JP2023003777A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャンセル信号の生成のための設定に要する時間の短縮を図る。【解決手段】実施形態の通信装置は、第１、第２、第３の生成部、共用部、合成部、検出部、第１、第２の制御部、選択部を備える。第１の制御部は、検出部により検出された誤差レベルに応じた利得及び移相量でキャンセル信号を生成するよう第２の生成部を制御する。第３の生成部は、誤差レベルの変動開始後の第１の期間に検出された誤差レベルの変動パターンの複数回の記録結果と、当該複数回の変動の収束後に決定された利得及び移相量とに基づいて、予測される誤差レベルの変動パターンと、利得及び移相量とを関連付けた予測モデルを複数生成する。選択部は、変動開始後の誤差レベルの変動パターンに基づいて、複数の予測モデルの１つを選択する。第２の制御部は、選択された予測モデルに表された利得及び移相量でキャンセル信号を生成するように第２の生成部を制御する。【選択図】 図６

Description

本発明の実施形態は、通信装置に関する。

アンテナを送信及び受信で共用する通信装置では、送信信号の一部が受信信号に重畳されて受信系に流入してしまうことがある。この受信信号に重畳された送信信号成分は、自己干渉信号となり、受信系の飽和及びノイズの増加による通信品質の低下を来す恐れがある。
そこで、自己干渉信号とは位相が逆であるキャンセル信号を送信信号から生成し、このキャンセル信号を用いて自己干渉信号を相殺する技術は知られている。

しかしながら、適正なキャンセル信号の生成のための利得及び移相量の設定は、従来は移相量及び利得の掃引により行っており、当該設定に要する時間が長くなっていた。
このような事情から、キャンセル信号の生成のための設定に要する時間の短縮が望まれていた。

特開２０１０－８３１３号公報

本発明が解決しようとする課題は、キャンセル信号の生成のための設定に要する時間の短縮を図ることができる通信装置を提供することである。

実施形態の通信装置は、第１の生成部、共用部、第２の生成部、合成部、検出部、第１の制御部、第３の生成部、選択部及び第２の制御部を備える。第１の生成部は、無線送信のための送信信号を生成する。共用部は、第１の生成部により生成された送信信号を入力端より入力して入出力端より出力するとともに、入出力端から入力された信号を出力端より出力する。第２の生成部は、第１の生成部により生成された送信信号の振幅及び位相を変化させてキャンセル信号を生成する。合成部は、出力端から出力された信号にキャンセル信号を合成する。検出部は、キャンセル信号に関して、出力端からの出力信号に含まれる自己干渉信号との誤差レベルを検出する。第１の制御部は、検出部により検出された誤差レベルに応じて決定した利得及び移相量でキャンセル信号を生成するように第２の生成部を制御する。第３の生成部は、検出部により検出された誤差レベルの変動開始後の予め定められた第１の期間に検出部により検出された誤差レベルの変動パターンを複数回記録し、当該複数回の誤差レベルの変動の収束後に第１の制御部によりそれぞれ決定された利得及び移相量と、上記記録した複数の変動パターンとに基づいて、第１の期間の初期の一部である第２の期間について予測される誤差レベルの変動パターンと、変動収束後の利得及び移相量とを関連付けた予測モデルを複数生成する。選択部は、検出部により検出された誤差レベルの変動開始後の第２の期間に検出部により検出された変動パターンに基づいて、第３の生成部により生成された複数の予測モデルの１つを選択する。第２の制御部は、選択部により選択された予測モデルに表された利得及び移相量でキャンセル信号を生成するように第２の生成部を制御する。

一実施形態に係る読取装置の要部回路構成を示すブロック図。 学習処理のフローチャート。 自己干渉信号の振幅及び位相の変動の例を示す図。 自己干渉信号の振幅及び位相の変動の例を示す図。 自己干渉信号の振幅及び位相の変動の例を示す図。 制御処理のフローチャート。 限定範囲の一例を示す図。

以下、実施の形態について図面を用いて説明する。なお、以下においては、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグが記憶するデータを読み取る読取装置を例に説明する。この読取装置は、上記のデータ読み取りに際してＲＦＩＤタグと無線通信を行うのであり、通信装置の一例である。

図１は本実施形態に係る読取装置１００の要部回路構成を示すブロック図である。
読取装置１００は、発振器１１、移相器１２、ＤＡ（digital to analog）変換器１３、直交変調器１４、ＢＰＦ（band-pass filter）１５、電力増幅器１６、ＬＰＦ（low-pass filter）１７、アンテナ共用器１８、給電線１９、アンテナ２０、可変減衰器２１、可変移相器２２、ＤＡ変換器２３、電力合成器２４、直交検波器２５、ＢＰＦ２６、ベースバンド増幅器２７、ＡＤ（analog to digital）変換器２８、ＬＰＦ２９、ＡＤ変換器３０及び制御部３１を含む。制御部３１は、ＣＰＵ３１１、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）３１２及びメモリ３１３を含む。なお、アンテナ２０、あるいは給電線１９及びアンテナ２０は、読取装置１００に含めず、別体の任意のデバイスを接続可能としてもよい。

発振器１１は、予め定められた周波数の正弦波を搬送波として発生する。
移相器１２は、発振器１１により発生された搬送波の位相を９０度ずらすことで、余弦波をもう１つの搬送波として出力する。

