JP2004304533A - 通信システム、これに含まれる質問器及び応答器 - Google Patents
通信システム、これに含まれる質問器及び応答器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】応答器の省電力化を図るとともに、応答器からの反射波同士が衝突しにくくする。
【解決手段】質問器が応答器を探索するため質問波を送信する（Ｓ４１０）。応答器が質問波を受信し（Ｓ５１０）、リンク要求を返信する（Ｓ５２０）。質問器２はリンク要求を受信し（Ｓ４２０）、質問器と応答器との通信状態を検知する（Ｓ４３０）。通信状態情報に基づいて使用可能帯域の上限値を決定し（Ｓ４４０）、使用可能帯域情報を送信する（Ｓ４５０）。応答器が使用可能帯域情報を受信し（Ｓ５３０）、使用可能帯域情報に基づいてホッピングした副搬送波の周波数を決定する（Ｓ５４０）。その後、応答器は必要な情報を返信し（Ｓ５５０）、全ての情報の返信を完了すると通信を終了する（Ｓ５６０）。質問器は返信された情報を受信し（Ｓ４６０）、全ての情報の受信が完了すると通信を終了する（Ｓ４７０）。
【選択図】 図７
【解決手段】質問器が応答器を探索するため質問波を送信する（Ｓ４１０）。応答器が質問波を受信し（Ｓ５１０）、リンク要求を返信する（Ｓ５２０）。質問器２はリンク要求を受信し（Ｓ４２０）、質問器と応答器との通信状態を検知する（Ｓ４３０）。通信状態情報に基づいて使用可能帯域の上限値を決定し（Ｓ４４０）、使用可能帯域情報を送信する（Ｓ４５０）。応答器が使用可能帯域情報を受信し（Ｓ５３０）、使用可能帯域情報に基づいてホッピングした副搬送波の周波数を決定する（Ｓ５４０）。その後、応答器は必要な情報を返信し（Ｓ５５０）、全ての情報の返信を完了すると通信を終了する（Ｓ５６０）。質問器は返信された情報を受信し（Ｓ４６０）、全ての情報の受信が完了すると通信を終了する（Ｓ４７０）。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器が質問波を送信し、質問波を受信した複数の応答器が返信情報を反射して質問器に返信する通信システム、これに含まれる質問器及び応答器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
質問器から複数の応答器へ主搬送波を送り、主搬送波を受信した応答器が主搬送波に対して応答器識別信号情報等で変調を行った反射波信号を質問器に返信する通信システムが知られている。この通信システムでは、応答器を安価に製作することが可能であり、特に多数の応答器を持つ通信システムにおいてコストパフォーマンスに優れたものである。しかし、この通信システムにおいては、多数の応答器からの返信である多数の反射波信号の干渉が問題となる。この点、応答器から返信される反射信号を変調する副搬送波の周波数を分割多重化し、返信毎に副搬送周波数をランダムに選択してホッピングさせる周波数ホッピングを用いる方法により反射信号同士の干渉を回避する通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−４９６５６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
周波数ホッピング方式において応答器の数が変化するシステムでは、反射信号同士の干渉を確実に回避するために副搬送波の周波数をホッピングさせる周波数帯域を可能な限り広く取る必要がある。しかしながら、ホッピングさせる周波数帯域を広くとると副搬送波の周波数が高くなる率も高くなるため電力の消耗が激しくなり、蓄電量の小さい応答器では使用時間が短くなるという問題点がある。
【０００５】
そこで本発明は、応答器の省電力化を図るとともに、応答器からの反射波同士が衝突しにくい通信システム、これに含まれる応答器及び質問器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の通信システムは、質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した少なくとも１つの応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムであって、前記質問器は、前記応答器との通信状態を検知するための通信状態検知手段と、前記通信状態検知手段により検知された通信状態に基づいて、前記応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域を決定するための使用可能帯域決定手段と、前記応答器に前記使用可能帯域決定手段により決定された前記使用可能帯域を通知する帯域通知手段とを備え、前記応答器は、前記使用可能帯域決定手段により決定された前記使用可能帯域の範囲に含まれる任意の周波数帯域を、使用する副搬送波の周波数帯域として決定するための使用帯域決定手段を備えていることを特徴とする。
この構成によると、通信状態に応じて応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を変更することができるため、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を低くすることで応答器の省電力化を図ることができる。また、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域の幅を広くすることで反射波同士の衝突を低減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の通信システムは、前記使用可能帯域決定手段が、前記通信状態検知手段により検知された通信状態に基づいて、前記使用可能帯域の上限値を変化させることを特徴とする。
この構成によると、使用可能帯域の上限値が低くなれば副搬送波の周波数を低くすることができるため、応答器の省電力化を図ることができる。また、使用可能帯域の上限値が高くなれば、副搬送波の周波数帯域を広くすることができるため通信状態を良くすることができる。
【０００８】
請求項３に記載の通信システムは、前記通信状態検知手段が、前記質問器に反射波を返信した前記応答器の数に基づいて通信状態を検知することを特徴とする。
この構成によると、質問器と通信する応答器の数に基づいて通信状態を検知するため、正確な通信状態を把握することができる。
【０００９】
請求項４に記載の通信システムは、前記通信状態検知手段が、複数の応答器から返信される、反射波同士の衝突確率、反射波同士の衝突が発生した所定の時間内における通信回数、及び反射波のデータエラー量の少なくともいずれかに基づいて通信状態を検知することを特徴とする。
この構成によると、状況に応じて正確な通信状態を把握することができる。
【００１０】
請求項５に記載の通信システムは、前記使用可能帯域決定手段が、前記通信状態検知手段により検知される通信状態を表す数値が大きくなるに従って、前記使用可能帯域の上限値が高くなるように前記使用可能帯域を決定することを特徴とする。
この構成によると、使用可能帯域が通信状態を表す数値に応じて決定されるため、最適な通信可能帯域を決定することができる。
【００１１】
請求項６に記載の通信システムは、前記使用可能帯域決定手段が、前記通信状態検知手段により検知される通信状態を表す数値が所定の閾値より大きい場合には、前記使用可能帯域の上限値が現在の前記使用可能帯域の上限値より高くなるように、前記通信状態検知手段により検知される通信状態を表す数値が所定の閾値より小さい場合には、前記使用可能帯域の上限値が現在の前記使用可能帯域の上限値より低くなるように、前記使用可能帯域を決定することを特徴とする。
この構成によると、使用可能帯域を通信状態を表す数値と閾値との比較により決定するため、素早く使用可能帯域を決定することができる。
【００１２】
請求項７に記載の通信システムは、前記使用可能帯域決定手段が、前記通信状態検知手段により検知された通信状態を表す数値に基づいて、前記使用可能帯域を決定するための基準となる閾値を調整することを特徴とする。
この構成によると、通信状態に基づいて閾値を調整するため、最適な副搬送波の周波数帯域を効率よく決定することができる。
【００１３】
請求項８に記載の通信システムは、前記使用可能帯域の上限値が、初期状態において装置により許容される最も高い値に設定されていることを特徴とする。
この構成によると、使用することができる副搬送波の周波数帯域が最も広い状態から通信を開始することができるため、通信開始時に確実に応答器の情報を得ることができる。
【００１４】
請求項９に記載の通信システムは、前記使用可能帯域の上限値が、初期状態において装置により許容される最も低い値に設定されていることを特徴とする。
この構成によると、使用することができる副搬送波の周波数帯域が最も低い状態から通信を開始することができるため、応答器の省電力化を図ることができる。
【００１５】
請求項１０に記載の通信システムは、前記使用帯域決定手段が、前記使用可能帯域に設定されたそれぞれが所定の帯域を有する複数のチャネルからランダムに、または予め設定された定義に基づいて選択し、ホッピングさせるチャネルを、使用する副搬送波の周波数帯域として決定することを特徴とする。
この構成によると、最適な使用可能帯域の範囲に設定された複数のチャネルにおいて副搬送波の周波数をホッピングさせることで応答器の省電力化を図るとともに反射波同士の衝突を低減することができる。
【００１６】
請求項１１に記載の質問器は、質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムに含まれる質問器であって、前記応答器との通信状態を検知するための通信状態検知手段と、前記通信状態検知手段により検知された通信状態に基づいて、前記応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域を決定するための使用可能帯域決定手段と、前記応答器に前記使用可能帯域決定手段により決定された前記使用可能帯域を通知する帯域通知手段とを備えていることを特徴とする。
この構成によると、通信状態に応じて応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を変更することができるため、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を低くすることで応答器の省電力化を図ることができ、遠方の応答器に対して通信が可能となる。また、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域の幅を広くすることで反射波同士の衝突を低減することができ、複数の応答器があっても同時に通信できるなど、応答器の状況に応じて最適な副搬送波の周波数帯域を選択できる。
【００１７】
請求項１２に記載の応答器は、質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムに含まれる応答器であって、前記質問器により決定された、使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域の範囲に含まれる任意の周波数帯域を、使用する副搬送波の周波数帯域として決定するための使用帯域決定手段を備えていることを特徴とする。
この構成によると、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域が低い場合には応答器の省電力化を図ることができ、遠方の質問器に対して通信が可能となる。また、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域の幅が広い場合には反射波同士の衝突を低減することができ、複数の応答器があっても同時に通信できるなど、応答器の状況に応じて最適な副搬送波の周波数帯域を選択できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施の形態の通信システム１の構成例を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、通信システム１は、質問器２と応答器３ａ〜３ｃとで構成される。通信システム１における通信は、質問器２から応答器３ａ〜３ｃに対して主搬送周波数Ｆｃ１の質問波を送信し、この質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃが、夫々自己が持つ返信情報により変調された副搬送波周波数ｆｓ１〜ｆｓ３の反射波Ｆ１〜Ｆ３を質問器２に返信することにより行われる。副搬送波周波数ｆｓ１〜ｆｓ３の各周波数は、周波数ホッピング方式により、副搬送波として使用可能な周波数帯域である使用可能周波数帯域の範囲で応答器３ａ〜３ｃ毎に擬似ランダムに選択し、ホッピングさせて決定された周波数（チャネル）である。このように応答器３ａ〜３ｃ毎に使用されるチャネルが異なるため、質問器２と不特定多数の応答器３ａ〜３ｃとの多重送信が可能となる。複数の応答器３ａ〜３ｃにおいて同じチャネルが使用された場合には、該チャネルは復調が不能となるため情報を読み取ることが不能となる。尚、図１では質問器２が１台に応答器３ａ〜３ｃの３台の構成であるが、夫々の台数は通信システム１の規模や使用環境によって任意に設定することが可能である。
【００２０】
以下、図１に一例を示す通信システム１を構成する質問器２、及び応答器３ａ〜３ｃの構成を順に図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
まず、質問器２の構成について図２を参照しつつ説明する。図２は、質問器２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、質問器２は、アナログ回路部１０とデジタル回路部２０とアンテナ１７とを備えている。アナログ回路部１０は、発振器１１と、変調器１２と、電力増幅器１３と、サーキュレータ１４と、低雑音増幅器（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐ：ＬＮＡ）１５と、主搬送波復調器１６とから構成されている。
【００２２】
発振器１１は、９００ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５ＧＨｚなどの周波数の主搬送波を発振し、発振した主搬送波を変調器１２へ出力する。変調器１２は、質問器２自身のＩＤ番号等を振幅変調（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＡＳＫ）で、発振器１１から入力された主搬送波を変調し、変調した主搬送波を電力増幅器１３へ出力する。電力増幅器１３は、変調器１２で変調された主搬送波を電力増幅し、サーキュレータ１４へ出力する。サーキュレータ１４は、電力増幅器１３から入力された増幅後の変調された主搬送波をアンテナ１７に伝え、又、アンテナ１７が受信した電波をＬＮＡ１５に伝えるように出力と入力の分離を行う。アンテナ１７に伝えられた増幅後の変調された主搬送波（質問波）がアンテナ１７から放射されることになる。
【００２３】
ＬＮＡ１５は、サーキュレータ１４から入力されるアンテナ１７が受信した応答器３ａ〜３ｃからの反射波を増幅し、主搬送波復調器１６へ出力する。主搬送波復調器１６は、ＬＮＡ１５で増幅された受信信号を発振器１１からの信号とミキシングしてホモダイン検波し、デジタル回路部２０の後述する帯域分割フィルタ２１へ出力する。
【００２４】
