(57)【要約】【課題】従来のアンテナでは、多数の無線タグとの交信においてその能力の改善が求められていた。【解決手段】本発明は、送信アンテナ、受信アンテナ切替用の専用スイッチを挿入し、従来の送信専用アンテナをＣＰＵ等の制御信号により送信機からの送信出力を送出し、かつタグからの応答信号を受信することが可能となるように制御し、同様に、受信専用のアンテナをＣＰＵ等の制御により送信機からの送信出力を送出し、かつタグからの応答信号を受信することが可能となるように制御するために、上記送信受信アンテナ切替スイッチを挿入した。【選択図】図１
2007336034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナ部と、
第２のアンテナ部と、
無線タグに対する所定の送信信号を生成する送信信号生成部と、
当該送信信号生成部が生成した送信信号を前記第１のアンテナ部から送信する送信部と、
上記無線タグからの応答信号を前記第２のアンテナ部を介して受信する受信部と、を備える無線通信装置であって、
前記アンテナ部が受信した上記無線タグからの応答信号における所定のエラーを検出するエラー検出部と、
当該エラー検出部の検出結果に基づいて、前記第１のアンテナ部を介して上記タグからの応答信号を受信し、かつ前記第２のアンテナ部を介して上記所定の送信信号を送信するように切り替えるアンテナ切替部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置において、上記所定のエラーが応答信号における所定時間内の所定回数のＣＲＣエラーであることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１記載の無線通信装置において、上記所定のエラーが応答信号における所定時間内の所定回数のパイロットトーンエラーであることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１記載の無線通信装置において、前記エラー検出部のエラー検出は、上記受信した応答信号におけるＣＲＣに関するエラーを検出するモード及び上記受信した応答信号におけるパイロットトーンに関するエラーを検出するモードを有し、当該両方のモードを切り替える制御部を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信装置において、前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部が、それぞれ複数のアンテナと、当該それぞれ複数のアンテナのうちそれぞれ１つのアンテナを選択するブランチスイッチ部とを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
第１のアンテナ部と、
第２のアンテナ部と、
無線タグに対する所定の送信信号を生成する送信信号生成部と、
当該送信信号生成部が生成した送信信号を前記第１のアンテナ部から送信する送信部と、
上記無線タグからの応答信号を前記第２のアンテナ部を介して受信する受信部と、
前記アンテナ部が受信した上記無線タグからの応答信号における所定のエラーを検出するエラー検出部と、を備え、
前記第１のアンテナ部及び第２のアンテナ部がそれぞれ複数のアンテナを有する無線通信装置であって、
当該エラー検出部の検出結果に基づいて、前記第１のアンテナ部にて送信するアンテナを前記第１のアンテナ部の別のアンテナに変更し、または、前記第２のアンテナ部にて受信するアンテナを前記第２のアンテナ部の別のアンテナに変更するブランチスイッチを備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項６記載の無線通信装置において、上記所定の検出エラーが応答信号における所定時間内の所定回数のＣＲＣエラーであることを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
請求項６記載の無線通信装置において、上記所定の検出エラーが応答信号における所定時間内の所定回数のパイロットトーンエラーであることを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＨＦ帯の電波を利用して無線タグと交信する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＵＨＦ帯の無線通信（リーダライタ）装置では、送信受信共用の１個のアンテナを使用し、無線タグとの通信を行っていた。しかしながら、送信パワーに対して無線タグからの応答電力が小さい為、近年、送信専用のアンテナと受信専用のアンテナとを別々に分けて構成する方法も実現されている。
【０００３】
この無線通信装置の通信方式もタグへの送信波と受信波との周波数が等しいダイレクトコンバージョン方式が一般的である。このＵＨＦ帯無線通信装置の基本動作としては、無線通信装置から無線タグへ電波を発信し、無線タグ側の電源を起動させる。その後、無線通信装置にてＡＭ（振幅変調）若しくはＰＭ（位相変調）された信号を無線タグ側へ発信する。無線通信装置からの送信時には、送信専用のアンテナにて送信を行う。無線タグ側では、無線通信装置からの信号を受け、無線タグ内部のメモリ等に蓄えられた情報をバックスキャタ変調等で返す。その無線タグからの応答信号を無線通信装置で受信専用のアンテナにて受けることで一連の通信処理が完了する。
