JP2021069082A - 通信装置および通信方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】近距離無線通信の性能向上を図る【解決手段】通信装置は、近距離無線通信を行う相手となるカードにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号を、アンテナを介して受信する受信回路と、受信回路が受信した信号の変調度である受信信号変調度に基づいて、カードに対して送信する送信電力を制御する送信電力制御部とを備える。そして、送信電力制御部は、受信信号変調度が一定の閾値以下である場合、送信電力を低下させるように制御を行う。本技術は、例えば、近距離無線通信を行う通信装置に適用できる。【選択図】図５

Description

本開示は、通信装置および通信方法、並びにプログラムに関し、特に、近距離無線通信の性能向上を図ることができるようにした通信装置および通信方法、並びにプログラムに関する。

従来、近距離無線通信技術の国際標準規格として、NFC（Near Field Communication）が承認されており、交通系や課金、認証などの分野でアジア圏を中心に普及が進んでいる。NFC規格は、TypeA，TypeB，TypeF，ISO15693など世界中で使用されている複数の規格の上位互換となっており、NFC規格に準拠したカードおよびリーダライタは全ての規格に対応することができる。例えば、TypeA，TypeB，TypeFは、ビットレートや変調方式、変調度などの特性がそれぞれ異なっており、通信性能やクロックの抽出し易さなどもタイプによって異なるものとなっている。

例えば、特許文献１には、送信出力レベルを監視することによってリーダライタ側のアンテナ回路のインピーダンス変動を検出し、インピーダンスが大きく変化した場合に連動して出力レベルを低下させる無線通信装置が開示されている。

特開２００６−５４７０３号公報

ところで、従来、NFC規格に準拠したカードは、個々のカードによって消費電力や変調度などの特性に大きな差異を有する（特に、カードからリーダライタへの変調度特性は、カード側の負荷変調抵抗値や容量値などによって異なる）ことがある。そのため、それぞれのカードの特性に応じて適正な電力を供給することができていない場合には、カード側の近距離無線通信の性能が低下することが懸念される。なお、この懸念は、カードが近接した場合に２つのアンテナが結合することでインピーダンスが大きく変化するというNFCの課題とは異なるものである。また、上述した特許文献１で開示されている手法を用いても、アンテナの結合がある程度小さな領域におけるリーダライタ側のインピーダンスの変化は小さく、この懸念の解決には至らない。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、近距離無線通信の性能向上を図ることができるようにするものである。

本開示の一側面の通信装置は、近距離無線通信を行う相手となる通信デバイスにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号を、アンテナを介して受信する受信回路を備え、前記受信回路は、前記信号の変調度を測定する。

本開示の一側面の通信方法またはプログラムは、近距離無線通信を行う相手となる通信デバイスにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号を、アンテナを介して受信することを含み、前記信号の変調度を測定する。

本開示の一側面においては、近距離無線通信を行う相手となる通信デバイスにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号が、アンテナを介して受信され、その信号の変調度が測定される。

本技術を適用したNFC通信システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 通信性能評価を行った結果の一例を示す図である。 送信電圧および受信信号変調度の関係の一例を示す図である。 カードの等価回路を示す図である。 リーダライタの送受信回路の機能的な構成例を示すブロック図である。 送信アンプの構成例の一例を示す図である。 送信電力を低下させる第１の手法について説明する図である。 送信電力を低下させる第２の手法について説明する図である。 送信電力制御処理の第１の処理例を説明するフローチャートである。 送信電力制御処理の第２の処理例を説明するフローチャートである。 送信電力制御処理の第３の処理例を説明するフローチャートである。 送信電力制御処理の４の処理例を説明するフローチャートである。 受信回路の構成例を示す図である。 本技術を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜通信システムの構成例＞
図１は、本技術を適用したNFC通信システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

図１に示すNFC通信システム１１では、リーダライタ１２およびカード１３により磁界を利用した近距離無線通信が行われる。図示するように、リーダライタ１２は、コイル２１およびキャパシタ２２からなるアンテナ回路２３が送受信回路２４に接続されて構成される。同様に、カード１３は、コイル３１およびキャパシタ３２からなるアンテナ回路３３が送受信回路３４に接続されて構成される。

例えば、NFC通信システム１１では、リーダライタ１２からカード１３への通信にはASK（Amplitude Shift Keying）変調が用いられ、カード１３からリーダライタ１２への通信には負荷変調が用いられる。負荷変調では、カード１３における負荷をオン／オフすることによって磁界を変化させ、その変化をリーダライタ１２が読み取ることにより変調が確認される。

ところで、一般的に、NFC通信機能を備えたスマートフォンは、図１に示すリーダライタ１２とカード１３との両方の機能を備えて構成されており、リーダライタモードおよびカードモードを切り替えてNFC規格に準拠した通信を行うことができる。また、近年、アクティブ負荷変調技術によって、スマートフォンのカードモードにおける通信性能が大幅に向上している。これにより、例えば、金属筐体などが用いられた構造によるＱ値が低いアンテナや、小型のアンテナなどでも、従来のアンテナと同等の性能を備えることができる。

