(57)【要約】【課題】  可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理手段を備えた無線受信装置を提供する。【解決手段】  複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれを周波数領域の信号に変換する周波数解析部５０と、その周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号に基づいてそれら受信信号に与えるウェイトの制御を行うアダプティブ処理部２８とを、含むことから、前記周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号をアダプティブ処理における参照信号として用いることで、トレーニング信号が不要とされる。すなわち、サブキャリアホッピングを行う無線タグ１４との間の情報の通信等において可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理部２８を備えた受信部２２を提供することができる。【選択図】  図５
2005311891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子と、それら複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの制御を行うアダプティブ処理手段とを、備えた無線受信装置であって、
前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを周波数領域の信号に変換する周波数解析手段を含み、前記アダプティブ処理手段は、該周波数解析手段により変換された周波数領域の信号に基づいて前記ウェイトの制御を行うものであることを特徴とする無線受信装置。
【請求項２】
前記周波数解析手段は、前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれをフーリエ変換により周波数領域の信号に変換するものである請求項１の無線受信装置。
【請求項３】
前記アダプティブ処理手段は、
前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出手段と、
該特性抽出手段により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出手段と、
該ウェイト算出手段により算出されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算手段と、
該ウェイト乗算手段によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成手段と、
該信号合成手段により合成された合成信号を時間領域の信号に変換する逆周波数解析手段と
を、含むものである請求項１又は２の無線受信装置。
【請求項４】
前記アダプティブ処理手段は、
前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出手段と、
該特性抽出手段により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出手段と、
該ウェイト算出手段により算出されたウェイトを時間領域の信号に変換する逆周波数解析手段と、
該逆周波数解析手段により時間領域の信号に変換されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算手段と、
該ウェイト乗算手段によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成手段と
を、含むものである請求項１又は２の無線受信装置。
【請求項５】
前記アダプティブ処理手段は、
前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出手段と、
該特性抽出手段により抽出された特性を表す信号を時間領域の信号に変換する逆周波数解析手段と、
該逆周波数解析手段により時間領域の信号に変換された特性を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出手段と、
該ウェイト算出手段により算出されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算手段と、
該ウェイト乗算手段によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成手段と
を、含むものである請求項１又は２の無線受信装置。
【請求項６】
前記特性抽出手段は、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号からキャリア及びサイドバンド信号を前記特性を表す信号として抽出するものであり、前記ウェイト算出手段は、前記特性抽出手段により抽出されたキャリア及びサイドバンド信号の相関に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものである請求項３から５の何れかの無線受信装置。
【請求項７】
前記ウェイト算出手段は、前記特性抽出手段により抽出されるキャリアとサイドバンド信号との比が所定の値に可及的に近付くように前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものである請求項６の無線受信装置。
【請求項８】
前記特性抽出手段は、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号から上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差が等しい１対のサイドバンド信号を抽出するものである請求項６又は７の無線受信装置。
【請求項９】
前記特性抽出手段は、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号から上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差がそれぞれ等しい複数対のサイドバンド信号を抽出するものであり、前記ウェイト算出手段は、前記特性抽出手段により抽出された複数対のサイドバンド信号に対してそれぞれ異なるウェイトベクトルを算出するものである請求項６から８の何れかの無線受信装置。
【請求項１０】
前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを記憶する記憶装置を含み、前記ウェイト算出手段は、該記憶装置により記憶された受信信号を適宜読み出してウェイトを算出するものである請求項６から９の何れかの無線受信装置。
【請求項１１】
前記ウェイト算出手段は、前記信号合成手段により合成される合成信号が所定の値に収束した場合には、それ以降所定時間だけウェイトの算出を停止するものである請求項３から１０の無線受信装置。
【請求項１２】
所定の送信信号を送信する送信部と、
該送信部から送信される送信信号の主搬送波と同じ周波数のキャンセル信号を発生させるキャンセル信号発生手段と、
該キャンセル信号発生手段により発生させられるキャンセル信号の位相及び振幅を制御するキャンセル信号制御手段と、
該キャンセル信号制御手段により位相及び振幅が制御されたキャンセル信号を前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに掛け合わせるキャンセル信号合成手段と
を、含み、
前記キャンセル信号制御手段は、前記キャンセル信号合成手段によりキャンセル信号が掛け合わされた受信信号における主搬送波信号電力が可及的に小さくなるようにキャンセル信号の位相及び振幅を制御するものである請求項１から１１の何れかの無線受信装置。
【請求項１３】
前記無線受信装置は、無線タグに向けて所定の送信信号を送信すると共に、該送信信号に応じて無線タグから返信される返信信号を前記複数のアンテナ素子により受信することで該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置に組み込まれるものである請求項１から１２の何れかの無線受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの制御を行うアダプティブ処理手段を備えた無線受信装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの制御を行うアダプティブ処理技術が様々な通信分野で用いられている。例えば、ＰＨＳ等の移動体通信システムでは、複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの制御を行うアダプティブ処理手段を備えた無線受信装置において、受信感度を向上させるための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された無線装置がそれである。この技術では、アダプティブ処理手段から出力される信号が所定の参照信号に可及的に近づくようにウェイトが収束させられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２４８５７号公報