【０００４】
図１１には、従来の無線通信装置の回路ブロック図、また、図１２には、従来の無線タグの回路ブロック図を示す。これらの図に沿って従来のＵＨＦ帯無線通信装置の動作について以下に説明する。図１１において、５１２はＣＰＵ（Central Processing Unit）でシンセサイザ５１４のデータ設定、パワーアンプ５０３の電源ＯＮ／ＯＦＦ制御（ＡＭ変調）、ＡＤコンバータ５１１の受信データ処理等を行う。シンセサイザ５１４では、無線タグとの通信に必要なタグの起動電力源となり、変調データを搬送することになる搬送波が生成される。このシンセサイザ信号は、周波数ホッピングシステムの場合では一定時間毎に周波数を変化させることが可能である。
【０００５】
また、ＵＨＦ帯の無線通信装置の場合には、８５０ＭＨｚ〜９３０ＭＨｚ帯が使用されている。シンセサイザ５１４の出力は、送信アンプ５０２により信号増幅される。送信アンプ５０２により増幅された搬送波は、次のパワーアンプ５０３に入力される。このパワーアンプ５０３では、電源のＯＮ／ＯＦＦ制御がＣＰＵ５１２により行なわれる。このパワーアンプ電源のＯＮ／ＯＦＦ制御により搬送波がＡＭ変調される。このＡＭ変調された変調波は、バンドパスフィルタ５０５で不要なスプリアス成分を除去される。スプリアス成分が除去された変調波は、送信アンテナ５０６にて空間に電波が放出されることになる。空間に放出された電波は、空間での伝播損失により一部のパワーが失われるが、図１２の無線タグのアンテナ５２０ａで受信され、レクテナ５２０ｃにて整流動作によりタグ内ＣＰＵ（Central Processing Unit）を起動する電圧に変換される。
【０００６】
無線タグで受信される電界強度が無線タグ内のＣＰＵ５２０ｄを起動させる電力レベルに到達すると、変復調器５２０ｂにて無線通信装置からの送信信号を復調し、ＣＰＵ５２０ｄにて、その信号を処理することになる。さらにＣＰＵ５２０ｄからメモリ５２０ｅにアクセスして無線タグ内のデータを読み取ることが出来るようにもなる。このメモリ５２０ｅに蓄積されたデータを変復調器５２０ｂにてバックスキャタ変調することで、アンテナ５２０ａを通じて無線通信装置側へ応答信号を返すことになる。
【０００７】
無線タグからの応答信号は、図１１の受信専用アンテナ５１５にて受信される。受信アンテナにて受信された無線タグからの応答信号は、分配器５０７へ入力され受信電力が均等に２分配される。この２分配された電力は、ミキサ５０８ａ、ｂへ入力される。ここで、ミキサへのローカル信号は、シンセサイザ５１４で生成された送信信号と同一の周波数となる。そのローカル周波数成分を移相器５１５により９０度位相の遅れた成分と、生成ローカル周波数と同位相（０度）の成分とに分配される。この２分配されて、さらに位相差９０度のローカル信号は、ミキサ５０８ａ、ｂへ入力されて受信信号をダイレクトにベースバンド信号に変換する。
【０００８】
ここで、０度ローカル周波数成分とミキシングされた出力をＩ成分、９０度移相ローカル成分とミキシングされた出力をＱ成分とする。ベースバンド信号に変換されたＩ、Ｑ信号成分は、フィルタ５０９ａ、５０９ｂにより不要な周波数成分が除去される。その後、受信アンプ５１０ａ、ｂにより、所要のレベルまで増幅される。受信アンプ５１０ａ、ｂにより増幅されたベースバンド信号は、ＡＤコンバータ５１１により２値化され、ＣＰＵ５１２にて受信データが復調処理される。復調されたデータはＩ／Ｏインターフェース５１３を通して外部のインターフェースとのデータのやり取りが行なわれる。
【０００９】
以上が送信アンテナ１個及び受信アンテナ１個によりタグとの通信を行う方式の従来のＵＨＦ帯の無線通信装置の通信処理の流れである。しかしながら、この方式では、タグとの通信範囲が狭く、通信のエリアが限定されてしまう。
【００１０】
その欠点を補うために、図１３に示す複数アンテナ構成にてタグとの通信を行う構成にすることで通信確立が向上し、安定したタグ読み取り性能を得ることができる。また、図１３には送信４個、受信４個のアンテナを使用した場合のアンテナ制御方法に関して示す。
【００１１】
更に、図１４には図１３中のＳＰＤＴ（Single  Pole  Double  Throw：単極双投）スイッチの制御方法の一例を示す。図１５には、図１３中のスイッチ制御マトリクスの一例を示す。これらの図を基に従来のアンテナの制御方法に関して説明する。図１４には、ＳＰＤＴスイッチの制御の一例を示す。ＳＰＤＴスイッチａ−ｂ間に信号を伝達するときは、制御信号は１ｂｉｔ制御信号の「０」にて制御され、ａ−ｃ間に信号を伝達するときには、１ｂｉｔ制御信号の「１」にてＳＰＤＴスイッチの経路の制御が行える例を示している。このＳＰＤＴスイッチを３個使用した場合の制御マトリクスの例を図１５に示す。この制御により送信系回路５５０の出力は、送信アンテナ１から４のどれかのアンテナにより送信される。ここで、アンテナ制御の一例を説明すると、ＳＰＤＴスイッチ５４２の制御信号が「０」でＳＰＤＴスイッチ５４０と５４１の制御信号が「０」の場合、「１」の送信アンテナが選択されることになる。
