無線送受信装置、及び無線送受信装置の送信電力計測方法
【課題】無線通信装置が自装置の送信電力を計測するための回路規模を削減する。
【解決手段】無線送信部１１は、送信キャリアを含む送信信号を生成する。無線受信部１４は、送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行うダウンコンバータ１４０を含む。送受分離回路１２は、無線送信部１１と結合されるポートＰ１、無線受信部１４と結合されるポートＰ２、アンテナ１３と結合されるポートＰ３を有する。送受分離回路１２は、ポートＰ１に入力される送信信号をポートＰ３に出力し、ポートＰ３に入力される受信信号をポートＰ２に出力する。また、送信電力制御部１６は、ポートＰ１からポートＰ２に漏洩する送信信号の漏洩成分をダウンコンバータ１４０においてダウンコンバートすることで得られる低周波信号に基づいて、送信信号の送信電力に関する制御を行う。
【解決手段】無線送信部１１は、送信キャリアを含む送信信号を生成する。無線受信部１４は、送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行うダウンコンバータ１４０を含む。送受分離回路１２は、無線送信部１１と結合されるポートＰ１、無線受信部１４と結合されるポートＰ２、アンテナ１３と結合されるポートＰ３を有する。送受分離回路１２は、ポートＰ１に入力される送信信号をポートＰ３に出力し、ポートＰ３に入力される受信信号をポートＰ２に出力する。また、送信電力制御部１６は、ポートＰ１からポートＰ２に漏洩する送信信号の漏洩成分をダウンコンバータ１４０においてダウンコンバートすることで得られる低周波信号に基づいて、送信信号の送信電力に関する制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送受信装置に関し、特に、パッシブ型ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）のリーダ装置のように、送受信に同一のキャリア周波数を使用するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の無線送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッシブ型のＲＦＩＤシステムでは、無線タグはリーダ装置から送信される無線波を電力として動作する。例えば、パッシブ型の無線タグは、リーダから送信された無変調のキャリアを反射する際に無線タグ固有の識別情報に基づいてインピーダンスを変化させることで、ＡＳＫ変調された反射波を生成する。この変調された反射波はバックスキャッタ信号と呼ばれる。リーダは、無線タグからの応答としてバックスキャッタ信号を受信する。このように、パッシブ型のＲＦＩＤシステムは、送受信に同一のキャリア周波数を使用するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を採用している。加えて、パッシブ型のＲＦＩＤシステムにおけるリーダは、無線タグが無線信号を送信する間も、バックスキャッタ信号の生成必要な無変調のキャリアを継続的に送信している。
【０００３】
ところで、無線通信に利用可能な周波数帯域やその最大電力は、各国の法律等によって規制されている。また、無線通信装置の送信電力を抑制することは消費電力の低下に寄与する。したがって、一般的な無線通信装置は、送信電力を計測する回路及びこの計測結果に基づいて送信電力に関する制御を行う機構を有する（例えば特許文献１〜７を参照）。なお、送信電力に関する制御には様々なものがある。送信電力に関する制御の具体例は、（ａ）送信電力が許容範囲にあることを送信電力の計測値によって確認すること、（ｂ）送信電力が所望値に近づくように送信信号の利得を調整すること、（ｃ）送信電力の異常を検知した場合に送信出力を停止すること、等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３２９１８号公報
【特許文献２】特開２００４−８０２９０号公報
【特許文献３】特開平１０−２８５０５８号公報
【特許文献４】特開平１０−２２７５７号公報
【特許文献５】特開平４−３７２２２７号公報
【特許文献６】特開昭６３−１３８８０７号公報
【特許文献７】特開昭６１−１６３７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜７に開示されているような従来の無線通信装置では、自装置の送信電力を計測するための回路が、通信相手から受信した無線信号を復調するための受信回路と別個に設けられているため、回路構成が冗長であるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、無線送信部、無線受信部、送受分離回路および送信電力制御部を有する無線通信装置である。前記無線送信部は、送信キャリアを含む送信信号を生成する。前記無線受信部は、前記送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行う周波数変換回路を含む。前記送受分離回路は、前記無線送信部に結合される第１のポート、前記無線受信部に結合される第２のポート、及びアンテナに結合される第３のポートを有する。前記送受分離回路は、前記第１のポートに入力される前記送信信号を前記第３のポートに出力し、前記第３のポートに入力される前記受信信号を前記第２のポートに出力する。また、前記送信電力制御部は、前記第１のポートから前記第２のポートに漏洩する前記送信信号の漏洩成分を前記周波数変換回路に供給してダウンコンバートすることで得られる低周波信号に基づいて、前記送信信号の送信電力に関する制御を行う。
【０００７】
本発明の第２の態様は、無線通信装置の送信電力計測方法である。当該方法は、以下に示す２つのステップ（ａ）及び（ｂ）を含む。
（ａ） （i）送信信号の変調処理を行う無線送信部、（ii）前記送信信号に含まれる送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行う無線受信部、および（iii）前記送信信号の送信と前記受信信号の受信に供用されるアンテナ、の間に配置された送受分離回路を介して、前記無線送信部側から前記無線受信部側に漏洩する前記送信信号の漏洩成分を前記無線受信部に供給して周波数ダウンコンバートすること、および
（ｂ）前記漏洩成分の周波数ダウンコンバートによって得られた低周波信号に基づいて、前記送信信号の送信電力に関する計測値を取得すること。
【０００８】
上述した本発明の各態様によれば、無線受信部内の周波数ダウンコンバートを行うブロックを用いて無線送信部の送信電力の計測、送信電力の制御を行うことができる。よって、無線送信部から送信される送信信号のダウンコンバートを行う回路を別途設ける必要がなく、自装置の送信電力を計測するための回路規模を削減することができる。
【発明の効果】
【０００９】
上述した本発明の各態様によれば、自装置の送信電力を計測するための回路規模を削減することが可能な無線通信装置および送信電力計測方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】発明の実施の形態１にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】送信電力制御の一例を示すフローチャートである。
【図３】発明の実施の形態２にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】発明の実施の形態３にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】発明の実施の形態４にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１２】
＜発明の実施の形態１＞
