１２として適宜利用することができる、本発明による例示的なＲＦＩＤリーダ１２のフロントエンドを示す。図３に示されるリーダ１２が、本発明の典型的なＲＦＩＤ呼び掛けシステムに使用される例示的なリーダ１２であり、本明細書に開示される本発明が特定の設計又は種類のＲＦＩＤリーダ１２に制限されないことに留意されたい。リーダ１２は、キャンセラモジュール２００、送信セクション／パスを介して呼び掛け信号、例えばＲＦ無線連続波信号とも呼ばれるブロードキャスト送信信号をアンテナ１４に供給するＲＦソース１０２を含む。送信セクション／パスは、パワー増幅器２１０、信号ピックアップ構成要素２０８、オプションのサーキュレータ２０６、及びバンドパスフィルタ２０４を含むことができる。
【００３０】
リーダ１２のアンテナ１４が、単一のアンテナが通信信号、例えば無線周波信号の送信及び受信の両方に使用されるトランシーバとして、すなわちモノスタティックアンテナとして構成される場合、リーダ１２の送信セクション信号とリーダ１２の受信セクション信号との干渉が非常に高い恐れがある。この実施形態では、アンテナ１４は、電磁無線周波呼び掛け信号を呼び掛けゾーン全域に放射又はブロードキャストして、電磁場を生み出す。アンテナ１４によって生成される電磁場は、１つ以上の遠隔通信装置１６が存在する場合に常に存在することができる。常時呼び掛けが必要ない場合、電磁場を断続的に活性化することができる。アンテナ１４によって確立される呼び掛け信号の電磁場は、呼び掛けられた遠隔通信装置１６からの応答を促す。さらに、アンテナ１４によって発せられるＲＦエネルギーの部分は反射されて、リーダ１２内の受信モジュール又はアンテナ１４のトランシーバモジュール（又は、別個の送信アンテナ及び受信アンテナが配備される場合には、オプションのアンテナ２２８の受信モジュール）に戻る。したがって、アンテナ１４において、遠隔通信装置１６から反射して戻るＲＦエネルギーの累積された大きさが検出される。
【００３１】
別の実施形態では、アンテナ１４及び２２８等の別個のアンテナを送信セクション／パス及び受信セクション／パスにそれぞれ使用することができる。別個のアンテナが、ＲＦ信号の送信に使用される場合であっても、送信アンテナ１４を介してのＲＦ信号ブロードキャストは、アンテナ２２８等の受信セクションのフロントエンドを飽和させて受信セクションの感度を低減させ、それにより、遠隔通信装置１６とのリーダ１２の無線通信の品質が低減する。
【００３２】
オプションのサーキュレータ２０６は当分野において一般的に既知の種類のものであり、送信ＲＦ信号をアンテナ１４に向けるとともに、受信ＲＦ信号をアンテナ１４から向けるのを助ける。より具体的には、サーキュレータ２０６は送信ＲＦ信号と受信ＲＦ信号とを分け、リーダ１２の送信セクション／パスと受信セクション／パスとの間にある程度の分離を提供する。しかし、理想的ではない状況により、送信信号の部分はリーダ１２の受信セクション／パスに漏れる又は流れ込む。アンテナ１４が通信信号を送受信するように動作する一実施形態では、オプションのサーキュレータ２０６は、信号伝搬の方向に基づいて信号を分離するように構成される。オプションのサーキュレータ２０６は信号ピックアップ構成要素２０８と別個に示されるが、単一の構成要素又はモジュールに統合してもよく、単一のキャンセラモジュール２００の部分をなしてもよいことを当業者ならば認識するであろう。
【００３３】
別の実施形態では、オプションのスイッチ２２４を使用して、オプションのアンテナ２２８をリーダ１２に接続することができる。スイッチ２２４は、処理及び誤差修正のために、アンテナ２２８によって受信した信号のキャンセラモジュール２００へのルーティングを提供する。さらに、オプションのバンドパスフィルタ２２６をアンテナ２２８に結合して、アンテナ２２８が受信する信号上のベース外雑音をフィルタリングする、すなわちなくす。
【００３４】
図３に示すように、信号キャンセラモジュール２００は、リーダ１２の送信セクション／パスと受信セクション／パスとの間の分離を向上させるために提供される。キャンセラモジュール２００は、信号ピックアップ２０８を有する。該信号ピックアップ２０８は、オプションのサーキュレータ２０６とパワー増幅器２１０との間に位置決めされるもので、例えばカプラ、スプリッタ、又は他の同様の装置を含む。通信動作中、信号ピックアップ２０８は、ブロードキャスト送信信号をパワー増幅器２１０からオプションのサーキュレータ２０６及び送信アンテナ１４に渡す。信号ピックアップ２０８は、ブロードキャスト送信信号の一部、例えばローカル基準信号を減衰／利得構成要素２１２に渡す。ローカル基準信号は、リーダ１２の受信部分において、ローカル基準信号の１つ以上の信号特性、例えば振幅及び位相が調整された調整ローカル基準信号等のキャンセル信号の部分として使用することができる。
【００３５】