ＤＡ変換器１３は、ＣＰＵ３１１からディジタル状態で出力される２系統の送信ベースバンド信号を、アナログ化する。なお以下においては、２系統の送信ベースバンド信号をそれぞれ、Ｉ信号及びＱ信号と称する。

直交変調器１４は、ＤＡ変換器１３でアナログ化されたＩ信号及びＱ信号を変調波として入力する。直交変調器１４は、発振器１１により発生された搬送波と、移相器１２から出力された搬送波とを、それぞれＩ系統及びＱ系統の搬送波として入力する。そして直交変調器１４は、直交変調により送信信号を得る。

ＢＰＦ１５は、直交変調器１４で得られた送信信号から、帯域制限のために低周波成分及び高周波成分を除去する。
電力増幅器１６は、ＢＰＦ１５を通過した送信信号を、無線送信に適するレベルまで電力増幅する。
ＬＰＦ１７は、電力増幅器１６により増幅された送信信号から、高調波成分を除去する。
これらＢＰＦ１５、電力増幅器１６及びＬＰＦ１７での各処理により、送信信号は無線送信のための信号となる。つまりＢＰＦ１５、電力増幅器１６及びＬＰＦ１７により、無線送信のための送信信号を生成する第１の生成部が構成される。

アンテナ共用器１８は、入力端ＴＩ、入出力端ＴＩＯ、出力端ＴＯＡ及び出力端ＴＯＢを備える。ＬＰＦ１７を通過した送信信号は、入力端ＴＩに入力される。アンテナ共用器１８は、入力端ＴＩに入力された送信信号を入出力端ＴＩＯ及び出力端ＴＯＢより出力する。アンテナ共用器１８は、入出力端ＴＩＯに入力された信号を出力端ＴＯＡより出力する。アンテナ共用器１８の出力端ＴＯＡから出力される信号は、アンテナ２０に生じる受信信号と後述する自己干渉信号とが合成された信号であるが、この信号を以下では単に受信信号と称する。アンテナ共用器１８は、共用部の一例である。

給電線１９は、アンテナ共用器１８の入出力端ＴＩＯから出力される送信信号をアンテナ２０に供給する。給電線１９は、アンテナ２０に生じた受信信号をアンテナ共用器１８の入出力端ＴＩＯに伝送する。
アンテナ２０は、給電線１９により供給される送信信号に応じた電波を放射する。アンテナ２０は、到来する電波に応じた電気信号を受信信号として生じさせる。

可変減衰器２１は、アンテナ共用器１８の出力端ＴＯＢから出力される送信信号を、ＤＡ変換器２３から供給される利得設定信号に応じた利得で減衰させる。
可変移相器２２は、可変減衰器２１により減衰された後の送信信号の位相を、ＤＡ変換器２３から供給される移相量設定信号に応じた移相量で変化させる。可変移相器２２で移相された後の送信信号を、以下においてキャンセル信号と称する。
かくして、可変減衰器２１及び可変移相器２２により、キャンセル信号を生成する第２の生成部としての機能が実現される。

ＤＡ変換器２３は、制御部３１から出力される利得設定データをアナログ状態の利得設定信号に変換した上で可変減衰器２１へと供給する。ＤＡ変換器は、制御部３１から出力される移相量設定データをアナログ状態の移相量設定信号に変換した上で可変移相器２２へと供給する。

電力合成器２４は、アンテナ共用器１８の出力端ＴＯＡから出力される受信信号に、可変移相器２２から出力されるキャンセル信号を電力合成する。これにより電力合成器２４は、受信信号に含まれる自己干渉信号を低減する。電力合成器２４は、合成部の一例である。

直交検波器２５は、電力合成器２４から出力された受信信号を、発振器１１及び移相器１２からそれぞれ出力される２つの搬送波を用いて直交検波する。直交検波器２５は、直交検波により得られる２系統のアナログ状態の受信ベースバンド信号を、並列に出力する。つまり直交検波器２５は、検波部の一例である。

ＢＰＦ２６は、直交検波器２５から出力された２系統の受信ベースバンド信号のそれぞれから、所要周波数帯域の成分を抽出する。
ベースバンド増幅器２７は、ＢＰＦ２６を通過した２系統の受信ベースバンド信号のそれぞれを、ＡＤ変換器２８でのディジタル化に適するレベルまで増幅する。
ＡＤ変換器２８は、ベースバンド増幅器２７で増幅された２系統の受信ベースバンド信号のそれぞれをディジタル化する。

ＬＰＦ２９は、直交検波器２５から出力された２系統の受信ベースバンド信号のそれぞれに含まれる高調波成分を除去する。
ＡＤ変換器３０は、ＬＰＦ２９から出力された２系統の受信ベースバンド信号のそれぞれをディジタル化する。

ＣＰＵ３１１は、ＲＦＩＤタグ２００との通信時には、予め定められたシーケンスに従って、Ｉ信号及びＱ信号を出力する。ＣＰＵ３１１は、ＡＤ変換器２８でディジタル化された２系統の受信信号に基づいて、ＲＦＩＤタグ２００から送られたデータを再構築する。ＣＰＵ３１１は、ＡＤ変換器３０でディジタル化された２系統の受信ベースバンド信号に基づいて可変減衰器２１での利得と可変移相器２２での移相量を調整するための後述する情報処理を実行する。

