专利名称：信息处理装置、无线通信系统及无线通信方法
技术领域：
本发明涉及适用于饮食店中的餐具或商店中的商品等上附加的电子价格签的读取系统、物品流通底盘等流通的物品上附加的电子行李签的读取系统、引导视力障碍者的步行的引导标识读取系统等的信息处理装置、无线通信系统及无线通信方法。
详细地说，通过后向散射通信方式无线通信规定的数据的信息处理装置，在信号处理部具备载波补偿电路，载波补偿电路比较发送时的载波信号的相位和成为接收时的应答信号的载波合成信号的相位，根据该比较结果除去与发送时的载波信号的相位不同步的载波合成信号。这样，本发明中，可补偿信号应答体发送的应答信号的数据调制分量，并可提高信号应答体返回的应答信号的S/N比。
背景技术：
近年，伴随半导体集成电路技术的发达，从便携电话机等的通信处理领域到无线鼠标或接入点等的信息处理领域等应用无线通信技术的情况越来越多。该种无线通信技术的应用有标记阅读器系统。该标记阅读器系统通过后向散射通信方式无线通信规定的数据，例如，应用于读取在饮食店中的餐具附加的电子价格签的系统。
图1所示标记阅读器系统1具备标记10及标记阅读器20’，从标记阅读器20连续向标记10发送规定频率的载波信号，接收从标记10散射(返回)来的振幅调制信号，获得该标记固有的数据。
图1中，标记10接收频率2.45GHz的载波信号(询问信号)，将该载波信号通过固有的数据，例如进行振幅调制，并发送振幅调制后的标记振幅调制信号(以下简称应答信号Sf(D))。该标记10例如安装到饮食店中的餐具等的被识别物体9。标记10具备接收用的天线1A、发送用的天线1B、振幅调制部2、存储部3、时钟振荡器4及电源供给部5。天线1A及1B在动作说明上分成2个描述。实际上由1个天线构成。
天线1A接收成为该标记阅读器系统1中的询问信号的载波信号Sf。天线1A、1B使用导体绕组状卷绕的环形天线，电源供给部5与天线1A、1B连接，将基于天线1A接收的载波信号Sf的感应功率供给振幅调制部2、存储部3及时钟振荡器4。
存储部3记录例如餐具盛装的菜肴的价格等的被识别物体固有的数据(DATA)，该数据根据时钟信号(CLK)读出，且输出到振幅调制部2。存储部3使用只读存储器(ROM)。时钟振荡器4与存储部3连接，以规定频率的时钟信号振荡并向存储部3输出。振幅调制部2根据从存储部3读出的数据，振幅调制载波信号Sf。天线1B与振幅调制部2连接，发送振幅调制后的应答信号Sf(D)。
标记阅读器系统1除了上述的标记10，还具备标记阅读器20’。标记阅读器20’向标记10发送载波信号Sf的同时，接收该标记10返回的应答信号Sf(D)并进行信号处理。实际上，除了应答信号Sf(D)，天线13B还接收周围的物体反射的未调制的载波合成信号Sf’。即，接收包含应答信号Sf(D)和载波合成信号Sf’的应答合成信号Sin。
标记阅读器20’的主要部分具备振荡器11、发送部12、发送用的天线13A、接收用的天线13B、接收部14’等。天线13A及13B在动作说明上分2个描述，但是实际上由1个天线构成。振荡器11产生2.45GHz的载波信号Sf。发送部12连接到振荡器11，根据控制端子72输入的输出许可信号S1，放大载波信号Sf，将放大后的载波信号Sf(＝Sout)向发送用的天线13A输出。发送用的天线13A辐射放大后的载波信号Sf。
接收部14’接收接收时的应答信号Sin进行数据解调处理。接收部14’具备解调电路40及数据读取部50。解调电路40连接到天线13B，根据载波信号Sf解调应答信号Sf(D)，输出标记固有的数据(DATA)。解调电路40与数据读取部50连接，数据读取部50读取该标记固有的数据，向输出端子60输出。输出端子60通过未图示控制装置与图2所示监视器16连接。监视器16显示数据读取部50读取的标记固有的数据。
接着，说明标记阅读器系统1的问题点。图2所示标记阅读器系统1中，标记阅读器本体101具备监视器16或阅读操作按钮171等。
该标记阅读器系统1中，操作者若按下标记阅读器本体101的阅读操作按钮171，则从图1所示的天线13A辐射放大后的载波信号Sout＝Sf，载波信号Sf通过通路I向标记10发送。另外，周围存在物体90的场合，向标记10发送的载波信号Sf在通路II被物体90反射，反射后的载波合成信号Sf’由标记阅读器20’接收。另外，标记10根据数据，振幅调制通路I的载波信号Sf。
另一方面，标记阅读器本体101中，接收从该标记10返回的应答合成信号Sin并进行信号处理。实际上，基于由通路III从标记10返回的载波信号Sf的应答信号Sf(D)及由通路II从物体90反射的未调制的载波合成信号Sf’包含在应答合成信号Sin中，由图1所示的天线13B接收。这样，在周围存在物体90的场合，从周围的物体90返回的载波合成信号Sf’成为噪声的原因。
