(57)【要約】  ＲＦＩＤ信号をフィルタリングする方法、システム、及びコンピュータプログラム製品。少なくとも１つの事前動作干渉信号が測定される。振幅データ及び周波数データが、少なくとも１つの測定された事前動作干渉信号から抽出される。少なくとも１つのフィルタ依存パラメータが、少なくとも部分的に、測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から抽出された抽出振幅データ及び抽出周波数データに基づいて計算される。テーブルが、事前動作モード中に生成される。テーブルは、計算された少なくとも１つのフィルタ依存パラメータに基づく少なくとも１セットのフィルタ係数を有する。【選択図】図１
2010505359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤ信号をフィルタリングする方法であって：
少なくとも１つの事前動作干渉信号を測定することと；
前記測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から振幅データ及び周波数データを抽出することと；
少なくとも部分的に、前記測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から抽出された前記振幅データ及び前記周波数データに基づいて、少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算することと；
事前動作モード中に、前記計算された少なくとも１つのフィルタ依存パラメータに基づいて、少なくとも１セットのフィルタ係数を有するテーブルを生成し、記憶することと；
を含む、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの事前動作干渉信号を測定することは、ＲＦＩＤシステムが配備されている場所で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
動作モード中にコマンドをターゲットＲＦＩＤタグに送信することと、
前記動作モード中に少なくとも１つの動作干渉信号を測定することと
をさらに含み、
前記コマンドを送信すること及び前記少なくとも１つの干渉信号を測定することは略同時に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記動作モード中に少なくとも１つの動作干渉信号を測定することは、干渉スペクトルを生成して、少なくとも１セットの干渉パラメータを決定することを含み、該方法は、前記決定された少なくとも１セットの干渉パラメータを使用して、フィルタ係数セットを選択することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記動作モード中、前記ターゲットＲＦＩＤタグから受信する入力信号を測定することと、前記選択されたフィルタ係数セットを使用するフィルタを使用して、前記測定された入力信号をフィルタリングすることとをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算することは、少なくとも部分的に、測定される入力信号の所望の信号データレートに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算することは、フィルタ次数を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算することは、カットオフ周波数を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つのＲＦＩＤターゲットタグから受信されるＲＦＩＤ信号をフィルタリングするシステムであって：
前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグから前記ＲＦＩＤ信号を受信する受信器と；
前記受信器と通信し、前記受信されたＲＦＩＤ信号をフィルタリングするプロセッサであって、記憶装置を含み、
少なくとも１つの事前動作干渉信号を測定すること、
前記測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から振幅データ及び周波数データを抽出すること、
少なくとも部分的に、前記測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から抽出された前記振幅データ及び前記周波数データに基づいて、少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算すること、及び
事前動作モード中に、前記計算された少なくとも１つのフィルタ依存パラメータに基づいて、少なくとも１セットのフィルタ係数を有するテーブルを生成し、前記メモリ装置に記憶すること
を行うように動作可能なプロセッサと；
を備える、システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの事前動作干渉信号を測定することは、ＲＦＩＤシステムが配備されている場所で行われる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサは、動作モード中に、