ＦＰＧＡ３１２は、予めプログラムされた信号処理を行うことで、ＣＰＵ３１１による情報処理に付随する各種の演算を高速に実行する。ＦＰＧＡ３１２の機能の１つは、ＡＤ変換器３０でディジタル化された２系統の受信ベースバンド信号のレベルに基づいて、キャンセル信号の自己干渉信号に対する誤差レベルを算出する処理である。かくしてＦＰＧＡ３１２は、２系統の受信ベースバンド信号のレベルに基づく演算により誤差レベルを検出する検出部として機能する。

メモリ３１３は、ＣＰＵ３１１に実行させる情報処理について記述された情報処理プログラムを記憶する。メモリ３１３は、ＣＰＵ３１１が各種の情報処理を実行する上で必要となる各種のデータを記憶する。メモリ３１３は、ＣＰＵ３１１が各種の情報処理を実行する際に生成又は取得された各種のデータを記憶する。

次に以上のように構成された読取装置１００の動作について説明する。なお、ＲＦＩＤタグ２００を読み取るための動作は、例えば無線通信のための変調方式として直交変調方式を用いる他の既に知られた動作であってよい。そこで、ここではその動作の説明は省略し、可変減衰器２１の利得及び可変移相器２２での移相量を調整するための動作について説明する。

動作の説明に先立ち、自己干渉信号について説明する。
アンテナ共用器１８は、入力端ＴＩに入力された送信信号が出力端ＴＯＡから出力されないように設計される。しかしながら実際の回路構成では、入力端ＴＩに入力された送信信号が出力端ＴＯＡから漏れ出ることを完全に防止することが困難である。このため、入力端ＴＩに入力された送信信号の一部がそのまま出力端ＴＯＡから出力される。またアンテナ共用器１８の入出力端ＴＩＯから出力された送信信号は、その一部がアンテナ２０の給電点で反射されて給電線１９によりアンテナ共用器１８へと伝送される。このような反射信号は、アンテナ共用器１８の機能により、出力端ＴＯＡから出力される。かくしてアンテナ共用器１８の出力端ＴＯＡから出力される信号には、入出力端ＴＩＯから出力されずに漏れ出た送信信号の成分と、入出力端ＴＩＯに反射信号として入力される送信信号の成分とが含まれる。このような送信信号の成分が合成された信号が自己干渉信号である。なお、アンテナ２０の給電点における送信信号の反射の特性は、アンテナ２０へのＲＦＩＤタグ２００及びその他の物体の近接状況などのアンテナ２０の周辺の環境に応じて変化する。このため、アンテナ２０の給電点で反射される信号の振幅及び位相も、アンテナ２０の周辺の環境に応じて変動する。この影響で、自己干渉信号の振幅及び位相も、アンテナ２０の周辺の環境に応じて変動する。

なお、自己干渉信号は、送信信号に由来する信号である。このため、送信信号から分岐した信号の振幅及び位相を変化させることにより、自己干渉信号と周波数と振幅が同じで、位相が逆の信号を生成することが可能である。そして、このような信号をアンテナ共用器１８の出力端ＴＯＡから出力される受信信号に合成することによって、受信信号に含まれる自己干渉信号を相殺することができる。読取装置１００では、可変減衰器２１及び可変移相器２２で振幅及び位相を変化させて得られるキャンセル信号を、アンテナ共用器１８の出力端ＴＯＡから出力される受信信号に電力合成器２４にて合成することにより、受信信号に含まれる自己干渉信号の低減を図る。

さて、読取装置１００は、例えば倉庫内の予め定められた位置に置かれた物品に取り付けられたＲＦＩＤタグ２００からデータを読み取る用途に用いられる。このため、読取装置１００を所持している作業者がある棚の前に移動して、その棚に置かれた物品に取り付けられたＲＦＩＤタグ２００を読取装置１００に読み取らせる作業が繰り返される場合の自己干渉信号の変化の傾向は類似する可能性がある。

そこで、読取装置１００の管理者又はメンテナンス要員などは、読取装置１００の利用開始のための初期設定作業として、あるいは棚割り変更などに応じたメンテナンス作業として、上記のような傾向を読取装置１００に学習させるための作業を行う。
このときに管理者又はメンテナンス要員などは、学習モードで動作させた読取装置１００を用いて、実際の読み取り作業を模した動作を繰り返す。

さて、読取装置１００が学習モードに設定されるとＣＰＵ３１１は、メモリ３１３に記憶された情報処理プログラムに従った情報処理としての学習処理を実行する。
図２は学習処理のフローチャートである。

ＡＣＴ１としてＣＰＵ３１１は、全範囲スキャンを実行する。ＣＰＵ３１１は例えば、可変減衰器２１の利得の調整可能範囲と可変移相器２２の移相量の調整可能範囲の全範囲で利得及び移相量を徐々に変化させながら、誤差レベルをチェックし、誤差レベルが最小となる利得及び移相量の組合せを見つけ出す。

