JP4676358B2 - 直交復調器及び質問器 - Google Patents

Description

本発明は、受信した信号を復調するときに、ベースバンドのＩ信号とＱ信号を作成する直交復調器及びこの直行復調器を備えた質問器に関する。

質問器は、無線タグ、あるいはＲＦＩＤ(radio frequency identification)タグと呼ばれる応答器との間で無線通信する無線通信装置である。質問器は、変調無線信号を使用してＲＦＩＤタグへ情報を伝送し、情報の伝送終了後は無変調信号を送信し続け、これに対し、ＲＦＩＤタグは、質問器からの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することにより、質問器に対して情報を送信する。質問器は、バックスキャッタ変調波を受信してＲＦＩＤタグの情報を読取る。

質問器は、送信部と受信部を備え、送信側では、変調器で情報を変調し、増幅器で増幅してアンテナから送信する。受信側では、アンテナで受信した信号を、ダイレクトコンバージョンの直交復調器で高周波信号からベースバンド信号を取り出し、復調し情報を取り出す。

ダイレクトコンバージョンの直交復調器は、受信信号の搬送波と同じ周波数のローカル信号と受信信号をミキサに入力してベースバンドのＩ(in-phase)信号を作り、ローカル信号の９０度位相のずれた信号と受信信号をミキサに入力してベースバンドのＱ(quadrature-phase)信号を作る。

I信号とＱ信号の振幅は、受信信号とローカル信号との位相差によって決まり、Ｉ信号の振幅が最大になるときはＱ信号の振幅が最小になり、Ｉ信号の振幅が最小になるときはＱ信号の振幅が最大になる。Ｑ信号の振幅が最小の０のときは、Ｉ信号の振幅が最大であるため、このＩ信号を使用すれば受信データを再生することができる。逆に、Ｉ信号の振幅が最小の０のときは、Ｑ信号の振幅が最大であるため、このＱ信号を使用すれば受信データを再生することができる。また、受信信号とローカル信号の位相差によっては、Ｉ信号とＱ信号の位相が反転することがある。

このような、ダイレクトコンバージョンの直交復調器を使用して受信データを再生する方法として、Ｉ信号とＱ信号の振幅を比較して大きな方の信号を選択して受信データを再生する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
ＵＳＰ US 6,501,807 B1公報

特許文献１に記載されている再生方法は、Ｉ信号とＱ信号の振幅を比較して大きな方の信号を選択して受信データを再生するので、Ｉ信号の振幅とＱ信号の振幅が大きく異なるときは選択した信号の振幅が大きいので再生に支障が生じることはない。しかし、Ｉ信号の振幅とＱ信号の振幅がほぼ同じ場合は、いずれを選択してもよいが、受信信号の半分の振幅で受信データの再生を行わなければならない。このため、受信信号のレベルが小さい時にはノイズの影響を受け易くなり、ノイズによる受信データの誤再生が頻繁に生じるという問題があった。
そこで、本発明は、たとえ、受信信号のレベルが小さくなってもノイズの影響を極力防止でき、ノイズによる受信データの誤再生の発生を低減できる直交復調器及びこの直行復調器を備えた質問器を提供する。

本発明は、２値変調された受信信号とローカル信号を掛け合わせてＩ信号を生成するとともに受信信号と９０度位相をシフトしたローカル信号を掛け合わせてＱ信号を生成し、このＩ信号及びＱ信号から２値データを生成する直交復調器において、生成されたＩ信号の符号を検出するＩ信号符号検出手段と、生成されたＱ信号の符号を検出するＱ信号符号検出手段と、生成されたＩ信号に対してそのＩ信号の無変調時の符号を乗算するＩ信号乗算手段と、生成されたＱ信号に対してそのＱ信号の無変調時の符号を乗算するＱ信号乗算手段と、Ｉ信号乗算手段の出力とＱ信号乗算手段の出力を加算する信号加算手段と、この信号加算手段から出力される信号から２値データを生成するデータ生成手段を具備する直交復調器にある。