減衰／利得構成要素２１２は、調整ローカル基準信号等のキャンセル信号を生成するように、ローカル基準信号の１つの信号特性、例えば振幅を調整するように構成される。換言すれば、減衰／利得構成要素２１２は、信号キャンセラ２００のキャンセル信号の生成に使用される信号補正係数、例えば振幅補正係数を提供する。この実施形態では、減衰／利得構成要素２１２は、波形を顕著に歪ませることなくローカル基準信号の振幅又はパワーを低減する電子装置である。
【００３６】
さらに、キャンセラモジュール２００は位相シフタ２１４を含み、位相シフタ２１４は、ローカル基準信号の別の信号特性、例えば位相に対して調整を提供して、キャンセル信号と受信信号が合算器２２０において結合されると、送信セクションの反射送信信号の漏れ信号を相殺するキャンセル信号を生成する。換言すれば、位相シフタ２１４は、信号キャンセラ２００のキャンセル信号を生成する際に使用される信号補正係数、例えば位相補正係数も提供する。アンテナ１４における受信信号又は応答信号、例えば変調後方散乱信号は、反射信号としても知られ、受信信号上のベース外雑音をフィルタリングする、すなわちなくすように機能するバンドパスフィルタ（「ＢＰＦ」）２０４を通過することができる。第２のＢＰＦ２２２をサーキュレータ２０６と信号合算器２２０との間に提供することができる。第２のＢＰＦ２２２は、反射受信信号のさらなるフィルタリングを提供する。合算器２２０は、受信信号とキャンセル信号とを結合して、反射送信信号をなくすか、相殺するか、又は最小にし、それによってリーダ１２の送信セクションと受信セクションとを分離することによってリーダ１２の感度を向上させるように機能する。合算器２２０は、一連のＲＦ装置、低損失を有する指向性カプラ、低損失を有する結合器、又は同様のＲＦ装置として実装することができる。さらに、合算器２２０は集積回路又は抵抗構成であることができる。
【００３７】
キャンセラモジュール２００は、合算器２２０と信号プロセッサ２１６、例えばデジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）との間の受信パスに位置決めされる検出回路２１８をさらに含む。検出回路２１８は、ローカル基準信号及び反射受信信号の振幅及び位相を測定し、この情報を処理するために信号プロセッサ２１６に報告するように動作する。一実施形態では、検出回路２２０は、受信無線信号の強度を測定するように構成される受信信号強度指標（「ＲＳＳＩ」）検出器である。そして、信号プロセッサ２１６は、減衰／利得構成要素２１２及び位相シフタ２１４を制御して、遠隔通信装置１６からの後方散乱受信信号を保持しながら、反射受信信号を最小にするか、又は「消去」するように、キャンセル信号、例えば調整ローカル基準信号の利得及び位相を調整する。
【００３８】
一実施形態では、信号プロセッサ２１６は、誤差最小化アルゴリズムを実施して、不要な反射受信信号を最小にするために使用されるキャンセル信号の利得及び位相を調整することができる。最小化アルゴリズムは最小二乗平均（「ＬＭＳ」）プロシージャ又は信号等化プロシージャと同様であることができる。ＬＭＳは、（繰り返しにつき）最小の演算で二乗残余の期待値を最小にすることが分かっているが、収束に多数回の繰り返しを必要とする。このようにして、信号キャンセラは「位相ロックループ」（「ＰＬＬ」）モードで動作して、通信装置１６からの後方散乱受信信号を保持しながら、反射ＲＦ信号を低減又はなくすことができる。
【００３９】
例えば、リーダ１２からの送信中、送信ＲＦ信号は、信号ピックアップ構成要素２０８のポートにおいて３０〜３５ｄＢｍの範囲の信号強度を有することができ、反射ＲＦ信号は約２０ｄＢｍであることができる。反射ＲＦ信号の大きさ、周波数、及び位相が測定され、信号プロセッサ２１６に提供され、信号プロセッサ２１６はこのデータを使用して、通信装置１６から受信する後方散乱受信信号を保持しながら、反射ＲＦ信号をなくすか、又は相殺するキャンセル信号を提供する。
【００４０】
別の実施形態では、減衰／利得構成要素２１２及び位相シフタ２１４の設計により、信号遅延構成要素及びいくつかの直接結合を使用することによって固定することができる。あるいは、製造時に構成される調整可能な設定を実施して、反射受信信号の十分な補正又は最小化を固定アンテナ及び取り外し可能アンテナに提供するが、取り外し可能アンテナに提供される補正又は最小化の程度は、固定アンテナに提供されるものより低い。
【００４１】
一実施形態では、補正されフィルタリングされた後方散乱受信信号は、周波数ミキサ２３０の入力ポートにおいて提供することができる。周波数ミキサ２３０は、ある周波数のＲＦパワーを別の周波数のパワーに変換する。これにより、ＲＦ周波数以外の周波数での受信信号の増幅が可能になる。この図示の実施形態では、後方散乱受信ＲＦ信号及びローカル発振器（「ＬＯ」）信号は正弦波であり、ミキサ２３０の出力は、これら２つの入力信号の周波数の和及び差である。したがって、ミキサ２３０の出力は中間周波数（「ＩＦ」）になる。通常、和周波数又は差周波数は、フィルタを使用して除去される。［入力正弦波形並びに関連する振幅及び位相の少なくとも好ましい実施形態／数値例を提供して下さい。さらに、リーダの受信セクションで受信される波形及び結果として生成されるキャンセラモジュール動作後の信号を示す１つ以上のグラフが役立つであろう］。