【００１２】
ここで、ＳＰＤＴスイッチ５４０とＳＰＤＴスイッチ５４１の制御論理は同一とする。この送信アンテナ選択は、時間的に切り替えなどして、通信エリアの拡大が行える。一方、受信アンテナに関しても、図１５の送信アンテナ制御と同様にして受信アンテナ１から４の切替制御が行われ、受信アンテナの通信エリア拡大によりタグ読取性能の向上が可能になる。
【特許文献１】特開２００５−１０２２１５号公報
【特許文献２】特開２００５−１５９６５３号公報
【特許文献３】特開２００５−１２２６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では、送信アンテナ及び受信アンテナの２個のアンテナによりシステムを組む際に、アンテナダイバーシチ受信等を行うときには、最低でも１個以上の追加の受信アンテナが必要になり、コスト的にも問題となっていた。また、複数のアンテナを使用し、ＳＰＤＴスイッチにてアンテナを切り替える場合でも、受信ダイバーシチは、受信アンテナのみを切り替えることで実現し、送信ダイバーシチも送信アンテナのみを切り替えることで実現し、送受信の全アンテナ位置でのスペースダイバーシチ効果が得られることはないため、その効果が小さかった。
【００１４】
本発明は、極めて簡単な構成により高いダイバーシチ効果を得ることができる無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記課題に対して、第１のアンテナ部と、第２のアンテナ部と、無線タグに対する所定の送信信号を生成する送信信号生成部と、当該送信信号生成部が生成した送信信号を前記第１のアンテナ部から送信する送信部と、上記無線タグからの応答信号を上記第２のアンテナ部を介して受信する受信部と、を備える無線通信装置であって、上記アンテナ部が受信した上記無線タグからの応答信号における所定のエラーを検出するエラー検出部と、当該エラー検出部の検出結果に基づいて、上記第１のアンテナ部が上記タグからの応答信号を受信し、かつ上記第２のアンテナ部から上記所定の送信信号を送信するように切り替えるアンテナ切替部と、を備えて構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上記構成により、上記エラー検出部の検出結果に基づいて、第１のアンテナ部を送信側から受信側に及び第２のアンテナ部を受信側に切り替えることにより、極めて簡単な構成をもって高いダイバーシチ効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施の形態１）
以下に、本発明の無線通信装置における実施の形態１について図面に沿って説明する。
【００１８】
＜本体装置Ａの説明＞
図１は、本発明の実施の形態１における無線通信装置の回路構成ブロック図であり、同図には、無線通信装置の送信系回路１２０及び受信系回路１２１の内部の例を示す。また、本実施の形態１では、８５０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ帯が使用されている。
【００１９】
図１において、ＣＰＵ１１２（Central Processing Unit）により、シンセサイザ１１４のデータ設定、パワーアンプ１０３の電源ＯＮ／ＯＦＦ制御（ＡＭ変調）、受信ＡＤコンバータ１１１の受信データ処理等を行う。また、シンセサイザ１１４では、無線タグとの通信に必要な搬送波が生成される。この生成されたシンセサイザ信号は、周波数ホッピングシステムにおいて、ある一定時間毎に周波数を変化させることが可能である。シンセサイザ１１４の出力は、送信アンプ１０２により信号増幅される。この増幅された搬送波は、次のパワーアンプ１０３に入力される。パワーアンプ１０３では、電源のＯＮ／ＯＦＦ制御がＣＰＵ１１２により行われる。このパワーアンプ１０３のＯＮ／ＯＦＦ制御により搬送波がＡＭ変調される。次に、このパワーアンプ１０３によりＡＭ変調された変調波は、バンドパスフィルター１０５で不要なスプリアス成分を除去される。このスプリアス成分が除去された変調波は、送信アンテナ１００ｃ又は受信アンテナ１０１ｃにより空間に電波が放出され、無線タグへの送信信号となる。また、無線タグからの応答信号は、受信アンテナ１０１ｃ又は送信アンテナ１００ｃにて受信される。受信された無線タグからの応答信号は、分配器１０７へ入力され、受信電力が均等に２分配される。次に、２分配された電力は、ミキサ１０８ａ、ｂへ入力される。ここで、当該各ミキサ１０８ａ、ｂへのローカル信号は、シンセサイザ１１４で生成された送信信号と同一の周波数となる。そのローカル周波数信号を移相器１１５により生成ローカル信号に対して９０度位相の遅れた周波数信号と、生成ローカル周波数と同位相（０度）の周波数信号とに分配される。
【００２０】