デジタル回路部２０は、帯域分割フィルタ２１と、副搬送波復調器２２と、フレーム分割器２３と、フレーム仕分け器２４と、フレーム連結器２５と、コントローラ２６とから構成されている。帯域分割フィルタ２１は、アナログ回路部１０の主搬送波復調器１６でホモダイン検波された受信信号を、アナログ信号からデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換された受信信号をフーリエ変換によるフィルタ処理によりホッピング周波数に対応したチャネルに分離し、分離した信号をチャネル毎に逆フーリエ変換により時間系列に変換することで夫々変調された副搬送波信号として取り出し、副搬送波復調器２２へ出力する。副搬送波復調器２２は、帯域分割フィルタ２１で分離された副搬送波信号を復調して元の情報信号を生成し、フレーム分割器２３へ出力する。フレーム分割器２３は、副搬送波復調器２２で生成された各チャネルからの出力を適正なフレームに分離し、フレーム仕分け器２４へ出力する。フレーム仕分け器２４は、フレーム分割器２３で分割されたフレームを応答器３ａ〜３ｃ毎に仕分けし、フレーム連結器２５へ出力する。フレーム連結器２５は、フレーム仕分け器２４で仕分けられたフレームを応答器ごとに時系列に連結し、コントローラ２６に出力する。コントローラ２６は、質問器２の全体の制御を司るものであり、各機能部である通信状態検知部２７、使用可能帯域決定部２８、及び使用可能帯域通知部２９等とで構成される。
【００２５】
次に、コントローラ２６により構成される各機能部について説明する。
通信状態検知部２７は、質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態を検知するものである。通信状態は質問器２に反射波を送信した応答器の数に基づいて検知される。応答器の数は質問器２の副搬送波復調器２２により復調されたチャネル数を計測することにより求められる。
【００２６】
使用可能帯域決定部２８は、通信状態検知部２７により検知された通信状態に基づいて、応答器３ａ〜３ｃが使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域を決定するものである。使用可能帯域の最低値は主搬送波の周波数に基づいて予め決定された値であり、上限値は使用可能帯域決定部２８により変化させられる値である。従って使用可能帯域が狭くなれば副搬送波の周波数が低くなる確率が上がり、使用可能帯域が広くなれば副搬送波の周波数が高くなる確率が上がることになる。使用可能帯域決定部２８は、通信状態を示す値が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）を超えれば使用可能帯域を一定帯域広くし、通信状態を示す値が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）を超えなければ使用可能帯域を一定帯域狭くする。そして使用可能帯域を変更した場合には使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の値を現在の使用可能帯域に応じて夫々変更する。
【００２７】
具体的には、使用可能帯域決定部２８は、使用可能帯域の上限値がｆ１からｆ４（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４）となる４つの使用可能帯域を選択的に決定することができる。そして、使用可能帯域の上限値がｆ１の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）は２であり、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）はｆ１が上限値として最も低い値であるため無効となる。使用可能帯域の上限値がｆ２，ｆ３の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）は夫々３，４であり、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）は夫々１，２となる。使用可能帯域の上限値がｆ４の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）はｆ４が上限値として最も高い値であるため無効であり、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）は３となる。質問波を反射返信した応答器３ａ〜３ｃが増減する毎に使用可能帯域が変更される。尚、決定される使用可能帯域の上限値及び各閾値は任意に変更可能なものである。また、閾値は固定のものであってもよい。また閾値の数は１つであってもよいし、３つ以上あってもよい。
【００２８】
使用可能帯域通知部２９は、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域を応答器３ａ〜３ｃに通知するものである。使用可能帯域の通知は、使用可能帯域の情報を質問波に含めて応答器３ａ〜３ｃに送信することによって実現する。
【００２９】
次に、応答器３ａの構成について図３を参照しつつ説明する。尚、応答器３ｂ、３ｃの構成は応答器３ａと実質的に同等であり、応答器３ａの説明が適用できるため詳細は省略する。図３は、応答器３ａの構成を示すブロック図である。図３に示すように、アンテナ３１と、変復調器３２と、デジタル回路部４０とを備えている。変復調器３２は、アンテナ３２が受信した質問波を復調して、デジタル回路部４０の後述するコントローラ４１へ出力する。また、変復調器３２は、デジタル回路部４０の後述する副搬送波変調器４６で変調された副搬送波で質問波を変調し、変調波を反射波としてアンテナ３１から返信する。
【００３０】
デジタル回路部４０は、コントローラ４１と、副搬送波発振器４５と、副搬送波変調器４６とから構成されている。副搬送波発振器４５は、コントローラ４１の後述する帯域決定部４３により決定された周波数の副搬送波を発振し、発振した副搬送波を副搬送波変調器４６へ出力する。副搬送波変調器４６は、コントローラ４１の後述する情報作成部４２により作成された情報信号により副搬送波発振器４５から入力された副搬送波を位相変調（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＰＳＫ）で変調し、変調された副搬送波を変復調器３２へ出力する。コントローラ４１は、応答器３ａの制御を司るものであり、各機能部である情報作成部４２と、帯域決定部（帯域決定手段）４３等とで構成される。尚、副搬送波発振器４５及び副搬送波変調器４６は、コントローラ４１のクロックを利用して、ソフト的に構成しても良い。また、副搬送波の変調は、位相変調以外に、周波数変調（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＦＳＫ）または振幅変調（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＡＳＫ）等としても良い。また、副搬送波発振器４５及び副搬送波変調器４６を、コントローラ４１内に設け１チップ化しても良い。
【００３１】
次に、コントローラ４１により構成される各機能部について説明する。
情報作成部４２は、質問波に含まれる情報に基づいて、コントローラ４１に備えられた図示しないメモリに記憶されている返信情報を読み出し、副搬送波変調器４６に出力する。尚、返信情報は応答器３ａに接続された外部装置から読み出すようにしてもよい。
【００３２】
帯域決定部４３は、反射波の副搬送波の周波数を決定し、決定した副搬送波の周波数帯域を副搬送波発振器４５に出力することで副搬送波を発振させるものである。副搬送波の周波数は、周波数ホッピング方式により拡散される。すなわち、使用可能周波数帯域の範囲内で擬似ランダムに決定されるのである。応答器３ａは１回の返信毎に、質問器２から送信された使用可能周波数帯域の範囲内において副搬送波の周波数をホッピングさせる。
【００３３】
次に、通信システム１における通信について図２、３を参照しつつ説明する。まず、質問器２において、アナログ回路部１０の発振器１１から周波数Ｆｃ１の主搬送波を発振する。発振器１１により発振された主搬送波は、変調器１２により質問器２のＩＤ番号等を示す情報で振幅変調される。変調器１２により振幅変調された主搬送波は、電力増幅器１３により電力増幅される。電力増幅器１３により電力増幅された主搬送波は、サーキュレータ１４によりアンテナ１７を介して質問波として送信される。
【００３４】
そして、質問器２から送信された質問波は、応答器３ａ〜３ｃのアンテナ３１により受信され、変復調器３２により復調された後にコントローラ４１に出力される。情報作成部４２はコントローラ４１に入力された質問波に含まれる情報に基づいて返信情報を作成する。副搬送波発振器４５は、帯域決定部４３により決定された周波数の副搬送波を発振する。副搬送波発振器４５により発振された副搬送波は情報作成部４２により作成された返信情報に基づいて副搬送波変調器４６により変調され、変復調器３２に出力される。そして変復調器３２により変調された副搬送波に基づいて質問器２から受信中の質問波を変調し、アンテナ３１から反射波として質問器２に返信する。
【００３５】
そして、応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波は、質問器２のアンテナ１７により受信され、サーキュレータ１４を介してＬＮＡ１５により増幅される。ＬＮＡ１５により増幅された反射波は主搬送波復調器１６により、発振器１１からの信号がミキシングされてホモダイン検波により副搬送波信号が混ざった信号が復調される。副搬送波信号が混ざった信号は帯域分割フィルタ２１により、応答器３ａ〜３ｃ夫々の変調された副搬送波信号として取り出され、夫々副搬送波復調器２２に出力される。
【００３６】
帯域分割フィルタ２１により取り出された夫々の副搬送波信号は、副搬送波復調器２２により復調され情報信号を取り出され、さらにフレーム分割器２３により、各チャネルからの出力を適切なフレームに分離される。フレームに分離された情報信号は、フレーム仕分け器２４により応答器３ａ〜３ｃ夫々に仕分けられ、フレーム連結器２５により、時系列に転結して返信情報として再構築された後にコントローラ２６に入力される。
【００３７】
次に通信システム１の通信状態を、図４を参照しつつ説明する。図４は、通信システム１における、時間単位の副搬送波の周波数分布を示した図である。尚、応答器の数は応答器３ａ〜３ｄの４台あるものとする。縦軸は副搬送波周波数であり、横軸は時間である。横軸の各目盛りは１回の返信を完了させるのに十分な時間枠ｔｓ１〜ｔｓ１６を示している。また、図中に配置されている複数の矩形状枠は、応答器３ａ〜３ｄが返信する反射波（Ｔ１〜Ｔ４）について、返信した時間枠ｔｓ１〜ｔｓ１６と返信した反射波の副搬送波の周波数帯域との関係を示している。ｆ１からｆ４は、使用可能帯域決定部２８により決定される使用可能帯域の上限値の周波数帯域である。図中のＦｍａｘの内容はその各時間枠ｔｓ１〜ｔｓ１６において設定されている使用可能帯域の上限値を示している。
【００３８】
図４に示すように、Ｆｍａｘが最高値ｆ４の場合には、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）が３であるため、反射波を返信した応答器の数が４である時間枠ｔｓ１，ｔｓ２，ｔｓ１３〜ｔｓ１５についてはＦｍａｘが変更されず、反射波を返信した応答器の数が３となった時間枠ｔｓ３の次の時間枠ｔｓ４からは、Ｆｍａｘが最高値ｆ４からｆ３に変更される。Ｆｍａｘがｆ３の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）が４であり、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）が２であるため、反射波を返信した応答器の数が３である時間枠ｔｓ４，ｔｓ５，ｔｓ１０，ｔｓ１１についてはＦｍａｘが変更されず、反射波を返信した応答器の数が２となった時間枠ｔｓ６の次の時間枠ｔｓ７からは、Ｆｍａｘがｆ３からｆ２に変更される。また、反射波を返信した応答器の数が４となった時間枠ｔｓ１２の次の時間枠ｔｓ１３からは、Ｆｍａｘがｆ３からｆ４に変更される。Ｆｍａｘがｆ２の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）が３であるため、反射波を返信した応答器の数が２である時間枠ｔｓ７，ｔｓ８についてはＦｍａｘが変更されず、反射波を返信した応答器の数が３となった時間枠ｔｓ９の次の時間枠ｔｓ１０からは、Ｆｍａｘがｆ２からｆ３に変更される。
【００３９】
次に質問器２の動作手順について図５を参照しつつ説明する。図５は、質問器２の動作手順を示すフローチャートである。
質問器２の動作開始後、ステップＳ１１０（以下Ｓ１１０と略す、他のステップも同様）に移行し、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の初期化を行う。この各閾値の初期化は使用可能帯域の上限値であるＦｍａｘが最高値ｆ４である場合に対応する各閾値を設定するものである。その後Ｓ１２０に移行し応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。ここで応答器３ａ〜３ｃの探索とは、応答器３ａ〜３ｃに対して所定の信号を含む質問波を送信し、これを受信した応答器３ａ〜３ｃが返信する反射波を受信することで通信可能な応答器３ａ〜３ｃを確認するものである。その後Ｓ１３０に移行し、Ｓ１２０において送信された質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波に、質問器２との通信を要求する信号であるリンク要求信号が含まれているか否か判断する。反射波にリンク要求信号が含まれていない場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、再びＳ１２０に移行して応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。反射波にリンク要求信号が含まれている場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４０に移行しリンク要求を返信した全ての応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波を受信する。
【００４０】
その後Ｓ１５０に移行し、通信状態検知部２７により、情報を送信した応答器の数を通信状態として検知するとともに、検知された応答器の数が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上か否かを判断する。応答器の数が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上の場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を加えたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を加えたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ４以上の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ１９０に移行する。
【００４１】
応答器の数が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上でない場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、Ｓ１７０に移行し、応答器の数が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下か否か判断する。応答器の数が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下の場合には（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、Ｓ１８０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘから予め定められた値（ｄｆ）を引いたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を引いたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最低値ｆ１である場合には、使用可能周波数帯域の最低値ｆ１以下の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ１９０に移行する。応答器の数が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下でないの場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、そのままＳ１９０に移行する。
