無線通信装置及び無線通信方法
【課題】振幅変調方式の種類に係らず、無線タグと安定に通信ができる小型かつ低コストの無線通信装置及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】ベースバンド信号の先頭に付されるプリアンブル波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が変調器の変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有するプリアンブル波形データを記憶するプリアンブル波形記憶手段５１を設ける。プリアンブル読出部４２は、プリアンブル波形記憶手段５１からプリアンブル波形データを読み出す。そして、このプリアンブル波形データを、デジタルフィルタ３３で帯域制限した後、変調器に与える。
【解決手段】ベースバンド信号の先頭に付されるプリアンブル波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が変調器の変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有するプリアンブル波形データを記憶するプリアンブル波形記憶手段５１を設ける。プリアンブル読出部４２は、プリアンブル波形記憶手段５１からプリアンブル波形データを読み出す。そして、このプリアンブル波形データを、デジタルフィルタ３３で帯域制限した後、変調器に与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振幅変調（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）方式を利用して無線タグと無線通信を行う無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振幅変調方式は、送信すべきデータを搬送波の振幅成分に反映させて無線通信を行う方式で、送信すべきデータは、ベースバンド信号と呼ばれる。送信すべきデータは、データシンボル“１”をハイレベルとし、データシンボル“０”をローレベルとするデジタル信号である。振幅変調方式には、片側波帯振幅偏移変調（ＳＳＢ−ＡＳＫ：Single side band amplitude shift keying）方式、両側波帯振幅偏移変調（ＤＳＢ−ＡＳＫ：double side band amplitude shift keying）方式、位相偏移変調（ＰＳＫ−ＡＳＫ：phase shift keying）方式、位相反転振幅偏移変調（ＰＲ−ＡＳＫ：phase reversal amplitude shift keying）方式等がある。
【０００３】
このような振幅変調方式を利用して無線タグと無線通信を行う無線通信装置は、既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この種の無線通信装置は、ベースバンド信号をＦＩＲ（finite impulse response）フィルタ等のデジタルフィルタで帯域制限した後、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）でアナログ信号に変換し、さらにこのアナログのベースバンド信号で搬送波を変調することにより、振幅変調を行う。変調された信号は、無線通信装置のアンテナに送信され、電波として放射される。また、変調信号を送信し終えた後は、無変調信号を送信し続ける。
【０００５】
無線タグは、無線通信装置から振幅変調されて送られてくるコマンドデータを復元するための復調回路を備えている。そして、コマンドデータに応答する際は、無変調信号の反射量を変化させてバックスキャッタ変調を行うことにより、無線通信装置に対してタグデータを無線送信する。無線通信装置は、バックスキャッタ変調波を受信すると、復調してタグデータを読取る。
【０００６】
近年、ＵＨＦ帯と称される周波数帯域８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの電波を利用して無線通信装置とデータを送受信する無線タグ、いわゆるＵＨＦ帯無線タグが開発されている。このＵＨＦ帯無線タグのうち、国際標準化機構（ＩＳＯ：International Organization for Standardization）により標準化されたＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６のＴｙｐｅＣに規格化されている無線タグは、パッシブ型無線タグである。パッシブ型無線タグは、自らは起電力を持たず、無線通信装置からの電波を電力変換して起動する。
【０００７】
このようなパッシブ型無線タグとデータ通信を行う場合、無線通信装置は、無線タグにデータを送信する前に、無線タグを起電するための無変調搬送波（ＣＷ：Continuous Wave）を送信する必要がある。
【０００８】
無線通信装置からパッシブ型無線タグに送信するデータの形式を図１４に示す。図中、上方から下方に時間の経過を示している。すなわち、コマンドデータの前に無変調波（ＣＷ）１が送信され、続いて、プリアンブル信号２が送信された後、無線タグに対するコマンドデータ３が送信される。続いて、誤り訂正コード（ＣＲＣ：Cycle Redundancy Check）４が送信され、再び無変調波（ＣＷ）５が送信される。プリアンブル信号２は、コマンドとコマンドの区切りを示すデータdelimiter、データシンボル“０”を示すデータTari、無線通信装置から無線タグ（下り）への通信速度を示すデータRTcal、及び、無線タグから無線通信装置（上り）への通信速度を示すデータTRcalから構成される。
【０００９】
すなわち、パッシブ型無線タグは、最初の無変調波（ＣＷ）１で起電し、次のプリアンブル信号２でコマンドの区切りを認識し、コマンドデータ３を受信し、エラーチェックを行った後、次の無変調波（ＣＷ）５でバックスキャッタ変調を行って応答データを返す。その後、次のプリアンブル信号６でコマンドの区切りを認識する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、プリアンブル信号は、図１５に示すように、ハイレベル“Ｈ”値とローレベル“Ｌ”値とからなるデジタルデータとして生成されていた。そして、このデジタル化されたプリアンブル信号が、同じくデジタル化されたコマンドデータの先頭に付されてベースバンド信号が構成され、無線通信装置にて振幅変調された後、無線タグに送信されていた。このため、次のような問題を生じていた。
【００１１】
すなわち、振幅変調方式に対応した従来の無線通信装置は、ベースバンド信号をデジタルフィルタで帯域制限した後、アナログデータに変換する。そして、この帯域制限されたアナログのベースバンド信号で搬送波を変調することにより、振幅変調を行う。
【００１２】
一方、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６のＴｙｐｅＣに規格化されている無線タグと無線通信を行う際は、振幅変調方式としてＤＳＢ−ＡＳＫ方式と、ＰＲ−ＡＳＫ方式とが規定されている。また、無線通信装置から無線タグ（下り）への符号化方式は、ＰＩＥ（pulse interval encoding；パルス幅符号化）方式である。ＰＩＥ方式では、例えばデータシンボル“０”は短いハイレベル期間を有するパルス、データシンボル“１”は長いハイレベル期間を持つパルスというようにパルスのハイレベル期間の長短によってデータを符号化する。
【００１３】
ＤＳＢ−ＡＳＫ方式を採用した場合の帯域制限後のベースバンド信号のプリアンブル信号部分を図１６に示す。また、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式で振幅変調された変調波の包絡線検波波形を図１７に示す。また、図１７のデータdelimiter部の拡大図を図１８に示す。次いで、ＰＲ−ＡＳＫ方式を採用した場合の帯域制限後のベースバンド信号のプリアンブル信号部分を図１９に示す。また、ＰＲ−ＡＳＫ方式で振幅変調された変調波の包絡線検波波形を図２０に示す。また、図２０のデータdelimiter部の拡大図を図２１に示す。
【００１４】
無線タグは、図１７または図２０の波形を復調することで、図示するように、プリアンブル信号の各データdelimiter，Tari，RTcal及びTRcalと、コマンドデータのデータシンボル“１”及び“０”とを認識する。
【００１５】
しかしながら、振幅変調方式としてＤＳＢ−ＡＳＫ方式を用いた場合は、プリアンブル信号中のデータdelimiterが適正な幅を有しているのに対して、ＰＲ−ＡＳＫ方式を用いた場合は、データdelimiterの幅が適正な幅に対して極めて狭い。これは、ベースバンド信号をＤＳＢ−ＡＳＫ方式の場合と同一特性を持ったデジタルフィルタに通過させて帯域制限した際、ＰＲ−ＡＳＫ方式の場合は、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式に比べ、図１９中に示した傾きＡ−Ａ′が急峻になるためである。この結果、無線タグは、データdelimiterを判別できず、したがって、コマンドの開始を認識できないために、無線通信装置からのコマンドデータに応答しないおそれがあった。
【００１６】
本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、振幅変調方式の種類に係らず、無線タグと安定に通信ができる小型かつ低コストの無線通信装置及び無線通信方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、振幅偏移変調方式の変調手段にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信装置において、ベースバンド信号の先頭に付されるプリアンブル波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が変調器の変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有するプリアンブル波形データを記憶するプリアンブル波形記憶手段を設け、プリアンブル波形記憶手段からプリアンブル波形データを読み出して、変調手段に与えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１８】