本実施の形態にかかる無線通信装置１は、パッシブ型の無線タグからデータ読み出しを行うＲＦＩＤリーダ、又は無線タグへのデータ書き込みも行うＲＦＩＤリーダ／ライタに適用可能である。無線タグからデータを読み出す場合、無線通信装置１は、リードコマンドを含む変調信号を送信する。また、リードコマンドに応答して行われる無線タグの送信期間において、無線通信装置１は、無線タグによるバックスキャッタ信号の生成に必要な無変調信号を送信と、無線タグからのバックスキャッタ信号の受信を行う。
【００１３】
図１は、無線通信装置１の構成例を示すブロック図である。図１の構成例は、送受信ともにダイレクトコンバージョン方式を採用している。つまり、ローカル発振器１５の発振周波数ＦＬＯと送信信号及び受信信号のキャリア周波数ＦＲＦ は同一である。
【００１４】
図１において、デジタル信号処理回路１０は、無線タグとの間の通信制御、後述する無線送信部１１に供給される送信シンボル列（デジタル送信ベースバンド信号）の生成、および無線受信部１４から供給されるデジタル化された受信信号の解析を行う。デジタル送信ベースバンド信号の生成処理は、（i）コマンドや無線タグへの書き込みデータ（ライタの場合）を含む送信データ列の取得、（ii）送信データ列の冗長符号化、（iii）ＮＲＺ（Non Return Zero）符号又はマンチェスタ符号等によるライン符号化、（iv）プリアンブルおよび符号化後の送信データ列をシンボル列に変換するマッピング等を含む。なお、冗長符号化、ライン符号化、マッピングは、通信品質の確保、および通信規格への適合等のために必要に応じて行えばよい。また、デジタル信号処理回路１０における受信信号の解析は、復調、逆インタリービング、復号化を行って無線タグからの送信データ（識別情報）を復元することを含む。
【００１５】
デジタル信号処理回路１０は、例えば、マイクロコントローラ及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の組み合わせによって構成される。また、デジタル信号処理回路１０は、一般的に、ベースバンドＩＣ（Integrated circuit）、ベースバンドユニット等と呼ばれる１チップＩＣとして構成される場合もある。
【００１６】
無線送信部１１は、送信シンボル列（送信ベースバンド信号）によって変調された送信キャリアを含む送信信号（変調信号）又は無変調の送信キャリアを含む送信信号（無変調信号）を生成する。生成された送信信号は、送受分離回路１２を介してアンテナ１３に供給され、無線タグに向けて送出される。無線送信部１１は、Ｄ／Ａ変換機能、変調機能、アップコンバート機能、及び増幅機能を有する。なお、図１の例は、ダイレクトコンバージョン方式を採用しているため、ローカル発振信号の変調とアップコンバートは同時に行われる。
【００１７】
可変利得デジタルアンプ１１０は、デジタル送信ベースバンド信号の振幅レベルを調整する。Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）１１１は、送信ベースバンド信号をアナログ信号に変換する。可変利得アナログアンプ１１２は、ＤＡＣ１１１の出力信号の振幅を調整する。変調器１１３は、ローカル発振器１５から供給される送信キャリア（周波数ＦＲＦ）を送信ベースバンド信号で変調してＲＦ帯域の送信信号を生成する。なお、送信ベースバンド信号が無信号であれば、無変調の送信キャリアを含む送信ベースバンド信号が生成される。パワーアンプ１１４は、ＲＦ帯域の送信信号を増幅して送受分離回路１２に供給する。
【００１８】
なお、図１に示す無線送信部１１の構成は一例に過ぎず、これ以外にも様々な送信機アーキテクチャが既に存在している。当業者であれば、図１の構成例と公知技術を利用することによって、Ｄ／Ａ変換機能、変調機能、アップコンバート機能、及び増幅機能を有する無線送信部１１を適宜構成可能である。
【００１９】
送受分離回路１２は、送信信号と受信信号を分離する機能を有する。具体的には、送受分離回路１２は、無線送信部１１から第１ポートＰ１に入力される送信信号を、アンテナ１３が接続された第３ポートＰ３に出力する。また、送受分離回路１２は、アンテナ１３から第３ポートＰ３に入力される無線タグからの受信信号（バックスキャッタ信号）を、無線受信部１４が接続された第２ポートＰ２に出力する。
【００２０】
なお、上述したように、パッシブ型のＲＦＩＤリーダ（リーダ／ライタ）では、送信キャリアと受信キャリアの周波数が同一であるうえ、無変調信号の送信と無線タグからのバックスキャッタ信号の受信を同時に並行して行わなければならない。このため、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）システムで使用されるような送信側と受信側に通過帯域の異なるバンドパスフィルタが配置されたデュプレクサを送受分離回路１２として使用することは困難である。また、通常のＴＤＤシステムで利用されるような共用アンテナの接続先を無線送信部と無線受信部の間で時間的に切り替える高周波スイッチを送受分離回路１２として使用することも困難である。そこで、パッシブ型のＲＦＩＤリーダ（リーダ／ライタ）に適用される送受分離回路１２には、例えば、方向性結合器またはサーキュレータを使用するとよい。
【００２１】
無線受信部１４は、無線タグからアンテナ１３に到達した受信信号（バックスキャッタ信号）を周波数ダウンコンバートした後に、これをデジタル信号に変換する。図１の例では、無線受信部１４は、ダウンコンバータ１４０、フィルタ回路１４１、及びＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１４２を有する。ダウンコンバータ１４０は、受信信号をベースバンド帯域にダウンコンバートする。フィルタ回路１４１は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を含む。このうちＬＰＦは、高周波成分を除去しベースバンド帯域を選択するフィルタである。一方、ＨＰＦは、０Ｈｚ近傍を遮断するフィルタであり、ダウンコンバータ１４０での自己ミキシングに起因するＤＣオフセットを除去する。ＡＤＣ１４２は、フィルタ回路１４１通過後のアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。
【００２２】
ところで、本実施の形態の無線受信部１４は、無線タグから受信した受信信号の周波数ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換に加えて、無線送信部１１側から無線受信部１４側に送受分離回路１２を介して漏洩してくる送信信号の漏洩成分の周波数ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換も行う。この、送信信号の漏洩成分をダウンコンバートして得られる低周波信号を以下では「送信リーク信号」と呼ぶ。無線受信部１４によってデジタル化された送信リーク信号は、後述する送信電力制御部１６に供給される。
【００２３】
送信電力制御部１６は、無線受信部１４によってデジタル化された送信リーク信号の電力レベルを検出する。送信電力制御部１６において計測される送信リーク信号のエネルギーレベルは、無線送信部１１による送信信号の送信電力の大きさを反映している。つまり、無線送信部１１による送信電力が大きくなるにつれて送信電力制御部１６において計測される送信リーク信号の電力レベルも大きくなる。
【００２４】
送信電力制御部１６は、送信リーク信号の電力レベルの計測結果に基づいて、無線送信部１１による送信電力を制御する。送信電力の制御は様々に行うことができる。例えば、送信電力制御部１６は、送信電力が許容範囲にあることを送信電力の計測値によって確認してもよい。また、送信電力制御部１６は、送信リーク信号の電力レベルを指標として、送信電力が所望値に近づくように送信信号の利得を調整してもよい。この場合、送信信号の利得調整は、アンテナ１３から放射される送信信号の電力レベルと送信リーク信号の電力レベルとの対応関係に基づいて行えばよい。この対応関係は、無線通信装置１の初期キャリブレーションにおいて予め求めておけばよい。また、送信電力制御部１６は、送信リーク信号の電力レベルによって送信電力異常を検知した場合に、送信電力を低減させてもよい。