次に、移相器１１５では、信号を２分配するのと同時に、２分配した信号に対して９０度の移相差のある信号を生成する。即ち、この２分配されて、さらに位相差９０度のローカル２信号は、ミキサ１０８ａ、ｂへ入力され、受信信号をダイレクトにベースバンド信号に変換する。ミキサ１０８ａでは、受信信号と同周波数の０度ローカル信号がミキシングされる。ミキサ１０８ａの出力には、直交復調された受信ベースバンド信号が出力される。次に、ミキサ１０８ｂでは、受信信号と同周波数の９０度移相されたローカル信号がミキシングされる。ミキサ１０８ｂの出力には、直交復調された受信ベースバンド信号が出力される。
【００２１】
ここで、０度ローカル周波数成分とミキシングされた出力をＩ成分、また９０度移相ローカル成分とミキシングされた出力をQ成分とする。ベースバンド信号に変換されたＩ、Ｑ信号成分は、フィルタ１０９ａ、１０９ｂにより不要な周波数成分が除去される。その後、受信アンプ１１０ａ，ｂにより所要のレベルまで増幅される。
【００２２】
増幅されたベースバンド信号は、ＡＤコンバータ１１１により２値化され、ＣＰＵ１１２にて受信データが復調処理される。復調されたデータは、Ｉ／Ｏインターフェース１１３を通して外部のインターフェースとのデータのやり取りが行なわれる。
【００２３】
＜アンテナ部Ｂ１の構成の説明＞
ここで説明する送信周波数は、３００MHzから３０００MHz帯のUHF帯のシステムに適用可能である。
【００２４】
図１において、送信系回路１２０からの送信出力がＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw  単極双投）スイッチ１２５ｃからＳＰＤＴスイッチ１２２ｃ、若しくはＳＰＤＴスイッチ１２３ｃに接続されるように制御される。よって、ＳＰＤＴスイッチ１２２ｃに接続された場合は、送信アンテナ１００ｃにより送信される。また、ＳＰＤＴスイッチ１２３ｃに接続された場合は、受信アンテナ１０１ｃにより送信される。
【００２５】
同様に、受信系回路１２１への入力はＳＰＤＴスイッチ１２６ｃからＳＰＤＴスイッチ１２２ｃ、若しくはＳＰＤＴスイッチ１２３ｃに接続されるように制御される。ＳＰＤＴスイッチ１２２ｃに接続された場合には、送信アンテナ１００ｃにより受信される。よって、ＳＰＤＴスイッチ１２３ｃに接続された場合は、受信アンテナ１０１ｃにより受信される。
【００２６】
図２は、本発明の無線通信装置の実施の形態１における機能構成ブロック図である。同図において、送信信号生成部１３０は、無線タグに対しての応答指示コマンド等を含む所定の送信信号を生成する。この送信信号生成部１３０には、送信部１３１が接続されており、送信部１３１は、送信信号生成部１３０が生成した送信信号を送信するためにアンテナ切替部１３７を介して第１のアンテナ部１３２に接続されている。また、受信部１３４は、上記アンテナ切替部１３７を介して第２のアンテナ部１３５に接続されている。この受信部１３４は、第２のアンテナ部１３５が受信した応答信号を応答信号解読部１３３に送信し、応答信号解読部１３３は、受信信号を解読（エンコード）する。
【００２７】
更に、エラー検出部１３６は、応答信号解読部１３３に送信された無線タグからの応答信号のうちエラーとなった信号を検出し、その検出結果を制御部１３８に送信する。アンテナ切替部１３７は、上記制御部１３８からの指示により、上記第１のアンテナ部１３２及び第２のアンテナ部１３５のそれぞれの接続を送信部１３１又は受信部１３４に切り替える。尚、上記制御部１３８は、２つの種類のエラー検出方式を備え、ユーザの指示により入力部（図示せず）により検出方法を選択することができる。
【００２８】
以下に、図１の本実施の形態における無線通信装置の回路構成ブロック図と図２の同機能ブロック図との対応について説明する。送信信号生成部１３０は、ＣＰＵ１１２により実現されている。送信部１３１は、送信アンプ１０２、パワーアンプ１０３により構成される。第１のアンテナ部１３２は、送信アンテナ１００ｃにより実現されている。応答信号解読部１３３は、ＣＰＵ１１２により実現されている。また、受信部１３４は、分配器１０７、ミキサ１０８ａ、１０８ｂ、フィルタ１０９ａ、１０９ｂ、受信アンプ１１０ａ、１１０ｂ、ＡＤコンバータ１１１により構成される。また、第２のアンテナ部１３５は、受信アンテナ１０１ｃにより実現されている。エラー検出部１３６は、ＣＰＵ１１２により実現される。アンテナ切替部１３７は、ＳＰＤＴスイッチ１２２ｃ、１２３ｃ、１２５ｃ、１２６ｃにより構成される。更に、制御部１３８は、ＣＰＵ１１２により実現される。
【００２９】
＜アンテナ制御の説明＞
次に、図１に示されている経路切替のためのＳＰＤＴスイッチの信号経路切替制御信号の一例を図４（ａ）に示す。このスイッチでは制御信号「０」入力でａ−ｂ間の経路が有効になるようにスイッチが制御される。また、制御信号「１」の入力でａ−ｃ間の経路が有効になるようにスイッチが制御される。また、図４の（ｂ）に、図１におけるＳＰＤＴスイッチ制御信号とアンテナ経路との関係についての制御マトリクスを示す。同図に示すように、スイッチ制御をもってアンテナ制御がなされる。
【００３０】