另外，与标记阅读器系统关联，日本的专利文献1(特开平11-239078号公报)记载了调制后向散射方式的无线通信系统。根据该无线通信系统，具备询问器及远程标记，从询问器向远程标记发送规定频率的询问信号。此时，询问信号使用窄频的下行线路信号。另外，由该远程标记进行振幅调制，振幅调制后成为宽频的上行线路信号的应答信号由询问器接收，并处理该信号。通过利用这样的窄频的下行线路信号及宽频的上行线路信号，可提供具有MBS(Modulation Back Scattering)背景噪声相关的处理增益的MBS无线通信系统。
另外，与该系统中的背景噪声的降低方法关联，日本的专利文献2(特开平07-193519号公报)公开了背景噪声降低装置。该背景噪声降低装置具备解调器、帧功率测定电路、线性预测分析电路、逆过滤电路及减法器。帧功率测定电路输入解调器解调后的声音信号(以下称为解调信号)，逐帧求出其功率电平，分别与预定阈值比较。该比较结果，若功率电平在阈值以下，则线性预测分析电路输入该解调信号，进行线性预测分析，求出线性预测系数。逆过滤电路根据线性预测系数，逆过滤处理解调信号，求出预测值。减法器从输入的解调信号减去预测值。这样，可以仅将背景噪声电平降低到预定值以下，受话者侧中，可将背景噪声作为信息的一部分进行愉快的通话。
但是，应用传统例的MBS无线通信系统的标记阅读器系统有以下问题。
i、如图2所示，标记阅读器本体101的周围存在物体90的场合，物体90反射的载波合成信号Sf’成为噪声的原因。从而，来自标记10的应答信号的S/N比会降低。
ii、另外，为了抑制标记10发送的应答信号的S/N比降低，考虑了综合专利文献1记载的无线通信系统和专利文献2记载的背景噪声降低装置的方法。但是，简单地综合2个技术思想难以导出除去物体90反射的载波合成信号Sf’的构成。从而，简单组合的系统中，难以补偿从标记10发送的本来的应答信号的数据调制分量。
发明的公开本发明的信息处理装置，将规定频率的载波信号发送到后向散射通信方式的信号应答体，从信号应答体接收并处理将该载波信号用规定的数据调制后的应答信号。该装置具备向信号应答体发送载波信号的发送部；接收并处理来自信号应答体的散射的应答信号的信号处理部。信号处理部设有载波补偿电路，载波补偿电路比较发送时的载波信号的相位和接收时的载波信号的相位，根据该比较结果，除去与发送时的载波信号的相位不同步的载波信号。
根据本发明的信息处理装置，向后向散射通信方式的信号应答体发送规定频率的载波信号，从信号应答体接收将该载波信号通过规定的数据调制后的应答信号并处理时，发送部向信号应答体发送载波信号。信号处理部接收并处理信号应答体散射的应答信号。以此为前提，信号处理部中设置的载波补偿电路比较发送时的载波信号的相位和接收时的载波信号的相位，根据该比较结果除去与发送时的载波信号的相位不同步的载波信号。
例如，相位同步检出部比较发送时的载波信号的相位和接收时的载波信号的相位，检出与发送时的载波信号的相位不同步的载波信号。振幅控制部除去与由相位同步检出部检出的发送时的载波信号的相位不同步的载波信号。此时，振幅调节电路中，调节与由相位同步检出部检出的发送时的载波信号的相位不同步的载波信号的振幅。数据运算电路从接收时的载波信号减去由振幅调节电路振幅调节的载波信号。
从而，通过删除从周边物体反射的载波信号，可补偿信号应答体发送的应答信号的数据调制分量，从而可提高信号应答体散射的应答信号的S/N比。从而，可解调不受周边物体反射的载波信号产生的干涉噪声的影响的高可靠度的数据。
本发明的无线通信系统，将规定数据以后向散射通信方式无线通信。该系统具备信号应答体，接收规定频率的载波信号，发送将该载波信号用数据调制后的应答信号；带无线收发功能的信息处理装置，向信号应答体发送载波信号，同时从信号应答体接收散射的应答信号并进行信息处理。信息处理装置具备载波补偿电路，其比较发送时的载波信号的相位和接收时的载波信号的相位，根据该比较结果，除去与发送时的载波信号的相位不同步的载波信号。
根据本发明的无线通信系统，通过后向散射通信方式无线通信规定的数据时，应用本发明的信息处理装置。该装置中，接收规定频率的载波信号，通过数据调制该载波信号并发送应答信号的信号应答体，例如安装到被识别物体。从该带无线收发功能的信息处理装置向信号应答体发送载波信号的同时，信息处理装置接收从该信号应答体散射的应答信号并进行信号处理。以此为前提，信息处理装置中具备的载波补偿电路比较发送时的载波信号的相位和接收时的载波信号的相位，根据该比较结果除去与发送时的载波信号的相位不同步的载波信号。
从而，通过删除从周边物体反射的未调制的载波信号，可补偿信号应答体发送的应答信号中包含的数据调制分量，从而可提高信号应答体散射的应答信号的S/N比。从而，可解调不受周边物体反射的载波信号产生的干涉噪声的影响的高可靠度的数据。