【００４２】
Ｓ１９０においては、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域情報を使用可能帯域通知部２９により応答器３ａ〜３ｃに送信する。その後Ｓ２００に移行し、応答器３ａ〜３ｃに情報の送信を行う。その後、Ｓ２１０に移行し、全情報の送信が完了したか否かを判断し、全情報の送信が完了していない場合には（Ｓ２１０：ＮＯ）、再びＳ１４０に移行し、応答器３ａ〜３ｃから返信された情報の受信を行う。全情報の送信が完了した場合には（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、再びＳ１２０に移行し、応答器の探索を行う。
【００４３】
次に応答器３ａ〜３ｃの動作手順について図６を参照しつつ説明する。図６は、応答器３ａ〜３ｃの動作手順を示すフローチャートである。
まずＳ３１０に移行し、応答器３ａ〜３ｃを探索するために質問器２から送信された質問波を受信したか否か判断する。質問波を受信していない場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、質問波を受信するまでＳ３１０の判断を繰り返す。質問波を受信した場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、Ｓ３１０に移行し、受信した質問波が自局に対して送信されたものか否か判断する。受信した質問波が自局に対して送信されたものである場合には（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、Ｓ３４０に移行する。受信した質問波が自局に対して送信されたものでない場合には（Ｓ３２０：ＮＯ）、Ｓ３３０に移行し、質問器２に送信するべき情報が有るか否か判断する。質問器２に送信するべき情報が有る場合には（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、Ｓ３４０に移行する。質問器２に送信するべき情報が無い場合には（Ｓ３３０：ＮＯ）、再びＳ３１０に移行し、質問波を受信するまでＳ３１０の判断を繰り返す。
【００４４】
Ｓ３４０においては、質問器２に対してリンク要求信号を含んだ反射波を送信する。初回の送信時においては、質問器２からの使用可能帯域の指定がなく通信状態が不明であるため、Ｆｍａｘとして使用可能帯域の最高値であるｆ４を設定して送信する。その後Ｓ３５０に移行し、質問器２から送信された使用可能帯域情報を受信する。その後、受信した使用可能帯域情報に基づいて帯域決定部４３により周波数ホッピング方式で使用する副搬送波の周波数を擬似ランダムに選択し、ホッピングさせて決定する。その後、Ｓ３７０に移行し、質問器２との通信を開始する。その後、Ｓ３８０に移行し、最後の情報まで送信を完了して通信を終了する。その後、再びＳ３１０に移行し、質問波を受信するまでＳ３１０の判断を繰り返す。
【００４５】
次に質問器２と応答器３ａとの通信時における動作シーケンスについて図７を参照しつつ説明する。図７は通信システム１の動作シーケンスである。尚、応答器３ｂ，３ｃにおける通信時の動作シーケンスは実質的に応答器３ａにおける通信時の動作シーケンスと同様であり、応答器３ａにおける動作シーケンスの説明を適用することができるため詳細は省略する。
まず、質問器２が応答器３ａを探索するため質問波を送信する（Ｓ４１０）。そして、応答器３ａが質問器２から送信された質問波を受信する（Ｓ５１０）。その後、質問波を受信した応答器３ａは質問器２に対してリンク要求を返信する（Ｓ５２０）。そして、質問器２は応答器３ａから返信されたリンク要求を受信する（Ｓ４２０）。その後、質問器２は、通信状態検知部２７により質問器２と応答器３ａとの通信状態を検知する（Ｓ４３０）。その後、使用可能帯域決定部２８により検知された質問器２と応答器３ａとの通信状態に基づいて使用可能帯域の上限値を決定する（Ｓ４４０）。その後、使用可能帯域通知部２９により決定された使用可能帯域情報を応答器３ａに送信する（Ｓ４５０）。尚、図７では単一の応答器の場合について説明したが複数の場合でも同様である。
【００４６】
そして、応答器３ａが質問器２から送信された使用可能帯域情報を受信する（Ｓ５３０）。その後、応答器３ａは受信した使用可能帯域情報に基づいて、帯域決定部４３によりホッピングされた副搬送波の周波数を決定する（Ｓ５４０）。その後、応答器３ａは帯域決定部４３により決定した周波数の副搬送波により、質問器２から送信された質問波を変調し反射波として質問器２に情報を返信する（Ｓ５５０）。応答器３ａは質問器２への全ての情報の返信を完了すると通信を終了する（Ｓ５６０）。そして、質問器２が応答器３ａから返信された情報を受信する（Ｓ４６０）。質問器２は応答器３ａから返信された情報の受信が完了すると通信を終了する（Ｓ４７０）。
【００４７】
以上、説明した第１の実施の形態では、通信を行う応答器の数に応じて使用可能帯域の上限値を変更することができるため、使用可能帯域の上限値を低くすることで応答器３ａ〜３ｃの省電力化を図ることができる。また、使用可能帯域の上限値を高くして使用可能帯域の幅を広くすることで反射波同士の衝突を低減することができる。
【００４８】
また、通信状態検知部２７は質問器２と通信する応答器の数に基づいて通信状態を検知するため、正確な通信状態を把握することができる。
【００４９】
また、使用可能帯域が最も広い状態から通信を開始することができるため、通信開始時に確実に応答器３ａ〜３ｃの情報を得ることができる。
【００５０】
また、使用可能帯域から擬似ランダムに選択し、ホッピングされた周波数の副搬送波により反射波を変調するため、反射波同士が衝突することが更に少なくなる。
【００５１】
また、使用可能帯域を応答器の数と各閾値との比較により決定するため、素早く使用可能帯域を決定することができる。
【００５２】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明に係る第２の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明に係る第２の実施の形態は、質問器２の通信状態検知部２７Ｂの内容及び質問器２の動作手順以外は本発明に係る第１の実施の形態と実質的に同等であり、第１の実施の形態の質問器２の通信状態検知部２７の内容及び質問器２の動作手順以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
【００５３】
コントローラ２６により構成される各機能部の一つである通信状態検知部２７Ａ（構成は第１の実施の形態に係る通信状態検知部２７に相当）について説明する。通信状態検知部２７Ａは、質問器２と複数の応答器３ａ〜３ｃとの通信状態を検知するものである。通信状態は応答器３ａ〜３ｃの反射波同士が衝突確率に基づいて検知される。反射波同士の衝突確率は副搬送波復調器２２において、信号が受信されたチャネルに対する、復調に失敗したチャネルの比率から算出される。
【００５４】
次に質問器２の動作手順について図８を参照しつつ説明する。図８は、第２の実施の形態に係る質問器２の動作手順を示すフローチャートである。
質問器２の動作開始後、Ｓ６１０に移行し、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の初期化を行う。この各閾値の初期化は使用可能帯域の上限値Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合に対応する各閾値を設定するものである。その後Ｓ６２０に移行し応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。ここで応答器３ａ〜３ｃの探索とは、応答器３ａ〜３ｃに対して所定の信号を含む質問波を送信し、これを受信した応答器３ａ〜３ｃが返信する反射波を受信することで通信可能な応答器３ａ〜３ｃを確認するものである。その後Ｓ６３０に移行し、Ｓ６２０において送信された質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波に、質問器２との通信を要求する信号であるリンク要求信号が含まれているか否か判断する。反射波にリンク要求信号が含まれていない場合には（Ｓ６３０：ＮＯ）、再びＳ６２０に移行して応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。反射波にリンク要求信号が含まれている場合には（Ｓ６３０：ＹＥＳ）、Ｓ６４０に移行しリンク要求を返信した全ての応答器３ａ〜３ｃから返信された情報を受信する。
【００５５】
その後Ｓ６５０に移行し、通信状態検知部２７Ａは、信号があり、復調したがデータ列の構成が不正であるなどにより、応答器３ａ〜３ｃの反射波同士が衝突した確率を通信状態として検知するとともに、検知された反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上か否かを判断する。反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上の場合には（Ｓ６５０：ＹＥＳ）、Ｓ６６０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を加えたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を加えたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ４以上の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ６９０に移行する。
【００５６】
応答器の数が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上でない場合には（Ｓ６５０：ＮＯ）、Ｓ６７０に移行し、反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下か否か判断する。反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下の場合には（Ｓ６７０：ＹＥＳ）、Ｓ６８０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘから予め定められた値（ｄｆ）を引いたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を引いたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最低値ｆ１である場合には、使用可能周波数帯域の最低値ｆ１以下の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ６９０に移行する。反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下でないの場合には（Ｓ６７０：ＮＯ）、そのままＳ６９０に移行する。
【００５７】
Ｓ６９０においては、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域情報を使用可能帯域決定部２９により応答器３ａ〜３ｃに送信する。その後Ｓ７００に移行し、応答器３ａ〜３ｃに情報の送信を行う。その後、Ｓ７１０に移行し、全情報の送信が完了したか否かを判断し、全情報の送信が完了していない場合には（Ｓ７１０：ＮＯ）、再びＳ６４０に移行し、応答器３ａ〜３ｃから返信された情報の受信を行う。全情報の送信が完了した場合には（Ｓ７１０：ＹＥＳ）、再びＳ６２０に移行し、応答器の探索を行う。
【００５８】
以上、説明した第２の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、通信状態を、副搬送波を復調した段階で検知することができるため、通信状態を素早く検知することができる。
【００５９】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明に係る第３の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明に係る第３の実施の形態は、質問器２の通信状態検知部２７Ｂの内容及び質問器２の動作手順以外は本発明に係る第１の実施の形態と実質的に同等であり、第１の実施の形態の質問器２の通信状態検知部２７の内容及び質問器２の動作手順以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
【００６０】
コントローラ２６により構成される各機能部の一つである通信状態検知部２７Ｂ（構成は第１の実施の形態に係る通信状態検知部２７に相当）について説明する。通信状態検知部２７Ｂは、質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態を検知するものである。質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態は、受信された反射波に含まれる情報信号に不正なデータ列が発生する量（データエラー量）に基づいて検知される。情報信号の不正は副搬送波復調器２２により復調された情報信号に含まれる誤り訂正符合やサムチェックなどのエラー情報により検知される。
【００６１】
次に質問器２の動作手順について図９を参照しつつ説明する。図９は、第３の実施の形態に係る質問器２の動作手順を示すフローチャートである。
質問器２の動作開始後、Ｓ８１０に移行し、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の初期化を行う。この各閾値の初期化は使用可能帯域の上限値であるＦｍａｘが最高値ｆ４である場合に対応する各閾値を設定するものである。その後Ｓ８２０に移行し応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。ここで応答器３ａ〜３ｃの探索とは、応答器３ａ〜３ｃに対して所定の信号を含む質問波を送信し、これを受信した応答器３ａ〜３ｃが返信する反射波を受信することで通信可能な応答器３ａ〜３ｃを確認するものである。その後Ｓ８３０に移行し、Ｓ８２０において送信された質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波に、質問器２との通信を要求する信号であるリンク要求信号が含まれているか否か判断する。反射波にリンク要求信号が含まれていない場合には（Ｓ８３０：ＮＯ）、再びＳ８２０に移行して応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。反射波にリンク要求信号が含まれている場合には（Ｓ８３０：ＹＥＳ）、Ｓ８４０に移行しリンク要求を返信した全ての応答器３ａ〜３ｃから返信された情報を受信する。
【００６２】
その後Ｓ８５０に移行し、通信状態検知部２７Ｂにより、データエラー量を通信状態として検知するとともに、検知されたデータエラー量が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上か否かを判断する。データエラー量が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上の場合には（Ｓ８５０：ＹＥＳ）、Ｓ８６０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を加えたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を加えたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ４以上の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ８９０に移行する。
