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JP2005318555A - Data transfer system and control program for base station - Google Patents

Data transfer system and control program for base station Download PDF

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JP2005318555A
JP2005318555A JP2005094311A JP2005094311A JP2005318555A JP 2005318555 A JP2005318555 A JP 2005318555A JP 2005094311 A JP2005094311 A JP 2005094311A JP 2005094311 A JP2005094311 A JP 2005094311A JP 2005318555 A JP2005318555 A JP 2005318555A
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JP
Japan
Prior art keywords
signal
frequency
base station
digital waveform
data transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005094311A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenzo Nakamura
賢蔵 中村
Hideaki Horiuchi
秀晃 堀内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP2005094311A priority Critical patent/JP2005318555A/en
Publication of JP2005318555A publication Critical patent/JP2005318555A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a data transfer system and a control program for a base station by which a decoding error caused by tag coding cycle deviation (modulation frequency deviation) can be improved by widening an allowable range for variations of resonant frequencies of a transponder, improving the detection rate of the transponder, and improving the yield of an IC (transponder) by a simple configuration. <P>SOLUTION: The present invention relates to a data transfer apparatus comprised of a passive transponder and a base station, wherein the passive transponder transmits information by modulating the load of a carrier wave and the base station includes a quadrature detector for outputting I and Q signals by performing quadrature detection on the load-modulated carrier wave, an A-D converter for sampling the I and Q signals at a predetermined frequency and converting them into digital data, an adder for adding the respective digital data of the I and Q signals and outputting a result as a digital waveform, and an extraction section for extracting information from the digital waveform. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は受動トランスポンダとベースステーションとの情報の伝達を、直接に接続することなく、各サイドのコイルを介して行うデータ転送システム及びベースステーションの制御プログラムに関する。   The present invention relates to a data transfer system and a base station control program for transmitting information between a passive transponder and a base station via a coil on each side without being directly connected.

データ転送システムにおいては、図5に示すように、受動トランスポンダ(例えば、RF-ID(アンテナとICとにより構成される無線ICタグ)など)100と、ベースステーション(例えば、RF-IDリーダ・ライタ:ゲート)101とのデータ伝送において、図示しない制御部が予め記憶された固有のデータに基づいて、所定の変調周波数でスイッチ102のオン/オフを制御することにより、接続自在の負荷(コンデンサCload)がトランスポンダ100のコイル102に接続/非接続状態して、負荷変調(すなわち振幅変調)することで行う。このRF−IDは本などにタグとして貼付され、複数冊重ねたとしても、各々記憶されている情報が異なるため、個々の判別が可能である。   In the data transfer system, as shown in FIG. 5, a passive transponder (for example, an RF-ID (wireless IC tag including an antenna and an IC)) 100 and a base station (for example, an RF-ID reader / writer). In the data transmission with the gate 101, a control unit (not shown) controls on / off of the switch 102 at a predetermined modulation frequency based on specific data stored in advance, so that a load that can be connected (capacitor Cload) ) Is connected / disconnected to the coil 102 of the transponder 100 and is subjected to load modulation (that is, amplitude modulation). This RF-ID is affixed to a book or the like as a tag, and even if a plurality of books are stacked, the stored information is different, so that individual discrimination is possible.

すなわち、上記コンデンサCloadをトランスポンダ100のコイルに接続することにより、共振周波数をずらせて、ベースステーション101内に設けられた、送信アンテナ及び受信アンテナとして作用するコイル104において、このコイル104の信号に振幅変動を誘導する。このとき、トランスポンダ100のコイル103は、ベースステーション101から伝送された周波数に同調した共振回路の1部を構成しており、最大エネルギ伝送がベースステーション101からトランスポンダ100に起こる。そして、このコイル104における信号の振幅変調を解析することにより、データの復調を行っている。   That is, by connecting the capacitor Cload to the coil of the transponder 100, the resonance frequency is shifted, and the coil 104 provided in the base station 101 acting as a transmitting antenna and a receiving antenna has an amplitude in the signal of the coil 104. Inducing variation. At this time, the coil 103 of the transponder 100 forms part of a resonant circuit tuned to the frequency transmitted from the base station 101, and maximum energy transmission occurs from the base station 101 to the transponder 100. The data is demodulated by analyzing the amplitude modulation of the signal in the coil 104.

ここで、従来のデータ転送装置は、図4に示すように、コイル104における振幅変調を解析するため、結合器201をコイル104に結合させ、交流信号成分を抽出し、直線検波器202により直線検波を行い、所定の周波数領域をBPF(バンドパスフィルタ)203により抽出する。そして、AGC(オートゲインコントロールアンプ)204により信号レベルを所定の強度に増幅して、コンパレータが信号の有無、すなわち1(Hレベル)/0(Lレベル)のいずれのレベルであるかの判定を行い、復号処理部206がこの判定結果に基づき、トランスポンダ100からベースステーション101へ送信されたデータの復号処理を行う。   Here, as shown in FIG. 4, in the conventional data transfer apparatus, in order to analyze the amplitude modulation in the coil 104, the coupler 201 is coupled to the coil 104, the AC signal component is extracted, and the linear detector 202 linearly analyzes it. Detection is performed, and a predetermined frequency region is extracted by a BPF (band pass filter) 203. Then, the signal level is amplified to a predetermined intensity by an AGC (auto gain control amplifier) 204, and the presence or absence of the signal, that is, whether the level is 1 (H level) / 0 (L level) is determined. The decoding processing unit 206 decodes the data transmitted from the transponder 100 to the base station 101 based on the determination result.

ここで、図5に示す式から判るように、コイル103のインダクタンスやコンデンサCloadがばらつくことにより、共振周波数(f)が変化することとなる。このため、スイッチの共振周波数を変化したときと、変化させないときの振幅差が十分得られず、信号をコンパレータ205により比較することが出来なくなる。このため、図6に示すように、外付けされているコンデンサCloadの容量をトリミングに調整することが行われている。   Here, as can be seen from the equation shown in FIG. 5, the resonance frequency (f) changes due to variations in the inductance of the coil 103 and the capacitor Cload. For this reason, an amplitude difference between when the resonance frequency of the switch is changed and when it is not changed cannot be obtained sufficiently, and the signal cannot be compared by the comparator 205. For this reason, as shown in FIG. 6, the capacitance of the externally attached capacitor Cload is adjusted to trimming.

しかしながら、低価格のRF-ID等においては、外部に容量成分(コンデンサCload)を作成し、これをトリミングで調整するという工程が増加するため、製造原価を低下させることができないという問題がある。
このため、図7に示す構成のベースステーションの受信装置は、図7に示す回路により、強度だけでなく、位相変化をも検出するようにして、タグ符号化周期偏差による復号化誤差を改善させて、信号の変調解析を容易にしたため、コンデンサCloadをRF-ID内に作り込むことが可能となり、RF-IDを低価格化することを可能にした(特許文献1参照)。
特開平09−247227号公報
However, a low-cost RF-ID or the like has a problem that the manufacturing cost cannot be reduced because a process of creating a capacitance component (capacitor Cload) outside and adjusting it by trimming increases.
For this reason, the base station receiving apparatus having the configuration shown in FIG. 7 uses the circuit shown in FIG. 7 to detect not only the intensity but also the phase change to improve the decoding error due to the tag encoding period deviation. Since the modulation analysis of the signal is facilitated, the capacitor Cload can be built in the RF-ID, and the price of the RF-ID can be reduced (see Patent Document 1).
JP 09-247227 A

しかしながら、上記従来例においては、位相を合わせる処理を行うものの、実質的に同相成分によりベースバンド信号(伝送される符号化されたデータ)の再生を行うため、トランスポンダとベースステーションとの共振周波数の偏差(すなわち、変動範囲)が大きくなると、また到達距離が短いため、振幅の変位量が小さくなり、S/N比が悪化し、検出率が低下してしまう。   However, in the above conventional example, although the phase matching process is performed, since the baseband signal (encoded data to be transmitted) is reproduced substantially by the in-phase component, the resonance frequency of the transponder and the base station is reduced. When the deviation (that is, the fluctuation range) is large, the reach distance is short, and therefore the amplitude displacement is small, the S / N ratio is deteriorated, and the detection rate is lowered.

上記共振周波数の変動は、コンデンサC2のばらつき,容量の温度特性,貼付する検出物(本など)の有する誘電率のばらつきなどの多くの要因に基づいている。このため、上記従来例においては、トランスポンダをタグとして用いる場合に、検出率を満足させるものを選択するため、歩留まりが悪くなり、製造原価を低下させることが困難である。
さらに、特許文献1においては、直交変換した後に、得られたI信号及びQ信号の振幅を直接に論理組み合わせして、信号の検出を行っているため、S/N比が改善されておらず、十分に検出率を向上させることができない。
The variation in the resonance frequency is based on many factors such as variations in the capacitor C2, temperature characteristics of the capacitance, and variations in the dielectric constant of a detection object (such as a book) to be attached. For this reason, in the above conventional example, when a transponder is used as a tag, the one that satisfies the detection rate is selected, so that the yield deteriorates and it is difficult to reduce the manufacturing cost.
Furthermore, in Patent Document 1, since the signal is detected by directly logically combining the amplitudes of the obtained I signal and Q signal after orthogonal transformation, the S / N ratio is not improved. The detection rate cannot be improved sufficiently.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成により、トランスポンダの共振周波数のばらつきの許容範囲を広げ、トランスポンダの検出率を向上させ、IC(トランスポンダ)の歩留まりを改善して、タグ符号化周期偏差(変調周波数の偏差)による復号化誤差の改善を可能とするデータ転送システム及びベースステーションの制御プログラムの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and with a simple configuration, the allowable range of variation in the resonance frequency of the transponder is increased, the detection rate of the transponder is improved, and the yield of the IC (transponder) is improved. Another object of the present invention is to provide a data transfer system and a base station control program capable of improving a decoding error due to a tag encoding cycle deviation (modulation frequency deviation).