【０００４】
しかし、前記従来の技術では、アダプティブ処理において参照信号と比較するためにトレーニング信号を用いることから、送信すべきデータ以外に余分なデータを送る必要があることに加え、ウェイトが収束するまでに時間がかかるという弊害があった。すなわち、可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理手段を備えた無線受信装置の開発が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理手段を備えた無線受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】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、複数のアンテナ素子と、それら複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの制御を行うアダプティブ処理手段とを、備えた無線受信装置であって、前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを周波数領域の信号に変換する周波数解析手段を含み、前記アダプティブ処理手段は、その周波数解析手段により変換された周波数領域の信号に基づいて前記ウェイトの制御を行うものである。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを周波数領域の信号に変換する周波数解析手段を含み、前記アダプティブ処理手段は、その周波数解析手段により変換された周波数領域の信号に基づいて前記ウェイトの制御を行うものであるため、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号をアダプティブ処理における参照信号として用いることで、トレーニング信号が不要とされる。すなわち、余分な通信を極力省いて可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理手段を備えた無線受信装置を提供することができる。
【０００８】
ここで、好適には、前記周波数解析手段は、前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれをフーリエ変換により周波数領域の信号に変換するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを周波数領域の信号に変換することができる。
【０００９】
また、好適には、前記アダプティブ処理手段は、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出手段と、その特性抽出手段により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出手段と、そのウェイト算出手段により算出されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算手段と、そのウェイト乗算手段によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成手段と、その信号合成手段により合成された合成信号を時間領域の信号に変換する逆周波数解析手段とを、含むものである。このようにすれば、アダプティブ処理を周波数領域の信号に基づいて行い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、その時間領域の信号への変換に要する処理が少なくて済む。
【００１０】
また、前記アダプティブ処理手段は、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出手段と、その特性抽出手段により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出手段と、そのウェイト算出手段により算出されたウェイトを時間領域の信号に変換する逆周波数解析手段と、その逆周波数解析手段により時間領域の信号に変換されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算手段と、そのウェイト乗算手段によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成手段とを、含むものである。このようにすれば、各受信信号の特性抽出処理及びウェイト算出処理を周波数領域の信号に基づいて行い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、ウェイト算出処理のために周波数領域に変換する信号として時間領域の信号を離散化（サンプリング）したものを利用することができる。
【００１１】
また、好適には、前記アダプティブ処理手段は、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出手段と、その特性抽出手段により抽出された特性を表す信号を時間領域の信号に変換する逆周波数解析手段と、その逆周波数解析手段により時間領域の信号に変換された特性を表す信号に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出手段と、そのウェイト算出手段により算出されたウェイトを前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算手段と、そのウェイト乗算手段によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成手段とを、含むものである。このようにすれば、各受信信号の特性抽出処理を周波数領域の信号に基づいて行い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、特性抽出処理のために周波数領域に変換する信号として時間領域の信号を離散化（サンプリング）したものを利用することができる。
【００１２】
また、好適には、前記特性抽出手段は、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号からキャリア及びサイドバンド信号を前記特性を表す信号として抽出するものであり、前記ウェイト算出手段は、前記特性抽出手段により抽出されたキャリア及びサイドバンド信号の相関に基づいて前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものである。このようにすれば、特性抽出処理のために周波数領域に変換された信号を用いることで、受信信号、雑音、及びキャリアを好適に分離でき、その受信信号の成分のみを強めることができる。
【００１３】
また、好適には、前記ウェイト算出手段は、前記特性抽出手段により抽出されるキャリアとサイドバンド信号との比が所定の値に可及的に近付くように前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものである。このようにすれば、ウェイト算出処理にキャリアとサイドバンド信号との比を用いることで、トレーニング信号が不要とされる。
【００１４】
また、好適には、前記特性抽出手段は、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号から上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差が等しい１対のサイドバンド信号を抽出するものである。このようにすれば、ＤＳＢ（Double side band）におけるサイドバンド信号成分の振幅は、上側波帯と下側波帯との両方にキャリアを軸とした線対称形の受信信号で存在することから、斯かる特性を利用してサイドバンド信号を選択することができる。
【００１５】
また、好適には、前記特性抽出手段は、前記周波数解析手段により変換された周波数領域の信号から上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差がそれぞれ等しい複数対のサイドバンド信号を抽出するものであり、前記ウェイト算出手段は、前記特性抽出手段により抽出された複数対のサイドバンド信号に対してそれぞれ異なるウェイトベクトルを算出するものである。このようにすれば、複数対のサイドバンド信号に対して個別のウェイトベクトルを算出することができ、それぞれの信号を強めることができる。
【００１６】
また、好適には、前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれを記憶する記憶装置を含み、前記ウェイト算出手段は、その記憶装置により記憶された受信信号を適宜読み出してウェイトを算出するものである。このようにすれば、ウェイト算出処理を適宜行うことで、回路の構成を簡単なものとすることができる。
【００１７】
また、好適には、前記ウェイト算出手段は、前記信号合成手段により合成される合成信号が所定の値に収束した場合には、それ以降所定時間だけウェイトの算出を停止するものである。このようにすれば、不要なウェイト算出処理を行わずに済み、消費電力を少なくすることができる。また、ウェイト算出処理における計算量が減るため、受信動作に要する時間を短縮することができる。