【００２５】
なお、送信電力制御部１６による送信リーク信号の電力レベルの計測は、無線タグからのバックスキャッタ信号が存在しない期間に行う必要がある。このため、送信リーク信号の電力レベルの計測は、無線タグに対するリードコマンド等を含む変調信号の送信を停止した後に、無変調信号を送信しながら行うとよい。しかし、無変調信号を送信しながら送信リーク信号の電力レベルの計測を行う場合、以下に述べる問題がある。すなわち、ダイレクトコンバージョン方式の無線受信部１４は、ＤＣオフセット除去のために受信信号の経路上に配置されたＨＰＦ（フィルタ回路１４１）を有する。一方で、ダイレクトコンバージョンでベースバンド帯域に変換された送信リーク信号（無変調信号の漏洩成分）のエネルギーの殆ど全てはＤＣ付近（０Ｈｚ付近）に存在する。このため、フィルタ回路１４１内のＨＰＦによって送信リーク信号が遮断されてしまい、ＡＤＣ１４２での送信リーク信号の検出が困難となる。
【００２６】
上記の問題に対処するため、送信電力制御部１６は、送信リーク信号の電力レベル計測を行う場合に、ＨＰＦをバイパスするようフィルタ回路１４１を制御するとよい。また、図１の無線受信部１４とは別の受信機構成では、ＤＣオフセット除去のためにデジタルフィルタが使用される場合もある。この場合、送信電力制御部１６は、ＤＣオフセットキャンセルためのフィルタ係数更新を停止して所定値に収束させるようデジタルフィルタを制御するとよい。このようにすれば、無線受信部１４におけるＤＣオフセット除去を一時的に停止させることができ、無変調送信信号の漏洩成分（送信リーク成分）の計測に無線受信部１４を兼用することができる。
【００２７】
続いて以下では、送信電力制御部１６による送信電力制御の具体例について図２を用いて説明する。図２のフローチャートは、送信リーク成分の電力レベルの計測値を指標として無線送信部１１１内のアンプの利得を調整する例を示している。
【００２８】
ステップＳ１１において、送信電力制御部１６は、無線タグ対するコマンドを含む変調信号の送信を抑止するよう、デジタル信号処理回路１０及び無線送信部１１に指示する。ステップＳ１２では、送信電力制御部１６は、フィルタ回路１４１内のＨＰＦのバイパスを稼働させる。ステップＳ１２では、送信電力制御部１６は、無変調信号を送信するよう、デジタル信号処理回路１０及び無線送信部１１に指示する。
【００２９】
ステップＳ１３〜Ｓ１５は、送信リーク成分の電力レベル計測値を用いた利得制御の手順を示している。ステップＳ１３では、送信リーク信号の電力レベルを計測する。ステップＳ１４では、送信リーク信号の電力レベル計測値が目標範囲内にあるか否かを判定する。送信リーク信号の電力レベル計測値が目標範囲外である場合（Ｓ１４でＮＯ）、送信電力制御部１６は、無線送信部１１内のアンプの利得を変更する。なお、図１の例では、送信電力制御部１６が可変利得アナログアンプ１１２の利得を制御しているが、これに代えて又はこれと組み合わせて、可変利得デジタルアンプ１１０を制御してもよいし、ＲＦパワーアンプ１１４を制御してもよい。
【００３０】
送信リーク信号の電力レベル計測値が目標範囲に収束した場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、送信電力制御部１６は、フィルタ回路１４１内のＨＰＦのバイパスを停止し、変調信号の送信抑止を解除する（ステップＳ１６及びＳ１７）。
【００３１】
上述したように、送信リーク信号の電力レベル計測値を指標とする送信電力制御を行うためには、装置の出荷検査時等に初期キャリブレーションを行っておけばよい。これにより、無線送信部１１、送受分離回路１２、無線受信部１４の特性ばらつきを補償することもできる。また、初期キャリブレーションを行っておくことにより、無線通信装置１を搭載したＲＦＩＤリーダの運用を開始した後に、無線通信装置１が自立的に送信電力の制御を行うことができる。具体的には、以下に述べる手順（１）〜（６）により初期キャリブレーションを行えばよい。
（１）送受分離回路１２の第３ポートＰ３側のモニタ点（図１のMONITOR）に校正された電力測定器（スペクトラムアナライザ等）を接続する。
（２）フィルタ回路１４１内のＨＰＦをバイパスモードとするか、ＤＣ遮断動作を停止させる。
（３）無線送信部１１に無変調信号を送信させる。
（４）無変調信号の送信電力を変更しながら測定を行い、モニタ点の送信電力測定値が規定値となった時の送信リーク信号の電力測定値および利得設定値を保存する。
（５）必要な複数の送信電力値に対して上記（４）の操作を行い、送信リーク信号の電力測定値および利得設定値を取得する。
（６）無変調信号の送信電力、送信リーク信号の電力測定値、および利得設定値の対応関係を記述したルックアップテーブルを作成し、送信電力制御部１６内のメモリ（不図示）に格納する。
【００３２】
上述したように、本実施の形態にかかる無線通信装置１は、無線送信部１１の送信電力の計測に無線受信部１４を利用する。このため、無線送信部１１の送信電力を計測するために必要な回路規模を抑制できる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、デジタル信号処理回路１０とは別に送信電力制御部１６を配置する例を示した。しかしながら、デジタル信号処理回路１０と共通のベースバンドＩＣ等に送信電力制御を行わせてもよい。このような変形例について発明の実施の形態２で述べる。
【００３４】
また、本実施の形態では、ダウンコンバータ１４０及びＡＤＣ１４２をバックスキャッタ信号の受信と送信リーク信号電力の計測で兼用する例を示した。しかしながら、例えば、ダウンコンバータ１４０のみを兼用することも可能である。このような変形例については、発明の実施の形態３で述べる。
【００３５】
また、本実施の形態では、無線受信部１４がダイレクトコンバージョン受信を行う場合について説明した。しかしながら、無線受信部１４は、バックスキャッタ信号をＩＦ帯域に変換するヘテロダイン受信を行ってもよい。このような変形例については、以下の発明の実施の形態４で述べる。
【００３６】
＜発明の実施の形態２＞
図２は、本実施の形態にかかる無線通信装置２の構成例を示すブロック図である。図２のデジタル信号処理回路２０は、上述したデジタル信号処理回路１０と同様に、通信相手（無線タグ）との通信制御、送信シンボル列の生成、および受信されたバックスキャッタ信号の解析を行う。さらに、デジタル信号処理回路２０は、ルックアップテーブル２６を参照することにより、送信リーク信号の電力レベル計測を用いた送信電力制御を行う。ルックアップテーブル２６には、無変調信号の送信電力と送信リーク信号の電力測定値との対応関係を記述しておけばよい。加えて、無変調信号の送信電力と利得設定値との対応関係をルックアップテーブル２６に記述してもよい。
【００３７】
デジタル信号処理回路２０に送信電力制御を行わせることによって、送信電力制御部１６に相当する回路を別途配置する必要がなくなる。このため、無線送信部１１の送信電力を計測するために必要な回路規模を一層抑制できる。
【００３８】
＜発明の実施の形態３＞
図３は、本実施の形態にかかる無線通信装置３の構成例を示すブロック図である。本実施の形態では、ダウンコンバータ１４０から出力される送信リーク信号をＡＤＣ１４２を経由せずに送信電力制御部３６に供給する。上述したように、送信リーク信号は、無線送信部１１の送信信号の無線受信部１４側への漏洩成分を周波数ダウンコンバートして得られる低周波信号である。送信電力制御部３６は、送信リーク信号の電力レベルを計測し、これに応じて無線送信部１１の利得制御を行う。
【００３９】
図３の構成によれば、少なくともダウンコンバータ１４０をバックスキャッタ信号の受信と送信リーク信号電力の計測で兼用するため、無線送信部１１の送信電力を計測するために必要な回路規模を抑制できる。
【００４０】
＜発明の実施の形態４＞
図４は、本実施の形態にかかる無線通信装置３の構成例を示すブロック図である。図４に示す無線受信部４４は、ヘテロダイン受信機であり、無線タグからのバックスキャッタ信号をＩＦ帯域へダウンコンバートする。