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、受動トランスポンダとベースステーションとで構成されるデータ転送システムであり、前記受動トランスポンダが情報の伝達を、搬送波の負荷変調により行い、前記ベースステーションが、前記負荷変調された搬送波を直交検波してI信号及びQ信号を出力する直交検波器と、I信号及びQ信号各々を、所定の周波数でサンプリングして、それぞれデジタルデータに変換するA/D変換器と、前記I信号及びQ信号各々のデジタルデータを加算して合成し、デジタル波形として出力する加算器と、前記デジタル波形から、前記情報を抽出する抽出部とを有することを特徴とするデータ転送システムである。   The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 is a data transfer system including a passive transponder and a base station, and the passive transponder transmits information. The base station performs quadrature detection of the load-modulated carrier wave and outputs an I signal and a Q signal, and each of the I signal and the Q signal is sampled at a predetermined frequency. The information is extracted from the digital waveform, an A / D converter that converts the data into digital data, an adder that adds and synthesizes the digital data of each of the I and Q signals, and outputs the resulting digital waveform. And a data transfer system.

また、請求項2に記載の発明は、合成したデジタル波形信号のS/N比を最大とするように、前記デジタルデータ各々に乗算する重み係数を求める適応制御部と、前記デジタルデータ各々に、前記重み係数を乗算する乗算器とを更に有することを特徴とする請求項1記載のデータ転送システムである。   According to a second aspect of the present invention, an adaptive control unit that obtains a weighting coefficient to be multiplied to each of the digital data so as to maximize the S / N ratio of the combined digital waveform signal, and each of the digital data, The data transfer system according to claim 1, further comprising a multiplier for multiplying the weighting factor.

また、請求項3に記載の発明は、前記負荷変調が容量負荷変調であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のデータ転送システムである。   The invention according to claim 3 is the data transfer system according to claim 1 or 2, wherein the load modulation is capacitive load modulation.

また、請求項4に記載の発明は、前記A/D変換器が変調周波数の2倍以上のサンプリング周波数により、デジタルデータを生成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの項に記載のデータ転送システムである。   The invention according to claim 4 is characterized in that the A / D converter generates digital data at a sampling frequency that is twice or more the modulation frequency. The data transfer system according to the item.

また、請求項5に記載の発明は、前記抽出部が、前記サンプリング周波数に同期して、デジタル波形の信号レベルを判定する判定器と、前記サンプリング周波数に同期して、あらかじめ設定された符号化パターンと、前記デジタル波形との内積を求めて、ピーク値として前記情報を復号するマッチドフィルタとを有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかの項に記載のデータ転送システムである。   Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the extraction unit determines a signal level of a digital waveform in synchronization with the sampling frequency, and a preset encoding in synchronization with the sampling frequency. 5. The data transfer system according to claim 1, further comprising a matched filter that obtains an inner product of a pattern and the digital waveform and decodes the information as a peak value. 6. is there.

また、請求項6に記載の発明は、変調周波数の偏差を求め、この偏差に基づいて復号タイミングを抽出し、前記マッチドフィルタでの復号タイミングを制御する同期回路を有することを特徴とする請求項5に記載のデータ転送システムである。   The invention described in claim 6 further includes a synchronization circuit that obtains a deviation of the modulation frequency, extracts a decoding timing based on the deviation, and controls the decoding timing in the matched filter. 5. The data transfer system according to 5.

また、請求項7に記載の発明は、前記同期回路が、異なる偏差に対応したディレイ各々を前記デジタル波形に与え、自己相関により相関値を出力する複数のオフセット推定回路と、前記相関値から最も相関の高い変調周波数の偏差を抽出し、この偏差を有する変調周波数の推定周波数信号を出力する選択回路と、前記選択回路からの推定周波数信号と、遅延回路により遅延されたデジタル波形とを比較して、前記推定周波数信号の周波数の微調整を行うタイミング復調回路とを有することを特徴とする請求項6記載のデータ転送システムである。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a plurality of offset estimation circuits in which the synchronization circuit gives delays corresponding to different deviations to the digital waveform and outputs a correlation value by autocorrelation, The selection circuit that extracts the deviation of the modulation frequency having a high correlation and outputs the estimated frequency signal of the modulation frequency having this deviation is compared with the estimated frequency signal from the selection circuit and the digital waveform delayed by the delay circuit. The data transfer system according to claim 6, further comprising a timing demodulation circuit that finely adjusts the frequency of the estimated frequency signal.

また、請求項8に記載の発明は、前記トランスポンダが、シート状の平面コイルを備え、検出物に貼付されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかの項に記載のデータ転送システムである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the data according to any one of the first to seventh aspects, the transponder includes a sheet-like planar coil and is affixed to a detection object. It is a transfer system.

また、請求項9に記載の発明は、受動トランスポンダと無線通信を行うベースステーションの制御プログラムであって、前記トランスポンダから搬送波の負荷変調により伝達される情報を受信し、直交検波することによりI信号及びQ信号を出力させる第1のステップと、前記第1のステップで出力された前記I信号及びQ信号各々を所定の周波数でサンプリングさせ、それぞれデジタルデータに変換させる第2のステップと、前記第2のステップで変換された前記I信号及びQ信号各々のデジタルデータを加算して合成させ、デジタル波形として出力させる第3のステップと、前記第3のステップで出力された前記デジタル波形から、前記情報を抽出させる第4のステップとをコンピュータに実行させるためのベースステーションの制御プログラムである。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a control program for a base station that performs wireless communication with a passive transponder. And a first step of outputting a Q signal, a second step of sampling each of the I signal and the Q signal output in the first step at a predetermined frequency and converting each of the I signal and the Q signal into digital data, The third step of adding and synthesizing the digital data of each of the I signal and Q signal converted in step 2 and outputting as a digital waveform, and the digital waveform output in the third step, A base station control program for causing a computer to execute a fourth step of extracting information. A gram.

また、請求項10に記載の発明は、合成したデジタル波形信号のS/N比を最大とするように、前記デジタルデータ各々に乗算する重み係数を算出させる第5のステップと、前記第2のステップで変換したデジタルデータ各々に、第5のステップで算出した前記重み係数を乗算させる第6のステップとを更にコンピュータに実行させるための請求項9に記載のベースステーションの制御プログラムである。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a fifth step of calculating a weighting factor by which each digital data is multiplied so as to maximize the S / N ratio of the combined digital waveform signal, and the second step. The base station control program according to claim 9, further causing a computer to execute a sixth step of multiplying each digital data converted in the step by the weighting factor calculated in the fifth step.

また、請求項11に記載の発明は、前記第1のステップにおいて、前記トランスポンダから搬送波の容量負荷変調により伝達される情報を受信し、直交検波することによりI信号及びQ信号を出力させることを特徴とする請求項9または請求項10に記載のベースステーションの制御プログラムである。   According to an eleventh aspect of the invention, in the first step, information transmitted by capacitive load modulation of a carrier wave is received from the transponder, and an I signal and a Q signal are output by performing quadrature detection. 11. The base station control program according to claim 9 or 10, wherein the base station control program is characterized by the following.

また、請求項12に記載の発明は、前記第2のステップにおいて、前記第1のステップで出力された前記I信号及びQ信号各々を変調周波数の2倍以上のサンプリング周波数でサンプリングさせ、それぞれデジタルデータに変換させることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれかの項に記載のベースステーションの制御プログラムである。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the second step, each of the I signal and the Q signal output in the first step is sampled at a sampling frequency that is twice or more of a modulation frequency, 12. The base station control program according to claim 9, wherein the base station control program converts the data into data.

また、請求項13に記載の発明は、前記サンプリング周波数に同期して、デジタル波形の信号レベルを判定させる第7のステップと、前記サンプリング周波数に同期して、あらかじめ設定された符号化パターンと、前記デジタル波形との内積を求めて、ピーク値として前記情報を復号させる第8のステップとを更にコンピュータに実行させるための請求項9から請求項12のいずれかの項に記載のベースステーションの制御プログラムである。   The invention according to claim 13 is a seventh step of determining a signal level of a digital waveform in synchronization with the sampling frequency, a coding pattern set in advance in synchronization with the sampling frequency, The base station control according to any one of claims 9 to 12, for causing the computer to further execute an eighth step of obtaining an inner product with the digital waveform and decoding the information as a peak value. It is a program.

また、請求項14に記載の発明は、前記変調周波数の偏差を算出させ、この偏差に基づいて復号タイミングを抽出させ、前記第8のステップにおける復号タイミングを制御させる第9のステップを更にコンピュータに実行させるための請求項13に記載のベースステーションの制御プログラムである。   According to a fourteenth aspect of the present invention, the computer further includes a ninth step of calculating a deviation of the modulation frequency, extracting a decoding timing based on the deviation, and controlling the decoding timing in the eighth step. 14. A base station control program according to claim 13 for execution.