本发明的无线通信方法，是将接收规定频率的载波信号并发送将该载波信号用规定数据调制后的应答信号的信号应答体安装到被识别物体，将载波信号向安装到被识别物体的信号应答体发送载波信号，同时从信号应答体接收应答信号并进行信号处理的后向散射通信方式的无线通信方法。该方法中，比较发送时的载波信号的相位和接收时的载波信号的相位，根据该比较结果，除去与发送时的载波信号的相位不同步的载波信号。
根据本发明的无线通信方法，通过后向散射通信方式无线通信规定的数据时，可补偿信号应答体发送的应答信号的数据调制分量，从而可提高信号应答体散射的应答信号的S/N比。从而，可解调不受周边物体反射的未调制的载波信号产生的干涉噪声的影响的高可靠度的数据。
图面的简单说明图1是传统例的标记阅读器系统1的构成例的概念图。
图2是说明标记阅读器系统1的问题点概念图。
图3是本发明实施例的带载波补偿功能的标记阅读器系统100的构成例的透视图。
图4是标记阅读器系统100的内部构成例的示意图。
图5A是载波补偿电路30处理载波信号Sf的动作例的矢量图。
图5B是载波补偿电路30处理应答信号Sf(D)的动作例的矢量图。
图5C是载波补偿电路30处理载波合成信号Sf’的动作例的矢量图。
图6是载波补偿电路30的内部构成例的示意图。
图7A是载波信号Sf的波形例的示意图。
图7B是产生相移的载波信号Au的波形例的示意图。
图7C是产生相移的载波信号Ad的波形例的示意图。
图8A是标记阅读器系统100中标记固有的数据的波形例的示意图。
图8B是根据载波信号Sf振幅调制的应答信号Sf(D)的波形例的示意图。
图8C是为方便而重叠描绘应答信号Sf(D)和载波合成信号Sf’的接收时的应答合成信号Sin的波形例的示意图。
本发明的最佳实施例本发明针对解决传统的课题，其目的在于提供通过后向散射通信方式无线通信规定的数据时，可补偿从信号应答体发送的应答信号的数据调制分量，并可提高信号应答体返回的应答信号的S/N比的信息处理装置、无线通信系统及无线通信方法。
参照图面说明本发明的信息处理装置、无线通信系统及无线通信方法的一个实施例。
该实施例中，通过后向散射通信方式无线通信规定的数据的场合，在带无线收发功能的信息处理装置具备载波补偿电路，比较发送时的载波信号的相位和接收时的合成波的载波信号的相位，根据该比较结果除去与发送时的载波信号的相位不同步的合成波的载波信号，可补偿信号应答体发送的应答信号的数据调制分量，并提高信号应答体返回的应答信号的S/N比。
图3所示标记阅读器系统100是无线通信系统的一例，将规定的数据以后向散射通信(back scattering)方式无线通信的系统。该系统100适用于读取饮食店中的餐具和商店中的商品等附加的电子价格签的系统、读取物品流通底盘等流通的物品附加的电子行李签的系统，引导视力障碍者步行的引导标识读取系统等。
图3中，标记阅读器系统100具有成为信号应答体的一例的标记10及成为信息处理装置的一例的带无线收发功能的标记阅读器20。标记阅读器20在阅读器本体中具有天线13、监视器16、读操作按钮17等。该例中，按下读操作按钮17后，从天线13向标记10辐射规定频率例如2.45GHz的载波信号(询问信号)Sf。图3中，载波信号Sf用点划线表示。
标记10接收载波信号Sf，通过固有数据对该载波信号Sf进行规定的调制处理，然后将调制处理后的标记调制信号(以下简称应答信号Sf(D))扩散(发送)。图3中，应答信号Sf(D)用波状线表示。实际上，天线13接收的信号是应答信号Sf(D)和从周边的物体反射的载波信号Sf’的合成信号。该标记10安装到规定的被识别物体9上使用。该标记10作为电子价格签或电子行李签使用，例如，安装到饮食店中的餐具和商店中的商品等的被识别物体9上。标记10由IC芯片10’及环状的天线1构成。IC芯片10’及天线1通过树脂等一体成形(模块化)为平板状，安装到各个餐具和商品。
接着，说明标记阅读器系统100中的收发时的内部构成例。另外，为了明确说明标记阅读器的原理，图3所示的标记10的天线1及标记阅读器20的天线13以发送用和接收用的天线1A、1B及13A、13B的各2个进行展开描述。图4所示标记阅读器系统100中，标记10接收规定频率的载波信号Sf，通过固有数据(DATA)将该载波信号Sf进行例如振幅调制，并发送振幅调制后的应答信号Sf(D)。
该例中，标记10具有接收用的天线1A、发送用的天线1B、振幅调制部2、存储部3、时钟振荡器4及电源供给部5。振幅调制部2、存储部3、时钟振荡器4及电源供给部5被半导体集成电路化，构成IC芯片10’。天线1A接收成为该标记阅读器系统100中的询问信号的载波信号Sf。天线1A、1B采用导体线圈状卷曲的环形天线。电源供给部5(也简称电源部)与天线1A、1B连接，向振幅调制部2、存储部3及时钟振荡器4供给基于天线1A接收的载波信号Sf的感应功率。