誤差レベルは、キャンセル信号と自己干渉信号との誤差の大きさの指標値である。誤差レベルは、ＡＤ変換器３０から出力される２系統のディジタル状態の受信ベースバンド信号を対象とした予め定められた演算処理をＦＰＧＡ３１２により行うことにより求められる。ＦＰＧＡ３１２は、一例としては、２系統のディジタル状態の受信ベースバンド信号のそれぞれの信号レベルをＬＩ及びＬＱと表すならば、ＳＱＲ（ＬＩ²＋ＬＱ²）として誤差レベルを算出する。なお、「ＳＱＲ」は、平方根を表す。ただし誤差レベルは、ＣＰＵ３１１が情報処理により算出してもよい。

ＡＣＴ２としてＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ１で見つけた利得及び移相量を可変減衰器２１及び可変移相器２２にセットする。ＣＰＵ３１１は例えば、ＡＣＴ１で見つけた利得及び移相量に応じた利得設定データ及び移相量設定データをＤＡ変換器２３へと出力する。そうすると、当該利得設定データ及び移相量設定データが、ＤＡ変換器２３によりアナログ化されて得られる利得設定信号及び移相量設定信号が、可変減衰器２１及び可変移相器２２へと供給される。そしてこれに応じて可変減衰器２１及び可変移相器２２は、ＡＣＴ１で見つけられた利得及び移相量での減衰及び移相を行ってキャンセル信号を生成する状態となる。

図３、図４及び図５は自己干渉信号の振幅及び位相の変動の例を示す図である。
これら図３～図５に示すように、自己干渉信号は読取装置１００の移動などに伴う環境変化により振幅及び位相が変動する。ＣＰＵ３１１は、ここでは可変減衰器２１及び可変移相器２２の利得及び移相量を変化させていないので、自己干渉信号の振幅及び位相の変動に伴って誤差レベルが変動する。

ＡＣＴ３としてＣＰＵ３１１は、自己干渉信号に変動が発生するのを待ち受ける。そしてＣＰＵ３１１は例えば、誤差レベルが予め定められた第１の閾値以上となった場合に、自己干渉信号に変動が発生したとしてＹＥＳと判定し、ＡＣＴ４へと進む。ＣＰＵ３１１は、例えば図３の時点ＴＡＡ、図４の時点ＴＢＡ、あるいは図５の時点ＴＣＡにて変動が発生したと判断する。なお、第１の閾値は、読取装置１００の設計者又は情報処理プログラムの作成者などによって任意に定められてよい。

ＡＣＴ４としてＣＰＵ３１１は、誤差レベルのサンプリング記録を開始する。ＣＰＵ３１１は例えば、ＦＰＧＡ３１２から誤差レベルを予め定められた時間間隔で取得し、その取得順序を確認可能なように保存する。

ＡＣＴ５としてＣＰＵ３１１は、自己干渉信号の変動が収束したか否かを確認する。ＣＰＵ３１１は例えば、誤差レベルの単位時間当たりの変化量が予め定められた第２の閾値よりも小さいならば、変動が収束したとしてＹＥＳと判定し、ＡＣＴ６へと進む。ＣＰＵ３１１は、例えば図３の時点ＴＡＣ、図４の時点ＴＢＣ、あるいは図５の時点ＴＣＣにて変動が発生したと判断する。なお、第２の閾値は、読取装置１００の設計者又は情報処理プログラムの作成者などによって任意に定められてよい。

ＡＣＴ６としてＣＰＵ３１１は、サンプリング記録を終了する。これによりＣＰＵ３１１は、例えば図３の期間ＰＡＡ、図４の期間ＰＡＢ、あるいは図５の期間ＰＡＣにてサンプリング記録を行う。つまり、サンプリング記録を行う期間の長さは、自己干渉信号の変動形態に応じて変化する。かくして、サンプリング記録を行う期間ＰＡＡ，ＰＡＢ，ＰＡＣは、実質的に変動が生じている期間として予め定められていることになる。これら期間ＰＡＡ，ＰＡＢ，ＰＡＣは、第１の期間に相当する。

ＡＣＴ７としてＣＰＵ３１１は、全範囲スキャンを実行する。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えばＡＣＴ１に関して例示した処理と同様でよい。
ＡＣＴ８としてＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ７で見つけた利得及び移相量を可変減衰器２１及び可変移相器２２にセットする。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えばＡＣＴ２に関して例示した処理と同様でよい。そしてこれによりＣＰＵ３１１は、例えば図３のケースでは、振幅ＡＭＡに基づき定まる利得を可変減衰器２１にセットし、位相ＰＨＡに基づき定まる移相量を可変移相器２２にセットすることになる。またＣＰＵ３１１は、例えば図４のケースでは、振幅ＡＭＢに基づき定まる利得を可変減衰器２１にセットし、位相ＰＨＢに基づき定まる移相量を可変移相器２２にセットすることになる。またＣＰＵ３１１は、例えば図５のケースでは、振幅ＡＭＣに基づき定まる利得を可変減衰器２１にセットし、位相ＰＨＣに基づき定まる移相量を可変移相器２２にセットすることになる。

ＡＣＴ９としてＣＰＵ３１１は、パターンデータをメモリ３１３に保存する。ＣＰＵ３１１は例えば、ＡＣＴ４～ＡＣＴ６でサンプリング記録した誤差レベルの集合に、ＡＣＴ７で見つけた利得及び移相量を関連付けて表すデータとしてパターンデータを生成し、これをメモリ３１３に保存する。