【００４２】
一実施形態では、リーダ１２によって送受信される信号及び通信装置１６によって送受信される信号は変調スペクトル拡散信号であり、リーダ１２は、特定の中心周波数（例えば、２．４４ＧＨｚ）の上下に拡散するコマンドを送信する。リーダ１２がコマンドを送信した後、応答を期待する間に、リーダ１２は後方散乱通信用の連続波（「ＣＷ」）モードに切り替わる。連続波モードでは、リーダ１２はいかなる情報も送信しない。それに代えて、リーダ１２は無線周波連続波信号を送信する。説明する実施形態では、連続波信号は無線周波２．４４ＧＨｚ搬送波信号を有する。換言すれば、リーダ１２によって送信される連続波信号は変調されない。通信装置１６は、順方向リンク通信をリーダ１２から受信した後、コマンドを処理する。
【００４３】
通信装置１６が後方散乱モードで動作している場合、通信装置１６は、順方向通信信号１５の受信に応答して、連続波信号を変調し、変調連続波信号を通信リターンリンク通信１７に提供する。通信装置１６は、サブキャリア又は変調信号に従って連続波信号を変調することができる。装置１６による変調は、連続波信号の選択的な反射を含む。特に、装置１６は、リーダ１２からの連続波信号の反射及び非反射を交互に行ってそのリプライを送信する。あるいは、通信装置１６はアクティブモードで通信することができる。
【００４４】
装置１６から通信される変調連続波信号は、キャリア成分及び変調から生じるキャリア成分の周囲の複数の側波帯成分を有する。より具体的には、装置１６から出力される変調連続波信号は、キャリア成分とも呼ばれる第１の周波数（例えば、２．４４ＧＨｚ）を有する無線周波連続波信号及び異なる周波数（例えば、６００ｋＨｚ）を有し、側波帯成分を提供するサブキャリア変調信号を含む。この実施形態では、リーダ１２は、受信アンテナ２２８を使用して反射され変調された信号を受信する。
【００４５】
リーダ１２のキャンセラモジュール２００の実施形態の例示的な動作モードを図４のフローチャートを参照して考察する。ステップＳ４０２において、信号ピックアップ２０８は、ブロードキャスト送信信号の一部を減衰／利得構成要素２１２に渡すことによってローカル基準信号を生成する。受信アンテナ２２８は、遠隔通信装置１６から変調応答信号を受信するように構成可能である（ステップＳ４０４）。受信信号強度又は信号振幅に基づいて、ローカル基準信号の第１の信号補正係数、例えば振幅補正係数が決定される（ステップＳ４０６）。さらに、ステップＳ４０８において、第２の信号補正係数、例えば位相補正係数が、遠隔通信装置１６からの受信信号の位相に対して決定される。ステップＳ４１０において、第１の補正係数及び第２の補正係数はローカル基準信号に適用されて、受信信号と搬送波周波数を共有し、受信信号の振幅におおよそ整合するキャンセル信号が生成される。さらに、位相補正係数は、遠隔通信装置１６からの後方散乱受信信号を保持しながら、リーダ１２の送信セクション／パスに関連する受信信号の反射部分を相殺、最小、又は「消去」するように決定又は計算することができる。したがって、キャンセル信号の振幅及び位相が決定されると、調整キャンセル信号及び変調受信信号が、合算器２２０によって結合されて、後方散乱送信信号の漏れを最小にする（ステップＳ４１２）。
【００４６】
本発明は、正確な感知回路及び信号キャンセラを有するＲＦＩＤリーダのシステム、装置、及び方法を提供する。
【００４７】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実現することができる。本発明の方法及びシステムの実施態様は、１つのコンピュータシステムにおいて中央化された様式で実現されてもよく、又は異なる要素がいくつかの相互接続されたコンピュータシステムに分散する分散した様式で実現されてもよい。任意の種類のコンピュータシステム又は本明細書に説明した方法の実行に適した他の装置であれば、本明細書に説明した機能の実行に適する。
【００４８】
本発明は本明細書において上に特に図示され説明されたものに制限されないことを当業者ならば理解するであろう。さらに、上において別段に述べられる場合を除き、すべての図面が一定の縮尺で描かれているわけではないことに留意されたい。以下の特許請求の範囲によってのみ制限される本発明の範囲及び主旨から逸脱することなく、上記説明に照らして様々な変更及び変形が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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