かかる手段を講じた本発明によれば、振幅変調方式の種類に係らず、無線タグと安定に通信ができる小型かつ低コストの無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態における無線タグリーダの概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態において、送信系デジタル信号処理部の要部構成を示すブロック図。
【図３】同実施の形態において、送信系デジタル信号処理部の波形メモリに記憶されるデータの一構造例を示す模式図。
【図４】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式が指定された場合のデジタルフィルタ入力信号を示す波形図。
【図５】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式が指定された場合のデジタルフィルタ出力信号を示す波形図。
【図６】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式が指定された場合の変調器出力信号を示す波形図。
【図７】図６に示す変調波の包絡線検波波形図。
【図８】図７のデータdelimiter部の拡大図。
【図９】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式が指定された場合のデジタルフィルタ入力信号を示す波形図。
【図１０】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式が指定された場合のデジタルフィルタ出力信号を示す波形図。
【図１１】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式が指定された場合の変調器出力信号を示す波形図。
【図１２】図１１に示す変調波の包絡線検波波形図。
【図１３】図１２のデータdelimiter部の拡大図。
【図１４】無線通信装置からパッシブ型無線タグに送信するデータの形式を示す模式図。
【図１５】従来例におけるプリアンブル信号の波形図。
【図１６】従来例において、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式を採用した場合の帯域制限後のベースバンド信号のプリアンブル信号部分を示す波形図。
【図１７】従来例において、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式で振幅変調された変調波の包絡線検波波形図。
【図１８】図１７のデータdelimiter部の拡大図。
【図１９】従来例において、ＰＲ−ＡＳＫ方式を採用した場合の帯域制限後のベースバンド信号のプリアンブル信号部分を示す波形図。
【図２０】従来例において、ＰＲ−ＡＳＫ方式で振幅変調された変調波の包絡線検波波形図。
【図２１】図２０のデータdelimiter部の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。
なお、この実施の形態は、振幅変調方式を利用して、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６のＴｙｐｅＣに規格化されている無線タグのデータを非接触で読み取る無線タグリーダに、本発明の無線通信装置としての機能を適用した場合、すなわち、振幅変調方式としてＤＳＢ−ＡＳＫ方式と、ＰＲ−ＡＳＫ方式とが規定されている場合である。
【００２１】
図１は、本実施の形態における無線タグリーダ１０の概略構成を示すブロック図である。無線タグリーダ１０は、制御部１１、通信部１２、送信系デジタル信号処理部１３、送信部１４、方向性結合器１５、ローパスフィルタ１６、アンテナ１７、受信部１８、受信系デジタル信号処理部１９及びＰＬＬ（Phase Lock1ed Loop）部２０を備えている。
【００２２】
制御部１１は、前記通信部１２、送信系デジタル信号処理部１３、受信系デジタル信号処理部１９及びＰＬＬ部２０を接続している。また制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリを含み、予め記憶されたプログラムに従って動作する。すなわち制御部１１は、通信部１２を介してパソコン等の上位機器と通信を行う。また、ＰＬＬ部２０を制御して、搬送波周波数と同じ周波数のローカル信号を出力させる。さらに、送信系デジタル信号処理部１３及び受信系デジタル信号処理部１９を介して無線タグ（不図示）と無線通信を行い、この無線タグのメモリに記憶されたタグデータを読み取る。
【００２３】
制御部１１は、無線タグへの送信データを送信系デジタル信号処理部１３に出力する。送信系デジタル信号処理部１３は、この送信データをデジタル信号処理してベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を送信部１４に出力する。送信部１４は、変調手段としての変調器２１を備えており、ＰＬＬ部２０から入力されるローカル信号の搬送波を、送信部１４から入力されるベースバンド信号で振幅変調する。そして、振幅変調された変調信号を、方向性結合器１５に出力する。
【００２４】
サーキュレータ等と称される方向性結合器１５は、送信部１４からの信号をローパスフィルタ１６を介してアンテナ１７に出力する機能と、アンテナ１７からローパスフィルタ１６を介して入力された信号を受信部１８に出力する機能とを有する。アンテナ１７は、ローパスフィルタ１６を通過した変調信号に基づいて電波を放射する。また、無線タグから送信されるバックスキャッタ変調波を受信すると、この変調波に基づいた受信信号をローパスフィルタ１６に出力する。
【００２５】
受信部１８は、アンテナ１７で受信され、ローパスフィルタ１６を通過した受信信号を方向性結合器１５を介して入力すると、この受信信号を、周知のダイレクトコンバージョン方式で受信処理する。すなわち受信部１８は、第１、第２のミキサ、第１、第２のＡＤＣ（アナログ／デジタル・コンバータ）、及び、９０度位相シフト器を主体に構成される。第１、第２のミキサには、それぞれ無線タグからの受信信号が入力される。また、第１のミキサには、ＰＬＬ部２０からのローカル信号が入力され、第２のミキサにはＰＬＬ部２０からのローカル信号が９０度位相シフト器によって９０度位相がシフトされたローカル信号が入力される。
【００２６】
第１のミキサは、受信信号とローカル信号を混合し、ローカル信号と同相成分のＩ信号を生成する。第２のミキサは、受信信号と９０度位相をシフトしたローカル信号を混合し、ローカル信号と直交成分のＱ信号を生成する。第１のミキサから出力されるＩ信号は、第１のＡＤＣでデジタル信号に変換されて受信系デジタル信号処理部１９に出力される。同様に、第２のミキサから出力されるＱ信号は、第２のＡＤＣでデジタル信号に変換されて受信系デジタル信号処理部１９に出力される。
【００２７】
受信系デジタル信号処理部１９は、第１、第２の復調部、及び、第１、第２の復号部を有する。デジタル信号に変換されたＩ信号は、第１の復調部においてハイレベル値“１”とローレベル値“０”の２値に復調される。そして、第１の復号部でデータとして復号された後、制御部１１に送信される。同様に、デジタル信号に変換されたＱ信号は、第２の復調部において２値に復調される。そして、第２の復号部でデータとして復号された後、制御部１１に送信される。
【００２８】
図２は、送信系デジタル信号処理部１３の要部構成を示すブロック図である。送信系デジタル信号処理部１３は、変調方式判定部３１と、ベースバンド処理部３２と、デジタルフィルタ３３とを備えている。
【００２９】
変調方式判定部３１は、制御部１１から指定される変調方式の種類を判定する。すなわち制御部１１は、無線タグに対するデータの送信前に、送信部１４の変調器２１で行う振幅変調の種類（例えば、40kbps/ＤＳＢ−ＡＳＫ方式、40kbps/ＰＲ−ＡＳＫ方式等）を指定するための信号を、送信系デジタル信号処理部１３に出力する。そこで変調方式判定部３１は、上記信号により制御部１１から指定される変調方式の種類を判定し、その判定結果を示すデータを、ベースバンド処理部３２の後述するプリアンブル読出部４２と符号化データ読出部４３に出力する。ここに、変調方式判定部３１は、変調方式判定手段を構成する。
【００３０】
ベースバンド処理部３２は、波形メモリ４１、プリアンブル読出部４２、及び、符号化データ読出部４３を備えている。波形メモリ４１は、プリアンブル波形記憶手段５１と符号化データ波形記憶手段５２とを有している。プリアンブル波形記憶手段５１は、変調方式の種類毎に作成されたプリアンブル波形データを記憶している。符号化データ波形記憶手段５２は、変調方式の種類毎に作成された符号化波形データを記憶している。符号化波形データは、データシンボル“０”の符号化に対応した波形データと、データシンボル“１”の符号化に対応した波形データとを記憶している。なお、プリアンブル波形データ及び符号化波形データは変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有する。
【００３１】