【００１８】
また、好適には、所定の送信信号を送信する送信部と、その送信部から送信される送信信号の主搬送波と同じ周波数のキャンセル信号を発生させるキャンセル信号発生手段と、そのキャンセル信号発生手段により発生させられるキャンセル信号の位相及び振幅を制御するキャンセル信号制御手段と、そのキャンセル信号制御手段により位相及び振幅が制御されたキャンセル信号を前記複数のアンテナ素子により受信された受信信号それぞれに掛け合わせるキャンセル信号合成手段とを、含み、前記キャンセル信号制御手段は、前記キャンセル信号合成手段によりキャンセル信号が掛け合わされた受信信号における主搬送波信号電力が可及的に小さくなるようにキャンセル信号の位相及び振幅を制御するものである。このようにすれば、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去することができる。
【００１９】
また、好適には、前記無線受信装置は、無線タグに向けて所定の送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて無線タグから返信される返信信号を前記複数のアンテナ素子により受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置に組み込まれるものである。このようにすれば、可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理手段を備えた無線タグ通信装置を提供することができる。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の無線受信装置が好適に適用される通信システム１０の構成を説明する図である。この通信システム１０は、本発明の一実施例である無線受信装置が組み込まれた無線タグ通信装置１２と、複数（図１では３体）の無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ（以下、特に区別しない場合には単に無線タグ１４と称する）とから構成される所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムであり、上記無線タグ通信装置１２はそのＲＦＩＤシステムの質問器として、上記無線タグ１４は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置１２から質問波Ｆｃ（送信信号）が送信されると、その質問波Ｆｃを受信した上記無線タグ１４ａにおいて所定の情報信号（データ）により１次変調された副搬送波（サブキャリア）ｆｓ１により上記質問波Ｆｃが２次変調されて応答波Ｆｒ１（返信信号）が生成され、前記無線タグ通信装置１２に返信される。また、他の無線タグ１４ｂ、１４ｃについても同様に応答波Ｆｒ２、Ｆｒ３（以下、特に区別しない場合には単に応答波Ｆｒと称する）が生成されて前記無線タグ通信装置１２に返信される。
【００２２】
図２は、上記通信システム１０で使用される質問波Ｆｃと応答波Ｆｒとの関係を示す図である。上記無線タグ１４における副搬送波ｆｓは、上側波帯と下側波帯とで質問波Ｆｃの主搬送波（キャリア）との周波数差が等しい１対のサイドバンド（側波帯）信号を形成するものであり、好適には、各無線タグ１４毎に異なる態様で周波数ホッピングされる。すなわち、上記無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃにそれぞれおいて、Ｆｃ±ｆｓ１、Ｆｃ±ｆｓ２、Ｆｃ±ｆｓ３のサイドバンド信号が発生させられるが、例えば、タイミングＴ１では周波数の低い方からＦｃ±ｆｓ１、Ｆｃ±ｆｓ２、Ｆｃ±ｆｓ３の順番だったものが、タイミングＴ２、Ｔ３、Ｔ４と時間が変化するに従ってランダムに順番が入れ替わる。すなわち、上記無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃからの応答波Ｆｒ１、Ｆｒ２、Ｆｒ３は、擬似ランダム記号に基づいて周波数ホッピングしており、互いに連続して衝突する確率が非常に小さいため、それらの応答波Ｆｒ１、Ｆｒ２、Ｆｒ３に含まれる変調に関する信号をそれぞれ独立して取り出すことができる。なお、図２では上側波帯のみ記しているが、Ｆｃ軸に対称を成す形で存在する下側波帯にも同様な関係がある。
【００２３】
図３は、前記無線タグ通信装置１２の電気的構成を説明する図である。この図３に示すように、前記無線タグ通信装置１２は、前記質問波Ｆｃを発生させて送信するための送信部１６と、その送信部１６により発生させられた質問波Ｆｃを前記無線タグ１４に向けて送信するための送信アンテナ１８と、その質問波Ｆｃに応じて無線タグ１４から返信される応答波Ｆｒを受信するための複数の受信アンテナ素子すなわち第１受信アンテナ２０ａ、第２受信アンテナ２０ｂ、及び第３受信アンテナ２０ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信アンテナ２０と称する）と、それら受信アンテナ２０により受信された受信信号を処理する受信部２２と、前記無線タグ通信装置１２の動作を制御する制御部２４とを備えて構成されている。上記受信部２２は、上記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを制御するＡＡＡ（Adaptive Array Antenna）処理を行うアダプティブ処理部２８と、そのアダプティブ処理部２８によりアダプティブ処理された受信信号を復調する復調部３０とを、含んでいる。
【００２４】
上記制御部２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を含んで構成され、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、上記送信部１６を介して前記無線タグ１４への質問波Ｆｃの送信信号処理動作を制御すると共に、上記受信部２２のアダプティブ処理部２８及び復調部３０を介して前記無線タグ１４からの応答波Ｆｒの受信信号処理動作を制御する。
【００２５】
図４は、前記無線タグ１４に含まれる無線タグ回路３２を説明するブロック線図である。この図４に示すように、前記無線タグ１４は、前記無線タグ通信装置１２からの質問波Ｆｃを受信すると共に、その無線タグ通信装置１２に向けて応答波Ｆｒを送信するためのアンテナ３４と、ディジタル信号処理を行うためのディジタル回路部３６と、上記アンテナ３４により受信される質問波Ｆｃの一部を整流してエネルギ源としてそのディジタル回路部３６に供給する整流部３８と、上記アンテナ３４に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部４０とを、備えて構成されている。上記ディジタル回路部３６は、上記無線タグ回路３２の作動を制御する制御部４２と、副搬送波（サブキャリア）を発生させる副搬送波発生部４４と、その副搬送波発生部４４により発生させられた副搬送波を上記制御部４２を介して入力される情報信号に基づいて位相変調（ＰＳＫ）等で変調（１次変調）する副搬送波変調部４６とを、機能的に備えている。このディジタル回路部３６では、上記副搬送波変調部４６により変調された副搬送波が上記変復調器４０に入力され、その変復調器４０に入力された副搬送波により前記無線タグ通信装置１２から受信された質問波Ｆｃが変調（２次変調）されて、上記アンテナ３４から応答波Ｆｒとして前記無線タグ通信装置１２に向けて送信される。
【００２６】
図５は、前記無線タグ通信装置１２に備えられたアダプティブ処理部２８の電気的構成を詳しく説明する図である。このアダプティブ処理部２８は、本発明の無線受信装置の一実施例であり、前記第１受信アンテナ２０ａ、第２受信アンテナ２０ｂ、第３受信アンテナ２０ｃにより受信された受信信号をそれぞれディジタル信号に変換する第１受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ａ、第２受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｂ、第３受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信信号Ａ／Ｄ変換部４８と称する）と、それら受信信号Ａ／Ｄ変換部４８によりディジタル信号に変換された時間領域の信号（スロープ、ピーク位置、波形等の信号レベルの時間的変化により情報を伝える信号）である受信信号をそれぞれ周波数領域の信号（各周波数成分のレベルの変化により情報を伝える信号）に変換する第１周波数解析部５０ａ、第２周波数解析部５０ｂ、第３周波数解析部５０ｃ（以下、特に区別しない場合には単に周波数解析部５０と称する）と、それら周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号に基づいて複数の通信チャンネルを設定する通信チャンネル設定部５１と、それら周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