以下、図１及び図３に沿って、本実施の形態１における信号の流れに関してアンテナ制御について詳細に説明する。送信系回路１２０からの出力がＳＰＤＴスイッチ１２５ｃにてＳＰＤＴスイッチ１２２ｃかＳＰＤＴスイッチ１２３ｃのどちらかに接続される。
【００３１】
図３の（ａ）の場合、ＳＰＤＴスイッチ１２５ｃからＳＰＤＴスイッチ１２２ｃに接続され、送信系回路１２０からの出力は、送信アンテナ１００ｃから出力される。このときには、受信アンテナ１０１ｃでの受信信号はＳＰＤＴスイッチ１２３ｃを通ってＳＰＤＴスイッチ１２６ｃに接続され、受信系回路１２１に接続されるように制御される。このシステムでは、別の通信経路の制御も可能である。
【００３２】
また、図３の（ｂ）の場合、送信系回路１２０からの出力は、ＳＰＤＴスイッチ１２５ｃからＳＰＤＴスイッチ１２３ｃに接続されているため、受信アンテナ１０１ｃを通じて送信出力が出力される。このとき、送信アンテナ１００ｃにて受信信号を受信し、ＳＰＤＴスイッチ１２２ｃを通じてＳＰＤＴスイッチ１２６ｃ経由で受信経回路１２１で受信信号を受信する。
【００３３】
尚、本実施の形態１では、アンテナ切替えにおける２つの切替モードを採用しており、１つは「ＣＲＣエラー検出方式」を利用した切替モード、他方は「パイロットトーンエラー検出方式」を利用した切替モードである。以下に、この２つの検出切替モードについて詳細に説明する。尚、ＣＲＣとは、「ＣＹＣＬＩＣＡＬ  ＲＥＵＮＤＡＮＣＹ  ＣＨＥＣＫ」である。また、パイロットトーンとは、データ通信における同期信号である。
【００３４】
＜ＣＲＣエラー検出の概略説明＞
図５は、本発明の実施の形態１における無線通信装置（Ｒ／Ｗ）と無線タグ間のデータの流れ及びアンテナ制御の例図であり、無線通信装置（Ｒ／Ｗ）と無線タグとの間のデータの流れ及びそのときのＣＲＣエラー検出によるアンテナ選択の例を示す。
【００３５】
図５の（ａ）に、無線通信装置と無線タグとの間のデータの流れを示す。また、図５の（ｂ）に、上記（ａ）の通信時の選択アンテナの例を示す。アンテナは、アンテナ１００ｃとアンテナ１０１ｃの２本のみとする。図５の（ｃ）に無線タグと無線通信装置と間のＣＲＣデータに含まれるエラーをカウントし、当該カウント値が設定閾値に達したときに、カウント値が「０」にクリアされる制御例を示す。
【００３６】
先ず、無線通信装置から無線タグへ送信データが送信されると、一定時間（ｔ１）後に無線タグからの受信データを無線通信装置にて受信する。無線通信装置と無線タグとの間の通信は、基本的には、このような送信データ、受信データの通信の繰り返しとなっており、その繰り返し時に通信に使用するアンテナを制御することとなる。受信データには、受信データに対応するＣＲＣ（エラー判定ｂｉｔ）２００が付加されており、そのＣＲＣエラー（送信データと付加されたチェック符号の関係の正しさ）をＣＰＵ１１２にて判定する。即ち、ＣＰＵ１１２にて、無線タグとの通信開始時にＣＲＣエラー回数を指定し、通信中では常にＣＲＣエラー回数をカウントしておき、指定されたＣＲＣエラー回数に達したときに、無線通信装置と無線タグとの間の通信に使用する２つのアンテナ同士を切り替えるように制御する。この例では、受信データをＮ回受信する間にＣＲＣエラー回数が設定エラー回数閾値に到達する場合の一例を示している。図５の（ａ）の受信データＮ中のＣＲＣデータ受信時には、図５の（ｃ）にてＣＲＣエラー回数が設定閾値に達しており、ここでカウント値を「０」にクリアして、更に、選択されたアンテナが図５の（ｂ）にてアンテナ１００ｃからアンテナ１０１ｃに切り替わる。
【００３７】
また、このアンテナ切替えを行うときのＣＲＣエラー回数は、読み取るタグの枚数により最適な値に設定する必要がある。本実施の形態１では、ＣＲＣエラーは判定回数をフィールド内に存在するであろう読み取るタグ枚数に合わせて適切に制御する。具体的には、読み取りタグ枚数をＮ１枚に設定した場合、アンテナ切替えを行うトリガとなるＣＲＣエラー判定回数ｅ１をｎ１回に比例する値に設定する。ただし、ここで設定するＣＲＣエラー判定回数は、ｅ１＞１とする。このようなＵＨＦ帯のリーダーのシステムにおいては、ｅ１＝Ｎ１／１００〜Ｎ１に設定する。また、読取タグ枚数Ｎ１に対してＣＲＣエラー判定回数ｅ１を上記の関係式に設定することで、効率的に無線タグの読取が可能になる。尚、ｅ１＞ｎ１とすれば、無線タグの読取時間の劣化が起こるばかりではなく、アンテナ切り替えが適切に行えなくなるケースが発生する可能性がある。ｅ１＜ｎ１／１００では頻繁にアンテナ切替えが行われる可能性があり適切ではない。尚、上記設定は、ユーザが図示しないキーボード（入力手段）により行うことができる。
【００３８】
＜ＣＲＣエラー検出による動作のフローチャートの説明＞
以下、本実施の形態１の装置のアンテナ切替機能の動作をフローチャートに沿って説明する。ここでは、図６を用いてＣＲＣエラー回数によるアンテナ切替制御手順に関して説明する。
【００３９】