存储部3中，例如记录餐具所盛菜肴的价格和衣服、家电制品等附加的被识别物体固有数据(代码数据等；DATA)，该数据根据时钟信号(CLK)读出并向振幅调制部2输出。存储部3采用只读存储器(ROM)或电可擦除只读存储器(EEPROM)。时钟振荡器4与存储部3连接，以规定频率的时钟信号振荡，向存储部3输出。振幅调制部2根据从存储部3读出的数据，振幅调制载波信号Sf。用该数据振幅调制的载波信号Sf成为应答信号Sf(D)。天线1B连接到振幅调制部2，散射(发送)振幅调制后的应答信号Sf(D)。
标记阅读器系统100除了上述的标记10，还具备成为信息处理装置的一例的带无线收发功能的标记阅读器20。标记阅读器20向标记10发送载波信号Sf，同时接收从该标记10散射的应答信号Sf(D)并进行信号处理。标记阅读器20具有振荡器11、发送部12、发送用的天线13A、接收用的天线13B、接收部14、控制装置15、操作部16、监视器17及电源供给部18。
振荡器11产生成为规定频率的一例的2.45GHz的载波信号Sf(＝cosωt)。发送部12连接到振荡器11，根据来自控制装置15的输出许可信号S1，放大载波信号Sf，将放大后的载波信号Sf向发送用的天线13A输出。输出许可信号S1例如，为高电平表示发送许可，为低电平表示发送不许可。发送用的天线13A辐射放大后的载波信号Sf。接收部14接收接收时的应答合成信号Sin，进行数据解调处理。接收时的应答合成信号Sin包含从周围的物体反射来的未调制的载波信号Sf’和来自标记10的应答信号Sf(D)。
接收部14例如具有载波补偿电路30、解调电路40及数据读取部50。载波补偿电路30具有消除标记以外的物体反射的未调制的载波合成信号Sf’以补偿数据调制分量的功能。例如，载波补偿电路30，比较发送时的载波信号Sf的相位和成为接收时的载波信号的应答合成信号Sin的相位，根据该比较结果，除去与发送时的载波信号Sf的相位不同步的载波合成信号Sf’。载波补偿电路30的内部构成例用图5A到图5C说明。
解调电路40连接到载波补偿电路30，该解调电路40根据载波信号Sf对应答信号Sf(D)解调，输出标记固有的数据(DATA)。数据读取部50连接到解调电路40，数据读取部50读取该标记固有数据。
该例中，控制装置15连接到数据读取部50，该控制装置15与监视器16或操作部17等连接。控制装置15采用中央处理器(以下称为CPU)。监视器16显示基于从标记10读出的被识别物体9的固有数据的价格或名称等。价格或名称等根据输入被识别物体9的固有数据的控制装置15进行数据变换后的显示数据D2进行显示。
操作部17从被识别物体9读出价格或名称等的固有数据时，指示控制装置15进行读取。从操作部17向控制装置15输出表示读取指示的操作数据D3。控制装置15根据操作数据D3控制发送部12。例如，控制装置15向发送部12输出输出许可信号S1，根据该输出许可信号S1对发送部12进行输出控制，使其发送载波信号Sf。
电源供给部5向上述的振荡器11、发送部12、控制装置15、监视器16、操作部17、载波补偿电路30、解调电路40及数据读取部50供给电源。图4中，电源配线的说明省略。
接着，参照图5A到图5C，说明载波补偿电路30处理的载波信号Sf、应答信号Sf(D)、载波合成信号Sf’的动作例。图5A所示的载波信号Au(省略矢量记号)，例如以发送时的振幅“3”的载波信号Sf为基准时，是从周围的物体反射的信号。载波信号Sf和载波信号Au具有相差θu。其振幅虽然不断变动，但在某一瞬间例如衰减到“2.5”(参照图7B)。图5B所示的应答信号Sf(D)是通过固有数据振幅调制载波信号Sf而获得的标记调制信号，具有数据调制分量Da和载波分量Ad。这里，数据调制分量Da是指振幅调制后的标记固有数据。该载波分量Ad和载波信号Sf具有相差θd。载波分量Ad的振幅在某个瞬间例如衰减到“2.0”(参照图7C)。
图5C所示的载波合成信号Sf’是应答信号Sf(D)的载波分量Ad和从周围的物体反射的载波信号Au的矢量合成分量，构成噪声分量(噪声)。其振幅在某个瞬间例如扩大到“4.5”(参照图8C)。
该载波补偿电路30除去以前未从接收时的应答合成信号Sin除去的噪声分量。考虑到接收时的天线13B被输入包含从周围物体反射的图5C所示的载波合成信号Sf’和来自标记10的图5B所示的应答信号Sf(D)的数据解调分量Da的应答合成信号Sin。
接收时的应答合成信号Sin中的噪声分量考虑为由未调制的载波信号Au和应答信号Sf(D)的载波分量Ad构成。另外，考虑载波信号Au的相位和来自标记10的应答信号Sf(D)在存在反射物体时相位不一致(不同步)。从而，该标记阅读器系统100中，取出振幅调制载波信号Sf而获得的本来的应答信号Sf(D)变成为只要从输入接收时的天线13B的应答合成信号Sin(＝Sf(D)，Sf’)除去载波合成信号Sf’即可。