一方、スマートフォンのリーダライタモードにおいては、送信バッファの高電力化（高電圧化や大電流化など）によって性能の向上を図ることで、カードモードと同様にＱ値が低いアンテナや小型のアンテナなどで、従来のアンテナと同様の性能を備えることができるようにする試みが行われている。しかしながら、リーダライタモードにおける通信性能を高電力化によって向上させる手法は、以下で説明するようなケースがあるため有効でないことがある。

ここで、図２乃至図４を参照して、リーダライタモードの通信性能について説明する。現在、NFCに対応したカード１３には非常に多くの種類があり、上述したようなタイプ（通信方式）が異なるカード１３があるだけでなく、消費電力や変調度などの特性もカード１３の種類ごとに大きな差異が生じている。

図２には、種類の異なる２枚のカードＡおよびカードＢにおいて通信性能評価を行った結果の一例が示されている。

例えば、カードＡは送信電圧を３Ｖから５Ｖに上げると通信可能な距離が向上し、逆に、カードＢは送信電圧を３Ｖから５Ｖに上げると通信可能な距離が低下するという通信性能の評価が得られたことが示されている。これは、カードＡとカードＢとでは、通信律速の要因が異なることが原因であると解析される。即ち、カードＡは消費電力が大きいため、通信の律速要因が電力不足によるものと考えられる。これに対し、カードＢは消費電力が小さく、返信するための負荷変調を行う際の変調度が小さくなるため、リーダライタ側の受信する受信信号の変調度（以下、受信信号変調度と称する）も小さくなり、受信が失敗していることによるものと考えられる。

また、図３には、送信電圧および受信信号変調度の関係の一例が示されている。

図３に示すように、送信電圧を３Ｖから５Ｖに増加させると、受信信号変調度が１%から0.4%へ低下することが測定された。このように、高電力化によって受信信号変調度が低下することより、リーダライタ側からカード側には十分な電力が送電されているのにも関わらず、受信信号変調度が十分でないためリーダライタ側での信号の受信が困難となる結果、通信エラーが引き起こされていると考えられる。

図４には、カード１３の等価回路が示されており、図４を参照して、高電力化によって受信信号変調度が低下する要因について説明する。

図４に示すように、カード１３は、コイル３１、キャパシタ３２、可変抵抗３５、電源３６、スイッチ３７、および抵抗３８が接続された回路構成となっている。

例えば、カード１３では、コイル３１を通過する磁界Ｈが強くなると、過電圧保護などのために可変抵抗３５の抵抗値Ｒｐを低下させることになり、その結果、アンテナ回路３３のインピーダンスが低下することになる。

また、カード１３では、スイッチ３７により抵抗３８の接続をオン／オフすることによってインピーダンスを変化させることで０／１を送信する負荷変調が用いられている。このため、アンテナ回路３３のインピーダンスが小さくなるほど負荷変調における変化の割合（変調度）が小さくなるという性質を備えている。つまり、カード１３に対する電力の供給が過剰になるほどアンテナ回路３３のインピーダンスが低下するケースでは、高電力化によって受信信号変調度が低下することになる。従って、このようなケースにおいて、スマートフォンのリーダライタモードにおける通信性能を高電力化によって向上させる手法を適用することは有効ではないと考えられる。

そして、上述したように、カード１３には様々な種類があり、大きな電力を必要とする特性のカード１３や、大きな電力が悪影響を及ぼす特性のカード１３などが存在することがある。そこで、スマートフォンのリーダライタモードの受信性能を向上させるには、受信信号変調度を測定することによって、それぞれカード１３の特性に応じて適切な電力を送電することが必要となる。

なお、小さな変調度でも復調可能とすることによって、スマートフォンのリーダライタモードの受信性能を向上させることができると考えられる。しかしながら、この場合、ＳＮ比（Signal-to-Noise ratio）における信号成分が小さくなる分だけノイズ成分を減らすことに相当するため、受信性能の向上を図ることは容易ではない。

＜送受信回路の構成例＞
図５は、リーダライタ１２の送受信回路２４の機能的な構成例を示すブロック図である。

図５に示すように、送受信回路２４は、受信回路４１、復調部４２、通信制御部４３、メモリ部４４、送信電力制御部４５、選択回路４６、変調信号生成部４７、および送信アンプ４８を備えて構成される。

受信回路４１は、アンテナ回路２３において発生する電流の変化に応じて、リーダライタ１２から出力される搬送波がカード１３において負荷変調されることによって送信されてくる信号を受信し、その信号を検波した検波信号を復調部４２に供給する。さらに、受信回路４１は、受信信号変調度を検出する変調度検出部６３（後述する図１３参照）を備えており、検出した受信信号変調度を示す変調度情報を送信電力制御部４５に供給する。

復調部４２は、受信回路４１から供給される検波信号を復調することによって、カード１３が送信したデータを受信データとして取得し、その受信データを通信制御部４３に供給する。