ＡＣＴ１０としてＣＰＵ３１１は、学習の終了条件が成立したか否かを確認する。そしてＣＰＵ３１１は、該当の事象を確認できないならばＮＯと判定し、ＡＣＴ３の待受状態に戻る。かくしてＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ３～ＡＣＴ９の処理を繰り返して、複数のパターンデータをメモリ３１３に蓄積する。

終了条件は、例えば上記のように蓄積したパターンデータの数が予め定められた数となったとき、などとして定められる。ただし終了条件は、パターンデータの数が予め定められた数を越えていて、かつ管理者又はメンテナンス要員などにより学習終了が指示されたとき、とするなど、読取装置１００の設計者又は情報処理プログラムの作成者などによって任意に定められてよい。そしてＣＰＵ３１１は、終了条件が成立しているならばＡＣＴ１０にてＹＥＳと判定し、ＡＣＴ１１へと進む。

ＡＣＴ１１としてＣＰＵ３１１は、上記のように蓄積したパターンデータに基づいて予測モデルを複数作成する。予測モデルは例えば、自己干渉信号の変動の初期の一定期間における誤差レベルの変動パターンのモデルと、利得及び移相量とを関連付けて表したデータである。予測モデルを作成するための具体的な情報処理は、例えば回帰方、あるいはｋ近傍法などの周知の処理を用いることができる。ＣＰＵ３１１は、作成した予測モデルをメモリ３１３に保存する。ＣＰＵ３１１は、過去に実行した学習処理に際して作成した予測モデルがメモリ３１３に既に記憶されているのであれば、それらの予測モデルを新たに作成した予測モデルで上書きするのであってもよいし、新たな予測モデルを追加で保存するのでもよい。そしてＣＰＵ３１１は、予測モデルを作成し終えたならば、学習処理を終了する。

例えば、図３における期間ＰＡＡでの誤差レベルの変動パターンが類似する複数のパターンデータに基づいて、時点ＴＡＡから時間ＴＺＡが経過した時点ＴＡＢまでの期間における誤差レベルの変動パターンの傾向を表した変動パターンのモデルと、利得及び移相量の設定傾向に基づく代表的な利得及び移相量とを関連付けて予測モデルが作成される。図４における期間ＰＡＢでの誤差レベルの変動パターンが類似する複数のパターンデータに基づいて、時点ＴＢＡから時間ＴＺＡが経過した時点ＴＢＢまでの期間における誤差レベルの変動パターンの傾向を表した変動パターンのモデルと、利得及び移相量の設定傾向に基づく代表的な利得及び移相量とを関連付けて予測モデルが作成される。図５における期間ＰＡＣでの誤差レベルの変動パターンが類似する複数のパターンデータに基づいて、時点ＴＣＡから時間ＴＺＡが経過した時点ＴＣＢまでの期間における誤差レベルの変動パターンの傾向を表した変動パターンのモデルと、利得及び移相量の設定傾向に基づく代表的な利得及び移相量とを関連付けて予測モデルが作成される。つまり複数の予測モデルのそれぞれに表される変動パターンのモデルは、いずれも同じ時間ＴＺＡの長さの期間に関するものとされる。かくして、変動パターンのモデルを予測する期間は、誤差レベルの変動が検出されてから始まる時間ＴＺＡの長さの期間として予め定められていることになり、第２の期間に相当する。なお、時間ＴＺＡは、読取装置１００の設計者又は情報処理プログラムの作成者などによって任意に定められてよい。
かくして情報処理プログラムに基づく学習処理を実行することによってＣＰＵ３１１は、第３の生成部として機能する。

さて、読取装置１００が通常の動作状態にあるときにＣＰＵ３１１は、上記のような自己干渉信号の低減を制御するための情報処理としての制御処理をメモリ３１３に記憶された情報処理プログラムに従って実行する。
図６は制御処理のフローチャートである。

ＡＣＴ２１としてＣＰＵ３１１は、全範囲スキャンを実行する。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えば図２中のＡＣＴ１に関して例示した処理と同様でよい。
ＡＣＴ２２としてＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ２１で見つけた利得及び移相量を可変減衰器２１及び可変移相器２２にセットする。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えば図２中のＡＣＴ２に関して例示した処理と同様でよい。
かくして情報処理プログラムに基づく制御処理を実行することによってＣＰＵ３１１は、第１の制御部として機能する。

ＡＣＴ２３としてＣＰＵ３１１は、自己干渉信号に変動が発生するのを待ち受ける。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えば図２中のＡＣＴ３に関して例示した処理と同様でよい。そしてＣＰＵ３１１は、自己干渉信号に変動が発生したならばＹＥＳと判定し、ＡＣＴ２４へと進む。
ＡＣＴ２４としてＣＰＵ３１１は、誤差レベルのサンプリング記録を実行する。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えば図２中のＡＣＴ４で開始するサンプリング記録に関して例示した処理と同様であってよい。ただしＣＰＵ３１１はここでは、予め定められた時間に限ってサンプリング記録を実行する。サンプリング記録を実行する時間は、例えば時間ＴＺＡとすることが想定される。しかしながらサンプリング記録を実行する時間は、自己干渉信号の変動期間の初期の一部の期間についてサンプリング記録が実行されるように、例えば読取装置１００の設計者又は情報処理プログラムの作成者などにより任意に定められてよい。

