JP2003518824A

JP2003518824A - 質問機システムから携帯端末への情報伝達方法

Info

Publication number: JP2003518824A
Application number: JP2001547811A
Authority: JP
Inventors: エリザベート・クロション; ティエリー・トーマス; マシュー・ブーヴィエ・デ・ノエ
Original assignee: コミツサリアタレネルジーアトミーク
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2003-06-10
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: DE60023135T2; FR2802688A1; EP1181796A2; EP1181796B1; DE60023135D1; ES2249328T3; US6954496B2; WO2001047201A2; JP4672226B2; WO2001047201A3; US20030086506A1; FR2802688B1

Abstract

(57)【要約】本発明は、質問機システムから携帯端末への情報伝達方法に関するものである。情報は、３進法振幅変調と位置によるパルス符号化とによって伝達される。フレームは、互いに同極性の２つのパルスを有してなるフレームスタートマーカー（ＳＯＦ）と、２値シンボルを伝送するとともに２つの逆極性のパルスを有してなるパターンと、単一パルスだけからなるフレームエンドマーカー（ＥＯＦ）と、を備えて構成されている。本発明は、特に、ラジオ周波数（ＲＦＩＤ）タグにおける交信を意図している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明の目的は、質問機システムから携帯端末への情報伝達方法を提供するこ
とである。

【０００２】携帯端末が使用されている状況に応じて、遠隔チケット購入や大量生産や対象
物の並べ替えやアクセス制御フィールドや、より一般的には、範囲や２値処理量
やノイズ耐性やラジオ波伝送の規格追従性を行えることが適切である。これらの
特性は、例えば、個々の導入フェーズにおける多くのデータフローとそれ以降の
認識フェーズにおける少ないデータフローとの間において、変化する。

【０００３】本発明の好ましい実施形態においては、携帯端末は、ラジオ周波数（ＲＦＩＤ
）タグである。

【０００４】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】

現在、ある種の規格は、質問機システムから、例えばラジオ周波数タグといっ
たような携帯端末への情報伝達の規格化に近づきつつある。このような規格また
は規格原案は、通常、インターバルの位置符号化に関連したある種の時間インタ
ーバルに対しての、搬送波強度変調を推奨している。しかしながら、このような
規格によって規定された技術では、ある種の問題を引き起こしてしまう。特に、
インターバル位置に検出において問題を引き起こしてしまう。また、複数のタグ
が同期的に動作している場合にも、すなわち、搬送波周波数に対して個別的に動
作する各発振器をそれぞれのタグが有している場合には、困難さが発生する。

【０００５】本発明の目的は、このような問題点を正確に解決することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

変調インターバル（ここでは、パルスと称する）の位置を正確に検出するため
に、参照として機能する第１パルスと、第１パルスの位置に対しての位置が検出
される第２パルスと、を形成する。第２フレームの位置は、伝達される情報を規
定する。質問機からタグへのパルスフローにおける第１パルスと第２パルスとの
潜在的混同は、避けなければならない。したがって、本発明は、３進法（２進法
ではなく）搬送波振幅変調を使用することによる、第１パルスと第２パルスとの
識別を提案する。これにより、異なる２つの変調が可能となり、それぞれが、使
用されているパルスに割り当てられる。

【０００７】より詳細には、本発明の目的は、質問機システムから携帯端末への情報伝達方
法であって、『パルス』と称される複数のタイムインターバルにわたってラジオ
波搬送波強度変調によって情報を伝達する場合において、 −第１振幅レベルと、この第１振幅レベルよりも小さな第２振幅レベルと、第
１振幅レベルよりも大きな第３振幅レベルと、を使用する３進法強度変調を使用
するとともに、第１レベルから第２レベル（負極性と称される）への移行と、第
１レベル）から第３レベル（正極性と称される）への移行と、のいずれかを行い
、 −同一パターン内において２つの逆極性のパルスを形成することによって位置
による符号化を行うとともに、第１パルスに対しての第２パルスの位置を認識こ
とを特徴とする方法が提供される。

【０００８】情報は、好ましくは、情報シンボルと関連している一連のパターンからなるメ
ッセージへとグループ分けされる。したがって、各パターンは、Ｎ個の互いに同
じタイムユニット（時間間隔）へと分割された符号時間領域を備えている。タイ
ムユニットの継続時間は、Ｔ_C であり、Ｔ_C は、パルス継続時間に少なくとも等
しく、第１パルスは、この時間領域の前に配置され、第２パルスは、時間領域の
うちのＮ個のタイムユニットのいずれかに配置される。