【００６３】
データエラー量が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上でない場合には（Ｓ８５０：ＮＯ）、Ｓ８７０に移行し、データエラー量が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下か否か判断する。データエラー量が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下の場合には（Ｓ８７０：ＹＥＳ）、Ｓ８８０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘから予め定められた値（ｄｆ）を引いたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を引いたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最低値ｆ１である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ１以下の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ６９０に移行する。データエラー量が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下でないの場合には（Ｓ８７０：ＮＯ）、そのままＳ８９０に移行する。
【００６４】
Ｓ８９０においては、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域情報を使用可能帯域通知部２９により応答器３ａ〜３ｃに送信する。その後Ｓ９００に移行し、応答器３ａ〜３ｃに情報の送信を行う。その後、Ｓ９１０に移行し、全情報の送信が完了したか否かを判断し、全情報の送信が完了していない場合には（Ｓ９１０：ＮＯ）、再びＳ８４０に移行し、応答器３ａ〜３ｃから返信された情報の受信を行う。全情報の送信が完了した場合には（Ｓ９１０：ＹＥＳ）、再びＳ８２０に移行し、応答器の探索を行う。
【００６５】
以上、説明した第３の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、通信状態を復調した情報信号から判断するため、外部からの雑音などを考慮したより正確な通信状態を検知することができる。
【００６６】
＜第４の実施の形態＞
以下、本発明に係る第４の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明に係る第４の実施の形態は、質問器２の通信状態検知部２７Ｃの内容及び質問器２の動作手順以外は本発明に係る第１の実施の形態と実質的に同等であり、第１の実施の形態の質問器２の通信状態検知部２７の内容及び質問器２の動作手順以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
【００６７】
コントローラ２６により構成される各機能部の一つである通信状態検知部２７Ｃ（構成は第１の実施の形態に係る通信状態検知部２７に相当）について説明する。通信状態検知部２７Ｃは、質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態を検知するものである。質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態は、受信された反射波同士が連続して衝突した通信回数、または連続して衝突しなかった通信回数に基づいて検知される。具体的には通信を行う毎に、受信された反射波同士が連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）と受信された反射波同士が連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）とを夫々カウントすることによって検知される。
【００６８】
次に質問器２の動作手順について図１０を参照しつつ説明する。図１０は、第４の実施の形態に係る質問器２の動作手順を示すフローチャートである。
質問器２の動作開始後、Ｓ１０１０に移行し、連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）、連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）、及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の初期化を行う。この各閾値の初期化は使用可能帯域の上限値であるＦｍａｘが最高値ｆ４である場合に対応する各閾値を設定するものである。その後Ｓ１０２０に移行し応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。ここで応答器３ａ〜３ｃの探索とは、応答器３ａ〜３ｃに対して所定の信号を含む質問波を送信し、これを受信した応答器３ａ〜３ｃが返信する反射波を受信することで通信可能な応答器３ａ〜３ｃを確認するものである。
【００６９】
その後Ｓ１０３０に移行し、Ｓ１０２０において送信された質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波に、質問器２との通信を要求する信号であるリンク要求信号が含まれているか否か判断する。反射波にリンク要求信号が含まれていない場合には（Ｓ１０３０：ＮＯ）、再びＳ１０２０に移行して応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。反射波にリンク要求信号が含まれている場合には（Ｓ１０３０：ＹＥＳ）、Ｓ１０４０に移行しリンク要求を返信した全ての応答器３ａ〜３ｃから返信された情報を受信する。
【００７０】
その後Ｓ１０５０に移行し、通信状態検知部２７Ｃにより、受信された反射波同士が衝突したか否かを判断する。受信された反射波同士が衝突した場合には（Ｓ１０５０：ＹＥＳ）、Ｓ１０６０に移行し、連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）をカウントアップするとともに、連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）を初期化する。
【００７１】
その後Ｓ１０７０に移行し、連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）値が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上か否かを判断する。連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）値が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上の場合には（Ｓ１０７０：ＹＥＳ）、Ｓ１０８０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を加えたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を加えたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ４以上の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後Ｓ１１２０に移行する。連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）値が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上でない場合には（Ｓ１０７０：ＮＯ）、Ｓ１１２０に移行する。
【００７２】
Ｓ１０５０において、受信された反射波同士が衝突しなかった場合には（Ｓ１０５０：ＮＯ）、Ｓ１０９０に移行し、連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）をカウントアップするとともに、連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）を初期化する。
【００７３】
その後Ｓ１１００に移行し、連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）値が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下か否かを判断する。連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）値が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下の場合には（Ｓ１１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１１０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を引いたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を引いたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最低値ｆ１である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ１以下の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後Ｓ１１２０に移行する。連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）値が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下でない場合には（Ｓ１１００：ＮＯ）、Ｓ１１２０に移行する。
【００７４】
Ｓ１１２０においては、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域情報を使用可能帯域通知部２９により応答器３ａ〜３ｃに送信する。その後Ｓ１１３０に移行し、応答器３ａ〜３ｃに情報の送信を行う。その後、Ｓ１１４０に移行し、全情報の送信が完了したか否かを判断し、全情報の送信が完了していない場合には（Ｓ１１４０：ＮＯ）、再びＳ１０４０に移行し、応答器３ａ〜３ｃから返信された情報の受信を行う。全情報の送信が完了した場合には（Ｓ１１４０：ＹＥＳ）、再びＳ１０２０に移行し、応答器の探索を行う。
【００７５】
以上、説明した第４の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、通信状態を複数回の通信によって判断するため、一時的な通信状態の変動の影響をうけにくく、より安定した通信状態を検知することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更が可能なものである。例えば、第１から第４の実施の形態においては、検知された通信状態と閾値との比較により使用可能帯域を決定する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、検知された通信状態に応じて連続的に変化するように使用可能帯域を決定する構成でもよい。
【００７７】
また、第１から第４の実施の形態においては、使用可能帯域を決定するための閾値を通信状態に基づいて変化させる構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、他の条件に基づいて変化させる構成でもよい。
【００７８】
また、第１から第４の実施の形態においては、使用可能帯域の上限値の初期状態が設定可能な最も高い値に設定される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、使用可能帯域の上限値の初期状態が設定可能な最も低い値に設定される構成でもよい。この構成によると副搬送波の周波数を低くすることになるため、より一層応答器３ａ〜３ｃの省電力化を図ることができる。
【００７９】
また、第１から第４の実施の形態においては、副搬送波の周波数を使用可能帯域の範囲内において擬似ランダムに選択し、ホッピングさせて決定する構成にあるが、このような構成に限定されるものではなく、予め使用可能帯域に対応して決められたパターンに従って副搬送波の周波数を決定する構成でもよい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によると、通信状態に応じて応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を変更することができるため、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を低くすることで応答器の省電力化を図ることができる。また、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域の幅を広くすることで反射波同士の衝突を低減することができ、通信をより短時間で終わらせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図１に示す質問器の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す応答器の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す通信システムにおける時間単位の副搬送波の周波数分布を示した図である。
【図５】図１に示す質問器の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す応答器の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す通信システムにおける、動作シーケンスである。
【図８】第２の実施の形態の質問器の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施の形態における質問器の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】第４の実施の形態における質問器の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 通信システム
２ 質問器
３ 応答器
１７ アンテナ
２７ 通信状態検知部
２８ 使用可能帯域決定部
３１ アンテナ
３２ 変復調器
４３ 帯域決定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器が質問波を送信し、質問波を受信した複数の応答器が返信情報を反射して質問器に返信する通信システム、これに含まれる質問器及び応答器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
質問器から複数の応答器へ主搬送波を送り、主搬送波を受信した応答器が主搬送波に対して応答器識別信号情報等で変調を行った反射波信号を質問器に返信する通信システムが知られている。この通信システムでは、応答器を安価に製作することが可能であり、特に多数の応答器を持つ通信システムにおいてコストパフォーマンスに優れたものである。しかし、この通信システムにおいては、多数の応答器からの返信である多数の反射波信号の干渉が問題となる。この点、応答器から返信される反射信号を変調する副搬送波の周波数を分割多重化し、返信毎に副搬送周波数をランダムに選択してホッピングさせる周波数ホッピングを用いる方法により反射信号同士の干渉を回避する通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−４９６５６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