ＡＣＴ２５としてＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ２４で記録した誤差レベルの変動パターンに基づいて、前述の学習処理により作成されてメモリ３１３に保存されている複数の予測モデルのうちの１つを選択する。ＣＰＵ３１１は例えば、ＡＣＴ２４で記録した誤差レベルの変動パターンに最も近い変動パターンを表している予測モデルを選択する。ただし、ここでＣＰＵ３１１が予測モデルを選択するためのルールは、ＡＣＴ２４で記録した誤差レベルの変動パターンと類似する変動パターンを表している予測モデルが選択されるように、例えば読取装置１００の設計者又は情報処理プログラムの作成者などによって任意に定められてよい。
かくして情報処理プログラムに基づく制御処理を実行することによってＣＰＵ３１１は、選択部として機能する。

ＡＣＴ２６としてＣＰＵ３１１は、自己干渉信号の変動が収束したか否かを確認する。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えば図２中のＡＣＴ５に関して例示した処理と同様であってよい。そしてＣＰＵ３１１は、自己干渉信号の変動が収束したならばＹＥＳと判定し、ＡＣＴ２７へと進む。
ＡＣＴ２７としてＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ２５で選択した予測モデルに表された利得及び移相量を可変減衰器２１及び可変移相器２２にセットする。このような、予測モデルに基づく利得及び移相量の制御を、以下においては一次制御と称することとする。
かくして情報処理プログラムに基づく制御処理を実行することによってＣＰＵ３１１は、第２の制御部として機能する。

ＡＣＴ２８としてＣＰＵ３１１は、一次制御により自己干渉信号が良好にキャンセルされているか否かを確認する。ＣＰＵ３１１は例えば、誤差レベルが予め定められた第３の閾値未満である場合に良好であるとしてＹＥＳと判定し、ＡＣＴ２８へと戻る。つまり、ＣＰＵ３１１は、一次制御によって自己干渉信号が良好にキャンセルされているうちは、一次制御での設定を維持する。従って、ＡＣＴ２５で選択した予測モデルに表された利得及び移相量が、変動が収束した後の自己干渉信号の振幅及び位相に適合していて、自己干渉信号が良好にキャンセルできているならば、そのままの動作状態を維持する。なお、第３の閾値は、例えば読取装置１００の設計者又は情報処理プログラムの作成者などにより任意に定められてよい。

しかしながら、ＡＣＴ２５で選択した予測モデルに表された利得及び移相量が、変動が収束した後の自己干渉信号の振幅及び位相に適合する保証はなく、一次制御の下に生成されたキャンセル信号では自己干渉信号を十分にキャンセルできない場合がある。また、上記のように自己干渉信号が良好にキャンセルできている動作状態を維持している間に自己干渉信号が変動し、自己干渉信号が十分にキャンセルできなくなる場合がある。これらの場合にＣＰＵ３１１は、例えば誤差レベルが第３の閾値以上であることに応じてＡＣＴ２８にてＮＯと判定し、ＡＣＴ２９へと進む。

ＡＣＴ２９としてＣＰＵ３１１は、自己干渉信号のキャンセルが不良となっているか否かを確認する。ＣＰＵ３１１は、例えば誤差レベルが予め定められた第４の閾値以上である場合に不良であるとしてＹＥＳと判定し、ＡＣＴ２１へと戻る。なお、第４の閾値は、例えば読取装置１００の設計者又は情報処理プログラムの作成者などにより任意に定められてよい。ただし第４の閾値は、第３の閾値よりも大きい。
このようにＣＰＵ３１１は、誤差レベルが第４の閾値以上となる程にキャンセル信号がずれてしまっている場合には、ＡＣＴ２１以降を繰り返すことにより、全範囲スキャンの結果に基づく利得及び移相量の調整をやり直す。

ＣＰＵ３１１は、誤差レベルがさほど大きくなく、第４の閾値未満である場合などにおいては、キャンセル不良ではないとしてＡＣＴ２９にてＮＯと判定し、ＡＣＴ３０へと進む。
ＡＣＴ３０としてＣＰＵ３１１は、限定範囲スキャンを実行する。限定範囲スキャンは、全範囲スキャンでのスキャン範囲よりも狭い限定範囲を対象としたスキャンである。ＣＰＵ３１１は例えば、限定範囲内で利得及び移相量を徐々に変化させながら、誤差レベルをチェックし、誤差レベルが最小となる利得及び移相量の組合せを見つけ出す。
ＡＣＴ３１としてＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ３０で見つけた利得及び移相量を可変減衰器２１及び可変移相器２２にセットする。このような、限定範囲スキャンに基づく利得及び移相量の制御を、以下においては二次制御と称することとする。
このようにＣＰＵ３１１は、誤差レベルが第３の閾値未満であるときに二次制御を実行するのであり、第３の閾値未満の誤差レベルの範囲が第１の範囲に相当する。