また、請求項15に記載の発明は、異なる偏差に対応したディレイ各々を前記デジタル波形に与え、自己相関により複数の相関値を出力させる第10のステップと、前記第10のステップで出力した複数の相関値から最も相関の高い変調周波数の偏差を抽出させ、この偏差を有する変調周波数の推定周波数信号を出力させる第11のステップと、前記第11のステップで出力された推定周波数信号と、遅延されたデジタル波形とを比較させて、前記推定周波数信号の周波数の微調整を行わせる第12のステップとを更にコンピュータに実行させるための請求項14に記載のベースステーションの制御プログラムである。   The invention according to claim 15 provides a tenth step of giving each of the delays corresponding to different deviations to the digital waveform and outputting a plurality of correlation values by autocorrelation, and a plurality of outputs outputted in the tenth step. An eleventh step of extracting a deviation of the modulation frequency having the highest correlation from the correlation value of the output, and outputting an estimated frequency signal of the modulation frequency having the deviation; an estimated frequency signal output in the eleventh step; and a delay 15. The base station control program according to claim 14, further comprising: causing the computer to execute a twelfth step of comparing the digital waveform thus obtained and performing fine adjustment of the frequency of the estimated frequency signal.

以上説明したように、本発明の実施形態によるデータ転送システムは、判定器が、振幅変調(及び位相変調)された波形において、合成したデジタル波形信号のS/N比が最大となるよう補正し、Q成分(Q信号)の振幅をも振幅変調の実数成分として、I成分(I信号)の振幅に加算して、入力される波形を実数の合成値として抽出するので、トランスポンダの共振周波数のばらつきに対する許容範囲を広げ、入力される波形のS/N比を向上させることが可能となり、かつ、伝達されるエネルギが微弱なものであってもベースバンド信号を再生することが可能となり、さらに共振周波数を設定する容量の微調整が必要なくなり、IC内部にこの容量を作り込むことが可能となり、製造原価を大幅に低下させることができる。   As described above, in the data transfer system according to the embodiment of the present invention, the determiner corrects the S / N ratio of the synthesized digital waveform signal to the maximum in the amplitude-modulated (and phase-modulated) waveform. Since the amplitude of the Q component (Q signal) is also added to the amplitude of the I component (I signal) as a real component of amplitude modulation, and the input waveform is extracted as a composite value of the real number, the resonance frequency of the transponder It is possible to widen the tolerance for variation, improve the S / N ratio of the input waveform, and reproduce the baseband signal even if the transmitted energy is weak, Fine adjustment of the capacity for setting the resonance frequency is not required, and this capacity can be built in the IC, and the manufacturing cost can be greatly reduced.

また、本発明の実施形態によるデータ転送システムは、マッチドフィルタにより、入力されるベースバンド信号と符号化パターンとの内積(相関)を求めて、相関値により送信された信号を検出するため、広帯域にサンプリングされた熱雑音を除去することができ、かつ、内積の結果において相関値のピーク周期から符号化周期を推定して、トランスポンダの周波数オフセット(変調周波数の偏差)を補償している。このため、本発明の実施形態によるデータ転送システムは、復号化の位相ずれによりベースバンド信号(伝送するデータ)の検出率が低下し、従来例のように受信品質が劣化することを防止、すなわちタグ符号化周期偏差(変調周波数の偏差)による復号化誤差を改善する。   In addition, the data transfer system according to the embodiment of the present invention obtains the inner product (correlation) between the input baseband signal and the coding pattern by the matched filter, and detects the signal transmitted by the correlation value. In addition, the coding period is estimated from the peak period of the correlation value in the inner product result to compensate for the transponder frequency offset (modulation frequency deviation). For this reason, the data transfer system according to the embodiment of the present invention prevents the detection rate of the baseband signal (data to be transmitted) from being lowered due to the phase shift of decoding, and prevents the reception quality from being deteriorated as in the conventional example, that is, Decoding error due to tag coding period deviation (modulation frequency deviation) is improved.

本発明の実施形態によるデータ転送システムは、受動トランスポンダとベースステーションとで構成されるデータ転送装置であり、受動トランスポンダが情報の伝達を、搬送波の負荷変調により行い、ベースステーションが、入力される負荷変調された搬送波を直交検波してI信号及びQ信号を出力する直交検波器と、I信号及びQ信号各々を、所定の周波数でサンプリングして、それぞれデジタルデータに変換するA/D変換器と、I信号及びQ信号各々のデジタルデータを加算して合成し、デジタル波形として出力する加算器と、デジタル波形から、情報を抽出する抽出部とを有している。   A data transfer system according to an embodiment of the present invention is a data transfer apparatus including a passive transponder and a base station. The passive transponder transmits information by load modulation of a carrier wave, and the base station receives an input load. A quadrature detector that quadrature-detects the modulated carrier wave and outputs an I signal and a Q signal; an A / D converter that samples each of the I signal and the Q signal at a predetermined frequency and converts them into digital data; , An adder that adds and synthesizes the digital data of each of the I signal and the Q signal and outputs the resultant as a digital waveform, and an extraction unit that extracts information from the digital waveform.

以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態であるデータ転送装置の説明を行う。
図1は第1の実施形態によるデータ転送装置のベースステーションにおける受信部の構成例を示す図面である。トランスポンダの構成は、図5のトランスポンダ101の構成と同様であるため、再度の説明を省略する。コイル103及び104はシート状のコイル(平面コイル)である。
結合器2は例えばコンデンサ105及び抵抗106(コイル104の寄生抵抗)との接合点に結合されている。直交検波器3は、結合器2から入力される、変調された搬送波の直交検波を行い、I成分及びQ成分を各々BPF(バンドパスフィルタ)・4,5へ出力する。BPF・4,5は変調周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタである。ここで、トランスポンダ100において周波数変調されるデータは、例えば、マンチェスタコードにより符号化されたデータである。
Hereinafter, a data transfer apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a receiving unit in a base station of a data transfer apparatus according to a first embodiment. The configuration of the transponder is the same as the configuration of the transponder 101 in FIG. The coils 103 and 104 are sheet-like coils (planar coils).
The coupler 2 is coupled to a junction point between the capacitor 105 and the resistor 106 (parasitic resistance of the coil 104), for example. The quadrature detector 3 performs quadrature detection of the modulated carrier wave input from the coupler 2 and outputs an I component and a Q component to BPFs (band pass filters) 4 and 5, respectively. BPFs 4 and 5 are band-pass filters that pass the modulation frequency band. Here, the data frequency-modulated in the transponder 100 is, for example, data encoded by Manchester code.

ADC(A/D変換器)・6,7は、BPF・4,5から入力されるアナログの交流信号を、所定のサンプリング周波数でサンプリングして、デジタル値の振幅データとして出力する。乗算器8,9は、適応制御部10,11から各々出力される重み係数α,βを、それぞれデジタル変換された振幅データに乗算する。加算器12は、I信号及びQ信号の振幅データを加算する。判定器13は、加算されたデータが「0」より大きいか否かの判定を行う。マッチドフィルタ14は、予め記憶されている符号化パターン(例えばマンチェスタ符号パターン)と、加算器12から時系列に入力される判定データとの相関を判定する。復号処理部15は、マッチドフィルタ14からの相関値により、ベースバンド信号のデータの復号(マンチェスタコードからの復号)処理を行う。   The ADCs (A / D converters) 6 and 7 sample the analog alternating current signal input from the BPFs 4 and 5 at a predetermined sampling frequency, and output the result as digital amplitude data. The multipliers 8 and 9 multiply the weighted coefficients α and β output from the adaptive control units 10 and 11, respectively, by the digitally converted amplitude data. The adder 12 adds the amplitude data of the I signal and the Q signal. The determiner 13 determines whether the added data is greater than “0”. The matched filter 14 determines a correlation between a pre-stored encoding pattern (for example, Manchester code pattern) and determination data input in time series from the adder 12. Based on the correlation value from the matched filter 14, the decoding processing unit 15 performs a process of decoding baseband signal data (decoding from Manchester code).

次に、図1を参照して、本発明の第1の実施形態であるデータ転送装置の動作例を説明する。
コイル104はトランスポンダ100のコイル103と結合することにより、エネルギーの電送を行う。このとき、トランスポンダ100とベースステーション101との共振周波数が同様である場合、伝送されるエネルギは最大となる。
Next, an example of the operation of the data transfer apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The coil 104 couples with the coil 103 of the transponder 100 to transmit energy. At this time, when the resonant frequencies of the transponder 100 and the base station 101 are the same, the transmitted energy is maximized.

結合器2は、例えば、図4におけるコンデンサ105及び抵抗106の接続点に接続され、コイル104の交流データ(受信信号)を抽出する。直交検波器3は結合器2から入力される交流データの直交検波を行い、I信号及びQ信号を出力する。BPF・4は、I信号の所定の周波数帯域の周波数成分を、I-B信号として通過させる。同様に、BPF・5は、所定の周波数帯域の周波数成分を、Q-B信号として通過させる。ここで、所定の周波数帯域は、トランスポンダ100におけるスイッチ102をオン/オフさせる変調周波数近傍とする。   For example, the coupler 2 is connected to a connection point between the capacitor 105 and the resistor 106 in FIG. 4 and extracts AC data (received signal) of the coil 104. The quadrature detector 3 performs quadrature detection of the AC data input from the coupler 2 and outputs an I signal and a Q signal. The BPF 4 passes a frequency component of a predetermined frequency band of the I signal as an I-B signal. Similarly, the BPF 5 passes a frequency component in a predetermined frequency band as a Q-B signal. Here, the predetermined frequency band is in the vicinity of the modulation frequency at which the switch 102 in the transponder 100 is turned on / off.