する第１特性抽出部５２ａａ、第２特性抽出部５２ａｂ、第３特性抽出部５２ａｃ、第４特性抽出部５２ｂａ、第５特性抽出部５２ｂｂ、第６特性抽出部５２ｂｃ、第７特性抽出部５２ｃａ、第８特性抽出部５２ｃｂ、第９特性抽出部５２ｃｃ（以下、特に区別しない場合には単に特性抽出部５２と称する）と、それら特性抽出手段５２により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出する第１ウェイト算出部５４ａ、第２ウェイト算出部５４ｂ、第３ウェイト算出部５４ｃ（以下、特に区別しない場合には単にウェイト算出部５４と称する）と、それらウェイト算出部５４により算出されたウェイトを前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに乗算する第１ウェイト乗算部５６ａａ、第２ウェイト乗算部５６ａｂ、第３ウェイト乗算部５６ａｃ、第４ウェイト乗算部５６ｂａ、第５ウェイト乗算部５６ｂｂ、第６ウェイト乗算部５６ｂｃ、第７ウェイト乗算部５６ｃａ、第８ウェイト乗算部５６ｃｂ、第９ウェイト乗算部５６ｃｃ（以下、特に区別しない場合には単にウェイト乗算部５６と称する）と、それらウェイト乗算部５６によりウェイトが乗算された受信信号を合成する第１信号合成部５８ａ、第２信号合成部５８ｂ、第３信号合成部５８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に信号合成部５８と称する）と、それら信号合成部５８により合成された合成信号をそれぞれ時間領域の信号に変換する第１逆周波数解析部６０ａ、第２逆周波数解析部６０ｂ、第３逆周波数解析部６０ｃ（以下、特に区別しない場合には単に逆周波数解析部６０と称する）とを、備えて構成されている。
【００２７】
図６は、前記受信部２２による受信信号処理動作を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。以下、このフローチャートに従って前記受信部２２による受信信号処理を説明する。なお、ここでは、前記３つの無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間で情報の通信を行う３多重バックスキャッタ通信について説明する。
【００２８】
先ず、前記受信信号Ａ／Ｄ変換部４８の動作に対応するステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１において、前記第１受信アンテナ２０ａ、第２受信アンテナ２０ｂ、第３受信アンテナ２０ｃにより受信された受信信号がそれぞれディジタル信号に変換される。次に、前記周波数解析部５０の動作に対応するＳＡ２において、ＳＡ１にてディジタル信号に変換された受信信号がそれぞれフーリエ変換され、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。変換後の周波数間隔が所定のチャンネル間隔となるように、例えば、全帯域8,388,608［Hz］を4,096,［Hz］毎に分けるＦＦＴ（高速フーリエ解析）が行われる。この周波数解析部５０による処理は、入力される入力信号をｘｋ、ＦＦＴ後の出力信号をＸｋとして次の（１）式のように表される。この（１）式におけるＮはＦＦＴに用いられる受信アンテナ２０毎の点数を示しており、例えば、2048点程度である。上記第１周波数解析部５０ａ、第２周波数解析部５０ｂ、第３周波数解析部５０ｃにて周波数領域の信号に変換された受信信号は、上記通信チャンネル設定部５１に入力される。また、上記第１周波数解析部５０ａにより周波数領域の信号に変換された前記第１受信アンテナ２０ａからの受信信号は、上記第１特性抽出部５２ａａ、第２特性抽出部５２ａｂ、第３特性抽出部５２ａｃに入力されると共に、第１ウェイト乗算部５６ａａ、第４ウェイト乗算部５６ｂａ、第７ウェイト乗算部５６ｃａに入力される。また、上記第２周波数解析部５０ｂにより周波数領域の信号に変換された前記第２受信アンテナ２０ｂからの受信信号は、上記第４特性抽出部５２ｂａ、第５特性抽出部５２ｂｂ、第６特性抽出部５２ｂｃに入力されると共に、第２ウェイト乗算部５６ａｂ、第５ウェイト乗算部５６ｂｂ、第８ウェイト乗算部５６ｃｂに入力される。また、上記第３周波数解析部５０ｃにより周波数領域の信号に変換された前記第３受信アンテナ２０ｃからの受信信号は、上記第７特性抽出部５２ｃａ、第８特性抽出部５２ｃｂ、第９特性抽出部５２ｃｃに入力されると共に、第３ウェイト乗算部５６ａｃ、第６ウェイト乗算部５６ｂｃ、第９ウェイト乗算部５６ｃｃに入力される。
【００２９】
【数１】
2005311891.tif 000003
【００３０】
次に、前記通信チャンネル設定部５１の動作に対応するＳＡ３において、ＳＡ２にて周波数領域の信号に変換された受信信号に基づいて複数の通信チャンネルが設定される。ここで、前記無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃからの返信信号に対応する受信信号それぞれに１対の上側波帯及び下側波帯が存在するため、１つのチャンネルに対して６つの値を得ることができる。好適には、それら６つの値のうち信号強度の閾値を所定の点数以上超えるものが使用チャンネルとして選択され、それら使用チャンネルのうち使用時間が長いものから３つのチャンネルが通信チャンネルとして設定される。この３つの通信チャンネルは、前記３つの無線タグ１４からの返信信号にそれぞれ対応している。例えば、前記無線タグ１４における副搬送波ｆｓの周波数が65,536〜92,512［Hz］である場合には、前記周波数解析部５０の出力のうちｎ＝497〜466（上側波帯）及びｎ＝529〜560に対応する値が通信チャンネルの帯域に入る。前記通信チャンネル設定部５１により通信チャンネルが設定された後、第１チャンネルに対応する値が前記第１特性抽出部５２ａａ、第４特性抽出部５２ｂａ、第７特性抽出部５２ｃａに、第２チャンネルに対応する値が前記第２特性抽出部５２ａｂ、第５特性抽出部５２ｂｂ、第８特性抽出部５２ｃｂに、第３チャンネルに対応する値が前記第３特性抽出部５２ａｃ、第６特性抽出部５２ｂｃ、第９特性抽出部５２ｃｃに、それぞれ入力される。
【００３１】
次に、前記特性抽出部５２の動作に対応するＳＡ４において、ＳＡ２にて変換された周波数領域の信号に基づいて、ＳＡ３にて設定された複数の通信チャンネル毎に受信信号それぞれの特性を表す信号が抽出される。好適には、各通信チャンネル毎に上側波帯と下側波帯とで質問波Ｆｃのキャリア成分との周波数差が等しい１対のサイドバンド信号が抽出された後、サブキャリア−キャリア比ｆｓｃ（ｋ，ｎｃｈ）が算出される。前述した（１）式から明らかなように、前記周波数解析部５０にて周波数領域の信号に変換されることで受信信号に時間ｎと周波数ｍとによってｅ−ｊ２πｎｍ／Ｎだけ位相差が生じるため、各通信チャンネル毎に補正を行う必要がある。また、受信信号においては上側波帯と下側波帯とで位相が反転しているため、下側波帯の信号にｅｊπが乗算される。すなわち、時間ｍにおける入力信号ｋ、チャンネルｎｃｈの信号ｆｃｈ（ｋ，ｎｃｈ）は、次の（２）式のように表される。この（２）式におけるｎｐはキャリアの配列番号を示している。また、キャリアｆｃａｒ（ｋ）は、次の（３）式のように表される。そして、サブキャリア−キャリア比ｆｓｃ（ｋ，ｎｃｈ）は、チャンネルｎｃｈの信号ｆｃｈ（ｋ，ｎｃｈ）及びキャリアｆｃａｒ（ｋ）を用いて、次の（４）式のように表される。前記受信部２２では、前記第１特性抽出部５２ａａ、第４特性抽出部５２ｂａ、第７特性抽出部５２ｃａにおいて第１チャンネルに対応するサブキャリア−キャリア比ｆｓｃ（ｋ，１ｃｈ）が算出されて前記第１ウェイト算出部５４ａに入力される。また、前記第２特性抽出部５２ａｂ、第５特性抽出部５２ｂｂ、第８特性抽出部５２ｃｂにおいて第２チャンネルに対応するサブキャリア−キャリア比ｆｓｃ（ｋ，２ｃｈ）が算出されて前記第２ウェイト算出部５４ｂに入力される。また、前記第３特性抽出部５２ａｃ、第６特性抽出部５２ｂｃ、第９特性抽出部５２ｃｃにおいて第３チャンネルに対応するサブキャリア−キャリア比ｆｓｃ（ｋ，３ｃｈ）が算出されて前記第３ウェイト算出部５４ｃに入力される。
【００３２】
【数２】
2005311891.tif 000004
【００３３】
【数３】
2005311891.tif 000005
【００３４】
【数４】
2005311891.tif 000006
【００３５】
