JP2010050514A - 無線通信装置と無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】電磁誘導方式を用いたデータ通信とともに、このデータ通信よりも高速なデータ通信を可能とする。
【解決手段】第１データ通信部１１は電磁誘導方式で通信を行い、第２データ通信部１２は、例えば電磁誘導方式と異なる方式として、電波方式であるバックスキャッタ方式で通信を行う。第１データ通信部１１は、キャリア信号を送信して、相手先の無線通信装置と電磁誘導方式で通信を可能とする。第２データ通信部１２で通信を開始するとき、第１データ通信部１１から送信許可要求を相手先の無線通信装置に送信して、相手先の無線通信装置から無変調キャリア信号を放射させる。第２データ通信部１２は、相手先の無線通信装置から放射された無変調キャリア信号を受信して、送信するデータに基づいて変調された反射波信号を送信することで高速通信を行う。高速通信の完了通知が第１データ通信部で受信されたとき、キャリア信号の送信を終了する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、無線通信装置と通信システムに関する。詳しくは、電磁誘導方式で通信を行うデータ通信部と、このデータ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて高速に通信を行うデータ通信部を用いて、電磁誘導方式を用いたデータ通信とともに、このデータ通信よりも高速なデータ通信を行えるようにするものである。

従来、非接触型の通信システム例えば非接触型のＩＣ（Integrated Circuit）カードシステムは、ＩＣカードと、当該ＩＣカードからの情報の読み出しを行う無線通信装置で構成されており、近距離（例えば３０ｃｍ以内）のデータ通信が可能とされている。

このＩＣカードシステムでは、特許文献１に記載されているように、ＩＣカードを無線通信装置に近接させたとき、無線通信装置が発生する電磁波を用いた電磁誘導方式によってＩＣカードに対する電力供給が行われる。また、ＩＣカードおよび無線通信装置はアンテナコイルをそれぞれ有しており、このアンテナコイル同士が近接することにより、電磁結合した状態でデータ通信が実行される。例えば、無線通信装置は、ＩＣカードに対する読出コマンドに基づいて所定周波数のキャリア信号を変調し、変調されたキャリア信号に応じてアンテナコイルに電圧が印加することで電磁波を発生させる。このとき、ＩＣカードでは、この電磁波によってアンテナコイルに生じた電流の変化から読出コマンドを得ることができる。また、ＩＣカードは、読出コマンドに応じたデータを記憶部から読み出して、このデータに基づいて負荷となる抵抗または容量を変化させてアンテナコイルから発生する反磁界を変化させる。このとき、無線通信装置では、反磁界によってアンテナコイルに生じた電圧値の変化を検出することで、ＩＣカードから送信されたデータを得ることができる。

特開２００８−３５１０４号公報

ところで、電磁誘導方式を用いた通信システムでは、キャリア信号の周波数が１３．５６ＭＨｚで、通信速度が１０６Ｋｂｐｓや２１２Ｋｂｐｓとされている。このため、画像等のコンテンツのようにデータ量が多いコンテンツを伝送する場合、リアルタイムでコンテンツを再生することができない。

そこで、この発明では、電磁誘導方式を用いたデータ通信とともに、このデータ通信よりも高速なデータ通信を可能とした無線通信装置と無線通信システムを提供するものである。

この発明の第１の側面は、電磁誘導方式で通信を行う第１データ通信部と、前記第１データ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて前記第１データ通信部よりも高速な通信を行う第２データ通信部と、前記第１データ通信部と前記第２データ通信部の通信動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１データ通信部からキャリア信号の送信中に前記第２データ通信部を用いて通信を行う無線通信装置にある。

この発明において、第１データ通信部は電磁誘導方式で通信を行い、第２データ通信部は、例えば電磁誘導方式と異なる方式として、電波方式であるバックスキャッタ方式で通信を行う。第１データ通信部は、キャリア信号を送信して、相手先の無線通信装置と電磁誘導方式で通信を可能とする。第２データ通信部で通信を開始するとき、第１データ通信部から送信許可要求を相手先の無線通信装置に送信して、相手先の無線通信装置から無変調キャリア信号を放射させる。第２データ通信部は、相手先の無線通信装置から放射された無変調キャリア信号を受信して、送信するデータに基づいて変調された反射波信号を送信することで通信を行う。