プリアンブル読出部４２は、プリアンブル波形記憶手段５１により記憶されている変調方式種類別のプリアンブル波形データの中から、前記変調方式判定部３１で判定された変調方式に対応したプリアンブル波形データを読み出す。そして、このプリアンブル波形データをデジタルフィルタ３３に出力する。ここに、プリアンブル読出部４２は、プリアンブル波形読出し手段を構成する。
【００３２】
符号化データ読出部４３は、符号化データ波形記憶手段５２により記憶されている変調方式種類別の符号化波形データの中から、前記変調方式判定部３１で判定された変調方式に対応した符号化波形データを、制御部１１から出力される送信データに応じて読み出す。つまり、送信データがデータシンボル“０”の場合は、このデータシンボル“０”の符号化に対応した波形データを読み出し、データシンボル“１”の場合は、このデータシンボル“１”の符号化に対応した波形データを読み出す。そして、この符号化波形データをデジタルフィルタ３３に出力する。ここに、符号化データ読出部４３は、符号化データ波形読出し手段を構成する。
【００３３】
デジタルフィルタ３３は、プリアンブル読出部４２によりプリアンブル波形記憶手段５１から読み出されたプリアンブル波形データと、符号化データ読出部４３により符号化データ波形記憶手段５２から読み出された符号化波形データとについて、所定帯域以下を通過させるべくローパスフィルタとして帯域制限を行うもので、例えばＦＩＲフィルタが用いられている。ここに、デジタルフィルタ３３は、帯域制限手段を構成する。
【００３４】
図３は、波形メモリ４１に記憶されるデータの一構造例を示す模式図である。波形メモリ４１は、メモリ管理の最小単位であるバンクBank00，Bank01，…毎に、振幅変調方式の種類を割り当てている。そしてバンクBank00，Bank01，…毎に、そのバンクに割り当てられた種類のプリアンブル波形データ６１と符号化波形データ６２とが、共通のフォーマットで格納されている。すなわち、各バンクBank00，Bank01，…の先頭アドレス［００００ｈ］から順番に、先ず、プリアンブル信号のデータdelimiterに相当する波形データ［delimiter］が格納され、続いてデータTariに相当する波形データ［Tari］が格納され、続いてデータRTcalに相当する波形データ［RTcal］が格納され、続いてデータTRcalに相当する波形データ［TRcal］が格納される。さらに、それに引き続いて、データシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］が格納され、続いてデータシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］が格納される。
【００３５】
因みに、図３の例では、第１のバンクBank00には、40kbps／ＤＳＫ−ＡＳＫ方式に対応したプリアンブル波形データ（［delimiter］00，［Tari］00，［RTcal］00，［TRcal］00）６１と符号化波形データ（［Data-0］00，［Data-1］00）６２とが記憶されている。また、第２のバンクBank01には、40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式に対応したプリアンブル波形データ（［delimiter］01，［Tari］01，［RTcal］01，［TRcal］01）６１と符号化波形データ（［Data-0］01，［Data-1］01）６１と符号化波形データ６２とが記憶されている。
【００３６】
かかる構成の本実施の形態において、今、制御部１１から送信系デジタル信号処理部１３に、振幅変調方式として40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式を指定する信号が出力されたとする。
【００３７】
そうすると、先ず、プリアンブル読出部４２が、波形メモリ４１の第１のバンクBank00内に格納されているプリアンブル波形データ（［delimiter］00，［Tari］00，［RTcal］00，［TRcal］00）６１を順に読み出す。そして、この読み出したプリアンブル波形データ６１をデジタルフィルタ３３に出力する。
【００３８】
プリアンブル波形データ６１の読み出しが完了すると、次に、符号化データ読出部４３が、制御部１１から供給された送信データに応じて、同じく第１のバンクBank00内に格納されている符号化波形データ（［Data-0］00，［Data-1］00）６２を読み出す。つまり、送信するデータシンボルが“０”である場合は、データシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］00を読み出し、データシンボルが“１”である場合は、データシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］00を読み出す。そして、この読み出した符号化波形データを順にデジタルフィルタ３３に出力する。
【００３９】
デジタルフィルタ３３では、入力順にプリアンブル波形データ及び符号化波形データの帯域制限が行われる。帯域制限された波形データは、ベースバンド信号として送信部１４に出力される。ベースバンド信号は、送信部１４のＤＡＣでアナログ信号に変換された後、変調器２１に与えられる。これにより、変調器２１では、このベースバンド信号によりＰＬＬ部２０から入力されるローカル信号の搬送波が振幅変調される。このときの振幅変調方式は、制御部１１が指定した方式、すなわち40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式である。
【００４０】
40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式で変調された信号は、方向性結合器１５及びローパスフィルタ１６を介してアンテナ１７に送信され、電波として放射される。
【００４１】
上記例において、プリアンブル読出部４２及び符号化データ読出部４３によって読み出され、デジタルフィルタ３３に入力される前のデータ波形を図４に示す。
【００４２】
図４において、区間Ｔ１はバンクBank00に格納されているプリアンブル波形データ６１の中のデータdelimiterに相当する波形データ［delimiter］00であり、区間Ｔ２は同波形データ６１の中のデータTariに相当する波形データ［Tari］00であり、区間Ｔ３は同波形データ６１の中のデータRTcalに相当する波形データ［RTcal］00であり、区間Ｔ４は同波形データ６１の中のデータTRcalに相当する波形データ［TRcal］00である。また、区間Ｔ５はバンクBank00に格納されている符号化波形データ６２のデータシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］00であり、区間Ｔ６は同波形データ６２のデータシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］00である。これらの波形データは、全てハイレベルとローレベルとの変化点を、変調器２１における振幅変調方式、つまりは40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式に応じた周波数、すなわち４０kHzの正弦波の変化点と共通にしている。
【００４３】
さて、この図４の波形データがデジタルフィルタ３３を通過した後の帯域制限されたベースバンド信号を図５に示す。また、このベースバンド信号でＰＬＬ部２０から出力されるローカル信号の搬送波を変調した後の変調器２１の出力波形（変調波）を図６に、この変調波の包絡線検波波形を図７に、図７のデータdelimiter部の拡大図を図８に示す。
【００４４】
図８に示すように、変調波の包絡線検波波形には、予め規定された範囲内のデータdelimiterが実現される。したがって、無線タグは、コマンドの区切りを示すデータdelimiterを充分に認識可能であるので、40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合の無線タグとの通信効率を充分に確保することができる。
【００４５】
次に、制御部１１から送信系デジタル信号処理部１３に、振幅変調方式として40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式を指定する信号が出力されたとする。
【００４６】
そうすると、先ず、プリアンブル読出部４２が、波形メモリ４１の第２のバンクBank01内に格納されているプリアンブル波形データ（［delimiter］01，［Tari］01，［RTcal］01，［TRcal］01）６１を順に読み出す。そして、この読み出したプリアンブル波形データ６１をデジタルフィルタ３３に出力する。
【００４７】
プリアンブル波形データ６１の読み出しが完了すると、次に、符号化データ読出部４３が、制御部１１から供給された送信データに応じて、同じく第２のバンクBank01内に格納されている符号化波形データ（［Data-0］01，［Data-1］01）６２を読み出す。つまり、送信するデータシンボルが“０”である場合は、データシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］01を読み出し、データシンボルが“１”である場合は、データシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］01を読み出す。そして、この読み出した符号化波形データを順にデジタルフィルタ３３に出力する。
【００４８】
デジタルフィルタ３３では、入力順にプリアンブル波形データ及び符号化波形データの帯域制限が行われる。帯域制限された波形データは、ベースバンド信号として送信部１４に出力される。ベースバンド信号は、送信部１４のＤＡＣでアナログ信号に変換された後、変調器２１に与えられる。これにより、変調器２１では、このベースバンド信号によりＰＬＬ部２０から入力されるローカル信号の搬送波が振幅変調される。このときの振幅変調方式は、制御部１１が指定した方式、すなわち40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式である。