次に、前記ウェイト算出部５４の動作に対応するＳＡ５において、ＳＡ４にて算出されたサブキャリア−キャリア比ｆｓｃ（ｋ，ｎｃｈ）に基づいて各通信チャンネル毎のウェイトベクトルが算出される。好適には、前記特性抽出部５２にて算出されるサブキャリア−キャリア比ｆｓｃ（ｋ，ｎｃｈ）が所定の値に可及的に近付くように各通信チャンネル毎の受信信号に与えられるウェイトベクトルを算出する。時間ｍ−１において求められたウェイトをｗｋ０（ｎｃｈ）とすると、合成信号出力ｙ（ｎｃｈ）は、前述したサブキャリア−キャリア比ｆｓｃ（ｋ，ｎｃｈ）を用いて、次の（５）式のように表される。この（５）式における＊は複素共役を示している。この合成信号出力ｙ（ｎｃｈ）が参照信号ｒ０（ｎｃｈ）に等しくなるようにウェイトベクトルが決定される。すなわち、次の（６）式で表される合成信号出力ｙ（ｎｃｈ）と参照信号ｒ０（ｎｃｈ）との誤差信号ｅｒ（ｎｃｈ）が零に収束するようにウェイトｗｋ０＊（ｎｃｈ）が算出される。例えば、時間ｍ−１におけるウェイトｗｋ０（ｎｃｈ）から次の（７）〜（１０）式に従って時間ｍにおけるウェイトｗｋ１（ｎｃｈ）が算出され、斯かる計算が繰り返し行われることで、合成信号出力ｙ（ｎｃｈ）を参照信号ｒ０（ｎｃｈ）に可及的に近づけるウェイトベクトルが算出される。なお、（１０）式におけるＲｘｘｉはアレイ信号の相関を示す相関行列の逆行列であり、αは＜α≦１の重み付け定数である。前記受信部２２では、前記第１ウェイト算出部５４ａにおいて第１チャンネルに対応するウェイトベクトルが算出されて前記第１ウェイト乗算部５６ａａ、第２ウェイト乗算部５６ａｂ、第３ウェイト乗算部５６ａｃに入力される。また、前記第２ウェイト算出部５４ｂにおいて第２チャンネルに対応するウェイトベクトルが算出されて前記第４ウェイト乗算部ｂａ、第５ウェイト乗算部ｂｂ、第６ウェイト乗算部ｂｃに入力される。また、前記第３ウェイト算出部５４ｃにおいて第３チャンネルに対応するウェイトベクトルが算出されて前記第７ウェイト乗算部ｃａ、第８ウェイト乗算部ｃｂ、第９ウェイト乗算部ｃｃに入力される。
【００３６】
【数５】
2005311891.tif 000007
【００３７】
【数６】
2005311891.tif 000008
【００３８】
【数７】
2005311891.tif 000009
【００３９】
【数８】
2005311891.tif 000010
【００４０】
【数９】
2005311891.tif 000011
【００４１】
【数１０】
2005311891.tif 000012
【００４２】
次に、前記ウェイト乗算部５６の動作に対応するＳＡ６において、ＳＡ５にて算出された各通信チャンネル毎のウェイトベクトルがＳＡ２にて周波数領域の信号に変換された前記第１受信アンテナ２０ａ、第２受信アンテナ２０ｂ、第３受信アンテナ２０ｃから供給される受信信号にそれぞれ乗算される。前記ウェイト算出部５４により算出されるウェイトは、（２）式にて位相差の補正が行われているため、周波数に合わせて位相差を加える必要がある。すなわち、時間ｍにおいて通信チャンネルｎｃｈの信号を強めた信号Ｘ’ｎｃｈ（ｎ）は、次の（１１）式で表される。前記受信部２２では、前記第１ウェイト乗算部５６ａａ、第２ウェイト乗算部５６ａｂ、第３ウェイト乗算部５６ａｃにより第１チャンネルに対応するウェイトベクトルが前記第１周波数変換部５０ａ、第２周波数変換部５０ｂ、第３周波数変換部５０ｃから供給される受信信号にそれぞれ乗算されて前記第１信号合成部５８ａに入力される。また、前記第４ウェイト乗算部ｂａ、第５ウェイト乗算部ｂｂ、第６ウェイト乗算部ｂｃにより第２チャンネルに対応するウェイトベクトルが前記第１周波数変換部５０ａ、第２周波数変換部５０ｂ、第３周波数変換部５０ｃから供給される受信信号にそれぞれ乗算されて前記第２信号合成部５８ｂに入力される。また、前記第７ウェイト乗算部ｃａ、第８ウェイト乗算部ｃｂ、第９ウェイト乗算部ｃｃにより第３チャンネルに対応するウェイトベクトルが前記第１周波数変換部５０ａ、第２周波数変換部５０ｂ、第３周波数変換部５０ｃから供給される受信信号にそれぞれ乗算されて前記第３信号合成部５８ｃに入力される。
【００４３】
【数１１】
2005311891.tif 000013
【００４４】
次に、前記信号合成部５８の動作に対応するＳＡ７において、ＳＡ６にてウェイトベクトルが乗算された前記第１受信アンテナ２０ａ、第２受信アンテナ２０ｂ、第３受信アンテナ２０ｃから供給される受信信号が各通信チャンネル毎に合成される。前記受信部２２では、第１チャンネルに対応するウェイトベクトルが乗算された受信信号が前記第１信号合成部５８ａにより合成されて前記第１逆周波数解析部６０ａに入力される。また、第２チャンネルに対応するウェイトベクトルが乗算された受信信号が前記第２信号合成部５８ｂにより合成されて前記第２逆周波数解析部６０ｂに入力される。また、第３チャンネルに対応するウェイトベクトルが乗算された受信信号が前記第３信号合成部５８ｃにより合成されて前記第３逆周波数解析部６０ｃに入力される。
【００４５】
次に、前記逆信号解析部６０の動作に対応するＳＡ８において、ＳＡ７にて合成された受信信号が各通信チャンネル毎に逆フーリエ変換され、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された後、本ルーチンが終了させられる。以上の受信信号処理により、前記無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃそれぞれにおいて周波数ホッピングさせられる副搬送波に対応した情報の通信が行われ、それら無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃからの情報信号を好適に読み出すことができる。
【００４６】
このように、本実施例によれば、前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号をそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数解析部５０（ＳＡ２）を含み、前記アダプティブ処理部２８は、その周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号に基づいて前記ウェイトの制御を行うものであるため、前記周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号をアダプティブ処理における参照信号として用いることで、トレーニング信号が不要とされる。すなわち、余分な送信データを必要とせず可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理部２８を備えた無線受信装置である受信部２２を提供することができる。
【００４７】
また、前記周波数解析部５０は、前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれをフーリエ変換により周波数領域の信号に変換するものであるため、実用的な態様でそれら複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれを周波数領域の信号に変換することができる。
【００４８】
また、前記アダプティブ処理部２８は、前記周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出部５２（ＳＡ４）と、その特性抽出部５２により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出部５４（ＳＡ５）と、そのウェイト算出部５４により算出されたウェイトを前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部５６（ＳＡ６）と、そのウェイト乗算部５６によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成部５８（ＳＡ７）と、その信号合成部５８により合成された合成信号を時間領域の信号に変換する逆周波数解析部６０（ＳＡ８）とを、含むものであるため、アダプティブ処理を周波数領域の信号に基づいて行い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、その時間領域の信号への変換に要する処理が少なくて済む。
【００４９】
また、前記特性抽出部５２は、前記周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号からキャリア及びサイドバンド信号を前記特性を表す信号として抽出するものであり、前記ウェイト算出部５４は、前記特性抽出部５２により抽出されたキャリア及びサイドバンド信号の相関に基づいて前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものであるため、特性抽出処理のために周波数領域に変換された信号を用いることで、受信信号、雑音、及びキャリアを好適に分割でき、その受信信号の成分のみを強めることができる。
【００５０】
また、前記ウェイト算出部５４は、前記特性抽出部５２により抽出されるキャリアとサイドバンド信号との比が所定の値に可及的に近付くように前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するものであるため、ウェイト算出処理にキャリアとサイドバンド信号との比を用いることで、トレーニング信号が不要とされる。
【００５１】
また、前記特性抽出部５２は、前記周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号から上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差が等しい１対のサイドバンド信号を抽出するものであるため、ＤＳＢ（Double side band）におけるサイドバンド信号成分の振幅は、上側波帯と下側波帯との両方にキャリアを軸とした線対称の形で受信信号がのることから、斯かる特性を利用してサイドバンド信号を選択することができる。
