JP2000101472A - 通信システム - Google Patents

通信システム

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JP2000101472A
JP2000101472A JP11013252A JP1325299A JP2000101472A JP 2000101472 A JP2000101472 A JP 2000101472A JP 11013252 A JP11013252 A JP 11013252A JP 1325299 A JP1325299 A JP 1325299A JP 2000101472 A JP2000101472 A JP 2000101472A
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Stiglic Maksimilijan
スティグリック マクシミリヤン
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EM Microelectronic Marin SA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基地局及び複数のトランスポンダを含む通信
システムに関し、基地局がトランスポンダに選択的に指
令を送ったり、選択的に情報交換できるようにする。 【解決手段】 基地局２０は、複数のトランスポンダ
（２１，２２，２３）を中に位置づけできる通信ボリュ
ーム２を構成する電磁場１を発出し、トランスポンダ
は、電磁場に応答して識別メッセージ３０を生成する。
基地局は、識別メッセージに応えて通信開始信号４０を
生成することにより各トランスポンダと選択的に通信す
る。各トランスポンダは、通信開始信号に応えて通信ウ
インドウ６０を開放し、この間に情報を交換したり指令
を送ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線電子通信シス
テム又はいわゆるＲＦＩＤシステムに関する。人、動物
又は商品（例えば、車両、マーキングを必要とする商品
及び組立てライン内のサブセットなど）を識別するため
に標準的に用いられるこのようなシステムは、基本的に
質問器／読取り器及び識別の必要のある品物に付随する
単数又は複数のトランスポンダをそなえて成る。
【０００２】
【従来の技術】質問器／読み取り器は、電磁放射線の形
で問合せ信号（interrogation signal）を発出する。こ
の問合せ電磁場を受けているトランスポンダは、通常こ
の場の変調から成る応答信号を生成し、一般にトランス
ポンダを識別するコード／アドレスを提供することによ
って応答する。
【０００３】欧州特許ＥＰ０１６１７７９号は、質問器
／読取り器が、トランスポンダにより伝送された識別コ
ードを再度発出するように適合されているような識別シ
ステムを開示している。各々のトランスポンダは、その
独自の識別コードと再発出された識別コードを比較する
ための手段を含み、整合時点で自らを非活性化するよう
に適合されている。
【０００４】欧州特許出願ＥＰ０５８５１３２号は、識
別プロトコルが著しく単純化されているもう１つの識別
システムを開示している。このシステムでは、質問器／
読取り器は、問合せ信号の修正の形でトランスポンダの
１つにより伝送された識別メッセージの受信時点で信号
を発出するように適合されている。この修正は、応答信
号に対し同期的に行なわれ、各トランスポンダは、問合
せ信号の修正の検出時点で応答信号の伝送を停止するよ
うに適合されている。
【０００５】上述の出願で開示されている識別システム
は、複数のトランスポンダの識別及び計数の問題に対し
て単純かつ信頼性ある解決法を提供する。しかしながら
このシステムは、識別されたトランスポンダに対する抑
止指令（inhibition command）の伝送に制限されてお
り、かくして複数のトランスポンダの識別及び計数の利
用分野に限定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
のトランスポンダを識別することに加えて、質問器／読
取り器（以下基地局と呼ぶ）がこれらのトランスポンダ
に選択的に指令を送りかつ／又は選択的にこれらのトラ
ンスポンダと情報交換できるようにする通信システムを
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明は基地
局と複数のトランスポンダを含む無線電子通信システム
において、該基地局には、中に複数のトランスポンダを
位置づけすることのできる通信ボリュームを構成する電
磁場を発出するための伝送（送信）手段が含まれ、各々