周波数ホッピング方式において応答器の数が変化するシステムでは、反射信号同士の干渉を確実に回避するために副搬送波の周波数をホッピングさせる周波数帯域を可能な限り広く取る必要がある。しかしながら、ホッピングさせる周波数帯域を広くとると副搬送波の周波数が高くなる率も高くなるため電力の消耗が激しくなり、蓄電量の小さい応答器では使用時間が短くなるという問題点がある。
【０００５】
そこで本発明は、応答器の省電力化を図るとともに、応答器からの反射波同士が衝突しにくい通信システム、これに含まれる応答器及び質問器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の通信システムは、質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した少なくとも１つの応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムであって、前記質問器は、前記応答器との通信状態を検知するための通信状態検知手段と、前記通信状態検知手段により検知された通信状態に基づいて、前記応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域を決定するための使用可能帯域決定手段と、前記応答器に前記使用可能帯域決定手段により決定された前記使用可能帯域を通知する帯域通知手段とを備え、前記応答器は、前記使用可能帯域決定手段により決定された前記使用可能帯域の範囲に含まれる任意の周波数帯域を、使用する副搬送波の周波数帯域として決定するための使用帯域決定手段を備えていることを特徴とする。
この構成によると、通信状態に応じて応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を変更することができるため、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を低くすることで応答器の省電力化を図ることができる。また、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域の幅を広くすることで反射波同士の衝突を低減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の通信システムは、前記使用可能帯域決定手段が、前記通信状態検知手段により検知された通信状態に基づいて、前記使用可能帯域の上限値を変化させることを特徴とする。
この構成によると、使用可能帯域の上限値が低くなれば副搬送波の周波数を低くすることができるため、応答器の省電力化を図ることができる。また、使用可能帯域の上限値が高くなれば、副搬送波の周波数帯域を広くすることができるため通信状態を良くすることができる。
【０００８】
請求項３に記載の通信システムは、前記通信状態検知手段が、前記質問器に反射波を返信した前記応答器の数に基づいて通信状態を検知することを特徴とする。
この構成によると、質問器と通信する応答器の数に基づいて通信状態を検知するため、正確な通信状態を把握することができる。
【０００９】
請求項４に記載の通信システムは、前記通信状態検知手段が、複数の応答器から返信される、反射波同士の衝突確率、反射波同士の衝突が発生した所定の時間内における通信回数、及び反射波のデータエラー量の少なくともいずれかに基づいて通信状態を検知することを特徴とする。
この構成によると、状況に応じて正確な通信状態を把握することができる。
【００１０】
請求項５に記載の通信システムは、前記使用可能帯域決定手段が、前記通信状態検知手段により検知される通信状態を表す数値が大きくなるに従って、前記使用可能帯域の上限値が高くなるように前記使用可能帯域を決定することを特徴とする。
この構成によると、使用可能帯域が通信状態を表す数値に応じて決定されるため、最適な通信可能帯域を決定することができる。
【００１１】
請求項６に記載の通信システムは、前記使用可能帯域決定手段が、前記通信状態検知手段により検知される通信状態を表す数値が所定の閾値より大きい場合には、前記使用可能帯域の上限値が現在の前記使用可能帯域の上限値より高くなるように、前記通信状態検知手段により検知される通信状態を表す数値が所定の閾値より小さい場合には、前記使用可能帯域の上限値が現在の前記使用可能帯域の上限値より低くなるように、前記使用可能帯域を決定することを特徴とする。
この構成によると、使用可能帯域を通信状態を表す数値と閾値との比較により決定するため、素早く使用可能帯域を決定することができる。
【００１２】
請求項７に記載の通信システムは、前記使用可能帯域決定手段が、前記通信状態検知手段により検知された通信状態を表す数値に基づいて、前記使用可能帯域を決定するための基準となる閾値を調整することを特徴とする。
この構成によると、通信状態に基づいて閾値を調整するため、最適な副搬送波の周波数帯域を効率よく決定することができる。
【００１３】
請求項８に記載の通信システムは、前記使用可能帯域の上限値が、初期状態において装置により許容される最も高い値に設定されていることを特徴とする。
この構成によると、使用することができる副搬送波の周波数帯域が最も広い状態から通信を開始することができるため、通信開始時に確実に応答器の情報を得ることができる。
【００１４】
請求項９に記載の通信システムは、前記使用可能帯域の上限値が、初期状態において装置により許容される最も低い値に設定されていることを特徴とする。
この構成によると、使用することができる副搬送波の周波数帯域が最も低い状態から通信を開始することができるため、応答器の省電力化を図ることができる。
【００１５】
請求項１０に記載の通信システムは、前記使用帯域決定手段が、前記使用可能帯域に設定されたそれぞれが所定の帯域を有する複数のチャネルからランダムに、または予め設定された定義に基づいて選択し、ホッピングさせるチャネルを、使用する副搬送波の周波数帯域として決定することを特徴とする。
この構成によると、最適な使用可能帯域の範囲に設定された複数のチャネルにおいて副搬送波の周波数をホッピングさせることで応答器の省電力化を図るとともに反射波同士の衝突を低減することができる。
【００１６】
請求項１１に記載の質問器は、質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムに含まれる質問器であって、前記応答器との通信状態を検知するための通信状態検知手段と、前記通信状態検知手段により検知された通信状態に基づいて、前記応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域を決定するための使用可能帯域決定手段と、前記応答器に前記使用可能帯域決定手段により決定された前記使用可能帯域を通知する帯域通知手段とを備えていることを特徴とする。
この構成によると、通信状態に応じて応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を変更することができるため、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を低くすることで応答器の省電力化を図ることができ、遠方の応答器に対して通信が可能となる。また、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域の幅を広くすることで反射波同士の衝突を低減することができ、複数の応答器があっても同時に通信できるなど、応答器の状況に応じて最適な副搬送波の周波数帯域を選択できる。
【００１７】
請求項１２に記載の応答器は、質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムに含まれる応答器であって、前記質問器により決定された、使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域の範囲に含まれる任意の周波数帯域を、使用する副搬送波の周波数帯域として決定するための使用帯域決定手段を備えていることを特徴とする。
この構成によると、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域が低い場合には応答器の省電力化を図ることができ、遠方の質問器に対して通信が可能となる。また、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域の幅が広い場合には反射波同士の衝突を低減することができ、複数の応答器があっても同時に通信できるなど、応答器の状況に応じて最適な副搬送波の周波数帯域を選択できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施の形態の通信システム１の構成例を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、通信システム１は、質問器２と応答器３ａ〜３ｃとで構成される。通信システム１における通信は、質問器２から応答器３ａ〜３ｃに対して主搬送周波数Ｆｃ１の質問波を送信し、この質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃが、夫々自己が持つ返信情報により変調された副搬送波周波数ｆｓ１〜ｆｓ３の反射波Ｆ１〜Ｆ３を質問器２に返信することにより行われる。副搬送波周波数ｆｓ１〜ｆｓ３の各周波数は、周波数ホッピング方式により、副搬送波として使用可能な周波数帯域である使用可能周波数帯域の範囲で応答器３ａ〜３ｃ毎に擬似ランダムに選択し、ホッピングさせて決定された周波数（チャネル）である。このように応答器３ａ〜３ｃ毎に使用されるチャネルが異なるため、質問器２と不特定多数の応答器３ａ〜３ｃとの多重送信が可能となる。複数の応答器３ａ〜３ｃにおいて同じチャネルが使用された場合には、該チャネルは復調が不能となるため情報を読み取ることが不能となる。尚、図１では質問器２が１台に応答器３ａ〜３ｃの３台の構成であるが、夫々の台数は通信システム１の規模や使用環境によって任意に設定することが可能である。
【００２０】
以下、図１に一例を示す通信システム１を構成する質問器２、及び応答器３ａ〜３ｃの構成を順に図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
まず、質問器２の構成について図２を参照しつつ説明する。図２は、質問器２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、質問器２は、アナログ回路部１０とデジタル回路部２０とアンテナ１７とを備えている。アナログ回路部１０は、発振器１１と、変調器１２と、電力増幅器１３と、サーキュレータ１４と、低雑音増幅器（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐ：ＬＮＡ）１５と、主搬送波復調器１６とから構成されている。
【００２２】
発振器１１は、９００ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５ＧＨｚなどの周波数の主搬送波を発振し、発振した主搬送波を変調器１２へ出力する。変調器１２は、質問器２自身のＩＤ番号等を振幅変調（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＡＳＫ）で、発振器１１から入力された主搬送波を変調し、変調した主搬送波を電力増幅器１３へ出力する。電力増幅器１３は、変調器１２で変調された主搬送波を電力増幅し、サーキュレータ１４へ出力する。サーキュレータ１４は、電力増幅器１３から入力された増幅後の変調された主搬送波をアンテナ１７に伝え、又、アンテナ１７が受信した電波をＬＮＡ１５に伝えるように出力と入力の分離を行う。アンテナ１７に伝えられた増幅後の変調された主搬送波（質問波）がアンテナ１７から放射されることになる。
【００２３】
ＬＮＡ１５は、サーキュレータ１４から入力されるアンテナ１７が受信した応答器３ａ〜３ｃからの反射波を増幅し、主搬送波復調器１６へ出力する。主搬送波復調器１６は、ＬＮＡ１５で増幅された受信信号を発振器１１からの信号とミキシングしてホモダイン検波し、デジタル回路部２０の後述する帯域分割フィルタ２１へ出力する。
【００２４】
デジタル回路部２０は、帯域分割フィルタ２１と、副搬送波復調器２２と、フレーム分割器２３と、フレーム仕分け器２４と、フレーム連結器２５と、コントローラ２６とから構成されている。帯域分割フィルタ２１は、アナログ回路部１０の主搬送波復調器１６でホモダイン検波された受信信号を、アナログ信号からデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換された受信信号をフーリエ変換によるフィルタ処理によりホッピング周波数に対応したチャネルに分離し、分離した信号をチャネル毎に逆フーリエ変換により時間系列に変換することで夫々変調された副搬送波信号として取り出し、副搬送波復調器２２へ出力する。副搬送波復調器２２は、帯域分割フィルタ２１で分離された副搬送波信号を復調して元の情報信号を生成し、フレーム分割器２３へ出力する。フレーム分割器２３は、副搬送波復調器２２で生成された各チャネルからの出力を適正なフレームに分離し、フレーム仕分け器２４へ出力する。フレーム仕分け器２４は、フレーム分割器２３で分割されたフレームを応答器３ａ〜３ｃ毎に仕分けし、フレーム連結器２５へ出力する。フレーム連結器２５は、フレーム仕分け器２４で仕分けられたフレームを応答器ごとに時系列に連結し、コントローラ２６に出力する。コントローラ２６は、質問器２の全体の制御を司るものであり、各機能部である通信状態検知部２７、使用可能帯域決定部２８、及び使用可能帯域通知部２９等とで構成される。
【００２５】
次に、コントローラ２６により構成される各機能部について説明する。
通信状態検知部２７は、質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態を検知するものである。通信状態は質問器２に反射波を送信した応答器の数に基づいて検知される。応答器の数は質問器２の副搬送波復調器２２により復調されたチャネル数を計測することにより求められる。
【００２６】
使用可能帯域決定部２８は、通信状態検知部２７により検知された通信状態に基づいて、応答器３ａ〜３ｃが使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域を決定するものである。使用可能帯域の最低値は主搬送波の周波数に基づいて予め決定された値であり、上限値は使用可能帯域決定部２８により変化させられる値である。従って使用可能帯域が狭くなれば副搬送波の周波数が低くなる確率が上がり、使用可能帯域が広くなれば副搬送波の周波数が高くなる確率が上がることになる。使用可能帯域決定部２８は、通信状態を示す値が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）を超えれば使用可能帯域を一定帯域広くし、通信状態を示す値が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）を超えなければ使用可能帯域を一定帯域狭くする。そして使用可能帯域を変更した場合には使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の値を現在の使用可能帯域に応じて夫々変更する。
【００２７】