コマンドをターゲットＲＦＩＤタグに送信すること、及び
少なくとも１つの動作干渉信号を測定すること
を行うようにさらに動作し、
前記コマンドを送信すること及び前記少なくとも１つの干渉信号を測定することは略同時に行われる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記動作モード中に少なくとも１つの動作干渉信号を測定することは、干渉スペクトルを生成して、少なくとも１セットの干渉パラメータを決定することを含み、前記プロセッサはさらに、前記決定された少なくとも１セットの干渉パラメータを使用して、フィルタ係数セットを選択する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記動作モード中に、前記ターゲットＲＦＩＤタグから受信する入力信号を測定すること、前記選択されたフィルタ係数セットを使用するフィルタを使用して、前記測定された入力信号をフィルタリングすることを行うようにさらに動作する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算することは、少なくとも部分的に、測定される入力信号の所望の信号データレートに基づく、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算することは、フィルタ次数を計算することを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算することは、カットオフ周波数を計算することを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
ＲＦＩＤシステムのコンピュータ可読プログラムを有するコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータ可読プログラム製品は、コンピュータで実行されると、前記コンピュータに：
少なくとも１つの事前動作干渉信号を測定することと；
前記測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から振幅データ及び周波数データを抽出することと；
少なくとも部分的に、前記測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から抽出された前記振幅データ及び前記周波数データに基づいて、少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算することと；
事前動作モード中に、前記計算された少なくとも１つのフィルタ依存パラメータに基づいて、少なくとも１セットのフィルタ係数を有するテーブルを生成し、記憶することと；
を含む方法を実行させる、コンピュータプログラム製品。
【請求項１８】
動作モード中にコマンドをターゲットＲＦＩＤタグに送信することと、
前記動作モード中に少なくとも１つの動作干渉信号を測定することと
をさらに含み、
前記コマンドを送信すること及び前記少なくとも１つの動作干渉信号を測定することは略同時に行われる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記動作モード中に少なくとも１つの動作干渉信号を測定することは、干渉スペクトルを生成して、少なくとも１セットの干渉パラメータを決定することを含み、前記方法は、前記決定された少なくとも１セットの干渉パラメータを使用して、フィルタ係数セットを選択することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記動作モード中、前記ターゲットＲＦＩＤタグから受信する入力信号を測定することと、前記選択されたフィルタ係数セットを使用するフィルタを使用して、前記測定された入力信号をフィルタリングすることとをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波識別（「ＲＦＩＤ」）通信の分野に関し、より詳細にはＲＦＩＤ信号フィルタリングに関する。
【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、又は人物に付与されたバッジ、カード、若しくは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互換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】