本発明によれば、たとえ、受信信号のレベルが小さくなってもノイズの影響を極力防止でき、ノイズによる受信データの誤再生の発生を低減できる直交復調器及びこの直行復調器を備えた質問器を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、質問器と応答器であるＲＦＩＤタグからなるシステムの概略構成を示すブロック図である。質問器１はアンテナ２を備えている。前記アンテナ２は、送信時に高周波信号を電波として放射し、受信時は電波を受信して高周波信号に変換する動作を行う。

前記アンテナ２から放射された電波は、ＲＦＩＤタグ３-1，３-2，３-3に到達し、それぞれのＲＦＩＤタグが受信を行う。各ＲＦＩＤタグ３-1，３-2，３-3は、それぞれ固有の識別番号を記憶している。

前記質問器１が問い合わせのための信号を送信すると、ＲＦＩＤタグ３-1，３-2，３-3は問い合わせのための信号に対応した動作をする。例えば、問い合わせのための信号がＲＦＩＤタグ３-1に対応する識別番号宛てのデータだけ含んでいる場合は、ＲＦＩＤタグ３-1だけ応答を返し、ＲＦＩＤタグ３-2，３-3は応答しない。

前記質問器１は、ＲＦＩＤタグに問い合わせのための信号を送信するときは、その送信信号で変調をした高周波信号をアンテナ２から放射する。送信信号が終了すると、搬送波のみの無変調の高周波信号を送信し続ける。ＲＦＩＤタグ３-1は、質問器１で変調された高周波信号を受信すると、応答する信号に従って搬送波を変調する。すなわち、受信する搬送波の反射する量を変化させることにより、バックスキャッタ変調を行い、応答する信号を前記質問器１に送り返す。

前記質問器１は、無変調の搬送波を送信しながら、バックスキャッタ変調された信号を受信し、ＲＦＩＤタグ３-1からの情報を受け取る。このようにして、質問器とＲＦＩＤタグからなるシステムでは互いの情報のやり取りを行っている。

図２は、前記質問器１とＲＦＩＤタグ３-1，３-2，３-3の通信フォーマットを示す図で、(a)は質問器１から送信する信号のフォーマットを示し、(b)はＲＦＩＤタグから送信する信号のフォーマットを示している。

前記質問器１は、先ず、周囲の質問器から電波が放射されていないかを調べるためにキャリアセンスを行う。これは混信を避けるためである。そして、周囲の質問器から電波が放射されていないことを確認すると、前記質問器１は、無変調波を送信する。前記質問器１から無変調波が送信されると、ＲＦＩＤタグ３-1，３-2，３-3は受信した無変調波を電源として起動する。

質問器１は、無変調波に続けて、ＲＦＩＤタグ３-1，３-2，３-3のいずれかにコマンドを送信し、コマンドの送信が終了すると続けて無変調波を再び送信する。コマンドによって指定されたＲＦＩＤタグは、受信したコマンドに対応した応答情報を、無変調波にバックスキャッタ変調をかけることにより質問器１へ送信する。質問器１は、ＲＦＩＤタグからの応答情報を受信し終わると、無変調波の送信を停止する。ＲＦＩＤタグは質問器１から送信される電波が無くなると、動作を停止する。

前記質問器１は、図３に示す構成になっている。すなわち、制御部１１、デジタル信号処理部１２、基準クロックを発生する発振器１３、この発振器１３からの基準クロックを入力し、前記制御部１１から設定される値に応じたローカル周波数を出力するＰＬＬ(phase locked loop)部１４、このＰＬＬ部１４からのローカル信号の位相を９０度シフトさせる９０度位相シフト器１５、送信部１６、受信部１７及びサーキュレータ１８を設け、前記送信部１６の出力端と前記受信部１７の入力端を前記サーキュレータ１８に接続している。前記サーキュレータ１８は前記アンテナ２に接続される。

前記送信部１６は、第１のＤＡＣ（デジタル／アナログ・コンバータ）２１、第１のＬＰＦ（ローパスフィルタ）２２、第１のミキサ２３、パワーアンプ２４によって構成されている。
前記受信部１７は、第２、第３のミキサ３１，３２、第２、第３、第４、第５のＬＰＦ（ローパスフィルタ）３３，３４，３５，３６、第１、第２のコンデンサ３７，３８、可変利得増幅手段としての第１、第２の可変利得増幅器３９，４０、第１、第２のＡＤＣ（アナログ／デジタル・コンパレータ）４１，４２、第２のＤＡＣ４５及び第３、第４のＡＤＣ４６，４７によって構成される。

