(57)【要約】  制御部１１８は、キャリアセンス時は、ローカル発振器１１７のローカル信号の発振周波数をΔｆずつシフトさせることによって検出対象周波数の受信周波数変換後の周波数をΔｆずらして受信系１００ＢのＨＰＦ１０９，１１０及びＬＰＦ１１１，１１２の信号通過帯域内にいれ、この受信電力をキャリアセンス区間毎に平均化し、この平均化電力を規定電力と比較して、平均化電力が規定電力より大きい場合に通信周波数を設定する。
2007099610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信により無線タグから情報を読み取るリーダ装置であって、
通信チャネル設定に応じたローカル信号を発振する発振手段と、
前記無線タグから受信する受信信号を前記ローカル信号により復調する復調手段と、
前記復調された復調信号をフィルタリングして所定の周波数帯域信号を抽出するフィルタ手段と、
前記無線タグとの間の通信チャネルをスキャンするキャリアセンス時に、前記発振手段に設定する通信チャネルを前記フィルタ手段の信号通過帯域内でシフトさせる制御信号を前記発振手段に供給する制御手段と、を具備するリーダ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記周波数帯域信号の受信電力をキャリアセンス区間毎に検出し、該キャリアセンス区間内の平均電力値と規定電力値とを比較した結果に基づいて、前記通信チャネルの設定を変更する請求項１記載のリーダ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記平均電力値が前記規定電力値より小さい場合は、前記通信チャネルの設定を変更し、前記平均電力値が前記規定電力値より大きい場合は、現在の通信チャネル設定に対応する通信周波数を前記発振手段に設定する請求項２記載のリーダ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記通信チャネル毎に前記キャリアセンス区間を複数に分割し、該分割した全期間で電力検出が終了する前に前記平均電力値が前記規定電力値以上になった場合は、前記通信チャネルの設定を変更する請求項３記載のリーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリーダ装置に関し、特にＲＦタグの情報を読み取るリーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、無線通信を利用する機器が多く存在し、その利用する無線周波数帯域も狭帯域かつ隣接する周波数帯域を利用する機器が増加する傾向にある。このような無線周波数帯域を利用する機器として、例えば、無線ＬＡＮを利用する機器や、アンテナとＩＣチップを内蔵した電子タグを使用するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグシステム等がある。【０００３】
無線ＬＡＮ機器やＲＦＩＤタグシステムでは、例えば、ＵＨＦ(Ultra High Frequency)帯等の高周波の無線電波を使用し、比較的小電力で近距離に存在する同種の機器と連携して動作する利用形態のものが多く、機器間で送受信する電波の利用効率を高める技術が望まれている。【０００４】
このような技術として、例えば、特許文献１に記載されたダイレクトコンバージョン方式の受信機がある。この受信機は、キャリアセンス多重接続方式のパケット無線通信システムに対応するものであり、無線周波数からベースバンド帯域周波数に変換された受信信号に対して狭帯域ローパスフィルタを挿入して電界強度検出を行い、当該検出結果からキャリアセンス判定を行い、当該判定結果からキャリアと認定された場合に前記ベースバンド帯域周波数に変換された受信信号に対して広帯域ローパスフィルタを挿入して復調することにより、隣接する複数の周波数セル境界領域近傍付近に存在する各セルにそれぞれ個別に帰属した複数の端末間で互いの受信隣接チャネル干渉特性を改善している。【０００５】
また、特許文献２に記載された無線タグシステムがある。この無線タグシステムでは、汎用電波送信源としての携帯電話機からの送信電波を無線タグに受信させ、その送信電波を動作電源として無線タグを動作可能状態におき、当該送信電波をリーダライタに受信させて、その送信電波が受信されている間に無線タグに対するデータの書込、または無線タグからのデータの読出が行われるようにして、無線タグの動作源がリーダライタ以外の送信電波から容易、且つ経済的に確保可能としている。
【特許文献１】特開２００３−３４７９４６号公報
【特許文献２】特開２００４−５４５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の特許文献１の受信機や特許文献２のリーダライタでは、ダイレクトコンバージョン方式が用いられているが、これらの受信機やリーダライタにキャリアセンス機能を設けた場合に、以下のような問題がある。【０００７】
無線タグは、リーダ装置により送出されるＲＦ信号を検波・整流して起電力とし、またリーダ装置により送出される図１に示すＣＷ（Carrier Wave）信号に対して負荷変調をかけて応答する。また、リーダ装置は無線タグに対してコマンドを送出する際はＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調等をかけて図２に示すようなスペクトル信号を送出する。【０００８】
リーダ装置では、送信周波数と受信周波数が同一であるため、ＣＷ信号を送信する場合はダイレクトコンバージョン方式による周波数変換後は０ＨｚつまりＤＣとなり、このＤＣ成分が受信系へ干渉する。リーダ装置では、このＤＣ成分を除去するため、周波数変換後にＨＰＦ（High-Pass Filter ）またはＤＣカット用コンデンサによってＤＣ成分をカットするようにしている。【０００９】
しかしながら、リーダ装置にキャリアセンス機能を設けて、自局以外の信号電力を検出しようとした場合、その検出対象がＣＷ信号である場合は、図３に示すようにＨＰＦによるＤＣ成分の除去とともに遮断されるため、ＣＷ信号の電力検出を正しく行うことができないという問題が発生する。また、図４に示すように、変調したスペクトル信号（変調信号）の場合においても、そのスペクトル信号のエネルギーの多くはｆ０付近にあるため、ＨＰＦによるＤＣ成分の除去とともに遮断されて、スペクトル信号の電力検出を正しく行うことはできない。【００１０】