リーダがタグから受信する大半の信号は、他のタグ及び送信装置からの干渉並びに環境内の他の雑音を受けるため、「雑音の多い」信号である。その結果として、典型的なリーダはフィルタを利用し、干渉及び雑音を除去又はなくすことによって雑音の多い信号を「クリーンアップ」する。このような１つのフィルタリングメカニズムはエコー／雑音フィルタリング方法であり、エコー／雑音フィルタリング方法は、所望又は予想される信号を合算器／ミキサ装置に注入して誤差信号を取得し、最小二乗平均（「ＬＭＳ」）アルゴリズムにフィードバックするフィードバックメカニズムである。エコー／雑音フィルタは、所望の信号がどのように見えるべきであるかを推定し（したがって、実際の配備環境を監視せず）、リアルタイムで動作しないため、不適当である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、リアルタイムフィルタリングを提供し、実際の環境で実測された干渉及び雑音を使用して、ＲＦＩＤリーダ及び／又は電波エンジンモジュール装置によって処理されるデジタル信号のフィルタリングを提供するシステム及び技法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、有利なことに、無線周波識別（「ＲＦＩＤ」）信号をフィルタリングする方法、システム、及びコンピュータプログラム製品を提供する。一態様によれば、本発明は、少なくとも１つの事前動作干渉信号が測定される、ＲＦＩＤ信号をフィルタリングする方法を提供する。振幅データ及び周波数データが、少なくとも１つの測定された事前動作干渉信号から抽出される。少なくとも１つのフィルタ依存パラメータが、少なくとも部分的に、測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から抽出された抽出振幅データ及び抽出周波数データに基づいて計算される。テーブルが、事前動作モード中に生成される。テーブルは、計算された少なくとも１つのフィルタ依存パラメータに基づく少なくとも１セットのフィルタ係数を有する。
【００１２】
別の態様によれば、本発明は、少なくとも１つのＲＦＩＤタグから受信されるＲＦＩＤ信号をフィルタリングするシステムを提供する。受信器は、少なくとも１つのＲＦＩＤタグからＲＦＩＤ信号を受信するように構成される。プロセッサは受信器と通信し、受信ＲＦＩＤ信号をフィルタリングする。プロセッサは記憶装置を含む。プロセッサは、少なくとも１つの事前動作干渉信号を測定し、振幅データ及び周波数データを測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号を抽出し、少なくとも部分的に、測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から抽出された振幅データ及び周波数データに基づいて、少なくとも１つのフィルタ依存パラメータを計算し、計算された少なくとも１つのフィルタ依存パラメータに基づいて、少なくとも１セットのフィルタ係数を有するテーブルを生成し、事前動作モード中にメモリ装置に記憶するように動作する。
【００１３】
さらに別の態様によれば、本発明は、ＲＦＩＤシステムのコンピュータ可読プログラムを有するコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、コンピュータ可読プログラムは、コンピュータで実行されると、少なくとも１つの事前動作干渉信号が測定される、ＲＦＩＤ信号をフィルタリングする方法をコンピュータに実行させる、コンピュータプログラム製品を提供する。振幅データ及び周波数データが、少なくとも１つの測定された事前動作干渉信号から抽出される。少なくとも１つのフィルタ依存パラメータが、少なくとも部分的に、測定された少なくとも１つの事前動作干渉信号から抽出された抽出振幅データ及び抽出周波数データに基づいて計算される。テーブルが、事前動作モード中に生成される。テーブルは、計算された少なくとも１つのフィルタ依存パラメータに基づく少なくとも１セットのフィルタ係数を有する。
【００１４】
本明細書に組み込まれて本明細書の一部をなす添付図面は、本発明の実施形態を示し、説明と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。本明細書に示される実施形態は目下好ましいものであるが、本発明が示される厳密な構成及び手段に制限されないことが理解される。
【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通信システムのコントローラプロセッサモジュール及び電波エンジンモジュールのブロック図である。
【図４】本発明の原理によるＲＦＩＤ信号のデジタル信号プロセッサの適応フィルタのブロック図である。
【図５】本発明の原理により、干渉及び受信ＲＦＩＤ信号に基づいてフィルタパラメータを使用してフィルタリングされたスペクトルｙ（ｆ）のグラフ表現である。
【図６】本発明の原理による受信ＲＦＩＤ信号及び対応する干渉側波帯の入力スペクトルｘ（ｆ）のグラフ表現である。
【図７】本発明の原理による、受信ＲＦＩＤ信号を適応的にフィルタリングするプロセス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「１００」として示される例示的なシステムの図を示す。通信システム１００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１００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できることが想定される。
