無線通信装置及び無線タグ通信システムの質問器
【課題】複素信号化に必要な虚数部を作成するための演算処理量を低減し、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御をする。
【解決手段】無線タグ回路素子Ｔoから送信された周波数ｆの信号を非接触で受信する受信アンテナ２Ａ〜２Ｃと、これら受信した信号を４ｎｆ（ｎは正数）のレートでサンプリングし、最新の記憶データとそのｎサンプリング前の記憶データとを出力可能なメモリ２０と、最新の記憶データ及びｎサンプリング前の記憶データを、実数部及び虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う入力信号実数−複素数変換部４１とを有し、アダプティブ制御部５０は、その複素信号変換されたデータに基づき、受信アンテナ２Ａ〜２Ｃによる指向性を、アンテナ１５１に対する受信感度が最適となるように変化させる。
【解決手段】無線タグ回路素子Ｔoから送信された周波数ｆの信号を非接触で受信する受信アンテナ２Ａ〜２Ｃと、これら受信した信号を４ｎｆ（ｎは正数）のレートでサンプリングし、最新の記憶データとそのｎサンプリング前の記憶データとを出力可能なメモリ２０と、最新の記憶データ及びｎサンプリング前の記憶データを、実数部及び虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う入力信号実数−複素数変換部４１とを有し、アダプティブ制御部５０は、その複素信号変換されたデータに基づき、受信アンテナ２Ａ〜２Ｃによる指向性を、アンテナ１５１に対する受信感度が最適となるように変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部と情報の無線通信を行う無線通信装置、及びその一類型である無線タグに対し情報の読み取り又は書き込みを行う無線タグ通信システムの質問器に関する。
【背景技術】
【０００２】
応答器としての小型の無線タグに対し、質問器としてのリーダ／ライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り／書き込みを行うＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムが知られている。
【０００３】
例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。ＩＣ回路部は、上記アンテナで受信された信号を復調して解釈するとともに、メモリに記憶された情報信号に基づいて上記受信した搬送波を反射変調しアンテナを介して質問器へ返信する。
【０００４】
一方、上記質問器を含む無線通信装置一般において、上記のような無線通信における復調処理を高感度に行うために、従来、ＡＡＡ（Adaptive Array Antenna）処理と称されるいわゆるアダプティブ制御の手法が知られている。この手法は、アンテナ（受信アンテナ）として複数のアンテナ素子を設け、これら複数のアンテナ素子により受信されたそれぞれの受信信号にウェイト（加重値）を加え（アダプティブ処理し）、このアダプティブ処理された受信信号を復調する。そして、この復調後の信号と参照信号との誤差が可及的に小さくなるようにウェイトを変更することにより、複数のアンテナ素子による指向性を送信側への受信感度が最適となるように変化させるものである。
【０００５】
このようなアダプティブ制御を行うには、上記複数のアンテナ素子からの各受信信号の位相情報が必要となるため、信号を複素信号化する必要がある。通常、上記受信信号はデジタル信号であって実数部及び虚数部からなる複素信号のうち実数部のみであることから、受信信号に対し例えば非特許文献１に記載のヒルベルト変換等の処理を行うことにより、別途虚数部を作成している。
【０００６】
【非特許文献１】Marvin E. Frerking, Kluwer Academic Publishers "Digital Signal Processing in Communication Systems" p.138
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来技術においては、アンテナからの受信信号に含まれない虚数部を作成するためにヒルベルト変換等の煩雑な処理が必要となる。このため、無線通信装置あるいは無線タグ通信システムの質問器の中央演算装置（ＣＰＵ）における演算量が膨大となって、演算処理に多大な時間を要し、円滑な無線通信制御が困難となっていた。またこの結果、無線通信制御の信頼性の向上が困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、複素信号化に必要な虚数部を作成するための演算処理量を低減し、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現できる無線通信装置及び無線タグ通信システムの質問器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の発明は、送信手段から送信された周波数ｆの変調信号を非接触で受信する複数のアンテナ素子と、これら複数のアンテナ素子で受信した前記変調信号又は該変調信号から周波数変換された変調信号ｆｉを、ｎを正の整数として４ｎｆ又は４ｎｆｉのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前後の記憶データとを出力可能な記憶手段と、この記憶手段から出力された前記最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前後の記憶データを、実数部又は虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段と、この変換手段で前記複素信号変換されたデータに基づき、前記複数のアンテナ素子による指向性を、前記送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
一般に、正弦波信号等の周期性をもった信号では、実数成分と虚数成分とについて、虚数成分が実数成分より９０°位相が遅れた同一波形となるという特質がある。本願第１発明では、この相関関係を利用し、受信した周波数ｆの変調信号を４ｎｆ（又は４ｎｆｉ）レートでサンプリングし記憶手段に記憶していき、最新データとちょうどその位相９０°遅れに相当するｎサンプリング前のデータ（又はｎサンプリング後のデータ）とを記憶手段より変換手段へ出力させる。変換手段では、その最新データを実数部に使用しｎサンプリング前（又は後）のデータを虚数部に使用して複素信号変換を行う。そして、制御手段で、この複素信号変換後のデータを用いて、複数のアンテナ素子による指向性を送信手段への受信感度が最適となるように変化させるいわゆるアダプティブ制御を行う。
【００１１】
このように、アダプティブ制御を行うための複素信号変換において必要な虚数部を、単に位相遅れ分前（又は後）のデータを流用して取得することにより、ヒルベルト変換等の煩雑な手法を用いる従来に比べ演算処理を著しく簡素化することができる。この結果、無線通信装置の中央演算装置における演算量を低減でき、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。
【００１２】
第２の発明は、上記第１発明において、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された変調信号４ｎｆ又は４ｎｆｉを合成した合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、前記複素信号変換されたデータとを入力し、前記合成出力信号が前記目標出力信号に近づくように、前記合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段と、この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
重み付け決定手段で、制御手段からの合成出力信号が目標出力信号に近づくように重み付けを決定し、その重み付けを用いて合成出力信号生成手段で合成出力信号を生成し、この生成した合成出力信号は重み付け決定手段へとフィードバックされる。このようにして重み付けを最適化することで、複数のアンテナ素子による指向性を送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させることができる。
【００１４】
第３の発明は、上記第１又は第２発明において、前記記憶手段は、最新の記憶データを入力し格納する一方、その最新の記憶データとそれまでに格納保持されていたそのｎサンプリング前後の記憶データとを、順次出力可能なシフトレジスタであることを特徴とする。
【００１５】
シフトレジスタにより、最新の記憶データを順次格納する都度、そのデータと、ｎサンプリング前後の記憶データとを変換手段へ出力することができる。
【００１６】
第４の発明は、上記第１又は第２発明において、前記記憶手段は、第１記憶部及び第２記憶部を備えており、最新の記憶データを前記第１記憶部に入力して格納し、その第１記憶部に記憶されたデータを前記実数部用として前記変換手段へ出力する一方、前記第２記憶部に格納保持されていたｎサンプリング前後のデータを前記虚数部用として前記変換手段へ出力する手順と、その後、最新の記憶データを前記第２記憶部に入力して格納し、その第２記憶部に記憶されたデータを前記実数部用として前記変換手段へ出力する一方、前記第１記憶部に格納保持されていたｎサンプリング前後のデータを前記虚数部用として前記変換手段へ出力する手順とを、交互に繰り返すことを特徴とする。
【００１７】
これにより、最新の記憶データを第１記憶部又は第２記憶部に順次格納する都度、そのデータと、第２記憶部又は第１記憶部に格納されたｎサンプリング前後の記憶データとを併せて変換手段へ出力することができる。
【００１８】
第５の発明は、上記第２発明において、前記合成出力信号生成手段は、前記記憶手段より出力された前記最新の記憶データと、前記重み付け決定手段からの前記重み付けとを用いて、前記合成出力信号の生成を行うことを特徴とする。
【００１９】
記憶手段より出力された実数成分の最新記憶データと、重み付け決定手段からの重み付けとを用いて、実数形式の合成出力信号を生成することができる。
【００２０】
第６の発明は、上記第５発明において、前記変換手段で複素信号変換されたデータに、所定の次元変換用の係数を乗じて前記制御手段へ出力する係数乗算手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
これにより、合成出力信号生成手段で、記憶手段からの最新記憶データに対し重み付け決定手段において決定した重み付けを乗じて実数形式の合成出力信号を生成するときに、最新記憶データと重み付けとの次元を整合し、円滑な演算を行うことができる。
【００２２】
第７の発明は、上記第２発明において、前記合成出力信号生成手段は、前記記憶手段から出力され前記変換手段で前記複素信号変換された前記最新の記憶データと、前記重み付け決定手段からの前記重み付けとを用いて、複素信号形式の前記合成出力信号の生成を行うことを特徴とする。
【００２３】
複素信号変換された最新記憶データと、重み付け決定手段からの重み付けとを用いて、複素信号形式の合成出力信号を生成することができる。
【００２４】
第８の発明は、上記第５乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記合成出力信号生成手段で生成された前記合成出力信号を復調する復調手段を有することを特徴とする。
【００２５】
すなわち、本願第８発明では、重み付け決定手段は、合成出力信号生成手段より出力された合成出力信号が復調手段で復調される前にこれを入力し、目標出力信号に近づくように重み付け決定を行う。これにより、復調した後の信号に基づいて重み付けを行う場合に比べ、演算手順を簡素化し、これによっても演算量を低減することができる。
【００２６】
上記目的を達成するために、第９の発明は、質問対象の無線タグ回路素子のＩＣ回路部から送信された周波数ｆの変調信号を非接触で受信する複数のアンテナ素子と、これら複数のアンテナ素子で受信した前記変調信号又は該変調信号から周波数変換された変調信号ｆｉを、ｎを正の整数として４ｎｆ又は４ｎｆｉのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前後の記憶データとを出力可能な記憶手段と、この記憶手段から出力された前記最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前後の記憶データを、実数部又は虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段と、この変換手段で前記複素信号変換されたデータに基づき、前記複数のアンテナ素子による指向性を、前記送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００２７】
本願第９発明においては、受信した周波数ｆの変調信号を４ｎｆ（又は４ｎｆｉ）レートでサンプリングし記憶手段に記憶していき、最新データとちょうどその位相９０°遅れに相当するｎサンプリング前のデータ（又はｎサンプリング後のデータ）とを記憶手段より変換手段へ出力させる。変換手段では、その最新データを実数部に使用しｎサンプリング前（又は後）のデータを虚数部に使用して複素信号変換を行う。そして、制御手段で、この複素信号変換後のデータを用いて、複数のアンテナ素子による指向性を送信手段への受信感度が最適となるように変化させるいわゆるアダプティブ制御を行う。このように、アダプティブ制御を行うための複素信号変換において必要な虚数部を、単に位相遅れ分前（又は後）のデータを流用して取得することにより、ヒルベルト変換等の煩雑な手法を用いる従来に比べ演算処理を著しく簡素化することができる。この結果、質問器の中央制御装置における演算量を低減でき、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。
【００２８】