【００５２】
また、前記特性抽出部５２は、前記周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号から上側波帯と下側波帯とでキャリアとの周波数差がそれぞれ等しい複数対のサイドバンド信号を抽出するものであり、前記ウェイト算出部５４は、前記特性抽出部５２により抽出された複数対のサイドバンド信号に対してそれぞれ異なるウェイトベクトルを算出するものであるため、複数対のサイドバンド信号に対して個別のウェイトベクトルを算出することができ、それぞれの信号を強めることができる。
【００５３】
また、前記受信部２２は、前記無線タグ１４に向けて所定の送信信号を前記送信アンテナ１８により送信すると共に、その送信信号に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号を前記複数の受信アンテナ２０により受信することでその無線タグ１４との間で情報の通信を行う無線タグ通信装置１２に組み込まれるものであるため、可及的速やかにウェイトを収束させるアダプティブ処理部２８を備えた無線タグ通信装置１２を提供することができる。
【実施例２】
【００５４】
続いて、本発明の他の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図面に関して、前述の第１実施例と共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図７は、前記無線タグ通信装置１２に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第２実施例であるアダプティブ処理部６２の電気的構成を詳しく説明する図である。このアダプティブ処理部６２において、前記第１受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ａ、第２受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｂ、第３受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｃによりディジタル信号に変換された受信信号は、前記周波数解析部５０及びウェイト乗算部５６に入力される。また、上記アダプティブ処理部６２は、前記ウェイト算出部５４により算出された各通信チャンネル毎のウェイトベクトルを表す信号をそれぞれ時間領域の信号に変換する中間逆周波数解析部６４を備えている。上記アダプティブ処理部６２において、前記第１ウェイト算出部５４ａにより算出された第１チャンネルに対応するウェイトベクトルを表す信号は、第１中間逆周波数解析部６４ａａ、第２中間逆周波数解析部６４ａｂ、第３中間逆周波数解析部６４ａｃにより時間領域の信号に変換されて第１ウェイト乗算部５６ａａ、第２ウェイト乗算部５６ａｂ、第３ウェイト乗算部５６ａｃにそれぞれ入力され、前記第１受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ａ、第２受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｂ、第３受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｃから供給される受信信号とそれぞれ掛け合わされる。また、前記第２ウェイト算出部５４ｂにより算出された第２チャンネルに対応するウェイトベクトルを表す信号は、第４中間逆周波数解析部６４ｂａ、第５中間逆周波数解析部６４ｂｂ、第６中間逆周波数解析部６４ｂｃにより時間領域の信号に変換されて第４ウェイト乗算部５６ｂａ、第５ウェイト乗算部５６ｂｂ、第６ウェイト乗算部５６ｂｃにそれぞれ入力され、前記第１受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ａ、第２受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｂ、第３受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｃから供給される受信信号とそれぞれ掛け合わされる。また、前記第３ウェイト算出部５４ｃにより算出された第３チャンネルに対応するウェイトベクトルを表す信号は、第７中間逆周波数解析部６４ｃａ、第８中間逆周波数解析部６４ｃｂ、第９中間逆周波数解析部６４ｃｃにより時間領域の信号に変換されて第７ウェイト乗算部５６ｃａ、第８ウェイト乗算部５６ｃｂ、第９ウェイト乗算部５６ｃｃにそれぞれ入力され、前記第１受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ａ、第２受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｂ、第３受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｃから供給される受信信号とそれぞれ掛け合わされる。
【００５６】
このように、本第２実施例によれば、前記アダプティブ処理部６２は、前記周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出部５２と、その特性抽出部５２により抽出された特性を表す信号に基づいて前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出部５４と、そのウェイト算出部５４により算出されたウェイトを表す信号を時間領域の信号に変換する中間逆周波数解析部６４と、その中間逆周波数解析部６４により時間領域の信号に変換されたウェイトを表す信号を前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部５６と、そのウェイト乗算部５６によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成部５８とを、含むものであるため、各受信信号の特性抽出処理及びウェイト算出処理を周波数領域の信号に基づいて行い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、ウェイト算出処理のために周波数領域に変換する信号として時間領域の信号を離散化（サンプリング）したものを利用することができる。
【実施例３】
【００５７】
図８は、前記無線タグ通信装置１２に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第３実施例であるアダプティブ処理部６６の電気的構成を詳しく説明する図である。このアダプティブ処理部６６において、前記第１受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ａ、第２受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｂ、第３受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｃによりディジタル信号に変換された受信信号は、前記周波数解析部５０及びウェイト乗算部５６に入力される。また、上記アダプティブ処理部６６において、前記第１特性抽出部５２ａａにより抽出された特性を表す信号は、第１逆周波数解析部６８ａａにより時間領域の信号に変換されて前記第１ウェイト算出部５４ａに入力される。また、前記第２特性抽出部５２ａｂにより抽出された特性を表す信号は、第２逆周波数解析部６８ａｂにより時間領域の信号に変換されて前記第１ウェイト算出部５４ａに入力される。また、前記第３特性抽出部５２ａｃにより抽出された特性を表す信号は、第３逆周波数解析部６８ａｃにより時間領域の信号に変換されて前記第１ウェイト算出部５４ａに入力される。また、前記第４特性抽出部５２ｂａにより抽出された特性を表す信号は、第４逆周波数解析部６８ｂａにより時間領域の信号に変換されて前記第２ウェイト算出部５４ｂに入力される。また、前記第５特性抽出部５２ｂｂにより抽出された特性を表す信号は、第５逆周波数解析部６８ｂｂにより時間領域の信号に変換されて前記第２ウェイト算出部５４ｂに入力される。また、前記第６特性抽出部５２ｂｃにより抽出された特性を表す信号は、第６逆周波数解析部６８ｂｃにより時間領域の信号に変換されて前記第２ウェイト算出部５４ｂに入力される。また、前記第７特性抽出部５２ｃａにより抽出された特性を表す信号は、第７逆周波数解析部６８ｃａにより時間領域の信号に変換されて前記第３ウェイト算出部５４ｃに入力される。また、前記第８特性抽出部５２ｃｂにより抽出された特性を表す信号は、第８逆周波数解析部６８ｃｂにより時間領域の信号に変換されて前記第３ウェイト算出部５４ｃに入力される。また、前記第９特性抽出部５２ｃｃにより抽出された特性を表す信号は、第９逆周波数解析部６８ｃｃにより時間領域の信号に変換されて前記第３ウェイト算出部５４ｃに入力される。
【００５８】