接着，说明载波补偿电路30的内部构成例。图6所示的载波补偿电路30具有相位同步检出器31及振幅控制部32。图6中，相位同步检出器31是追踪包含载波合成信号Sf’和应答信号Sf(D)的应答合成信号Sin的相位的电路。该电路中，再现图5C所示的发送时的载波信号Sf和接收时的载波合成信号Sf’之间的相差θr。例如，相位同步检出器31中，比较发送时的载波信号Sf的相位(基准＝0)和接收时的载波合成信号Sf’的相位。这是为了检出与发送时的载波信号Sf的相位不同步的载波合成信号Sf’。
相位同步检出器31例如具有相位检出电路41、相差比较电路42、LPF电路43及相差输出电路44。相位检出电路41与发送部12及接收用天线13B连接，被输入接收时的应答合成信号Sin和发送时的载波信号Sf，检出相差θr。例如，相位检出电路41中，例如，相位检出电路41中，从振荡器11参照载波信号Sf的频率分量，比较接收时的应答合成信号Sin的载波合成信号Sf’的相位和来自振荡器11的载波信号Sf的相位。由该比较结果检出图5C所示的相差θr。
相位检出电路41与相差比较电路42连接。相差比较电路42，比较相差输出电路44的输出和相位检出电路41产生的相差θr，输出用于锁定与发送时的载波信号Sf不同步的载波合成信号Sf’的同步检出信号(直流分量)Sd。相位检出电路41及相差比较电路42例如采用乘法器。
而且，相差比较电路42与LPF电路43连接。LPF电路43过滤处理同步检出信号Sd，输出相差估计电压Vd。相差估计电压Vd是用于估计与发送时的载波信号Sf不同步的载波合成信号Sf’的相差θr的直流电压。LPF电路43与相差输出电路44连接，将基于相差估计电压Vd的相差估计值θr’向相差比较电路42及振幅控制部32输出。
这样，相位同步检出部31检出发送时的载波信号Sf和接收时的载波合成信号Sf’之间的相差θr进行比较，通过1次循环估计相差θr，将该相差估计值θr’向振幅控制部32的相差比较电路53及振幅调节电路55输出。
振幅控制部32是跟踪周围的物体反射的载波信号Au和来自标记10的应答信号Sf(D)的载波分量Ad合成后的载波合成信号Sf’的振幅的电路。该电路再现接收时的载波合成信号Sf’的振幅。振幅控制部32从接收时的应答合成信号Sin除去载波合成信号Sf’。
例如，振幅控制部32通过将这里再现的接收时的载波合成信号Sf’反相并加到应答合成信号Sin，从接收时的应答合成信号Sin除去周围的物体反射的载波信号Au和应答信号Sf(D)的载波分量Ad的影响，仅获得来自标记10的应答信号Sf(D)。
振幅控制部32，例如具备运算电路51、相位检出电路52、相差比较电路53、LPF电路54、振幅(电平)调节电路55及相位控制电路56。运算电路51与天线13B及相位控制电路56连接，从接收时的应答合成信号Sin减去由相位控制电路56相位控制的载波合成信号Sf’。该例中，从应答合成信号Sin减去载波合成信号Sf’的信号是标记10的应答信号Sf(D)。
为了获得这样的标记10的应答信号Sf(D)，运算电路51与相位检出电路52连接。相位检出电路52输入发送时的载波信号Sf和运算电路51的输出(即，从接收时的应答合成信号Sin抽出应答信号Sf(D)后的载波合成信号Sf’)，检出载波合成信号Sf’和发送时的载波信号Sf之间的相差θr。例如，在相位检出电路52中与相位同步检出部31同样，从振荡器11参照载波信号Sf的频率分量，比较接收时的应答合成信号Sin的载波合成信号Sf’的相位和来自振荡器11的载波信号Sf的相位。根据该比较结果，检出图5C所示的相差θr。
相位检出电路52与相差比较电路53连接。相差比较电路53输入来自相差输出电路44的相差估计值θr’和相位检出电路52的输出信号(即，接收时的载波合成信号Sf’的相差θr)，比较相差估计值θr’和载波合成信号Sf’的相差θr。相差比较电路53锁定接收时的载波合成信号Sf’，并输出控制振幅用的振幅调节信号(直流分量)Sa。
而且，相差比较电路53与LPF电路54连接。LPF电路54过滤处理从相差比较电路53输出的振幅调节信号Sa，输出振幅估计值Va。振幅估计值Va是用于估计与发送时的载波信号Sf的相位不同步的载波合成信号Sf’的振幅值的直流电压。
LPF电路54与振幅调节电路55连接。振幅调节电路55输入由LPF电路54输出的振幅估计值Va和相差输出电路44输出的相差估计值θr’，与接收时的载波合成信号Sf’的相差估计位值θr’对应地调节振幅，输出振幅调节后的振幅分量及相差分量。该振幅分量Ax及相差分量θx用于从应答合成信号Sin除去载波合成信号Sf’。
振幅调节电路55与相位控制电路56连接。相位控制电路56从振荡器11输入发送时的载波信号Sf的同时，从振幅调节电路55输入用于除去载波合成信号Sf’的相差分量θx和振幅分量Ax。相位控制电路56根据从振幅调节电路55输出的相差分量θx和振幅分量Ax，控制从振荡器11输出的载波信号Sf的相位及振幅，作成载波合成信号Sf’。通过该相位及振幅控制作成的载波合成信号Sf’从相位控制电路56向运算电路51输出。另外，相位检出电路52、相差比较电路53、振幅调节电路55及相位控制电路56，例如采用乘法器。