具体的には、使用可能帯域決定部２８は、使用可能帯域の上限値がｆ１からｆ４（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４）となる４つの使用可能帯域を選択的に決定することができる。そして、使用可能帯域の上限値がｆ１の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）は２であり、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）はｆ１が上限値として最も低い値であるため無効となる。使用可能帯域の上限値がｆ２，ｆ３の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）は夫々３，４であり、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）は夫々１，２となる。使用可能帯域の上限値がｆ４の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）はｆ４が上限値として最も高い値であるため無効であり、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）は３となる。質問波を反射返信した応答器３ａ〜３ｃが増減する毎に使用可能帯域が変更される。尚、決定される使用可能帯域の上限値及び各閾値は任意に変更可能なものである。また、閾値は固定のものであってもよい。また閾値の数は１つであってもよいし、３つ以上あってもよい。
【００２８】
使用可能帯域通知部２９は、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域を応答器３ａ〜３ｃに通知するものである。使用可能帯域の通知は、使用可能帯域の情報を質問波に含めて応答器３ａ〜３ｃに送信することによって実現する。
【００２９】
次に、応答器３ａの構成について図３を参照しつつ説明する。尚、応答器３ｂ、３ｃの構成は応答器３ａと実質的に同等であり、応答器３ａの説明が適用できるため詳細は省略する。図３は、応答器３ａの構成を示すブロック図である。図３に示すように、アンテナ３１と、変復調器３２と、デジタル回路部４０とを備えている。変復調器３２は、アンテナ３２が受信した質問波を復調して、デジタル回路部４０の後述するコントローラ４１へ出力する。また、変復調器３２は、デジタル回路部４０の後述する副搬送波変調器４６で変調された副搬送波で質問波を変調し、変調波を反射波としてアンテナ３１から返信する。
【００３０】
デジタル回路部４０は、コントローラ４１と、副搬送波発振器４５と、副搬送波変調器４６とから構成されている。副搬送波発振器４５は、コントローラ４１の後述する帯域決定部４３により決定された周波数の副搬送波を発振し、発振した副搬送波を副搬送波変調器４６へ出力する。副搬送波変調器４６は、コントローラ４１の後述する情報作成部４２により作成された情報信号により副搬送波発振器４５から入力された副搬送波を位相変調（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＰＳＫ）で変調し、変調された副搬送波を変復調器３２へ出力する。コントローラ４１は、応答器３ａの制御を司るものであり、各機能部である情報作成部４２と、帯域決定部（帯域決定手段）４３等とで構成される。尚、副搬送波発振器４５及び副搬送波変調器４６は、コントローラ４１のクロックを利用して、ソフト的に構成しても良い。また、副搬送波の変調は、位相変調以外に、周波数変調（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＦＳＫ）または振幅変調（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：ＡＳＫ）等としても良い。また、副搬送波発振器４５及び副搬送波変調器４６を、コントローラ４１内に設け１チップ化しても良い。
【００３１】
次に、コントローラ４１により構成される各機能部について説明する。
情報作成部４２は、質問波に含まれる情報に基づいて、コントローラ４１に備えられた図示しないメモリに記憶されている返信情報を読み出し、副搬送波変調器４６に出力する。尚、返信情報は応答器３ａに接続された外部装置から読み出すようにしてもよい。
【００３２】
帯域決定部４３は、反射波の副搬送波の周波数を決定し、決定した副搬送波の周波数帯域を副搬送波発振器４５に出力することで副搬送波を発振させるものである。副搬送波の周波数は、周波数ホッピング方式により拡散される。すなわち、使用可能周波数帯域の範囲内で擬似ランダムに決定されるのである。応答器３ａは１回の返信毎に、質問器２から送信された使用可能周波数帯域の範囲内において副搬送波の周波数をホッピングさせる。
【００３３】
次に、通信システム１における通信について図２、３を参照しつつ説明する。まず、質問器２において、アナログ回路部１０の発振器１１から周波数Ｆｃ１の主搬送波を発振する。発振器１１により発振された主搬送波は、変調器１２により質問器２のＩＤ番号等を示す情報で振幅変調される。変調器１２により振幅変調された主搬送波は、電力増幅器１３により電力増幅される。電力増幅器１３により電力増幅された主搬送波は、サーキュレータ１４によりアンテナ１７を介して質問波として送信される。
【００３４】
そして、質問器２から送信された質問波は、応答器３ａ〜３ｃのアンテナ３１により受信され、変復調器３２により復調された後にコントローラ４１に出力される。情報作成部４２はコントローラ４１に入力された質問波に含まれる情報に基づいて返信情報を作成する。副搬送波発振器４５は、帯域決定部４３により決定された周波数の副搬送波を発振する。副搬送波発振器４５により発振された副搬送波は情報作成部４２により作成された返信情報に基づいて副搬送波変調器４６により変調され、変復調器３２に出力される。そして変復調器３２により変調された副搬送波に基づいて質問器２から受信中の質問波を変調し、アンテナ３１から反射波として質問器２に返信する。
【００３５】
そして、応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波は、質問器２のアンテナ１７により受信され、サーキュレータ１４を介してＬＮＡ１５により増幅される。ＬＮＡ１５により増幅された反射波は主搬送波復調器１６により、発振器１１からの信号がミキシングされてホモダイン検波により副搬送波信号が混ざった信号が復調される。副搬送波信号が混ざった信号は帯域分割フィルタ２１により、応答器３ａ〜３ｃ夫々の変調された副搬送波信号として取り出され、夫々副搬送波復調器２２に出力される。
【００３６】
帯域分割フィルタ２１により取り出された夫々の副搬送波信号は、副搬送波復調器２２により復調され情報信号を取り出され、さらにフレーム分割器２３により、各チャネルからの出力を適切なフレームに分離される。フレームに分離された情報信号は、フレーム仕分け器２４により応答器３ａ〜３ｃ夫々に仕分けられ、フレーム連結器２５により、時系列に転結して返信情報として再構築された後にコントローラ２６に入力される。
【００３７】
次に通信システム１の通信状態を、図４を参照しつつ説明する。図４は、通信システム１における、時間単位の副搬送波の周波数分布を示した図である。尚、応答器の数は応答器３ａ〜３ｄの４台あるものとする。縦軸は副搬送波周波数であり、横軸は時間である。横軸の各目盛りは１回の返信を完了させるのに十分な時間枠ｔｓ１〜ｔｓ１６を示している。また、図中に配置されている複数の矩形状枠は、応答器３ａ〜３ｄが返信する反射波（Ｔ１〜Ｔ４）について、返信した時間枠ｔｓ１〜ｔｓ１６と返信した反射波の副搬送波の周波数帯域との関係を示している。ｆ１からｆ４は、使用可能帯域決定部２８により決定される使用可能帯域の上限値の周波数帯域である。図中のＦｍａｘの内容はその各時間枠ｔｓ１〜ｔｓ１６において設定されている使用可能帯域の上限値を示している。
【００３８】
図４に示すように、Ｆｍａｘが最高値ｆ４の場合には、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）が３であるため、反射波を返信した応答器の数が４である時間枠ｔｓ１，ｔｓ２，ｔｓ１３〜ｔｓ１５についてはＦｍａｘが変更されず、反射波を返信した応答器の数が３となった時間枠ｔｓ３の次の時間枠ｔｓ４からは、Ｆｍａｘが最高値ｆ４からｆ３に変更される。Ｆｍａｘがｆ３の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）が４であり、使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）が２であるため、反射波を返信した応答器の数が３である時間枠ｔｓ４，ｔｓ５，ｔｓ１０，ｔｓ１１についてはＦｍａｘが変更されず、反射波を返信した応答器の数が２となった時間枠ｔｓ６の次の時間枠ｔｓ７からは、Ｆｍａｘがｆ３からｆ２に変更される。また、反射波を返信した応答器の数が４となった時間枠ｔｓ１２の次の時間枠ｔｓ１３からは、Ｆｍａｘがｆ３からｆ４に変更される。Ｆｍａｘがｆ２の場合には、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）が３であるため、反射波を返信した応答器の数が２である時間枠ｔｓ７，ｔｓ８についてはＦｍａｘが変更されず、反射波を返信した応答器の数が３となった時間枠ｔｓ９の次の時間枠ｔｓ１０からは、Ｆｍａｘがｆ２からｆ３に変更される。
【００３９】
次に質問器２の動作手順について図５を参照しつつ説明する。図５は、質問器２の動作手順を示すフローチャートである。
質問器２の動作開始後、ステップＳ１１０（以下Ｓ１１０と略す、他のステップも同様）に移行し、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の初期化を行う。この各閾値の初期化は使用可能帯域の上限値であるＦｍａｘが最高値ｆ４である場合に対応する各閾値を設定するものである。その後Ｓ１２０に移行し応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。ここで応答器３ａ〜３ｃの探索とは、応答器３ａ〜３ｃに対して所定の信号を含む質問波を送信し、これを受信した応答器３ａ〜３ｃが返信する反射波を受信することで通信可能な応答器３ａ〜３ｃを確認するものである。その後Ｓ１３０に移行し、Ｓ１２０において送信された質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波に、質問器２との通信を要求する信号であるリンク要求信号が含まれているか否か判断する。反射波にリンク要求信号が含まれていない場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、再びＳ１２０に移行して応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。反射波にリンク要求信号が含まれている場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４０に移行しリンク要求を返信した全ての応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波を受信する。
【００４０】
その後Ｓ１５０に移行し、通信状態検知部２７により、情報を送信した応答器の数を通信状態として検知するとともに、検知された応答器の数が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上か否かを判断する。応答器の数が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上の場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を加えたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を加えたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ４以上の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ１９０に移行する。
【００４１】
応答器の数が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上でない場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、Ｓ１７０に移行し、応答器の数が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下か否か判断する。応答器の数が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下の場合には（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、Ｓ１８０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘから予め定められた値（ｄｆ）を引いたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を引いたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最低値ｆ１である場合には、使用可能周波数帯域の最低値ｆ１以下の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ１９０に移行する。応答器の数が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下でないの場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、そのままＳ１９０に移行する。
【００４２】
Ｓ１９０においては、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域情報を使用可能帯域通知部２９により応答器３ａ〜３ｃに送信する。その後Ｓ２００に移行し、応答器３ａ〜３ｃに情報の送信を行う。その後、Ｓ２１０に移行し、全情報の送信が完了したか否かを判断し、全情報の送信が完了していない場合には（Ｓ２１０：ＮＯ）、再びＳ１４０に移行し、応答器３ａ〜３ｃから返信された情報の受信を行う。全情報の送信が完了した場合には（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、再びＳ１２０に移行し、応答器の探索を行う。
【００４３】
次に応答器３ａ〜３ｃの動作手順について図６を参照しつつ説明する。図６は、応答器３ａ〜３ｃの動作手順を示すフローチャートである。
まずＳ３１０に移行し、応答器３ａ〜３ｃを探索するために質問器２から送信された質問波を受信したか否か判断する。質問波を受信していない場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、質問波を受信するまでＳ３１０の判断を繰り返す。質問波を受信した場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、Ｓ３１０に移行し、受信した質問波が自局に対して送信されたものか否か判断する。受信した質問波が自局に対して送信されたものである場合には（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、Ｓ３４０に移行する。受信した質問波が自局に対して送信されたものでない場合には（Ｓ３２０：ＮＯ）、Ｓ３３０に移行し、質問器２に送信するべき情報が有るか否か判断する。質問器２に送信するべき情報が有る場合には（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、Ｓ３４０に移行する。質問器２に送信するべき情報が無い場合には（Ｓ３３０：ＮＯ）、再びＳ３１０に移行し、質問波を受信するまでＳ３１０の判断を繰り返す。
【００４４】
Ｓ３４０においては、質問器２に対してリンク要求信号を含んだ反射波を送信する。初回の送信時においては、質問器２からの使用可能帯域の指定がなく通信状態が不明であるため、Ｆｍａｘとして使用可能帯域の最高値であるｆ４を設定して送信する。その後Ｓ３５０に移行し、質問器２から送信された使用可能帯域情報を受信する。その後、受信した使用可能帯域情報に基づいて帯域決定部４３により周波数ホッピング方式で使用する副搬送波の周波数を擬似ランダムに選択し、ホッピングさせて決定する。その後、Ｓ３７０に移行し、質問器２との通信を開始する。その後、Ｓ３８０に移行し、最後の情報まで送信を完了して通信を終了する。その後、再びＳ３１０に移行し、質問波を受信するまでＳ３１０の判断を繰り返す。
【００４５】