【００４９】
40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式で変調された信号は、方向性結合器１５及びローパスフィルタ１６を介してアンテナ１７に送信され、電波として放射される。
【００５０】
上記例において、プリアンブル読出部４２及び符号化データ読出部４３によって読み出され、デジタルフィルタ３３に入力される前のデータ波形を図９に示す。
【００５１】
図９において、区間Ｔ１はバンクBank01に格納されているプリアンブル波形データ６１の中のデータdelimiterに相当する波形データ［delimiter］01であり、区間Ｔ２は同波形データ６１の中のデータTariに相当する波形データ［Tari］01であり、区間Ｔ３は同波形データ６１の中のデータRTcalに相当する波形データ［RTcal］01であり、区間Ｔ４は同波形データ６１の中のデータTRcalに相当する波形データ［TRcal］01である。また、区間Ｔ５はバンクBank01に格納されている符号化波形データ６２のデータシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］01であり、区間Ｔ６は同波形データ６２のデータシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］01である。これらの波形データは、全てハイレベルとローレベルとの変化点を、変調器２１における振幅変調方式、つまりは40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式に応じた周波数、すなわち２０kHzの正弦波の変化点と共通にしている。
【００５２】
さて、この図９の波形データがデジタルフィルタ３３を通過した後の帯域制限されたベースバンド信号を図１０に示す。また、このベースバンド信号でＰＬＬ部２０から出力されるローカル信号の搬送波を変調した後の変調器２１の出力波形（変調波）を図１１に、この変調波の包絡線検波波形を図１２に、図１２のデータdelimiter部の拡大図を図１３に示す。
【００５３】
図１３に示すように、変調波の包絡線検波波形には、予め規定された範囲内のデータdelimiterが実現される。したがって、無線タグは、コマンドの区切りを示すデータdelimiterを充分に認識可能であるので、40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合の無線タグとの通信効率を充分に確保することができる。
【００５４】
このように本実施の形態の無線タグリーダ１０であれば、ＰＲ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合も、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式を用いた場合と同様に、無線タグと安定に通信を行うことができる。この場合において、ベースバンド信号を帯域制限するためのデジタルフィルタ３３は、ただ１つでよいので、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００５５】
ところで、無線タグは、包絡線検波波形の最大値および最小値を検出し、その中間値を閾値とする。そして、この閾値に従い、無線タグが内部に備えるクロックにて立上がり及び立下りを計測することで、データシンボル“０”とデータシンボル“１”を復号している。
【００５６】
本実施の形態では、図８と図１８とを比較すれば明らかなように、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合に、包絡線検波波形の最大値から最小値までのリップルＲＰを従来より小さくすることができる。このため、閾値となる中間値の誤検出がなくなるので、無線タグは、データシンボル“０”とデータシンボル“１”を誤認識しなくなるようになる。
【００５７】
同様に、図１３と図２１とを比較すれば明らかなように、ＰＲ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合も、包絡線検波波形の最大値から最小値までのリップルＲＰが小さくなるので、上記と同様な効果を奏し得る。
【００５８】
なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【００５９】
例えば前記実施の形態では、振幅変調方式をＤＳＢ−ＡＳＫ方式とＰＲ−ＡＳＫ方式とに限定したが、その他の振幅変調方式を用いて無線タグと通信を行う場合も、本発明は適用できるものである。また、本発明は、ＰＲ−ＡＳＫ方式のみに対応した無線通信装置であってもよい。この場合は、送信系デジタル信号処理部１３から変調方式判定部３１を省略することができる。
【００６０】
また、前記実施の形態では、プリアンブル波形データと符号化波形データとを波形メモリ４１にて共通に記憶したが、プリアンブル波形データを記憶するプリアンブル波形記憶手段５１と、符号化波形データを記憶する符号化データ波形記憶手段５２とを、別々のメモリエリアに形成してもよい。
【００６１】
また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０…無線通信装置、１１…制御部、１２…通信部、１３…送信系デジタル信号処理部、１４…送信部、１５…方向性結合器、１６…ローパスフィルタ、１７…アンテナ、１８…受信部、１９…受信系デジタル信号処理部、２０…ＰＬＬ部、２１…変調器、３１…変調方式判定部、３２…ベースバンド処理部、３３…デジタルフィルタ、４１…波形メモリ、４２…プリアンブル読出部、４３…符号化データ読出部、５１…プリアンブル波形記憶手段、５２…符号化データ波形記憶手段。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開平１０−２６１９８４号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振幅変調（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）方式を利用して無線タグと無線通信を行う無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振幅変調方式は、送信すべきデータを搬送波の振幅成分に反映させて無線通信を行う方式で、送信すべきデータは、ベースバンド信号と呼ばれる。送信すべきデータは、データシンボル“１”をハイレベルとし、データシンボル“０”をローレベルとするデジタル信号である。振幅変調方式には、片側波帯振幅偏移変調（ＳＳＢ−ＡＳＫ：Single side band amplitude shift keying）方式、両側波帯振幅偏移変調（ＤＳＢ−ＡＳＫ：double side band amplitude shift keying）方式、位相偏移変調（ＰＳＫ−ＡＳＫ：phase shift keying）方式、位相反転振幅偏移変調（ＰＲ−ＡＳＫ：phase reversal amplitude shift keying）方式等がある。
【０００３】
このような振幅変調方式を利用して無線タグと無線通信を行う無線通信装置は、既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この種の無線通信装置は、ベースバンド信号をＦＩＲ（finite impulse response）フィルタ等のデジタルフィルタで帯域制限した後、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）でアナログ信号に変換し、さらにこのアナログのベースバンド信号で搬送波を変調することにより、振幅変調を行う。変調された信号は、無線通信装置のアンテナに送信され、電波として放射される。また、変調信号を送信し終えた後は、無変調信号を送信し続ける。
【０００５】
無線タグは、無線通信装置から振幅変調されて送られてくるコマンドデータを復元するための復調回路を備えている。そして、コマンドデータに応答する際は、無変調信号の反射量を変化させてバックスキャッタ変調を行うことにより、無線通信装置に対してタグデータを無線送信する。無線通信装置は、バックスキャッタ変調波を受信すると、復調してタグデータを読取る。
【０００６】
近年、ＵＨＦ帯と称される周波数帯域８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの電波を利用して無線通信装置とデータを送受信する無線タグ、いわゆるＵＨＦ帯無線タグが開発されている。このＵＨＦ帯無線タグのうち、国際標準化機構（ＩＳＯ：International Organization for Standardization）により標準化されたＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６のＴｙｐｅＣに規格化されている無線タグは、パッシブ型無線タグである。パッシブ型無線タグは、自らは起電力を持たず、無線通信装置からの電波を電力変換して起動する。
【０００７】
このようなパッシブ型無線タグとデータ通信を行う場合、無線通信装置は、無線タグにデータを送信する前に、無線タグを起電するための無変調搬送波（ＣＷ：Continuous Wave）を送信する必要がある。
【０００８】
