(57)【要約】【課題】無変調波の受信時においてもキャリアセンスを可能にする。【解決手段】受信する高周波信号とほぼ同一の周波数の高周波信号を発生するローカル発振器７と、受信した高周波信号をローカル発振器７からの高周波信号を使用してベースバンド周波数に周波数変換するミキサ５，６と、このミキサで周波数変換して取出したベースバンド信号の帯域を制限するローパスフィルタ１１，１３と、ローカル発振器７が発生する高周波信号を変調する変調器９と、ベースバンド回路１０を備え、キャリアセンスを行うとき、変調器９はローカル発振器７の高周波信号の周波数を変調し、ミキサ５，６は変調された高周波信号と受信した高周波信号を混合することによりベースバンド周波数に変換し、ベースバンド信号の振幅によりキャリアセンスを行う。【選択図】      図１
2007028583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信する高周波信号とほぼ同一の周波数の高周波信号を発生するローカル発振器と、
前記ローカル発信器が発生する高周波信号の周波数を制御する制御手段と、
受信した高周波信号を前記ローカル発振器から発生した高周波信号を使用してベースバンド周波数に周波数変換する周波数変換器と、
この周波数変換器で周波数変換して取出したベースバンド信号の帯域を制限するローパスフィルタと、
前記ローカル発振器が発生する高周波信号を変調する変調器とを備え、
キャリアセンスを行うとき、前記変調器は前記ローカル発振器の高周波信号を変調し、前記周波数変換器は、前記変調された高周波信号と、受信した高周波信号を混合することによりベースバンド周波数に変換し、
前記周波数変換器から出力されるベースバンド信号の振幅によりキャリアセンスを行うことを特徴とするダイレクトコンバージョン無線機。
【請求項２】
ローカル発振器から発生した高周波信号を変調する変調速度を、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数以下にしたことを特徴とする請求項１記載のダイレクトコンバージョン無線機。
【請求項３】
受信する高周波信号とほぼ同一の周波数の高周波信号を発生するローカル発振器と、
前記ローカル発信器が発生する高周波信号の周波数を制御する制御手段と、
受信した高周波信号を前記ローカル発振器から発生した高周波信号を使用してベースバンド周波数に周波数変換する周波数変換器と、
この周波数変換器で周波数変換して取出したベースバンド信号の帯域を制限するローパスフィルタと、
前記ローカル発振器が発生する高周波信号を変調する変調器とを備え、
前記制御手段は、キャリアセンスを行うとき、前記ローカル発振器から発生する高周波信号の周波数を受信周波数よりもΔｆだけシフトさせ、
受信した高周波信号と前記ローカル発振器から発生する高周波信号により発生するビート周波数Δｆの振幅によりキャリアセンスを行うことを特徴とするダイレクトコンバージョン無線機。
【請求項４】
ローカル発振器からの高周波信号のシフト周波数Δｆを、ローパスフィルタのカットオフ周波数以下にしたことを特徴とする請求項３記載のダイレクトコンバージョン無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクトコンバージョン無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイレクトコンバージョン無線機としては、例えば、アンテナで受信した変調された受信信号を局部発信信号と混合する同相用の混合器及び前記局部発信信号の位相を９０°移相させた信号と混合する直交相用の混合器にそれぞれ供給して、同相のベースバンド信号及び直交相のベースバンド信号を出力し、同相のベースバンド信号は増幅器を介してベースバンドプロセッサに供給し、直交相のベースバンド信号は増幅器を介して同じくベースバンドプロセッサに供給する構成において、同相のベースバンド信号のレベルを示す受信電界強度信号ＲＳＳＩ（同相）及び直交相のベースバンド信号のレベルを示す受信電界強度信号ＲＳＳＩ（直交相）を加算して受信電界強度信号ＲＳＳＩを出力する、うねり低減手段を設け、これにより、ベースバンド信号のうねりによる変動が低減された受信電界強度信号ＲＳＳＩを得ることができ、局部発振器の固体バラツキ等があっても受信環境の状態を正確に表わしている受信電界強度信号を出力することができるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１５６８６４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