【０００９】タイムユニットの数（Ｎ）は、Ｍを整数としたときに、２^M に等しいことが好
ましい。この場合、各パターンによって伝達される情報シンボルは、Ｍビットの
２値ワードをなす。

【００１０】パルス幅の制限を容易とするために、第１パルスと符号時間領域の最初との間
に、継続時間がタイムユニット（Ｔ_C ）の複数倍であるような、第１ガードタイ
ムを設けるべきである。

【００１１】また、時間領域の後に、継続時間がタイムユニット（Ｔ_C ）の複数倍であるよ
うな、第２ガードタイム（Ｔ_g2）を設けるべきである。

【００１２】２つのパルスが連続してしまうというリスクは、これらガードタイムによって
、完全に防止される。よって、正極性パルスと負極性パネルとの間の移行を、容
易に検出することができる。

【００１３】また、符号時間領域の後に、ウエイトタイムを設けることも有効である。この
ウエイトタイムの長さは、パルスのスタートパルスを待っているタグによっては
、無視される。このウエイトタイムは、パターンに応じて、伝達情報に応じて、
また、伝達距離に応じて、変更することができる。また、このウエイトタイムは
、伝達スペクトルのサイドバンドの平均パワーレベルを低減できることにより、
また、サイドバンドのパワーレベルを搬送波のパワーレベルに対して制限する必
要があることにより、ある種の規格に従わせることが有効である。この問題点は
、ウエイトタイムを調節することにより避けることができる。

【００１４】したがって、ウエイトタイムは、 −局所的伝達規格や、 −質問機システム構造や、 −質問機システムとタグとの間の伝達プロトコル（伝達取り決め）や、 −用途（短距離または長距離、ノイズ耐性、規格に対する整合性、および、２
値データフロー）、に依存して変更することができる。

【００１５】このような技術においてよく起こるように、メッセージは、フレーム内におい
て組織化することができる。各メッセージは、フレームスタートマーカーと称さ
れる先頭パターンと、いくつかの情報パターンと、フレームエンドマーカーと称
される末尾パターンと、を備えて構成されている。本発明においては、フレーム
スタートマーカーは、同極性の２つのパルスを備えている。したがって、このパ
ターンは、情報パターンには対応することがない。なぜなら、情報パターンは、
逆極性のパルスを必要とするからである。したがって、フレームスタートマーカ
ーは、他のパターンとは、明確に区別することができる。そのようなフレームス
タートマーカーのある利点は、タグに時間基準をもたらすことである。これによ
り、タグは、符号時間領域インターバルの長さを評価することができる。この利
点は、搬送波周波数とは個別的に動作するそれぞれの発振器を複数の同期タグに
おいて、特に有効である。

【００１６】フレームエンドマーカーは、単一パルスを有することができる。これにより、
情報パターンとは、区別することができる。

【００１７】すべての変形例において、フレームスタートマーカーまたはエンドスタートマ
ーカーまたは情報パターンパルスは、好ましくは、搬送波の振幅が変調の結果と
して減少するように、負であるべきである。しかしながら、すべての極性の設定
は、本発明においては、任意である。

【００１８】

【発明の実施の形態】

図１は、情報シンボルに対応したパターンを示している。ハッチング領域は、
搬送ラジオ波の強度を示している。図示されたパターンは、負極性の第１パルス
（Ｉ₁ ）すなわち負に変調されたインデックスを有したパルスと、正極性の第２
パルス（Ｉ₂ ）すなわち正に変調されたインデックスを有したパルスと、を備え
て構成されている。変調インデックスとは、搬送波レベルの変化と搬送波レベル
の合計との間の比として定義されることに注意されたい。Ａ＜Ｂ＜Ｃであるよう
な、搬送波の３つの可能な強度Ａ，Ｂ，Ｃを参照することにより、正極性と負極
性との２つの変調インデックスを得ることができる。つまり、次のような変調を
得ることができる。ｍ^- ＝（Ｂ−Ａ）／（Ａ＋Ｂ）ｍ⁺ ＝（Ｃ−Ｂ）／（Ｃ＋Ｂ）

【００１９】例えば、搬送波の周波数がｆ₀ ＝１３．５６ＭＨｚである場合には、ｍ^-＝ｍ⁺ ＝１０％を得ることができる。しかしながら、インデックスは、例えば５０％と
いう大きさとすることができる。