このように、本第３実施例によれば、前記アダプティブ処理手段６６は、前記周波数解析部５０により変換された周波数領域の信号に基づいて前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれの特性を表す信号を抽出する特性抽出部５２と、その特性抽出部５２により抽出された特性を表す信号を時間領域の信号に変換する逆周波数解析部６８と、その逆周波数解析部６８により時間領域の信号に変換された特性を表す信号に基づいて前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを算出するウェイト算出部５４と、そのウェイト算出部５４により算出されたウェイトを前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに乗算するウェイト乗算部５６と、そのウェイト乗算部５６によりウェイトが乗算された受信信号を合成する信号合成部５８とを、含むものであるため、各受信信号の特性抽出処理を周波数領域の信号に基づいて行い、その後の処理を時間領域の信号で行うことで、特性抽出処理のために周波数領域に変換する信号として時間領域の信号を離散化（サンプリング）したものを利用することができる。
【実施例４】
【００５９】
図１３は、前記無線タグ通信装置１２の他の電気的構成を説明する図であり、図９は、その無線タグ通信装置１２に好適に組み込まれる前記送信部１６及び本発明の無線受信装置の第４実施例である受信部７０の電気的構成を詳しく説明する図である。この図１３に示すように、本第４実施例の受信部７０は、前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を除去するためのキャンセル処理部２６を備えている。また、図９に示すように、前記送信部１６は、所定の周波数の主搬送波を発生させる主搬送波発生部７２と、その主搬送波発生部７２により発生させられた主搬送波と所定の情報信号とを合成して質問波Ｆｃを生成する質問波生成部７４とを、備えており、その質問波生成部７４により生成された質問波Ｆｃは、前記送信アンテナ１８から前記無線タグ１４に向けて送信されるようになっている。また、上記受信部７０は、前記主搬送波発生部７２から送信される主搬送波と同じ周波数のキャンセル信号を発生させるキャンセル信号発生部７６と、そのキャンセル信号発生部７６により発生させられるキャンセル信号の位相及び振幅を制御するキャンセル信号制御部７８と、そのキャンセル信号制御部７８により位相及び振幅が制御されたキャンセル信号を前記第１受信アンテナ２０ａ、第２受信アンテナ２０ｂ、第３受信アンテナ２０ｃにより受信された受信信号それぞれに足し合わせる第１キャンセル信号合成部８０ａ、第２キャンセル信号合成部８０ｂ、第３キャンセル信号合成部８０ｃと、所定の周波数の局所信号を発生させる局所信号発生部８２と、その局所信号発生部８２により発生させられた局所信号を掛け合わせることで上記第１キャンセル信号合成部８０ａ、第２キャンセル信号合成部８０ｂ、第３キャンセル信号合成部８０ｃによりキャンセル処理された受信信号それぞれをダウンコンバートする第１ダウンコンバータ８４ａ、第２ダウンコンバータ８４ｂ、第３ダウンコンバータ８４ｃとを、備えて構成されている。これら第１ダウンコンバータ８４ａ、第２ダウンコンバータ８４ｂ、第３ダウンコンバータ８４ｃによりダウンコンバートされた受信信号は、前記第１受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ａ、第２受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｂ、第３受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｃに入力されてそれぞれディジタル信号に変換された後、前述したアダプティブ処理が行われる。この受信部７０において、上記キャンセル信号発生部７６、キャンセル信号制御部７８、及びキャンセル信号合成部８０が前記キャンセル処理部２６に対応する。
【００６０】
前記キャンセル信号制御部７８は、好適には、前記キャンセル信号合成部８０によりキャンセル信号が足し合わされた受信信号における主搬送波信号電力が可及的に小さくなるようにキャンセル信号の位相及び振幅を制御するものである。通常、前記複数の受信アンテナ２０により受信される受信信号には送信側からの回り込み信号が混入する。この回り込み信号は、前記送信アンテナ１８から送信される質問波Ｆｃに起因するものであり、その質問波Ｆｃの主搬送波成分と同じ周波数であり且つ逆位相のキャンセル信号を足し合わせることにより除去することができる。上記キャンセル信号発生部７６は、上記主搬送波発生部７２により発生させられた主搬送波の位相及び振幅を制御することでキャンセル信号を発生させるものであるため、前記質問波Ｆｃの主搬送波成分と同じ周波数のキャンセル信号を簡単に出力させることができる。
【００６１】
このように、本第４実施例によれば、所定の送信信号を送信する送信部１６と、その送信部１６から送信される送信信号の主搬送波と同じ周波数のキャンセル信号を発生させるキャンセル信号発生部７６と、そのキャンセル信号発生部７６により発生させられるキャンセル信号の位相及び振幅を制御するキャンセル信号制御部７８と、そのキャンセル信号制御部７８により位相及び振幅が制御されたキャンセル信号を前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれに足し合わせるキャンセル信号合成部８０とを、含み、前記キャンセル信号制御部７８は、前記キャンセル信号合成部８０によりキャンセル信号が掛け合わされた受信信号における主搬送波信号電力が可及的に小さくなるようにキャンセル信号の位相及び振幅を制御するものであるため、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去することができる。
【実施例５】
【００６２】
図１０は、前記無線タグ通信装置１２に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第５実施例である受信部８６の電気的構成を詳しく説明する図である。この図１０では、前記第１特性抽出部５２ａａ、第２特性抽出部５２ａｂ、及び第３特性抽出部５２ａｃをまとめて特性抽出部５２ａと表している。この受信部８６は、前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれを記憶するための記憶装置であるＲＡＭ８８と、前記第１受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ａ、第２受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｂ、第３受信信号Ａ／Ｄ変換部４８ｃによりディジタル信号に変換された受信信号をそのＲＡＭ８８に適宜記憶すると共に、そのＲＡＭ８８に記憶されたそれら受信信号を適宜読み出して前記周波数解析部５０及びウェイト乗算部５６に供給する第１メモリーインターフェイス９０ａと、前記周波数解析部５０により周波数領域の信号に変換された受信信号を上記ＲＡＭ８８に適宜記憶すると共に、そのＲＡＭ８８に記憶されたそれら受信信号を適宜読み出して前記通信チャンネル設定部５１及び特性抽出部５２に供給する第２メモリーインターフェイス９０ｂと、前記特性抽出部５２により抽出された特性を表す信号を上記ＲＡＭ８８に適宜記憶すると共に、そのＲＡＭ８８に記憶されたそれら受信信号を適宜読み出して前記逆周波数解析部６８に供給する第３メモリーインターフェイス９０ｃと、前記逆周波数解析部６８により時間領域の信号に変換された特性を表す信号を上記ＲＡＭ８８に適宜記憶すると共に、そのＲＡＭ８８に記憶された特性を表す信号を適宜読み出して前記ウェイト算出部５４に供給するメモリーインターフェイス９０ｄとを、備えて構成されている。この受信部８６に含まれるウェイト算出部５４は、好適には、前記信号合成部５８により合成される合成信号が所定の値に収束した場合には、それ以降所定時間だけウェイトの算出を停止するものである。
【００６３】
図１１及び図１２は、上記受信部８６による受信信号処理動作を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。以下、このフローチャートに従って上記受信部８６による受信信号処理を説明する。
【００６４】
先ず、前記送信部１６の動作に対応するＳＢ１において、前記送信アンテナ１８から質問波Ｆｃが前記無線タグ１４に向けて送信される。次に、前記第１メモリーインターフェイス９０ａの動作に対応するＳＢ２において、前記無線タグ１４から返信された応答波Ｆｒが前記複数の受信アンテナ２０により受信されて前記受信信号Ａ／Ｄ変換部４８においてディジタル信号に変換された後、前記ＲＡＭ８８に記憶される。次に、ＳＢ３において、ｉ＝０とされる。次に、前記第１メモリーインターフェイス９０ａの動作に対応するＳＢ４において、前記ＲＡＭ８８に記憶された受信信号ｉが読み出される。次に、前記周波数解析部５０及び第２メモリーインターフェイス９０ｂの動作に対応するＳＢ５において、ＳＢ４にて読み出された受信信号ｉが高速フーリエ変換（ＦＦＴ）され、その結果が前記ＲＡＭ８８に記憶される。次に、ＳＢ６において、受信信号ｉ＜Ｎ−１であるか否かが判断される。このＮは受信アンテナの本数を示している。このＳＢ６の判断が肯定される場合には、ＳＢ７において、ｉに１が加算された後、ＳＢ４以下の処理が再び実行されるが、ＳＢ６の判断が否定される場合には、前記チャンネル設定部５１及び第２メモリーインターフェイス９０ｂの動作に対応するＳＢ８において、周波数領域の信号に変換された受信信号が前記ＲＡＭ８８から読み出されて通信チャンネルが設定されると共に、キャリア周波数が検出される。次に、前記特性抽出部５２及び第３メモリーインターフェイス９０ｃの動作に対応するＳＢ９において、ＳＢ８にて読み出された周波数領域の信号に変換された受信信号に基づいてサブキャリア−キャリア比ｆｓｃが算出され、前記ＲＡＭ８８に記憶される。