前記第２のミキサ３１は、前記サーキュレータ１８を介して入力される２値変調された受信信号と前記ＰＬＬ部１４からのローカル信号を掛け合わせてＩ信号を生成する。前記第３のミキサ３２は、前記サーキュレータ１８を介して入力される２値変調された受信信号と前記９０度位相シフト器１５からの９０度位相をシフトしたローカル信号を掛け合わせてＱ信号を生成する。

前記受信部１７及びデジタル信号処理部１２は直交復調器を構成している。前記第１のコンデンサ３７と第１の可変利得増幅器３９は、生成されたＩ信号から直流成分を除去し、その後増幅する第１の手段を構成し、前記第２のコンデンサ３８と第２の可変利得増幅器４０は、生成されたＱ信号から直流成分を除去し、その後増幅する第２の手段を構成している。

前記制御部１１は、ＣＰＵ(中央処理ユニット)やメモリを含んでおり、予め記憶されたプログラムに従って動作するようになっている。前記制御部１１は、デジタル信号処理部１２とバスライン４３を介して接続され、送信データをデジタル信号処理部１２に出力し、また、デジタル信号処理部１２から出力される受信データを取込むことでＲＦＩＤタグとのデータのやり取りを行う。

また、前記制御部１１は、ＰＬＬ部１４を制御し搬送波周波数と同じ周波数のローカル周波数を出力させる。また、前記制御部１１は、図示しないがパソコン等の上位機器と有線通信をする機能を有している。

前記デジタル信号処理部１２は、前記制御部１１から出力されるシリアルデータである送信データを符号化してパラレルデータに変換し、ＦＩＲ(finite impulse response)フィルタ等のデジタルフィルタで帯域制限をしたデータを作成し、前記第１のＤＡＣ２１に出力する。

また、前記デジタル信号処理部１２は、図４に示すように、第２のＬＰＦ３３から出力され第３のＡＤＣ４６でデジタル化される、第２のミキサ３１で生成されたＩ信号の符号を検出するＩ信号符号検出手段５１、第３のＬＰＦ３４から出力され第４のＡＤＣ４７でデジタル化される、第３のミキサ３２で生成されたＱ信号の符号を検出するＱ信号符号検出手段５２を設けている。また、前記第１のＡＤＣ４１から入力されるＩ信号のデジタルデータとそのＩ信号の符号を乗算するＩ信号乗算手段５３、前記第２のＡＤＣ４２から入力されるＱ信号のデジタルデータとそのＱ信号の符号を乗算するＱ信号乗算手段５４、前記Ｉ信号乗算手段５３の出力と前記Ｑ信号乗算手段５４の出力を加算する信号加算手段５５及びこの信号加算手段５５から出力される信号から２値データを生成するデータ生成手段５６を設けている。そして、前記データ生成手段５６で復号化した２値データを、前記制御部１１にシリアルの受信データとして出力している。

前記Ｉ信号符号検出手段５１は、受信中にＩ信号に表れる無変調時の電圧と受信停止しているときにＩ信号に表れるオフセット電圧とを比較し、受信中の電圧がオフセット電圧よりも高いときには正符号を検出し、受信中の電圧がオフセット電圧以下のときには負符号を検出する。前記Ｑ信号符号検出手段５２は、受信中にＱ信号に表れる無変調時の電圧と受信停止しているときにＱ信号に表れるオフセット電圧とを比較し、受信中の電圧がオフセット電圧よりも高いときには正符号を検出し、受信中の電圧がオフセット電圧以下のときには負符号を検出する。

また、前記デジタル信号処理部１２は、前記Ｉ信号乗算手段５３の出力を二乗するＩ信号二乗手段５７、前記Ｑ信号乗算手段５４の出力を二乗するＱ信号二乗手段５８、前記Ｉ信号二乗手段５７の出力と前記Ｑ信号二乗手段５８の出力を加算する二乗出力加算手段５９を設け、前記二乗出力加算手段５９の出力を、前記制御部１１に供給している。