次に質問器２と応答器３ａとの通信時における動作シーケンスについて図７を参照しつつ説明する。図７は通信システム１の動作シーケンスである。尚、応答器３ｂ，３ｃにおける通信時の動作シーケンスは実質的に応答器３ａにおける通信時の動作シーケンスと同様であり、応答器３ａにおける動作シーケンスの説明を適用することができるため詳細は省略する。
まず、質問器２が応答器３ａを探索するため質問波を送信する（Ｓ４１０）。そして、応答器３ａが質問器２から送信された質問波を受信する（Ｓ５１０）。その後、質問波を受信した応答器３ａは質問器２に対してリンク要求を返信する（Ｓ５２０）。そして、質問器２は応答器３ａから返信されたリンク要求を受信する（Ｓ４２０）。その後、質問器２は、通信状態検知部２７により質問器２と応答器３ａとの通信状態を検知する（Ｓ４３０）。その後、使用可能帯域決定部２８により検知された質問器２と応答器３ａとの通信状態に基づいて使用可能帯域の上限値を決定する（Ｓ４４０）。その後、使用可能帯域通知部２９により決定された使用可能帯域情報を応答器３ａに送信する（Ｓ４５０）。尚、図７では単一の応答器の場合について説明したが複数の場合でも同様である。
【００４６】
そして、応答器３ａが質問器２から送信された使用可能帯域情報を受信する（Ｓ５３０）。その後、応答器３ａは受信した使用可能帯域情報に基づいて、帯域決定部４３によりホッピングされた副搬送波の周波数を決定する（Ｓ５４０）。その後、応答器３ａは帯域決定部４３により決定した周波数の副搬送波により、質問器２から送信された質問波を変調し反射波として質問器２に情報を返信する（Ｓ５５０）。応答器３ａは質問器２への全ての情報の返信を完了すると通信を終了する（Ｓ５６０）。そして、質問器２が応答器３ａから返信された情報を受信する（Ｓ４６０）。質問器２は応答器３ａから返信された情報の受信が完了すると通信を終了する（Ｓ４７０）。
【００４７】
以上、説明した第１の実施の形態では、通信を行う応答器の数に応じて使用可能帯域の上限値を変更することができるため、使用可能帯域の上限値を低くすることで応答器３ａ〜３ｃの省電力化を図ることができる。また、使用可能帯域の上限値を高くして使用可能帯域の幅を広くすることで反射波同士の衝突を低減することができる。
【００４８】
また、通信状態検知部２７は質問器２と通信する応答器の数に基づいて通信状態を検知するため、正確な通信状態を把握することができる。
【００４９】
また、使用可能帯域が最も広い状態から通信を開始することができるため、通信開始時に確実に応答器３ａ〜３ｃの情報を得ることができる。
【００５０】
また、使用可能帯域から擬似ランダムに選択し、ホッピングされた周波数の副搬送波により反射波を変調するため、反射波同士が衝突することが更に少なくなる。
【００５１】
また、使用可能帯域を応答器の数と各閾値との比較により決定するため、素早く使用可能帯域を決定することができる。
【００５２】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明に係る第２の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明に係る第２の実施の形態は、質問器２の通信状態検知部２７Ｂの内容及び質問器２の動作手順以外は本発明に係る第１の実施の形態と実質的に同等であり、第１の実施の形態の質問器２の通信状態検知部２７の内容及び質問器２の動作手順以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
【００５３】
コントローラ２６により構成される各機能部の一つである通信状態検知部２７Ａ（構成は第１の実施の形態に係る通信状態検知部２７に相当）について説明する。通信状態検知部２７Ａは、質問器２と複数の応答器３ａ〜３ｃとの通信状態を検知するものである。通信状態は応答器３ａ〜３ｃの反射波同士が衝突確率に基づいて検知される。反射波同士の衝突確率は副搬送波復調器２２において、信号が受信されたチャネルに対する、復調に失敗したチャネルの比率から算出される。
【００５４】
次に質問器２の動作手順について図８を参照しつつ説明する。図８は、第２の実施の形態に係る質問器２の動作手順を示すフローチャートである。
質問器２の動作開始後、Ｓ６１０に移行し、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の初期化を行う。この各閾値の初期化は使用可能帯域の上限値Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合に対応する各閾値を設定するものである。その後Ｓ６２０に移行し応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。ここで応答器３ａ〜３ｃの探索とは、応答器３ａ〜３ｃに対して所定の信号を含む質問波を送信し、これを受信した応答器３ａ〜３ｃが返信する反射波を受信することで通信可能な応答器３ａ〜３ｃを確認するものである。その後Ｓ６３０に移行し、Ｓ６２０において送信された質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波に、質問器２との通信を要求する信号であるリンク要求信号が含まれているか否か判断する。反射波にリンク要求信号が含まれていない場合には（Ｓ６３０：ＮＯ）、再びＳ６２０に移行して応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。反射波にリンク要求信号が含まれている場合には（Ｓ６３０：ＹＥＳ）、Ｓ６４０に移行しリンク要求を返信した全ての応答器３ａ〜３ｃから返信された情報を受信する。
【００５５】
その後Ｓ６５０に移行し、通信状態検知部２７Ａは、信号があり、復調したがデータ列の構成が不正であるなどにより、応答器３ａ〜３ｃの反射波同士が衝突した確率を通信状態として検知するとともに、検知された反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上か否かを判断する。反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上の場合には（Ｓ６５０：ＹＥＳ）、Ｓ６６０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を加えたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を加えたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ４以上の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ６９０に移行する。
【００５６】
応答器の数が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上でない場合には（Ｓ６５０：ＮＯ）、Ｓ６７０に移行し、反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下か否か判断する。反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下の場合には（Ｓ６７０：ＹＥＳ）、Ｓ６８０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘから予め定められた値（ｄｆ）を引いたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を引いたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最低値ｆ１である場合には、使用可能周波数帯域の最低値ｆ１以下の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ６９０に移行する。反射波同士の衝突確率が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下でないの場合には（Ｓ６７０：ＮＯ）、そのままＳ６９０に移行する。
【００５７】
Ｓ６９０においては、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域情報を使用可能帯域決定部２９により応答器３ａ〜３ｃに送信する。その後Ｓ７００に移行し、応答器３ａ〜３ｃに情報の送信を行う。その後、Ｓ７１０に移行し、全情報の送信が完了したか否かを判断し、全情報の送信が完了していない場合には（Ｓ７１０：ＮＯ）、再びＳ６４０に移行し、応答器３ａ〜３ｃから返信された情報の受信を行う。全情報の送信が完了した場合には（Ｓ７１０：ＹＥＳ）、再びＳ６２０に移行し、応答器の探索を行う。
【００５８】
以上、説明した第２の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、通信状態を、副搬送波を復調した段階で検知することができるため、通信状態を素早く検知することができる。
【００５９】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明に係る第３の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明に係る第３の実施の形態は、質問器２の通信状態検知部２７Ｂの内容及び質問器２の動作手順以外は本発明に係る第１の実施の形態と実質的に同等であり、第１の実施の形態の質問器２の通信状態検知部２７の内容及び質問器２の動作手順以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
【００６０】
コントローラ２６により構成される各機能部の一つである通信状態検知部２７Ｂ（構成は第１の実施の形態に係る通信状態検知部２７に相当）について説明する。通信状態検知部２７Ｂは、質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態を検知するものである。質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態は、受信された反射波に含まれる情報信号に不正なデータ列が発生する量（データエラー量）に基づいて検知される。情報信号の不正は副搬送波復調器２２により復調された情報信号に含まれる誤り訂正符合やサムチェックなどのエラー情報により検知される。
【００６１】
次に質問器２の動作手順について図９を参照しつつ説明する。図９は、第３の実施の形態に係る質問器２の動作手順を示すフローチャートである。
質問器２の動作開始後、Ｓ８１０に移行し、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の初期化を行う。この各閾値の初期化は使用可能帯域の上限値であるＦｍａｘが最高値ｆ４である場合に対応する各閾値を設定するものである。その後Ｓ８２０に移行し応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。ここで応答器３ａ〜３ｃの探索とは、応答器３ａ〜３ｃに対して所定の信号を含む質問波を送信し、これを受信した応答器３ａ〜３ｃが返信する反射波を受信することで通信可能な応答器３ａ〜３ｃを確認するものである。その後Ｓ８３０に移行し、Ｓ８２０において送信された質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波に、質問器２との通信を要求する信号であるリンク要求信号が含まれているか否か判断する。反射波にリンク要求信号が含まれていない場合には（Ｓ８３０：ＮＯ）、再びＳ８２０に移行して応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。反射波にリンク要求信号が含まれている場合には（Ｓ８３０：ＹＥＳ）、Ｓ８４０に移行しリンク要求を返信した全ての応答器３ａ〜３ｃから返信された情報を受信する。
【００６２】
その後Ｓ８５０に移行し、通信状態検知部２７Ｂにより、データエラー量を通信状態として検知するとともに、検知されたデータエラー量が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上か否かを判断する。データエラー量が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上の場合には（Ｓ８５０：ＹＥＳ）、Ｓ８６０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を加えたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を加えたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ４以上の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ８９０に移行する。
【００６３】
データエラー量が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上でない場合には（Ｓ８５０：ＮＯ）、Ｓ８７０に移行し、データエラー量が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下か否か判断する。データエラー量が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下の場合には（Ｓ８７０：ＹＥＳ）、Ｓ８８０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘから予め定められた値（ｄｆ）を引いたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を引いたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最低値ｆ１である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ１以下の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後、Ｓ６９０に移行する。データエラー量が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下でないの場合には（Ｓ８７０：ＮＯ）、そのままＳ８９０に移行する。
【００６４】
Ｓ８９０においては、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域情報を使用可能帯域通知部２９により応答器３ａ〜３ｃに送信する。その後Ｓ９００に移行し、応答器３ａ〜３ｃに情報の送信を行う。その後、Ｓ９１０に移行し、全情報の送信が完了したか否かを判断し、全情報の送信が完了していない場合には（Ｓ９１０：ＮＯ）、再びＳ８４０に移行し、応答器３ａ〜３ｃから返信された情報の受信を行う。全情報の送信が完了した場合には（Ｓ９１０：ＹＥＳ）、再びＳ８２０に移行し、応答器の探索を行う。
【００６５】
以上、説明した第３の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、通信状態を復調した情報信号から判断するため、外部からの雑音などを考慮したより正確な通信状態を検知することができる。
【００６６】
＜第４の実施の形態＞
以下、本発明に係る第４の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明に係る第４の実施の形態は、質問器２の通信状態検知部２７Ｃの内容及び質問器２の動作手順以外は本発明に係る第１の実施の形態と実質的に同等であり、第１の実施の形態の質問器２の通信状態検知部２７の内容及び質問器２の動作手順以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
【００６７】