無線通信装置からパッシブ型無線タグに送信するデータの形式を図１４に示す。図中、上方から下方に時間の経過を示している。すなわち、コマンドデータの前に無変調波（ＣＷ）１が送信され、続いて、プリアンブル信号２が送信された後、無線タグに対するコマンドデータ３が送信される。続いて、誤り訂正コード（ＣＲＣ：Cycle Redundancy Check）４が送信され、再び無変調波（ＣＷ）５が送信される。プリアンブル信号２は、コマンドとコマンドの区切りを示すデータdelimiter、データシンボル“０”を示すデータTari、無線通信装置から無線タグ（下り）への通信速度を示すデータRTcal、及び、無線タグから無線通信装置（上り）への通信速度を示すデータTRcalから構成される。
【０００９】
すなわち、パッシブ型無線タグは、最初の無変調波（ＣＷ）１で起電し、次のプリアンブル信号２でコマンドの区切りを認識し、コマンドデータ３を受信し、エラーチェックを行った後、次の無変調波（ＣＷ）５でバックスキャッタ変調を行って応答データを返す。その後、次のプリアンブル信号６でコマンドの区切りを認識する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、プリアンブル信号は、図１５に示すように、ハイレベル“Ｈ”値とローレベル“Ｌ”値とからなるデジタルデータとして生成されていた。そして、このデジタル化されたプリアンブル信号が、同じくデジタル化されたコマンドデータの先頭に付されてベースバンド信号が構成され、無線通信装置にて振幅変調された後、無線タグに送信されていた。このため、次のような問題を生じていた。
【００１１】
すなわち、振幅変調方式に対応した従来の無線通信装置は、ベースバンド信号をデジタルフィルタで帯域制限した後、アナログデータに変換する。そして、この帯域制限されたアナログのベースバンド信号で搬送波を変調することにより、振幅変調を行う。
【００１２】
一方、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６のＴｙｐｅＣに規格化されている無線タグと無線通信を行う際は、振幅変調方式としてＤＳＢ−ＡＳＫ方式と、ＰＲ−ＡＳＫ方式とが規定されている。また、無線通信装置から無線タグ（下り）への符号化方式は、ＰＩＥ（pulse interval encoding；パルス幅符号化）方式である。ＰＩＥ方式では、例えばデータシンボル“０”は短いハイレベル期間を有するパルス、データシンボル“１”は長いハイレベル期間を持つパルスというようにパルスのハイレベル期間の長短によってデータを符号化する。
【００１３】
ＤＳＢ−ＡＳＫ方式を採用した場合の帯域制限後のベースバンド信号のプリアンブル信号部分を図１６に示す。また、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式で振幅変調された変調波の包絡線検波波形を図１７に示す。また、図１７のデータdelimiter部の拡大図を図１８に示す。次いで、ＰＲ−ＡＳＫ方式を採用した場合の帯域制限後のベースバンド信号のプリアンブル信号部分を図１９に示す。また、ＰＲ−ＡＳＫ方式で振幅変調された変調波の包絡線検波波形を図２０に示す。また、図２０のデータdelimiter部の拡大図を図２１に示す。
【００１４】
無線タグは、図１７または図２０の波形を復調することで、図示するように、プリアンブル信号の各データdelimiter，Tari，RTcal及びTRcalと、コマンドデータのデータシンボル“１”及び“０”とを認識する。
【００１５】
しかしながら、振幅変調方式としてＤＳＢ−ＡＳＫ方式を用いた場合は、プリアンブル信号中のデータdelimiterが適正な幅を有しているのに対して、ＰＲ−ＡＳＫ方式を用いた場合は、データdelimiterの幅が適正な幅に対して極めて狭い。これは、ベースバンド信号をＤＳＢ−ＡＳＫ方式の場合と同一特性を持ったデジタルフィルタに通過させて帯域制限した際、ＰＲ−ＡＳＫ方式の場合は、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式に比べ、図１９中に示した傾きＡ−Ａ′が急峻になるためである。この結果、無線タグは、データdelimiterを判別できず、したがって、コマンドの開始を認識できないために、無線通信装置からのコマンドデータに応答しないおそれがあった。
【００１６】
本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、振幅変調方式の種類に係らず、無線タグと安定に通信ができる小型かつ低コストの無線通信装置及び無線通信方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、振幅偏移変調方式の変調手段にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信装置において、ベースバンド信号の先頭に付されるプリアンブル波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が変調器の変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有するプリアンブル波形データを記憶するプリアンブル波形記憶手段を設け、プリアンブル波形記憶手段からプリアンブル波形データを読み出して、変調手段に与えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１８】
かかる手段を講じた本発明によれば、振幅変調方式の種類に係らず、無線タグと安定に通信ができる小型かつ低コストの無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態における無線タグリーダの概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態において、送信系デジタル信号処理部の要部構成を示すブロック図。
【図３】同実施の形態において、送信系デジタル信号処理部の波形メモリに記憶されるデータの一構造例を示す模式図。
【図４】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式が指定された場合のデジタルフィルタ入力信号を示す波形図。
【図５】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式が指定された場合のデジタルフィルタ出力信号を示す波形図。
【図６】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式が指定された場合の変調器出力信号を示す波形図。
【図７】図６に示す変調波の包絡線検波波形図。
【図８】図７のデータdelimiter部の拡大図。
【図９】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式が指定された場合のデジタルフィルタ入力信号を示す波形図。
【図１０】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式が指定された場合のデジタルフィルタ出力信号を示す波形図。
【図１１】同実施の形態において、振幅変調方式として40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式が指定された場合の変調器出力信号を示す波形図。
【図１２】図１１に示す変調波の包絡線検波波形図。
【図１３】図１２のデータdelimiter部の拡大図。
【図１４】無線通信装置からパッシブ型無線タグに送信するデータの形式を示す模式図。
【図１５】従来例におけるプリアンブル信号の波形図。
【図１６】従来例において、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式を採用した場合の帯域制限後のベースバンド信号のプリアンブル信号部分を示す波形図。
【図１７】従来例において、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式で振幅変調された変調波の包絡線検波波形図。
【図１８】図１７のデータdelimiter部の拡大図。
【図１９】従来例において、ＰＲ−ＡＳＫ方式を採用した場合の帯域制限後のベースバンド信号のプリアンブル信号部分を示す波形図。
【図２０】従来例において、ＰＲ−ＡＳＫ方式で振幅変調された変調波の包絡線検波波形図。
【図２１】図２０のデータdelimiter部の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。
なお、この実施の形態は、振幅変調方式を利用して、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６のＴｙｐｅＣに規格化されている無線タグのデータを非接触で読み取る無線タグリーダに、本発明の無線通信装置としての機能を適用した場合、すなわち、振幅変調方式としてＤＳＢ−ＡＳＫ方式と、ＰＲ−ＡＳＫ方式とが規定されている場合である。
【００２１】
図１は、本実施の形態における無線タグリーダ１０の概略構成を示すブロック図である。無線タグリーダ１０は、制御部１１、通信部１２、送信系デジタル信号処理部１３、送信部１４、方向性結合器１５、ローパスフィルタ１６、アンテナ１７、受信部１８、受信系デジタル信号処理部１９及びＰＬＬ（Phase Lock1ed Loop）部２０を備えている。
【００２２】
制御部１１は、前記通信部１２、送信系デジタル信号処理部１３、受信系デジタル信号処理部１９及びＰＬＬ部２０を接続している。また制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリを含み、予め記憶されたプログラムに従って動作する。すなわち制御部１１は、通信部１２を介してパソコン等の上位機器と通信を行う。また、ＰＬＬ部２０を制御して、搬送波周波数と同じ周波数のローカル信号を出力させる。さらに、送信系デジタル信号処理部１３及び受信系デジタル信号処理部１９を介して無線タグ（不図示）と無線通信を行い、この無線タグのメモリに記憶されたタグデータを読み取る。
【００２３】