ADC(アナログ/デジタル変換器)・6は、BPF・4から入力されるI-B信号を、所定のサンプリング周波数、例えば、上記変調周波数(例えば70kHz)の8倍の周波数(例えば、560kHzのサンプリング周波数)によりサンプリングし、サンプリングしたゼロクロスの交流信号を、A/D変換し、I-D信号(デジタル値の振幅データ)として出力する。同様に、ADC・7は、BPF・5から入力されるQ-B信号を、上記所定のサンプリング周波数によりサンプリングし、入力されるゼロクロスの交流信号のA/D変換を行い、Q-D信号として出力する。   The ADC (Analog / Digital Converter) 6 receives an I-B signal input from the BPF 4 at a predetermined sampling frequency, for example, a frequency eight times the modulation frequency (for example, 70 kHz) (for example, sampling at 560 kHz). Frequency), and the sampled zero-cross AC signal is A / D converted and output as an I-D signal (digital value amplitude data). Similarly, the ADC 7 samples the Q-B signal input from the BPF 5 at the predetermined sampling frequency, performs A / D conversion of the input zero-cross AC signal, and generates a Q-D signal. Output.

乗算器8は、上記I-D信号に対して、所定の重み係数αを乗算し、乗算結果を出力する。同様に、乗算器9は、上記Q-D信号に対して、所定の重み係数βを乗算し、乗算結果を出力する。加算器12は、重み係数α,βが各々乗算されたI-D信号とQ-D信号とを加算合成して波形をデジタルデータ(以下、デジタル波形)として再生する。そして、判定器13は、上記デジタル波形をリファレンスの基準波形と比較し、「H(+1)」レベルまたは「L(−1)」レベルのデータのいずれかであるかの判定を行い、時系列にマッチドフィルタ14へ、判定結果、すなわち、「H」であればビットデータとして「1」を出力し、「L」であればビットデータとして「0」を出力する。   The multiplier 8 multiplies the ID signal by a predetermined weight coefficient α and outputs a multiplication result. Similarly, the multiplier 9 multiplies the Q-D signal by a predetermined weight coefficient β and outputs a multiplication result. The adder 12 adds and synthesizes the I-D signal and the Q-D signal multiplied by the weighting factors α and β, respectively, and reproduces the waveform as digital data (hereinafter, digital waveform). Then, the determiner 13 compares the digital waveform with a reference reference waveform, determines whether it is “H (+1)” level data or “L (−1)” level data, and performs time series. The matched filter 14 outputs a determination result, that is, “1” as bit data if “H”, and “0” as bit data if “L”.

また、判定器13は、トランスポンダ100からの通信開始時点に送られるトレーニング信号のデジタル波形の振幅平均値を求めて、この振幅平均値と「0V」との振幅差を、適応制御部10へ出力する。さらに、判定器13は、同様に、上記トレーニング信号の振幅平均値と、「0V」との振幅差を、適応制御部11へ出力する。適応制御部10は、振幅差が入力される毎に、前回出力した重み係数αに基づき、この振幅差を最小とするように(S/N比を最大とするように)、新たな重み係数αを生成して、乗算器8へ出力する。適応制御部11も、同様に、振幅差が入力される毎に、前回出力した重み係数βに基づき、この振幅差を最小とするように、新たな重み係数βを生成して、乗算器9へ出力する。すなわち、適応制御部10,11の求める重み係数α,βにより、S/N比を最大として、合成信号におけるノイズの影響を排除して、双方を仮想的に同相成分(実成分)として、デジタル波形として加算合成を可能としている。   Further, the determiner 13 obtains the average amplitude value of the digital waveform of the training signal sent from the transponder 100 at the start of communication, and outputs the amplitude difference between the average amplitude value and “0 V” to the adaptive control unit 10. To do. Furthermore, the determiner 13 similarly outputs the amplitude difference between the amplitude average value of the training signal and “0 V” to the adaptive control unit 11. Each time the amplitude difference is input, the adaptive control unit 10 sets a new weighting factor so as to minimize the amplitude difference (to maximize the S / N ratio) based on the previously output weighting factor α. α is generated and output to the multiplier 8. Similarly, each time the amplitude difference is input, the adaptive control unit 11 generates a new weighting factor β based on the weighting factor β output last time so as to minimize this amplitude difference, and the multiplier 9 Output to. That is, the S / N ratio is maximized by the weighting coefficients α and β obtained by the adaptive control units 10 and 11, the influence of noise in the synthesized signal is eliminated, and both are virtually in-phase components (real components) as digital Additive synthesis is possible as a waveform.

ここで、適応制御部10及び11は、上述の説明において、LMS(Least Mean Squares)の適応制御アルゴリズムにより上記処理を行っているが、これに限らず、RLS(Recursive Least Squares)等の他の適応制御アルゴリズムを用いることも可能である。また、上述したトレーニング信号は、「H(+1)」レベル及び「L(−1)」レベルが時系列に、かつ周期的に並んだゼロクロス信号であり、理想的には平均値を演算すると「0」となる、複数ビット構成のデータ信号である。   Here, in the above description, the adaptive control units 10 and 11 perform the above-described processing using an LMS (Least Mean Squares) adaptive control algorithm, but the present invention is not limited to this, and other types such as RLS (Recursive Least Squares). An adaptive control algorithm can also be used. The training signal described above is a zero-cross signal in which the “H (+1)” level and the “L (−1)” level are arranged in time series and periodically. Ideally, when the average value is calculated, This is a data signal having a multi-bit configuration that is “0”.

ここで説明したトレーニング信号の入力及び解析は、トランスポンダ100とベースステーション101との通信が開始された時点のみに行われる。上述したように、適応制御部10及び11各々において、トレーニング信号の解析により、重み係数α及びβが決定されると、通信終了までこの重み係数α,βが用いられ、適応制御部10及び11各々は新たな重み係数の演算は行わない。すなわち、実際のベースバンド信号の解析において、加算器12は、トレーニング信号により求められた重み係数α,βが乗算器8,9により乗算されたI-D信号及びQ-D信号の加算合成を行う。   The input and analysis of the training signal described here is performed only when communication between the transponder 100 and the base station 101 is started. As described above, when the weighting factors α and β are determined in the adaptive control units 10 and 11 by analyzing the training signal, the weighting factors α and β are used until the end of communication. Each does not calculate a new weighting factor. That is, in the actual analysis of the baseband signal, the adder 12 adds and combines the ID signal and the QD signal obtained by multiplying the weighting coefficients α and β obtained from the training signal by the multipliers 8 and 9. Do.

次に、判定器13は、トレーニング信号により、所定の重み係数α,βが設定された後は、重み係数α,βが乗算されたI-D信号及びQ-D信号が加算合成された波形データを、すなわち、実際の伝達される情報である波形データを、加算器12から入力する。そして、判定器13は、上記波形データの信号レベルを判定、すなわちリファレンス値の「0」を超えているか、すなわち「H(+1)」レベルであるか、または「0」以下であるか、すなわち「L(−1)」レベルであるか、いずれのレベルであるかの判定を、サンプリング周波数と同期して行い、判定結果を時系列に出力する。   Next, after the predetermined weighting factors α and β are set by the training signal, the determiner 13 adds and synthesizes the I-D signal and the Q-D signal multiplied by the weighting factors α and β. Data, that is, waveform data that is actually transmitted information is input from the adder 12. Then, the determiner 13 determines the signal level of the waveform data, that is, whether it exceeds the reference value “0”, that is, the “H (+1)” level, or is “0” or less, that is, Whether the level is “L (−1)” is determined in synchronization with the sampling frequency, and the determination results are output in time series.

また、加算器12は、同相成分(I信号)と直交成分(Q信号)とが、SN比(信号対雑音比)を最大に近い状態において、振幅値を加算合成することができるため、トランスポンダ100における負荷変調により、変調された実数及び虚数2つのインピーダンス成分を時間軸上の一次元信号(デジタル波形の振幅)として再生することができる。すなわち、判定器13は、振幅変調(及び位相変調)された波形において、I信号とQ信号とのS/N比が最大となるよう補正し、Q成分の振幅をも振幅変調の実数成分として、I成分の振幅に加算して、入力される波形を実数の合成値として抽出する。   Further, the adder 12 can add and synthesize the amplitude value when the in-phase component (I signal) and the quadrature component (Q signal) are close to the maximum SN ratio (signal-to-noise ratio). By the load modulation at 100, the modulated real and imaginary two impedance components can be reproduced as a one-dimensional signal (amplitude of the digital waveform) on the time axis. That is, the determiner 13 corrects the amplitude-modulated (and phase-modulated) waveform so that the S / N ratio between the I signal and the Q signal is maximized, and the amplitude of the Q component is also used as a real component of the amplitude modulation. , The input waveform is extracted as a real composite value.

次に、マッチドフィルタ14は、サンプリング周波数と同期して、時系列に入力されるデジタル波形と、予め設定された符号化パターンとの内積を求める(比較して相関を求める)。すなわち、マッチドフィルタ14は、符号化パターン及びデジタル波形の、波形形状の相関を求め、デジタル波形が符号化パターンと同様の形状であれば正の相関であるとし、正のピークとして正相関信号(例えば、「H」レベル)を出力する。ここで、マッチドフィルタは、サンプリング周波数と同期して、比較されるデジタル波形の各データを、順次シフトするFIFO(ファーストインファーストアウト)型のレジスタを有しており、サンプリング周波数に同期して、レジスタ内のデジタル波形の各データと、符号化パターンの対応する位置のデータとの内積を演算して(相関を求めて)、各々の形状の比較を行う。ここで、符号化パターンは、例えば、マンチェスタコードの「H」レベルから「L」レベルに変化するパターンとして設定されている。   Next, the matched filter 14 obtains an inner product (comparison is obtained by comparison) between the digital waveform input in time series and a preset coding pattern in synchronization with the sampling frequency. That is, the matched filter 14 obtains the correlation of the waveform shape of the coding pattern and the digital waveform. If the digital waveform has the same shape as the coding pattern, the matched filter 14 has a positive correlation and a positive correlation signal ( For example, “H” level) is output. Here, the matched filter has a FIFO (first in first out) type register that sequentially shifts each data of the digital waveform to be compared in synchronization with the sampling frequency, and in synchronization with the sampling frequency, The inner product of each data of the digital waveform in the register and the data at the corresponding position of the coding pattern is calculated (correlation is obtained), and the respective shapes are compared. Here, for example, the encoding pattern is set as a pattern that changes from the “H” level of the Manchester code to the “L” level.