通信制御部４３は、復調部４２から供給される受信データに基づいて、リーダライタ１２における通信を制御する。例えば、通信制御部４３は、受信データに応答してカード１３へ送信するための送信データを生成して変調信号生成部４７に供給する。また、通信制御部４３は、受信データによって特定されるカード１３のタイプ（TypeA，TypeB，TypeFなど）を示すタイプ情報を送信電力制御部４５および選択回路４６に供給する。また、通信制御部４３は、リーダライタ１２から出力する搬送波のオン／オフを制御する搬送波制御信号を送信アンプ４８に供給する。

メモリ部４４には、送信電力制御部４５および選択回路４６が処理を行うのに必要となる各種の情報が記憶されている。例えば、メモリ部４４には、タイプ情報と送信電力および変調度の設定値とが対応付けられて記憶されている。

送信電力制御部４５は、通信制御部４３から供給されるタイプ情報に対応付けられている送信電力の設定値をメモリ部４４から読み出すことによって、カード１３のタイプに従った送信電力を選択する。そして、送信電力制御部４５は、その選択した送信電力で信号を送信するように送信アンプ４８に対する設定を行う。さらに、送信電力制御部４５は、図９乃至１２のフローチャートを参照して後述するように、受信回路４１から供給される変調度情報に基づいて送信電力を調整（低下または上昇）する制御を行う。

選択回路４６は、通信制御部４３から供給されるタイプ情報に対応付けられている変調度の設定値をメモリ部４４から読み出すことによって、カード１３のタイプに従った変調度を選択する。そして、選択回路４６は、その選択した変調度で信号を送信するように送信アンプ４８に対する設定を行う。

変調信号生成部４７は、通信制御部４３から供給される送信データに従って搬送波を変調するための変調信号を生成し、送信アンプ４８に供給する。

送信アンプ４８は、送信電力制御部４５によって設定または調整された送信電力が出力され、通信制御部４３から供給される搬送波制御信号に従ったタイミングで搬送波を生成するように、アンテナ回路２３に電流を供給する。そして、送信アンプ４８は、選択回路４６によって設定された変調度で、変調信号生成部４７から供給される変調信号に従って搬送波を変調することで、アンテナ回路２３のコイル２１に発生する磁界を変化させ、送信データをカード１３へ送信する。

ここで、図６には、送信アンプ４８の構成例の一例が示されている。送信アンプ４８は、出力バッファ電圧TVDDおよび接地レベルGNDの間に、Ｐ型のMOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）５１およびＮ型のMOSFET５２が接続されて構成されている。そして、送信アンプ４８は、出力バッファ電圧TVDDを調整する方法や、MOSFET５１およびMOSFET５２のインピーダンス（ON抵抗）を調整させる方法など、または、その他の方法で、送信電力を調整することができる。

このように構成されるリーダライタ１２では、送信電力制御部４５が、受信回路４１において検出される受信信号変調度に基づいて、カード１３へ送信する送信電力を調整（低下または上昇）することができる。これにより、リーダライタ１２は、大きな電力を必要とする特性のカード１３や、大きな電力が悪影響を及ぼす特性のカード１３など、それぞれカード１３の特性に応じて適切な電力を送電することができる。

即ち、リーダライタ１２は、受信信号変調度を測定することによって、電力を必要とする特性のカード１３には多くの電力を供給し、電力の供給過剰が通信性能を低下する原因となる特性のカード１３には少ない電力を供給することができる。従って、リーダライタ１２は、それぞれのカード１３と通信を行うことができ、近距離無線通信の性能向上を図ることができる。

また、リーダライタ１２は、例えば送信電力を低下させる際、様々な手法を用いることができる。

図７を参照して、送信電力を低下させる第１の手法について説明する。

例えば、リーダライタ１２は、最大の送信電力で搬送波の出力を開始し、カード１３の探索を行う信号を送信した後、その信号に対するカード１３からの返信を受信する。そして、リーダライタ１２は、カード１３からの返信の受信信号変調度を検出し、受信信号変調度が一定の閾値以下である場合には、送信電力を低下させる。このとき、第１の手法では、リーダライタ１２は、送信電力の変化がカード１３に検出されないような緩やかに徐々に変化するように、送信電力を連続的に低下させる。その後、リーダライタ１２は、低下させた送信電力でカード１３の探索を行う信号を送信する。

そして、上述の図２乃至図４を参照して説明したように、高電力化によって受信信号変調度が低下するような特性のカード１３は、リーダライタ１２から出力される送信電力が低下することによって、受信信号変調度が上昇することになる。その後、リーダライタ１２は、カード１３からの返信の受信信号変調度を検出し、一定の閾値以下である場合、その時点での送信電力で継続して通信を行うことができる。このように、第１の手法では、リーダライタ１２は、送信電力を連続的に低下させることができる。