無線ＬＡＮや携帯電話などの一般的な無線通信では、送信波は常に搬送波が変調されているため、前記搬送波が変調されている送信波を受信する従来のダイレクトコンバージョン無線機においても、復調されたベースバンド信号の振幅を参照することにより受信電界強度を測定することは可能である。一方、電波によって電力供給を受ける受電型の無線タグ（ＲＦＩＤ）との間で無線通信を行うＲＦＩＤリーダ／ライタは、無線タグに対して質問した後、前記無線タグに電力を供給するため無変調の搬送波を送信しつつ、無線タグからの応答を受信する。
【０００４】
このため、従来のダイレクトコンバージョン方式をＲＦＩＤリーダ／ライタの無線通信に適用した場合、前記ダイレクトコンバージョン無線機は原理的に無変調波の受信電界強度を測定することが困難であるため、あるＲＦＩＤリーダ／ライタが無線タグからの応答を受信しているときには、近くにある他のＲＦＩＤリーダ／ライタは、前記ＲＦＩＤリーダ／ライタが送信している無変調の搬送波に対してキャリアセンスができないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、無変調波の受信時においてもキャリアセンスができるダイレクトコンバージョン無線機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、受信する高周波信号とほぼ同一の周波数の高周波信号を発生するローカル発振器と、ローカル発信器が発生する高周波信号の周波数を制御する制御手段と、受信した高周波信号をローカル発振器から発生した高周波信号を使用してベースバンド周波数に周波数変換する周波数変換器と、この周波数変換器で周波数変換して取出したベースバンド信号の帯域を制限するローパスフィルタと、ローカル発振器が発生する高周波信号を変調する変調器とを備え、キャリアセンスを行うとき、変調器はローカル発振器の高周波信号を変調し、周波数変換器は、変調された高周波信号と、受信した高周波信号を混合することによりベースバンド周波数に変換し、周波数変換器から出力されるベースバンド信号の振幅によりキャリアセンスを行うダイレクトコンバージョン無線機にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、無変調波の受信時においてもキャリアセンスができるダイレクトコンバージョン無線機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１はダイレクトコンバージョン無線機の構成を示し、この無線機は、アンテナ１で受信した高周波信号を、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２及びサーキュレータ３を介して二分岐し、その一方を、さらに、ローノイズ増幅器４を介して、周波数変換器であるミキサ５とミキサ６にそれぞれ入力している。
【００１０】
また、受信する高周波信号とほぼ同一の周波数の所定値以上の周波数信号である高周波信号を発生するローカル発振器７を設け、このローカル発振器７からの高周波信号を前記ミキサ５に直接供給するとともに前記ミキサ６に９０°の位相差を与えるπ／２移相器８を介して供給している。また、前記ローカル発振器７からの高周波信号を変調器９に供給している。前記ローカル発振器７は、制御手段を構成するベースバンド回路１０によって制御されるようになっている。前記ベースバンド回路１０は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）やメモリを含んでおり、予め記憶されたプログラムに従って動作するようになっている。また、メモリには、前記ローカル発振器７が発生する高周波信号の周波数を変更する時間と、所定周波数のシフト周波数Δｆが設定されている。
【００１１】
前記ミキサ５は受信した高周波信号と前記ローカル発振器７からの高周波信号を混合して同相のベースバンド信号を出力する。このベースバンド信号はＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１を通過し、低周波増幅器１２で増幅された後、前記ベースバンド回路１０に供給される。
【００１２】
前記ミキサ６は受信した高周波信号を前記移相器８によって９０°の位相差を与えられた前記ローカル発振器７からの高周波信号と混合して直交相のベースバンド信号を出力する。このベースバンド信号はＬＰＦ（ローパスフィルタ）１３を通過し、低周波増幅器１４で増幅された後、前記ベースバンド回路１０に供給される。前記ベースバンド回路１０は、同相のベースバンド信号と直交相のベースバンド信号に基づいて復調処理を行って復調信号を得る。
【００１３】
前記変調器９は、ローカル発振器７からの高周波信号を変調する。そして、前記変調器９で変調された高周波信号はパワーアンプ１５により電力増幅された後、前記サーキュレータ３及びＢＰＦ２を通ってアンテナ１から送信されるようになっている。  