制御部１１は、無線タグへの送信データを送信系デジタル信号処理部１３に出力する。送信系デジタル信号処理部１３は、この送信データをデジタル信号処理してベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を送信部１４に出力する。送信部１４は、変調手段としての変調器２１を備えており、ＰＬＬ部２０から入力されるローカル信号の搬送波を、送信部１４から入力されるベースバンド信号で振幅変調する。そして、振幅変調された変調信号を、方向性結合器１５に出力する。
【００２４】
サーキュレータ等と称される方向性結合器１５は、送信部１４からの信号をローパスフィルタ１６を介してアンテナ１７に出力する機能と、アンテナ１７からローパスフィルタ１６を介して入力された信号を受信部１８に出力する機能とを有する。アンテナ１７は、ローパスフィルタ１６を通過した変調信号に基づいて電波を放射する。また、無線タグから送信されるバックスキャッタ変調波を受信すると、この変調波に基づいた受信信号をローパスフィルタ１６に出力する。
【００２５】
受信部１８は、アンテナ１７で受信され、ローパスフィルタ１６を通過した受信信号を方向性結合器１５を介して入力すると、この受信信号を、周知のダイレクトコンバージョン方式で受信処理する。すなわち受信部１８は、第１、第２のミキサ、第１、第２のＡＤＣ（アナログ／デジタル・コンバータ）、及び、９０度位相シフト器を主体に構成される。第１、第２のミキサには、それぞれ無線タグからの受信信号が入力される。また、第１のミキサには、ＰＬＬ部２０からのローカル信号が入力され、第２のミキサにはＰＬＬ部２０からのローカル信号が９０度位相シフト器によって９０度位相がシフトされたローカル信号が入力される。
【００２６】
第１のミキサは、受信信号とローカル信号を混合し、ローカル信号と同相成分のＩ信号を生成する。第２のミキサは、受信信号と９０度位相をシフトしたローカル信号を混合し、ローカル信号と直交成分のＱ信号を生成する。第１のミキサから出力されるＩ信号は、第１のＡＤＣでデジタル信号に変換されて受信系デジタル信号処理部１９に出力される。同様に、第２のミキサから出力されるＱ信号は、第２のＡＤＣでデジタル信号に変換されて受信系デジタル信号処理部１９に出力される。
【００２７】
受信系デジタル信号処理部１９は、第１、第２の復調部、及び、第１、第２の復号部を有する。デジタル信号に変換されたＩ信号は、第１の復調部においてハイレベル値“１”とローレベル値“０”の２値に復調される。そして、第１の復号部でデータとして復号された後、制御部１１に送信される。同様に、デジタル信号に変換されたＱ信号は、第２の復調部において２値に復調される。そして、第２の復号部でデータとして復号された後、制御部１１に送信される。
【００２８】
図２は、送信系デジタル信号処理部１３の要部構成を示すブロック図である。送信系デジタル信号処理部１３は、変調方式判定部３１と、ベースバンド処理部３２と、デジタルフィルタ３３とを備えている。
【００２９】
変調方式判定部３１は、制御部１１から指定される変調方式の種類を判定する。すなわち制御部１１は、無線タグに対するデータの送信前に、送信部１４の変調器２１で行う振幅変調の種類（例えば、40kbps/ＤＳＢ−ＡＳＫ方式、40kbps/ＰＲ−ＡＳＫ方式等）を指定するための信号を、送信系デジタル信号処理部１３に出力する。そこで変調方式判定部３１は、上記信号により制御部１１から指定される変調方式の種類を判定し、その判定結果を示すデータを、ベースバンド処理部３２の後述するプリアンブル読出部４２と符号化データ読出部４３に出力する。ここに、変調方式判定部３１は、変調方式判定手段を構成する。
【００３０】
ベースバンド処理部３２は、波形メモリ４１、プリアンブル読出部４２、及び、符号化データ読出部４３を備えている。波形メモリ４１は、プリアンブル波形記憶手段５１と符号化データ波形記憶手段５２とを有している。プリアンブル波形記憶手段５１は、変調方式の種類毎に作成されたプリアンブル波形データを記憶している。符号化データ波形記憶手段５２は、変調方式の種類毎に作成された符号化波形データを記憶している。符号化波形データは、データシンボル“０”の符号化に対応した波形データと、データシンボル“１”の符号化に対応した波形データとを記憶している。なお、プリアンブル波形データ及び符号化波形データは変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有する。
【００３１】
プリアンブル読出部４２は、プリアンブル波形記憶手段５１により記憶されている変調方式種類別のプリアンブル波形データの中から、前記変調方式判定部３１で判定された変調方式に対応したプリアンブル波形データを読み出す。そして、このプリアンブル波形データをデジタルフィルタ３３に出力する。ここに、プリアンブル読出部４２は、プリアンブル波形読出し手段を構成する。
【００３２】
符号化データ読出部４３は、符号化データ波形記憶手段５２により記憶されている変調方式種類別の符号化波形データの中から、前記変調方式判定部３１で判定された変調方式に対応した符号化波形データを、制御部１１から出力される送信データに応じて読み出す。つまり、送信データがデータシンボル“０”の場合は、このデータシンボル“０”の符号化に対応した波形データを読み出し、データシンボル“１”の場合は、このデータシンボル“１”の符号化に対応した波形データを読み出す。そして、この符号化波形データをデジタルフィルタ３３に出力する。ここに、符号化データ読出部４３は、符号化データ波形読出し手段を構成する。
【００３３】
デジタルフィルタ３３は、プリアンブル読出部４２によりプリアンブル波形記憶手段５１から読み出されたプリアンブル波形データと、符号化データ読出部４３により符号化データ波形記憶手段５２から読み出された符号化波形データとについて、所定帯域以下を通過させるべくローパスフィルタとして帯域制限を行うもので、例えばＦＩＲフィルタが用いられている。ここに、デジタルフィルタ３３は、帯域制限手段を構成する。
【００３４】
図３は、波形メモリ４１に記憶されるデータの一構造例を示す模式図である。波形メモリ４１は、メモリ管理の最小単位であるバンクBank00，Bank01，…毎に、振幅変調方式の種類を割り当てている。そしてバンクBank00，Bank01，…毎に、そのバンクに割り当てられた種類のプリアンブル波形データ６１と符号化波形データ６２とが、共通のフォーマットで格納されている。すなわち、各バンクBank00，Bank01，…の先頭アドレス［００００ｈ］から順番に、先ず、プリアンブル信号のデータdelimiterに相当する波形データ［delimiter］が格納され、続いてデータTariに相当する波形データ［Tari］が格納され、続いてデータRTcalに相当する波形データ［RTcal］が格納され、続いてデータTRcalに相当する波形データ［TRcal］が格納される。さらに、それに引き続いて、データシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］が格納され、続いてデータシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］が格納される。
【００３５】
因みに、図３の例では、第１のバンクBank00には、40kbps／ＤＳＫ−ＡＳＫ方式に対応したプリアンブル波形データ（［delimiter］00，［Tari］00，［RTcal］00，［TRcal］00）６１と符号化波形データ（［Data-0］00，［Data-1］00）６２とが記憶されている。また、第２のバンクBank01には、40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式に対応したプリアンブル波形データ（［delimiter］01，［Tari］01，［RTcal］01，［TRcal］01）６１と符号化波形データ（［Data-0］01，［Data-1］01）６１と符号化波形データ６２とが記憶されている。
【００３６】
かかる構成の本実施の形態において、今、制御部１１から送信系デジタル信号処理部１３に、振幅変調方式として40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式を指定する信号が出力されたとする。
【００３７】
そうすると、先ず、プリアンブル読出部４２が、波形メモリ４１の第１のバンクBank00内に格納されているプリアンブル波形データ（［delimiter］00，［Tari］00，［RTcal］00，［TRcal］00）６１を順に読み出す。そして、この読み出したプリアンブル波形データ６１をデジタルフィルタ３３に出力する。
【００３８】
プリアンブル波形データ６１の読み出しが完了すると、次に、符号化データ読出部４３が、制御部１１から供給された送信データに応じて、同じく第１のバンクBank00内に格納されている符号化波形データ（［Data-0］00，［Data-1］00）６２を読み出す。つまり、送信するデータシンボルが“０”である場合は、データシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］00を読み出し、データシンボルが“１”である場合は、データシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］00を読み出す。そして、この読み出した符号化波形データを順にデジタルフィルタ３３に出力する。
【００３９】
デジタルフィルタ３３では、入力順にプリアンブル波形データ及び符号化波形データの帯域制限が行われる。帯域制限された波形データは、ベースバンド信号として送信部１４に出力される。ベースバンド信号は、送信部１４のＤＡＣでアナログ信号に変換された後、変調器２１に与えられる。これにより、変調器２１では、このベースバンド信号によりＰＬＬ部２０から入力されるローカル信号の搬送波が振幅変調される。このときの振幅変調方式は、制御部１１が指定した方式、すなわち40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式である。