図８を参照して、送信電力を低下させる第２の手法について説明する。

例えば、第２の手法では、リーダライタ１２は、受信信号変調度が一定の閾値以下である場合には、搬送波の出力を停止する。その後、リーダライタ１２は、低下させた送信電力で搬送波の出力を再開して、カード１３の探索を行う信号を送信する。このように、第２の手法では、リーダライタ１２は、搬送波の出力を一旦オフにして、送信電力を不連続で低下させることができる。

このように、リーダライタ１２は、送信電力を低下させる際に、送信電力を連続的に低下させたり、送信電力を不連続で低下させたりすることができる。もちろん、リーダライタ１２は、その他の手法で、送信電力を低下させてもよい。

＜送信電力制御処理の処理例＞
図９に示すフローチャートを参照して、送受信回路２４において実行される送信電力制御処理の第１の処理例について説明する。

例えば、近距離無線通信が可能な範囲に存在するカード１３を探索して通信を行う通信処理の開始時に送信電力制御処理が行われる。ステップＳ１１において、送信電力制御部４５は、近距離無線通信が可能な範囲にカード１３が存在するかどうかが不明であるため、初回の設定値として、最大値となるように送信アンプ４８に対する設定を行う。

ステップＳ１２において、変調信号生成部４７は、カード１３の探索を行う信号を送信するための変調信号を生成して送信アンプ４８に供給する。そして、送信アンプ４８は、ステップＳ１１で設定された送信電力で、変調信号生成部４７から供給された変調信号に従って搬送波を変調し、カード１３の探索を行う信号を送信する。

ステップＳ１３において、通信制御部４３は、復調部４２から供給される受信データに基づいて、ステップＳ１２で送信した信号に対する返信が検出されたかを判定する。例えば、通信制御部４３は、カード１３の探索を行う信号に対してカード１３から送信されてきたレスポンスが受信データに含まれている場合、返信が検出されたと判定する。

例えば、ステップＳ１３において、通信制御部４３が、返信が検出されていないと判定した場合、近距離無線通信が可能な範囲にカード１３が存在しないとして、送信電力制御処理は終了される。なお、この場合、その後に近距離無線通信は行われない。

一方、ステップＳ１３において、通信制御部４３が、返信が検出されたと判定した場合、処理はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、送信電力制御部４５は、受信回路４１から供給される変調度情報に基づいて、カード１３から送信されてきた返信の受信信号変調度を測定する。

ステップＳ１５において、送信電力制御部４５は、ステップＳ１４での受信信号変調度の検出結果に基づいて、受信信号変調度が、予め設定されている一定の閾値以下であるか否かを判定する。

例えば、ステップＳ１５において、送信電力制御部４５が、受信信号変調度が閾値以下でない（即ち、閾値より大きい）と判定した場合、送信電力および受信性能はともに十分で良好な近距離無線通信を実現することができるものとして、送信電力制御処理は終了される。そして、この場合、現時点での送信電力の設定を維持して近距離無線通信が行われる。

一方、ステップＳ１５において、送信電力制御部４５が、受信信号変調度が閾値以下であると判定した場合、復調が困難である可能性があるとして、処理はステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、送信電力制御部４５は、現時点での送信電力が最低値に設定されているか否かを判定し、送信電力が最低値に設定されていないと判定した場合、処理はステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、送信電力制御部４５は、上述の図７または図８を参照して説明したように、送信電力を低下するように送信アンプ４８に対する設定を行う。その後、送信アンプ４８は、ステップＳ１２と同様に、新たに設定された送信電力でカード１３の探索を行う信号を送信する。そして、ステップＳ１７の処理後、処理はステップＳ１３に戻り、以下、同様の処理が繰り返して行われる。

一方、ステップＳ１６において、送信電力制御部４５が、送信電力が最低値に設定されていると判定した場合、送信電力制御処理は終了される。例えば、この場合、最も大きな受信信号変調度が測定されたときの送信電力の設定で、近距離無線通信を行うことができる。

以上のような送信電力制御処理を送受信回路２４が実行することによって、リーダライタ１２は、受信信号変調度を測定することによって、様々な特性のカード１３に対して適切な電力を送電することができる。従って、リーダライタ１２は、電力を必要とする特性のカード１３、および、電力の供給過剰が通信性能を低下する原因となる特性のカード１３のどちらとも通信を行うことができ、近距離無線通信の性能向上を図ることができる。

図１０に示すフローチャートを参照して、送受信回路２４において実行される送信電力制御処理の第２の処理例について説明する。

ステップＳ２１乃至Ｓ２３において、図９のステップＳ１１乃至Ｓ１３と同様の処理が行われる。そして、ステップＳ２３において、通信制御部４３が、返信が検出されなかったと判定した場合、処理はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４において、送信電力制御部４５は、上述の図７および図８を参照して説明したように、送信電力を低下するように送信アンプ４８に対する設定を行う。その後、送信アンプ４８は、ステップＳ２２と同様に、新たに設定された送信電力でカード１３の探索を行う信号を送信する。即ち、このとき、大きな送信電力が悪影響を及ぼす特性のカード１３において受信信号変調度が小さくなってしまうために返信を検出することができなかったケースに対応するため、送信電力を低下させて信号の再送信が行われる。