【００１７】
図示の通信システム１００は、フィルタ１０４を有する少なくとも１つのリーダ１０２及び少なくとも１つの電子無線遠隔通信装置１０６を含む。無線周波（「ＲＦ」）通信はリーダ１０２と遠隔通信装置１０６との間で行うことができ、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される。
【００１８】
本明細書において説明する実施形態では、装置１０６は、無線周波識別（「ＲＦＩＤ」）装置を含む。複数の無線遠隔通信装置１０６が通常、リーダ１０２と通信するが、１つのみのこのような装置１０６が図１に示される。
【００１９】
複数の通信装置１０６を通信システム１００に利用することができるが、通常、複数の通信装置１０６の間での通信はない。それに代えて、複数の通信装置１０６はリーダ１０２と通信する。複数の通信装置１０６は、リーダ１０２の同じ場内、すなわちリーダ１０２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１０２は装置１０６のうちの１つ以上の近傍にあってよい。
【００２０】
遠隔通信装置１０６は、一実施形態では、無線媒体を使用してリーダ１０２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１０６とリーダ１０２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１０２は、順方向リンク無線通信信号１０８を出力するように構成される。さらに、リーダ１０２は、順方向リンク通信信号１０８に応答して、リターンリンク無線通信信号１１０、例えばリプライ信号を装置１０６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１０２は、装置１０６に実装されるものと同様に、少なくとも１つのアンテナ１１２並びに送受信回路を含む。アンテナ１１２は、リーダ１０２に接続される送／受信アンテナを含む。代替の実施形態では、リーダ１０２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１０２は、アンテナ１１２を介して順方向リンク通信信号１０８、例えば呼び掛けコマンド信号を送信する。通信装置１０６は、入力順方向リンク信号１０８を受信するように動作可能である。通信装置１０６は、信号１０８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１１０、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１００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１１０、例えば応答リプライ信号には、通信装置１０６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１０６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１０６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より詳細でも、あまり詳細でなくてもよい。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必要なしでの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】
遠隔装置１０６は、順方向リンク無線通信１０８の受信に応答して、リプライリンク通信１１０内にリプライ信号を出力するように構成される。リーダ１０２は、リプライリンク通信信号１１０を受信し、リプライ信号、例えばリターン信号を認識するように構成される。リプライ信号は、送信中の特定の通信装置１０６の識別に利用することができ、記憶されているデータ、構成データ、又は他のコマンド情報を含むがこれらに制限されない、通信装置１０６に対応する様々な種類の情報を含むことができる。
【００２５】
リーダ１０２の例示的な実施形態について図２を参照して説明する。この実施形態では、リーダ１０２は、ＲＦモジュール又はユニット２００及びコントローラモジュール又はユニット２０２を有する。ＲＦモジュール２００は、無線周波信号、例えば呼び掛けＲＦ信号を合成するための無線信号ソース２０４を含み、無線信号ソース２０４は、ＲＦ信号をリーダ１０２のトランシーバ２０６に出力する。ソース２０４からの呼び掛けＲＦ信号は、９１５ＭＨｚ等の適した周波数を使用する。無線信号ソース２０４が通電されると、トランシーバ２０６は、（通常、ＲＦ信号に情報信号が変調された後）アンテナ１１２を通して呼び掛けＲＦ信号を通信装置１０６のダイポールアンテナ等適したアンテナ１１４に送信する。
【００２６】