一方、マッチドフィルタ14は、符号化パターンと、デジタル波形とを比較し、符号化パターンと、デジタル波形との「H」及び「L」の対応が逆であれば負の相関であるとし、負のピークとして負相関信号(例えば、「L」レベル)を出力する。ここで、マッチドフィルタ14は、内積の結果のピークの周期、すなわち上記正相関信号及び負相関信号から、符号化周期を検出し、デジタル波形の周波数オフセット(偏差)を補償する。   On the other hand, the matched filter 14 compares the encoded pattern with the digital waveform, and if the correspondence between “H” and “L” between the encoded pattern and the digital waveform is reversed, it is determined that the correlation is negative. A negative correlation signal (for example, “L” level) is output as the peak of. Here, the matched filter 14 detects the encoding period from the period of the peak of the result of the inner product, that is, the positive correlation signal and the negative correlation signal, and compensates the frequency offset (deviation) of the digital waveform.

マッチドフィルタ14において、相関値のピークのレベルを所定の値に設定しておくことにより、ある程度のデジタル波形と符号化パターンとの相関がとれれば、データの再生が可能となり、変調周波数のばらつきに対する共用範囲を広げることができる。
そして、復号処理部15は、マッチドフィルタ14からの相関ピークの値(HまたはL)に基づき、マンチェスタコードを復号して、ビットデータ列を得て、トランスポンダ100から伝達された情報を判定する。
In the matched filter 14, by setting the peak level of the correlation value to a predetermined value, if a certain degree of correlation between the digital waveform and the coding pattern is obtained, data can be reproduced, and variations in modulation frequency can be prevented. The shared range can be expanded.
Then, the decoding processing unit 15 decodes the Manchester code based on the correlation peak value (H or L) from the matched filter 14 to obtain a bit data string, and determines the information transmitted from the transponder 100.

そして、上述した受信部の構成により、図2に示すように、入力される波形のS/N比を向上させることが可能となる。この図においてI信号(従来における判定に用いていたデータ)のS/N比が破線(■)で示され、Q信号のS/N比が一点鎖線(◆)で示され、デジタル波形(I信号及びQ信号の合成波形)のS/N比が実線(●)で示されている。従来の同相の振幅のみを用いた場合に比較して、振幅変調による周波数の変調が起こったとき、13.56MHzの共振周波数に1MHzの変調が起こった場合、本発明は従来例、すなわちI信号のみを用いた場合に比較して、15dBのS/N比の改善が見られる。   With the configuration of the receiving unit described above, the S / N ratio of the input waveform can be improved as shown in FIG. In this figure, the S / N ratio of the I signal (data used in the conventional determination) is indicated by a broken line (■), the S / N ratio of the Q signal is indicated by a one-dot chain line (♦), and the digital waveform (I The S / N ratio of the combined waveform of the signal and the Q signal is indicated by a solid line (●). Compared to the conventional case where only the in-phase amplitude is used, when the frequency modulation by the amplitude modulation occurs, when the 1 MHz modulation occurs at the resonance frequency of 13.56 MHz, the present invention is the conventional example, that is, the I signal. Compared to the case of using only S, the S / N ratio is improved by 15 dB.

図3に示すように、ベースステーション101のコイル104の間、すなわちゲート(Master,Slave)の間を、トランスポンダ100、例えばRF−IDを通過させるとする。このとき、RF−IDのコイル103のコイル面が「A(y軸-x軸面に平行)」の場合のようにゲート間の磁界(x軸方向)に対して垂直、すなわち、ゲートのコイル104とRF−IDのコイル103とのコイル面が平行となれば、コイル面における磁束密度が十分得られ、効率的にエネルギが伝達され、十分なS/N比を得ることができる。ここで、ゲートのコイル104のコイル面はx軸-z軸面に平行とする。   As shown in FIG. 3, it is assumed that a transponder 100, for example, an RF-ID, is passed between the coils 104 of the base station 101, that is, between the gates (Master, Slave). At this time, the coil surface of the RF-ID coil 103 is perpendicular to the magnetic field between the gates (x-axis direction) as in the case of “A (parallel to the y-axis-x-axis surface)”, that is, the coil of the gate If the coil surfaces of the coil 104 and the RF-ID coil 103 are parallel to each other, a sufficient magnetic flux density is obtained on the coil surface, energy is efficiently transmitted, and a sufficient S / N ratio can be obtained. Here, the coil surface of the gate coil 104 is parallel to the x-axis-z-axis surface.

しかしながら、「B(x軸-z軸面に平行)」及び「C(x軸-y軸面に平行)」の場合のように、上記磁界(x軸方向)に平行、すなわち、ゲートのコイル104とRF−IDのコイル103とのコイル面が垂直に近くなると、コイル面における磁束密度が十分得られ無くなり、エネルギの伝達が非効率となり、大幅にS/N比が劣化することとなり、場合によっては信号の検出自体が不可能となる領域が発生して、RF−IDの通過を認識することが出来なくなる。
トランスポンダ(RF−ID)は、検出物、例えば書籍等に貼付されているものなので、人の持ち方により、磁界に対して、コイル103のコイル面の角度が随時変化することとなる。
However, as in the case of “B (parallel to x-axis and z-axis)” and “C (parallel to x-axis and y-axis)”, it is parallel to the magnetic field (x-axis direction), that is, the coil of the gate. If the coil surface between the coil 104 and the RF-ID coil 103 becomes nearly vertical, the magnetic flux density on the coil surface cannot be obtained sufficiently, the energy transmission becomes inefficient, and the S / N ratio is greatly deteriorated. Depending on the situation, an area where the signal detection itself is impossible occurs, and the passage of the RF-ID cannot be recognized.
Since the transponder (RF-ID) is affixed to an object to be detected, such as a book, the angle of the coil surface of the coil 103 changes at any time with respect to the magnetic field depending on how the person holds it.

本発明の実施形態によるデータ転送システムは、上述した「B」及び「C」のように、磁界とコイル面とが垂直にならず、不十分な振幅変化しか得られない場合であっても、すでに述べたように、I信号及びQ信号の各成分の振幅を加算して、実質的に実数成分を増加させて、ベースバンド信号の再生を行うため、I信号成分しか用いない従来例に比較すると、トランスポンダの共振周波数のばらつきに対する許容範囲を広げ、S/N比を大幅に向上させることが可能となり、ゲート間において、信号が検出されない死角を排除し、いずれの場所を通過したとしてもRF−IDの通過を認識、すなわち検出率を向上することができる。   In the data transfer system according to the embodiment of the present invention, even when the magnetic field and the coil surface are not perpendicular to each other as in “B” and “C” described above and only an insufficient amplitude change is obtained, As described above, the amplitude of each component of the I signal and the Q signal is added to substantially increase the real number component and the baseband signal is reproduced. Compared to the conventional example using only the I signal component. Then, it becomes possible to widen the allowable range with respect to the variation of the resonance frequency of the transponder, and to greatly improve the S / N ratio. -Recognize the passage of ID, that is, improve the detection rate.

また、本発明の実施形態によるデータ転送システムは、周波数変調により伝達する信号の符号化パターンがマンチェスタコードであり、ビットデータがHレベルとLレベルとの組み合わせて符号化されているため、変調周波数において若干の周波数偏差が存在したとしても、マッチドフィルタにより正負の相関を取りやすいという効果がある。   In the data transfer system according to the embodiment of the present invention, the encoding pattern of a signal transmitted by frequency modulation is a Manchester code, and bit data is encoded by a combination of H level and L level. Even if there is a slight frequency deviation, there is an effect that a positive / negative correlation can be easily obtained by the matched filter.

次に、第2の実施形態によるデータ転送装置は、第1の実施形態の構成に加え、図8及び図9に示す、異なる偏差に対応したディレイ各々を加算器12からのデジタル波形に与え、自己相関により相関値を出力する複数のオフセット推定回路21における相関器23〜23と、この推定された相関値から最も相関の高い変調周波数の偏差を抽出し、この偏差を有する変調周波数の推定周波数信号を出力する選択回路24と、選択回路24からの推定周波数信号と、遅延回路により遅延されたデジタル波形とを比較して、推定周波数信号の周波数の微調整を行うタイミング復調回路22とを有している。 Next, in addition to the configuration of the first embodiment, the data transfer device according to the second embodiment gives each of the delays corresponding to the different deviations shown in FIGS. 8 and 9 to the digital waveform from the adder 12, Correlators 23 0 to 23 m in a plurality of offset estimation circuits 21 that output correlation values by autocorrelation, and the deviation of the modulation frequency having the highest correlation is extracted from the estimated correlation values, and the modulation frequency having this deviation is extracted. A selection circuit 24 that outputs an estimated frequency signal; a timing demodulation circuit 22 that performs fine adjustment of the frequency of the estimated frequency signal by comparing the estimated frequency signal from the selection circuit 24 with the digital waveform delayed by the delay circuit; have.