本発明の目的は、キャリアセンス時はローカル信号の発振周波数を受信系に用いられるフィルタの信号通過帯域の範囲内でシフトさせて、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく検出するリーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のリーダ装置は、無線通信により無線タグから情報を読み取るリーダ装置であって、通信チャネル設定に応じたローカル信号を発振する発振手段と、前記無線タグから受信する受信信号を前記ローカル信号により復調する復調手段と、前記復調された復調信号をフィルタリングして所定の周波数帯域信号を抽出するフィルタ手段と、前記無線タグとの間の通信チャネルをスキャンするキャリアセンス時に、前記発振手段に設定する通信チャネルを前記フィルタ手段の信号通過帯域内でシフトさせる制御信号を前記発振手段に供給する制御手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、キャリアセンス時はローカル信号の発振周波数を受信系に用いられるフィルタの信号通過帯域の範囲内でシフトさせて、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のリーダ装置により送出されるＣＷ信号の一例を示す図
【図２】従来のリーダ装置により送出される変調信号の一例を示す図
【図３】従来のリーダ装置におけるＨＰＦによるＣＷ信号の遮断例を示す図
【図４】従来のリーダ装置におけるＨＰＦによる変調信号の遮断例を示す図
【図５】本発明の一実施の形態に係るリーダ装置の構成を示すブロック図
【図６】本実施の形態に係るローカル信号の周波数をシフトさせる動作の原理を説明するための図
【図７】本実施の形態に係るキャリアセンス時に他局から受信する信号が変調信号の例を示す図
【図８】本実施の形態に係るリーダ装置の受信系のＨＰＦとＬＰＦの周波数特性を示す図
【図９】本実施の形態に係るリーダ装置におけるローカル信号周波数の設定範囲を示す図
【図１０】本実施の形態に係るリーダ装置内の制御部により実行されるキャリアセンス処理を示すフローチャート
【図１１】本実施の形態に係るキャリアセンス時のチャネル配置の一例を示す図
【図１２】本実施の形態に係るキャリアセンス処理におけるチャネルスキャン動作の具体例を示す図
【図１３Ａ】本実施の形態に係るキャリアセンス時の各チャネルの受信電力を示す図
【図１３Ｂ】本実施の形態に係る送信動作状態を示す図
【図１４Ａ】本実施の形態に係るキャリアセンス時に電力検出区間を分割する例を示す図
【図１４Ｂ】本実施の形態に係る送信動作状態を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。【００１５】
図５は、本発明を適用した一実施の形態のリーダ装置の構成を示すブロック図である。【００１６】
図５において、リーダ装置１００は、アンテナ１０１と、結合器１０２と、ＬＰＦ１０３、ミキサ１０４、アンプ１０５及びＢＰＦ（Band Pass Filter）１０６から構成される送信系１００Ａと、ＢＰＦ１０７、直交復調部１０８、ＨＰＦ１０９，１１０、ＬＰＦ（Low Pass Filter ）１１１，１１２、アンプ１１３，１１４及びＡ／Ｄ変換器１１５，１１６から構成される受信系１００Ｂと、ローカル発振器１１７と、制御部１１８と、から構成される。【００１７】
本実施の形態のリーダ装置１００は、上記送信系１００Ａ及び受信系１００Ｂの構成によりダイレクトコンバージョン方式の通信機能を有する。【００１８】
アンテナ１０１は、結合器１０２から送出される上記ＣＷ信号及び変調信号を無線タグ２００に無線送信するとともに、無線タグ２００から受信する受信信号を結合器１０２に出力する。【００１９】
結合器１０２は、アンテナ接続端子１２０に接続されるアンテナ１０１とインピーダンス整合を行い、上記送信系１００Ａから入力される送信信号をアンテナ１０１から送出し、アンテナ１０１から受信される受信信号を上記受信系１００Ｂに出力する。【００２０】
送信系１００ＡのＬＰＦ１０３は、制御部１１８から入力される送信データの高周波ノイズ成分を除去してミキサ１０４に出力する。【００２１】
ミキサ１０４は、ＬＰＦ１０３から入力される送信データを、ローカル発振器１１７から入力されるローカル信号で変調し、その変調信号をアンプ１０５に出力する。【００２２】
アンプ１０５は、ミキサ１０４から入力される変調信号を増幅してＢＰＦ１０６に出力する。ＢＰＦ１０６は、アンプ１０５から入力される変調信号から必要な周波数帯の信号を抽出して結合器１０２に出力する。【００２３】
受信系１００ＢのＢＰＦ１０７は、結合器１０２から入力される受信信号から必要な周波数帯の信号を抽出して直交復調部１０８に出力する。【００２４】
直交復調部１０８は、移相器１０８ａと、ミキサ１０８ｂ，１０８ｃから構成される。移相器１０８ａは、ローカル発振器１１７から入力されるローカル信号の０°〜９０°で移相させて、０°のローカル信号をミキサ１０８ｂに供給するとともに、９０°のローカル信号をミキサ１０８ｃに供給する。ミキサ１０８ｂは、移相器１０８ａから入力される０°のローカル信号によりＢＰＦ１０７から入力される受信信号をベースバンド信号に復調し、復調したＩ（実数部）信号をＨＰＦ１０９に出力する。また、ミキサ１０８ｃは、移相器１０８ａから入力される９０°のローカル信号によりＢＰＦ１０７から入力される受信信号をベースバンド信号に復調し、復調したＱ（虚数部）信号をＨＰＦ１１０に出力する。【００２５】
ＨＰＦ１０９及びＬＰＦ１１１は、直交復調部１０８から入力されるＩ信号から必要な周波数帯域の信号を抽出してアンプ１１３に出力する。ＨＰＦ１１０及びＬＰＦ１１２は、直交復調部１０８から入力されるＱ信号から必要な周波数帯域の信号を抽出してアンプ１１４に出力する。【００２６】
アンプ１１３は、ＬＰＦ１１１から入力されるＩ信号を増幅してＡ／Ｄ変換器１１５に出力する。アンプ１１４は、ＬＰＦ１１２から入力されるＩ信号を増幅してＡ／Ｄ変換器１１６に出力する。【００２７】
Ａ／Ｄ変換器１１５は、アンプ１１３から入力されるＩ信号をＡ／Ｄ変換し、変換したデジタル信号を制御部１１８に出力する。Ａ／Ｄ変換器１１６は、アンプ１１４から入力されるＱ信号をＡ／Ｄ変換し、変換したデジタル信号を制御部１１８に出力する。【００２８】
ローカル発振器１１７は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop ）回路１１７ａと、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator ）１１７ｂと、から構成される。【００２９】
ＰＬＬ回路１１７ａは、発振周波数制御信号（電圧信号）をＶＣＯ１１７ｂに出力するとともに、制御部１１８から入力されるローカルシフト制御信号によりＶＣＯ１１７ｂから発振されるローカル信号の周波数をシフトさせるシフト制御信号（電圧信号）をＶＣＯ１１７ｂに出力する。【００３０】
ＶＣＯ１１７ｂは、ＰＬＬ回路１１７ａ入力される発振周波数制御信号（電圧信号）により発振周波数を決定してローカル信号をミキサ１０４と移相器１０８ａに供給するとともに、ＰＬＬ回路１１７ａに入力されるシフト制御信号（電圧信号）によりローカル信号の発振周波数をシフトする。【００３１】
制御部１１８は、通常のデータ通信時に、上記送信系１００Ａに対して送出する送信データを生成するとともに、上記受信系１００ＢのＡ／Ｄ変換器１１５，１１６から各々入力されるデジタル信号からデータを抽出するデータ処理機能と、キャリアセンス時に、ローカル信号の発振周波数をシフトするローカルシフト制御信号をローカル発振器１１７に供給するローカル発振制御機能とを有する。【００３２】