図７は一次制御及び二次制御の一例を示す図である。
図７の例は、ＣＰＵ３１１がＡＣＴ２２で利得ＧＡＡ及び移相量ＳＨＡを設定した場合である。そしてＣＰＵ３１１はＡＣＴ２７にて、自己干渉信号の変動に伴う誤差レベルの変動パターンに基づいて選択した予測モデルに表されていた利得ＧＡＢ及び移相量ＳＨＢを設定することで、一次制御を行っている。このとき、利得ＧＡＢ及び移相量ＳＨＢに応じて、限定範囲ＲＡＡが定まる。限定範囲ＲＡＡは、全範囲スキャンにおけるスキャン範囲ＲＡＢ内の一部の範囲である。本実施形態においては、限定範囲ＲＡＡにおける利得の変更範囲は、利得ＧＡＢよりも第１の規定値だけ低い利得から、利得ＧＡＢよりも第１の規定値だけ高い利得までの範囲としている。また本実施形態においては、限定範囲ＲＡＡにおける移相量の変更範囲は、移相量ＳＨＢよりも第２の規定値だけ低い移相量から、移相量ＳＨＡよりも第２の規定値だけ高い移相量までの範囲としている。
さらにＣＰＵ３１１はＡＣＴ３１にて、限定範囲ＲＡＡに関する限定範囲スキャンにより見つけた利得ＧＡＣ及び移相量ＳＨＣを設定することで、二次制御を行っている。
なお、限定範囲ＲＡＡに関する利得及び移相量の変更範囲は、例えば読取装置１００の設計者又は情報処理プログラムの作成者などにより任意に定められてよい。また、限定範囲ＲＡＡは、図７のように図示した場合の形状が、長方形、円、あるいは楕円などの別の形状となるように定められても構わない。

ＡＣＴ３２としてＣＰＵ３１１は、二次制御により自己干渉信号が良好にキャンセルされているか否かを確認する。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えばＡＣＴ２８に関して例示した処理と同様でよい。そしてＣＰＵ３１１は良好であるとしてＹＥＳと判定したならば、ＡＣＴ３２へと戻る。つまり、ＣＰＵ３１１は、限定範囲スキャンにより見つけた利得及び移相量で生成したキャンセル信号により自己干渉信号が良好にキャンセルできたならば、ＡＣＴ３１での設定を維持する。

しかしながら、二次制御により生成されたキャンセル信号では、自己干渉信号を十分にキャンセルできない場合がある。また、上記のように自己干渉信号が良好にキャンセルできている動作状態を維持している間に自己干渉信号が変動し、自己干渉信号が十分にキャンセルできなくなる場合がある。これらの場合にＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ３２にてＮＯと判定し、ＡＣＴ３３へと進む。

ＡＣＴ３３としてＣＰＵ３１１は、自己干渉信号のキャンセルが不良となっているか否かを確認する。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えばＡＣＴ２９に関して例示した処理と同様でよい。そしてＣＰＵ３１１は、キャンセルが不良ではないとしてＮＯと判定したならば、ＡＣＴ３０へと戻る。つまりＣＰＵ３１１は、キャンセルが良好でないものの、不良でもない状況では、二次制御をやり直す。

なお、予測モデルの精度、あるいは予測モデルの選択の精度が低い場合には、選択した予測モデルに表された利得及び移相量に基づいて定まる限定範囲ＲＡＡ内の利得及び移相量では、二次制御を何度繰り返しても、キャンセルが良好でも、不良でもない状態となってしまうことも考えられる。そこでこのような恐れがあるのであれば、ＣＰＵ３１１は、二次制御を予め定められた回数繰り返した後にＡＣＴ３３にてＮＯと判定される場合には、ＡＣＴ２１へと戻るようにしてもよい。

ＣＰＵ３１１は、キャンセルが不良であるとしてＡＣＴ３３にてＹＥＳと判定したならば、ＡＣＴ３４へと進む。
ＡＣＴ３４としてＣＰＵ３１１は、誤差レベルのサンプリング記録を実行する。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えばＡＣＴ２４に関して例示した処理と同様であってよい。

ＡＣＴ３５としてＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ３４で記録した誤差レベルの変動パターンに基づいて予測モデルを選択する。ここでのＣＰＵ３１１の具体的な処理は、例えばＡＣＴ２５に関して例示した処理と同様であってよい。
ただし、例えば第４の閾値が第１の閾値よりも大きい場合などにおいて、自己干渉信号に変動が生じてからサンプリング記録を開始するまでのタイムラグが、ＡＣＴ２４におけるサンプリング記録よりも大きくなる場合がある。そこでＣＰＵ３１１は、ここでＡＣＴ３４にてサンプリング記録を実行する時間を、ＡＣＴ２４におけるサンプリング記録の場合よりも短くしてもよい。またＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ３５において予測モデルを選択するに当たって、予測モデルに表されている変動パターンのうちの初期の一部を参照しないようにしてもよい。
つまりＣＰＵ３１１は、二次制御により生成されたキャンセル信号では自己干渉信号のキャンセルが不良となる状況になったならば、予測モデルを再選択する。そしてＣＰＵ３１１は、ＡＣＴ２６へと戻り、再選択した予測モデルに基づく一次制御からやり直す。

以上のように読取装置１００は、学習処理により、実際の自己干渉信号の変動を考慮した予測モデルを作成しておき、自己干渉信号に大きな変動が生じた場合には、その変動の初期における変動パターンに応じて予想モデルを選択し、当該予測モデルに表された利得及び移相量を適用した一次制御によりキャンセル信号を生成する。これにより、利得及び移相量のスキャンを省略し、キャンセル信号の生成のための設定に要する時間の短縮を図ることができる。