【００６５】
次に、図１２のＳＢ１０において、ii＝０とされる。次に、前記第３メモリーインターフェイス９０ｃの動作に対応するＳＢ１１において、受信信号ｉのサブキャリア−キャリア比ｆｓｃが前記ＲＡＭ８８から読み出される。次に、前記逆周波数解析部６８及び第４メモリーインターフェイス９０ｄの動作に対応するＳＢ１２において、ＳＢ１１にて読み出された受信信号iiのサブキャリア−キャリア比ｆｓｃが逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）され、その結果が前記ＲＡＭ８８に記憶される。次に、ＳＢ１３において、ii＜Ｎ−１であるか否かが判断される。このＳＢ１３の判断が肯定される場合には、ＳＢ１４において、iiに１が加算された後、ＳＢ１１以下の処理が再び実行されるが、ＳＢ１３の判断が否定される場合には、前記第４メモリーインターフェイス９０ｄの動作に対応するＳＢ１５において、前記ＲＡＭ８８に記憶された全ての信号のサブキャリア−キャリア比ｆｓｃの逆フーリエ変換結果が読み出される。次に、前記ウェイト算出部５４の動作に対応するＳＢ１６において、前回の受信信号と参照信号との差が算出され、その差が所定値以下であり且つ前回のウェイト算出から所定時間以内であるか否かが判断され、この判断が否定される場合には、ＳＢ１５にて読み出されたサブキャリア−キャリア比ｆｓｃに基づいてウェイトベクトルが算出される。次に、前記第１メモリーインターフェイス９０ａの動作に対応するＳＢ１７において、前記ＲＡＭ８８から前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号のディジタル変換結果が読み出される。次に、前記ウェイト乗算部５６の動作に対応するＳＢ１８において、ＳＢ１６にて算出されたウェイトベクトルとＳＢ１７にて読み出された受信信号とが掛け合わされる。次に、前記信号合成部５８の動作に対応するＳＢ１９において、ＳＢ１８にてウェイト乗算された受信信号が信号合成された後、本ルーチンが終了させられる。
【００６６】
このように、本第５実施例によれば、前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号それぞれを記憶する記憶装置であるＲＡＭ８８を含み、前記ウェイト算出部５４は、そのＲＡＭ８８により記憶された受信信号を適宜読み出してウェイトベクトルを算出するものであるため、ウェイト算出処理を適宜行うことで、回路の構成を簡単なものとすることができる。
【００６７】
また、前記ウェイト算出部５４は、前記信号合成部５８により合成される合成信号が所定の値に収束した場合には、それ以降所定時間だけウェイトの算出を停止するものであるため、不要なウェイト算出処理を行わずに済み、消費電力を少なくすることができる。また、ウェイト算出処理における計算量が減るため、受信動作に要する時間を短縮することができる。
【００６８】
また、前記複数の無線タグ１４との間で情報の通信を行い、前記複数の受信アンテナ２０により受信された受信信号を前記ＲＡＭ８８に記憶した後、適宜読み出して前記通信チャンネル設定部５１により複数の通信チャンネルを設定し、それら通信チャンネル毎にウェイト算出処理及び復調処理を行うことで、可及的に簡単な構成により複数の無線タグ１４との間で情報の通信を行うことができる。
【００６９】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００７０】
例えば、前述の実施例において、前記周波数解析部５０、通信チャンネル設定部５１、特性抽出部５２、ウェイト算出部５４、ウェイト乗算部５６、信号合成部５８、及び逆周波数解析部６０等は、それぞれ個別に設けられて前記制御部４２により制御されるものであったが、これらの構成は、前記制御部４２或いは所定のＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の制御機能であってもよい。同様に、前記キャンセル信号発生部７６、キャンセル信号制御部７８、及びキャンセル信号合成部８０等の構成もまた機能的に備えられるものであっても構わない。
【００７１】
また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、前記送信アンテナ１８及び複数の受信アンテナ２０を個別に備えたものであったが、送受信共用のアンテナ及び方向性結合器を備えたものであってもよい。このようにすれば、前記無線タグ通信装置１２の構成が簡単になる。また、送信アンテナの本数は１本には限られず、複数の送信アンテナから前記送信信号を送信する態様も当然に考えられる。
【００７２】
また、前述の実施例では、前記３つの無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間で情報の通信を行う３多重バックスキャッタ通信について説明したが、更に多くの無線タグ１４との間で通信を行うものであってもよい。この場合には、通信対象となる無線タグ１４の個数に応じた通信チャンネルを成立させるための構成が設けられる。
【００７３】
また、前述の実施例では、副搬送波を用いる無線タグ１４との間の情報の通信におけるアダプティブ処理について説明したが、本発明は、バックスキャッタ通信に限定されるものではなく、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交波周波数分割多重）等の他の通信にも好適に用いられるものであり、アダプティブ処理を行う無線通信に広く用いられ得るものである。
【００７４】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の無線受信装置が好適に適用される通信システムの構成を説明する図である。
【図２】図１の通信システムで使用される質問波と応答波との関係を示す図である。
【図３】図１の無線タグ通信装置の電気的構成を説明する図である。
【図４】図１の無線タグに含まれる無線タグ回路を説明するブロック線図である。
【図５】図３の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第１実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
【図６】図５の受信部による受信信号処理動作を説明するフローチャートである。
【図７】図３の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第２実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
【図８】図３の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第３実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
【図９】図３の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第４実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
【図１０】図３の無線タグ通信装置に好適に組み込まれる本発明の無線受信装置の第５実施例である受信部の電気的構成を詳しく説明する図である。
【図１１】図１０の受信部による受信信号処理動作を説明するフローチャートの一部である。
【図１２】図１０の受信部による受信信号処理動作を説明するフローチャートの一部である。
【図１３】図１の無線タグ通信装置の他の電気的構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００７６】
１２：無線タグ通信装置
１４：無線タグ
１６：送信部
２０：受信アンテナ（アンテナ素子）
２２、７０、８６：受信部（無線受信装置）
２８、６２、６６：アダプティブ処理部
５０：周波数解析部
５２：特性抽出部
５４：ウェイト算出部
５６：ウェイト乗算部
５８：信号合成部
６０、６８：逆周波数解析部
６４：中間逆周波数解析部
７６：キャンセル信号発生部
７８：キャンセル信号制御部
８０：キャンセル信号合成部
８８：ＲＡＭ（記憶装置）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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