図５において、無線タグ２００は、アンテナ２０１と、リーダ装置１００との間で通信を行う通信部及びデータを記憶する不揮発性メモリ等から構成されるタグ本体２０２と、から構成される。【００３３】
リーダ装置１００は、通常のデータ通信時及びキャリアセンス時の基本動作として、無線タグ２００に対して、まず、電力供給のための上記ＣＷ信号を送信し、この電力供給により無線タグ２００から送信されるデータを含む応答信号を受信する。この信号の送受信に際して、送信信号及び受信信号の周波数は共に周波数はｆ０と同一である。【００３４】
このため、リーダ装置１００内では、図１に示すように、信号送信時に、送信信号ＴＸの一部が結合器１０２を介して受信系に回り込むとともに、アンテナ１０１との不整合等により送信信号ＴＸの反射波が結合器１０２を介して受信系にリークして干渉し、タグの信号受信時に感度劣化を発生させる恐れがある。特に送信信号がＣＷ信号である時は同時にタグの信号を受信可能であることが必要であるため、ミキサ１０８ｂ，１０８ｃの出力にＨＰＦ１０９，１１０を挿入し、自局のＣＷ送信信号によるＤＣ成分をカットしてアンプ１１３，１１４およびＡ／Ｄ変換器１１５，１１６が抑圧することを防止する。【００３５】
しかしキャリアセンス機能において自局以外のＣＷ信号を受信しようとした場合、ＤＣ成分がＨＰＦ１０９，１１０でカットされて、ＣＷ信号の電力検出を正しく行うことができないという問題があった。【００３６】
そこで、本実施の形態のリーダ装置１００では、制御部１１８が、キャリアセンス時は、ローカル信号の周波数をＨＰＦ及びＬＰＦの周波数帯域内でシフトさせるようにローカル発振器１０８を制御することに特徴がある。【００３７】
このリーダ装置１００の制御部１１８におけるキャリアセンス時の動作について、以下に図を参照しながら説明する。【００３８】
図６は、ローカル信号の周波数をシフトさせる動作の原理を説明するための図である。キャリアセンス時は、ローカル信号の発振周波数をΔｆずつシフトさせることによって検出対象周波数の受信周波数変換後の周波数をΔｆずらして受信系１００ＢのＨＰＦ１０９，１１０及びＬＰＦ１１１，１１２の信号通過帯域内にいれ、この受信電力をキャリアセンス区間毎に測定する。受信周波数変換器である直交復調器１０８では、受信電力はｓｑｒｔ（Ｉ∧２＋Ｑ∧２）で算出する。【００３９】
図６の例では、２００ｋＨｚのチャネル幅に対してローカル信号の周波数を−５０ｋＨｚずらすことで他局のＣＷ信号電力を検出する動作を示すものである。この場合、自局の送信信号のリークによる受信系１００Ｂへの干渉は、送信信号の周波数と受信ローカル信号の周波数が完全に等しいため０Ｈｚ（ＤＣ）となり、ＨＰＦ１０９，１１０で除去することができる。【００４０】
次に、キャリアセンス時に他局から受信する信号が変調信号の例を図７に示す。この例では、１００ｋＨｚのシフトで変調波電力の大半は検出できるものの、受信系１００ＢのＨＰＦ１０９，１１０及びＬＰＦ１１１，１１２の帯域外となる部分があり、受信電力を正確に受信できない。この場合は、ローカル信号の発振周波数のシフト幅を細かくし、そのシフト時に検出される最大電力を該当チャネルの電力として扱うことで、周波数帯域の広い変調波であっても正確な電力検出が可能となる。【００４１】
次に、キャリアセンス時のローカル信号の周波数設定に関して、図８及び図９を参照して説明する。【００４２】
図５の受信系１００ＢにおけるＨＰＦ１０９，１１０とＬＰＦ１１１，１１２の特性を図８に示す。図８において、ｆ_hp はＨＰＦ１０９，１１０のハイカット周波数であり、ｆ_lp はＬＰＦ１１１，１１２のローカット周波数であり、これらｆ_hp 〜ｆ_lp の範囲が受信信号を処理するベースバンドフィルタの通過帯域である。【００４３】
図１に示したように、無線タグ２００との通信時のローカル信号の周波数をｆ０ に設定し、キャリアセンス時はローカル信号の周波数設定範囲は、図８のＨＰＦ１０９，１１０とＬＰＦ１１１，１１２の信号通過帯域の範囲内、つまり、図９に示すように、ｆ０−ｆ_lp 〜ｆ０ −ｆ_hp またはｆ０ ＋ｆ_lp 〜ｆ０＋ｆ_hp となる。【００４４】
その結果、受信系１００Ｂにおいて、ミキサ１０８ｂ，１０８ｃから出力される信号の周波数はｆ_lp 〜ｆ_hp の範囲となり、図８のベースバンドフィルタの通過帯域であるため、キャリアセンス時に受信電力を正確に求めることが可能となる。【００４５】
次に、制御部１１８における制御動作について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。【００４６】
図１０において、リーダ装置１００の制御部１１８は、キャリアセンスモードを開始すると、送信コマンドを生成し（ステップＳ１０１）、生成した送信コマンドを送信するチャネル（周波数）を設定する（ステップＳ１０２）。この時、チャネルは次の式（１）により設定するものとする。図１１にチャネル配置の一例を示す。
ｆｃｈ＝ｆｃｈ＿１＋ｋ×ｃｈ＿ｓｔｅｐ・・・・（１）
ｋ：０〜ｎ−１（ｎは設定可能なチャネル数）
ｃｈ＿ｓｔｅｐ：周波数シフト幅【００４７】
次に、制御部１１８は、ステップＳ１０２のチャネル設定に基づいてローカル信号の周波数のオフセット設定ｆｃｓを「ｆｃｓ＝ｆｃｈ−Δｆ、又は、ｆｃｓ＝ｆｃｈ＋Δｆ」により設定し（ステップＳ１０３）、このオフセット設定に対応するローカルシフト制御信号をローカル発振器１１７に供給する。【００４８】
この時、ローカル発振器１１７では、供給されたローカルシフト制御信号により「ｆｃｓ＝ｆｃｈ−Δｆ、又は、ｆｃｓ＝ｆｃｈ＋Δｆ」のローカル信号が発振される。【００４９】
次いで、制御部１１８は、供給したローカルシフト制御信号に対するローカル発振器１１７内のＰＬＬ回路１１７ａが所望の周波数に安定するまでのロックウェイト処理を行う（ステップＳ１０４）。そして、受信系１００Ｂに自局以外から送信される信号が受信され、Ａ／Ｄ変換器１１５，１１６によりＡＤＣデータ（Ｉ，Ｑデータ）が取り込まれると（ステップＳ１０５）、制御部１１８は、その電力をキャリアセンス区間ｔ（ｍｓ）で平均化し（ステップＳ１０６）、その平均化電力Ｐｔを予め設定した規定電力Ｐｓと比較して、平均化電力Ｐｔが規定電力Ｐｓより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０７）。【００５０】
制御部１１８は、平均化電力Ｐｓが規定電力Ｐｔより小さいと判定した場合は（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２で設定したチャネル設定に対応する周波数をローカル発振器１１７に設定して（ステップＳ１０８）、無線タグ２００に対する送信処理を開始して（ステップＳ１０９）、本処理を終了する。【００５１】
また、制御部１１８は、平均化電力Ｐｓが規定電力Ｐｔより以上と判定した場合は（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０２で設定したチャネル設定ｆｃｈが設定可能なチャネル数ｎ以上か否かを判定する（ステップＳ１１０）。【００５２】