前記制御部１１はキャリアセンス手段４４を設け、このキャリアセンス手段４４にて、前記二乗出力加算手段５９の出力から受信した信号の受信信号電界強度であるＲＳＳＩ(received signal strength indicator)値を取得し、このＲＳＳＩ値によって周囲の電波状況を検出するキャリアセンスを行うようになっている。

また、前記デジタル信号処理部１２は、前記信号加算手段５５から出力される信号の振幅に応じて、前記第１の可変利得増幅器３９の利得及び前記第２の可変利得増幅器４０の利得を制御するための第２のＤＡＣ４５の出力電圧を制御する増幅器利得制御手段６０を設けている。

質問器１は、送信時においては、デジタル信号処理部１２からＤＡＣ２１にパラレルな送信データを出力する。ＤＡＣ２１は、入力された送信データをアナログベースバンド信号に変換して第１のＬＰＦ２２に出力する。第１のＬＰＦ２２は、入力された信号から、ＤＡＣ２１で使用されるサンプリング周波数成分を除去した信号を第１のミキサ２３に出力する。

第１のミキサ２３は、第１のＬＰＦ２２からの信号とＰＬＬ部１４からのローカル信号を掛け合わせることにより変調し、この変調した信号をパワーアンプ２４に出力する。パワーアンプ２４は、変調信号を電力増幅してサーキュレータ１８に出力する。サーキュレータ１８は変調信号をアンテナ２へ出力し、アンテナ２は変調信号を電波として空間に放射する。

次に、質問器１の受信について述べる。
図５は、受信部１７においてＩ信号とＱ信号として表れる信号の振幅と位相関係を示す図である。横軸がＩ信号の振幅を示し、縦軸がＱ信号の振幅を示している。受信した信号の振幅は点線５で示す円の半径として示している。受信信号の振幅と位相が矢印６の場合、Ｉ信号の振幅は矢印７の大きさで、＋の符号となる。また、Ｑ信号の振幅は矢印８の大きさで、−の符号となる。受信した信号とローカル信号の位相差により、Ｉ信号とＱ信号の符号は、Ｉ信号とＱ信号がともに＋である場合と、Ｉ信号が−でＱ信号が＋の場合と、Ｉ信号とＱ信号がともに−の場合と、Ｉ信号が＋でＱ信号が−の場合がある。

図６は、質問器１が送信を停止している状態から、先ず、無変調波の送信を行い、続いて、コマンド送信を行い、最後に応答情報を受信して送信を停止するまでのＩ信号とＱ信号の電圧例を示している。この図６は図５において受信信号とローカル信号の位相差が矢印６の関係にあるときの図である。Ｉ信号の電圧は直線で示し、Ｑ信号の電圧は点線で示している。

Ｉ信号とＱ信号は、送受信の停止時では、オフセット電圧Ｖ1に保持されている。そして、無変調波を送信すると、Ｉ信号とＱ信号の電圧は変化するが一定の電圧値を示す。また、コマンド送信をすると、Ｉ信号とＱ信号は、符号化されて変調された信号に従って変動する。さらに、応答情報を受信するときは、Ｉ信号とＱ信号は受信した信号に従って変動する。そして、再び送受信を停止すると、Ｉ信号とＱ信号は再びオフセット電圧Ｖ1に保持される。

図７は、応答情報を受信するときに受信部の各部に現れる信号を示している。受信時においては、ＲＦＩＤタグでバックスキャッタ変調された信号がアンテナ２で受信される。この受信信号は、サーキュレータ１８を通って、第２、第３のミキサ３１，３２にそれぞれ入力される。