【００４１】
無線受信部４４が有するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４４２は、イメージ信号を除去するためのフィルタである。ダウンコンバータ４４０は、受信キャリア周波数ＦＲＦから中間周波数ＦＩＦ分だけずれたローカル信号をローカル発振器４５から受信し、バックスキャッタ信号のダウンコンバートを行う。ダウンコンバート後のＩＦ信号は、ＩＦ帯域を選択するためのＢＰＦ４４１を介してＡＤＣ１４２に送られる。
【００４２】
なお、ヘテロダイン方式の場合、無変調送信キャリアに由来する送信リーク信号の主要なエネルギーはＤＣ以外に存在する。このため、送信リーク信号の電力レベルを計測する際にＢＰＦ４４１のバイパスを行う必要はない。
【００４３】
なお、図４の無線通信装置４は、発明の実施の形態２にかかる無線通信装置２の変形例として示した。しかしながら、本実施の形態は、発明の実施の形態１又は３と組み合わせることも可能である。つまり、発明の実施の形態１及び３で説明した無線通信装置１及び３の構成において、無線受信部１４をヘテロダイン受信機に置き換えてもよい。
【００４４】
また、上述した発明の実施の形態１〜４では、本発明の好適な適用先の１つであるパッシブ型のＲＦＩＤリーダ（リーダ／ライタ）に関して説明したが、本発明の適用先はパッシブ型ＲＦＩＤシステムに限られないことは勿論である。さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１、２、３、４ 無線通信装置
１０ デジタル信号処理回路
１１ 無線送信部
１２ 送受分離回路
１３ アンテナ
１４ 無線受信部
１５ ローカル発振器
１６ 送信電力制御部
２０ デジタル信号処理回路
２６ ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
３６ 送信電力制御部
４４ 無線受信部
４５ ローカル発振器
１１０ 可変利得デジタルアンプ
１１１ Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）
１１２ 可変利得アナログアンプ
１１３ 変調器
１１４ ＲＦパワーアンプ
１４０ ダウンコンバータ
１４１ フィルタ回路
１４２ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
４４０ ダウンコンバータ
４４１ バンドパスフィルタ（チャネル選択）
４４２ バンドパスフィルタ（イメージ除去）
Ｐ１ 第１ポート
Ｐ２ 第２ポート
Ｐ３ 第３ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送受信装置に関し、特に、パッシブ型ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）のリーダ装置のように、送受信に同一のキャリア周波数を使用するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の無線送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッシブ型のＲＦＩＤシステムでは、無線タグはリーダ装置から送信される無線波を電力として動作する。例えば、パッシブ型の無線タグは、リーダから送信された無変調のキャリアを反射する際に無線タグ固有の識別情報に基づいてインピーダンスを変化させることで、ＡＳＫ変調された反射波を生成する。この変調された反射波はバックスキャッタ信号と呼ばれる。リーダは、無線タグからの応答としてバックスキャッタ信号を受信する。このように、パッシブ型のＲＦＩＤシステムは、送受信に同一のキャリア周波数を使用するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を採用している。加えて、パッシブ型のＲＦＩＤシステムにおけるリーダは、無線タグが無線信号を送信する間も、バックスキャッタ信号の生成必要な無変調のキャリアを継続的に送信している。
【０００３】
ところで、無線通信に利用可能な周波数帯域やその最大電力は、各国の法律等によって規制されている。また、無線通信装置の送信電力を抑制することは消費電力の低下に寄与する。したがって、一般的な無線通信装置は、送信電力を計測する回路及びこの計測結果に基づいて送信電力に関する制御を行う機構を有する（例えば特許文献１〜７を参照）。なお、送信電力に関する制御には様々なものがある。送信電力に関する制御の具体例は、（ａ）送信電力が許容範囲にあることを送信電力の計測値によって確認すること、（ｂ）送信電力が所望値に近づくように送信信号の利得を調整すること、（ｃ）送信電力の異常を検知した場合に送信出力を停止すること、等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３２９１８号公報
【特許文献２】特開２００４−８０２９０号公報
【特許文献３】特開平１０−２８５０５８号公報
【特許文献４】特開平１０−２２７５７号公報
【特許文献５】特開平４−３７２２２７号公報
【特許文献６】特開昭６３−１３８８０７号公報
【特許文献７】特開昭６１−１６３７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜７に開示されているような従来の無線通信装置では、自装置の送信電力を計測するための回路が、通信相手から受信した無線信号を復調するための受信回路と別個に設けられているため、回路構成が冗長であるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、無線送信部、無線受信部、送受分離回路および送信電力制御部を有する無線通信装置である。前記無線送信部は、送信キャリアを含む送信信号を生成する。前記無線受信部は、前記送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行う周波数変換回路を含む。前記送受分離回路は、前記無線送信部に結合される第１のポート、前記無線受信部に結合される第２のポート、及びアンテナに結合される第３のポートを有する。前記送受分離回路は、前記第１のポートに入力される前記送信信号を前記第３のポートに出力し、前記第３のポートに入力される前記受信信号を前記第２のポートに出力する。また、前記送信電力制御部は、前記第１のポートから前記第２のポートに漏洩する前記送信信号の漏洩成分を前記周波数変換回路に供給してダウンコンバートすることで得られる低周波信号に基づいて、前記送信信号の送信電力に関する制御を行う。
【０００７】
本発明の第２の態様は、無線通信装置の送信電力計測方法である。当該方法は、以下に示す２つのステップ（ａ）及び（ｂ）を含む。
（ａ） （i）送信信号の変調処理を行う無線送信部、（ii）前記送信信号に含まれる送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行う無線受信部、および（iii）前記送信信号の送信と前記受信信号の受信に供用されるアンテナ、の間に配置された送受分離回路を介して、前記無線送信部側から前記無線受信部側に漏洩する前記送信信号の漏洩成分を前記無線受信部に供給して周波数ダウンコンバートすること、および
（ｂ）前記漏洩成分の周波数ダウンコンバートによって得られた低周波信号に基づいて、前記送信信号の送信電力に関する計測値を取得すること。
【０００８】
上述した本発明の各態様によれば、無線受信部内の周波数ダウンコンバートを行うブロックを用いて無線送信部の送信電力の計測、送信電力の制御を行うことができる。よって、無線送信部から送信される送信信号のダウンコンバートを行う回路を別途設ける必要がなく、自装置の送信電力を計測するための回路規模を削減することができる。
【発明の効果】
【０００９】