この発明の第２の側面は、電磁誘導方式で通信を行う第３データ通信部と、前記第３データ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて前記第３データ通信部よりも高速な通信を行う第４データ通信部と、前記第３データ通信部と前記第４データ通信部の通信動作を制御する制御部と、前記電磁誘導方式で送信されたキャリア信号を受信して、該キャリア信号から電力を生成して電力供給を行う電力生成部とを備え、前記制御部は、前記第３データ通信部でキャリア信号の受信中に前記第４データ通信部を用いて通信を行う無線通信装置にある。

この発明において、第３データ通信部は電磁誘導方式で通信を行い、第４データ通信部は、例えば電磁誘導方式と異なる方式として、電波方式であるバックスキャッタ方式で通信を行う。電力生成部は、第３データ通信部で受信したキャリア信号から電力を生成して例えば第３データ通信部や第４データ通信部および制御部に対して電力供給を行う。また、第３データ通信部で送信開始要求を受信したとき、第４データ通信部は無変調キャリア信号を放射する。また、第４データ通信部は変調された反射波信号を受信して受信データを生成する。

この発明の第３の側面は、第１の無線通信装置に、電磁誘導方式で通信を行う第１データ通信部と、前記第１データ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて前記第１データ通信部よりも高速な通信を行う第２データ通信部と、前記第１データ通信部と前記第２データ通信部の通信動作を制御する制御部とを設け、第２の無線通信装置に、電磁誘導方式で通信を行う第３データ通信部と、前記第３データ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて前記第３データ通信部よりも高速な通信を行う第４データ通信部と、前記第３データ通信部と前記第４データ通信部の通信動作を制御する制御部と、前記第１の無線通信装置の第１データ通信部で送信されたキャリア信号を受信して、該キャリア信号から電力を生成して電力供給を行う電力生成部とを設けるものとし、前記第１の無線通信装置の制御部は、前記第１データ通信部からキャリア信号の送信を行い、該キャリア信号の送信中に前記第１および第２の無線通信装置の制御部は、前記第２データ通信部と第４データ通信部を用いて前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置との間で通信を行う無線通信システムにある。

この発明において、第１と第２の無線通信装置は、電磁誘導方式の通信と、例えば電磁誘導方式と異なるバックスキャッタ方式で通信を行う。第１の無線通信装置における第１データ通信部は、キャリア信号の送信を開始して、相手先の無線通信装置と電磁誘導方式で通信を可能とする。第２の無線通信装置の電力生成部は、第３データ通信部で受信したキャリア信号から電力を生成して例えば第３データ通信部や第４データ通信部および制御部に対して電力供給を行う。第１の無線通信装置は、第２データ通信部で通信を開始するとき、第１データ通信部から送信許可要求を送信する。第２の無線通信装置は、第３データ通信部で送信開始要求を受信したとき、第４データ通信部から無変調キャリア信号を放射する。第１の無線通信装置の第２データ通信部は、第２の無線通信装置から放射された無変調キャリア信号を受信して、送信するデータに基づいて変調された反射波信号を送信する。第２の無線通信装置の第４データ通信部は、第２データ通信部で変調された反射波信号を受信して受信データを得る。このように第２データ通信部と第４データ通信部によって高速通信を行う。その後、高速通信の完了通知が第３データ通信部から第１データ通信部に送信されたとき、第１データ通信部はキャリア信号の送信を終了する。

この発明によれば、電磁誘導方式で通信を行うデータ通信部と、このデータ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて高速に通信を行う高速データ通信部と、制御部が設けられて、制御部によって、データ通信部からキャリア信号の送信中に高速データ通信部を用いて通信が行われる。このため、電磁誘導方式を用いたデータ通信とともに、このデータ通信よりも高速なデータ通信を行うことができるようになる。

以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。この発明の無線通信装置は、電磁誘導方式を用いて近距離非接触通信を行うデータ通信部と、このデータ通信部とは異なる方式および／または通信周波数帯域を用いることでさらに高速な近距離非接触通信を行うデータ通信部を有している。