第２のミキサ３１は、バックスキャッタ変調された受信信号とＰＬＬ部１４からのローカル信号を掛け合わせてＩ信号を出力する。このI信号は第２のＬＰＦ３３に入力され、このＬＰＦ３３で高周波成分が取り除かれてベースバンド信号Ｉaが出力される。また、第３のミキサ３２は、バックスキャッタ変調された受信信号と９０度位相シフト器１５によってローカル信号を９０度位相シフトされた信号を掛け合わせてＱ信号を出力する。このＱ信号は第３のＬＰＦ３４に入力され、このＬＰＦ３４で高周波成分が取り除かれてベースバンド信号Ｑaが出力される。受信した信号とローカル信号の位相差の関係が図５の矢印６のときには、第２のＬＰＦ３３からは図７の(a)に示す信号Ｉaが出力され、第３のＬＰＦ３４からは図７の(a)に示す信号Ｑaが出力される。なお、電圧Ｖ1はオフセット電圧を示している。

第２のＬＰＦ３３から出力された信号は、第３のＡＤＣ４６とコンデンサ３７に入力するように２分岐する。また、第３のＬＰＦ３４から出力された信号は、第４のＡＤＣ４７とコンデンサ３８に入力するように２分岐する。デジタル信号処理部１２のＩ信号符号検出手段５１及びＱ信号符号検出手段５２は、信号Ｉaと信号Ｑaのそれぞれがオフセット電圧Ｖ1より大きいか小さいかを判断し、オフセット電圧Ｖ1より大きい場合は＋の符号とし検出し、オフセット電圧Ｖ1以下の場合は−の符号として検出し、Ｉ信号とＱ信号の符号を決定する。

コンデンサ３７に入力された信号は、直流成分を除去されて、第１の可変利得増幅器３９で増幅されて、第４のＬＰＦ３５に入力される。第４のＬＰＦ３５は、第１のＡＤＣ４１のサンプリング周波数の周波数成分を除去するためのアンチエイリアシング(anti-aliasing)フィルタとして動作する。第４のＬＰＦ３５からは、図７の(b)に示す信号Ｉbが出力される。この信号Ｉbは、第１のＡＤＣ４１でサンプリングされデジタル信号化されて、デジタル信号処理部１２に入力される。

コンデンサ３８に入力された信号は、直流成分を除去されて、第２の可変利得増幅器４０で増幅されて、第５のＬＰＦ３６に入力される。第５のＬＰＦ３６は、第２のＡＤＣ４２のサンプリング周波数の周波数成分を除去するためのアンチエイリアシングフィルタとして動作する。第５のＬＰＦ３６からは、図７の(c)に示す信号Ｑbが出力される。この信号Ｑbは、第２のＡＤＣ４２でサンプリングされデジタル信号化されて、デジタル信号処理部１２に入力される。

デジタル信号処理部１２では、Ｉ信号乗算手段５３にて、第１のＡＤＣ４１から取込んだ信号ＩbとＩ信号符号検出手段５１が検出したＩ信号の符号を掛け合わせる。これは、符号が負の場合には後でＱ信号と加算したときにレベルが減算されてしまうので、符号を正の状態にするためである。従って、Ｉ信号の符号が負であれば、信号Ｉbはこの乗算によって反転されることになる。図７においては、(a)に示すように、Ｉ信号の符号は正であるので、信号Ｉbはこの乗算によって反転されることは無く、図７の(d)に示すように、信号Ｉbと同じ信号Ｉcが得られる。

また、Ｑ信号乗算手段５４にて、第２のＡＤＣ４２から取込んだ信号ＱbとＱ信号符号検出手段５２が検出したＱ信号の符号を掛け合わせる。これは、符号が負の場合には後でＩ信号と加算したときにレベルが減算されてしまうので、符号を正の状態にするためである。従って、Ｑ信号の符号が負であれば、信号Ｑbはこの乗算によって反転されることになる。図７においては、(a)に示すように、Ｑ信号の符号は負であるので、信号Ｑbはこの乗算によって反転され、図７の(e)に示す信号Ｑcになる。

デジタル信号処理部１２では、続いて、信号加算手段５５にて、信号Ｉcと信号Ｑcを加算する。その結果、互いの正、負のレベルがそれぞれ加算された、図７の(f)に示す信号Ｓ1が得られる。さらに、データ生成手段５６にて、信号Ｓ1を１と０に２値化して図７の(g)に示す信号Ｓ2を得る。こうして、データ生成手段５６は２値化データを生成する。