制御部１１８は、チャネル設定ｆｃｈが設定可能なチャネル数ｎ未満であれば（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ステップＳ１０２に戻り、次のチャネル設定を行って、上記ステップＳ１０３〜ステップＳ１０７の処理を繰り返し実行する。【００５３】
また、制御部１１８は、チャネル設定ｆｃｈが設定可能なチャネル数ｎ以上であれば（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、送信不可として（ステップＳ１１１）、本処理を終了する。【００５４】
以上のキャリアセンス処理におけるチャネルスキャン動作の具体例を図１２に示して説明する。【００５５】
この場合、チャネルｃｈ＿１，ｃｈ＿２，〜，ｃｈ＿ｋの受信電力を各々測定し、各キャリアセンス区間ｔ（ｍｓ）において、他局の受信電力が規定電力Ｐｓ以下である場合は、ローカル信号の発振周波数を変更してチャネルスキャンを繰り返し実行することにより、使用可能なチャネルを確認する。チャネルスキャンにおいて、チャネル設定変更後に電力を測定する際は、ＰＬＬ回路１１７ａの周波数が安定するまでウェイト区間（上記ロックウェイト）を設定している。【００５６】
また、図１３に他の動作例を示す。図１３において、（Ａ）はキャリアセンス時の各チャネルの受信電力を示す図、（Ｂ）は送信動作状態を示す図である。図１３（Ａ）に示すキャリアセンスの例では、チャネルｃｈ＿１，ｃｈ＿２における他局の受信電力Ｐｓは規定電力Ｐｔ以上であり（Ｐｔ≦Ｐｓ）、同図（Ｂ）において自局であるリーダ装置１００の送信を行うことはできないが（ＴＸ  ＯＦＦ）、同図（Ａ）においてチャネルｃｈ＿３においては他局の受信電力Ｐｓは規定電力Ｐｔより小さいため（Ｐｔ＞Ｐｓ）、同図（Ｂ）において自局であるリーダ装置１００の送信が可能（ＴＸ  ＯＮ）となる。【００５７】
次に、各チャネルの電力検出区間を複数に分割する場合の動作について図１４を参照して説明する。図１４において、（Ａ）はキャリアセンス時の各チャネルの受信電力検出区間を示す図、（Ｂ）は送信動作状態を示す図である。【００５８】
図１４（Ｂ）に示すように、キャリアセンス時に各チャネルの受信電力検出区間を複数に分割することにより、各チャネルの全区間の電力検出が終了する前に規定電力Ｐｔ以上になった場合は、直ちに次のチャネルの電力検出に移行するように制御部１１８により制御することにより、キャリアセンス動作の高速化を図ることが可能となる。【００５９】
以上のように、本実施の形態のリーダ装置によれば、キャリアセンス時にローカル信号の発振周波数をＨＰＦとＬＰＦの周波数帯域内でシフトさせるように制御することによって、装置構成を変更又は追加することなく、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく測定することができる。【００６０】
本発明のリーダ装置の第１の態様は、無線通信により無線タグから情報を読み取るリーダ装置であって、通信チャネル設定に応じたローカル信号を発振する発振手段と、前記無線タグから受信する受信信号を前記ローカル信号により復調する復調手段と、前記復調された復調信号をフィルタリングして所定の周波数帯域信号を抽出するフィルタ手段と、前記無線タグとの間の通信チャネルをスキャンするキャリアセンス時に、前記発振手段に設定する通信チャネルを前記フィルタ手段の信号通過帯域内でシフトさせる制御信号を前記発振手段に供給する制御手段と、を具備する構成を採る。【００６１】
この構成によれば、キャリアセンス時はローカル信号の発振周波数を受信系に用いられるフィルタの信号通過帯域の範囲内でシフトさせて、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく検出することができる。【００６２】
本発明のリーダ装置の第２の態様は、第１の態様のリーダ装置において、前記制御手段は、前記周波数帯域信号の受信電力をキャリアセンス区間毎に検出し、該キャリアセンス区間内の平均電力値と規定電力値とを比較した結果に基づいて、前記通信チャネルの設定を変更する構成を採る。【００６３】
この構成によれば、リーダ装置の構成を変更又は追加することなく、他局で使用される通信チャネルを確実に検出することができる。【００６４】
本発明のリーダ装置の第３の態様は、第２の態様のリーダ装置において、前記制御手段は、前記平均電力値が前記規定電力値より小さい場合は、前記通信チャネルの設定を変更し、前記平均電力値が前記規定電力値より大きい場合は、現在の通信チャネル設定に対応する通信周波数を前記発振手段に設定する構成を採る。【００６５】
この構成によれば、リーダ装置の構成を変更又は追加することなく、他局で使用される通信チャネルに応じて通信を開始することができる。【００６６】
本発明のリーダ装置の第４の態様は、第３の態様のリーダ装置において、前記制御手段は、前記キャリアセンス区間を複数に分割し、該分割した全期間で電力検出が終了する前に前記平均電力値が前記規定電力値以上になった場合は、前記通信チャネルの設定を変更する構成を採る。【００６７】
この構成によれば、キャリアセンス動作の高速化を図ることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、キャリアセンス時はローカル信号の発振周波数を受信系に用いられるフィルタの信号通過帯域の範囲内でシフトさせて、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく検出することを可能にする点で無線タグシステム等に有用である。
【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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【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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年3月26日(2007.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信により無線タグから情報を読み取るリーダ装置であって、
通信チャネル設定に応じたローカル信号を発振する発振手段と、
前記無線タグから受信する受信信号を前記ローカル信号により復調する復調手段と、
前記復調された復調信号をフィルタリングして所定の周波数帯域信号を抽出するフィルタ手段と、
前記無線タグとの間の通信チャネルをスキャンするキャリアセンス時に、前記発振手段に設定する通信チャネルを前記フィルタ手段の信号通過帯域内でシフトさせる制御信号を前記発振手段に供給する制御手段と、を具備するリーダ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記周波数帯域信号の受信電力をキャリアセンス区間毎に検出し、該キャリアセンス区間内の平均電力値と規定電力値とを比較した結果に基づいて、前記通信チャネルの設定を変更する請求項１記載のリーダ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記平均電力値が前記規定電力値より大きい場合は、前記通信チャネルの設定を変更し、前記平均電力値が前記規定電力値より小さい場合は、現在の通信チャネル設定に対応する通信周波数を前記発振手段に設定する請求項２記載のリーダ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記通信チャネル毎に前記キャリアセンス区間を複数に分割し、該分割した全期間で電力検出が終了する前に前記平均電力値が前記規定電力値より大きい場合は、前記通信チャネルの設定を変更する請求項３記載のリーダ装置。