電磁誘導方式を用いて通信を行うデータ通信部（以下「低速データ通信部」という）は、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数であるキャリア信号をＡＳＫ(Amplitude Shift Keying)変調して通信を行う。また、低速データ通信部よりも高速な近距離非接触通信を行うデータ通信部（以下「高速データ通信部」という）では、例えば電波方式を用いて高速通信を行う。電波方式としては、例えば４．４８ＧＨｚの通信周波数帯域を用いる微弱ＵＷＢ(Ultra Wide Band)と呼ばれる通信方式、低消費電力化が可能なバックスキャッタ方式等を用いて通信を行う。また、電磁誘導方式でベースバンド広帯域通信を行う。さらに、波形等化高速通信等を用いるものとしてもよい。

図１は、送信側の無線通信装置１０の構成を示している。なお、無線通信装置１０の構成は、高速データ通信部として電波方式を用いた場合である。

無線通信装置１０において、低速データ通信部（第１データ通信部）１１は、アンテナ１１１、第１ＲＦフロントエンド部１１２、第１変復調部１１３、第１符号復号化部１１４を有している。

アンテナ１１１は、電磁誘導方式を用いて非接触通信号を行うためのアンテナであり、アンテナコイルを用いて構成されている。このアンテナ１１１は、第１ＲＦフロントエンド部１１２から供給された変調キャリア信号あるいは無変調キャリア信号である送信信号に応じた磁界を発生する。また、アンテナ１１１は、受信側の無線通信装置のアンテナと電磁結合されて、受信側の無線通信装置によって変調されたキャリア信号を受信信号として第１ＲＦフロントエンド部１１２に供給する。

第１ＲＦフロントエンド部１１２は、第１変復調部１１３から供給された送信信号を増幅してアンテナ１１１に供給する。また、第１ＲＦフロントエンド部１１２は、アンテナ１１１から供給された受信信号のノイズを除去したのち増幅して第１変復調部１１３に供給する。

第１変復調部１１３は、第１符号復号化部１１４から供給された符号化データに基づきキャリア信号の変調を行い、変調キャリア信号を送信信号として第１ＲＦフロントエンド部１１２に供給する。また、第１変復調部１１３は、第１ＲＦフロントエンド部１１２から供給された受信信号の復調を行い、得られた復調データを第１符号復号化部１１４に供給する。この第１変復調部１１３では、例えばＡＳＫ変復調を行う。

第１符号復号化部１１４は、システムコントローラ１５から供給された送信データの符号化処理を行い、符号化データを生成して第１変復調部１１３に供給する。また、第１符号復号化部１１４は、第１変復調部１１３から供給された復調データの復号化処理を行い、得られた復号データを受信データとして、システムコントローラ１５に供給する。この第１符号復号化部１１４では、符号復号化方式としてマンチェスタ方式を用いる。

高速データ通信部（第２データ通信部）１２は、電波方式を用いて低速データ通信部１１よりも高速に通信を行うものである。高速データ通信部１２は、アンテナ１２１、第２ＲＦフロントエンド部１２２、第２変復調部１２３、第２符号復号化部１２４を有している。

アンテナ１２１は、電波方式を用いて非接触通信号を行うためのアンテナである。例えば無線通信装置１０でＵＷＢ方式を用いる場合、アンテナ１２１は、第２ＲＦフロントエンド部１２２から供給された送信信号を無線信号（電波）として送信する。また、アンテナ１２１は、無線信号を受信して得られた受信信号を第２ＲＦフロントエンド部１２２に供給する。また、例えば無線通信装置１０でバックスキャッタ方式を用いる場合、アンテナ１２１は、受信側の無線通信装置から放射された無線信号を受信して、送信信号に応じて位相を切り替えて反射する。

第２ＲＦフロントエンド部１２２は、第２変復調部１２３から供給された送信信号を増幅してアンテナ１２１に供給する。また、第２ＲＦフロントエンド部１２２は、アンテナ１２１から供給された受信信号のノイズを除去したのち増幅して第２変復調部１２３に供給する。また、バックスキャッタ方式を用いる場合、第２ＲＦフロントエンド部１２２は、アンテナ１２１で受信した無線信号を、第２変復調部１２３から供給された送信信号に基づき位相を切り替えてアンテナ１２１から反射させる。