変調信号は、アンテナ１１２を介して通信装置１０６から受信され、トランシーバ２０６に渡される。リーダ１０２のコントローラモジュール２０２は、変調信号のデジタル版を受信する。一実施形態では、コントローラモジュール２０２は、通信装置１０６の読み取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）２０８内の１及び０のパターンを識別するパターンを有するシーケンスで信号を生成する。例えば、受信され処理されたシーケンスを、リーダ１０２において所望のシーケンスと比較して、識別中の物体が、リーダ１０２が探し求めているものか否かを判断することができる。
【００２７】
続けて図２を参照して、遠隔通信装置１０６の一実施形態を説明する。図示の通信装置１０６は、後述するような受信器／送信器を有する変調器２１０及び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ＲＯＭ２０８等のデータソースを含む。この実施形態では、ＲＯＭ２０８内の２進数の「１」は、変調器２１０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２０８内の２進数の「０」は変調器２１０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。複数の信号サイクルは、変調器２１０によって順次生成されて、リーダ１０２のアンテナ１１２に送信するダイポールアンテナ１１４に入る、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。別の実施形態では、通信装置１０６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。通信装置１０６は、変調器２１０に接続されて、動作電力を変調器２１０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。
【００２８】
図２のリーダ１０２の例示的な実施形態について図３を参照してさらに詳細に説明する。図３に示すように、リーダ１０２は、ＲＦモジュール又はユニット２００及びコントローラプロセッサモジュール又はユニット２０２を含む。ＲＦモジュール２００は、信号送信アンテナ１１２Ａ、信号受信アンテナ１１２Ｂ、第１のＲＦインタフェース３００、第２のＲＦインタフェース３０２、パワー増幅器３０４、変調器３０６、第１のバンドパスフィルタ３０８、デジタル／アナログ変換器（「ＤＡＣ」）３１０、切替調整器（スイッチングレギュレータ）３１２、消去可能書き込み可能読み取り専用メモリ（「ＥＰＲＯＭ」）３１４、スタティックランダムアクセスメモリ（「ＳＲＡＭ」）３１６、シンセサイザ（合成器）３１８、復調器３２０、第２及び第３のバンドパスフィルタ３２２、アナログ／デジタル変換器（「ＡＤＣ」）３２４、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）３２６、適合フィルタ１０４、オプションの論理素子（「ＬＤ」）３２８、及び通信ポート３３０を含む。シンセサイザ３１８は、基準信号を変調器３０６及び復調器３２０に送信し、基準信号は、受信通信信号の合成、フィルタリング及び／又は送信通信信号との調整に使用することができる。フィルタ１０４は、受信通信信号を処理する際に干渉信号の除去を提供し、これについては図４を参照してさらに詳細に説明する。
【００２９】
変調器３０６は、基準信号をシンセサイザ３１８から受信するとともに、ＤＳＰ３２６から問い合わせデータを受信する。いかなる変調にも先だって、ＤＡＣ３１０は、論理素子３２８を介してＤＳＰ３２６からの問い合わせデータをデジタル信号からアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号をバンドパスフィルタ３０８に提供し、バンドパスフィルタ３０８は、変換されたアナログ信号の周波数帯を所定の周波数に制限することができる。変調器３０６は、問い合わせデータに従って基準信号を変調し、この変調信号をパワー増幅器３０４に出力する。オプションの論理素子３２８は、ＲＦモジュール２００のコマンド信号波形整形機能を実行して、ＤＳＰ３２６が追加の処理帯域幅をＲＦモジュール２００の他の機能の実行のために解放することができる。
【００３０】
パワー増幅器３０４は、変調器３０６から受信される変調信号を増幅し、この増幅された信号を第１のＲＦインタフェース３００に出力する。続けて、信号送信アンテナ１１２Ａはこの信号を空気中に電波信号として放射する。切替調整器３１２は、ＲＦモジュール２００への入力パワーの管理を提供する。
【００３１】
信号受信アンテナ１１２Ｂは電波信号を受信し、第２のＲＦインタフェース３０２を介して受信した電波信号を復調器３２０に渡す。復調器３２０は、受信した電波信号から情報を抽出し、抽出された情報信号及び受信した電波信号を第２及び第３のバンドパスフィルタ３２２に渡し、第２及び第３のバンドパスフィルタ３２２は、抽出された情報信号及び受信した電波信号の周波数帯を所定の周波数帯に制限することができる。復調器３２０は、Ｉ／Ｑ受信器として機能して、同相ローカル発振器信号に対して受信信号を検出する製品の結果である「Ｉ」出力及び９０度の位相シフトを有するローカル発振器信号に対して受信信号を検出する製品の結果である「Ｑ」出力である２つの復調出力を提供することができる。第２及び第３のバンドパスフィルタ３２２は制限された電波信号をアナログ／デジタル変換器３２４に渡し、アナログ／デジタル変換器３２４はフィルタリングされた電波信号をＤＳＰ３２６による処理のためにデジタル信号に変換することができる。