尚、同図では説明に直接関係のないミキサ後段のＤＣカットコンデンサ等は省略してある。
【００１４】
図２は、ダイレクトコンバージョン無線機を搭載した２台のＲＦＩＤリーダ／ライタＡ、Ｂの送受信タイミングと、ベースバンド信号を示している。この２台のＲＦＩＤリーダ／ライタＡ、Ｂは、例えば、互いに電波が干渉し合う距離に配置されている。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４はタイムスロットを示している。また、ベースバンド信号は、ＲＦＩＤリーダ／ライタＡ、Ｂの変調方式が１００％ＡＳＫ（振幅シフトキーイング）の場合を示している。
【００１５】
ＲＦＩＤリーダ／ライタＡが受電型の無線タグから情報を読み取る場合、図２のＴ１期間において、無線タグに対して周波数ｆ１で質問する。つまり、ローカル発振器７は周波数ｆ１で発振し、変調器９で変調された高周波信号は、パワーアンプ１５で電力増幅され、サーキュレータ３とバンドパスフィルタ２を通ってアンテナ１から送信される。
【００１６】
そして同じＴ１期間に周波数ｆ１でＲＦＩＤリーダ／ライタＢが読み取りを行う場合、ＲＦＩＤリーダ／ライタＢは、周波数ｆ１でキャリアセンスを行う。具体的には、ＲＦＩＤリーダ／ライタＢはローカル発振器７の周波数をｆ１に設定し受信動作を開始し、ＲＦＩＤリーダ／ライタＡから送信された周波数ｆ１の変調波を受信する。そして、低周波増幅器１２または１４から、図２にＳ１で示すようなベースバンド信号が出力されるため、このベースバンド信号の振幅をベースバンド回路１０が測定し、予め設定されたレベル以上の振幅であればキャリアがあると判定する。
【００１７】
図２のＴ４の期間において、ＲＦＩＤリーダ／ライタＡは、周波数ｆ１の無変調波を送信して無線タグに電力を供給しつつ無線タグからの応答波を受信する。そして、同じＴ４期間に周波数ｆ１でＲＦＩＤリーダ／ライタＢが周波数ｆ１でキャリアセンスを行うときには、まず、ベースバンド回路１０は、周波数ｆ１で発信しているローカル発振器７の周波数を、設定した時間、例えば５ｍｓｅｃの間だけｆ１＋Δｆに変更する。
【００１８】
ここで、シフト周波数Δｆは次のように設定する。  
まず、ベースバンド信号の通過帯域はＬＰＦ１１、１３のカットオフ周波数で制限されるため、シフト周波数ΔｆはＬＰＦ１１、１３のカットオフ周波数以下である必要がある。通常、無線タグが応答するときの変調速度（周波数）は、ＬＰＦ１１、１３のカットオフ周波数以下であるので、シフト周波数Δｆは無線タグの変調速度以下に設定してもよい。
【００１９】
例えば、ｆ１＝９５３ＭＨｚ、Δｆ＝４０ｋＨｚとすると、ＲＦＩＤリーダ／ライタＢのベースバンド回路１０は、ローカル発振器７の周波数を９５３．０４ＭＨｚに変更する。この９５３．０４ＭＨｚの高周波信号は、ミキサ５に供給され、更に、π／２移相器８を介してミキサ６に供給される。
【００２０】
ＲＦＩＤリーダ／ライタＢがＲＦＩＤリーダ／ライタＡの無変調送信波を受信すると、前記ミキサ５は、受信した９５３ＭＨｚの無変調信号と前記９５３．０４ＭＨｚの高周波信号を混合して同相のベースバンド信号を出力する。このベースバンド信号はＬＰＦ１１を介して低周波増幅器１２に供給される。
【００２１】
前記ミキサ６は、受信した９５３ＭＨｚの無変調信号と９０°の位相差を与えられた９５３．０４ＭＨｚの高周波信号を混合して直交相のベースバンド信号を出力する。このベースバンド信号はＬＰＦ１３を介して低周波増幅器１４に供給される。低周波増幅器１２または１４は、図３に示すように約４０ｋＨｚのベースバンド信号を出力する。
【００２２】
ベースバンド回路１０は前記ベースバンド信号の振幅を測定し、予め設定されたレベル以上の振幅であれば、キャリアがあると判定し、無線タグの読み取りを行うための送信を行わない。５ｍｓｅｃが経過したら、ベースバンド回路１０はローカル発振器７の周波数をｆ１に設定する。
【００２３】
このように、ＲＦＩＤリーダ／ライタＡが無線タグに、周波数ｆ１の無変調波を送信しているときに、ＲＦＩＤリーダ／ライタＢのダイレクトコンバージョン無線機は、ローカル発振器７の周波数を一時的にｆ１からｆ１＋Δｆに変更することでキャリアセンスすることで、前記ＲＦＩＤリーダ／ライタＡが送信している周波数ｆ１の無変調波のキャリアセンスをすることができる。
【００２４】
比較のために記載すると、従来のダイレクトコンバージョン無線機を搭載したＲＦＩＤリーダ／ライタＢは、ＲＦＩＤリーダ／ライタＡが無変調波送信を行っているＴ４期間においてキャリアセンスを行うと、ベースバンド信号として図２にＳ２で示すような直流に近い信号しか出力しない。実際には、ＲＦＩＤリーダ／ライタＡとＲＦＩＤリーダ／ライタＢのローカル発振器７の周波数は数１０ｐｐｍの偏差が存在するため、双方のローカル発振器７の周波数差がビート周波数としてベース信号に出現する。しかし、周波数偏差が小さいのでベースバンド信号の振幅から受信電界強度を計測することはできない。