第１０の発明は、上記第９発明において、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された変調信号４ｎｆ又は４ｎｆｉを合成した合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、前記複素信号変換されたデータとを入力し、前記合成出力信号が前記目標出力信号に近づくように、前記合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段と、この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【００２９】
重み付け決定手段で、制御手段からの合成出力信号が目標出力信号に近づくように重み付けを決定し、その重み付けを用いて合成出力信号生成手段で合成出力信号を生成し、この生成した合成出力信号は重み付け決定手段へとフィードバックされる。このようにして重み付けを最適化することで、複数のアンテナ素子による指向性を送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、複素信号化に必要な虚数部を作成するための演算処理量を低減し、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。
【００３３】
図１において、この無線タグ通信システムＳは、本実施形態の無線通信装置としての質問器１００（１つのみ図示しているが、複数あってもよい）と、これに対応する応答器としての無線タグＴとから構成されるいわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）通信システムである。
【００３４】
無線タグＴは、アンテナ１５１とＩＣ回路部１５０とを備えた無線タグ回路素子Ｔoを有している。
【００３５】
質問器１００は、所定の平面内に指向性を有し最大電力で送信あるいは受信できる方向を可変であるように構成され、無線タグ回路素子Ｔoの上記アンテナ１５１との間で無線通信により信号の送信・受信を行う、この例では１つの送信アンテナ１及び３つの受信アンテナ（アンテナ素子）２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、これらアンテナ１，２Ａ〜２Ｃを介し上記無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へアクセスする（読み取り又は書き込みを行う）ために設けられ、送信信号（送信波Ｆｃ）をディジタル信号として出力したり、上記無線タグ回路素子Ｔoからの返信信号（反射波Ｆｒ）を復調する等のディジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０と、そのＤＳＰ１０により出力された送信信号をアナログ信号に変換して送信アンテナ１に出力する送信信号Ｄ／Ａ変換部１１と、受信アンテナ２Ａ〜２Ｃでの受信信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１０に供給する受信信号Ａ／Ｄ変換部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信信号Ａ／Ｄ変換部１２と称する）とを有している。
【００３６】
上記質問器１００より送信信号である送信波Ｆｃが送信されると、その送信波Ｆｃを受信した上記無線タグＴの無線タグ回路素子Ｔoにおいて所定の情報信号に基づいてその送信波Ｆｃが変調されて返信信号である反射波Ｆｒとして返信され、上記質問器１００によりその反射波Ｆｒが受信されて復調されることによって情報の送受が行われる。
【００３７】
図２は、上記無線タグＴに備えられた無線タグ回路素子Ｔoの機能的構成の一例を表すブロック図である。
【００３８】
図２において、無線タグ回路素子Ｔoは、上記質問器１００側の上記アンテナ１，２Ａ〜２ＣとＵＨＦ帯等の高周波を用いて非接触で上記送信波Ｆｃの受信及び上記反射波Ｆｒの送信を行う上記アンテナ１５１と、このアンテナ１５１に接続されディジタル信号処理を行う上記ＩＣ回路部１５０とを有している。
【００３９】
ＩＣ回路部１５０は、アンテナ１５１により受信された搬送波を整流する整流部１５２と、この整流部１５２により整流された搬送波のエネルギを蓄積し駆動電源とするための電源部１５３と、上記アンテナ１５１により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部１５７に供給するクロック抽出部１５４と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部１５５と、上記アンテナ１５１に接続された変復調部１５６と、上記電源部１５３からの電源に基づき上記整流部１５２、クロック抽出部１５４、及び変復調部１５６等を介して上記無線タグ回路素子Ｔoの作動を制御するための制御部１５７とを備えている。
【００４０】
変復調部１５６は、アンテナ１５１により受信された上記質問器１００の送信アンテナ１からの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部１５７からの返信信号に基づき、アンテナ１から受信された搬送波を反射変調する。
【００４１】
制御部１５７は、上記変復調部１５６により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ部１５５において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、上記変復調部１５６により返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００４２】
なお、上記は副搬送波を用いないタイプの無線タグ回路素子Ｔoを例にとって説明したが、これに限られず、副搬送波発振部及び副搬送波変調部（いずれも図示せず）を備え、その副搬送波発振部により発生させられた副搬送波を、上記制御部１５７を介して入力される所定の情報信号に基づき副搬送波変調部で変調し、アンテナ１５１より返信するようにしてもよい。
【００４３】
図３は、上記質問器１００の機能的構成を表す機能ブロック図である。なお、図中、太実線は複素変換後の信号の流れを表し、細実線は実数信号の流れを表している。
【００４４】
図３において、質問器１００は、上記アンテナ１，２Ａ〜２Ｃ、ＤＳＰ１０、送信信号Ｄ／Ａ変換部１１、及び受信信号Ａ／Ｄ変換部１２と、所定の周波数変換信号を出力する周波数変換信号出力部１３と、上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１１によりアナログ信号に変換されたＤＳＰ１０からの送信信号の周波数をその周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ高くし上記送信アンテナ１へ出力するアップコンバータ１４と、各受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃにより受信された受信信号の周波数を上記周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くし、上記受信信号Ａ／Ｄ変換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ出力するダウンコンバータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ（以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ１５と称する）と不用な周波数信号成分を除去するバンドパスフィルタ１８，１９ａ，１９ｂ，１９ｃとを備えている。なおバンドパスフィルタに代えて周知の直接変調回路を用いてもよい。
【００４５】
上記ＤＳＰ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から成り、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システムである。
【００４６】
このＤＳＰ１０は、前記無線タグ回路素子Ｔoへの送信信号をディジタル信号として出力する送信ディジタル信号出力部１６と、その送信ディジタル信号出力部１６から出力された送信ディジタル信号を所定の情報信号（送信情報）に基づいて変調して上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１１に供給する変調部１７と、上記受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃによりそれぞれ受信された受信信号を記憶する記憶部として機能するメモリ２０と、メモリ２０より読み出された受信信号を復調してその受信信号に含まれる所定の情報信号（＝無線タグ回路素子Ｔoによる変調信号）を読み出すＡＭ復調部３０及びＦＳＫ復号部４０と、上記メモリ２０から読み出された受信信号（実数形式）を入力して複素数形式の複素信号変換する入力信号実数−複素数変換部４１と、その複素信号変換されたデータに所定の次元変換用の係数（この例ではｃｏｓωｔ）を乗じる乗算部４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、その係数が乗じられた後のデータが入力されるとともに、上記ＡＭ復調部３０において上記メモリ２０から読み出された受信信号に与える重み付け（ウェイト）を決定（制御）するアダプティブ制御部（ＬＭＳ(＝LeastMeanSquare)制御部）５０と、上記ＡＭ復調部３０からの合成出力信号（実数形式）を入力して複素数形式の複素信号変換する入力信号合成出力実数−複素数変換部５１と備えている。
【００４７】
上記ＡＭ復調部３０は、好適には、ＩＱ直交復調、すなわち入力信号を互いに位相が９０°異なるＩ相（In phase）及びＱ相（Quadrature phase）信号に変換した後、それらＩ相合成信号Ｙｉ及びＱ相合成信号Ｙｑを合成することにより前記受信信号の復調を行うものである。
【００４８】
このＡＭ復調部３０は、前記アンテナ２Ａ〜２Ｃそれぞれの受信信号をＩ相信号に変換するＩ相変換部３１ａ〜ｃと、このＩ相変換部３１ａ〜ｃによりＩ相信号に変換された各受信信号を合成してＩ相合成信号ＹｉとするＩ相信号合成部３２と、このＩ相信号合成部３２から出力されるＩ相合成信号のうち所定の周波数以下の信号を通過させるＩ相ＬＰＦ（Low-Pass Filter）３３と、前記アンテナ２Ａ〜２Ｃそれぞれの受信信号をＱ相信号に変換するＱ相変換部３４ａ〜ｃと、このＱ相変換部３４ａ〜ｃによりＱ相信号に変換された各受信信号を合成してＱ相合成信号ＹｑとするＱ相信号合成部３５と、このＱ相信号合成部３５から出力されるＱ相合成信号のうち所定の周波数以下の信号を通過させるＱ相ＬＰＦ３６と、上記Ｉ相ＬＰＦ３３から出力されるＩ相合成信号及びＱ相ＬＰＦ３６から出力されるＱ相合成信号を合成（二乗和の平方根）して復調信号を生成する復調信号生成部３７と、この復調信号生成部３７から出力される復調信号のうち所定の周波数以上の信号を通過させるＨＰＦ（High-Pass Filter）３８とを備えている。
【００４９】
上記Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃは、上記アダプティブ制御部５０から指示されるウェイトにより各入力の位相及び振幅を制御する位相振幅制御部としても機能するものである。
【００５０】
上記Ｉ相信号合成部３２から出力されるＩ相合成信号Ｙｉ及びＱ相信号合成部３５から出力されるＱ相合成信号Ｙｑは、それぞれ入力信号合成出力実数−複素数変換部５１において複素数形式の複素信号変換されて上記アダプティブ制御部５０にもそれぞれ供給される。
【００５１】
上記ＨＰＦ３８から出力されたＡＭ復調信号は、上記ＦＳＫ復号部４０により復号されて復号情報（無線タグＴによる変調に関する情報）として出力される。
【００５２】
上記乗算部４２ａ〜４２ｃは、上記Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃでメモリ２０からの最新記憶データに対しアダプティブ制御部５０で決定した重み付けを乗じ実数形式の合成出力信号Ｙｉ，Ｙｑを生成するときに、最新記憶データと重み付けとの次元を整合し、円滑な演算を行うようにするものである。
【００５３】
上記構成において、送信ディジタル信号出力部１６により送信ディジタル信号が出力され、その信号が変調部１７により所定の送信情報に基づいて変調された後、送信信号Ｄ／Ａ変換部１１によってアナログ信号に変換される。このアナログ信号に変換された送信信号の周波数が、アップコンバータ１４によって、上記周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ高められて送信アンテナ１に供給され、送信波Ｆｃとして無線タグ回路素子Ｔoに向けて送信される。
【００５４】
前記質問器１００の送信アンテナ１からの送信波Ｆｃが無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１により受信されると、その送信波Ｆｃが前記変復調部１５６に供給されて復調される。また、送信波Ｆｃの一部は整流部１５２により整流され、電源部１５３にてエネルギ源（電源）とされる。この電源によって前記制御部１５５がメモリ部１５５の情報信号に基づき返信信号を生成し、この返信信号に基づき変復調部１５６が上記送信波Ｆｃを変調し、前記アンテナ１５１から反射波Ｆｒとして前記質問器１００に向けて返信される。
【００５５】
前記無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１からの反射波Ｆｒが質問器１００の受信アンテナ２Ａ〜２Ｃにより受信されると、その反射波Ｆｒがアンテナ２Ａ〜２Ｃからダウンコンバータ１５に供給され、各受信信号の周波数が、周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ低められる。それらダウンコンバートされた受信信号は対応する受信信号Ａ／Ｄ変換部１２によりディジタル信号に変換され、前記メモリ２０に供給されてそのメモリ２０に記憶される。
【００５６】
その後メモリ２０から読みだされた受信信号はＡＭ復調部３０に供給され、それら受信信号が前記Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃにより互いに位相が９０°異なるＩ相信号及びＱ相信号にそれぞれ変換される。Ｉ相信号に変換された受信信号は上記Ｉ相信号合成部３２により合成されＩ相合成信号Ｙｉとされると共に、Ｑ相信号に変換された受信信号は上記Ｑ相信号合成部３５により合成されＱ相合成信号Ｙｑとされる。