【００２０】図１に示すパターンは、Ｎ個のインターバルに分割された符号化タイム領域（
Ｚ）から構成されている。各インターバルの長さは、Ｔ_C とされている。したが
って、第２パルス（Ｉ₂ ）としては、Ｎ個分の配置可能性が存在する。Ｍを整数
としたときにＮ＝２^M であれば、これは、Ｍビットからなる２値シンボルに対応
する。例えばＭ＝４であれば、Ｎ＝１６となり、４ビットシンボルを得ることと
なる。

【００２１】符号化タイム領域（Ｚ）は、パルス（Ｉ₁ ）に続くものであって、Ｉ₁ の後の
Ｉ₂ の位置が、シンボルの値をもたらし、Ｔ_C 期間の数によって計数される。

【００２２】情報は、任意の方法で符号化することができる。例えば、『グレイ』シンボル
を使用して、各Ｉ₂ の位置によって２値シンボルを割り当てることができる。こ
の場合、１ビットだけ隣接位置にあっても対応シンボルは相違する。しかしなが
ら、他の任意の符号化方法を、同様に使用することができる。

【００２３】『チップ』とも称される期間（Ｔ_C ）は、Ｔ₀ を搬送波の長さとしたときにつ
まりＴ₀＝１／ｆ₀である場合に、ｎＴ₀ に等しいことが好ましい。例えば、ｆ₀
＝１３．５６ＭＨｚの場合には、ｎ＝１２８として、Ｔ_C ＝９．４μｓとするこ
とができる。

【００２４】パターンの合計長さは、Ｔ_m として表されている。Ｎ＝１６でありかつＴ_C ＝
９．４μｓである場合には、Ｔ_m ＝１５９．８μｓとなる。

【００２５】図２は、２つのシンボルにそれぞれ関連した２つのパターン（Ｓ₁，Ｓ₂）と、
フレームスタートマーカー（Start Of Frame，ＳＯＦ）と、フレームエンドマー
カー（End Of Frame，ＥＯＦ）と、を備えている。ＳＯＦマーカーは、負極性の
第１パルス（Ｉ₁ ）と、同じく負極性の第２パルス（Ｉ₂ ）と、を備えて構成さ
れている。このような負極性どうしの組合せは、情報符号化規則を分裂させ（反
対の極性を要求する）、そのため、情報パルスと混同することがない。

【００２６】ＳＯＦパターンにおいては、Ｉ₂ は、好ましくは、Ｉ₁ からできるだけ遠くに
配置されべきである。つまり、タイム領域の最後に配置されるべきである。すな
わち、Ｉ₁ からＮＴ_C だけ離れたところに配置されるべきである。これにより、
正確さが向上する。しかしながら、第２パルス（Ｉ₂ ）は、最後以外のタイムユ
ニットに配置することもできる。ただし、タイムベースとして機能するためには
常に同一ユニット内に配置されなければならない。

【００２７】ＥＯＦマーカーは、ただ１個だけのパルス（Ｉ₁ ）を備えて構成されている。
このパルスも、情報符号化規則を分裂させ、情報パターンやＳＯＦマーカーと混
同することがない。

【００２８】図２の変形例においては、パターンの全体長さ（Ｔ_m ）は、（Ｎ＋１）Ｔ_C に
等しい。この長さは、図３，４に示すような、ガードタイムおよび／またはウエ
イトタイムを導入することによって、延長することができる。

【００２９】まず最初に、図３においては、第１パルス（Ｉ₁ ）と第２パルス（Ｉ₂ ）との
双方の直後に、それぞれ、ガードタイム（Ｔ_g ）が導入されている。これらガー
ドタイムは、必ずしも同じ長さではなく、Ｋ₁およびＫ₂を整数としたときに、第
１パルスに関してはＫ₁Ｔ_Cという長さをとり、第２パルスに関してはＫ₂Ｔ_Cとい
う長さをとることができる。これらガードタイムは、（Ｋ₁＋Ｋ₂）Ｔ_C＝ＫＴ_C
という長さだけ、パターンの長さを伸ばす。例えば、次のように例示することが
できる。すなわち、Ｋ₁＝Ｋ₂＝１、よって、Ｋ＝２。