【００３２】
図３の参照を続けて、コントローラプロセッサモジュール２０２は、無線または有線通信リンク３３４を介してＲＦモジュール２００の通信ポート３３０とインタフェースする通信ポート３３２を含む。コントローラプロセッサモジュール２０２は、ＳＲＡＭ３３６、フラッシュメモリ３３８、コントローラプロセッサ３４０、ユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）３４２、メモリ拡張モジュール３４４、及び通信ブロック３４６をさらに含む。
【００３３】
コントローラプロセッサ３４０は、任意の様々な市販の中央演算処理装置であってよく、通信ポート３３２を介してのＲＦモジュール２００との通信を含めて、コントローラプロセッサモジュール２０２の通信及び信号処理を提供する。コントローラプロセッサ３４０は、通信データ等の典型的な記憶のために、並びにコントローラプロセッサモジュール２０２のオペレーティングシステム（「ＯＳ」）、例えばＬｉｎｕｘ／ＣＥへのリソースの提供のために、ＳＲＡＭ３３６及びフラッシュメモリ３３８を利用する。当然ながら、本発明はこのような記憶装置に制限されず、ディスクドライブ等の他の形態の不揮発性メモリを使用することも可能である。メモリ拡張モジュール３４４は、アプリケーションプロセッサとして機能するようなコントローラプロセッサモジュール２０２の拡張を提供する。通信ブロック３４６は、ネットワーク、例えばイーサネットリンク又は無線リンクへの通信リンクにアクセスするインタフェースを提供する。
【００３４】
図４は、本発明により構築されたＲＦＩＤリーダ１０２の例示的な適応フィルタモジュール１０４を示す。図４に示すフィルタモジュール１０４は、本発明のＲＦＩＤ呼び掛けシステムに使用される例示的なフィルタモジュール１０４であり、本明細書に開示される本発明は特定の設計又は種類のフィルタモジュール１０４に制限されないことに留意されたい。フィルタモジュール１０４はＤＳＰ３２６の部分としてファームウェアにて実施されてもよく、又は本明細書において説明する機能を実行する別個のプロセッサベースのモジュールであってもよいことが意図される。フィルタモジュール１０４は、信号をタグ及びＲＦＩＤ環境から受信するために、第１のチャネル４０２、例えばチャネルＩ及び第２のチャネル４０４、例えばチャネルＱを含む。オプションのセレクタ４０６が、いずれのチャネル４０２、４０４が大きなエネルギーレベルを有するかを判断し、そのチャネルの信号を信号ｒ（ｎ）としてスイッチ４０８に渡す。
【００３５】
本発明の処理動作及び出力動作は、開始時間が時間ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、及びｔ５として定義される５つの時間に分けられる。但し、０＜ｔ０＜ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５である。ｔ０〜ｔ２の時間は、本明細書では「事前動作」（「プレオペ」）期間と呼ばれ、ｔ２〜ｔ５の時間は、本明細書では「動作」期間と呼ばれる。より詳細に後述するが、以下は、特定の時間内で行われる動作の一般的なガイダンスである。一般に、０〜ｔ０の時間は、プレオペ処理に向けてより大きな干渉レベル（「ｉ」）を有するチャネルを選択するために使用される。ｔ０〜ｔ１の時間は、通常動作前の期間として定義され、干渉「ｉ」が取得され、フィルタバンクが構築される時間である。上述したように、この動作期間はｔ１において開始される。
【００３６】
ｔ１〜ｔ２の時間は、干渉振幅を取得し、通常動作中により大きな干渉振幅を有するチャネルを取得するために使用される。ｔ２〜ｔ３では、コマンドがターゲット（タグ）に送信される。この期間は、干渉（「ｉ」）値を取得するためにも使用される。ｔ３〜ｔ４の時間は、タグが応答を送信するようにセットアップされるサイレント期間である。ｔ４〜ｔ５の時間は、（１）現在の干渉の振幅及び周波数に基づいて適切なフィルタパラメータを選択し、ターゲットタグから応答を取得してフィルタリングするために使用される。
【００３７】
一実施形態では、ｒ（ｎ）はスイッチ４０８に渡される。なお、スイッチ４０８は、特定の時間中にフィルタ１０４の他の要素にｒ（ｎ）を切り替えるために使用される論理的なスイッチである。本明細書では、スイッチ４０８の部分として示されないフィルタ１０４要素に特定の信号を切り替えることが述べられる。これら他のスイッチは、説明を容易にするためにスイッチ４０８の部分として図４に示されていないことに留意し、スイッチ４０８の切替え及び論理ファブリック(構造)が、図４を参照して示され且つ／又は説明されるすべての又は少数のスイッチをサポート可能なことが理解される。
【００３８】