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月18日(2008.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信により無線タグから情報を読み取るリーダ装置であって、
通信チャネル設定に応じたローカル信号を発振する発振手段と、
前記無線タグから受信する受信信号を前記ローカル信号により復調する復調手段と、
前記復調された復調信号をフィルタリングして所定の周波数帯域信号を抽出するフィルタ手段と、
前記無線タグとの間の通信チャネルをスキャンするキャリアセンス時に、前記発振手段に設定する通信チャネルを前記フィルタ手段の信号通過帯域内でシフトさせる制御信号を前記発振手段に供給する制御手段と、を具備するリーダ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記周波数帯域信号の受信電力をキャリアセンス区間毎に検出し、該キャリアセンス区間内の平均電力値と規定電力値とを比較した結果に基づいて、前記通信チャネルの設定を変更する請求項１記載のリーダ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記平均電力値が前記規定電力値より大きい場合は、前記通信チャネルの設定を変更し、前記平均電力値が前記規定電力値より小さい場合は、現在の通信チャネル設定に対応する通信周波数を前記発振手段に設定する請求項２記載のリーダ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記通信チャネル毎に前記キャリアセンス区間を複数に分割し、該分割した全期間で電力検出が終了する前に前記平均電力値が前記規定電力値より大きい場合は、前記通信チャネルの設定を変更する請求項３記載のリーダ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリーダ装置に関し、特にＲＦタグの情報を読み取るリーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、無線通信を利用する機器が多く存在し、その利用する無線周波数帯域も狭帯域かつ隣接する周波数帯域を利用する機器が増加する傾向にある。このような無線周波数帯域を利用する機器として、例えば、無線ＬＡＮを利用する機器や、アンテナとＩＣチップを内蔵した電子タグを使用するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグシステム等がある。
【０００３】
無線ＬＡＮ機器やＲＦＩＤタグシステムでは、例えば、ＵＨＦ(Ultra High Frequency)帯等の高周波の無線電波を使用し、比較的小電力で近距離に存在する同種の機器と連携して動作する利用形態のものが多く、機器間で送受信する電波の利用効率を高める技術が望まれている。
【０００４】
このような技術として、例えば、特許文献１に記載されたダイレクトコンバージョン方式の受信機がある。この受信機は、キャリアセンス多重接続方式のパケット無線通信システムに対応するものであり、無線周波数からベースバンド帯域周波数に変換された受信信号に対して狭帯域ローパスフィルタを挿入して電界強度検出を行い、当該検出結果からキャリアセンス判定を行い、当該判定結果からキャリアと認定された場合に前記ベースバンド帯域周波数に変換された受信信号に対して広帯域ローパスフィルタを挿入して復調することにより、隣接する複数の周波数セル境界領域近傍付近に存在する各セルにそれぞれ個別に帰属した複数の端末間で互いの受信隣接チャネル干渉特性を改善している。
【０００５】
また、特許文献２に記載された無線タグシステムがある。この無線タグシステムでは、汎用電波送信源としての携帯電話機からの送信電波を無線タグに受信させ、その送信電波を動作電源として無線タグを動作可能状態におき、当該送信電波をリーダライタに受信させて、その送信電波が受信されている間に無線タグに対するデータの書込、または無線タグからのデータの読出が行われるようにして、無線タグの動作源がリーダライタ以外の送信電波から容易、且つ経済的に確保可能としている。
【特許文献１】特開２００３−３４７９４６号公報
【特許文献２】特開２００４−５４５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の特許文献１の受信機や特許文献２のリーダライタでは、ダイレクトコンバージョン方式が用いられているが、これらの受信機やリーダライタにキャリアセンス機能を設けた場合に、以下のような問題がある。
【０００７】
無線タグは、リーダ装置により送出されるＲＦ信号を検波・整流して起電力とし、またリーダ装置により送出される図１に示すＣＷ（Carrier Wave）信号に対して負荷変調をかけて応答する。また、リーダ装置は無線タグに対してコマンドを送出する際はＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調等をかけて図２に示すようなスペクトル信号を送出する。
【０００８】
リーダ装置では、送信周波数と受信周波数が同一であるため、ＣＷ信号を送信する場合はダイレクトコンバージョン方式による周波数変換後は０ＨｚつまりＤＣとなり、このＤＣ成分が受信系へ干渉する。リーダ装置では、このＤＣ成分を除去するため、周波数変換後にＨＰＦ（High-Pass Filter ）またはＤＣカット用コンデンサによってＤＣ成分をカットするようにしている。
【０００９】
しかしながら、リーダ装置にキャリアセンス機能を設けて、自局以外の信号電力を検出しようとした場合、その検出対象がＣＷ信号である場合は、図３に示すようにＨＰＦによるＤＣ成分の除去とともに遮断されるため、ＣＷ信号の電力検出を正しく行うことができないという問題が発生する。また、図４に示すように、変調したスペクトル信号（変調信号）の場合においても、そのスペクトル信号のエネルギーの多くはｆ０付近にあるため、ＨＰＦによるＤＣ成分の除去とともに遮断されて、スペクトル信号の電力検出を正しく行うことはできない。
【００１０】