上述した本発明の各態様によれば、自装置の送信電力を計測するための回路規模を削減することが可能な無線通信装置および送信電力計測方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】発明の実施の形態１にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】送信電力制御の一例を示すフローチャートである。
【図３】発明の実施の形態２にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】発明の実施の形態３にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】発明の実施の形態４にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１２】
＜発明の実施の形態１＞
本実施の形態にかかる無線通信装置１は、パッシブ型の無線タグからデータ読み出しを行うＲＦＩＤリーダ、又は無線タグへのデータ書き込みも行うＲＦＩＤリーダ／ライタに適用可能である。無線タグからデータを読み出す場合、無線通信装置１は、リードコマンドを含む変調信号を送信する。また、リードコマンドに応答して行われる無線タグの送信期間において、無線通信装置１は、無線タグによるバックスキャッタ信号の生成に必要な無変調信号を送信と、無線タグからのバックスキャッタ信号の受信を行う。
【００１３】
図１は、無線通信装置１の構成例を示すブロック図である。図１の構成例は、送受信ともにダイレクトコンバージョン方式を採用している。つまり、ローカル発振器１５の発振周波数ＦＬＯと送信信号及び受信信号のキャリア周波数ＦＲＦ は同一である。
【００１４】
図１において、デジタル信号処理回路１０は、無線タグとの間の通信制御、後述する無線送信部１１に供給される送信シンボル列（デジタル送信ベースバンド信号）の生成、および無線受信部１４から供給されるデジタル化された受信信号の解析を行う。デジタル送信ベースバンド信号の生成処理は、（i）コマンドや無線タグへの書き込みデータ（ライタの場合）を含む送信データ列の取得、（ii）送信データ列の冗長符号化、（iii）ＮＲＺ（Non Return Zero）符号又はマンチェスタ符号等によるライン符号化、（iv）プリアンブルおよび符号化後の送信データ列をシンボル列に変換するマッピング等を含む。なお、冗長符号化、ライン符号化、マッピングは、通信品質の確保、および通信規格への適合等のために必要に応じて行えばよい。また、デジタル信号処理回路１０における受信信号の解析は、復調、逆インタリービング、復号化を行って無線タグからの送信データ（識別情報）を復元することを含む。
【００１５】
デジタル信号処理回路１０は、例えば、マイクロコントローラ及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の組み合わせによって構成される。また、デジタル信号処理回路１０は、一般的に、ベースバンドＩＣ（Integrated circuit）、ベースバンドユニット等と呼ばれる１チップＩＣとして構成される場合もある。
【００１６】
無線送信部１１は、送信シンボル列（送信ベースバンド信号）によって変調された送信キャリアを含む送信信号（変調信号）又は無変調の送信キャリアを含む送信信号（無変調信号）を生成する。生成された送信信号は、送受分離回路１２を介してアンテナ１３に供給され、無線タグに向けて送出される。無線送信部１１は、Ｄ／Ａ変換機能、変調機能、アップコンバート機能、及び増幅機能を有する。なお、図１の例は、ダイレクトコンバージョン方式を採用しているため、ローカル発振信号の変調とアップコンバートは同時に行われる。
【００１７】
可変利得デジタルアンプ１１０は、デジタル送信ベースバンド信号の振幅レベルを調整する。Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）１１１は、送信ベースバンド信号をアナログ信号に変換する。可変利得アナログアンプ１１２は、ＤＡＣ１１１の出力信号の振幅を調整する。変調器１１３は、ローカル発振器１５から供給される送信キャリア（周波数ＦＲＦ）を送信ベースバンド信号で変調してＲＦ帯域の送信信号を生成する。なお、送信ベースバンド信号が無信号であれば、無変調の送信キャリアを含む送信ベースバンド信号が生成される。パワーアンプ１１４は、ＲＦ帯域の送信信号を増幅して送受分離回路１２に供給する。
【００１８】
なお、図１に示す無線送信部１１の構成は一例に過ぎず、これ以外にも様々な送信機アーキテクチャが既に存在している。当業者であれば、図１の構成例と公知技術を利用することによって、Ｄ／Ａ変換機能、変調機能、アップコンバート機能、及び増幅機能を有する無線送信部１１を適宜構成可能である。
【００１９】
送受分離回路１２は、送信信号と受信信号を分離する機能を有する。具体的には、送受分離回路１２は、無線送信部１１から第１ポートＰ１に入力される送信信号を、アンテナ１３が接続された第３ポートＰ３に出力する。また、送受分離回路１２は、アンテナ１３から第３ポートＰ３に入力される無線タグからの受信信号（バックスキャッタ信号）を、無線受信部１４が接続された第２ポートＰ２に出力する。
【００２０】
なお、上述したように、パッシブ型のＲＦＩＤリーダ（リーダ／ライタ）では、送信キャリアと受信キャリアの周波数が同一であるうえ、無変調信号の送信と無線タグからのバックスキャッタ信号の受信を同時に並行して行わなければならない。このため、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）システムで使用されるような送信側と受信側に通過帯域の異なるバンドパスフィルタが配置されたデュプレクサを送受分離回路１２として使用することは困難である。また、通常のＴＤＤシステムで利用されるような共用アンテナの接続先を無線送信部と無線受信部の間で時間的に切り替える高周波スイッチを送受分離回路１２として使用することも困難である。そこで、パッシブ型のＲＦＩＤリーダ（リーダ／ライタ）に適用される送受分離回路１２には、例えば、方向性結合器またはサーキュレータを使用するとよい。
【００２１】
無線受信部１４は、無線タグからアンテナ１３に到達した受信信号（バックスキャッタ信号）を周波数ダウンコンバートした後に、これをデジタル信号に変換する。図１の例では、無線受信部１４は、ダウンコンバータ１４０、フィルタ回路１４１、及びＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１４２を有する。ダウンコンバータ１４０は、受信信号をベースバンド帯域にダウンコンバートする。フィルタ回路１４１は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を含む。このうちＬＰＦは、高周波成分を除去しベースバンド帯域を選択するフィルタである。一方、ＨＰＦは、０Ｈｚ近傍を遮断するフィルタであり、ダウンコンバータ１４０での自己ミキシングに起因するＤＣオフセットを除去する。ＡＤＣ１４２は、フィルタ回路１４１通過後のアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。
【００２２】
ところで、本実施の形態の無線受信部１４は、無線タグから受信した受信信号の周波数ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換に加えて、無線送信部１１側から無線受信部１４側に送受分離回路１２を介して漏洩してくる送信信号の漏洩成分の周波数ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換も行う。この、送信信号の漏洩成分をダウンコンバートして得られる低周波信号を以下では「送信リーク信号」と呼ぶ。無線受信部１４によってデジタル化された送信リーク信号は、後述する送信電力制御部１６に供給される。
【００２３】
送信電力制御部１６は、無線受信部１４によってデジタル化された送信リーク信号の電力レベルを検出する。送信電力制御部１６において計測される送信リーク信号のエネルギーレベルは、無線送信部１１による送信信号の送信電力の大きさを反映している。つまり、無線送信部１１による送信電力が大きくなるにつれて送信電力制御部１６において計測される送信リーク信号の電力レベルも大きくなる。