次に、第2の実施形態としての構成を以下に説明する。
より周囲の干渉信号(近傍にある蛍光灯やパーソナルコンピュータなどの発生する電磁波)を除去し、受信信号のSN比を改善するため、図1におけるBPF4及び5を、トランスポンダ100における変調周波数を中心に狭帯域化することが考えられる。
これにより、SN比は改善されるが、受信信号の波形から高次成分が除去されるので、受信信号を復号するときに、共振周波数(サンプリングして復号するタイミング)を、周波数偏差を有している、トランスポンダ100における変調周波数に合わせ、復号における同期を取ることが困難となる。
Next, a configuration as the second embodiment will be described below.
In order to remove the surrounding interference signals (electromagnetic waves generated by nearby fluorescent lamps, personal computers, etc.) and improve the SN ratio of the received signal, BPFs 4 and 5 in FIG. 1 are centered on the modulation frequency in the transponder 100. It is conceivable to narrow the band.
As a result, the SN ratio is improved, but higher-order components are removed from the waveform of the received signal. Therefore, when the received signal is decoded, the resonance frequency (timing for sampling and decoding) has a frequency deviation. It is difficult to achieve synchronization in decoding in accordance with the modulation frequency in the transponder 100.

そのため、第2の実施形態によるベースステーションは、図8に示す同期回路を、図1の加算器12と判定器13との間に介挿した構成とする。
これにより、同期回路により、マッチドフィルタ14に対して、受信信号の変調周波数(偏差を含む)に対応した復号タイミングを与えることができる。
したがって、BPF4,5を狭帯域化してSN比を改善することで、受信信号とベースステーションとの共振周波数におけるトランスポンダ100における変調周波数の偏差に対して、復号時の同期が取りにくくなる欠点を改善することが可能となる。
Therefore, the base station according to the second embodiment has a configuration in which the synchronization circuit shown in FIG. 8 is interposed between the adder 12 and the determiner 13 shown in FIG.
As a result, the synchronization circuit can give the matched filter 14 decoding timing corresponding to the modulation frequency (including deviation) of the received signal.
Therefore, by narrowing the BPFs 4 and 5 to improve the S / N ratio, the defect that the synchronization at the time of decoding is difficult to achieve with respect to the deviation of the modulation frequency in the transponder 100 at the resonance frequency of the received signal and the base station is improved. It becomes possible to do.

以下、図8を参照して、加算器12と判定器13との間に介挿される上記同期回路の説明を行う。図8は、この同期回路の一構成例を示すブロック図である。
同期回路は、加算器12から入力される合成信号(デジタル波形)Dをトレーニング信号を含めた、受信信号のフレーム単位で遅延させる遅延サンプル回路20と、受信信号の変調周波数(すなわち共振周波数)の偏差を推定するオフセット推定回路21と、受信信号の位相及び復号のタイミングを合わせるタイミング復調回路22を有している。
第2の実施形態によるベースステーション101において、同期回路を加算器12と判定器13との間に介挿する以外の構成は、第1の実施形態と同様であるため、同期回路以外の構成については、異なる動作以外の説明を省略する。
Hereinafter, the synchronous circuit inserted between the adder 12 and the determiner 13 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the synchronization circuit.
The synchronization circuit includes a delay sample circuit 20 that delays the synthesized signal (digital waveform) D input from the adder 12 in units of frames of the received signal including the training signal, and a modulation frequency (that is, a resonance frequency) of the received signal. An offset estimation circuit 21 that estimates the deviation and a timing demodulation circuit 22 that matches the phase of the received signal and the decoding timing are provided.
In the base station 101 according to the second embodiment, the configuration other than the synchronization circuit is inserted between the adder 12 and the determiner 13 is the same as that of the first embodiment. Will not be described except for different operations.

次に、図8、図9及び図10を用いて、同期回路の動作の説明を行う。
図9は図8におけるオフセット推定回路21の一構成例を示すブロック図であり、図10は図8におけるタイミング復調回路22の一構成例を示すブロック図である。
遅延サンプル回路20は、受信信号の変調周波数に対応させ、マッチドフィルタ14における復号タイミングを求めた後、実際の復号に用いるために、加算器12から入力される合成信号を、少なくとも、上記フレーム(受信信号の実際のデータ)に付加されたトレーニング信号の長さの間隔だけ、ディレイ(遅延)させる。例えば、トレーニング信号が8ビットで、各ビットを、共振周波数に対応した14のサンプリングパルスで検出しているとすると、サンプリングパルスの112周期分の時間間隔分遅延させ、遅延信号DSとして出力することになる。
Next, the operation of the synchronization circuit will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the offset estimation circuit 21 in FIG. 8, and FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the timing demodulation circuit 22 in FIG.
The delay sample circuit 20 corresponds to the modulation frequency of the received signal, obtains the decoding timing in the matched filter 14, and then uses the combined signal input from the adder 12 at least for the frame ( The delay is made by the interval of the length of the training signal added to the actual data of the received signal. For example, if the training signal is 8 bits and each bit is detected by 14 sampling pulses corresponding to the resonance frequency, the sampling signal is delayed by a time interval of 112 cycles and output as a delayed signal DS. become.

一方、オフセット推定回路21には、遅延されない状態で、加算器12から上記合成信号Dが入力される。
ここで、オフセット推定回路21は、遅延部(25〜25m),乗算器(26)及び積算部(27)からなる相関器(23〜23m)を複数有している。
そして、上記遅延部各々は、サンプリングパルスの周期の所定倍に比例した時間分、入力される合成信号Dを遅延させる。
例えば、14周期のサンプリングパルスの長さを基準として、0≦m≦4とした場合、相関器23,23,23,23,23の5個の相関器が、オフセット推定回路21に設けられる。
ここで、トレーニング信号は、「H」,「L」のデータが連続して8ビット、すなわち4パルス分の信号である。
On the other hand, the combined signal D is input from the adder 12 to the offset estimation circuit 21 without being delayed.
Here, the offset estimation circuit 21 includes a plurality of correlators (23 0 to 23 m ) including a delay unit (25 0 to 25 m ), a multiplier (26), and an integration unit (27).
Each of the delay units delays the input composite signal D by a time proportional to a predetermined multiple of the sampling pulse period.
For example, when 0 ≦ m ≦ 4 based on the length of the sampling pulse of 14 cycles, five correlators 23 0 , 23 1 , 23 2 , 23 3 , and 23 4 are included in the offset estimation circuit. 21.
Here, the training signal is a signal of 8 bits, that is, 4 pulses of “H” and “L” data continuously.

ここで、変調周波数の周波数偏差に仮想的に対応させて相関値を取るため、相関器23,23,23,23,23各々において、遅延部25はサンプリングパルスの12周期分ずらし、遅延部25はサンプリングパルスの13周期分ずらし、遅延部25はサンプリングパルスの14周期分ずらし、遅延部25はサンプリングパルスの15周期分ずらし、遅延部25はサンプリングパルスの16周期分ずらす。
そして、乗算器26各々は、入力される合成信号Dと、各遅延部25〜25で遅延された合成信号Dと、を乗算して互いに重なる部分の面積を求め、この面積を乗算したトレーニングパルス分、積算部27により加算する。
Here, 12 cycles for correlating values virtually to correspond to the frequency deviation of the modulation frequency, in the correlator 23 0, 23 1, 23 2, 23 3, 23 4, respectively, the delay unit 25 0 sampling pulses min shift, the delay unit 25 1 is shifted 13 cycles of the sampling pulse, shifted 14 periods of the delay unit 25 2 sampling pulse, the delay unit 25 3 is shifted 15 cycles of the sampling pulse, a delay unit 25 4 of the sampling pulse Shift 16 cycles.
Each multiplier 26 multiplies the input composite signal D by the composite signal D delayed by each of the delay units 25 0 to 25 4 to obtain the area of the overlapping portion, and multiplies this area. The training pulse is added by the accumulating unit 27.

これにより、相関器23はパルス幅が12周期分で有れば最大の相関値を出力し、相関器23はパルス幅が13周期分で有れば最大の相関値を出力し、相関器23はパルス幅が14周期分で有れば最大の相関値を出力し、相関器23はパルス幅が15周期分で有れば最大の相関値を出力し、相関器23はパルス幅が16周期分で有れば最大の相関値を出力する。 Thus, the correlator 23 0 as long in pulse width is 12 cycles and outputs the maximum correlation value, the correlator 23 1 outputs the maximum correlation value as long in pulse width is 13 cycles, correlation vessel 23 2 as long a pulse width of 14 cycles and outputs the maximum correlation value, the correlator 23 3 pulse width to output the maximum correlation value as long at 15 cycles, the correlator 23 4 If the pulse width is 16 cycles, the maximum correlation value is output.

ここで、相関器23〜23各々は、トレーニング信号の8ビットにおいて、遅延させた状態により、自己相関としての積算値を求めるため、7ビット分(自身をディレイさせたものと比較するために最初の1ビット分は重ならない)の相関(各ビットの重なり合う時間)が積算され、これが相関値として出力される。
このとき、各相関器23〜23は、7ビット分の重なり部分の積算処理を終了すると、相関値演算の処理を終了したとして、終了信号を選択回路24へ出力する。
したがって、各相関器より出力される相関値において、最も大きい相関値を出力する相関器の偏差が、受信信号の周波数偏差に最も近い周期幅を有していることになる。
Here, each of the correlators 23 0 to 23 4 obtains an integrated value as an autocorrelation according to a delayed state in 8 bits of the training signal, so that it is compared with 7 bits (for comparison with the delayed one). (Corresponding to the first one bit does not overlap) is accumulated (the overlapping time of each bit), and this is output as a correlation value.
At this time, when the correlators 23 0 to 23 4 complete the integration process of the overlapping portion for 7 bits, the correlator 23 0 to 23 4 outputs an end signal to the selection circuit 24 assuming that the correlation value calculation process is completed.
Therefore, among the correlation values output from each correlator, the deviation of the correlator that outputs the largest correlation value has a period width closest to the frequency deviation of the received signal.