本発明の目的は、キャリアセンス時はローカル信号の発振周波数を受信系に用いられるフィルタの信号通過帯域の範囲内でシフトさせて、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく検出するリーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のリーダ装置は、無線通信により無線タグから情報を読み取るリーダ装置であって、通信チャネル設定に応じたローカル信号を発振する発振手段と、前記無線タグから受信する受信信号を前記ローカル信号により復調する復調手段と、前記復調された復調信号をフィルタリングして所定の周波数帯域信号を抽出するフィルタ手段と、前記無線タグとの間の通信チャネルをスキャンするキャリアセンス時に、前記発振手段に設定する通信チャネルを前記フィルタ手段の信号通過帯域内でシフトさせる制御信号を前記発振手段に供給する制御手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、キャリアセンス時はローカル信号の発振周波数を受信系に用いられるフィルタの信号通過帯域の範囲内でシフトさせて、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図５は、本発明を適用した一実施の形態のリーダ装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図５において、リーダ装置１００は、アンテナ１０１と、結合器１０２と、ＬＰＦ１０３、ミキサ１０４、アンプ１０５及びＢＰＦ（Band Pass Filter）１０６から構成される送信系１００Ａと、ＢＰＦ１０７、直交復調部１０８、ＨＰＦ１０９，１１０、ＬＰＦ（Low Pass Filter ）１１１，１１２、アンプ１１３，１１４及びＡ／Ｄ変換器１１５，１１６から構成される受信系１００Ｂと、ローカル発振器１１７と、制御部１１８と、から構成される。
【００１６】
本実施の形態のリーダ装置１００は、上記送信系１００Ａ及び受信系１００Ｂの構成によりダイレクトコンバージョン方式の通信機能を有する。
【００１７】
アンテナ１０１は、結合器１０２から送出される上記ＣＷ信号及び変調信号を無線タグ２００に無線送信するとともに、無線タグ２００から受信する受信信号を結合器１０２に出力する。
【００１８】
結合器１０２は、アンテナ接続端子１２０に接続されるアンテナ１０１とインピーダンス整合を行い、上記送信系１００Ａから入力される送信信号をアンテナ１０１から送出し、アンテナ１０１から受信される受信信号を上記受信系１００Ｂに出力する。
【００１９】
送信系１００ＡのＬＰＦ１０３は、制御部１１８から入力される送信データの高周波ノイズ成分を除去してミキサ１０４に出力する。
【００２０】
ミキサ１０４は、ＬＰＦ１０３から入力される送信データを、ローカル発振器１１７から入力されるローカル信号で変調し、その変調信号をアンプ１０５に出力する。
【００２１】
アンプ１０５は、ミキサ１０４から入力される変調信号を増幅してＢＰＦ１０６に出力する。ＢＰＦ１０６は、アンプ１０５から入力される変調信号から必要な周波数帯の信号を抽出して結合器１０２に出力する。
【００２２】
受信系１００ＢのＢＰＦ１０７は、結合器１０２から入力される受信信号から必要な周波数帯の信号を抽出して直交復調部１０８に出力する。
【００２３】
直交復調部１０８は、移相器１０８ａと、ミキサ１０８ｂ，１０８ｃから構成される。移相器１０８ａは、ローカル発振器１１７から入力されるローカル信号の０°〜９０°で移相させて、０°のローカル信号をミキサ１０８ｂに供給するとともに、９０°のローカル信号をミキサ１０８ｃに供給する。ミキサ１０８ｂは、移相器１０８ａから入力される０°のローカル信号によりＢＰＦ１０７から入力される受信信号をベースバンド信号に復調し、復調したＩ（実数部）信号をＨＰＦ１０９に出力する。また、ミキサ１０８ｃは、移相器１０８ａから入力される９０°のローカル信号によりＢＰＦ１０７から入力される受信信号をベースバンド信号に復調し、復調したＱ（虚数部）信号をＨＰＦ１１０に出力する。
【００２４】
ＨＰＦ１０９及びＬＰＦ１１１は、直交復調部１０８から入力されるＩ信号から必要な周波数帯域の信号を抽出してアンプ１１３に出力する。ＨＰＦ１１０及びＬＰＦ１１２は、直交復調部１０８から入力されるＱ信号から必要な周波数帯域の信号を抽出してアンプ１１４に出力する。
【００２５】
アンプ１１３は、ＬＰＦ１１１から入力されるＩ信号を増幅してＡ／Ｄ変換器１１５に出力する。アンプ１１４は、ＬＰＦ１１２から入力されるＩ信号を増幅してＡ／Ｄ変換器１１６に出力する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器１１５は、アンプ１１３から入力されるＩ信号をＡ／Ｄ変換し、変換したデジタル信号を制御部１１８に出力する。Ａ／Ｄ変換器１１６は、アンプ１１４から入力されるＱ信号をＡ／Ｄ変換し、変換したデジタル信号を制御部１１８に出力する。
【００２７】
ローカル発振器１１７は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop ）回路１１７ａと、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator ）１１７ｂと、から構成される。
【００２８】
ＰＬＬ回路１１７ａは、発振周波数制御信号（電圧信号）をＶＣＯ１１７ｂに出力するとともに、制御部１１８から入力されるローカルシフト制御信号によりＶＣＯ１１７ｂから発振されるローカル信号の周波数をシフトさせるシフト制御信号（電圧信号）をＶＣＯ１１７ｂに出力する。
【００２９】
ＶＣＯ１１７ｂは、ＰＬＬ回路１１７ａ入力される発振周波数制御信号（電圧信号）により発振周波数を決定してローカル信号をミキサ１０４と移相器１０８ａに供給するとともに、ＰＬＬ回路１１７ａに入力されるシフト制御信号（電圧信号）によりローカル信号の発振周波数をシフトする。
【００３０】
制御部１１８は、通常のデータ通信時に、上記送信系１００Ａに対して送出する送信データを生成するとともに、上記受信系１００ＢのＡ／Ｄ変換器１１５，１１６から各々入力されるデジタル信号からデータを抽出するデータ処理機能と、キャリアセンス時に、ローカル信号の発振周波数をシフトするローカルシフト制御信号をローカル発振器１１７に供給するローカル発振制御機能とを有する。
【００３１】
図５において、無線タグ２００は、アンテナ２０１と、リーダ装置１００との間で通信を行う通信部及びデータを記憶する不揮発性メモリ等から構成されるタグ本体２０２と、から構成される。
【００３２】
リーダ装置１００は、通常のデータ通信時及びキャリアセンス時の基本動作として、無線タグ２００に対して、まず、電力供給のための上記ＣＷ信号を送信し、この電力供給により無線タグ２００から送信されるデータを含む応答信号を受信する。この信号の送受信に際して、送信信号及び受信信号の周波数は共に周波数はｆ０と同一である。
【００３３】
このため、リーダ装置１００内では、図１に示すように、信号送信時に、送信信号ＴＸの一部が結合器１０２を介して受信系に回り込むとともに、アンテナ１０１との不整合等により送信信号ＴＸの反射波が結合器１０２を介して受信系にリークして干渉し、タグの信号受信時に感度劣化を発生させる恐れがある。特に送信信号がＣＷ信号である時は同時にタグの信号を受信可能であることが必要であるため、ミキサ１０８ｂ，１０８ｃの出力にＨＰＦ１０９，１１０を挿入し、自局のＣＷ送信信号によるＤＣ成分をカットしてアンプ１１３，１１４およびＡ／Ｄ変換器１１５，１１６が抑圧することを防止する。