【００３０】図４においては、パターンの最後の部分にウエイトタイム（Ｔ_a ）が示されて
いる。このウエイトタイムは、ｐを整数としたときに、ｐＴ_C に等しいものとす
ることができる。図示の例においては、パターンの長さ（Ｔ_m ）は、（１＋Ｋ₁
＋Ｎ＋Ｋ₂＋ｐ）Ｔ_C となる。

【００３１】ウエイトタイム（Ｔ_a ）は、タグに影響を与えることなく、質問機システムに
よって調整することができる。メッセージ内において符号化されたこのタイム値
を、最初に送信する必要はない。

【００３２】質問機システムは、上述のような応用の制約に従って、ウエイトタイムを計算
することができる。典型的には、伝達距離が短いほど、タグに対して遠隔的に供
給するための、伝達フィールドに対してのパワーが小さくて済む。これは、搬送
波強度と伝達サイドバンドとの間に質問機システムを維持しなければならない距
離を低減する。したがって、搬送波のために使用されるパワーよりもサイドバン
ドの伝達スペクトルに対して、より多くのパワーを使用することができる。よっ
て、ウエイトタイムが短縮される。

【００３３】また、ウエイトタイムは、多数の同一符号が連続して伝達される際には、一方
においては伝達スペクトルの広帯域化を防止するために、他方においては質問機
によって送信されたメッセージとタグからの返信とのやりとりを最適化するため
に、ランダム因子を追加するように、メッセージ内容やタグ応答メッセージの長
さに依存して、質問機システムによって変更することができる。

【００３４】２値情報におけるデータフローにおいては、Ｎ＝１６、Ｋ＝２、Ｔ_C ＝９．４
μｓである場合には、単なる例示として、次の値をとることができる。 −Ｔ_a＝０（Ｔ_m＝１７８μｓ）、最大データフロー：２２．４ｋｂｉｔｓ／ｓ。
−Ｔ_a＝１．９４ｍｓ（Ｔ_m＝２．１２ｍｓ）、公称データフロー：１．８９ｋｂ
ｉｔｓ／ｓ。

【００３５】質問機システムから伝達されたメッセージとタグからのメッセージとが、やり
とりされる交信の一例が、図５に示されている。この例は、質問機システムが、
識別シーケンスを開始する“DEB-SEC”（シーケンスの開始）という信号を伝達
し、タグが、その位置（ｎ）のビットが“１”にセットされていれば“BIP”(BE
EP) という信号を送信しまたその位置（ｎ）のビットが“０”にセットされてい
れば応答を送らないという、ビットごとの認識アルゴリズムを示している。質問
機システムは、タグに対して、受領した内容を変換したメッセージを送信するこ
とによって応答する。すなわち、“BIP” という信号を受け取ったときには“Le
ct0” を送信し、何も受け取らなかったときには“Lect0” を送信する。ビット
状態が質問機システムによって読み取られたビット状態と同じであるようなタグ
は、タグ認識符号の最後のビットに到達するまで、各ビットに関しての処理を継
続する。