先ず、ステップ１にて、読取枚数ｎ１を設定する（尚、ｎ１はタグからの応答信号に含まれる乱数のｂｉｔ数に等しい値となることもある。）。次に、ｎ１に比例したＣＲＣエラー判定回数ｅ１、読取回数ｍ１を設定する。ｍ１は読取タグ枚数以上の値を設定し、このようなＵＨＦＲＦＩＤシステムでは、ｍ１＞ｎ１の値となるようにする（尚、ｍ１＜ｎ１の場合、すべてのタグを読み取ることが困難になる可能性があり現実的ではない。）。
【００４０】
次に、ステップ２にて、読み取りを行う送信及び受信アンテナを設定する。次に、ステップ３にて無線タグの読取を行う。更に、ステップ４では、読取回数を判定する。更に、読取回数ｍ１に到達した時には、通信処理を終了する（ステップ６）。読取回数ｍ１未満の場合は、ステップ５に移行する。
【００４１】
次に、ステップ５にて、無線タグからの応答ＣＲＣエラー回数と読み取り枚数を判定する。また、ＣＲＣエラー回数がｅ１以上かつ読取枚数がｎ１未満の時には、通信アンテナの切替えを行うステップ２に移行する。また、ＣＲＣエラー回数がｅ１未満かつ読取枚数がｎ１未満の時には、タグ読取コマンド発行を行うステップ３に移行する。また、ステップ５にて、読取枚数がｎ１に到達した場合には、ステップ６に移行して通信終了となる。以上がＣＲＣエラー検出をもとに送受信のアンテナを切り替える制御である。
【００４２】
＜パイロットトーンエラー検出の概略説明＞
図７にパイロットトーンエラー判定によるアンテナ切替制御例に関して詳細に説明する。尚、パイロットトーン信号とは、無線タグからの通信データに含まれる同期信号を意味する。
【００４３】
図７の（ａ）に無線タグと無線通信との間のデータの流れを示す。また、図７の（ｂ）に図７の（ａ）の通信時のアンテナの例を示す。尚、アンテナは、ここではアンテナ１００ｃとアンテナ１０１ｃの２本のみとする。
【００４４】
図７の（ｃ）に、無線タグと無線通信との間のパイロットトーンデータに含まれるエラーをカウントし、設定閾値に達したときにカウント値が「０」にクリアされる制御例を示す。尚、この実施の形態１では、受信データをＮ回受信する間にパイロットトーンエラー回数が設定エラー回数閾値に到達する場合の一例を示している。
【００４５】
図７の（ａ）の受信データＮ中のパイロットトーンデータ受信時には、図７の（ｃ）にてパイロットトーンエラーが設定閾値に達しており、ここでカウント値を「０」にクリアしてさらに、選択したアンテナが図７の（ｂ）にてアンテナ１００ｃからアンテナ１０１ｃに切り替わっている。また、このアンテナ切替えを行うときのパイロットトーンエラー回数は、読み取る無線タグの枚数により最適な値に設定する必要がある。本実施の形態１では、パイロットトーンエラーは、判定回数をフィールド内に存在するであろう読み取る無線タグ枚数にあわせて適切に制御する。具体的には、読み取りタグ枚数をＮ１枚に設定した場合、アンテナ切替えを行うトリガとなるパイロットトーンエラー判定回数ｐ１をＮ１回に比例する値に設定する。ただし、ここで、設定するパイロットトーンエラー判定回数は、ｐ１＞１とする。このようなＵＨＦ帯のリーダーのシステムにおいてはｐ１＝Ｎ１／１００〜Ｎ１に設定する。読取タグ枚数Ｎ１に対してパイロットトーンエラー判定回数ｐ１を上記の関係式に設定することで、効率的にタグの読取が可能になるためである。また、ｐ１＞Ｎ１とすれば、タグの読取時間の劣化が起こるばかりではなく、アンテナ切り替えが適切に行えなくなるケースが発生する可能性がある。尚、ｐ１＜Ｎ１／１００では頻繁にアンテナ切替えが行われる可能性があり適切でない。
【００４６】
＜パイロットトーンエラー検出による動作のフローチャートの説明＞
以下に、本実施の形態１の装置の本機能の動作を図８のフローチャートに沿って説明する。尚、本機能とは、タグからの受信データに含まれるパイロットトーンのエラー検出によるアンテナ切替えである。
【００４７】
先ず、ステップ１にて、読取枚数ｎ１を設定する（ｎ１は、タグからの応答信号に含まれる乱数のｂｉｔ数に等しい値となることもある。）。次に、ｎ１に比例したパイロットトーンエラー判定回数ｐ１、読取回数ｍ１を設定する。尚、パイロットトーンエラーは、タグからの応答がぶつかり、パイロットトーンが崩れて検出不可能な場合にエラーとして検出される（また、環境のノイズ等の影響によりパイロットトーンが崩れることによりエラー検出されることもある。）。ｍ１は読取タグ枚数以上の値を設定し、ＵＨＦＲＦＩＤシステムでは、ｍ１＞ｎ１の値となるようにする。尚、ｍ１＜ｎ１の場合、すべてのタグを読み取ることが困難になる可能性があり現実的ではない。
【００４８】
次に、ステップ２にて、読み取りを行う送信、受信アンテナを指定する。そして、ステップ３にて、タグ読取を行う。次に、ステップ４では、読取回数を判定する。読取回数ｍ１に到達した時には通信処理を終了する（ステップ６）。読取回数ｍ１未満の場合は、ステップ５に移行する。
【００４９】
次に、ステップ５にて、タグからの応答パイロットトーンエラー回数と読み取り枚数とを判定する。パイロットトーンエラー回数がｅ１以上かつ読取枚数がｎ１未満の時には、通信アンテナの切替をおこない、ステップ２に移行する。パイロットトーンエラー回数がｅ１未満かつ読取枚数がｎ１未満の時にはタグ読取コマンド発行を行い、ステップ３に移行する。
【００５０】