【００３４】
しかしキャリアセンス機能において自局以外のＣＷ信号を受信しようとした場合、ＤＣ成分がＨＰＦ１０９，１１０でカットされて、ＣＷ信号の電力検出を正しく行うことができないという問題があった。
【００３５】
そこで、本実施の形態のリーダ装置１００では、制御部１１８が、キャリアセンス時は、ローカル信号の周波数をＨＰＦ及びＬＰＦの周波数帯域内でシフトさせるようにローカル発振器１０８を制御することに特徴がある。
【００３６】
このリーダ装置１００の制御部１１８におけるキャリアセンス時の動作について、以下に図を参照しながら説明する。
【００３７】
図６は、ローカル信号の周波数をシフトさせる動作の原理を説明するための図である。キャリアセンス時は、ローカル信号の発振周波数をΔｆずつシフトさせることによって検出対象周波数の受信周波数変換後の周波数をΔｆずらして受信系１００ＢのＨＰＦ１０９，１１０及びＬＰＦ１１１，１１２の信号通過帯域内にいれ、この受信電力をキャリアセンス区間毎に測定する。受信周波数変換器である直交復調器１０８では、受信電力はｓｑｒｔ（Ｉ∧２＋Ｑ∧２）で算出する。
【００３８】
図６の例では、２００ｋＨｚのチャネル幅に対してローカル信号の周波数を−５０ｋＨｚずらすことで他局のＣＷ信号電力を検出する動作を示すものである。この場合、自局の送信信号のリークによる受信系１００Ｂへの干渉は、送信信号の周波数と受信ローカル信号の周波数が完全に等しいため０Ｈｚ（ＤＣ）となり、ＨＰＦ１０９，１１０で除去することができる。
【００３９】
次に、キャリアセンス時に他局から受信する信号が変調信号の例を図７に示す。この例では、１００ｋＨｚのシフトで変調波電力の大半は検出できるものの、受信系１００ＢのＨＰＦ１０９，１１０及びＬＰＦ１１１，１１２の帯域外となる部分があり、受信電力を正確に受信できない。この場合は、ローカル信号の発振周波数のシフト幅を細かくし、そのシフト時に検出される最大電力を該当チャネルの電力として扱うことで、周波数帯域の広い変調波であっても正確な電力検出が可能となる。
【００４０】
次に、キャリアセンス時のローカル信号の周波数設定に関して、図８及び図９を参照して説明する。
【００４１】
図５の受信系１００ＢにおけるＨＰＦ１０９，１１０とＬＰＦ１１１，１１２の特性を図８に示す。図８において、ｆ_hp はＨＰＦ１０９，１１０のハイカット周波数であり、ｆ_lp はＬＰＦ１１１，１１２のローカット周波数であり、これらｆ_hp 〜ｆ_lp の範囲が受信信号を処理するベースバンドフィルタの通過帯域である。
【００４２】
図１に示したように、無線タグ２００との通信時のローカル信号の周波数をｆ０ に設定し、キャリアセンス時はローカル信号の周波数設定範囲は、図８のＨＰＦ１０９，１１０とＬＰＦ１１１，１１２の信号通過帯域の範囲内、つまり、図９に示すように、ｆ０−ｆ_lp 〜ｆ０ −ｆ_hp またはｆ０ ＋ｆ_lp〜ｆ０ ＋ｆ_hp となる。
【００４３】
その結果、受信系１００Ｂにおいて、ミキサ１０８ｂ，１０８ｃから出力される信号の周波数はｆ_lp 〜ｆ_hp の範囲となり、図８のベースバンドフィルタの通過帯域であるため、キャリアセンス時に受信電力を正確に求めることが可能となる。
【００４４】
次に、制御部１１８における制御動作について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
図１０において、リーダ装置１００の制御部１１８は、キャリアセンスモードを開始すると、送信コマンドを生成し（ステップＳ１０１）、生成した送信コマンドを送信するチャネル（周波数）を設定する（ステップＳ１０２）。この時、チャネルは次の式（１）により設定するものとする。図１１にチャネル配置の一例を示す。
ｆｃｈ＝ｆｃｈ＿１＋ｋ×ｃｈ＿ｓｔｅｐ・・・・（１）
ｋ：０〜ｎ−１（ｎは設定可能なチャネル数）
ｃｈ＿ｓｔｅｐ：周波数シフト幅
【００４６】
次に、制御部１１８は、ステップＳ１０２のチャネル設定に基づいてローカル信号の周波数のオフセット設定ｆｃｓを「ｆｃｓ＝ｆｃｈ−Δｆ、又は、ｆｃｓ＝ｆｃｈ＋Δｆ」により設定し（ステップＳ１０３）、このオフセット設定に対応するローカルシフト制御信号をローカル発振器１１７に供給する。
【００４７】
この時、ローカル発振器１１７では、供給されたローカルシフト制御信号により「ｆｃｓ＝ｆｃｈ−Δｆ、又は、ｆｃｓ＝ｆｃｈ＋Δｆ」のローカル信号が発振される。
【００４８】
次いで、制御部１１８は、供給したローカルシフト制御信号に対するローカル発振器１１７内のＰＬＬ回路１１７ａが所望の周波数に安定するまでのロックウェイト処理を行う（ステップＳ１０４）。そして、受信系１００Ｂに自局以外から送信される信号が受信され、Ａ／Ｄ変換器１１５，１１６によりＡＤＣデータ（Ｉ，Ｑデータ）が取り込まれると（ステップＳ１０５）、制御部１１８は、その電力をキャリアセンス区間ｔ（ｍｓ）で平均化し（ステップＳ１０６）、その平均化電力Ｐｔを予め設定した規定電力Ｐｓと比較して、平均化電力Ｐｔが規定電力Ｐｓより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００４９】
制御部１１８は、平均化電力Ｐｓが規定電力Ｐｔより小さいと判定した場合は（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２で設定したチャネル設定に対応する周波数をローカル発振器１１７に設定して（ステップＳ１０８）、無線タグ２００に対する送信処理を開始して（ステップＳ１０９）、本処理を終了する。
【００５０】
また、制御部１１８は、平均化電力Ｐｓが規定電力Ｐｔより以上と判定した場合は（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０２で設定したチャネル設定ｆｃｈが設定可能なチャネル数ｎ以上か否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００５１】
制御部１１８は、チャネル設定ｆｃｈが設定可能なチャネル数ｎ未満であれば（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ステップＳ１０２に戻り、次のチャネル設定を行って、上記ステップＳ１０３〜ステップＳ１０７の処理を繰り返し実行する。
【００５２】
また、制御部１１８は、チャネル設定ｆｃｈが設定可能なチャネル数ｎ以上であれば（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、送信不可として（ステップＳ１１１）、本処理を終了する。
【００５３】
以上のキャリアセンス処理におけるチャネルスキャン動作の具体例を図１２に示して説明する。
【００５４】
この場合、チャネルｃｈ＿１，ｃｈ＿２，〜，ｃｈ＿ｋの受信電力を各々測定し、各キャリアセンス区間ｔ（ｍｓ）において、他局の受信電力が規定電力Ｐｓ以下である場合は、ローカル信号の発振周波数を変更してチャネルスキャンを繰り返し実行することにより、使用可能なチャネルを確認する。チャネルスキャンにおいて、チャネル設定変更後に電力を測定する際は、ＰＬＬ回路１１７ａの周波数が安定するまでウェイト区間（上記ロックウェイト）を設定している。