【００５７】
そして、Ｉ相合成信号ＹｉのうちＩ相ＬＰＦ３３により通過させられる所定の周波数以下の信号と、Ｑ相合成信号ＹｑのうちＱ相ＬＰＦ３６により通過させられる所定の周波数以下の信号とが復調信号生成部３７により合成（二乗和の平方根）され、復調信号が生成される。復調信号生成部３７から出力される復調信号のうちＨＰＦ３８により通過させられる所定周波数以上の信号がＡＭ復調波として出力され、更にＦＳＫ復号部４０によって復号されたデータが出力される。
【００５８】
図４は、上記動作の要部であるＤＳＰ１０によるアダプティブ処理動作の制御手順を表すフローチャートである。
【００５９】
図４において、まずステップＳ１１０において、アダプティブ制御部（ＬＭＳ）よりＩ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃへの制御信号で設定される位相とゲイン（信号の振幅）を所定の初期値に設定する。
【００６０】
その後、ステップＳ１２０で、送信ディジタル信号出力部１６からの信号を変調部１７で変調し、送信信号Ｄ／Ａ変換部１１、送信アンテナ１を介し対象とする無線タグＴの無線タグ回路素子Ｔoへ送信波Ｆｃとして送信する。この変調部１７で変調された送信波Ｆｃの送信完了後は、ステップＳ１２５に移り、無線タグ回路素子Ｔoへ電力供給などのために搬送波のみの送信波Ｆｃを送信する。
【００６１】
そして、ステップＳ１３０で、上記送信波Ｆｃに応じて対応する無線タグ回路素子Ｔoから送信された反射波Ｆｒを受信アンテナ２Ａ〜２Ｃで受信し、さらに受信信号Ａ／Ｄ変換部を介しメモリ２０に取り込んで記憶する。なお、ステップＳ１２５及びステップＳ１３０は、１サンプル分の処理を表している。
【００６２】
この場合、各受信アンテナ２Ａ〜２Ｃによる指向性を受信感度が最適となるように変化させる。具体的には、前記Ｉ相信号合成部３２及びＱ相信号合成部３５から入力信号合成出力実数−複素数変換部５１を介し入力された変換後の上記合成信号Ｙｉ，Ｙｑに関し、受信アンテナ２Ａ〜２Ｃの受信感度が無線タグＴの配置されている方向に対して最適になるように（＝無線タグ回路素子Ｔoによる変調成分の振幅を可及的に高くし予め定められた参照信号（目標出力信号）ｒに近づくように）各アンテナ２Ａ〜２Ｃにより受信された受信信号それぞれの振幅及び位相を変更し指向性を制御することで、前記ＡＭ復調部３０による復調処理の精度を可及的に高める。そのために、アダプティブ制御部５０からＩ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃへの位相・振幅制御信号において各アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃごとに所定の重み付けを行い、この重み付け（加重値；ウェイト）の更新計算は、ウェイトが収束するまで行う。
【００６３】
したがって、上記ステップＳ１３０が終了した後、ステップＳ１４０で、アンテナ２Ａ〜２Ｃに係る重み付けを決定してＩ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃへ出力され、その後ステップＳ１５０で対応する位相及び振幅（ゲイン）がＩ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃで設定される。
【００６４】
このときのウェイトの値はＤＳＰ１０内のＲＡＭ等の適宜の記憶手段に記憶されながらそれまでに記憶されたものとその大きさが比較されており、後述するようにステップＳ１６０の判定が満たされずステップＳ１２５に戻って同様の演算を繰り返していくときにそれまでの記憶値に比べ変化が所定値以下とみなされると演算が収束したと判定される。アダプティブ制御部５０では、アンテナ２Ａ〜２Ｃで生成される指向性がその無線タグ回路素子Ｔoからの反射波成分が最大値すなわち最適感度となるように模索する。また妨害信号が検出された場合はこの妨害信号が小さくなるようにさらに指向性が最適化される。重みの値がほぼ一定となり演算が収束した場合はステップＳ１６０の判定が満たされるが、それでない場合は判定が満たされず、ステップＳ１２０に戻って同様の演算手順が繰り返される。
【００６５】
このようしてステップＳ１２５→ステップＳ１３０→ステップＳ１４０→ステップＳ１５０→ステップＳ１６０を繰り返してアンテナ２Ａ〜２Ｃそれぞれについてその受信感度が最適となる指向性が見つかったら演算が終了してステップＳ１６０の判定が満たされ、ステップＳ１７０に移る。このとき、無線タグＴと同じ方向に妨害信号源がある場合など、タグ方向とアンテナの指向性にずれが生じる場合がある。また、複数の方向に極大を示す指向性となることもある。このため、タグの方向は、推定値あるいは確率値となる。
【００６６】
ステップＳ１７０では、上記収束結果に基づき無線タグＴの存在する方向を推定し、ステップＳ１８０で、上記収束したときの信号強度に基づき、無線タグＴの存在する座標位置を推定する。
【００６７】
以上のようにして、アンテナ２Ａ〜２Ｃにより合成される指向性を無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１に対する受信感度が最適となるよう変化させる、アダプティブアレイ制御が実行され、ＡＭ復調部３０による復調処理の精度を可及的に高めて対象とする無線タグ回路素子Ｔoを高感度で検出する。アダプティブ制御部５０の制御信号により前記ＡＭ復調部３０でアダプティブ処理されかつ復調された受信信号は、前記ＦＳＫ復号部４０によって最終的に復号信号とされ、データ出力される。この結果、アンテナ２Ａ〜２Ｃの受信信号に含まれる所定の情報信号すなわち無線タグ回路素子Ｔoによる変調信号を確実に且つ可及的速やかに読み出すことができる。
【００６８】
以上の基本構成において、本発明の要部は、アダプティブ制御部５０での上記重み付け決定のために必要である、アンテナ２Ａ〜２Ｃで受信した信号の複素信号変換の手法にある。
【００６９】
すなわち、アダプティブ制御を行うアダプティブ制御部５０では、受信信号の位相情報と振幅情報とが含まれた解析信号、すなわち、
X(t)=Xi(t)＋jXq(t) …(式1)
のような複素表現で表される信号が必要である。
【００７０】
ここで、アンテナで受信しＡ／Ｄ変換した出力は通常実数部（上記式１の第１項部分）のみであり、虚数部（上記式１の第２項部分）は存在しない。そのため、この虚数部信号を別途作成する（複素信号変換を行う）必要がある。
【００７１】
本実施形態は、正弦波のような周期性を備えた信号波形は、虚数部信号が実数部信号より位相９０°遅れとなっていることに着目し、受信信号の最新のデータとそれより位相９０°前の分の記憶データとをメモリ２０から実数部データ及び虚数部データとして一組として取り出して利用することにより、極めて簡素な手法で複素信号変換を実行するものである。
【００７２】
図５は、上記本発明の要部をなす複素信号変換の手法を概念的に説明する説明図である。図５において、本実施形態では、送信手段としての無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１から周波数ｆ（周期Ｔ＝１／ｆ）の周期性を備えた信号（この例では正弦波）が送信されることを前提に、その受信した正弦波信号を、４ｎｆ（ｎ：正の整数）のレート（すなわち周期１／４ｎｆ＝Ｔ／４ｎ）で上記メモリ２０がサンプリングして順次記憶する。
【００７３】
例えば図示の例では、一つの波形において、Ｔ／４（ｎ＝１に相当）の間隔での５つの点の信号値がそれぞれXi(0),Xi(1),Xi(2),Xi(3),Xi(4)である。上述したように解析信号の虚数部の値は、実数部の信号の位相を90°遅らせた値に他ならないから、上記Xi(0),Xi(1),Xi(2),Xi(3)の値は実数部Xi(1),Xi(2),Xi(3),Xi(4)の虚数部にそれぞれ等しい。したがって、それぞれの解析信号値は、
X(1) = Xi(1) + j Xi(0)
X(2) = Xi(2) + j Xi(1)
X(3) = Xi(3) + j Xi(2)
X(4) = Xi(4) + j Xi(3) となって、
一般化すると、
X(t) = Xi(t) + j Xi(t-1) （ただしt≧１）
となる。
【００７４】
上記はｎ＝１の場合であり、ｎを含めて拡張すると、
X(t) = Xi(t) + j Xi(t-ｎ) （ただしt≧ｎ）
となる。
【００７５】
本実施形態では、以上の考察に基づき、メモリ２０が、前述したように順次４ｆレートでサンプリングして順次記憶しつつ、最新の記憶データとそのｎサンプリング前の記憶データとを出力可能となっている。
【００７６】
図６は、そのようなメモリ２０の機能的構成を、ｎ＝１の場合を例にとって示した説明図である。
【００７７】
図６において、このメモリ２０はレジスタ０とレジスタ１とから構成された、いわゆる２段のシフトレジスタ機能を備えている。すなわち、レジスタ０へデータを書き込むとレジスタ１へデータがシフトするようになっている。この結果、受信信号Ａ／Ｄ変換部１２からの信号データを４ｆ（ｎ＝１）のレート（１／４の周期）で毎回レジスタ０へ取り込むことで、レジスタ０の値（カレントデータ）を実数部 Xiとして、またレジスタ１の値(シフトレジスタ出力、１サンプリング前のデータ)を虚数部Xqとして入力信号実数−複素数変換部４１に出力するだけで、入力信号実数−複素数変換部４１は現在のデータに対応する実数部及び虚数部の値を得ることができ、これらを用いて複素信号変換を行うことができる。
【００７８】
なお、以上はｎ＝１の場合を例にとって説明したが、ｎ≧２の場合についても同等の機能を果たすように構成すればよいことは言うまでもない。
【００７９】
以上において、各請求項記載のメモリ２０が、複数のアンテナ素子で受信した前記信号を、ｎを正の整数として４ｎｆのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前の記憶データとを出力可能な記憶手段を構成し、入力信号実数−複素数変換部４１が、記憶手段から出力された最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前の記憶データを、実数部及び虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段を構成する。
【００８０】
また、アダプティブ制御部５０と、Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃと、Ｉ相信号合成部３２及びＱ相信号合成部３５とが、上記変換手段で複素信号変換されたデータに基づき、複数のアンテナ素子による指向性を、送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段を構成する。そのうち、アダプティブ制御部５０が、制御手段からの合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、複素信号変換されたデータとを入力し、合成出力信号が目標出力信号に近づくように、合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段を構成し、Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃと、Ｉ相信号合成部３２及びＱ相信号合成部３５が、この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段を構成する。
【００８１】
また、乗算部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが、変換手段で複素信号変換されたデータに、所定の次元変換用の係数を乗じて制御手段へ出力する係数乗算手段を構成する。また、ＡＭ復調部３０に備えられたＩ相ＬＰＦ３３及びＱ相ＬＰＦ３６と、復調信号生成部３７とが、合成出力信号生成手段で生成された合成出力信号を復調する復調手段を構成する。
【００８２】
以上のように構成した本実施形態の作用効果を以下に説明する。
【００８３】
本実施形態では、正弦波信号等の周期性をもった信号では実数成分と虚数成分とについて虚数成分が実数成分より９０°位相が遅れた同一波形となるという相関関係を利用し、信号を４ｎｆレートでサンプリングしてメモリ２０に記憶していき、最新データとちょうどその位相９０°遅れに相当するｎサンプリング前のデータ（又は位相９０°進みに相当するｎサンプリング後のデータでもよい）とをメモリ２０より入力信号実数−複素数変換部４１へ出力させる。入力信号実数−複素数変換部４１では、その最新データを実数部に使用しｎサンプリング前のデータを虚数部に使用して複素信号変換を行う。そして、アダプティブ制御部５０で、この複素信号変換後のデータを用いて、複数のアンテナ素子による指向性を無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１への受信感度が最適となるように変化させるいわゆるアダプティブ制御を行う。
【００８４】
このように、アダプティブ制御を行うための複素信号変換において必要な虚数部を、単に位相遅れ分前のデータ（又は位相進み分後のデータ）を流用して取得することにより、ヒルベルト変換等の煩雑な手法を用いる従来に比べ演算処理を著しく簡素化することができる。この結果、ＤＳＰ１０の中央演算装置（ＣＰＵ）における演算量を低減でき、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。
【００８５】
またこのとき、前記Ｉ相信号合成部３２及びＱ相信号合成部３５からの合成出力信号Ｙｉ，Ｙｑ（すなわち復調前の出力）を入力信号合成出力実数−複素数変換部を介しアダプティブ制御部５０へ供給することにより、復調した後の信号に基づいて重み付けを行う場合に比べ、前記Ｉ相ＬＰＦ３３、Ｑ相ＬＰＦ３６、及びＨＰＦ３８のタップ数に起因するディレイの影響の発生を防止でき、また演算手順を簡素化しこれによっても演算量を低減できる。
【００８６】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。
【００８７】
（１）ＡＭ復調部を位相振幅制御部とは分離して設けた場合