また、ステップ５にて読取枚数がｎ１に到達した場合には、ステップ６に移行し、通信終了となる。以上がパイロットトーンエラーをもとにアンテナを切り替える制御である。
【００５１】
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２について図面に沿って説明する。尚、上記本発明の実施の形態１との相違は、図１においてのアンテナ部Ｂ２であり、以下に詳細に説明する。
【００５２】
＜複数アンテナの構成の説明＞
図９は、図１のＳＰＤＴスイッチ１２２ｃ、ＳＰＤＴスイッチ１２３ｃの後段（アンテナスイッチ部：Ｂ１の後段）に複数のブランチのアンテナスイッチ部Ｂ２（以下、「ブランチスイッチ部」）を接続するダイバーシチ構成の一例を示す構成ブロック図である。
【００５３】
本実施の形態では、複数のアンテナを有するブランチスイッチ部２００、２０１の切替えをＳＰ４Ｔ（Single  Pole  Forth  Throw）単極４投スイッチを使用して、送信受信それぞれ４個のアンテナ切替えを実現可能としている。
【００５４】
以下、本実施の形態２の無線通信装置の構成及び制御方法に関して更に詳細に説明する。尚、本実施の形態においても、アンテナの切り替えには、ＣＲＣエラー検出及びパイロットトーンエラー検出が利用される。
【００５５】
送信系回路１２０の出力は、ＳＰＤＴスイッチ１２５ｃに接続される。ＳＰＤＴスイッチ１２５ｃでは、１ｂｉｔの制御信号により、ＳＰＤＴスイッチ１２２ｃ経由で送信アンテナ側のＳＰ４Ｔスイッチ２００か、ＳＰＤＴスイッチ１２３ｃ経由で受信アンテナ側のＳＰ４Ｔスイッチ２０１に接続される。
【００５６】
ここで、送信アンテナ側のＳＰ４Ｔスイッチ２００に制御された場合、送信系回路１２０出力は、送信アンテナ１６０〜１６３のいずれか１本から出力されることになる。また、受信側のＳＰ４Ｔスイッチ２０１に制御された場合、送信系回路１２０出力は、受信アンテナ１６４〜１６７のいずれか１本から出力されることになる。
【００５７】
即ち、ＳＰＤＴスイッチ１２５ｃ、１２２ｃ、１２３ｃにて送信信号を送信アンテナか受信アンテナのどちらかで送信することを選択することが可能になる。送信系回路１２０出力が送信アンテナ１６０〜１６３もしくは受信アンテナ１６４〜１６７にて出力する場合、４本のアンテナのうちのどれか１個のアンテナにて出力することになる。そのときのアンテナの選択はリーダーライタでの受信ＣＲＣエラーにて行われる。尚、ＣＲＣとは、「ＣＹＣＬＩＣＡＬ  ＲＥＤＵＮＤＡＮＣＹ  ＣＨＥＣＫ」である。ここでのＣＲＣデータは、タグからの応答データに付加されたエラー判定用の冗長符号を意味し、この冗長符号をリーダーライター側にて復号し、正規の受信データが応答されているかどうかの判定に用いるものである。又、アンテナの選択はパイロットトーンエラーにて行われることもある。
【００５８】
パイロットトーンとは、タグからの応答データの先頭に含まれる信号同期用の符号をさす。この符号を元にリーダーライター側ではタグからの応答信号を判定し、同期をとることになる。タグの種類によりこの同期用の符号は異なる為、様々な種類のタグに対し同期を取り受信することも可能である。
【００５９】
本実施の形態においては、前述のＣＲＣエラーもしくはパイロットトーンエラーにて判定され、アンテナ切替が行われることになる。アンテナ選択の為の判定の手順は実施の形態１と同様である。同様に、受信系においても、受信アンテナ１６４〜１６７のいずれか１本からの受信信号はＳＰ４Ｔスイッチ２０１を通ってＳＰＤＴスイッチ１２３ｃにてＳＰＤＴスイッチ１２６ｃ経由で受信系回路１２１へ入力されるか、送信アンテナ１６０〜１６３のいずれか１本からの受信信号がＳＰ４Ｔスイッチ２００を通ってＳＰＤＴスイッチ１２２ｃ経由でＳＰＤＴスイッチ１２６ｃにて受信系回路１２１へ入力されるかどうか制御される。受信系回路１２１の入力が送信アンテナ１６０〜１６３もしくは受信アンテナ１６４〜１６７にて受信される場合、４本のアンテナのうちのどれか１個のアンテナにて受信することになる。そのときのアンテナの選択はリーダーライタでの受信ＣＲＣエラー、もしくはパイロットトーンエラーにて判定され、アンテナ切替が行われることになる。そのときのアンテナの選択はリーダーライタでの受信ＣＲＣエラーにて行われる。尚、ＣＲＣとは、「ＣＹＣＬＩＣＡＬ  ＲＥＤＵＮＤＡＮＣＹ  ＣＨＥＣＫ」である。ここでのＣＲＣデータは、タグからの応答データに付加されたエラー判定用の冗長符号を意味し、この冗長符号をリーダーライター側にて復号し、正規の受信データが応答されているかどうかの判定に用いるものである。また、アンテナの選択はパイロットトーンエラーにて行われることもある。
【００６０】
パイロットトーンとは、タグからの応答データの先頭に含まれる信号同期用の符号をさす。この符号を元にリーダーライター側ではタグからの応答信号を判定し、同期をとることになる。タグの種類によりこの同期用の符号は異なる為、様々な種類のタグに対し同期を取り受信することも可能である。
【００６１】