【図面の簡単な説明】

【図１】情報シンボルを表すパターンを示す図である。

【図２】フレームスタートマーカーと２つの情報パターンとフレームエン
ドマーカーとを備えてなるフレームを示す図である。

【図３】ガードタイムを有したフレームを示す図である。

【図４】ウエイトタイムとガードタイムとを有したフレームを示す図であ
る。

【図５】メッセージのやりとりを含む処理の一例を示す図である。

【符号の説明】

Ａ第２振幅レベルＢ第１振幅レベルＣ第３振幅レベルＩ₁ 第１パルスＩ₂ 第２パルスＴ_C タイムユニットＴ_g ガードタイムＴ_aウエイトタイムＺ時間領域ＳＯＦフレームスタートマーカーＥＯＦフレームエンドマーカー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マシュー・ブーヴィエ・デ・ノエフランス・Ｆ−38000・グルノーブル・リュ・ラシュマン・３Ｆターム(参考） 5K004 AA03 DA09 5K067 AA14 BB32 DD04 DD51 EE02 EE12 GG03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質問機システムから携帯端末への情報伝達方法であって、『パルス』と称される複数のタイムインターバルにわたってラジオ波搬送波強
度変調によって情報を伝達する場合において、 −第１振幅レベル（Ｂ）と、この第１振幅レベルよりも小さな第２振幅レベル
（Ａ）と、前記第１振幅レベルよりも大きな第３振幅レベル（Ｃ）と、を使用す
る３進法強度変調を使用するとともに、前記第１レベル（Ｂ）から前記第２レベ
ル（Ａ）（負極性と称される）への移行と、前記第１レベル（Ｂ）から前記第３
レベル（Ｃ）（正極性と称される）への移行と、のいずれかを行い、 −同一パターン内において２つの逆極性のパルス（Ｉ₁，Ｉ₂）を形成すること
によって位置による符号化を行うとともに、第１パルス（Ｉ₁ ）に対しての第２
パルス（Ｉ₂ ）の位置を認識することを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、シーケンスパターンからなるメッセージへと情報をグループ分けし、それらシーケンスパターンの各々を、情報シンボルに関連づけるとともに、そ
れぞれがＴ_C という長さを有したＮ個の同等のタイムユニットに分割された符号
時間領域（Ｚ）を有するものとし、前記Ｔ_C を、前記符号タイム領域（Ｚ）内におけるＮ個のユニットのいずれに
おいても、前記パルス（Ｉ₁ ）の長さに少なくとも等しいものとすることを特徴
とする方法。
【請求項３】請求項２記載の方法において、前記符号時間領域（Ｚ）内のタイムユニットの数（Ｎ）を、Ｍを整数としたと
きに、２^M に等しいものとし、この場合、各パターンによって伝達される情報シンボルが、Ｍビットの２値ワ
ードをなすことを特徴とする方法。
【請求項４】請求項２記載の方法において、各メッセージを、複数のフレームからなる構造とし、各フレームを、フレームスタートマーカー（ＳＯＦ）と称される先頭パターン
を備えて構成し、前記フレームスタートマーカーを、Ｎ個のタイムユニット（Ｔ_C ）へと分割さ
れた時間領域（Ｚ）と、該時間領域の最初に配置された第１パルス（Ｉ₁ ）と、
前記時間領域内に配置され、前記第１パルス（Ｉ₁ ）と同じ極性の第２パルス（
Ｉ₂ ）と、を有するものとし、該フレームスタートマーカー（ＳＯＦ）の次に、メッセージの情報シンボルを
に関連したパターンを続けることを特徴とする方法。
【請求項５】請求項４記載の方法において、前記フレームスタートマーカー（ＳＯＦ）の前記第２パルス（Ｉ₂ ）を、常に
、前記タイム領域（Ｚ）内における同一タイムユニット内に配置することを特徴
とする方法。
【請求項６】請求項５記載の方法において、前記フレームスタートマーカー（ＳＯＦ）の前記第２パルス（Ｉ₂ ）を、常に
、前記タイム領域（Ｚ）内における最終タイムユニット内に配置することを特徴
とする方法。
【請求項７】請求項４記載の方法において、前記フレームを、フレームエンドマーカー（ＥＯＦ）と称される末尾パターン
を備えて構成し、前記フレームエンドマーカーを、時間領域（Ｚ）内にパルスを有しないものと
するとともに、前記時間領域の最初に配置された第１パルス（Ｉ₁ ）を有するも
のとすることを特徴とする方法。
【請求項８】請求項４記載の方法において、前記第１パルス（Ｉ₁ ）と前記時間領域（Ｚ）の最後との間に、継続時間が前
記タイムユニット（Ｔ_C ）の複数倍（Ｋ₁ 倍）であるような、第１ガードタイム
（Ｔ_g1）を設けることを特徴とする方法。
【請求項９】請求項８記載の方法において、前記時間領域（Ｚ）の後に、継続時間が前記タイムユニット（Ｔ_C ）の複数倍
（Ｋ₂ 倍）であるような、第２ガードタイム（Ｔ_g2）を設けることを特徴とする
方法。
【請求項１０】請求項４記載の方法において、各パターンにおいて、各時間領域（Ｚ）の次に、ウエイトタイム（Ｔ_a ）を設けることを特徴とする
方法。
【請求項１１】請求項１０記載の方法において、前記ウエイトタイム（Ｔ_a ）の継続時間を、伝達条件に応じて様々なパターン
に合わせて変更することを特徴とする方法。
【請求項１２】請求項１０記載の方法において、前記ウエイトタイム（Ｔ_a ）の継続時間を、携帯端末からの返信メッセージの
長さに応じて変更することを特徴とする方法。
【請求項１３】請求項１〜１２記載のいずれかに記載の方法において、前記第１パルス（Ｉ₁ ）を、負極性とすることを特徴とする方法。
【請求項１４】請求項１〜１３記載のいずれかに記載の方法において、振幅変調インデックスを、５０％未満とすることを特徴とする方法。