すなわち、上記実施形態では、ＡＭ復調機能の要部をなす上記Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃが、上記アダプティブ制御部５０から指示されるウェイトにより各入力の位相及び振幅を制御する位相振幅制御部としての機能を兼ねていたが、これをそれぞれ分離独立して設けた場合である。
【００８８】
図７は、このような変形例による質問器１００′の構成の要部をなすを表す機能ブロック図であり、上記実施形態の図３に相当する図である。上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図中、太実線は複素変換後の信号の流れを表し、細実線は実数信号の流れを表している。
【００８９】
図７に示すこの質問器１００′は、ＤＳＰ１０′では位相振幅制御機能のみを行い、これと別に新たに設けたＡＭ復調部１３０でＡＭ復調を行う。
【００９０】
ＤＳＰ１０′においては、メモリ２０から読みだされた受信信号（実数形式）は入力信号実数−複素数変換部４１に入力されて複素数形式の複素信号変換され、この複素信号が、アダプティブ制御部５０′及び乗算部１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃに供給される。アダプティブ制御部５０は、機能的には上記実施形態のアダプティブ制御部５０に相当するものであり、上記乗算部１３１ａ〜ｃより加算部１３２で合算された合成出力信号に関し、受信アンテナ２Ａ〜２Ｃの受信感度が無線タグＴの配置されている方向に対して最適になるように（＝無線タグ回路素子Ｔoによる変調成分の振幅を可及的に高くし予め定められた参照信号（目標出力信号）ｒに近づくように）各アンテナ２Ａ〜２Ｃにより受信された受信信号それぞれの振幅及び位相を変更し指向性を制御することで、ＡＭ復調部１３０による復調処理の精度を可及的に高めるものである。そのために、アダプティブ制御部５０′から乗算部１３１ａ〜ｃへの位相・振幅制御信号において各アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃごとに所定の重み付けを行い、この重み付け（加重値；ウェイト）の更新計算はウェイトが収束するまで行う。アダプティブ制御部５０′の制御信号により乗算部１３１ａ〜ｃでアダプティブ処理された受信信号は加算部１３２で合算された後、上記ＡＭ復調部１３０に出力される。
【００９１】
メモリ２０は、上記実施形態と同様、アンテナ２Ａ〜２Ｃで受信した正弦波信号を、４ｎｆのレートでサンプリングして順次記憶しつつ、最新の記憶データとそのｎサンプリング前（又はｎサンプリング後）の記憶データとをそれぞれ実数部 Xi及び虚数部Xqとして入力信号実数−複素数変換部４１に出力し、入力信号実数−複素数変換部４１はこれらを用いて複素信号変換を行う。
【００９２】
ＡＭ復調部１３０は、詳細な説明は省略するが、図３のＡＭ復調部３０と同様に、ＤＳＰ１０′からの入力信号をＩ相（In phase）及びＱ相（Quadrature phase）信号に変換し、それらＩ相合成信号Ｙｉ及びＱ相合成信号Ｙｑを合成することにより受信信号をＩＱ直交復調し、ＦＳＫ復号部４０へ出力する。
【００９３】
上記において、アダプティブ制御部５０′が、各請求項記載の、合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、複素信号変換されたデータとを入力し、合成出力信号が目標出力信号に近づくように、合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段を構成する。
【００９４】
また、乗算部１３１ａ〜ｃ及び加算部１３２が、記憶手段から出力され変換手段で複素信号変換された最新の記憶データと、重み付け決定手段からの重み付けとを用いて、複素信号形式の合成出力信号の生成を行う合成出力信号生成手段を構成する。
【００９５】
さらに、ＡＭ復調部１３０が、合成出力信号生成手段で生成された合成出力信号を復調する復調手段を構成する。
【００９６】
本変形例によっても、上記実施形態と同様、演算処理を簡素化してＤＳＰ１０′の中央演算装置（ＣＰＵ）における演算量を低減でき、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現できる効果がある。
【００９７】
（２）他のメモリ形式
上記実施形態及び（１）の変形例においては、メモリ２０はシフトレジスタ機能を備えるものであったが、これに限られない。すなわち、第１記憶部（メモリ１）と第２記憶部（メモリ２）とに選択的に交互に記憶を行う２段メモリでもよい。
【００９８】
図８は、この変形例によるメモリ２０′の機能を概念的に表した説明図である。図８に示すように、この場合、メモリ２０′は、受信信号Ａ／Ｄ変換部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの出力信号を、メモリ１とメモリ２とに交互に書き込む。図８（ａ）のようにメモリ１へ書き込んだときは、そのメモリ１の最新データが受信信号の実数部信号として入力信号実数−複素数変換部４１へ出力され、前回（ｎ＝１の場合；一般的にはｎサンプリング前に）書き込んだメモリ０のデータが受信信号の虚数部信号として入力信号実数−複素数変換部４１へ出力される。同様に、図８（ｂ）のようにメモリ０へ書き込んだ時は、そのメモリ０のデータが受信信号の実数部信号となり、前回（ｎ＝１の場合；一般的にはｎサンプリング前に）書き込んだメモリ０のデータが虚数部信号となる。
【００９９】
この変形例のメモリ２０′によっても、前述のメモリ２０と同等の機能を果たすことができる。なお、前述したようにｎサンプリング後のデータを用いてもよい。
【０１００】
（３）その他
以上においては、メモリ２０，２０′、ＡＭ復調部３０、ＦＳＫ復号部４０、及びアダプティブ制御部５０，５０′は、ＤＳＰ１０，１０′に設けられたものであったが、それらはＤＳＰ１０，１０′とは別体としてそれぞれ独立の制御装置として設けられるものであっても構わない。
【０１０１】
また、以上において、質問器１００，１００′には、無線タグ回路素子Ｔoに向けて送信波Ｆｃを送信する送信アンテナ１と、その無線タグ回路素子Ｔoから返信される反射波Ｆｒを受信する受信アンテナ２Ａ〜２Ｃが別体として設けられていたが、これにも限られず、無線タグ回路素子Ｔoに向けて送信波Ｆｃを送信すると共にその無線タグ回路素子Ｔoから返信される反射波Ｆｒを受信する送受信アンテナを備えたものであっても構わない。この場合には、サーキュレータ等の送受信分離器がその送受信アンテナに対応して設けられる。
【０１０２】
さらに、以上においては、前記質問器１００，１００′は、図１の通信システムＳにおける質問器として用いられていたが、これに限られず、本発明は、無線タグ回路素子Ｔoに所定の情報を書き込み無線タグＴを作成する無線タグ作成装置や、情報の読み出し及び書き込みを行う無線タグリーダ／ライタにも好適に適用されるものである。
【０１０３】
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】
【０１０４】
【図１】本実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。
【図２】図１に示した無線タグに備えられた無線タグ回路素子の機能的構成の一例を表すブロック図である。
【図３】図１に示した質問器の機能的構成を表す機能ブロック図である。
【図４】図３に示したＤＳＰによるアダプティブ処理動作の制御手順を表すフローチャートである。
【図５】複素信号変換の手法を概念的に説明する説明図である。
【図６】図３に示したメモリの機能的構成を示した説明図である。
【図７】ＡＭ復調部を位相振幅制御部とは分離して設けた変形例による質問器の構成の要部をなすを表す機能ブロック図である。
【図８】メモリに関する変形例における機能を概念的に表した説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 送信アンテナ
２ 受信アンテナ（アンテナ素子）
２０ メモリ（記憶手段）
２０′ メモリ（記憶手段）
３１ａ〜ｃ Ｉ相変換部（合成出力信号生成手段、制御手段）
３２ Ｉ相信号合成部（合成出力信号生成手段、制御手段）
３３ Ｉ相ＬＰＦ（復調手段）
３４ａ〜ｃ Ｑ相変換部（合成出力信号生成手段、制御手段）
３５ Ｑ相信号合成部（合成出力信号生成手段、制御手段）
３６ Ｑ相ＬＰＦ（復調手段）
３７ 復調信号生成部（復調手段）
４１ 入力信号実数−複素数変換部（変換手段）
４２ａ〜ｃ 乗算部（係数乗算手段）
５０ アダプティブ制御部（重み付け決定手段、制御手段）
５０′ アダプティブ制御部（重み付け決定手段、制御手段）
１００ 質問器（無線通信装置）
１００′ 質問器（無線通信装置）
１３０ ＡＭ復調部（復調手段）
１３１ａ〜ｃ 乗算部（合成出力信号生成手段、制御手段）
１３２ 加算部（合成出力信号生成手段、制御手段）
１５１ アンテナ（送信手段）
Ｓ 無線タグ通信システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部と情報の無線通信を行う無線通信装置、及びその一類型である無線タグに対し情報の読み取り又は書き込みを行う無線タグ通信システムの質問器に関する。
【背景技術】
【０００２】
応答器としての小型の無線タグに対し、質問器としてのリーダ／ライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り／書き込みを行うＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムが知られている。
【０００３】
例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。ＩＣ回路部は、上記アンテナで受信された信号を復調して解釈するとともに、メモリに記憶された情報信号に基づいて上記受信した搬送波を反射変調しアンテナを介して質問器へ返信する。
【０００４】
一方、上記質問器を含む無線通信装置一般において、上記のような無線通信における復調処理を高感度に行うために、従来、ＡＡＡ（Adaptive Array Antenna）処理と称されるいわゆるアダプティブ制御の手法が知られている。この手法は、アンテナ（受信アンテナ）として複数のアンテナ素子を設け、これら複数のアンテナ素子により受信されたそれぞれの受信信号にウェイト（加重値）を加え（アダプティブ処理し）、このアダプティブ処理された受信信号を復調する。そして、この復調後の信号と参照信号との誤差が可及的に小さくなるようにウェイトを変更することにより、複数のアンテナ素子による指向性を送信側への受信感度が最適となるように変化させるものである。
【０００５】
このようなアダプティブ制御を行うには、上記複数のアンテナ素子からの各受信信号の位相情報が必要となるため、信号を複素信号化する必要がある。通常、上記受信信号はデジタル信号であって実数部及び虚数部からなる複素信号のうち実数部のみであることから、受信信号に対し例えば非特許文献１に記載のヒルベルト変換等の処理を行うことにより、別途虚数部を作成している。
【０００６】
【非特許文献１】Marvin E. Frerking, Kluwer Academic Publishers "Digital Signal Processing in Communication Systems" p.138
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来技術においては、アンテナからの受信信号に含まれない虚数部を作成するためにヒルベルト変換等の煩雑な処理が必要となる。このため、無線通信装置あるいは無線タグ通信システムの質問器の中央演算装置（ＣＰＵ）における演算量が膨大となって、演算処理に多大な時間を要し、円滑な無線通信制御が困難となっていた。またこの結果、無線通信制御の信頼性の向上が困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、複素信号化に必要な虚数部を作成するための演算処理量を低減し、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現できる無線通信装置及び無線タグ通信システムの質問器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の発明は、送信手段から送信された周波数ｆの変調信号を非接触で受信する複数のアンテナ素子と、これら複数のアンテナ素子で受信した前記変調信号又は該変調信号から周波数変換された変調信号ｆｉを、ｎを正の整数として４ｎｆ又は４ｎｆｉのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前後の記憶データとを出力可能な記憶手段と、この記憶手段から出力された前記最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前後の記憶データを、実数部又は虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段と、この変換手段で前記複素信号変換されたデータに基づき、前記複数のアンテナ素子による指向性を、前記送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
一般に、正弦波信号等の周期性をもった信号では、実数成分と虚数成分とについて、虚数成分が実数成分より９０°位相が遅れた同一波形となるという特質がある。本願第１発明では、この相関関係を利用し、受信した周波数ｆの変調信号を４ｎｆ（又は４ｎｆｉ）レートでサンプリングし記憶手段に記憶していき、最新データとちょうどその位相９０°遅れに相当するｎサンプリング前のデータ（又はｎサンプリング後のデータ）とを記憶手段より変換手段へ出力させる。変換手段では、その最新データを実数部に使用しｎサンプリング前（又は後）のデータを虚数部に使用して複素信号変換を行う。そして、制御手段で、この複素信号変換後のデータを用いて、複数のアンテナ素子による指向性を送信手段への受信感度が最適となるように変化させるいわゆるアダプティブ制御を行う。
【００１１】
このように、アダプティブ制御を行うための複素信号変換において必要な虚数部を、単に位相遅れ分前（又は後）のデータを流用して取得することにより、ヒルベルト変換等の煩雑な手法を用いる従来に比べ演算処理を著しく簡素化することができる。この結果、無線通信装置の中央演算装置における演算量を低減でき、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。