したがって、サンプリングパルス14周期分を標準値として、(+/−)10%(13周期/15周期)及び(+/−)20%(12周期/16周期)において、受信信号の変調周波数の偏差を検出することができる。
そして、選択回路24は、上記終了信号が相関器23〜23の各々より入力されると、これらの相関器から入力された相関値から、最も高い数値の相関器を選択し、この相関器に対応するサンプリングパルス数の周期を有する推定タイミング信号SGを、タイミング復調回路22へ出力する。
このとき、選択回路24は、各相関器より相関演算処理の終了を示す終了信号を入力することで、トレーニング信号が終了したことを検出し、タイミング復調回路22に対して、微調整処理の開始を要求する微調整開始信号を出力する。
Therefore, the deviation of the modulation frequency of the received signal at (+/−) 10% (13 cycles / 15 cycles) and (+/−) 20% (12 cycles / 16 cycles) with 14 sampling pulses as a standard value. Can be detected.
When the end signal is input from each of the correlators 23 0 to 23 4 , the selection circuit 24 selects the correlator having the highest numerical value from the correlation values input from these correlators, and this correlation An estimated timing signal SG having a period of the number of sampling pulses corresponding to the counter is output to the timing demodulation circuit 22.
At this time, the selection circuit 24 detects the end of the training signal by inputting an end signal indicating the end of the correlation calculation process from each correlator, and starts the fine adjustment process for the timing demodulation circuit 22. A fine adjustment start signal for requesting is output.

タイミング復調回路22は、乗算器32,LMS部31及びMLSE(最尤系列推定)部30を有しており、入力される推定タイミング信号SGを最適化して、遅延サンプル回路20から出力される遅延信号と同期をとり、この同期を取ったタイミングをタイミング信号TGとしてマッチドフィルタ14へ出力する。
ここで、MLSE部30は、トレーニング信号から生成した推定タイミング信号SG(受信信号におけるトレーニング信号のレプリカ)と、遅延サンプル回路20から入力される遅延信号DS(遅延されたトレーニング信号)との差を求め、差の絶対値である2乗値が最小になるように、LMS部31とLMSアルゴリズムにより乗算器32(トランスバーサルフィルタ)に与える、推定タイミング信号SGに乗算する周波数値を推定し、この周波数値を調整周波数値γとして乗算器32に出力する.
The timing demodulation circuit 22 includes a multiplier 32, an LMS unit 31, and an MLSE (maximum likelihood sequence estimation) unit 30, optimizes an input estimated timing signal SG, and outputs a delay output from the delay sample circuit 20. The signal is synchronized, and the synchronized timing is output to the matched filter 14 as a timing signal TG.
Here, the MLSE unit 30 calculates the difference between the estimated timing signal SG generated from the training signal (a replica of the training signal in the received signal) and the delayed signal DS (the delayed training signal) input from the delay sample circuit 20. The frequency value to be multiplied by the estimated timing signal SG to be given to the multiplier 32 (transversal filter) is estimated by the LMS unit 31 and the LMS algorithm so that the square value which is the absolute value of the difference is minimized. The frequency value is output to the multiplier 32 as the adjusted frequency value γ.

そして、乗算器32は、LMS部31から入力される調整周波数値γを推定タイミング信号SGに乗算して、周波数偏差の微調整を行い、この微調整された推定タイミング信号SGをMLSE部30へ出力する。
このとき、上述したLMS部31及びMLSE部30の周波数偏差の微調整の処理を、トレーニング信号の8ビットに渡って行い、トランスポンダ100における変調周波数に対応、すなわち受信信号のビット周期に対応したタイミング信号TGを出力する。
そして、MLSE部30は、トレーニング信号による上記微調整の処理が終了すると、LMS部31に対して調整周波数値γを固定させ、微調整処理を終了し、トレーニング信号以降の実際のデータをデジタル波形DDとして判定器13へ出力する。
Then, the multiplier 32 multiplies the estimated timing signal SG by the adjusted frequency value γ input from the LMS unit 31, performs fine adjustment of the frequency deviation, and supplies the finely adjusted estimated timing signal SG to the MLSE unit 30. Output.
At this time, the fine adjustment processing of the frequency deviation of the LMS unit 31 and the MLSE unit 30 described above is performed over 8 bits of the training signal, and corresponds to the modulation frequency in the transponder 100, that is, the timing corresponding to the bit period of the received signal. The signal TG is output.
Then, when the fine adjustment process using the training signal is completed, the MLSE unit 30 fixes the adjustment frequency value γ to the LMS unit 31, ends the fine adjustment process, and converts the actual data after the training signal into a digital waveform. The result is output to the determiner 13 as DD.

これにより、マッチドフィルタ14は、入力される上記タイミング信号TGと同期をとりつつ、すでに述べたように、タイミング復調回路22から出力されるデジタル波形DD(すなわち遅延信号DS)と、予め内部に設定された符号化パターンとの内積を求め、復号データとしての相関値を出力する。
上述してきたように、本発明の第2の実施形態によるデータ転送システムは、第1の実施形態の効果に加え、オフセット推定回路21により大まかな変調周波数の偏差を求め、復号タイミングをこの変調周波数に対応するよう調整し、タイミング復調回路22により、上記調整された復号タイミングを微調整して、タイミング信号TGを得るため、少ないビットのトレーニング信号により、高い精度で、受信信号の復号タイミングを得ることができ、BPFの周波数帯域を狭帯域化して、受信信号のS/N比を改善させ、かつ、受信信号のタイミングに合わせて復号処理を行うことが可能となる。
As a result, the matched filter 14 synchronizes with the input timing signal TG, and as previously described, the digital filter DD (that is, the delay signal DS) output from the timing demodulation circuit 22 is preset and internally set in advance. An inner product with the encoded pattern is obtained, and a correlation value as decoded data is output.
As described above, the data transfer system according to the second embodiment of the present invention obtains a rough modulation frequency deviation by the offset estimation circuit 21 in addition to the effects of the first embodiment, and sets the decoding timing to this modulation frequency. Therefore, the timing demodulation circuit 22 finely adjusts the adjusted decoding timing to obtain the timing signal TG, so that the decoding timing of the received signal is obtained with high accuracy by using a small number of training signals. It is possible to narrow the BPF frequency band, improve the S / N ratio of the received signal, and perform decoding processing in accordance with the timing of the received signal.

なお、図1におけるベースステーション101(第1及び第2の実施形態)の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりトランスポンダ100からの受信信号の復号を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   Note that a program for realizing the functions of the base station 101 (first and second embodiments) in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is stored in the computer system. The received signal from the transponder 100 may be decoded by reading and executing. The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system provided with a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

本発明の一実施形態によるデータ転送装置のベースステーションにおける受信部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the receiving part in the base station of the data transfer apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明によるS/N比の改善を示すグラフである(横軸:共振周波数(MHz)、縦軸:S/N比(dB))。It is a graph which shows the improvement of S / N ratio by this invention (a horizontal axis | shaft: Resonance frequency (MHz), a vertical axis | shaft: S / N ratio (dB)). ゲートとRF−IDとのコイル面の関係を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the relationship of the coil surface of a gate and RF-ID. 従来のデータ転送装置のベースステーションにおける受信部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the receiving part in the base station of the conventional data transfer apparatus. 受動トランスポンダ(例えば、RF−ID)及びベースステーションの構成例を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the structural example of a passive transponder (for example, RF-ID) and a base station. 従来のトランスポンダにおける製造時の容量のばらつきを調整するトリミングを説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the trimming which adjusts the dispersion | variation in the capacity | capacitance at the time of manufacture in the conventional transponder. 従来のデータ転送装置のベースステーションにおける受信部の他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the receiving part in the base station of the conventional data transfer apparatus. 本発明の第2の実施形態による同期回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example of the synchronous circuit by the 2nd Embodiment of this invention. 図8におけるオフセット推定回路21の一構成例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of an offset estimation circuit 21 in FIG. 8. 図8におけるタイミング復調回路22の一構成例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a timing demodulation circuit 22 in FIG. 8.