该载波合成信号Sf’包含图5A所示的接收时从周围的物体反射的载波信号Au和图5B所示的应答信号Sf(D)中包含的载波分量Ad，分别是从发送时的载波信号Sf相移后的信号。该例中，在相差估计值θr’和载波合成信号Sf’的相差θr成为相等的时刻，锁定相位控制循环，结束从接收时的应答合成信号Sin除去载波合成信号Sf’的处理。反复执行相位控制循环处理，直到该相差估计值θr’和载波合成信号Sf’的相差θr一致。
这样，运算电路51从接收时的应答合成信号Sin减去上述的载波合成信号Sf’。运算电路51仅仅将由发送时的载波信号Sf振幅调制的应答信号Sf(D)向解调电路40输出。解调电路40中，根据载波信号Sf对应答信号Sf(D)解调，输出标记固有的数据(DATA)。
接着，说明本发明的无线通信方法。图7A～图7C是载波信号Sf及产生相移的载波信号Au、Ad的波形例，图8A～图8C分别是标记阅读器系统100中的主要部分的波形例的示意图。图8A是标记固有的数据的波形例，图8B是根据载波信号Sf振幅调制的应答信号Sf(D)的波形例，图8C是应答信号Sf(D)和载波合成信号Sf’简便重叠描述的波形例的示意图。另外，任一波形都是通过捕捉某一瞬间并将其状态延长来描述的。实际上，振幅还随着时间变动，成为复杂的波形。
该实施例中，标记阅读器20的接收部14中，在数据读取部50的前级，例如，在解调电路30的前级配置载波补偿电路30。另外，接收2.45GHz的载波信号Sf并将该载波信号Sf通过规定的数据振幅调制后发送应答信号Sf(D)的标记10被安装到被识别物体9。以向安装到该被识别物体9的标记10发送载波信号Sf的同时，从该标记10返回的应答合成信号Sin由标记阅读器20接收并进行信号处理的情况为前提(后向散射通信方式的无线通信方法)。
上述的载波补偿电路30中，比较发送时的载波信号Sf的相位和接收时的载波合成信号Sf’的相位。根据该比较结果除去与发送时的载波信号Sf的相位不同步的载波合成信号Sf’。
以其作为动作条件，如图7A所示，2.45GHz的载波信号Sf在图4所示的振荡器11发生，振荡器11发生的载波信号Sf向发送部12输出。载波信号Sf例如，具有振幅「3」。发送部12中，根据来自控制装置15的输出许可信号S1，将载波信号Sf放大到振幅「3」以上，将放大后的载波信号Sf向发送用的天线13A输出。输出许可信号S1例如为，高电平表示发送许可，低电平表示发送不许可。放大后的载波信号(询问信号)Sf从发送用的天线13A向标记10辐射。
另一方面，标记10接收2.45GHz的载波信号(询问信号)Sf。此时，标记阅读器20发送的询问信号从周围的物体及标记10反射。由该标记以外反射的信号与从标记阅读器20发送的载波信号Sf相比是相移的载波信号Au(这里是单一载波信号)，如图5A所示。
即，向标记10辐射的载波信号(询问信号)Sf若从标记以外的物体反射，则与图7B所示发送时的载波信号Sf相比，接收时的载波信号Au的相位偏移，而且，成为振幅衰减到例如「2」的波形。图7B中，θu表示相移(相差)。相差θu是发送部12辐射的载波信号Sf的相位和物体反射的载波信号Au的相位的差。
另外，标记10中，天线1A连接的电源供给部5中，将基于该天线1A接收的载波信号Sf的感应功率提供给振幅调制部2、存储部3及时钟振荡器4。存储部3中，图8A所示被识别物体固有的数据(代码数据等；DATA)根据规定频率的时钟信号(CLK)读出，该数据向振幅调制部2输出。时钟信号由时钟振荡器4振荡后向存储部3输出，这样，该系统100形成不在标记10设置电池等的结构。
振幅调制部2中根据存储部3读出的固有的数据，例如振幅调制该载波信号Sf，发送图8B所示的振幅调制后的标记振幅调制信号(应答信号)Sf(D)。应答信号Sf(D)通过天线1B散射(发送)。该例中，取代振幅调制部2而设置BPSK(Binary Phase Shift Keying)调制部。
另外，天线1B散射(发送)的应答信号Sf(D)由标记阅读器20的天线13B接收。此时，包含物体反射的载波信号Au的载波合成信号Sf’(如图8C所示)也与应答信号Sf(D)一起成为应答合成信号Sin，通过天线13B被接收。
该天线13B连接的相位同步检出部31，跟踪包含载波合成信号Sf’和应答信号Sf(D)的应答合成信号Sin的相位，再现图5C所示的发送时的载波信号Sf和接收时的载波合成信号Sf’之间的相差θr。此时，相位检出电路41中，从振荡器11参照载波信号Sf的频率分量，比较接收时的应答合成信号Sin的相位和来自数据振荡器11的载波信号Sf的相位。根据该比较结果，检出图5C所示的载波合成信号Sf’的相差θr。
该载波合成信号Sf’的相差θr向相差比较电路42输出。相差比较电路42比较由相差输出电路44输出的相差估计值θr’和由相位检出电路41输出的相差θr，输出用于锁定与发送时的载波信号Sf不同步的载波合成信号Sf’的同步检出信号(直流分量)Sd。