【００１２】
第２の発明は、上記第１発明において、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された変調信号４ｎｆ又は４ｎｆｉを合成した合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、前記複素信号変換されたデータとを入力し、前記合成出力信号が前記目標出力信号に近づくように、前記合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段と、この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
重み付け決定手段で、制御手段からの合成出力信号が目標出力信号に近づくように重み付けを決定し、その重み付けを用いて合成出力信号生成手段で合成出力信号を生成し、この生成した合成出力信号は重み付け決定手段へとフィードバックされる。このようにして重み付けを最適化することで、複数のアンテナ素子による指向性を送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させることができる。
【００１４】
第３の発明は、上記第１又は第２発明において、前記記憶手段は、最新の記憶データを入力し格納する一方、その最新の記憶データとそれまでに格納保持されていたそのｎサンプリング前後の記憶データとを、順次出力可能なシフトレジスタであることを特徴とする。
【００１５】
シフトレジスタにより、最新の記憶データを順次格納する都度、そのデータと、ｎサンプリング前後の記憶データとを変換手段へ出力することができる。
【００１６】
第４の発明は、上記第１又は第２発明において、前記記憶手段は、第１記憶部及び第２記憶部を備えており、最新の記憶データを前記第１記憶部に入力して格納し、その第１記憶部に記憶されたデータを前記実数部用として前記変換手段へ出力する一方、前記第２記憶部に格納保持されていたｎサンプリング前後のデータを前記虚数部用として前記変換手段へ出力する手順と、その後、最新の記憶データを前記第２記憶部に入力して格納し、その第２記憶部に記憶されたデータを前記実数部用として前記変換手段へ出力する一方、前記第１記憶部に格納保持されていたｎサンプリング前後のデータを前記虚数部用として前記変換手段へ出力する手順とを、交互に繰り返すことを特徴とする。
【００１７】
これにより、最新の記憶データを第１記憶部又は第２記憶部に順次格納する都度、そのデータと、第２記憶部又は第１記憶部に格納されたｎサンプリング前後の記憶データとを併せて変換手段へ出力することができる。
【００１８】
第５の発明は、上記第２発明において、前記合成出力信号生成手段は、前記記憶手段より出力された前記最新の記憶データと、前記重み付け決定手段からの前記重み付けとを用いて、前記合成出力信号の生成を行うことを特徴とする。
【００１９】
記憶手段より出力された実数成分の最新記憶データと、重み付け決定手段からの重み付けとを用いて、実数形式の合成出力信号を生成することができる。
【００２０】
第６の発明は、上記第５発明において、前記変換手段で複素信号変換されたデータに、所定の次元変換用の係数を乗じて前記制御手段へ出力する係数乗算手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
これにより、合成出力信号生成手段で、記憶手段からの最新記憶データに対し重み付け決定手段において決定した重み付けを乗じて実数形式の合成出力信号を生成するときに、最新記憶データと重み付けとの次元を整合し、円滑な演算を行うことができる。
【００２２】
第７の発明は、上記第２発明において、前記合成出力信号生成手段は、前記記憶手段から出力され前記変換手段で前記複素信号変換された前記最新の記憶データと、前記重み付け決定手段からの前記重み付けとを用いて、複素信号形式の前記合成出力信号の生成を行うことを特徴とする。
【００２３】
複素信号変換された最新記憶データと、重み付け決定手段からの重み付けとを用いて、複素信号形式の合成出力信号を生成することができる。
【００２４】
第８の発明は、上記第５乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記合成出力信号生成手段で生成された前記合成出力信号を復調する復調手段を有することを特徴とする。
【００２５】
すなわち、本願第８発明では、重み付け決定手段は、合成出力信号生成手段より出力された合成出力信号が復調手段で復調される前にこれを入力し、目標出力信号に近づくように重み付け決定を行う。これにより、復調した後の信号に基づいて重み付けを行う場合に比べ、演算手順を簡素化し、これによっても演算量を低減することができる。
【００２６】
上記目的を達成するために、第９の発明は、質問対象の無線タグ回路素子のＩＣ回路部から送信された周波数ｆの変調信号を非接触で受信する複数のアンテナ素子と、これら複数のアンテナ素子で受信した前記変調信号又は該変調信号から周波数変換された変調信号ｆｉを、ｎを正の整数として４ｎｆ又は４ｎｆｉのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前後の記憶データとを出力可能な記憶手段と、この記憶手段から出力された前記最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前後の記憶データを、実数部又は虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段と、この変換手段で前記複素信号変換されたデータに基づき、前記複数のアンテナ素子による指向性を、前記送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００２７】
本願第９発明においては、受信した周波数ｆの変調信号を４ｎｆ（又は４ｎｆｉ）レートでサンプリングし記憶手段に記憶していき、最新データとちょうどその位相９０°遅れに相当するｎサンプリング前のデータ（又はｎサンプリング後のデータ）とを記憶手段より変換手段へ出力させる。変換手段では、その最新データを実数部に使用しｎサンプリング前（又は後）のデータを虚数部に使用して複素信号変換を行う。そして、制御手段で、この複素信号変換後のデータを用いて、複数のアンテナ素子による指向性を送信手段への受信感度が最適となるように変化させるいわゆるアダプティブ制御を行う。このように、アダプティブ制御を行うための複素信号変換において必要な虚数部を、単に位相遅れ分前（又は後）のデータを流用して取得することにより、ヒルベルト変換等の煩雑な手法を用いる従来に比べ演算処理を著しく簡素化することができる。この結果、質問器の中央制御装置における演算量を低減でき、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。
【００２８】
第１０の発明は、上記第９発明において、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された変調信号４ｎｆ又は４ｎｆｉを合成した合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、前記複素信号変換されたデータとを入力し、前記合成出力信号が前記目標出力信号に近づくように、前記合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段と、この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【００２９】
重み付け決定手段で、制御手段からの合成出力信号が目標出力信号に近づくように重み付けを決定し、その重み付けを用いて合成出力信号生成手段で合成出力信号を生成し、この生成した合成出力信号は重み付け決定手段へとフィードバックされる。このようにして重み付けを最適化することで、複数のアンテナ素子による指向性を送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、複素信号化に必要な虚数部を作成するための演算処理量を低減し、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。
【００３３】
図１において、この無線タグ通信システムＳは、本実施形態の無線通信装置としての質問器１００（１つのみ図示しているが、複数あってもよい）と、これに対応する応答器としての無線タグＴとから構成されるいわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）通信システムである。
【００３４】
無線タグＴは、アンテナ１５１とＩＣ回路部１５０とを備えた無線タグ回路素子Ｔoを有している。
【００３５】
質問器１００は、所定の平面内に指向性を有し最大電力で送信あるいは受信できる方向を可変であるように構成され、無線タグ回路素子Ｔoの上記アンテナ１５１との間で無線通信により信号の送信・受信を行う、この例では１つの送信アンテナ１及び３つの受信アンテナ（アンテナ素子）２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、これらアンテナ１，２Ａ〜２Ｃを介し上記無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へアクセスする（読み取り又は書き込みを行う）ために設けられ、送信信号（送信波Ｆｃ）をディジタル信号として出力したり、上記無線タグ回路素子Ｔoからの返信信号（反射波Ｆｒ）を復調する等のディジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０と、そのＤＳＰ１０により出力された送信信号をアナログ信号に変換して送信アンテナ１に出力する送信信号Ｄ／Ａ変換部１１と、受信アンテナ２Ａ〜２Ｃでの受信信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１０に供給する受信信号Ａ／Ｄ変換部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信信号Ａ／Ｄ変換部１２と称する）とを有している。
【００３６】
上記質問器１００より送信信号である送信波Ｆｃが送信されると、その送信波Ｆｃを受信した上記無線タグＴの無線タグ回路素子Ｔoにおいて所定の情報信号に基づいてその送信波Ｆｃが変調されて返信信号である反射波Ｆｒとして返信され、上記質問器１００によりその反射波Ｆｒが受信されて復調されることによって情報の送受が行われる。
【００３７】
図２は、上記無線タグＴに備えられた無線タグ回路素子Ｔoの機能的構成の一例を表すブロック図である。
【００３８】
図２において、無線タグ回路素子Ｔoは、上記質問器１００側の上記アンテナ１，２Ａ〜２ＣとＵＨＦ帯等の高周波を用いて非接触で上記送信波Ｆｃの受信及び上記反射波Ｆｒの送信を行う上記アンテナ１５１と、このアンテナ１５１に接続されディジタル信号処理を行う上記ＩＣ回路部１５０とを有している。
【００３９】
ＩＣ回路部１５０は、アンテナ１５１により受信された搬送波を整流する整流部１５２と、この整流部１５２により整流された搬送波のエネルギを蓄積し駆動電源とするための電源部１５３と、上記アンテナ１５１により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部１５７に供給するクロック抽出部１５４と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部１５５と、上記アンテナ１５１に接続された変復調部１５６と、上記電源部１５３からの電源に基づき上記整流部１５２、クロック抽出部１５４、及び変復調部１５６等を介して上記無線タグ回路素子Ｔoの作動を制御するための制御部１５７とを備えている。
【００４０】
変復調部１５６は、アンテナ１５１により受信された上記質問器１００の送信アンテナ１からの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部１５７からの返信信号に基づき、アンテナ１から受信された搬送波を反射変調する。
【００４１】
制御部１５７は、上記変復調部１５６により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ部１５５において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、上記変復調部１５６により返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００４２】
なお、上記は副搬送波を用いないタイプの無線タグ回路素子Ｔoを例にとって説明したが、これに限られず、副搬送波発振部及び副搬送波変調部（いずれも図示せず）を備え、その副搬送波発振部により発生させられた副搬送波を、上記制御部１５７を介して入力される所定の情報信号に基づき副搬送波変調部で変調し、アンテナ１５１より返信するようにしてもよい。
【００４３】
図３は、上記質問器１００の機能的構成を表す機能ブロック図である。なお、図中、太実線は複素変換後の信号の流れを表し、細実線は実数信号の流れを表している。
【００４４】
図３において、質問器１００は、上記アンテナ１，２Ａ〜２Ｃ、ＤＳＰ１０、送信信号Ｄ／Ａ変換部１１、及び受信信号Ａ／Ｄ変換部１２と、所定の周波数変換信号を出力する周波数変換信号出力部１３と、上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１１によりアナログ信号に変換されたＤＳＰ１０からの送信信号の周波数をその周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ高くし上記送信アンテナ１へ出力するアップコンバータ１４と、各受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃにより受信された受信信号の周波数を上記周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くし、上記受信信号Ａ／Ｄ変換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ出力するダウンコンバータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ（以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ１５と称する）と不用な周波数信号成分を除去するバンドパスフィルタ１８，１９ａ，１９ｂ，１９ｃとを備えている。なおバンドパスフィルタに代えて周知の直接変調回路を用いてもよい。