図４を参照すると、時間ｔ＞ｔ２では、動作期間中に、ｒ（ｎ）が切り替えられ、ｘ（ｎ）＝ｉ（ｎ）＋ｓ（ｎ）である信号ｘ（ｎ）として信号フィルタブロック４１０に提供される。但し、ｉ（ｎ）は信号ｘ（ｎ）の干渉成分でありｓ（ｎ）は信号成分である。信号ｘ（ｎ）は信号フィルタブロック４１０によってフィルタリングされて、出力信号ｙ（ｎ）が生成される。但し、ｙ（ｎ）はｘ（ｎ）とフィルタｈ（ｎ）との畳み込みである。
【００３９】
時間ｔ＞ｔ０のとき、スイッチ４０８は選択された信号ｒ（ｎ）をスペクトル生成器４１２に送信する。スペクトル生成器は、ｒ（ｎ）を処理してｒ（ｎ）のスペクトル成分を決定する。これは、例えば高速フーリエ変換（「ＦＦＴ」）を使用して達成することができる。スペクトルは、振幅Ａ、すなわち干渉信号ｉ（ｎ）の基本振幅Ａｉ及び周波数ｆ、すなわち干渉信号ｉ（ｎ）の基本周波数成分ｆｉの形態でフィルタ生成器４１４に渡される。フィルタ生成器４１４は、こういった入力を、事前動作初期化要素４１６によって提供される入力と共に使用して、特定の帯域幅「ＢＷ」においてフィルタ次数「Ｏ」を生成する。詳細に後述するように、これは、時間ｔ０＜ｔ＜ｔ１のときに行われる。
【００４０】
事前動作初期化要素４１６は、詳細に後述するフィルタバンク係数を構築するための追加のパラメータを提供する。例えば、事前動作初期化要素４１６は、サブキャリア周波数ｆｓｃ、例えばミラーサブキャリア及び未処理データレートｆｄをフィルタ生成器４１４に提供する。フィルタバンク生成器４１８は、フィルタ次数Ｏ及び帯域幅ＢＷを使用して、フィルタ係数バンクを生成する。次数Ｏ及び帯域幅ＢＷの場合にフィルタ係数バンクを生成する方法は既知であり、本明細書において説明しない。フィルタ係数バンクは、時間ｔ２＜ｔ＜ｔ３のときにフィルタ係数テーブルに記憶される。フィルタ係数テーブルはＣ（Ａｉ，ｆｉ）として定義される。
【００４１】
ｔ２＜ｔ＜ｔ３の動作期間中、スイッチ４０８は、選択された信号ｒ（ｎ）をスペクトル生成器４１２に送信する。スペクトル生成器４１２はｒ（ｎ）を処理して、ｒ（ｎ）のスペクトル成分、すなわちＡｉ及びｆｉを突き止める。これらスペクトル成分は、４１６からのｆｉ、ｆｓｃ、及びｆｄと一緒にフィルタ係数テーブル４２０への入力として使用され、適切なフィルタ係数が選択される。さらに、時間ｔがｔ２＜ｔ＜ｔ３のようなとき、スイッチ４０８はｉ（ｎ）を信号フィルタ４１０に渡して、適切な時間にフィルタリングする。干渉取得及びスペクトル生成の期間と同じ期間中、タグへの次のコマンドが送信される。換言すれば、干渉取得及びスペクトル生成は、タグコマンドの送信と略同時である。
【００４２】
Ｏ及びＢＷの両方のグラフ表現を図５に示す。図５は、スイッチ４０８の出力側において干渉信号ｉ（ｎ）及び選択された受信信号ｘ（ｎ）に基づくフィルタパラメータを有するフィルタリングされたスペクトルＹ（ｆ）を示す。図５に示すように、ＢＷはｆｓｃを中心とし、干渉成分（ｉ）が±３ｆｄで発生する。
【００４３】
図６は、「ｆｓｄ」に等しいデータレートを有し、バイフェーズ空間（ｂｉｐｈａｓｅ  ｓｐａｃｅ）（「ＦＭ０」）符号化を使用する受信信号の例示的な入力スペクトルを示し、干渉は３ｆｓｄにおいて発生する。理解しやすくするために、基本周波数のみが図６に示される。基本サブキャリア周波数ｆｓｃが識別されると、ｈ（ｎ）のフィルタ値の選択は、ｆｓｃ及び特定の干渉信号ｉ（ｎ）に基づいて行われる。フィルタ４１０はＯ及びＢＷの係数を使用して、入力信号ｘ（ｎ）からの側波帯周波数干渉を最小にするか、又はなくす。
【００４４】
図７は、本発明の態様によるＲＦＩＤ信号をフィルタリングするプロセスの例示的なフローチャートを示す。ステップＳ７０２において、リーダ１０２は、時間ｔ＝０において、事前動作モードになり、リーダ１０２の配備環境内の干渉信号を取得する（ステップＳ７０４）。フィルタ１０４は、セレクタ４０６を介して、チャネルＩ４０２及びチャネルＱ４０４からより大きな干渉値を有するチャネルを決定し選択する（ステップＳ７０６）。干渉信号成分ｉ（ｎ）の取得は、時間ｔ≧ｔ０において開始される（ステップＳ７０８）。干渉信号が取得されると、スペクトル生成器４１２は、ステップＳ７１０において、干渉信号ｉ（ｎ）の振幅（Ａｉ）及び基本周波数（ｆｉ）を抽出する。抽出された振幅及び基本周波数は処理されて、Ｏ及びＢＷ等のフィルタ依存パラメータを計算する（ステップＳ７１２）。ステップＳ７１４において、Ｏ及びＢＷに基づくフィルタ係数バンクが計算され、テーブル４２０に記憶され、それにより、本発明の方法の事前動作部分を完成する。
【００４５】
ステップＳ７１６において、リーダ１０２は時間ｔ≧ｔ１において動作モードになり、チャネルＩ４０２及びＱ４０４のうちの一方が、いずれのチャネルがより大きな振幅を有するかに基づいてセレクタＳ４０６によって選択される。干渉信号「ｉ」が時間ｔ≧ｔ２において取得される（ステップＳ７１８）。干渉スペクトル（干渉信号ｉ（ｎ）の振幅（Ａｉ）及び基本周波数（ｆｉ））が、ステップＳ７２０において生成される。振幅（Ａｉ）及び基本周波数（ｆｉ）が使用されて、テーブル４２０に記憶されたフィルタ係数（ｈ）が選択され、干渉取得がｔ＝ｔ３において停止する（ステップＳ７２２）。