【００４０】
40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式で変調された信号は、方向性結合器１５及びローパスフィルタ１６を介してアンテナ１７に送信され、電波として放射される。
【００４１】
上記例において、プリアンブル読出部４２及び符号化データ読出部４３によって読み出され、デジタルフィルタ３３に入力される前のデータ波形を図４に示す。
【００４２】
図４において、区間Ｔ１はバンクBank00に格納されているプリアンブル波形データ６１の中のデータdelimiterに相当する波形データ［delimiter］00であり、区間Ｔ２は同波形データ６１の中のデータTariに相当する波形データ［Tari］00であり、区間Ｔ３は同波形データ６１の中のデータRTcalに相当する波形データ［RTcal］00であり、区間Ｔ４は同波形データ６１の中のデータTRcalに相当する波形データ［TRcal］00である。また、区間Ｔ５はバンクBank00に格納されている符号化波形データ６２のデータシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］00であり、区間Ｔ６は同波形データ６２のデータシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］00である。これらの波形データは、全てハイレベルとローレベルとの変化点を、変調器２１における振幅変調方式、つまりは40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式に応じた周波数、すなわち４０kHzの正弦波の変化点と共通にしている。
【００４３】
さて、この図４の波形データがデジタルフィルタ３３を通過した後の帯域制限されたベースバンド信号を図５に示す。また、このベースバンド信号でＰＬＬ部２０から出力されるローカル信号の搬送波を変調した後の変調器２１の出力波形（変調波）を図６に、この変調波の包絡線検波波形を図７に、図７のデータdelimiter部の拡大図を図８に示す。
【００４４】
図８に示すように、変調波の包絡線検波波形には、予め規定された範囲内のデータdelimiterが実現される。したがって、無線タグは、コマンドの区切りを示すデータdelimiterを充分に認識可能であるので、40kbps／ＤＳＢ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合の無線タグとの通信効率を充分に確保することができる。
【００４５】
次に、制御部１１から送信系デジタル信号処理部１３に、振幅変調方式として40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式を指定する信号が出力されたとする。
【００４６】
そうすると、先ず、プリアンブル読出部４２が、波形メモリ４１の第２のバンクBank01内に格納されているプリアンブル波形データ（［delimiter］01，［Tari］01，［RTcal］01，［TRcal］01）６１を順に読み出す。そして、この読み出したプリアンブル波形データ６１をデジタルフィルタ３３に出力する。
【００４７】
プリアンブル波形データ６１の読み出しが完了すると、次に、符号化データ読出部４３が、制御部１１から供給された送信データに応じて、同じく第２のバンクBank01内に格納されている符号化波形データ（［Data-0］01，［Data-1］01）６２を読み出す。つまり、送信するデータシンボルが“０”である場合は、データシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］01を読み出し、データシンボルが“１”である場合は、データシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］01を読み出す。そして、この読み出した符号化波形データを順にデジタルフィルタ３３に出力する。
【００４８】
デジタルフィルタ３３では、入力順にプリアンブル波形データ及び符号化波形データの帯域制限が行われる。帯域制限された波形データは、ベースバンド信号として送信部１４に出力される。ベースバンド信号は、送信部１４のＤＡＣでアナログ信号に変換された後、変調器２１に与えられる。これにより、変調器２１では、このベースバンド信号によりＰＬＬ部２０から入力されるローカル信号の搬送波が振幅変調される。このときの振幅変調方式は、制御部１１が指定した方式、すなわち40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式である。
【００４９】
40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式で変調された信号は、方向性結合器１５及びローパスフィルタ１６を介してアンテナ１７に送信され、電波として放射される。
【００５０】
上記例において、プリアンブル読出部４２及び符号化データ読出部４３によって読み出され、デジタルフィルタ３３に入力される前のデータ波形を図９に示す。
【００５１】
図９において、区間Ｔ１はバンクBank01に格納されているプリアンブル波形データ６１の中のデータdelimiterに相当する波形データ［delimiter］01であり、区間Ｔ２は同波形データ６１の中のデータTariに相当する波形データ［Tari］01であり、区間Ｔ３は同波形データ６１の中のデータRTcalに相当する波形データ［RTcal］01であり、区間Ｔ４は同波形データ６１の中のデータTRcalに相当する波形データ［TRcal］01である。また、区間Ｔ５はバンクBank01に格納されている符号化波形データ６２のデータシンボル“１”の符号化に対応した波形データ［Data-1］01であり、区間Ｔ６は同波形データ６２のデータシンボル“０”の符号化に対応した波形データ［Data-0］01である。これらの波形データは、全てハイレベルとローレベルとの変化点を、変調器２１における振幅変調方式、つまりは40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式に応じた周波数、すなわち２０kHzの正弦波の変化点と共通にしている。
【００５２】
さて、この図９の波形データがデジタルフィルタ３３を通過した後の帯域制限されたベースバンド信号を図１０に示す。また、このベースバンド信号でＰＬＬ部２０から出力されるローカル信号の搬送波を変調した後の変調器２１の出力波形（変調波）を図１１に、この変調波の包絡線検波波形を図１２に、図１２のデータdelimiter部の拡大図を図１３に示す。
【００５３】
図１３に示すように、変調波の包絡線検波波形には、予め規定された範囲内のデータdelimiterが実現される。したがって、無線タグは、コマンドの区切りを示すデータdelimiterを充分に認識可能であるので、40kbps／ＰＲ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合の無線タグとの通信効率を充分に確保することができる。
【００５４】
このように本実施の形態の無線タグリーダ１０であれば、ＰＲ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合も、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式を用いた場合と同様に、無線タグと安定に通信を行うことができる。この場合において、ベースバンド信号を帯域制限するためのデジタルフィルタ３３は、ただ１つでよいので、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００５５】
ところで、無線タグは、包絡線検波波形の最大値および最小値を検出し、その中間値を閾値とする。そして、この閾値に従い、無線タグが内部に備えるクロックにて立上がり及び立下りを計測することで、データシンボル“０”とデータシンボル“１”を復号している。
【００５６】
本実施の形態では、図８と図１８とを比較すれば明らかなように、ＤＳＢ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合に、包絡線検波波形の最大値から最小値までのリップルＲＰを従来より小さくすることができる。このため、閾値となる中間値の誤検出がなくなるので、無線タグは、データシンボル“０”とデータシンボル“１”を誤認識しなくなるようになる。
【００５７】
同様に、図１３と図２１とを比較すれば明らかなように、ＰＲ−ＡＳＫ方式の振幅変調方式を用いた場合も、包絡線検波波形の最大値から最小値までのリップルＲＰが小さくなるので、上記と同様な効果を奏し得る。
【００５８】
なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【００５９】
例えば前記実施の形態では、振幅変調方式をＤＳＢ−ＡＳＫ方式とＰＲ−ＡＳＫ方式とに限定したが、その他の振幅変調方式を用いて無線タグと通信を行う場合も、本発明は適用できるものである。また、本発明は、ＰＲ−ＡＳＫ方式のみに対応した無線通信装置であってもよい。この場合は、送信系デジタル信号処理部１３から変調方式判定部３１を省略することができる。
【００６０】
また、前記実施の形態では、プリアンブル波形データと符号化波形データとを波形メモリ４１にて共通に記憶したが、プリアンブル波形データを記憶するプリアンブル波形記憶手段５１と、符号化波形データを記憶する符号化データ波形記憶手段５２とを、別々のメモリエリアに形成してもよい。
【００６１】