【００４５】
上記ＤＳＰ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から成り、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システムである。
【００４６】
このＤＳＰ１０は、前記無線タグ回路素子Ｔoへの送信信号をディジタル信号として出力する送信ディジタル信号出力部１６と、その送信ディジタル信号出力部１６から出力された送信ディジタル信号を所定の情報信号（送信情報）に基づいて変調して上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１１に供給する変調部１７と、上記受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃによりそれぞれ受信された受信信号を記憶する記憶部として機能するメモリ２０と、メモリ２０より読み出された受信信号を復調してその受信信号に含まれる所定の情報信号（＝無線タグ回路素子Ｔoによる変調信号）を読み出すＡＭ復調部３０及びＦＳＫ復号部４０と、上記メモリ２０から読み出された受信信号（実数形式）を入力して複素数形式の複素信号変換する入力信号実数−複素数変換部４１と、その複素信号変換されたデータに所定の次元変換用の係数（この例ではｃｏｓωｔ）を乗じる乗算部４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、その係数が乗じられた後のデータが入力されるとともに、上記ＡＭ復調部３０において上記メモリ２０から読み出された受信信号に与える重み付け（ウェイト）を決定（制御）するアダプティブ制御部（ＬＭＳ(＝LeastMeanSquare)制御部）５０と、上記ＡＭ復調部３０からの合成出力信号（実数形式）を入力して複素数形式の複素信号変換する入力信号合成出力実数−複素数変換部５１と備えている。
【００４７】
上記ＡＭ復調部３０は、好適には、ＩＱ直交復調、すなわち入力信号を互いに位相が９０°異なるＩ相（In phase）及びＱ相（Quadrature phase）信号に変換した後、それらＩ相合成信号Ｙｉ及びＱ相合成信号Ｙｑを合成することにより前記受信信号の復調を行うものである。
【００４８】
このＡＭ復調部３０は、前記アンテナ２Ａ〜２Ｃそれぞれの受信信号をＩ相信号に変換するＩ相変換部３１ａ〜ｃと、このＩ相変換部３１ａ〜ｃによりＩ相信号に変換された各受信信号を合成してＩ相合成信号ＹｉとするＩ相信号合成部３２と、このＩ相信号合成部３２から出力されるＩ相合成信号のうち所定の周波数以下の信号を通過させるＩ相ＬＰＦ（Low-Pass Filter）３３と、前記アンテナ２Ａ〜２Ｃそれぞれの受信信号をＱ相信号に変換するＱ相変換部３４ａ〜ｃと、このＱ相変換部３４ａ〜ｃによりＱ相信号に変換された各受信信号を合成してＱ相合成信号ＹｑとするＱ相信号合成部３５と、このＱ相信号合成部３５から出力されるＱ相合成信号のうち所定の周波数以下の信号を通過させるＱ相ＬＰＦ３６と、上記Ｉ相ＬＰＦ３３から出力されるＩ相合成信号及びＱ相ＬＰＦ３６から出力されるＱ相合成信号を合成（二乗和の平方根）して復調信号を生成する復調信号生成部３７と、この復調信号生成部３７から出力される復調信号のうち所定の周波数以上の信号を通過させるＨＰＦ（High-Pass Filter）３８とを備えている。
【００４９】
上記Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃは、上記アダプティブ制御部５０から指示されるウェイトにより各入力の位相及び振幅を制御する位相振幅制御部としても機能するものである。
【００５０】
上記Ｉ相信号合成部３２から出力されるＩ相合成信号Ｙｉ及びＱ相信号合成部３５から出力されるＱ相合成信号Ｙｑは、それぞれ入力信号合成出力実数−複素数変換部５１において複素数形式の複素信号変換されて上記アダプティブ制御部５０にもそれぞれ供給される。
【００５１】
上記ＨＰＦ３８から出力されたＡＭ復調信号は、上記ＦＳＫ復号部４０により復号されて復号情報（無線タグＴによる変調に関する情報）として出力される。
【００５２】
上記乗算部４２ａ〜４２ｃは、上記Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃでメモリ２０からの最新記憶データに対しアダプティブ制御部５０で決定した重み付けを乗じ実数形式の合成出力信号Ｙｉ，Ｙｑを生成するときに、最新記憶データと重み付けとの次元を整合し、円滑な演算を行うようにするものである。
【００５３】
上記構成において、送信ディジタル信号出力部１６により送信ディジタル信号が出力され、その信号が変調部１７により所定の送信情報に基づいて変調された後、送信信号Ｄ／Ａ変換部１１によってアナログ信号に変換される。このアナログ信号に変換された送信信号の周波数が、アップコンバータ１４によって、上記周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ高められて送信アンテナ１に供給され、送信波Ｆｃとして無線タグ回路素子Ｔoに向けて送信される。
【００５４】
前記質問器１００の送信アンテナ１からの送信波Ｆｃが無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１により受信されると、その送信波Ｆｃが前記変復調部１５６に供給されて復調される。また、送信波Ｆｃの一部は整流部１５２により整流され、電源部１５３にてエネルギ源（電源）とされる。この電源によって前記制御部１５５がメモリ部１５５の情報信号に基づき返信信号を生成し、この返信信号に基づき変復調部１５６が上記送信波Ｆｃを変調し、前記アンテナ１５１から反射波Ｆｒとして前記質問器１００に向けて返信される。
【００５５】
前記無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１からの反射波Ｆｒが質問器１００の受信アンテナ２Ａ〜２Ｃにより受信されると、その反射波Ｆｒがアンテナ２Ａ〜２Ｃからダウンコンバータ１５に供給され、各受信信号の周波数が、周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ低められる。それらダウンコンバートされた受信信号は対応する受信信号Ａ／Ｄ変換部１２によりディジタル信号に変換され、前記メモリ２０に供給されてそのメモリ２０に記憶される。
【００５６】
その後メモリ２０から読みだされた受信信号はＡＭ復調部３０に供給され、それら受信信号が前記Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃにより互いに位相が９０°異なるＩ相信号及びＱ相信号にそれぞれ変換される。Ｉ相信号に変換された受信信号は上記Ｉ相信号合成部３２により合成されＩ相合成信号Ｙｉとされると共に、Ｑ相信号に変換された受信信号は上記Ｑ相信号合成部３５により合成されＱ相合成信号Ｙｑとされる。
【００５７】
そして、Ｉ相合成信号ＹｉのうちＩ相ＬＰＦ３３により通過させられる所定の周波数以下の信号と、Ｑ相合成信号ＹｑのうちＱ相ＬＰＦ３６により通過させられる所定の周波数以下の信号とが復調信号生成部３７により合成（二乗和の平方根）され、復調信号が生成される。復調信号生成部３７から出力される復調信号のうちＨＰＦ３８により通過させられる所定周波数以上の信号がＡＭ復調波として出力され、更にＦＳＫ復号部４０によって復号されたデータが出力される。
【００５８】
図４は、上記動作の要部であるＤＳＰ１０によるアダプティブ処理動作の制御手順を表すフローチャートである。
【００５９】
図４において、まずステップＳ１１０において、アダプティブ制御部（ＬＭＳ）よりＩ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃへの制御信号で設定される位相とゲイン（信号の振幅）を所定の初期値に設定する。
【００６０】
その後、ステップＳ１２０で、送信ディジタル信号出力部１６からの信号を変調部１７で変調し、送信信号Ｄ／Ａ変換部１１、送信アンテナ１を介し対象とする無線タグＴの無線タグ回路素子Ｔoへ送信波Ｆｃとして送信する。この変調部１７で変調された送信波Ｆｃの送信完了後は、ステップＳ１２５に移り、無線タグ回路素子Ｔoへ電力供給などのために搬送波のみの送信波Ｆｃを送信する。
【００６１】
そして、ステップＳ１３０で、上記送信波Ｆｃに応じて対応する無線タグ回路素子Ｔoから送信された反射波Ｆｒを受信アンテナ２Ａ〜２Ｃで受信し、さらに受信信号Ａ／Ｄ変換部を介しメモリ２０に取り込んで記憶する。なお、ステップＳ１２５及びステップＳ１３０は、１サンプル分の処理を表している。
【００６２】
この場合、各受信アンテナ２Ａ〜２Ｃによる指向性を受信感度が最適となるように変化させる。具体的には、前記Ｉ相信号合成部３２及びＱ相信号合成部３５から入力信号合成出力実数−複素数変換部５１を介し入力された変換後の上記合成信号Ｙｉ，Ｙｑに関し、受信アンテナ２Ａ〜２Ｃの受信感度が無線タグＴの配置されている方向に対して最適になるように（＝無線タグ回路素子Ｔoによる変調成分の振幅を可及的に高くし予め定められた参照信号（目標出力信号）ｒに近づくように）各アンテナ２Ａ〜２Ｃにより受信された受信信号それぞれの振幅及び位相を変更し指向性を制御することで、前記ＡＭ復調部３０による復調処理の精度を可及的に高める。そのために、アダプティブ制御部５０からＩ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃへの位相・振幅制御信号において各アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃごとに所定の重み付けを行い、この重み付け（加重値；ウェイト）の更新計算は、ウェイトが収束するまで行う。
【００６３】
したがって、上記ステップＳ１３０が終了した後、ステップＳ１４０で、アンテナ２Ａ〜２Ｃに係る重み付けを決定してＩ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃへ出力され、その後ステップＳ１５０で対応する位相及び振幅（ゲイン）がＩ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃで設定される。
【００６４】
このときのウェイトの値はＤＳＰ１０内のＲＡＭ等の適宜の記憶手段に記憶されながらそれまでに記憶されたものとその大きさが比較されており、後述するようにステップＳ１６０の判定が満たされずステップＳ１２５に戻って同様の演算を繰り返していくときにそれまでの記憶値に比べ変化が所定値以下とみなされると演算が収束したと判定される。アダプティブ制御部５０では、アンテナ２Ａ〜２Ｃで生成される指向性がその無線タグ回路素子Ｔoからの反射波成分が最大値すなわち最適感度となるように模索する。また妨害信号が検出された場合はこの妨害信号が小さくなるようにさらに指向性が最適化される。重みの値がほぼ一定となり演算が収束した場合はステップＳ１６０の判定が満たされるが、それでない場合は判定が満たされず、ステップＳ１２０に戻って同様の演算手順が繰り返される。
【００６５】
このようしてステップＳ１２５→ステップＳ１３０→ステップＳ１４０→ステップＳ１５０→ステップＳ１６０を繰り返してアンテナ２Ａ〜２Ｃそれぞれについてその受信感度が最適となる指向性が見つかったら演算が終了してステップＳ１６０の判定が満たされ、ステップＳ１７０に移る。このとき、無線タグＴと同じ方向に妨害信号源がある場合など、タグ方向とアンテナの指向性にずれが生じる場合がある。また、複数の方向に極大を示す指向性となることもある。このため、タグの方向は、推定値あるいは確率値となる。
【００６６】
ステップＳ１７０では、上記収束結果に基づき無線タグＴの存在する方向を推定し、ステップＳ１８０で、上記収束したときの信号強度に基づき、無線タグＴの存在する座標位置を推定する。
【００６７】
以上のようにして、アンテナ２Ａ〜２Ｃにより合成される指向性を無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１に対する受信感度が最適となるよう変化させる、アダプティブアレイ制御が実行され、ＡＭ復調部３０による復調処理の精度を可及的に高めて対象とする無線タグ回路素子Ｔoを高感度で検出する。アダプティブ制御部５０の制御信号により前記ＡＭ復調部３０でアダプティブ処理されかつ復調された受信信号は、前記ＦＳＫ復号部４０によって最終的に復号信号とされ、データ出力される。この結果、アンテナ２Ａ〜２Ｃの受信信号に含まれる所定の情報信号すなわち無線タグ回路素子Ｔoによる変調信号を確実に且つ可及的速やかに読み出すことができる。
【００６８】
以上の基本構成において、本発明の要部は、アダプティブ制御部５０での上記重み付け決定のために必要である、アンテナ２Ａ〜２Ｃで受信した信号の複素信号変換の手法にある。
【００６９】
すなわち、アダプティブ制御を行うアダプティブ制御部５０では、受信信号の位相情報と振幅情報とが含まれた解析信号、すなわち、
X(t)=Xi(t)＋jXq(t) …(式1)
のような複素表現で表される信号が必要である。
【００７０】
ここで、アンテナで受信しＡ／Ｄ変換した出力は通常実数部（上記式１の第１項部分）のみであり、虚数部（上記式１の第２項部分）は存在しない。そのため、この虚数部信号を別途作成する（複素信号変換を行う）必要がある。
【００７１】
本実施形態は、正弦波のような周期性を備えた信号波形は、虚数部信号が実数部信号より位相９０°遅れとなっていることに着目し、受信信号の最新のデータとそれより位相９０°前の分の記憶データとをメモリ２０から実数部データ及び虚数部データとして一組として取り出して利用することにより、極めて簡素な手法で複素信号変換を実行するものである。
【００７２】