このような一連の処理によって、受信部１７及びデジタル信号処理部１２からなる直交復調器は、バックスキャッタ変調された受信信号から２値化データを再生することができる。そして、この直交復調器は、Ｉ信号とＱ信号の何れかを選択するのではなく、Ｉ信号とＱ信号をそれぞれの正負のレベルが増大するように加算して受信データを復調しているので、たとえ、受信信号のレベルが小さくなってもノイズの影響を極力防止して確実な受信データの復調ができる。換言すれば、ノイズによる受信データの誤再生の発生を低減できる。

また、デジタル信号処理部１２は、信号加算手段５５での加算によって得られた信号Ｓ1の振幅が小さい場合は、増幅器利得制御手段６０によって制御される第２のＤＡＣ４５の出力電圧により各可変利得増幅器３９，４０の利得を増加させる。また、信号Ｓ1の振幅が大きく、飽和している場合は、増幅器利得制御手段６０によって制御される第２のＤＡＣ４５の出力電圧により各可変利得増幅器３９，４０の利得を小さくさせる。このようにすることにより、受信信号の再生を良好に行うことができる。

また、質問器１は、ＲＦＩＤタグとの通信に先立って周囲の質問器が通信を行っているか否かを調べるためにキャリアセンスを行う。キャリアセンスにおいては、デジタル信号処理部１２は、Ｉ信号二乗手段５７にてＩ信号乗算手段５３の出力を二乗し、また、Ｑ信号二乗手段５８にてＱ信号乗算手段５４の出力を二乗する。続いて、二乗出力加算手段５９にて、Ｉ信号二乗手段５７の出力とＱ信号二乗手段５８の出力を加算する。ここで二乗して加算するのは、ローカル信号と受信信号の位相差による振幅の変動を無くすためである。図５の矢印７を二乗した値と矢印８を二乗した値を加算した値は、矢印６を二乗した値と同じになる。二乗して加算した値は、常に点線５で示す半径を二乗した値となり、Ｉ信号とＱ信号の位相に関係なく一定となる。

こうして、二乗出力加算手段５９から、受信信号電界強度であるＲＳＳＩ(received signal strength indicator)値を取得することができる。この値と可変利得増幅器３９，４０の利得を利用することにより、正確な受信電力を取得することができ、良好なキャリアセンスができる。

なお、この実施の形態において、サーキュレータ１８と第２、第３のミキサ３１，３２との間に低雑音増幅器(low noise amplifier)を挿入しても良い。
また、この実施の形態では、高周波信号を除去する第２、第３のＬＰＦ３３，３４と、アンチエイリアシングフィルタとして動作する第４、第５のＬＰＦ３５，３６を個々に接続したものについて述べたがこれに限定するものではなく、第２、第３のＬＰＦ３３，３４にアンチエイリアシングフィルタの機能を持たせることで、第４、第５のＬＰＦ３５，３６を省くことができる。

また、この実施の形態では、可変利得増幅器３９，４０の手前にコンデンサ３７，３８を設けてＩ信号とＱ信号の直流成分を除去してから増幅するようにしたが必ずしもこれに限定されるものではなく、可変利得増幅器３９，４０において直流成分を増幅したときに、増幅した信号が飽和しないのであれば、直流成分を除去する必要が無いため、このような場合にはコンデンサ３７，３８は使用しなくてもよい。

（第２の実施の形態）
前述した第１の実施の形態では、Ｉ信号とＱ信号をオフセット電圧と比較して信号の符号を決定する形態の説明をしたが、本実施の形態では、Ｉ信号とＱ信号のデータから信号の符号を決定して受信データを再生する。なお、第１の実施の形態と同一の動作をする部分には同じ符号を付け、詳細な説明は省略する。

図８は、質問器１の構成を示す概略ブロック図である。第1の実施の形態のブロック図と異なる部分は、受信部１７の第２、第３のＬＰＦ３３，３４から出力された信号Ｉa，Ｑaを、ＤＡＣ４６，４７を介してデジタル信号処理部に入力しない点である。