コントローラ２６により構成される各機能部の一つである通信状態検知部２７Ｃ（構成は第１の実施の形態に係る通信状態検知部２７に相当）について説明する。通信状態検知部２７Ｃは、質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態を検知するものである。質問器２と応答器３ａ〜３ｃとの通信状態は、受信された反射波同士が連続して衝突した通信回数、または連続して衝突しなかった通信回数に基づいて検知される。具体的には通信を行う毎に、受信された反射波同士が連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）と受信された反射波同士が連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）とを夫々カウントすることによって検知される。
【００６８】
次に質問器２の動作手順について図１０を参照しつつ説明する。図１０は、第４の実施の形態に係る質問器２の動作手順を示すフローチャートである。
質問器２の動作開始後、Ｓ１０１０に移行し、連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）、連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）、使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）、及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）の初期化を行う。この各閾値の初期化は使用可能帯域の上限値であるＦｍａｘが最高値ｆ４である場合に対応する各閾値を設定するものである。その後Ｓ１０２０に移行し応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。ここで応答器３ａ〜３ｃの探索とは、応答器３ａ〜３ｃに対して所定の信号を含む質問波を送信し、これを受信した応答器３ａ〜３ｃが返信する反射波を受信することで通信可能な応答器３ａ〜３ｃを確認するものである。
【００６９】
その後Ｓ１０３０に移行し、Ｓ１０２０において送信された質問波を受信した応答器３ａ〜３ｃから返信された反射波に、質問器２との通信を要求する信号であるリンク要求信号が含まれているか否か判断する。反射波にリンク要求信号が含まれていない場合には（Ｓ１０３０：ＮＯ）、再びＳ１０２０に移行して応答器３ａ〜３ｃの探索を行う。反射波にリンク要求信号が含まれている場合には（Ｓ１０３０：ＹＥＳ）、Ｓ１０４０に移行しリンク要求を返信した全ての応答器３ａ〜３ｃから返信された情報を受信する。
【００７０】
その後Ｓ１０５０に移行し、通信状態検知部２７Ｃにより、受信された反射波同士が衝突したか否かを判断する。受信された反射波同士が衝突した場合には（Ｓ１０５０：ＹＥＳ）、Ｓ１０６０に移行し、連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）をカウントアップするとともに、連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）を初期化する。
【００７１】
その後Ｓ１０７０に移行し、連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）値が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上か否かを判断する。連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）値が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上の場合には（Ｓ１０７０：ＹＥＳ）、Ｓ１０８０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を加えたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を加えたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最高値ｆ４である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ４以上の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後Ｓ１１２０に移行する。連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）値が使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）以上でない場合には（Ｓ１０７０：ＮＯ）、Ｓ１１２０に移行する。
【００７２】
Ｓ１０５０において、受信された反射波同士が衝突しなかった場合には（Ｓ１０５０：ＮＯ）、Ｓ１０９０に移行し、連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）をカウントアップするとともに、連続して衝突した回数のカウンタ（Ｎｅ）を初期化する。
【００７３】
その後Ｓ１１００に移行し、連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）値が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下か否かを判断する。連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）値が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下の場合には（Ｓ１１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１１０に移行し、使用可能周波数帯域の上限値であるＦｍａｘに予め定められた値（ｄｆ）を引いたものを新たなＦｍａｘとして決定する。また、Ｆｍａｘの変化に合わせて使用可能帯域を広くするための閾値（Ｔｈ）及び使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）に予め定められた値（ｄｔ）を引いたものを新たな閾値としてそれぞれ決定する。尚、Ｆｍａｘが最低値ｆ１である場合には、使用可能周波数帯域の上限値ｆ１以下の値を設定することができないため以上の処理は行わない。その後Ｓ１１２０に移行する。連続して衝突しなかった回数のカウンタ（Ｎｔ）値が使用可能帯域を狭くするための閾値（Ｔｈｌ）以下でない場合には（Ｓ１１００：ＮＯ）、Ｓ１１２０に移行する。
【００７４】
Ｓ１１２０においては、使用可能帯域決定部２８により決定された使用可能帯域情報を使用可能帯域通知部２９により応答器３ａ〜３ｃに送信する。その後Ｓ１１３０に移行し、応答器３ａ〜３ｃに情報の送信を行う。その後、Ｓ１１４０に移行し、全情報の送信が完了したか否かを判断し、全情報の送信が完了していない場合には（Ｓ１１４０：ＮＯ）、再びＳ１０４０に移行し、応答器３ａ〜３ｃから返信された情報の受信を行う。全情報の送信が完了した場合には（Ｓ１１４０：ＹＥＳ）、再びＳ１０２０に移行し、応答器の探索を行う。
【００７５】
以上、説明した第４の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、通信状態を複数回の通信によって判断するため、一時的な通信状態の変動の影響をうけにくく、より安定した通信状態を検知することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更が可能なものである。例えば、第１から第４の実施の形態においては、検知された通信状態と閾値との比較により使用可能帯域を決定する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、検知された通信状態に応じて連続的に変化するように使用可能帯域を決定する構成でもよい。
【００７７】
また、第１から第４の実施の形態においては、使用可能帯域を決定するための閾値を通信状態に基づいて変化させる構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、他の条件に基づいて変化させる構成でもよい。
【００７８】
また、第１から第４の実施の形態においては、使用可能帯域の上限値の初期状態が設定可能な最も高い値に設定される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、使用可能帯域の上限値の初期状態が設定可能な最も低い値に設定される構成でもよい。この構成によると副搬送波の周波数を低くすることになるため、より一層応答器３ａ〜３ｃの省電力化を図ることができる。
【００７９】
また、第１から第４の実施の形態においては、副搬送波の周波数を使用可能帯域の範囲内において擬似ランダムに選択し、ホッピングさせて決定する構成にあるが、このような構成に限定されるものではなく、予め使用可能帯域に対応して決められたパターンに従って副搬送波の周波数を決定する構成でもよい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によると、通信状態に応じて応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を変更することができるため、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域を低くすることで応答器の省電力化を図ることができる。また、応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域の幅を広くすることで反射波同士の衝突を低減することができ、通信をより短時間で終わらせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図１に示す質問器の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す応答器の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す通信システムにおける時間単位の副搬送波の周波数分布を示した図である。
【図５】図１に示す質問器の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す応答器の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す通信システムにおける、動作シーケンスである。
【図８】第２の実施の形態の質問器の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施の形態における質問器の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】第４の実施の形態における質問器の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 通信システム
２ 質問器
３ 応答器
１７ アンテナ
２７ 通信状態検知部
２８ 使用可能帯域決定部
３１ アンテナ
３２ 変復調器
４３ 帯域決定部
Claims (12)
- 質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した少なくとも１つの応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムであって、
前記質問器は、
前記応答器との通信状態を検知するための通信状態検知手段と、
前記通信状態検知手段により検知された通信状態に基づいて、前記応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域を決定するための使用可能帯域決定手段と、
前記応答器に前記使用可能帯域決定手段により決定された前記使用可能帯域を通知する帯域通知手段とを備え、
前記応答器は、
前記使用可能帯域決定手段により決定された前記使用可能帯域の範囲に含まれる任意の周波数帯域を、使用する副搬送波の周波数帯域として決定するための使用帯域決定手段を備えていることを特徴とする通信システム。 - 前記使用可能帯域決定手段は、前記通信状態検知手段により検知された通信状態に基づいて、前記使用可能帯域の上限値を変化させることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
- 前記通信状態検知手段は、前記質問器に反射波を返信した前記応答器の数に基づいて通信状態を検知することを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
- 前記通信状態検知手段は、複数の応答器から返信される反射波同士の衝突確率、反射波同士の衝突が発生した所定の時間内における通信回数、及び反射波のデータエラー量の少なくともいずれかに基づいて通信状態を検知することを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
- 前記使用可能帯域決定手段は、前記通信状態検知手段により検知される通信状態を表す数値が大きくなるに従って、前記使用可能帯域の上限値が高くなるように前記使用可能帯域を決定することを特徴とする請求項３または４に記載の通信システム。
- 前記使用可能帯域決定手段は、前記通信状態検知手段により検知される通信状態を表す数値が所定の閾値より大きい場合には、前記使用可能帯域の上限値が現在の前記使用可能帯域の上限値より高くなるように、前記通信状態検知手段により検知される通信状態を表す数値が所定の閾値より小さい場合には、前記使用可能帯域の上限値が現在の前記使用可能帯域の上限値より低くなるように、前記使用可能帯域を決定することを特徴とする請求項３または４に記載の通信システム。
- 前記使用可能帯域決定手段は、前記通信状態検知手段により検知された通信状態を表す数値に基づいて、前記使用可能帯域を決定するための基準となる閾値を調整することを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の通信システム。
- 前記使用可能帯域の上限値が、初期状態において装置により許容される最も高い値に設定されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の通信システム。
- 前記使用可能帯域の上限値が、初期状態において装置により許容される最も低い値に設定されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の通信システム。
- 前記使用帯域決定手段は、前記使用可能帯域に設定されたそれぞれが所定の帯域を有する複数のチャネルからランダムに、または予め設定された定義に基づいて選択し、ホッピングさせるチャネルを、使用する副搬送波の周波数帯域として決定することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の通信システム。
- 質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムに含まれる質問器であって、
前記応答器との通信状態を検知するための通信状態検知手段と、
前記通信状態検知手段により検知された通信状態に基づいて、前記応答器が使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域を決定するための使用可能帯域決定手段と、
前記応答器に前記使用可能帯域決定手段により決定された前記使用可能帯域を通知する帯域通知手段とを備えていることを特徴とする質問器。 - 質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムに含まれる応答器であって、
前記質問器により決定された、使用できる副搬送波の周波数帯域である使用可能帯域の範囲に含まれる任意の周波数帯域を、使用する副搬送波の周波数帯域として決定するための使用帯域決定手段を備えていることを特徴とする応答器。
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