符号の説明Explanation of symbols

2・・・結合器、3・・・直交検波器、4,5・・・BPF(バンドパスフィルタ)、6,7・・・ADC(A/Dコンバータ)、8,9・・・乗算器、10,11・・・適応制御部、12・・・加算器、13・・・判定器、14・・・マッチドフィルタ、15・・・復号処理部、20・・・遅延サンプル信号、21・・・オフセット推定回路、22・・・タイミング復調回路、23,23m・・・相関器、24・・・選択回路、25,25m・・・遅延部、26・・・乗算器、27・・・積算部、30・・・MLSE部、31・・・LMS部、100・・・トランスポンダ、101・・・ベースステーション、103,104・・・コイル
2 ... coupler, 3 ... quadrature detector, 4,5 ... BPF (bandpass filter), 6,7 ... ADC (A / D converter), 8,9 ... multiplier DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,11 ... Adaptive control part, 12 ... Adder, 13 ... Determinator, 14 ... Matched filter, 15 ... Decoding processing part, 20 ... Delayed sample signal, 21 * ..Offset estimation circuit, 22... Timing demodulation circuit, 23 0 , 23 m ... Correlator, 24... Selection circuit, 25 0 , 25 m . 27 ... Integrating unit, 30 ... MLSE unit, 31 ... LMS unit, 100 ... Transponder, 101 ... Base station, 103,104 ... Coil

Claims (15)

受動トランスポンダとベースステーションとで構成されるデータ転送システムであり、
前記受動トランスポンダが情報の伝達を、搬送波の負荷変調により行い、
前記ベースステーションが、
前記負荷変調された搬送波を直交検波してI信号及びQ信号を出力する直交検波器と、
I信号及びQ信号各々を、所定の周波数でサンプリングして、それぞれデジタルデータに変換するA/D変換器と、
前記I信号及びQ信号各々のデジタルデータを加算して合成し、デジタル波形として出力する加算器と、
前記デジタル波形から、前記情報を抽出する抽出部と、
を有することを特徴とするデータ転送システム。
A data transfer system composed of a passive transponder and a base station,
The passive transponder performs transmission of information by carrier load modulation,
The base station is
A quadrature detector that quadrature-detects the load-modulated carrier wave and outputs an I signal and a Q signal;
An A / D converter that samples each of the I signal and the Q signal at a predetermined frequency and converts them into digital data;
An adder that adds and synthesizes the digital data of each of the I signal and the Q signal and outputs a digital waveform;
An extraction unit for extracting the information from the digital waveform;
A data transfer system comprising:
合成したデジタル波形信号のS/N比を最大とするように、前記デジタルデータ各々に乗算する重み係数を求める適応制御部と、
前記デジタルデータ各々に、前記重み係数を乗算する乗算器と、
を更に有することを特徴とする請求項1記載のデータ転送システム。
An adaptive control unit for obtaining a weighting coefficient to be multiplied to each of the digital data so as to maximize the S / N ratio of the combined digital waveform signal;
A multiplier for multiplying each of the digital data by the weighting factor;
The data transfer system according to claim 1, further comprising:
前記負荷変調が容量負荷変調であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のデータ転送システム。   The data transfer system according to claim 1, wherein the load modulation is capacitive load modulation. 前記A/D変換器が変調周波数の2倍以上のサンプリング周波数により、デジタルデータを生成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの項に記載のデータ転送システム。   4. The data transfer system according to claim 1, wherein the A / D converter generates digital data at a sampling frequency that is twice or more of a modulation frequency. 5. 前記抽出部が、
前記サンプリング周波数に同期して、デジタル波形の信号レベルを判定する判定器と、
前記サンプリング周波数に同期して、あらかじめ設定された符号化パターンと、前記デジタル波形との内積を求めて、ピーク値として前記情報を復号するマッチドフィルタと、
を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかの項に記載のデータ転送システム。
The extraction unit is
A determiner for determining a signal level of the digital waveform in synchronization with the sampling frequency;
In synchronization with the sampling frequency, a matched filter that obtains an inner product of a preset coding pattern and the digital waveform, and decodes the information as a peak value;
5. The data transfer system according to claim 1, further comprising:
変調周波数の偏差を求め、この偏差に基づいて復号タイミングを抽出し、前記マッチドフィルタでの復号タイミングを制御する同期回路を有することを特徴とする請求項5に記載のデータ転送システム。   6. The data transfer system according to claim 5, further comprising a synchronization circuit that obtains a deviation of the modulation frequency, extracts a decoding timing based on the deviation, and controls the decoding timing in the matched filter. 前記同期回路が、
異なる偏差に対応したディレイ各々を前記デジタル波形に与え、自己相関により相関値を出力する複数のオフセット推定回路と、
前記相関値から最も相関の高い変調周波数の偏差を抽出し、この偏差を有する変調周波数の推定周波数信号を出力する選択回路と、
前記選択回路からの推定周波数信号と、遅延回路により遅延されたデジタル波形とを比較して、前記推定周波数信号の周波数の微調整を行うタイミング復調回路と、
を有することを特徴とする請求項6記載のデータ転送システム。
The synchronization circuit comprises:
A plurality of offset estimation circuits that apply delays corresponding to different deviations to the digital waveform and output correlation values by autocorrelation;
A selection circuit that extracts a deviation of the modulation frequency having the highest correlation from the correlation value and outputs an estimated frequency signal of the modulation frequency having the deviation;
A timing demodulation circuit that performs fine adjustment of the frequency of the estimated frequency signal by comparing the estimated frequency signal from the selection circuit with the digital waveform delayed by the delay circuit;
The data transfer system according to claim 6, further comprising:
前記トランスポンダが、シート状の平面コイルを備え、検出物に貼付されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかの項に記載のデータ転送システム。   The data transfer system according to any one of claims 1 to 7, wherein the transponder includes a sheet-like planar coil and is attached to an object to be detected. 受動トランスポンダと無線通信を行うベースステーションの制御プログラムであって、
前記トランスポンダから搬送波の負荷変調により伝達される情報を受信し、直交検波することによりI信号及びQ信号を出力させる第1のステップと、
前記第1のステップで出力された前記I信号及びQ信号各々を所定の周波数でサンプリングさせ、それぞれデジタルデータに変換させる第2のステップと、
前記第2のステップで変換された前記I信号及びQ信号各々のデジタルデータを加算して合成させ、デジタル波形として出力させる第3のステップと、
前記第3のステップで出力された前記デジタル波形から、前記情報を抽出させる第4のステップと、
をコンピュータに実行させるためのベースステーションの制御プログラム。
A control program for a base station that performs wireless communication with a passive transponder,
A first step of receiving information transmitted by load modulation of a carrier wave from the transponder and outputting an I signal and a Q signal by performing quadrature detection;
A second step of sampling each of the I signal and the Q signal output in the first step at a predetermined frequency and converting them to digital data, respectively;
A third step of adding and synthesizing the digital data of each of the I signal and Q signal converted in the second step, and outputting them as a digital waveform;
A fourth step of extracting the information from the digital waveform output in the third step;
A base station control program that causes a computer to execute.
合成したデジタル波形信号のS/N比を最大とするように、前記デジタルデータ各々に乗算する重み係数を算出させる第5のステップと、
前記第2のステップで変換したデジタルデータ各々に、第5のステップで算出した前記重み係数を乗算させる第6のステップと、
を更にコンピュータに実行させるための請求項9に記載のベースステーションの制御プログラム。
A fifth step of calculating a weighting factor by which each digital data is multiplied so as to maximize the S / N ratio of the combined digital waveform signal;
A sixth step of multiplying each of the digital data converted in the second step by the weighting factor calculated in the fifth step;
The base station control program according to claim 9, further comprising:
前記第1のステップにおいて、前記トランスポンダから搬送波の容量負荷変調により伝達される情報を受信し、直交検波することによりI信号及びQ信号を出力させることを特徴とする請求項9または請求項10に記載のベースステーションの制御プログラム。   11. The method according to claim 9, wherein in the first step, information transmitted by capacitive load modulation of a carrier wave is received from the transponder, and an I signal and a Q signal are output by performing quadrature detection. The base station control program described. 前記第2のステップにおいて、前記第1のステップで出力された前記I信号及びQ信号各々を変調周波数の2倍以上のサンプリング周波数でサンプリングさせ、それぞれデジタルデータに変換させることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれかの項に記載のベースステーションの制御プログラム。   In the second step, each of the I signal and Q signal output in the first step is sampled at a sampling frequency that is twice or more of a modulation frequency, and converted into digital data, respectively. The base station control program according to any one of claims 9 to 11. 前記サンプリング周波数に同期して、デジタル波形の信号レベルを判定させる第7のステップと、
前記サンプリング周波数に同期して、あらかじめ設定された符号化パターンと、前記デジタル波形との内積を求めて、ピーク値として前記情報を復号させる第8のステップと、
を更にコンピュータに実行させるための請求項9から請求項12のいずれかの項に記載のベースステーションの制御プログラム。
A seventh step of determining the signal level of the digital waveform in synchronization with the sampling frequency;
An eighth step of obtaining an inner product of a preset coding pattern and the digital waveform in synchronization with the sampling frequency, and decoding the information as a peak value;
The base station control program according to any one of claims 9 to 12, for causing the computer to further execute.
前記変調周波数の偏差を算出させ、この偏差に基づいて復号タイミングを抽出させ、前記第8のステップにおける復号タイミングを制御させる第9のステップを更にコンピュータに実行させるための請求項13に記載のベースステーションの制御プログラム。   The base according to claim 13, further comprising: calculating a deviation of the modulation frequency; extracting a decoding timing based on the deviation; and causing the computer to further execute a ninth step of controlling the decoding timing in the eighth step. Station control program. 異なる偏差に対応したディレイ各々を前記デジタル波形に与え、自己相関により複数の相関値を出力させる第10のステップと、
前記第10のステップで出力した複数の相関値から最も相関の高い変調周波数の偏差を抽出させ、この偏差を有する変調周波数の推定周波数信号を出力させる第11のステップと、
前記第11のステップで出力された推定周波数信号と、遅延されたデジタル波形とを比較させて、前記推定周波数信号の周波数の微調整を行わせる第12のステップと、
を更にコンピュータに実行させるための請求項14に記載のベースステーションの制御プログラム。
A tenth step of applying delays corresponding to different deviations to the digital waveform and outputting a plurality of correlation values by autocorrelation;
An eleventh step of extracting a deviation of the modulation frequency having the highest correlation from the plurality of correlation values output in the tenth step, and outputting an estimated frequency signal of the modulation frequency having the deviation;
A twelfth step in which the estimated frequency signal output in the eleventh step is compared with the delayed digital waveform to finely adjust the frequency of the estimated frequency signal;
15. The base station control program according to claim 14, further comprising:
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