同步检出信号Sd向LPF电路43输出。LPF电路43过滤处理同步检出信号Sd，输出相差估计电压Vd。相差估计电压Vd是用于估计与发送时的载波信号Sf不同步的载波合成信号Sf’的相差θr的直流电压。相差估计电压Vd从LPF电路43向相差输出电路44输出。相差输出电路44将基于相差估计电压Vd的相差估计值θr’向相差比较电路42及振幅控制部32输出。
这样，相位周期检出部31检出发送时的载波信号Sf和接收时的载波合成信号Sf’之间的相差θr并进行比较，通过1次循环估计相差θr，将该相差估计值θr’向振幅控制部32的相差比较电路53及振幅调节电路55输出。
另外，振幅控制部32跟踪由周围的物体反射的载波信号Au和来自标记10的应答信号Sf(D)的载波分量Ad合成的载波合成信号Sf’的振幅。例如，运算电路51从接收时的应答合成信号Sin减去由相位控制电路56相位控制的载波合成信号Sf’。该例中，从应答合成信号Sin减去载波合成信号Sf’的信号是标记10的应答信号Sf(D)，包含数据调制分量Da。
为了获得这样的标记10的应答信号Sf(D)，从运算电路51向相位检出电路52输出发送时的载波信号Sf和从接收时的应答合成信号Sin抽出应答信号Sf(D)前的载波合成信号Sf’。相位检出电路52输入发送时的载波信号Sf和从接收时的应答合成信号Sin抽出应答信号Sf(D)前的载波合成信号Sf’，检出载波合成信号Sf’和发送时的载波信号Sf之间的相差θr。例如，相位检出电路52中，与相位同步检出部31同样，从振荡器11参照载波信号Sf的频率分量，比较接收时的应答合成信号Sin的载波合成信号Sf’的相位和来自振荡器11的载波信号Sf的相位。根据该比较结果，检出图5C所示的相差θr。
相差θr从相位检出电路52向相差比较电路53输出。相差比较电路53输入来自相差输出电路44的相差估计值θr’和由相位检出电路52输出的接收时的载波合成信号Sf’的相差θr，比较相差估计值θr’和载波合成信号Sf’的相差θr。根据该比较结果，相差比较电路53锁定接收时的载波合成信号Sf’，向LPF电路54输出用于控制振幅的振幅调节信号(直流分量)Sa。
LPF电路54过滤处理相差比较电路53输出的振幅调节信号Sa，输出振幅估计值Va。振幅估计值Va是与发送时的载波信号Sf的相位不同步的用于估计载波合成信号Sf’的振幅值的直流电压。
振幅估计值Va从LPF电路54向振幅调节电路55输出。振幅调节电路55输入从LPF电路54输出的振幅估计值Va和相差输出电路44输出的相差估计值θr’，与接收时的载波合成信号Sf’的相差估计值θr’对应地调节振幅，输出振幅调节后的振幅分量Ax及相差分量θx。该振幅分量Ax及相差分量θx用于从应答合成信号Sin除去载波合成信号Sf’。
该振幅分量Ax及相差分量θx从振幅调节电路55向相位控制电路56输出。相位控制电路56从振荡器11输入发送时的载波信号Sf，并从振幅调节电路55输入用于除去载波合成信号Sf’的相差分量θx和振幅分量Ax。相位控制电路56根据从振幅调节电路55输出的相差分量θx和振幅分量Ax，控制从振荡器11输出的载波信号Sf的相位及振幅，作成载波合成信号Sf’。通过该相位及振幅控制作成的载波合成信号Sf’从相位控制电路56向运算电路51输出。
该载波合成信号Sf’包含图5A所示的接收时从周围的物体反射的载波信号Au和图5B所示的应答信号Sf(D)中包含的载波分量Ad，分别是从发送时的载波信号Sf相移的信号。该例中，相差估计值θr’和载波合成信号Sf’的相差θr成为相等的时刻，可从接收时的应答合成信号Sin除去载波合成信号Sf。
这样接收时，从应答合成信号Sin除去了载波合成信号Sf’的Sf(D)向解调电路40输出。解调电路40动作，根据载波信号Sf解调应答信号Sf(D)，输出标记固有的数据(DATA)。数据由数据读取部50读取，通过控制装置15在监视器16上显示。监视器16显示基于从标记读出的被识别物体9的固有数据的价格或名称等。
这样，根据本发明的实施例的标记阅读器系统100，通过后向散射通信方式无线通信规定的数据时，接收部14的振幅控制部32根据标记阅读器20发送的载波信号Sf与载波合成信号Sf’的相差分量θx和振幅分量Ax，再现载波合成信号Sf’，将再现的接收时的载波合成信号Sf’反相并加到应答合成信号(标记10的振幅调制信号)Sin。
从而，可从接收时的应答合成信号Sin除去包含由周围的物体反射的载波信号Au的载波合成信号Sf’，仅获得来自标记10的应答信号(标记振幅调制信号)Sf(D)。从而，可补偿从标记10信号返回的应答信号Sf(D)中包含的数据调制分量Da，并提高应答信号Sf(D)的S/N比。而且，可以以比较简单的电路结构解调不受干扰噪声影响的高可靠性的数据。