【００５５】
また、図１３に他の動作例を示す。図１３において、（Ａ）はキャリアセンス時の各チャネルの受信電力を示す図、（Ｂ）は送信動作状態を示す図である。図１３（Ａ）に示すキャリアセンスの例では、チャネルｃｈ＿１，ｃｈ＿２における他局の受信電力Ｐｓは規定電力Ｐｔ以上であり（Ｐｔ≦Ｐｓ）、同図（Ｂ）において自局であるリーダ装置１００の送信を行うことはできないが（ＴＸ  ＯＦＦ）、同図（Ａ）においてチャネルｃｈ＿３においては他局の受信電力Ｐｓは規定電力Ｐｔより小さいため（Ｐｔ＞Ｐｓ）、同図（Ｂ）において自局であるリーダ装置１００の送信が可能（ＴＸ  ＯＮ）となる。
【００５６】
次に、各チャネルの電力検出区間を複数に分割する場合の動作について図１４を参照して説明する。図１４において、（Ａ）はキャリアセンス時の各チャネルの受信電力検出区間を示す図、（Ｂ）は送信動作状態を示す図である。
【００５７】
図１４（Ｂ）に示すように、キャリアセンス時に各チャネルの受信電力検出区間を複数に分割することにより、各チャネルの全区間の電力検出が終了する前に規定電力Ｐｔ以上になった場合は、直ちに次のチャネルの電力検出に移行するように制御部１１８により制御することにより、キャリアセンス動作の高速化を図ることが可能となる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態のリーダ装置によれば、キャリアセンス時にローカル信号の発振周波数をＨＰＦとＬＰＦの周波数帯域内でシフトさせるように制御することによって、装置構成を変更又は追加することなく、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく測定することができる。
【００５９】
本発明のリーダ装置の第１の態様は、無線通信により無線タグから情報を読み取るリーダ装置であって、通信チャネル設定に応じたローカル信号を発振する発振手段と、前記無線タグから受信する受信信号を前記ローカル信号により復調する復調手段と、前記復調された復調信号をフィルタリングして所定の周波数帯域信号を抽出するフィルタ手段と、前記無線タグとの間の通信チャネルをスキャンするキャリアセンス時に、前記発振手段に設定する通信チャネルを前記フィルタ手段の信号通過帯域内でシフトさせる制御信号を前記発振手段に供給する制御手段と、を具備する構成を採る。
【００６０】
この構成によれば、キャリアセンス時はローカル信号の発振周波数を受信系に用いられるフィルタの信号通過帯域の範囲内でシフトさせて、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく検出することができる。
【００６１】
本発明のリーダ装置の第２の態様は、第１の態様のリーダ装置において、前記制御手段は、前記周波数帯域信号の受信電力をキャリアセンス区間毎に検出し、該キャリアセンス区間内の平均電力値と規定電力値とを比較した結果に基づいて、前記通信チャネルの設定を変更する構成を採る。
【００６２】
この構成によれば、リーダ装置の構成を変更又は追加することなく、他局で使用される通信チャネルを確実に検出することができる。
【００６３】
本発明のリーダ装置の第３の態様は、第２の態様のリーダ装置において、前記制御手段は、前記平均電力値が前記規定電力値より小さい場合は、前記通信チャネルの設定を変更し、前記平均電力値が前記規定電力値より大きい場合は、現在の通信チャネル設定に対応する通信周波数を前記発振手段に設定する構成を採る。
【００６４】
この構成によれば、リーダ装置の構成を変更又は追加することなく、他局で使用される通信チャネルに応じて通信を開始することができる。
【００６５】
本発明のリーダ装置の第４の態様は、第３の態様のリーダ装置において、前記制御手段は、前記キャリアセンス区間を複数に分割し、該分割した全期間で電力検出が終了する前に前記平均電力値が前記規定電力値以上になった場合は、前記通信チャネルの設定を変更する構成を採る。
【００６６】
この構成によれば、キャリアセンス動作の高速化を図ることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、キャリアセンス時はローカル信号の発振周波数を受信系に用いられるフィルタの信号通過帯域の範囲内でシフトさせて、ＣＷ信号又はスペクトル信号の受信電力を正しく検出することを可能にする点で無線タグシステム等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】従来のリーダ装置により送出されるＣＷ信号の一例を示す図
【図２】従来のリーダ装置により送出される変調信号の一例を示す図
【図３】従来のリーダ装置におけるＨＰＦによるＣＷ信号の遮断例を示す図
【図４】従来のリーダ装置におけるＨＰＦによる変調信号の遮断例を示す図
【図５】本発明の一実施の形態に係るリーダ装置の構成を示すブロック図
【図６】本実施の形態に係るローカル信号の周波数をシフトさせる動作の原理を説明するための図
【図７】本実施の形態に係るキャリアセンス時に他局から受信する信号が変調信号の例を示す図
【図８】本実施の形態に係るリーダ装置の受信系のＨＰＦとＬＰＦの周波数特性を示す図
【図９】本実施の形態に係るリーダ装置におけるローカル信号周波数の設定範囲を示す図
【図１０】本実施の形態に係るリーダ装置内の制御部により実行されるキャリアセンス処理を示すフローチャート
【図１１】本実施の形態に係るキャリアセンス時のチャネル配置の一例を示す図
【図１２】本実施の形態に係るキャリアセンス処理におけるチャネルスキャン動作の具体例を示す図
【図１３Ａ】本実施の形態に係るキャリアセンス時の各チャネルの受信電力を示す図
【図１３Ｂ】本実施の形態に係る送信動作状態を示す図
【図１４Ａ】本実施の形態に係るキャリアセンス時に電力検出区間を分割する例を示す図
【図１４Ｂ】本実施の形態に係る送信動作状態を示す図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007099610.tif 000019
【図２】
2007099610.tif 000020
【図３】
2007099610.tif 000021
【図４】
2007099610.tif 000022
【図５】
2007099610.tif 000023
【図６】
2007099610.tif 000024
【図７】
2007099610.tif 000025
【図８】
2007099610.tif 000026
【図９】
2007099610.tif 000027
【図１０】
2007099610.tif 000028
【図１１】
2007099610.tif 000029
【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【国際調査報告】
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