【００４６】
ｔ≧ｔ４において、ターゲット応答が受信される。記憶されている係数に基づくフィルタ（ｈ）が適用され（ステップＳ７２４）、出力ｙ（ｎ）が生成される。ステップＳ７２６において、略干渉のないターゲット応答がリーダ１０２によって処理され、ターゲットタグによって送信されたデータが復元される。
【００４７】
本明細書において説明される機能ユニットの多くが、実施独立性を特に強調するためにモジュール又は要素として記され且つ／又は説明されたことに留意する。例えば、モジュールは、カスタム回路又はゲートアレイ、論理チップ等の既製の半導体、トランジスタ、又は他の離散構成要素、ハードウェア回路として実施することができる。モジュールは、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジック素子等のプログラマブルハードウェア装置において実施することもできる。
【００４８】
モジュールは、様々な種類のプロセッサによって実行されるソフトウェアにおいて実施することもできる。実行可能コードの識別されたモジュールは、例えばオブジェクト、プロシージャ、又は関数として編成することができる、例えばコンピュータ命令の１つ以上の物理的又は論理的なブロックを含むことができる。それにも関わらず、識別されたモジュールの実行可能コードは、物理的に一緒に配置される必要はなく、論理的に一緒にまとめられると、モジュールを構成し、モジュールの述べられた目的を実現する異なるロケーションに記憶される分散した命令を含んでもよい。
【００４９】
実行可能コードのモジュールは、単一の命令であってもよく、又は多くの命令であってもよく、さらにはいくつかの異なるコードセグメント、異なるプログラム、及びいくつかのメモリ装置に分散してもよい。同様に、動作データが識別され、本明細書ではモジュール内に示すことができるが、任意の適した形態で任意の適した種類のデータ構造内に編成されてもよい。動作データは、単一のデータセットとして集められてもよく、又は異なる記憶装置を含む異なるロケーションに分散してもよく、少なくとも部分的に、単にシステム又はネットワーク上の電子信号として存在してもよい。
【００５０】
本発明は、有利なことに、ＲＦＩＤターゲットタグから受信される信号をリアルタイムでフィルタリングし、実測された実際の環境の干渉及び雑音を使用して、ＲＦＩＤリーダ装置によるデジタル信号処理にフィルタリングを提供する方法及びシステムを提供する。さらに、本発明は、ＲＦＩＤシステムが配備された環境の変化に基づいてデジタル信号処理を再較正する改良された方法を提供する。
【００５１】
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。任意の種類の計算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が、本明細書に説明した機能の実行に適する。
【００５２】
ハードウェアとソフトウェアとの典型的な組み合わせは、１つ以上の処理要素及び記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを有する専用又は汎用コンピュータシステムであることができ、コンピュータプログラムは、ロードされて実行されると、本明細書において説明した方法を実行するようにコンピュータシステムを制御する。本発明は、本明細書において説明した方法の実施を可能にし、計算システムにロードされると、これら方法を実行可能なすべての特徴を含むコンピュータプログラム製品で具現することもできる。記憶媒体は、任意の揮発性記憶装置又は不揮発性記憶装置を指す。
【００５３】
本文脈の中でのコンピュータプログラム又はアプリケーションは、情報処理機能を有するシステムに特定の機能を直接、又は以下：ａ）別の言語、コード、又は表記法への変換、ｂ）異なる材料形態での再現のうちの一方又は両方の後に実行させることを目的とする命令セットの任意の言語、コード、又は表記法での任意の表現を意味する。さらに、別記されない限り、添付図面のすべてが一定の縮尺で描かれていないことに留意されたい。重大なことに、本発明は、本発明の主旨又は本質的な属性から逸脱することなく、他の特定の形態で具現することも可能であり、したがって、本発明の範囲を示すものとしての参照は、上記明細書ではなく以下の特許請求の範囲に対して行われるべきである。
【００５４】
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しよう。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主旨及び本質的な属性から逸脱することなく、上記教示に照らして様々な変更及び変形が可能であり、したがって、本発明の範囲を示すものとしての参照は、上記明細書ではなく以下の特許請求の範囲に対して行われるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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