产业上的利用可能性本发明适用于饮食店中的餐具或商店中的商品等上附加的电子价格签的读取系统、物品流通底盘等流通的物品上附加的电子行李签的读取系统、引导视力障碍者的步行的引导标识读取系统等。
权利要求
1.一种信息处理装置，将规定频率的载波信号发送到后向散射通信方式的信号应答体，从上述信号应答体接收并处理将该载波信号用规定的数据调制后的应答信号，其中，具备向上述信号应答体发送载波信号的发送部；接收并处理来自上述信号应答体的散射的应答信号的信号处理部，上述信号处理部设有载波补偿电路，上述载波补偿电路比较发送时的上述载波信号的相位和接收时的上述载波信号的相位，根据该比较结果，除去与发送时的上述载波信号的相位不同步的载波信号。
2.权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，上述载波补偿电路具备相位同步检出部，比较发送时的上述载波信号的相位和接收时的上述载波信号的相位，检出与发送时的上述载波信号的相位不同步的载波信号；振幅控制部，除去由相位同步检出部检出的与发送时的上述载波信号的相位不同步的载波信号。
3.权利要求2所述的信息处理装置，其特征在于，上述振幅控制部具备振幅调节电路，调节由上述相位同步检出部检出的与发送时的载波信号的相位不同步的载波信号的振幅；减法运算电路，从上述接收时的载波信号减去由上述振幅调节电路振幅调节后的载波信号。
4.一种无线通信系统，将规定数据以后向散射通信方式无线通信，其中，具备信号应答体，接收规定频率的载波信号，发送将该载波信号用上述数据调制后的应答信号；带无线收发功能的信息处理装置，向上述信号应答体发送上述载波信号，同时从上述信号应答体接收散射的应答信号并进行信息处理，上述信息处理装置具备载波补偿电路，其比较发送时的上述载波信号的相位和接收时的上述载波信号的相位，根据该比较结果，除去与发送时的上述载波信号的相位不同步的载波信号。
5.权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，上述载波补偿电路具备相位同步检出部，比较发送时的上述载波信号的相位和接收时的上述载波信号的相位，检出与发送时的上述载波信号的相位不同步的载波信号；振幅控制部，除去由相位同步检出部检出的与发送时的上述载波信号的相位不同步的载波信号。
6.权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，上述振幅控制部具备振幅调节电路，调节由相位同步检出部检出的与发送时的上述载波信号的相位不同步的载波信号的振幅；减法运算电路，从上述接收时的载波信号减去由上述振幅调节电路振幅调节后的载波信号。
7.权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，将上述信号应答体安装到规定的被识别物体上使用。
8.权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，上述信号应答体具备接收上述载波信号的天线；记录有上述数据的存储部；振幅调制部，根据从上述存储部读出的数据，振幅调制上述载波信号；电源部，向上述存储部及振幅调制部提供基于上述天线接收的载波信号的感应功率。
9.一种无线通信方法，是将接收规定频率的载波信号并发送将该载波信号用规定数据调制后的应答信号的信号应答体安装到被识别物体，将上述载波信号向安装到上述被识别物体的信号应答体发送上述载波信号，同时从上述信号应答体接收应答信号并进行信号处理的后向散射通信方式的无线通信方法，其中，比较发送时的上述载波信号的相位和接收时的上述载波信号的相位，根据该比较结果，除去与发送时的上述载波信号的相位不同步的载波信号。
10.权利要求9的无线通信方法，其特征在于，比较上述发送时的载波信号的相位和上述接收时的载波信号的相位，检出与发送时的载波信号的相位不同步的载波信号，除去检出的与上述发送时的载波信号的相位不同步的载波信号。
11.权利要求10的无线通信方法，其特征在于，调节与上述发送时的载波信号的相位不同步的载波信号的振幅，从上述接收时的上述载波信号减去上述振幅调节后的上述载波信号。
全文摘要
图4所示信息处理装置是通过后向散射通信方式无线通信规定数据的装置，具备标记(10)，接收频率2.45GHz的载波信号并通过数据调制该载波信号Sf后发送应答信号Sf(D)；标记阅读器(20)，向该标记(10)发送载波信号，同时接收从该标记(10)返回的应答合成信号并进行信号处理。该标记阅读器(20)具备载波补偿电路(30)，其比较发送时的载波信号的相位和接收时的应答合成信号的相位，根据该比较结果，除去与发送时的载波信号的相位不同步的载波合成信号。
文档编号G06K17/00GK1860692SQ20048002807
公开日2006年11月8日 申请日期2004年9月29日 优先权日2003年9月30日
发明者竹内勇雄 申请人:索尼株式会社