【００２４】
送信電力制御部１６は、送信リーク信号の電力レベルの計測結果に基づいて、無線送信部１１による送信電力を制御する。送信電力の制御は様々に行うことができる。例えば、送信電力制御部１６は、送信電力が許容範囲にあることを送信電力の計測値によって確認してもよい。また、送信電力制御部１６は、送信リーク信号の電力レベルを指標として、送信電力が所望値に近づくように送信信号の利得を調整してもよい。この場合、送信信号の利得調整は、アンテナ１３から放射される送信信号の電力レベルと送信リーク信号の電力レベルとの対応関係に基づいて行えばよい。この対応関係は、無線通信装置１の初期キャリブレーションにおいて予め求めておけばよい。また、送信電力制御部１６は、送信リーク信号の電力レベルによって送信電力異常を検知した場合に、送信電力を低減させてもよい。
【００２５】
なお、送信電力制御部１６による送信リーク信号の電力レベルの計測は、無線タグからのバックスキャッタ信号が存在しない期間に行う必要がある。このため、送信リーク信号の電力レベルの計測は、無線タグに対するリードコマンド等を含む変調信号の送信を停止した後に、無変調信号を送信しながら行うとよい。しかし、無変調信号を送信しながら送信リーク信号の電力レベルの計測を行う場合、以下に述べる問題がある。すなわち、ダイレクトコンバージョン方式の無線受信部１４は、ＤＣオフセット除去のために受信信号の経路上に配置されたＨＰＦ（フィルタ回路１４１）を有する。一方で、ダイレクトコンバージョンでベースバンド帯域に変換された送信リーク信号（無変調信号の漏洩成分）のエネルギーの殆ど全てはＤＣ付近（０Ｈｚ付近）に存在する。このため、フィルタ回路１４１内のＨＰＦによって送信リーク信号が遮断されてしまい、ＡＤＣ１４２での送信リーク信号の検出が困難となる。
【００２６】
上記の問題に対処するため、送信電力制御部１６は、送信リーク信号の電力レベル計測を行う場合に、ＨＰＦをバイパスするようフィルタ回路１４１を制御するとよい。また、図１の無線受信部１４とは別の受信機構成では、ＤＣオフセット除去のためにデジタルフィルタが使用される場合もある。この場合、送信電力制御部１６は、ＤＣオフセットキャンセルためのフィルタ係数更新を停止して所定値に収束させるようデジタルフィルタを制御するとよい。このようにすれば、無線受信部１４におけるＤＣオフセット除去を一時的に停止させることができ、無変調送信信号の漏洩成分（送信リーク成分）の計測に無線受信部１４を兼用することができる。
【００２７】
続いて以下では、送信電力制御部１６による送信電力制御の具体例について図２を用いて説明する。図２のフローチャートは、送信リーク成分の電力レベルの計測値を指標として無線送信部１１１内のアンプの利得を調整する例を示している。
【００２８】
ステップＳ１１において、送信電力制御部１６は、無線タグ対するコマンドを含む変調信号の送信を抑止するよう、デジタル信号処理回路１０及び無線送信部１１に指示する。ステップＳ１２では、送信電力制御部１６は、フィルタ回路１４１内のＨＰＦのバイパスを稼働させる。ステップＳ１２では、送信電力制御部１６は、無変調信号を送信するよう、デジタル信号処理回路１０及び無線送信部１１に指示する。
【００２９】
ステップＳ１３〜Ｓ１５は、送信リーク成分の電力レベル計測値を用いた利得制御の手順を示している。ステップＳ１３では、送信リーク信号の電力レベルを計測する。ステップＳ１４では、送信リーク信号の電力レベル計測値が目標範囲内にあるか否かを判定する。送信リーク信号の電力レベル計測値が目標範囲外である場合（Ｓ１４でＮＯ）、送信電力制御部１６は、無線送信部１１内のアンプの利得を変更する。なお、図１の例では、送信電力制御部１６が可変利得アナログアンプ１１２の利得を制御しているが、これに代えて又はこれと組み合わせて、可変利得デジタルアンプ１１０を制御してもよいし、ＲＦパワーアンプ１１４を制御してもよい。
【００３０】
送信リーク信号の電力レベル計測値が目標範囲に収束した場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、送信電力制御部１６は、フィルタ回路１４１内のＨＰＦのバイパスを停止し、変調信号の送信抑止を解除する（ステップＳ１６及びＳ１７）。
【００３１】
上述したように、送信リーク信号の電力レベル計測値を指標とする送信電力制御を行うためには、装置の出荷検査時等に初期キャリブレーションを行っておけばよい。これにより、無線送信部１１、送受分離回路１２、無線受信部１４の特性ばらつきを補償することもできる。また、初期キャリブレーションを行っておくことにより、無線通信装置１を搭載したＲＦＩＤリーダの運用を開始した後に、無線通信装置１が自立的に送信電力の制御を行うことができる。具体的には、以下に述べる手順（１）〜（６）により初期キャリブレーションを行えばよい。
（１）送受分離回路１２の第３ポートＰ３側のモニタ点（図１のMONITOR）に校正された電力測定器（スペクトラムアナライザ等）を接続する。
（２）フィルタ回路１４１内のＨＰＦをバイパスモードとするか、ＤＣ遮断動作を停止させる。
（３）無線送信部１１に無変調信号を送信させる。
（４）無変調信号の送信電力を変更しながら測定を行い、モニタ点の送信電力測定値が規定値となった時の送信リーク信号の電力測定値および利得設定値を保存する。
（５）必要な複数の送信電力値に対して上記（４）の操作を行い、送信リーク信号の電力測定値および利得設定値を取得する。
（６）無変調信号の送信電力、送信リーク信号の電力測定値、および利得設定値の対応関係を記述したルックアップテーブルを作成し、送信電力制御部１６内のメモリ（不図示）に格納する。
【００３２】
上述したように、本実施の形態にかかる無線通信装置１は、無線送信部１１の送信電力の計測に無線受信部１４を利用する。このため、無線送信部１１の送信電力を計測するために必要な回路規模を抑制できる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、デジタル信号処理回路１０とは別に送信電力制御部１６を配置する例を示した。しかしながら、デジタル信号処理回路１０と共通のベースバンドＩＣ等に送信電力制御を行わせてもよい。このような変形例について発明の実施の形態２で述べる。
【００３４】
また、本実施の形態では、ダウンコンバータ１４０及びＡＤＣ１４２をバックスキャッタ信号の受信と送信リーク信号電力の計測で兼用する例を示した。しかしながら、例えば、ダウンコンバータ１４０のみを兼用することも可能である。このような変形例については、発明の実施の形態３で述べる。
【００３５】
また、本実施の形態では、無線受信部１４がダイレクトコンバージョン受信を行う場合について説明した。しかしながら、無線受信部１４は、バックスキャッタ信号をＩＦ帯域に変換するヘテロダイン受信を行ってもよい。このような変形例については、以下の発明の実施の形態４で述べる。
【００３６】
＜発明の実施の形態２＞
図２は、本実施の形態にかかる無線通信装置２の構成例を示すブロック図である。図２のデジタル信号処理回路２０は、上述したデジタル信号処理回路１０と同様に、通信相手（無線タグ）との通信制御、送信シンボル列の生成、および受信されたバックスキャッタ信号の解析を行う。さらに、デジタル信号処理回路２０は、ルックアップテーブル２６を参照することにより、送信リーク信号の電力レベル計測を用いた送信電力制御を行う。ルックアップテーブル２６には、無変調信号の送信電力と送信リーク信号の電力測定値との対応関係を記述しておけばよい。加えて、無変調信号の送信電力と利得設定値との対応関係をルックアップテーブル２６に記述してもよい。
【００３７】
デジタル信号処理回路２０に送信電力制御を行わせることによって、送信電力制御部１６に相当する回路を別途配置する必要がなくなる。このため、無線送信部１１の送信電力を計測するために必要な回路規模を一層抑制できる。
【００３８】
＜発明の実施の形態３＞