また読取装置１００は、一次制御により生成されたキャンセル信号では、自己干渉信号を良好にキャンセルできないならば、利得及び移相量のスキャンを行う二次制御により利得及び移相量の調整を行う。従って、自己干渉信号を良好にキャンセルできる状態を形成できる。そして二次制御に係るスキャンは限定範囲に限って行うので、そのスキャンに要する時間は全範囲スキャンに比べて短縮できる。

また読取装置１００は、二次制御により生成されたキャンセル信号により自己干渉信号を良好にキャンセルできなくなったならば、改めて二次制御により利得及び移相量の調整を行う。従って、自己干渉信号が小さく変動する状況においては、その変動を補償するような利得及び移相量の調整が短時間で行える。

この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
ＲＦＩＤタグ２００に書き込みを行うためにＲＦＩＤタグ２００と通信する通信装置として実現することも可能である。またＲＦＩＤタグ２００とは別の通信装置と通信するための通信装置として実現することも可能である。

情報処理によりＣＰＵ３１１が実現する各機能は、その一部又は全てをロジック回路などのようなプログラムに基づかない情報処理を実行するハードウェアにより実現することも可能である。また上記の各機能のそれぞれは、上記のロジック回路などのハードウェアにソフトウェア制御を組み合わせて実現することも可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…発振器、１２…移相器、１３…ＤＡ変換器、１４…直交変調器、１５，２６…ＢＰＦ、１６…電力増幅器、１７，２９…ＬＰＦ、１８…アンテナ共用器、１９…給電線、２０…アンテナ、２１…可変減衰器、２２…可変移相器、２３…ＤＡ変換器、２４…電力合成器、２５…直交検波器、２７…ベースバンド増幅器、２８，３０…ＡＤ変換器、３１…制御部、３１１…ＣＰＵ、３１２…ＦＰＧＡ、３１３…メモリ、１００…読取装置、２００…ＲＦＩＤタグ。

Claims (5)

1. 無線送信のための送信信号を生成する第１の生成部と、
   前記第１の生成部により生成された送信信号を入力端より入力して入出力端より出力するとともに、前記入出力端から入力された信号を出力端より出力する共用部と、
   前記第１の生成部により生成された前記送信信号の振幅及び位相を変化させてキャンセル信号を生成する第２の生成部と、
   前記出力端から出力された信号にキャンセル信号を合成する合成部と、
   前記キャンセル信号に関して、前記出力端からの出力信号に含まれる自己干渉信号との誤差レベルを検出する検出部と、
   前記検出部により検出された誤差レベルに応じて決定した利得及び移相量で前記キャンセル信号を生成するように前記第２の生成部を制御する第１の制御部と、
   前記検出部により検出された誤差レベルの変動開始後の予め定められた第１の期間に前記検出部により検出された誤差レベルの変動パターンを複数回記録し、当該複数回の誤差レベルの変動の収束後に前記第１の制御部によりそれぞれ決定された利得及び移相量と、上記記録した複数の変動パターンとに基づいて、前記第１の期間の初期の一部である第２の期間について予測される誤差レベルの変動パターンと、変動収束後の利得及び移相量とを関連付けた予測モデルを複数生成する第３の生成部と、
   前記検出部により検出された誤差レベルの変動開始後の前記第２の期間に前記検出部により検出された変動パターンに基づいて、前記第３の生成部により生成された複数の予測モデルの１つを選択する選択部と、
   前記選択部により選択された予測モデルに表された利得及び移相量で前記キャンセル信号を生成するように前記第２の生成部を制御する第２の制御部と、
   を具備した通信装置。
2. 前記第２の制御部は、前記第２の生成部での利得及び移相量の調整可能な範囲の一部である限定範囲で利得及び移相量を変化させながら前記検出部によりそれぞれ検出される誤差レベルに基づいて決定した利得及び位相で前記キャンセル信号を生成するように前記第２の生成部を制御する、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記第２の制御部は、前記選択部により選択された予測モデルに表された利得及び移相量で前記第２の生成部により生成された前記キャンセル信号に関して前記検出部により検出される誤差レベルが第１の範囲から外れる場合に、前記限定範囲で利得及び移相量を変化させながら前記検出部によりそれぞれ検出される誤差レベルに基づいて決定した利得及び位相で前記キャンセル信号を生成するように前記第２の生成部を制御する、
   請求項２に記載の通信装置。
4. 前記第２の制御部は、前記第２の生成部により生成された前記キャンセル信号に関して前記検出部により検出される誤差レベルが前記第１の範囲から外れた場合に、前記限定範囲で利得及び移相量を変化させながら前記検出部によりそれぞれ検出される誤差レベルに基づいて決定した利得及び位相で前記キャンセル信号を生成するように前記第２の生成部を制御する、
   請求項３に記載の通信装置。
5. 前記合成部の合成出力を搬送波により直交検波して２系統の受信ベースバンド信号を出力する検波部、
   をさらに備え、
   前記検出部は、検波部から出力される２系統の受信ベースバンド信号の信号レベルに基づいて誤差レベルを検出する、
   請求項１－請求項４のいずれか一項に記載の通信装置。
   
   
   

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