ステップＳ２５において、通信制御部４３は、復調部４２から供給される受信データに基づいて、ステップＳ２４で送信した信号に対する返信が検出されたかを判定する。

例えば、ステップＳ２５において、通信制御部４３が、返信が検出されていないと判定した場合、近距離無線通信が可能な範囲にカード１３が存在しないとして、送信電力制御処理は終了される。即ち、このとき、送信電力を低下させて信号を再送信しても返信が検出されず、大きな送信電力が悪影響を及ぼす特性のカード１３も存在しないと判断することができる。なお、この場合、その後に近距離無線通信は行われない。

一方、ステップＳ２５において、通信制御部４３が、返信が検出されたと判定した場合、処理はステップＳ２６に進む。

その後、ステップＳ２６乃至Ｓ２９において、図９のステップＳ１４乃至Ｓ１７と同様の処理が繰り返して行われる。

以上のような送信電力制御処理を送受信回路２４が実行することによって、リーダライタ１２は、カード１３の探索を行う信号の初回の送信時（ステップＳ２２）に、電力の供給過剰が通信性能を低下する原因となる特性のカード１３の返信を検出することができなかったケースに対応することができる。即ち、図９の送信電力制御処理では、このようなケースでは処理が終了していたが、図１０の送信電力制御処理では、送信電力を低下させて信号を送信する処理（ステップＳ２４）を追加することで、電力の供給過剰が通信性能を低下する原因となる特性のカード１３との通信が試みられる。

従って、リーダライタ１２は、より近距離無線通信の性能向上を図ることができる。

図１１に示すフローチャートを参照して、送受信回路２４において実行される送信電力制御処理の第３の処理例について説明する。

ステップＳ３１において、送信電力制御部４５は、初回の設定値として、送信電力が中間値となるように送信アンプ４８に対する設定を行う。

ステップＳ３２およびＳ３３において、図９のステップＳ１２およびＳ１３と同様の処理が行われる。そして、ステップＳ３３において、通信制御部４３が、返信が検出されなかったと判定した場合、処理はステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４において、送信電力制御部４５は、送信電力を上昇するように送信アンプ４８に対する設定を行い、送信アンプ４８は、ステップＳ３２と同様に、新たに設定された送信電力でカード１３の探索を行う信号を送信する。即ち、このとき、中間値の送信電力では、多くの電力を必要とする特性のカード１３が返信を行うことができなかったケースに対応するため、送信電力を上昇させて信号の再送信が行われる。

その後、ステップＳ３５乃至Ｓ３９において、図１０のステップＳ２５乃至Ｓ２９と同様の処理が繰り返して行われる。

以上のような送信電力制御処理を送受信回路２４が実行することによって、リーダライタ１２は、カード１３の探索を行う信号の初回の送信時（ステップＳ３２）に、電力を必要とする特性のカード１３の返信を検出することができなかったケースに対応することができる。即ち、リーダライタ１２は、電力を必要とする特性のカード１３の有無を再確認（ステップＳ３４）することができる。これにより、リーダライタ１２は、より近距離無線通信の性能向上を図ることができる。

さらに、図１１の送信電力制御処理は、送信電力の初回の設定値を最大値としないことで、例えば、図９の送信電力制御処理と比較して、リーダライタ１２の消費電力を抑制することができる。

図１２に示すフローチャートを参照して、送受信回路２４において実行される送信電力制御処理の第４の処理例について説明する。

ステップＳ４１において、送信電力制御部４５は、初回の設定値として、送信電力がリファレンス値となるように送信アンプ４８に対する設定を行う。例えば、リーダライタ１２が近距離無線通信を行う対象となるカード１３の種類が限定されている場合、そのカード１３の種類に対して適切な送信電力がリファレンス値としてメモリ部４４に記憶されている。

その後、ステップＳ４２乃至Ｓ４９において、図１０のステップＳ２２乃至Ｓ２９と同様の処理が繰り返して行われる。

但し、ステップＳ４７において、送信電力制御部４５が、受信信号変調度が閾値以下でない（即ち、閾値より大きい）と判定した場合、処理はステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０において、通信制御部４３は、現在の送信電力をリファレンス値として保持し、メモリ部４４に新たに記憶させ、送信電力制御処理は終了される。即ち、リファレンス値の送信電力でカード１３の返信が検出されず、その後、送信電力を低下させた後に返信が検出された場合、その時点での送信電力に適したカード１３が近距離無線通信を行う対象であると判断することができる。従って、現在の送信電力をリファレンス値として保持することで、次回の送信電力制御処理では、カード１３の探索を行う信号の初回の送信（ステップＳ４２）に対する返信を検出することができる。

以上のような送信電力制御処理を送受信回路２４が実行することによって、リーダライタ１２は、近距離無線通信を行う対象となるカード１３の種類が限定されている場合には、より効率的に処理を行うことができる。さらに、リーダライタ１２は、リファレンス値と異なる特性のカード１３が近距離無線通信を行う対象となっても、そのカード１３に対して適切な送信電力をリファレンス値として随時更新することができる。