図３は、本実施の形態にかかる無線通信装置３の構成例を示すブロック図である。本実施の形態では、ダウンコンバータ１４０から出力される送信リーク信号をＡＤＣ１４２を経由せずに送信電力制御部３６に供給する。上述したように、送信リーク信号は、無線送信部１１の送信信号の無線受信部１４側への漏洩成分を周波数ダウンコンバートして得られる低周波信号である。送信電力制御部３６は、送信リーク信号の電力レベルを計測し、これに応じて無線送信部１１の利得制御を行う。
【００３９】
図３の構成によれば、少なくともダウンコンバータ１４０をバックスキャッタ信号の受信と送信リーク信号電力の計測で兼用するため、無線送信部１１の送信電力を計測するために必要な回路規模を抑制できる。
【００４０】
＜発明の実施の形態４＞
図４は、本実施の形態にかかる無線通信装置３の構成例を示すブロック図である。図４に示す無線受信部４４は、ヘテロダイン受信機であり、無線タグからのバックスキャッタ信号をＩＦ帯域へダウンコンバートする。
【００４１】
無線受信部４４が有するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４４２は、イメージ信号を除去するためのフィルタである。ダウンコンバータ４４０は、受信キャリア周波数ＦＲＦから中間周波数ＦＩＦ分だけずれたローカル信号をローカル発振器４５から受信し、バックスキャッタ信号のダウンコンバートを行う。ダウンコンバート後のＩＦ信号は、ＩＦ帯域を選択するためのＢＰＦ４４１を介してＡＤＣ１４２に送られる。
【００４２】
なお、ヘテロダイン方式の場合、無変調送信キャリアに由来する送信リーク信号の主要なエネルギーはＤＣ以外に存在する。このため、送信リーク信号の電力レベルを計測する際にＢＰＦ４４１のバイパスを行う必要はない。
【００４３】
なお、図４の無線通信装置４は、発明の実施の形態２にかかる無線通信装置２の変形例として示した。しかしながら、本実施の形態は、発明の実施の形態１又は３と組み合わせることも可能である。つまり、発明の実施の形態１及び３で説明した無線通信装置１及び３の構成において、無線受信部１４をヘテロダイン受信機に置き換えてもよい。
【００４４】
また、上述した発明の実施の形態１〜４では、本発明の好適な適用先の１つであるパッシブ型のＲＦＩＤリーダ（リーダ／ライタ）に関して説明したが、本発明の適用先はパッシブ型ＲＦＩＤシステムに限られないことは勿論である。さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１、２、３、４ 無線通信装置
１０ デジタル信号処理回路
１１ 無線送信部
１２ 送受分離回路
１３ アンテナ
１４ 無線受信部
１５ ローカル発振器
１６ 送信電力制御部
２０ デジタル信号処理回路
２６ ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
３６ 送信電力制御部
４４ 無線受信部
４５ ローカル発振器
１１０ 可変利得デジタルアンプ
１１１ Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）
１１２ 可変利得アナログアンプ
１１３ 変調器
１１４ ＲＦパワーアンプ
１４０ ダウンコンバータ
１４１ フィルタ回路
１４２ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
４４０ ダウンコンバータ
４４１ バンドパスフィルタ（チャネル選択）
４４２ バンドパスフィルタ（イメージ除去）
Ｐ１ 第１ポート
Ｐ２ 第２ポート
Ｐ３ 第３ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信キャリアを含む送信信号を生成する無線送信部と、
前記送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行う周波数変換回路を含む無線受信部と、
前記無線送信部に結合される第１のポート、前記無線受信部に結合される第２のポート、及びアンテナに結合される第３のポートを有し、前記第１のポートに入力される前記送信信号を前記第３のポートに出力し、前記第３のポートに入力される前記受信信号を前記第２のポートに出力する送受分離回路と、
前記第１のポートから前記第２のポートに漏洩する前記送信信号の漏洩成分を前記周波数変換回路に供給してダウンコンバートすることで得られる低周波信号に基づいて、前記送信信号の送信電力に関する制御を行う送信電力制御部と、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記無線受信部は、
前記ダウンコンバート後の受信信号のＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換回路と、
前記周波数変換回路及び前記Ａ／Ｄ変換回路の間に配置され、前記周波数変換回路の出力に含まれる直流成分を除去するハイパスフィルタと、をさらに備え、
前記送信電力制御部は、前記送信電力に関する制御の実行時に前記ハイパスフィルタによる前記直流成分の除去を停止させるか前記ハイパスフィルタを迂回することにより、前記Ａ／Ｄ変換回路による前記低周波信号の直流成分の検出を可能とする、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記受信信号は、無線タグが前記送信信号の反射波を変調することによって生成されるバックスキャッタ信号であり、
前記漏洩成分に基づく前記送信電力に関する制御は、前記バックスキャッタ信号の非受信時に選択的に行われる、
請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記受信信号は、無線タグに送信を促すためのコマンドを含む前記送信信号を受信した前記無線タグによって送信されるバックスキャッタ信号であり、
前記漏洩成分に基づく前記送信電力に関する制御は、前記コマンドの送信が停止されている期間に行われる、
請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記Ａ／Ｄ変換回路は、前記低周波信号をサンプリングしてデジタル値に変換し、
前記送信電力制御部は、前記デジタル値に基づいて前記送信電力に関する制御を行う、
請求項２〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記送信電力制御部は、デジタル信号処理回路を含み、
前記デジタル信号処理回路は、前記送信電力調整に加えて、前記送信キャリアを変調するための送信シンボル列の生成および前記Ａ／Ｄ変換回路によってデジタル化された前記受信信号の解析を実行する、
請求項５に記載の無線通信回路。
【請求項７】
前記送受分離回路は、方向性結合器及びサーキュレータの少なくとも一方を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記送信電力に関する制御は、前記送信電力に関する計測値を取得すること、及び前記送信信号の利得を制御することの少なくとも一方を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記送信電力制御部は、前記低周波信号に関する計測値と前記送信信号の送信電力とを予め関連付けたルックアップテーブルに基づいて前記送信電力を制御する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
（ａ） （i）送信信号の変調処理を行う無線送信部、（ii）前記送信信号に含まれる送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行う無線受信部、および（iii）前記送信信号の送信と前記受信信号の受信に供用されるアンテナ、の間に配置された送受分離回路を介して、前記無線送信部側から前記無線受信部側に漏洩する前記送信信号の漏洩成分を前記無線受信部に供給して周波数ダウンコンバートすること、および
（ｂ）前記漏洩成分の周波数ダウンコンバートによって得られた低周波信号に基づいて、前記送信信号の送信電力に関する計測値を取得すること、