【００２５】
（第２の実施の形態）
なお、前述した第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。  
図４に示すように、このダイレクトコンバージョン無線機は、ローカル発振器７からの高周波信号を変調器９１で変調した後、前記ミキサ５に直接供給するとともに前記ミキサ６に９０°の位相差を与えるπ／２移相器８を介して供給している。また、前記変調器９１で変調した信号をパワーアンプ１５に供給している。また、前記変調器９１は、制御手段を構成するベースバンド回路１０によって制御されるようになっている。前記ベースバンド回路１０のメモリには、前記変調器９１で信号を変調する時間と、変調速度及び変調信号が設定されている。なお、その他の構成は前述した第１の実施の形態と同じである。
【００２６】
この構成のダイレクトコンバージョン無線機を搭載したＲＦＩＤリーダ／ライタＢが、図２に示すようにＲＦＩＤリーダ／ライタＡが無変調波送信を行っているＴ４期間においてキャリアセンスを行うときには、まず、ベースバンド回路１０は、ローカル発振器７の出力を、設定した時間、例えば５ｍｓｅｃの間だけＡＳＫ変調するように、前記変調器９１を制御する。この時の変調速度は、ＬＰＦ１１、１３のカットオフ周波数以下にする必要がある。ここでは、無線タグの送受信時の変調速度と同等であることが望ましく、例えば送受信の変調速度が１００ｋｂｐｓであれば、１００ｋｂｐｓで変調を行う。また、変調信号は、「０１０１」などの周期的な符号が望ましい。
【００２７】
前記変調器９１でＡＳＫ変調された高周波信号は、ミキサ５に供給され、更に、π／２移相器８を介してミキサ６に供給される。ＲＦＩＤリーダ／ライタＢがＲＦＩＤリーダ／ライタＡの無変調送信波を受信すると、前記ミキサ５は、受信した無変調信号と前記ＡＳＫ変調された高周波信号を混合して同相のベースバンド信号を出力する。このベースバンド信号はＬＰＦ１１を介して低周波増幅器１２に供給される。
【００２８】
前記ミキサ６は、受信した無変調信号と９０°位相差を与えられた前期ＡＳＫ変調された高周波信号を混合して直交相のベースバンド信号を出力する。このベースバンド信号はＬＰＦ１３を介して低周波増幅器１４に供給される。低周波増幅器１２または１４は、図５に示すように約１００ｋＨｚのベースバンド信号を出力する。ベースバンド回路１０は前記ベースバンド信号の振幅を測定し、予め設定されたレベル以上の振幅であれば、キャリアがあると判定し、無線タグの読み取りを行うための送信を行わない。また、前記レベル未満の振幅であれば、キャリアはないと判定する。５ｍｓｅｃが経過したら、ベースバンド回路１０は前記変調器９１の変調を停止する。
【００２９】
このように、この実施の形態においても、ＲＦＩＤリーダ／ライタＡが無線タグと無変調波送信を行っているときにＲＦＩＤリーダ／ライタＢのダイレクトコンバージョン無線機はローカル発振器７の周波数を変調器９１によって一時的にＡＳＫ変調することでキャリアセンスすることができる。
【００３０】
なお、この実施の形態では、ローカル発振器７の周波数を変調する変調方式として、ＡＳＫ変調を使用したがこれに限定するものではなく、ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）変調やＰＳＫ（位相シフトキーイング）変調を行っても良い。このときの変調速度も、ＬＰＦ１２、１４のカットオフ周波数以下に設定する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るダイレクトコンバージョン無線機の構成を示すブロック図。
【図２】変調時のキャリアセンスと従来における無変調時のキャリアセンスを説明するための図。
【図３】同実施の形態における無変調時のベースバンド信号を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るダイレクトコンバージョン無線機の構成を示すブロック図。
【図５】同実施の形態における無変調時のベースバンド信号を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
５，６…ミキサ（周波数変換器）、７…ローカル発振器、８…π／２移相器、１０…ベースバンド回路、１１，１３…ＬＰＦ（ローパスフィルタ）。
【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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