また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０…無線通信装置、１１…制御部、１２…通信部、１３…送信系デジタル信号処理部、１４…送信部、１５…方向性結合器、１６…ローパスフィルタ、１７…アンテナ、１８…受信部、１９…受信系デジタル信号処理部、２０…ＰＬＬ部、２１…変調器、３１…変調方式判定部、３２…ベースバンド処理部、３３…デジタルフィルタ、４１…波形メモリ、４２…プリアンブル読出部、４３…符号化データ読出部、５１…プリアンブル波形記憶手段、５２…符号化データ波形記憶手段。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開平１０−２６１９８４号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅偏移変調方式の変調手段にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信装置において、
前記ベースバンド信号の先頭に付されるプリアンブル波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が前記変調手段における変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有するプリアンブル波形データを記憶するプリアンブル波形記憶手段、を具備し、
前記プリアンブル波形記憶手段から前記プリアンブル波形データを読み出して、前記変調手段に与えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記プリアンブル波形記憶手段は、前記変調方式の種類毎に、前記プリアンブル波形データを記憶していることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
振幅偏移変調方式の変調手段にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信装置において、
データシンボルの符号化に対応した符号化波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が前記変調手段における変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有する符号化波形データを記憶する符号化データ波形記憶手段、を具備し、
前記符号化データ波形記憶手段から前記データシンボルの符号化に対応した波形データを読み出して、前記変調手段に与えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記符号化データ波形記憶手段は、前記変調方式の種類毎に、前記データシンボルの符号化に対応した波形データを記憶していることを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記変調方式は、両側波帯振幅偏移変調方式または位相反転振幅偏移変調方式を含むことを特徴とする請求項２または４記載の無線通信装置。
【請求項６】
振幅偏移変調方式にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信方法であって、
前記ベースバンド信号の先頭に付されるプリアンブル波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が前記変調手段における変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有するプリアンブル波形データを記憶し、
前記プリアンブル波形データを読み出して、前記変調方式にて変調することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
前記変調方式の種類毎に、前記プリアンブル波形データが記憶されていることを特徴とする請求項６記載の無線通信方法。
【請求項８】
振幅偏移変調方式にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信方法であって、
データシンボルの符号化に対応した符号化波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が前記変調手段における変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有する符号化波形データを記憶し、
前記データシンボルの符号化に対応した波形データを読み出して、前記変調手段にて変調することを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
前記変調方式の種類毎に、前記データシンボルの符号化に対応した波形データを記憶していることを特徴とする請求項８記載の無線通信方法。
【請求項１０】
前記変調方式は、両側波帯振幅偏移変調方式または位相反転振幅偏移変調方式を含むことを特徴とする請求項７または９記載の無線通信方法。
【請求項１】
振幅偏移変調方式の変調手段にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信装置において、
前記ベースバンド信号の先頭に付されるプリアンブル波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が前記変調手段における変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有するプリアンブル波形データを記憶するプリアンブル波形記憶手段、を具備し、
前記プリアンブル波形記憶手段から前記プリアンブル波形データを読み出して、前記変調手段に与えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記プリアンブル波形記憶手段は、前記変調方式の種類毎に、前記プリアンブル波形データを記憶していることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
振幅偏移変調方式の変調手段にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信装置において、
データシンボルの符号化に対応した符号化波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が前記変調手段における変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有する符号化波形データを記憶する符号化データ波形記憶手段、を具備し、
前記符号化データ波形記憶手段から前記データシンボルの符号化に対応した波形データを読み出して、前記変調手段に与えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記符号化データ波形記憶手段は、前記変調方式の種類毎に、前記データシンボルの符号化に対応した波形データを記憶していることを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記変調方式は、両側波帯振幅偏移変調方式または位相反転振幅偏移変調方式を含むことを特徴とする請求項２または４記載の無線通信装置。
【請求項６】
振幅偏移変調方式にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信方法であって、
前記ベースバンド信号の先頭に付されるプリアンブル波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が前記変調手段における変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有するプリアンブル波形データを記憶し、
前記プリアンブル波形データを読み出して、前記変調方式にて変調することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
前記変調方式の種類毎に、前記プリアンブル波形データが記憶されていることを特徴とする請求項６記載の無線通信方法。
【請求項８】
振幅偏移変調方式にて搬送波をベースバンド信号で変調して変調信号を生成し、この変調信号を無線タグに送信する無線通信方法であって、
データシンボルの符号化に対応した符号化波形データとして、ハイレベルとローレベルとの変化点が前記変調手段における変調方式に応じた周波数の正弦波の傾きを有する符号化波形データを記憶し、
前記データシンボルの符号化に対応した波形データを読み出して、前記変調手段にて変調することを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
前記変調方式の種類毎に、前記データシンボルの符号化に対応した波形データを記憶していることを特徴とする請求項８記載の無線通信方法。
【請求項１０】
前記変調方式は、両側波帯振幅偏移変調方式または位相反転振幅偏移変調方式を含むことを特徴とする請求項７または９記載の無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−１１４９０７（Ｐ２０１０−１１４９０７Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７０４２７（Ｐ２００９−２７０４２７）
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【分割の表示】特願２００７−３０７７０７（Ｐ２００７−３０７７０７）の分割
【原出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【分割の表示】特願２００７−３０７７０７（Ｐ２００７−３０７７０７）の分割
【原出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]