のトランスポンダには前記電磁場を受信する手段及び前
記電磁場に応じて基地局が読みとる可能性のある識別メ
ッセージ（identification message）を生成するための
手段が含まれ、前記基地局にはさらに、前記複数のトラ
ンスポンダのうちのいずれかのトランスポンダから発せ
られた前記識別メッセージを受信するための手段及び前
記識別メッセージの有効性を検査するための処理手段が
含まれている無線電子通信システムであって、該基地局
が前記複数のトランスポンダに宛てた通信開始信号を生
成するための手段を含み、前記基地局は、それが識別メ
ッセージを受信する各トランスポンダに対して通信開始
信号を提供し、各トランスポンダは、前記識別メッセー
ジの生成に対して予め定められた期間中にそれが受信さ
れた場合にのみ前記通信開始信号に応答して通信ウイン
ドウ（communication window）を開くように適合されて
いることを特徴とする、無線電子通信システムをその対
象としている。
【０００８】これらの特徴から、該通信システムは、基
地局と各トランスポンダの間でより大量の通信を行う可
能性を許容する結果となる。本発明の利点は、各々の識
別されたトランスポンダと選択的に通信することが可能
であるという事実にある。実際、各々のトランスポンダ
は基地局によって個々に識別されることから、該識別さ
れたトランスポンダのみが基地局と通信することができ
る。
【０００９】本発明のもう１つの利点は、例えば、後に
実行されるように少なくとも１つの指令（コマンド）が
トランスポンダに送られる指令モード（command mod
e）、又は基地局がトランスポンダのメモリ内に含まれ
た情報を読みとる読取りモード（reading mode）といっ
たように、基地局と各トランスポンダの間での多数の通
信モードを可能にするということにある。指令及び読取
りモードの組合せもこの発明の範囲内で容易に考えるこ
とができる。
【００１０】本発明のもう１つの利点は、トランスポン
ダによって発出された識別（ＩＤ）に従って基地局と各
トランスポンダの間で選択的に通信を適合させることが
可能であるという事実にある。本発明によると、実際、
各々の識別されたトランスポンダに対して特定の通信を
開始することが可能である。本発明のその他の特徴及び
利点は、単に一例として示されている添付図面の記載を
参考にしながら以下の詳細な記述を読むことにより、明
らかになることだろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下で記述する例においては、通
信システム内で使用される各トランスポンダは、好まし
くは受動的である。すなわち、これらは、自らが受けて
いる電磁場からそのエネルギーを誘導して（引き出し
て）いる。しかしながら、能動トランスポンダも利用で
きることから、これは制限的な意味をもつことではな
い。図１は、全体としてＴＲという参照文字で示されて
いる受動トランスポンダのブロック図を示している。こ
のトランスポンダは、並列接続されたインダクタンス及
びキャパシタンス（いかなる参照番号でも示されていな
い）で標準的に形成される共振回路、及び単一の集積回
路上で容易に実施可能である電子回路を含んで成る。変
調器１１は、基地局に伝送すべき情報のコード化（符号
化）を可能にする。これは、共振回路のコミュテーショ
ン（commutation)により達成される。かくして作り出さ
れた電磁結合は、基地局により検出されうる。
【００１２】電子回路の電源は、共振回路を介して周囲
の電磁場から誘導され（引き出され）、その後整流器１
２により整流される。電源がトランスポンダの適切な機
能を保証するのに充分なものであるとき、初期化回路１
３が論理ユニット１４を初期化できるようにする。クロ
ック抽出手段１５を用いて、クロック信号が周囲の電磁
場周波数から抽出される。かくして、各トランスポンダ
は、基地局と同期的に機能する。
【００１３】単安定トリガ回路１６がさらに、電磁場の
中断の検出を可能にする。その時定数は、電磁場の複数
の周期に対応する周期をもつ。トランスポンダの論理ユ
ニット１４はさらに、トランスポンダのコード／アドレ
ス及び製造中又はその後の段階で記憶されたその他の情
報を収容する記憶手段（ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ又はその
他のタイプのメモリ）を含んでいる。
【００１４】図２は、本発明による通信システムの作動
原理を概略的に例示している。基地局２０は、包括的
に、問合せ段階（Ａ），識別及び通信開始段階（Ｂ）及
び通信段階（Ｃ）という３段階に分割できる要領で作動
する。上述のように、トランスポンダ２１〜２６は全体
として参照番号ＴＲによって表わされている。問合せ段