を備える無線送受信装置の送信電力計測方法。
【請求項１１】
前記無線受信部は、
前記受信信号の前記周波数ダウンコンバートを行う周波数変換回路と、
ダウンコンバート後の前記受信信号のＡ／Ｄ変換を行って受信データ列を生成するＡ／Ｄ変換回路と、
前記周波数変換回路及び前記Ａ／Ｄ変換回路の間に配置され、前記周波数変換回路の出力に含まれる直流成分を除去するハイパスフィルタと、をさらに備え、
前記方法は、
（ｃ）前記送信電力に関する計測値の取得時にハイパスフィルタによる前記直流成分の除去を停止させるか前記ハイパスフィルタを迂回することにより、前記Ａ／Ｄ変換回路による前記低周波信号の直流成分の検出を可能とすること、
をさらに備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記受信信号は、無線タグが前記送信信号の反射波を変調することによって生成されるバックスキャッタ信号であり、
前記漏洩成分に基づく前記送信電力に関する計測値の取得は、前記バックスキャッタ信号の非受信時に選択的に行われる、
請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記受信信号は、無線タグに送信を促すためのコマンドを含む前記送信信号を受信した前記無線タグによって送信されるバックスキャッタ信号であり、
前記漏洩成分に基づく前記送信電力に関する計測値の取得は、前記コマンドの送信が停止されている期間に行われる、
請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１】
送信キャリアを含む送信信号を生成する無線送信部と、
前記送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行う周波数変換回路を含む無線受信部と、
前記無線送信部に結合される第１のポート、前記無線受信部に結合される第２のポート、及びアンテナに結合される第３のポートを有し、前記第１のポートに入力される前記送信信号を前記第３のポートに出力し、前記第３のポートに入力される前記受信信号を前記第２のポートに出力する送受分離回路と、
前記第１のポートから前記第２のポートに漏洩する前記送信信号の漏洩成分を前記周波数変換回路に供給してダウンコンバートすることで得られる低周波信号に基づいて、前記送信信号の送信電力に関する制御を行う送信電力制御部と、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記無線受信部は、
前記ダウンコンバート後の受信信号のＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換回路と、
前記周波数変換回路及び前記Ａ／Ｄ変換回路の間に配置され、前記周波数変換回路の出力に含まれる直流成分を除去するハイパスフィルタと、をさらに備え、
前記送信電力制御部は、前記送信電力に関する制御の実行時に前記ハイパスフィルタによる前記直流成分の除去を停止させるか前記ハイパスフィルタを迂回することにより、前記Ａ／Ｄ変換回路による前記低周波信号の直流成分の検出を可能とする、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記受信信号は、無線タグが前記送信信号の反射波を変調することによって生成されるバックスキャッタ信号であり、
前記漏洩成分に基づく前記送信電力に関する制御は、前記バックスキャッタ信号の非受信時に選択的に行われる、
請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記受信信号は、無線タグに送信を促すためのコマンドを含む前記送信信号を受信した前記無線タグによって送信されるバックスキャッタ信号であり、
前記漏洩成分に基づく前記送信電力に関する制御は、前記コマンドの送信が停止されている期間に行われる、
請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記Ａ／Ｄ変換回路は、前記低周波信号をサンプリングしてデジタル値に変換し、
前記送信電力制御部は、前記デジタル値に基づいて前記送信電力に関する制御を行う、
請求項２〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記送信電力制御部は、デジタル信号処理回路を含み、
前記デジタル信号処理回路は、前記送信電力調整に加えて、前記送信キャリアを変調するための送信シンボル列の生成および前記Ａ／Ｄ変換回路によってデジタル化された前記受信信号の解析を実行する、
請求項５に記載の無線通信回路。
【請求項７】
前記送受分離回路は、方向性結合器及びサーキュレータの少なくとも一方を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記送信電力に関する制御は、前記送信電力に関する計測値を取得すること、及び前記送信信号の利得を制御することの少なくとも一方を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記送信電力制御部は、前記低周波信号に関する計測値と前記送信信号の送信電力とを予め関連付けたルックアップテーブルに基づいて前記送信電力を制御する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
（ａ） （i）送信信号の変調処理を行う無線送信部、（ii）前記送信信号に含まれる送信キャリアと実質的に同一周波数の受信キャリアを含む受信信号の周波数ダウンコンバートを行う無線受信部、および（iii）前記送信信号の送信と前記受信信号の受信に供用されるアンテナ、の間に配置された送受分離回路を介して、前記無線送信部側から前記無線受信部側に漏洩する前記送信信号の漏洩成分を前記無線受信部に供給して周波数ダウンコンバートすること、および
（ｂ）前記漏洩成分の周波数ダウンコンバートによって得られた低周波信号に基づいて、前記送信信号の送信電力に関する計測値を取得すること、
を備える無線送受信装置の送信電力計測方法。
【請求項１１】
前記無線受信部は、
前記受信信号の前記周波数ダウンコンバートを行う周波数変換回路と、
ダウンコンバート後の前記受信信号のＡ／Ｄ変換を行って受信データ列を生成するＡ／Ｄ変換回路と、
前記周波数変換回路及び前記Ａ／Ｄ変換回路の間に配置され、前記周波数変換回路の出力に含まれる直流成分を除去するハイパスフィルタと、をさらに備え、
前記方法は、
（ｃ）前記送信電力に関する計測値の取得時にハイパスフィルタによる前記直流成分の除去を停止させるか前記ハイパスフィルタを迂回することにより、前記Ａ／Ｄ変換回路による前記低周波信号の直流成分の検出を可能とすること、
をさらに備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記受信信号は、無線タグが前記送信信号の反射波を変調することによって生成されるバックスキャッタ信号であり、
前記漏洩成分に基づく前記送信電力に関する計測値の取得は、前記バックスキャッタ信号の非受信時に選択的に行われる、
請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記受信信号は、無線タグに送信を促すためのコマンドを含む前記送信信号を受信した前記無線タグによって送信されるバックスキャッタ信号であり、
前記漏洩成分に基づく前記送信電力に関する計測値の取得は、前記コマンドの送信が停止されている期間に行われる、
請求項１０又は１１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２２６２９８（Ｐ２０１０−２２６２９８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６９８３２（Ｐ２００９−６９８３２）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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