図５は、上記本発明の要部をなす複素信号変換の手法を概念的に説明する説明図である。図５において、本実施形態では、送信手段としての無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１から周波数ｆ（周期Ｔ＝１／ｆ）の周期性を備えた信号（この例では正弦波）が送信されることを前提に、その受信した正弦波信号を、４ｎｆ（ｎ：正の整数）のレート（すなわち周期１／４ｎｆ＝Ｔ／４ｎ）で上記メモリ２０がサンプリングして順次記憶する。
【００７３】
例えば図示の例では、一つの波形において、Ｔ／４（ｎ＝１に相当）の間隔での５つの点の信号値がそれぞれXi(0),Xi(1),Xi(2),Xi(3),Xi(4)である。上述したように解析信号の虚数部の値は、実数部の信号の位相を90°遅らせた値に他ならないから、上記Xi(0),Xi(1),Xi(2),Xi(3)の値は実数部Xi(1),Xi(2),Xi(3),Xi(4)の虚数部にそれぞれ等しい。したがって、それぞれの解析信号値は、
X(1) = Xi(1) + j Xi(0)
X(2) = Xi(2) + j Xi(1)
X(3) = Xi(3) + j Xi(2)
X(4) = Xi(4) + j Xi(3) となって、
一般化すると、
X(t) = Xi(t) + j Xi(t-1) （ただしt≧１）
となる。
【００７４】
上記はｎ＝１の場合であり、ｎを含めて拡張すると、
X(t) = Xi(t) + j Xi(t-ｎ) （ただしt≧ｎ）
となる。
【００７５】
本実施形態では、以上の考察に基づき、メモリ２０が、前述したように順次４ｆレートでサンプリングして順次記憶しつつ、最新の記憶データとそのｎサンプリング前の記憶データとを出力可能となっている。
【００７６】
図６は、そのようなメモリ２０の機能的構成を、ｎ＝１の場合を例にとって示した説明図である。
【００７７】
図６において、このメモリ２０はレジスタ０とレジスタ１とから構成された、いわゆる２段のシフトレジスタ機能を備えている。すなわち、レジスタ０へデータを書き込むとレジスタ１へデータがシフトするようになっている。この結果、受信信号Ａ／Ｄ変換部１２からの信号データを４ｆ（ｎ＝１）のレート（１／４の周期）で毎回レジスタ０へ取り込むことで、レジスタ０の値（カレントデータ）を実数部 Xiとして、またレジスタ１の値(シフトレジスタ出力、１サンプリング前のデータ)を虚数部Xqとして入力信号実数−複素数変換部４１に出力するだけで、入力信号実数−複素数変換部４１は現在のデータに対応する実数部及び虚数部の値を得ることができ、これらを用いて複素信号変換を行うことができる。
【００７８】
なお、以上はｎ＝１の場合を例にとって説明したが、ｎ≧２の場合についても同等の機能を果たすように構成すればよいことは言うまでもない。
【００７９】
以上において、各請求項記載のメモリ２０が、複数のアンテナ素子で受信した前記信号を、ｎを正の整数として４ｎｆのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前の記憶データとを出力可能な記憶手段を構成し、入力信号実数−複素数変換部４１が、記憶手段から出力された最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前の記憶データを、実数部及び虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段を構成する。
【００８０】
また、アダプティブ制御部５０と、Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃと、Ｉ相信号合成部３２及びＱ相信号合成部３５とが、上記変換手段で複素信号変換されたデータに基づき、複数のアンテナ素子による指向性を、送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段を構成する。そのうち、アダプティブ制御部５０が、制御手段からの合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、複素信号変換されたデータとを入力し、合成出力信号が目標出力信号に近づくように、合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段を構成し、Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃと、Ｉ相信号合成部３２及びＱ相信号合成部３５が、この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段を構成する。
【００８１】
また、乗算部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが、変換手段で複素信号変換されたデータに、所定の次元変換用の係数を乗じて制御手段へ出力する係数乗算手段を構成する。また、ＡＭ復調部３０に備えられたＩ相ＬＰＦ３３及びＱ相ＬＰＦ３６と、復調信号生成部３７とが、合成出力信号生成手段で生成された合成出力信号を復調する復調手段を構成する。
【００８２】
以上のように構成した本実施形態の作用効果を以下に説明する。
【００８３】
本実施形態では、正弦波信号等の周期性をもった信号では実数成分と虚数成分とについて虚数成分が実数成分より９０°位相が遅れた同一波形となるという相関関係を利用し、信号を４ｎｆレートでサンプリングしてメモリ２０に記憶していき、最新データとちょうどその位相９０°遅れに相当するｎサンプリング前のデータ（又は位相９０°進みに相当するｎサンプリング後のデータでもよい）とをメモリ２０より入力信号実数−複素数変換部４１へ出力させる。入力信号実数−複素数変換部４１では、その最新データを実数部に使用しｎサンプリング前のデータを虚数部に使用して複素信号変換を行う。そして、アダプティブ制御部５０で、この複素信号変換後のデータを用いて、複数のアンテナ素子による指向性を無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１への受信感度が最適となるように変化させるいわゆるアダプティブ制御を行う。
【００８４】
このように、アダプティブ制御を行うための複素信号変換において必要な虚数部を、単に位相遅れ分前のデータ（又は位相進み分後のデータ）を流用して取得することにより、ヒルベルト変換等の煩雑な手法を用いる従来に比べ演算処理を著しく簡素化することができる。この結果、ＤＳＰ１０の中央演算装置（ＣＰＵ）における演算量を低減でき、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現することができる。
【００８５】
またこのとき、前記Ｉ相信号合成部３２及びＱ相信号合成部３５からの合成出力信号Ｙｉ，Ｙｑ（すなわち復調前の出力）を入力信号合成出力実数−複素数変換部を介しアダプティブ制御部５０へ供給することにより、復調した後の信号に基づいて重み付けを行う場合に比べ、前記Ｉ相ＬＰＦ３３、Ｑ相ＬＰＦ３６、及びＨＰＦ３８のタップ数に起因するディレイの影響の発生を防止でき、また演算手順を簡素化しこれによっても演算量を低減できる。
【００８６】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。
【００８７】
（１）ＡＭ復調部を位相振幅制御部とは分離して設けた場合
すなわち、上記実施形態では、ＡＭ復調機能の要部をなす上記Ｉ相変換部３１ａ〜ｃ及びＱ相変換部３４ａ〜ｃが、上記アダプティブ制御部５０から指示されるウェイトにより各入力の位相及び振幅を制御する位相振幅制御部としての機能を兼ねていたが、これをそれぞれ分離独立して設けた場合である。
【００８８】
図７は、このような変形例による質問器１００′の構成の要部をなすを表す機能ブロック図であり、上記実施形態の図３に相当する図である。上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図中、太実線は複素変換後の信号の流れを表し、細実線は実数信号の流れを表している。
【００８９】
図７に示すこの質問器１００′は、ＤＳＰ１０′では位相振幅制御機能のみを行い、これと別に新たに設けたＡＭ復調部１３０でＡＭ復調を行う。
【００９０】
ＤＳＰ１０′においては、メモリ２０から読みだされた受信信号（実数形式）は入力信号実数−複素数変換部４１に入力されて複素数形式の複素信号変換され、この複素信号が、アダプティブ制御部５０′及び乗算部１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃに供給される。アダプティブ制御部５０は、機能的には上記実施形態のアダプティブ制御部５０に相当するものであり、上記乗算部１３１ａ〜ｃより加算部１３２で合算された合成出力信号に関し、受信アンテナ２Ａ〜２Ｃの受信感度が無線タグＴの配置されている方向に対して最適になるように（＝無線タグ回路素子Ｔoによる変調成分の振幅を可及的に高くし予め定められた参照信号（目標出力信号）ｒに近づくように）各アンテナ２Ａ〜２Ｃにより受信された受信信号それぞれの振幅及び位相を変更し指向性を制御することで、ＡＭ復調部１３０による復調処理の精度を可及的に高めるものである。そのために、アダプティブ制御部５０′から乗算部１３１ａ〜ｃへの位相・振幅制御信号において各アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃごとに所定の重み付けを行い、この重み付け（加重値；ウェイト）の更新計算はウェイトが収束するまで行う。アダプティブ制御部５０′の制御信号により乗算部１３１ａ〜ｃでアダプティブ処理された受信信号は加算部１３２で合算された後、上記ＡＭ復調部１３０に出力される。
【００９１】
メモリ２０は、上記実施形態と同様、アンテナ２Ａ〜２Ｃで受信した正弦波信号を、４ｎｆのレートでサンプリングして順次記憶しつつ、最新の記憶データとそのｎサンプリング前（又はｎサンプリング後）の記憶データとをそれぞれ実数部 Xi及び虚数部Xqとして入力信号実数−複素数変換部４１に出力し、入力信号実数−複素数変換部４１はこれらを用いて複素信号変換を行う。
【００９２】
ＡＭ復調部１３０は、詳細な説明は省略するが、図３のＡＭ復調部３０と同様に、ＤＳＰ１０′からの入力信号をＩ相（In phase）及びＱ相（Quadrature phase）信号に変換し、それらＩ相合成信号Ｙｉ及びＱ相合成信号Ｙｑを合成することにより受信信号をＩＱ直交復調し、ＦＳＫ復号部４０へ出力する。
【００９３】
上記において、アダプティブ制御部５０′が、各請求項記載の、合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、複素信号変換されたデータとを入力し、合成出力信号が目標出力信号に近づくように、合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段を構成する。
【００９４】
また、乗算部１３１ａ〜ｃ及び加算部１３２が、記憶手段から出力され変換手段で複素信号変換された最新の記憶データと、重み付け決定手段からの重み付けとを用いて、複素信号形式の合成出力信号の生成を行う合成出力信号生成手段を構成する。
【００９５】
さらに、ＡＭ復調部１３０が、合成出力信号生成手段で生成された合成出力信号を復調する復調手段を構成する。
【００９６】
本変形例によっても、上記実施形態と同様、演算処理を簡素化してＤＳＰ１０′の中央演算装置（ＣＰＵ）における演算量を低減でき、円滑かつ信頼性の高い無線通信制御を実現できる効果がある。
【００９７】
（２）他のメモリ形式
上記実施形態及び（１）の変形例においては、メモリ２０はシフトレジスタ機能を備えるものであったが、これに限られない。すなわち、第１記憶部（メモリ１）と第２記憶部（メモリ２）とに選択的に交互に記憶を行う２段メモリでもよい。
【００９８】
図８は、この変形例によるメモリ２０′の機能を概念的に表した説明図である。図８に示すように、この場合、メモリ２０′は、受信信号Ａ／Ｄ変換部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの出力信号を、メモリ１とメモリ２とに交互に書き込む。図８（ａ）のようにメモリ１へ書き込んだときは、そのメモリ１の最新データが受信信号の実数部信号として入力信号実数−複素数変換部４１へ出力され、前回（ｎ＝１の場合；一般的にはｎサンプリング前に）書き込んだメモリ０のデータが受信信号の虚数部信号として入力信号実数−複素数変換部４１へ出力される。同様に、図８（ｂ）のようにメモリ０へ書き込んだ時は、そのメモリ０のデータが受信信号の実数部信号となり、前回（ｎ＝１の場合；一般的にはｎサンプリング前に）書き込んだメモリ０のデータが虚数部信号となる。
【００９９】
この変形例のメモリ２０′によっても、前述のメモリ２０と同等の機能を果たすことができる。なお、前述したようにｎサンプリング後のデータを用いてもよい。
【０１００】
（３）その他
以上においては、メモリ２０，２０′、ＡＭ復調部３０、ＦＳＫ復号部４０、及びアダプティブ制御部５０，５０′は、ＤＳＰ１０，１０′に設けられたものであったが、それらはＤＳＰ１０，１０′とは別体としてそれぞれ独立の制御装置として設けられるものであっても構わない。
【０１０１】
また、以上において、質問器１００，１００′には、無線タグ回路素子Ｔoに向けて送信波Ｆｃを送信する送信アンテナ１と、その無線タグ回路素子Ｔoから返信される反射波Ｆｒを受信する受信アンテナ２Ａ〜２Ｃが別体として設けられていたが、これにも限られず、無線タグ回路素子Ｔoに向けて送信波Ｆｃを送信すると共にその無線タグ回路素子Ｔoから返信される反射波Ｆｒを受信する送受信アンテナを備えたものであっても構わない。この場合には、サーキュレータ等の送受信分離器がその送受信アンテナに対応して設けられる。
【０１０２】
さらに、以上においては、前記質問器１００，１００′は、図１の通信システムＳにおける質問器として用いられていたが、これに限られず、本発明は、無線タグ回路素子Ｔoに所定の情報を書き込み無線タグＴを作成する無線タグ作成装置や、情報の読み出し及び書き込みを行う無線タグリーダ／ライタにも好適に適用されるものである。
【０１０３】
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】
【０１０４】
【図１】本実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。
【図２】図１に示した無線タグに備えられた無線タグ回路素子の機能的構成の一例を表すブロック図である。