第４のＬＰＦ３５からの信号Ｉbを第１のＡＤＣ４１でデジタル信号に変換してデジタル信号処理部１２１に供給している。また、第５のＬＰＦ３６からの信号Ｑbを第２のＡＤＣ４２でデジタル信号に変換して前記デジタル信号処理部１２１に供給している。
前記デジタル信号処理部１２１は、図９に示すように、Ｉ信号符号検出手段５１１及びＱ信号符号検出手段５２１を設けている。その他の構成は前述した第１の実施の形態と同様である。

前記Ｉ信号符号検出手段５１１は第1の実施の形態のＩ信号符号検出手段５１とは異なり、受信開始後の所定位置におけるＩ信号に表れる信号レベルがハイレベルかローレベルかを予め決めておき、この信号レベルと実際の受信開始後の所定位置におけるＩ信号に表れる信号レベルを比較し、同じレベルであれば正符号を検出し、異なるレベルであれば負符号を検出する。前記Ｑ信号符号検出手段５２１は第1の実施の形態のＱ信号符号検出手段５２とは異なり、受信開始後の所定位置におけるＱ信号に表れる信号レベルがハイレベルかローレベルかを予め決めておき、この信号レベルと実際の受信開始後の所定位置におけるＱ信号に表れる信号レベルを比較し、同じレベルであれば正符号を検出し、異なるレベルであれば負符号を検出する。

例えば、質問器１とＲＦＩＤタグ３-1〜３-3との間で、応答情報の先頭のバックスキャッタ変調信号が必ず“Ｌ”レベルになるように予め決めておく。これにより、Ｉ信号符号検出手段５１１は入力する信号Ｉbの符号を検出できる。また、Ｑ信号符号検出手段５２１は入力する信号Ｑbの符号を検出できる。すなわち、受信した応答情報の先頭の信号が信号Ｉbでは、図７の(b)に示すように、“Ｌ”レベルになり、信号Ｑbでは、図７の(c)に示すように、“Ｈ”レベルになるときには、信号Ｉbの符号は＋となり、信号Ｑbの符号は−となる。

このようにして、Ｉ信号符号検出手段５１１及びＱ信号符号検出手段５２１は前述した第１の実施の形態とは異なる処理によって符号を検出する。
Ｉ信号乗算手段５３は、取込んだ信号ＩbとＩ信号符号検出手段５１１が検出したＩ信号の符号を掛け合わせて信号Ｉcを得る。また、Ｑ信号乗算手段５４は、取込んだ信号ＱbとＱ信号符号検出手段５２１が検出したＱ信号の符号を掛け合わせて信号Ｑcを得る。
以降の処理は第１の実施の形態と同様である。このようにしても、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。

なお、前述した各実施の形態においては、受信したアナログ信号を、ＡＤＣでデジタル信号に変換した後、デジタル信号処理部で信号処理するものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、デジタル信号処理部に代えてアナログ信号処理部を使用し、第４、第５のＬＰＦ３５，３６からの信号Ｉb，Ｑbをアナログ信号処理部に入力することによって受信信号からアナログ処理のみで２値化データを再生してもよい。

本発明の第１の実施の形態に係るシステムの概略構成を示すブロック図。 同実施の形態における質問器とＲＦＩＤタグの通信フォーマットを示す図。 同実施の形態に係る質問器の構成を示すブロック図。 同実施の形態に係る質問器のデジタル信号処理部の要部構成を示すブロック図。 同実施の形態において受信部に表れるＩ信号とＱ信号の振幅と位相関係を示す図。 同実施の形態において受信部に表れるＩ信号とＱ信号の電圧関係を示す図。 同実施の形態に係る質問器の直交復調器による復調処理を説明するための各部の出力信号の波形図。 本発明の第２の実施の形態に係る質問器の構成を示すブロック図。 同実施の形態に係る質問器のデジタル信号処理部の要部構成を示すブロック図。

符号の説明

１１…制御部、１２…デジタル信号処理部、１７…受信部、４１，４２…可変利得増幅器、５１…Ｉ信号符号検出手段、５２…Ｑ信号符号検出手段、５３…Ｉ信号乗算手段、５４…Ｑ信号乗算手段、５５…信号加算手段、５６…データ生成手段。