階（Ａ）は、基地局２０による規定周波数での電磁場１
の発出をその特徴とする。この電磁場１は、複数のトラ
ンスポンダ２１〜２６のうちの単数又は複数のトランス
ポンダ２１，２２及び２３が位置づけられる可能性のあ
る通信ボリューム２を構成する。通信ボリューム２内に
包囲されたトランスポンダ２１，２２及び２３は活性化
され、問合せ信号として電磁場１の存在を解釈する。か
くして電磁場１を受けている各々のトランスポンダ２
１，２２及び２３は、トランスポンダの各々に特定的な
識別メッセージ３０を生成することによりこの問合せに
応答する。
【００１５】識別及び通信開始段階（Ｂ）は、電磁場１
を受けるトランスポンダ２１，２２及び２３の中のいず
れかのトランスポンダ、つまりこの例ではトランスポン
ダ２２から発せられる識別メッセージ３０を基地局２０
が受信した時点で始まる。識別メッセージ３０の受信時
点で、基地局２０は識別メッセージ３０の有効性を検査
する作業に着手する。同時に、基地局２０は、その識別
メッセージ３０が処理中であることそしてこのメッセー
ジの発信の終りに通信ウインドウ６０を開かなくてはな
らないことを、選択されたトランスポンダ２２に指示す
る、電磁場１の修正の形での通信開始信号として本発明
の中で指定されている短かい信号４０を生成する。この
通信開始信号４０は、前記識別メッセージ３０の生成と
の関係において予め定められた期間中、すなわち識別メ
ッセージ３０の発信の間に又はその後に生成される。ト
ランスポンダ２１〜２６は、かくして、この予め定めら
れた期間中のみ通信開始信号４０を受信するように適合
される。
【００１６】通信段階（Ｃ）はそれ自体、識別されたト
ランスポンダ２２によって伝送される識別メッセージ３
０の確認の完了後に始まる。通信ウインドウ６０の間、
基地局２０及び識別されたトランスポンダ２２は情報を
伝達し交換する可能性を有する。好ましくは、選択され
たトランスポンダ２２が、別のトランスポンダから発せ
られた識別メッセージ３０を基地局２０から発せられる
通信として解釈する可能性を回避するため、通信ウイン
ドウ６０の間に交換される識別メッセージ３０及び各信
号を生成するのに異なる変調が使用される。
【００１７】本発明によると、識別メッセージ３０は好
ましくは、多数の識別メッセージ３０の間の衝突の確率
を低減させるため長い任意の持続時間の休止の後にくり
返される。実際、これらの休止の間、トランスポンダＴ
Ｒは不活性状態にとどまり、かくして基地局２０がもう
１つのトランスポンダから発せられる識別メッセージ３
０を検出できるようにする。これにより又、２つ以上の
識別メッセージ３０が絶えず衝突するのを回避すること
も可能となる。図３は、２つのトランスポンダが電磁場
１を受けるケースにおいてこの原理を概略的に例示して
いる。さらに、休止の持続時間は好ましくは１つの識別
メッセージ３０の持続時間よりもはるかに大きいもので
あるということを指摘しなければならない。
【００１８】基地局２０とトランスポンダＴＲの間で交
換される信号をコード化（符号化）するために、例えば
マンチェスタコード（Manchester code)といったような
いくつかのタイプのコード化を使用することが可能であ
る。図４は、マンチェスタコードの一例を示している。
このコードは、１ビット周期の中間における負又は正の
遷移により特徴づけられる。「１」はオン−オフシーケ
ンスにより表わされ、「０」はオフ−オンシーケンスに
より表わされる。ビット周期は、電磁場１の周期の倍数
に固定される。
【００１９】図５は、本発明の中で規定される識別メッ
セージ３０の構造の一例を示している。識別メッセージ
３０は、最初の初期化シーケンス３１とそれに続く、ト
ランスポンダの識別コードを含むコード化（符号化）さ
れた情報３２を含んで成る。初期化シーケンス３１は、
基地局２０とトランスポンダを同期化するのに用いられ
る。図５の例においては、初期化シーケンス３１は
「０」にある一連の７つのビット、「１」にある１つの
ビットならびにそれに続く５ビットのコード化（符号
化）された情報３２から成る。
【００２０】基地局２０により伝送された通信開始信号
４０は、識別メッセージ３０の生成との関係において予
め定められた期間の間に生成される電磁場１の単数又は
複数の短かい中断から成り、これらの中断は、１ビット
周期よりも短かい持続時間をもつ。制限的な意味をもた
ない図５の例においては、通信開始信号４０は、コード
化（符号化）された情報３２の第１及び第５のビットの
間に生成された電磁場１の２つの短かい中断５１及び５
２で構成されている。中断は、１ビット周期中のいつで
も生成され得るが、好ましくは、変調器１１（図１）が
オンにある期間中に生成される。実際、この期間中、ト