このように、リーダライタ１２は、近距離無線通信の性能向上を図ることができる。

＜受信回路の構成例＞
図１３を参照して、受信回路４１の構成例について説明する。

図１３のＡには、受信回路４１の第１の構成例が示されている。

図１３のＡに示す受信回路４１は、包絡線検波部６１、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）６２、および変調度検出部６３を備えて構成される。

例えば、この受信回路４１では、アンテナ回路２３から供給される信号が包絡線検波部６１において検波され、その信号の包絡線を表すアナログの検波信号がＡＤＣ６２においてＡＤ変換される。そして、ＡＤＣ６２においてＡＤ変換された検波信号が、図５の復調部４２に供給されるとともに変調度検出部６３に供給され、その検波信号に基づいて受信信号変調度が検出され、受信信号変調度を示す変調度情報が図５の送信電力制御部４５に供給される。

このように、受信回路４１は、包絡線検波部６１において検波された後に、ＡＤＣ６２においてＡＤ変換される構成を採用することができる。

図１３のＢには、受信回路４１の第２の構成例が示されている。

図１３のＢに示す受信回路４１は、ＡＤＣ６２−１および６２−２、変調度検出部６３、乗算器６４−１および６４−２、局部発信器６５、並びに、９０°位相シフト器６６を備えて構成される。

例えば、この受信回路４１では、アンテナ回路２３から供給される信号と、局部発信器６５から出力される信号が９０°位相シフト器６６において位相シフトされた信号とが乗算器６４−１において乗算されてＡＤＣ６２−１に供給される。また、アンテナ回路２３から供給される信号と、局部発信器６５から出力される信号とが乗算器６４−２において乗算されてＡＤＣ６２−２に供給される。そして、ＡＤＣ６２−１および６２−１においてＡＤ変換された信号が検波信号として図５の復調部４２に供給される。さらに、ＡＤＣ６２−１および６２−１においてＡＤ変換された信号は変調度検出部６３に供給され、それらの検波信号に基づいて受信信号変調度が検出され、受信信号変調度を示す変調度情報が図５の送信電力制御部４５に供給される。

このように、受信回路４１は、乗算器６４−１および６４−２において直交検波された後に、ＡＤＣ６２においてＡＤ変換される構成を採用することができる。

図１３のＣには、受信回路４１の第３の構成例が示されている。

図１３のＣに示す受信回路４１は、ＡＤＣ６２、変調度検出部６３、および可変アンプ６７を備えて構成される。

例えば、この受信回路４１では、アンテナ回路２３から供給される信号が可変アンプ６７を介して振幅が調整された後にＡＤＣ６２に供給され、ＡＤ変換された信号が、図５の復調部４２に供給されるとともに変調度検出部６３に供給される。従って、アンテナ回路２３において受信された信号をＡＤ変換した波形から直接的に、変調度検出部６３において受信信号変調度が検出され、受信信号変調度を示す変調度情報が図５の送信電力制御部４５に供給される。

このように、受信回路４１は、アンテナ回路２３から供給される信号がダイレクトにＡＤ変換される構成を採用することができる。

図１３のＤには、受信回路４１の第４の構成例が示されている。

図１３のＤに示す受信回路４１は、包絡線検波部６１、並びに、コンパレータ６８−１および６８−２を備えて構成される。

例えば、この受信回路４１では、アンテナ回路２３から供給される信号が包絡線検波部６１において検波され、その信号の包絡線を表すアナログの検波信号がコンパレータ６８−１および６８−２に供給される。そして、コンパレータ６８−１から出力される信号が、図５の復調部４２に供給されるとともに、コンパレータ６８−２から出力される信号が、図５の送信電力制御部４５に供給される。

このように、受信回路４１は、アンテナ回路２３から供給される信号がアナログで受信される。

なお、受信回路４１が採用する構成は、図１３に示すような各構成例に限定されることなく、さまざまな構成を採用することができる。

また、送受信回路２４は、図５に示したように、受信回路４１から復調部４２へ検波信号が供給されるように構成されているが、例えば、受信回路４１および復調部４２が一体で設けられるような構成を採用してもよい。即ち、送受信回路２４は、変調度の検出と復調とを同時に行うような構成とすることができる。

同様に、送受信回路２４は、通信制御部４３が送信電力制御部４５としての機能を備ええるような構成としてもよく、この構成では、変調度情報が通信制御部４３に供給されることになる。

さらに、送受信回路２４では、変調度の検出がアナログおよびデジタルのどちらで行われてもよい。

＜コンピュータの構成例＞
次に、上述した一連の処理（通信方法）は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。

図１４は、上述した一連の処理を実行するプログラムがインストールされるコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

プログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体としてのハードディスク１０５やROM１０３に予め記録しておくことができる。