Claims (7)

1. ２値変調された受信信号とローカル信号を掛け合わせてＩ信号を生成するとともに前記受信信号と９０度位相をシフトしたローカル信号を掛け合わせてＱ信号を生成し、このＩ信号及びＱ信号から２値データを生成する直交復調器において、
   生成されたＩ信号の符号を検出するＩ信号符号検出手段と、
   生成されたＱ信号の符号を検出するＱ信号符号検出手段と、
   生成されたＩ信号に対してそのＩ信号の無変調時の符号を乗算するＩ信号乗算手段と、
   生成されたＱ信号に対してそのＱ信号の無変調時の符号を乗算するＱ信号乗算手段と、
   前記Ｉ信号乗算手段の出力と前記Ｑ信号乗算手段の出力を加算する信号加算手段と、
   前記信号加算手段から出力される信号から２値データを生成するデータ生成手段を具備することを特徴とする直交復調器。
2. Ｉ信号符号検出手段は、受信中にＩ信号に表れる電圧と受信停止しているときにＩ信号に表れるオフセット電圧とを比較し、受信中の電圧がオフセット電圧よりも高いときには正符号を検出し、受信中の電圧がオフセット電圧以下のときには負符号を検出し、
   Ｑ信号符号検出手段は、受信中にＱ信号に表れる電圧と受信停止しているときにＱ信号に表れるオフセット電圧とを比較し、受信中の電圧がオフセット電圧よりも高いときには正符号を検出し、受信中の電圧がオフセット電圧以下のときには負符号を検出することを特徴とする請求項１記載の直交復調器。
3. Ｉ信号符号検出手段は、受信開始後の所定位置におけるＩ信号に表れる信号レベルがハイレベルかローレベルかを予め決めておき、この信号レベルと実際の受信開始後の所定位置におけるＩ信号に表れる信号レベルを比較し、同じレベルであれば正符号を検出し、異なるレベルであれば負符号を検出し、
   Ｑ信号符号検出手段は、受信開始後の所定位置におけるＱ信号に表れる信号レベルがハイレベルかローレベルかを予め決めておき、この信号レベルと実際の受信開始後の所定位置におけるＱ信号に表れる信号レベルを比較し、同じレベルであれば正符号を検出し、異なるレベルであれば負符号を検出することを特徴とする請求項１記載の直交復調器。
4. 請求項１記載の直交復調器において、さらに、
   生成されたＩ信号から直流成分を除去し、その後増幅する第１の手段と、
   生成されたＱ信号から直流成分を除去し、その後増幅する第２の手段を設け、
   前記第１の手段からのＩ信号をＩ信号乗算手段に供給し、前記第２の手段からのＱ信号をＱ信号乗算手段に供給することを特徴とする直交復調器。
5. 請求項１記載の直交復調器において、さらに、
   Ｉ信号乗算手段の出力を二乗するＩ信号二乗手段と、
   Ｑ信号乗算手段の出力を二乗するＱ信号二乗手段と、
   前記Ｉ信号二乗手段の出力と前記Ｑ信号二乗手段の出力を加算する二乗出力加算手段を設け、
   前記二乗出力加算手段の出力によってキャリアセンスを行うことを特徴とする直交復調器。
6. 請求項１記載の直交復調器において、さらに、
   生成されたＩ信号を増幅するＩ信号可変利得増幅手段と、
   生成されたＱ信号を増幅するＱ信号可変利得増幅手段と、
   乗算出力加算手段から出力される信号の振幅に応じて、前記Ｉ信号可変利得増幅手段とＱ信号可変利得増幅手段の利得を制御する増幅器利得制御手段を設け、
   前記Ｉ信号可変利得増幅手段からのＩ信号をＩ信号乗算手段に供給し、前記Ｑ信号可変利得増幅手段からのＱ信号をＱ信号乗算手段に供給することを特徴とする直交復調器。
7. 請求項１記載の直交復調器を有する受信部と、
   変調波及び無変調波を送信する送信部と、
   前記受信部及び送信部に共用されるアンテナを具備したことを特徴とする質問器。

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