【図３】図１に示した質問器の機能的構成を表す機能ブロック図である。
【図４】図３に示したＤＳＰによるアダプティブ処理動作の制御手順を表すフローチャートである。
【図５】複素信号変換の手法を概念的に説明する説明図である。
【図６】図３に示したメモリの機能的構成を示した説明図である。
【図７】ＡＭ復調部を位相振幅制御部とは分離して設けた変形例による質問器の構成の要部をなすを表す機能ブロック図である。
【図８】メモリに関する変形例における機能を概念的に表した説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 送信アンテナ
２ 受信アンテナ（アンテナ素子）
２０ メモリ（記憶手段）
２０′ メモリ（記憶手段）
３１ａ〜ｃ Ｉ相変換部（合成出力信号生成手段、制御手段）
３２ Ｉ相信号合成部（合成出力信号生成手段、制御手段）
３３ Ｉ相ＬＰＦ（復調手段）
３４ａ〜ｃ Ｑ相変換部（合成出力信号生成手段、制御手段）
３５ Ｑ相信号合成部（合成出力信号生成手段、制御手段）
３６ Ｑ相ＬＰＦ（復調手段）
３７ 復調信号生成部（復調手段）
４１ 入力信号実数−複素数変換部（変換手段）
４２ａ〜ｃ 乗算部（係数乗算手段）
５０ アダプティブ制御部（重み付け決定手段、制御手段）
５０′ アダプティブ制御部（重み付け決定手段、制御手段）
１００ 質問器（無線通信装置）
１００′ 質問器（無線通信装置）
１３０ ＡＭ復調部（復調手段）
１３１ａ〜ｃ 乗算部（合成出力信号生成手段、制御手段）
１３２ 加算部（合成出力信号生成手段、制御手段）
１５１ アンテナ（送信手段）
Ｓ 無線タグ通信システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信手段から送信された周波数ｆの変調信号を非接触で受信する複数のアンテナ素子と、
これら複数のアンテナ素子で受信した前記変調信号又は該変調信号から周波数変換された変調信号ｆｉを、ｎを正の整数として４ｎｆ又は４ｎｆｉのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前後の記憶データとを出力可能な記憶手段と、
この記憶手段から出力された前記最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前後の記憶データを、実数部又は虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段と、
この変換手段で前記複素信号変換されたデータに基づき、前記複数のアンテナ素子による指向性を、前記送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段とを有す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、
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶された変調信号４ｎｆ又は４ｎｆｉを合成した合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、前記複素信号変換されたデータとを入力し、前記合成出力信号が前記目標出力信号に近づくように、前記合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段と、
この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の無線通信装置において、
前記記憶手段は、最新の記憶データを入力し格納する一方、その最新の記憶データとそれまでに格納保持されていたそのｎサンプリング前後の記憶データとを、順次出力可能なシフトレジスタ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又は２記載の無線通信装置において、
前記記憶手段は、第１記憶部及び第２記憶部を備えており、
最新の記憶データを前記第１記憶部に入力して格納し、その第１記憶部に記憶されたデータを前記実数部用として前記変換手段へ出力する一方、前記第２記憶部に格納保持されていたｎサンプリング前後のデータを前記虚数部用として前記変換手段へ出力する手順と、
その後、最新の記憶データを前記第２記憶部に入力して格納し、その第２記憶部に記憶されたデータを前記実数部用として前記変換手段へ出力する一方、前記第１記憶部に格納保持されていたｎサンプリング前後のデータを前記虚数部用として前記変換手段へ出力する手順とを、交互に繰り返すことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項２記載の無線通信装置において、
前記合成出力信号生成手段は、前記記憶手段より出力された前記最新の記憶データと、前記重み付け決定手段からの前記重み付けとを用いて、前記合成出力信号の生成を行うことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項５記載の無線通信装置において、
前記変換手段で複素信号変換されたデータに、所定の次元変換用の係数を乗じて前記制御手段へ出力する係数乗算手段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２記載の無線通信装置において、
前記合成出力信号生成手段は、前記記憶手段から出力され前記変換手段で前記複素信号変換された前記最新の記憶データと、前記重み付け決定手段からの前記重み付けとを用いて、複素信号形式の前記合成出力信号の生成を行うことを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項記載の無線通信装置において、
前記合成出力信号生成手段で生成された前記合成出力信号を復調する復調手段を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
質問対象の無線タグ回路素子のＩＣ回路部から送信された周波数ｆの変調信号を非接触で受信する複数のアンテナ素子と、
これら複数のアンテナ素子で受信した前記変調信号又は該変調信号から周波数変換された変調信号ｆｉを、ｎを正の整数として４ｎｆ又は４ｎｆｉのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前後の記憶データとを出力可能な記憶手段と、
この記憶手段から出力された前記最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前後の記憶データを、実数部又は虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段と、
この変換手段で前記複素信号変換されたデータに基づき、前記複数のアンテナ素子による指向性を、前記送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段とを有することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
【請求項１０】
請求項９記載の無線タグ通信システムの質問器において、
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶された変調信号４ｎｆ又は４ｎｆｉを合成した合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、前記複素信号変換されたデータとを入力し、前記合成出力信号が前記目標出力信号に近づくように、前記合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段と、
この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを備えることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
【請求項１】
送信手段から送信された周波数ｆの変調信号を非接触で受信する複数のアンテナ素子と、
これら複数のアンテナ素子で受信した前記変調信号又は該変調信号から周波数変換された変調信号ｆｉを、ｎを正の整数として４ｎｆ又は４ｎｆｉのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前後の記憶データとを出力可能な記憶手段と、
この記憶手段から出力された前記最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前後の記憶データを、実数部又は虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段と、
この変換手段で前記複素信号変換されたデータに基づき、前記複数のアンテナ素子による指向性を、前記送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段とを有す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、
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶された変調信号４ｎｆ又は４ｎｆｉを合成した合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、前記複素信号変換されたデータとを入力し、前記合成出力信号が前記目標出力信号に近づくように、前記合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段と、
この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の無線通信装置において、
前記記憶手段は、最新の記憶データを入力し格納する一方、その最新の記憶データとそれまでに格納保持されていたそのｎサンプリング前後の記憶データとを、順次出力可能なシフトレジスタ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又は２記載の無線通信装置において、
前記記憶手段は、第１記憶部及び第２記憶部を備えており、
最新の記憶データを前記第１記憶部に入力して格納し、その第１記憶部に記憶されたデータを前記実数部用として前記変換手段へ出力する一方、前記第２記憶部に格納保持されていたｎサンプリング前後のデータを前記虚数部用として前記変換手段へ出力する手順と、
その後、最新の記憶データを前記第２記憶部に入力して格納し、その第２記憶部に記憶されたデータを前記実数部用として前記変換手段へ出力する一方、前記第１記憶部に格納保持されていたｎサンプリング前後のデータを前記虚数部用として前記変換手段へ出力する手順とを、交互に繰り返すことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項２記載の無線通信装置において、
前記合成出力信号生成手段は、前記記憶手段より出力された前記最新の記憶データと、前記重み付け決定手段からの前記重み付けとを用いて、前記合成出力信号の生成を行うことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項５記載の無線通信装置において、
前記変換手段で複素信号変換されたデータに、所定の次元変換用の係数を乗じて前記制御手段へ出力する係数乗算手段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２記載の無線通信装置において、
前記合成出力信号生成手段は、前記記憶手段から出力され前記変換手段で前記複素信号変換された前記最新の記憶データと、前記重み付け決定手段からの前記重み付けとを用いて、複素信号形式の前記合成出力信号の生成を行うことを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項記載の無線通信装置において、
前記合成出力信号生成手段で生成された前記合成出力信号を復調する復調手段を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
質問対象の無線タグ回路素子のＩＣ回路部から送信された周波数ｆの変調信号を非接触で受信する複数のアンテナ素子と、
これら複数のアンテナ素子で受信した前記変調信号又は該変調信号から周波数変換された変調信号ｆｉを、ｎを正の整数として４ｎｆ又は４ｎｆｉのレートでサンプリングして順次記憶し、最新の記憶データとそのｎサンプリング前後の記憶データとを出力可能な記憶手段と、
この記憶手段から出力された前記最新の記憶データ及び前記ｎサンプリング前後の記憶データを、実数部又は虚数部にそれぞれ用いて複素信号変換を行う変換手段と、
この変換手段で前記複素信号変換されたデータに基づき、前記複数のアンテナ素子による指向性を、前記送信手段に対する受信感度が最適となるように変化させる制御手段とを有することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
【請求項１０】
請求項９記載の無線タグ通信システムの質問器において、
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶された変調信号４ｎｆ又は４ｎｆｉを合成した合成出力信号に基づく信号と、予め定められた目標出力信号と、前記複素信号変換されたデータとを入力し、前記合成出力信号が前記目標出力信号に近づくように、前記合成出力信号生成のために用いられる重み付けを決定する重み付け決定手段と、
この重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを備えることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３３７９９（Ｐ２００６−３３７９９Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５５２０９（Ｐ２００５−１５５２０９）
【出願日】平成１７年５月２７日（２００５．５．２７）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２７日（２００５．５．２７）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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