あるいはまた、プログラムは、ドライブ１０９によって駆動されるリムーバブル記録媒体１１１に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体１１１は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。ここで、リムーバブル記録媒体１１１としては、例えば、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリ等がある。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体１１１からコンピュータにインストールする他、通信網や放送網を介して、コンピュータにダウンロードし、内蔵するハードディスク１０５にインストールすることができる。すなわち、プログラムは、例えば、ダウンロードサイトから、ディジタル衛星放送用の人工衛星を介して、コンピュータに無線で転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送することができる。

コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１０２を内蔵しており、CPU１０２には、バス１０１を介して、入出力インタフェース１１０が接続されている。

CPU１０２は、入出力インタフェース１１０を介して、ユーザによって、入力部１０７が操作等されることにより指令が入力されると、それに従って、ROM(Read Only Memory)１０３に格納されているプログラムを実行する。あるいは、CPU１０２は、ハードディスク１０５に格納されたプログラムを、RAM(Random Access Memory)１０４にロードして実行する。

これにより、CPU１０２は、上述したフローチャートにしたがった処理、あるいは上述したブロック図の構成により行われる処理を行う。そして、CPU１０２は、その処理結果を、必要に応じて、例えば、入出力インタフェース１１０を介して、出力部１０６から出力、あるいは、通信部１０８から送信、さらには、ハードディスク１０５に記録等させる。

なお、入力部１０７は、キーボードや、マウス、マイク等で構成される。また、出力部１０６は、LCD(Liquid Crystal Display)やスピーカ等で構成される。

ここで、本明細書において、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に行われる必要はない。すなわち、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含む。

また、プログラムは、１のコンピュータ（プロセッサ）により処理されるものであっても良いし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであっても良い。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであっても良い。

さらに、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。

また、例えば、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。

また、例えば、本技術は、１つの機能を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。

また、例えば、上述したプログラムは、任意の装置において実行することができる。その場合、その装置が、必要な機能（機能ブロック等）を有し、必要な情報を得ることができるようにすればよい。

また、例えば、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。換言するに、１つのステップに含まれる複数の処理を、複数のステップの処理として実行することもできる。逆に、複数のステップとして説明した処理を１つのステップとしてまとめて実行することもできる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、プログラムを記述するステップの処理が、本明細書で説明する順序に沿って時系列に実行されるようにしても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで個別に実行されるようにしても良い。つまり、矛盾が生じない限り、各ステップの処理が上述した順序と異なる順序で実行されるようにしてもよい。さらに、このプログラムを記述するステップの処理が、他のプログラムの処理と並列に実行されるようにしても良いし、他のプログラムの処理と組み合わせて実行されるようにしても良い。

なお、本明細書において複数説明した本技術は、矛盾が生じない限り、それぞれ独立に単体で実施することができる。もちろん、任意の複数の本技術を併用して実施することもできる。例えば、いずれかの実施の形態において説明した本技術の一部または全部を、他の実施の形態において説明した本技術の一部または全部と組み合わせて実施することもできる。また、上述した任意の本技術の一部または全部を、上述していない他の技術と併用して実施することもできる。

＜構成の組み合わせ例＞
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
近距離無線通信を行う相手となる通信デバイスにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号を、アンテナを介して受信する受信回路
を備え、
前記受信回路は、前記信号の変調度を測定する
通信装置。
（２）
前記信号の変調度である受信信号変調度に基づいて、前記通信デバイスに対して送信する送信電力を制御する送信電力制御部
をさらに備える請求項１に記載の通信装置。
（３）
前記送信電力制御部は、前記受信信号変調度が一定の閾値以下である場合、前記送信電力を低下させるように制御を行う
上記（２）に記載の通信装置。
（４）
前記送信電力制御部は、前記送信電力を出力する送信アンプのインピーダンスを調整することによって、前記送信電力を制御する
上記（２）または（３）に記載の通信装置。
（５）
前記送信電力制御部は、前記送信電力を出力する送信アンプの電圧を調整することによって、前記送信電力を制御する
上記（２）または（３）に記載の通信装置。
（６）
前記通信デバイスの探索を行う探索信号が送信され、
その信号に対する返信が検出された場合に、前記受信信号変調度が測定され、
前記受信信号変調度が前記閾値以下であるか否かに応じて、前記探索信号が再送信される
上記（３）から（５）までのいずれかに記載の通信装置。
（７）
前記送信電力制御部は、初回の前記探索信号を送信する際に、前記送信電力を最大値に設定する
上記（６）に記載の通信装置。
（８）
前記送信電力制御部は、初回の前記探索信号に対する返答が検出されなかった場合に、前記送信電力を低下させるように制御を行う
上記（７）に記載の通信装置。
（９）
前記送信電力制御部は、初回の前記探索信号を送信する際に、前記送信電力を中間値に設定し、初回の前記探索信号に対する返答が検出されなかった場合に、前記送信電力を上昇させるように制御を行う
上記（６）に記載の通信装置。
（１０）
前記送信電力制御部は、初回の前記探索信号を送信する際に、所定の種類の前記通信デバイスについて適切なリファレンス値に前記送信電力を設定する
上記（６）に記載の通信装置。
（１１）
前記送信電力制御部は、前記探索信号を送信した後、前記受信信号変調度が一定の閾値以下である場合、前記送信電力の変化が前記通信デバイスに検出されないように緩やかに、前記送信電力を連続的に低下させる
上記（６）から（１０）までのいずれかに記載の通信装置。
（１２）
前記送信電力制御部は、前記探索信号の送信後、前記受信信号変調度が一定の閾値以下である場合、搬送波の出力を停止させ、低下させた前記送信電力で搬送波の出力を再開させる
上記（６）から（１１）までのいずれかに記載の通信装置。
（１３）
通信装置が、
近距離無線通信を行う相手となる通信デバイスにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号を、アンテナを介して受信すること
を含み、
前記信号の変調度を測定する
通信方法。
（１４）
通信装置のコンピュータに、
近距離無線通信を行う相手となる通信デバイスにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号を、アンテナを介して受信すること
を含み、
前記信号の変調度を測定する
通信処理を実行させるためのプログラム。

なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。

１１ NFC通信システム， １２ リーダライタ， １３ カード， ２１ コイル， ２２ キャパシタ， ２３ アンテナ回路， ２４ 送受信回路， ３１ コイル， ３２ キャパシタ， ３３ アンテナ回路， ３４ 送受信回路， ３５ 可変抵抗， ３６ 電源， ３７ スイッチ， ３８ 抵抗， ４１ 受信回路， ４２ 復調部， ４３ 通信制御部， ４４ メモリ部， ４５ 送信電力制御部， ４６ 選択回路， ４７ 変調信号生成部， ４８ 送信アンプ， ５１および５２ MOSFET， ６１ 包絡線検波部， ６２ ＡＤＣ， ６３ 変調度検出部， ６４ 乗算器， ６５ 局部発信器， ６６ ９０°位相シフト器， ６７ 可変アンプ， ６８ コンパレータ

Claims (14)

1. 近距離無線通信を行う相手となる通信デバイスにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号を、アンテナを介して受信する受信回路
   を備え、
   前記受信回路は、前記信号の変調度を測定する
   通信装置。
2. 前記信号の変調度である受信信号変調度に基づいて、前記通信デバイスに対して送信する送信電力を制御する送信電力制御部
   をさらに備える請求項１に記載の通信装置。
3. 前記送信電力制御部は、前記受信信号変調度が一定の閾値以下である場合、前記送信電力を低下させるように制御を行う
   請求項２に記載の通信装置。
4. 前記送信電力制御部は、前記送信電力を出力する送信アンプのインピーダンスを調整することによって、前記送信電力を制御する
   請求項２に記載の通信装置。
5. 前記送信電力制御部は、前記送信電力を出力する送信アンプの電圧を調整することによって、前記送信電力を制御する
   請求項２に記載の通信装置。
6. 前記通信デバイスの探索を行う探索信号が送信され、
   その信号に対する返信が検出された場合に、前記受信信号変調度が測定され、
   前記受信信号変調度が前記閾値以下であるか否かに応じて、前記探索信号が再送信される
   請求項３に記載の通信装置。
7. 前記送信電力制御部は、初回の前記探索信号を送信する際に、前記送信電力を最大値に設定する
   請求項６に記載の通信装置。
8. 前記送信電力制御部は、初回の前記探索信号に対する返答が検出されなかった場合に、前記送信電力を低下させるように制御を行う
   請求項７に記載の通信装置。
9. 前記送信電力制御部は、初回の前記探索信号を送信する際に、前記送信電力を中間値に設定し、初回の前記探索信号に対する返答が検出されなかった場合に、前記送信電力を上昇させるように制御を行う
   請求項６に記載の通信装置。
10. 前記送信電力制御部は、初回の前記探索信号を送信する際に、所定の種類の前記通信デバイスについて適切なリファレンス値に前記送信電力を設定する
    請求項６に記載の通信装置。
11. 前記送信電力制御部は、前記探索信号を送信した後、前記受信信号変調度が一定の閾値以下である場合、前記送信電力の変化が前記通信デバイスに検出されないように緩やかに、前記送信電力を連続的に低下させる
    請求項６に記載の通信装置。
12. 前記送信電力制御部は、前記探索信号の送信後、前記受信信号変調度が一定の閾値以下である場合、搬送波の出力を停止させ、低下させた前記送信電力で搬送波の出力を再開させる
    請求項６に記載の通信装置。
13. 通信装置が、
    近距離無線通信を行う相手となる通信デバイスにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号を、アンテナを介して受信すること
    を含み、
    前記信号の変調度を測定する
    通信方法。
14. 通信装置のコンピュータに、
    近距離無線通信を行う相手となる通信デバイスにおいて負荷変調が行われることによって送信される信号を、アンテナを介して受信すること
    を含み、
    前記信号の変調度を測定する
    通信処理を実行させるためのプログラム。

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