ランスポンダの共振回路は負荷除去され、トランスポン
ダの自励発振はそれに応じて、共振回路が負荷された場
合よりもさらに急速に吸収される。論理ユニット１４と
共に単安定トリガ回路１６はここでは、コード化された
情報３２の第１及び第５のビットの間電磁場１の中断を
検出するように適合されている。
【００２１】図６の（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら、本
発明による通信システムの３つの実施形態を紹介する。
当業者であれば他の実施形態も考えられるはずである。
図６の（Ａ）は、識別されたトランスポンダ２２が、通
信ウインドウ６０中に単純に基地局２０に情報３４を伝
送する第１の実施形態を示している。この実施形態で
は、通信開始信号４０は、情報要求として、識別された
トランスポンダ２２により解釈され、かくしてこのトラ
ンスポンダ２２は、要求された情報３４を伝送するべく
通信ウインドウ６０を開く。この実施形態は標準的に
は、品物の価格といったような、識別されたトランスポ
ンダ２２のメモリ内に記憶された特定の情報を読みとる
ことのみが望まれる場合に商品をとり扱う上で応用する
ことができる。
【００２２】図６の（Ｂ）は、基地局２０が識別された
トランスポンダ２２によってその後実行される指令（コ
マンド）４４を伝送する、本発明のもう１つの実施形態
を示している。かくして通信開始信号４０に応えて、識
別されたトランスポンダ２２は、基地局２０から指令
（コマンド）４４を受けとるため通信ウインドウ６０を
開放する。この指令４４は解釈され、その後、該識別さ
れたトランスポンダ２２によって実行される。この実施
形態は標準的に、盗難防止（anti-theft）又はアクセス
制御システムに対し利用可能である。
【００２３】図６の（Ｃ）は、基地局２０が、識別され
たトランスポンダ２２のメモリ内に記憶された情報３４
に対する要求４２を伝送し次に、その後該識別されたト
ランスポンダ２２により実行されることになる指令４４
を送る。通信開始信号４０に応答して、かくして識別さ
れたトランスポンダ２２は通信ウインドウ６０を開き、
それが連続的に要求４２を受けとり、要求された情報３
４を伝送し、次に指令（コマンド）４４を受けとること
ができるようにする。この実施形態は、識別されたトラ
ンスポンダによって伝送された情報３４に応じて指令４
４を適合させることができるようにする。
【００２４】図７は、要求、指令又はその他の何らかの
情報のいずれかを含む信号を、識別されたトランスポン
ダ２２が全く受けとらない場合の状況を例示している。
各トランスポンダＴＲは好ましくは、通信ウインドウ６
０の始めに規定された予め定められた長さの期間中、基
地局２０により信号が発出されているか否かを検出する
ように適合されている。情報を含む信号が全く検出され
ない場合、識別されたトランスポンダ２２は、通信ウイ
ンドウ６０を閉じ、休止の後その識別メッセージ３０を
発出し続ける。
【００２５】通信ウインドウ６０の持続時間は可変的で
ありうるということが指摘されることだろう。例えば、
通信ウインドウ６０の終りは、図６の（Ａ）の実施形態
の中で記述されているように情報３４の伝送の終りと一
致してもよいし、又は、図６の（Ｂ）及び６の（Ｃ）の
実施形態に記述されているように指令４４に一致しても
よいし、或いは又通信ウインドウ６０の始めに規定され
た予め定められた長さの期間中の情報交換の不在（図
７）と一致していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用されるトランスポンダのブロック
図である。
【図２】本発明による通信システムの作動原理を概略的
に示す図である。
【図３】問合せ電磁場を受ける２つのトランスポンダか
ら発せられる識別メッセージの発出例を概略的に示す図
である。
【図４】マンチェスターコードでのコード化例を示す図
である。
【図５】本発明による識別メッセージ及び通信開始信号
の構造の一例を示す図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、本発明に
よる通信システムの各実施例を示す図である。
【図７】トランスポンダが全く通信を受信していない状
況を例示する図である。
【符号の説明】
１…電磁場 ２…通信ボリューム ２０…基地局 ２１，２２，２３，２４，２５，２６…トランスポンダ ３０…識別メッセージ ３４…情報 ４０…通信開始信号 ４２…要求 ４４…指令（コマンド） ６０…通信ウインドウ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基地局（２０）と複数のトランスポンダ
    （ＴＲ；２１〜２６）を含む通信システムにおいて、該