本実施の形態においては、前述のＣＲＣエラーもしくはパイロットトーンエラーにて判定され、アンテナ切替が行われることになる。アンテナ選択の為の判定の手順は実施の形態１と同様である。
【００６２】
以上のような方法で、送信時には、送信受信アンテナの切替制御が可能であり、受信時にも送信、受信アンテナの切替制御が可能になる。また、ＳＰ４Ｔスイッチ２００、２０１では各４ブランチのアンテナの切替制御を行う。
【００６３】
尚、アンテナのブランチスイッチ部の切替制御詳細の一部は、に示すマトリクスに従う。ここでは、ＳＰＤＴスイッチ２個とＳＰ４Ｔスイッチ２個の制御の例を示したが、ＳＰ４Ｔスイッチ２００、２０１がＳＰ５Ｔ、ＳＰ６Ｔとなるように構成することで、送受アンテナのブランチ数を５個、６個というように増やすことが可能になる。また、この構成にてパスの途中に移相器を設けて信号の位相制御を行うことが可能である。また、ＳＰ４Ｔスイッチ２００、２０１の代わりにＳＰＤＴスイッチの組み合わせによる複数ブランチのアンテナ制御も可能である。また、ここに記載しているＳＰ４Ｔスイッチ、ＳＰＤＴスイッチ等の構成は、スイッチ専用のＭＭＩＣを使用することも可能であるが、ＰＩＮダイオードのバイアスにてＯＮ／ＯＦＦ制御を行うスイッチ構成にすることで安価な構成でスイッチを実現することが可能になる。
【００６４】
（実施の形態３）
本実施の形態３は、本装置構成については、実施の形態２と同じであるが、上記スイッチ群によるアンテナ切替制御が異なる。即ち、ＣＰＵ（制御部及びエラー検出部）は、上述のＣＲＣエラー検出又はパイロットトーンエラー検出を行い、当該エラーの検出によりアンテナの切り替えを行う場合、ブランチスイッチ部２００、２０１のみを動作させる。
【００６５】
本実施の形態では、モードＡ及びモードＢの２つのモードを備えている。先ず、モードＡでは、上記検出により、制御部がブランチスイッチ部２００に連結されるアンテナ１６０〜１６３のうち現在連結中のアンテナから最も遠いアンテナに切り替えるか、または、ブランチスイッチ部２０１に連結されるアンテナ１６４〜１６７のうち現在のアンテナから最も遠いアンテナに切り替える。また、モードＢでは、上記検出により、制御部がブランチスイッチ部２００に連結されるアンテナ１６０〜１６３のうち現在連結中のアンテナとは異なる別のアンテナに切りかえる。かつ、ブランチスイッチ部２０１に連結されるアンテナ１６４〜１６７のうち現在のアンテナの切りかえ順序は自由に設定が可能である。このモードの切り替えは、キーボード等の入力手段（図示せず）によりユーザが行う。
【００６６】
以上のように、スイッチマトリクスに従い信号経路を制御することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の無線通信装置のダイバーシチ制御は複数のアンテナにてタグ読取を行うシステムに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１における無線通信装置の回路ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における無線通信装置の機能ブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における無線通信装置のアンテナスイッチの切り替えを示す図
【図４】本発明の実施の形態１における無線通信装置のアンテナスイッチの制御マトリクスを示す図
【図５】本発明の実施の形態１における無線通信装置とタグ間のデータの流れとアンテナ制御を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における無線通信装置の動作のフローチャート
【図７】本発明の実施の形態１における無線通信装置とタグ間のデータの流れとアンテナ制御を示す図
【図８】本発明の実施の形態１における無線通信装置の動作のフローチャート
【図９】本発明の実施の形態２における無線通信装置のアンテナ部の概略構成図
【図１０】本発明の実施の形態２における無線通信装置のアンテナスイッチの制御マトリクスを示す図
【図１１】従来の無線通信装置の回路ブロック図
【図１２】従来の無線タグの回路ブロック図
【図１３】従来の無線通信装置のアンテナ部の概略構成図
【図１４】従来の無線通信装置のアンテナスイッチの概略構成図
【図１５】従来の無線通信装置のアンテナスイッチの制御マトリクス図
【符号の説明】
【００６９】
１３１    送信部
１３２    第１のアンテナ部
１３３    応答信号解読部
１３４    受信部
１３５    第２のアンテナ部
１３６    エラー検出部
１３７    アンテナ切替部
１３８    制御部
【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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【図１４】
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【図１５】
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