    基地局（２０）には、中に複数のトランスポンダ（２
    １，２２，２３）を位置づけすることのできる通信ボリ
    ューム（２）を構成する電磁場（１）を発出するための
    伝送手段が含まれ、各々のトランスポンダ（ＴＲ，２１
    〜２６）には前記電磁場（１）を受信する手段及び前記
    電磁場（１）に応じて基地局（２０）が読みとる可能性
    のある識別メッセージ（３０）を生成するための手段が
    含まれ、前記基地局（２０）にはさらに、前記複数のト
    ランスポンダ（ＴＲ；２１〜２６）のうちのいずれかの
    トランスポンダ（２２）から発せられた前記識別メッセ
    ージ（３０）を受信するための手段及び前記識別メッセ
    ージ（３０）の有効性を検査するための処理手段が含ま
    れている通信システムであって、該基地局（２０）が前
    記複数のトランスポンダ（ＴＲ；２１〜２６）に宛てた
    通信開始信号（４０）を生成するための手段を含み、前
    記基地局（２０）は、それが識別メッセージ（３０）を
    受信する各トランスポンダ（２１，２２，２３）に対し
    て通信開始信号（４０）を提供し、各トランスポンダ
    （ＴＲ；２１〜２６）は、前記識別メッセージ（３０）
    の生成に対して予め定められた期間中にそれが受信され
    た場合にのみ前記通信開始信号（４０）に応答して通信
    ウインドウ（６０）を開くように適合されていることを
    特徴とする通信システム。
  2. 【請求項２】 前記通信開始信号（４０）は前記識別メ
    ッセージ（３０）の間又はその直後に生成されることを
    特徴とする、請求項１に記載の通信システム。
  3. 【請求項３】 前記通信開始信号（４０）は電磁場
    （１）の単数又は複数の短かい中断（５０，５１）で構
    成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載
    の通信システム。
  4. 【請求項４】 前記識別メッセージ（３０）は、トラン
    スポンダを識別するコードを含む符号化された情報（３
    ２）が後に続く初期化シーケンス（３１）を含み、前記
    初期化シーケンス（３１）は、識別メッセージ（３０）
    に対する基地局（２０）の同期化を可能にすることを特
    徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信シ
    ステム。
  5. 【請求項５】 前記識別メッセージ（３０）は、多数の
    トランスポンダ（２１，２２，２３）から発せられる各
    識別メッセージ（３０）の間の衝突の確率を減少させる
    ため、任意な長さの休止期間の後に繰返されることを特
    徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信シ
    ステム。
  6. 【請求項６】 前記基地局（２０）と識別されたトラン
    スポンダ（２２）の間で前記通信ウインドウ（６０）中
    に、少なくとも１つの情報含有信号（３４，４２，４
    ４）が交換されることを特徴とする、請求項１〜５のい
    ずれか１項に記載の通信システム。
  7. 【請求項７】 前記通信ウインドウ（６０）中に、前記
    識別されたトランスポンダ（２２）が情報（３４）を前
    記基地局（２０）に伝送することを特徴とする、請求項
    ６に記載の通信システム。
  8. 【請求項８】 前記通信ウインドウ（６０）中に、前記
    基地局（２０）は、その後前記識別されたトランスポン
    ダ（２２）により実行される指令（４４）を生成するこ
    とを特徴とする、請求項６に記載の通信システム。
  9. 【請求項９】 前記通信ウインドウ（６０）中に、前記
    基地局（２０）は、前記識別されたトランスポンダ（２
    ２）が応答して情報（３４）を伝送することになる要求
    （４２）を生成し、その後、前記識別されたトランスポ
    ンダ（２２）によってひきつづき実行される指令（４
    ４）を生成することを特徴とする、請求項６に記載の通
    信システム。
  10. 【請求項１０】 前記識別されたトランスポンダ（２
    ２）は、前記通信ウインドウ（６０）の始めに規定され
    た予め定められた長さの期間中全く信号を検出しなかっ
    た場合に、前記識別メッセージ（３０）を生成し続ける
    ことを特徴とする、請求項６〜９のいずれか１項に記載
    の通信システム。
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