第２変復調部１２３は、第２符号復号化部１２４から供給された符号化データの変調を行い、送信信号を生成して第２ＲＦフロントエンド部１２２に供給する。また、第２変復調部１２３は、第２ＲＦフロントエンド部１２２から供給された受信信号の復調を行い、得られた復調データを第２符号復号化部１２４に供給する。この第２変復調部１２３では、例えばＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変復調等を行う。

第２符号復号化部１２４は、システムコントローラ１５から供給された送信データの符号化処理を行い、符号化データを生成して第２変復調部１２３に供給する。また、第２符号復号化部１２４は、第２変復調部１２３から供給された復調データの復号化処理を行い、得られた復号データを受信データとしてシステムコントローラ１５に供給する。この第２符号復号化部１２４では、符号復号化方式としてＮＲＺ−Ｌ(Non Return to Zero-Level)方式を用いる。

無線通信装置１０の制御部を構成するシステムコントローラ１５は、バス１４を介して第１符号復号化部１１４と第２符号復号化部１２４に接続されている。また、システムコントローラ１５は、ホストインタフェース(I/F)１６を介して、ホストＣＰＵ(Central Processing Unit)２０と接続されている。また、システムコントローラ１５には、ＦＩＦＯ(First In First Out)／レジスタ部１５ａが設けられている。なお制御部は、システムコントローラ１５やホストＣＰＵ２０等で構成されている。

システムコントローラ１５は、ホストインタフェース１６を介してホストＣＰＵ２０から供給された通信設定情報をＦＩＦＯ／レジスタ部１５ａのレジスタに書き込む。システムコントローラ１５は、ＦＩＦＯ／レジスタ部１５ａのレジスタに書き込まれた通信設定情報に基づき送信方法や伝送レート等を決定して、高速データ通信部を用いたデータ通信を行うための通信制御コマンド等を生成して第１符号復号化部１１４に供給する。また、システムコントローラ１５は、ホストインタフェース１６を介してホストＣＰＵ２０から供給された伝送データをＦＩＦＯ／レジスタ部１５ａのＦＩＦＯに書き込む。システムコントローラ１５は、ＦＩＦＯに書き込まれた伝送データを第２符号復号化部１２４に供給する。

ホストＣＰＵ２０は、ネットワークインタフェース(I/F)２１を介して、外部のサーバ等と接続可能とされており、サーバからコンテンツデータ等の取得を行う。またシステムコントローラ１５を制御して、取得したコンテンツデータ等を受信側の無線通信装置に送信する処理等を行わせる。

図２は、受信側の無線通信装置３０の構成を示している。なお、無線通信装置３０の構成は、上述の無線通信装置１０に対応させて高速データ通信部として電波方式を用いるものとする。

無線通信装置３０において、低速データ通信部（第３データ通信部）３１は、アンテナ３１１、第１ＲＦフロントエンド部３１２、第１変復調部３１３、第１符号復号化部３１４を有している。

アンテナ３１１は、電磁誘導方式を用いて非接触通信号を行うためのアンテナであり、アンテナコイルを用いて構成されている。アンテナ３１１は、送信側の無線通信装置のアンテナと電磁結合されて、電磁結合によって生じた受信信号を第１ＲＦフロントエンド部３１２と電力生成部３３に供給する。

第１ＲＦフロントエンド部３１２は、アンテナ３１１を用いて、送信側の無線通信装置から送信された無変調キャリア信号を、第１変復調部３１３から供給された送信信号に応じて変調する。また、第１ＲＦフロントエンド部３１２は、アンテナ３１１から供給された受信信号のノイズを除去したのち増幅して第１変復調部３１３とキャリア検出部３４に供給する。

第１変復調部３１３は、第１符号復号化部３１４から供給された符号化データの変調処理を行い、送信信号を生成して第１ＲＦフロントエンド部３１２に供給する。また、第１変復調部３１３は、第１ＲＦフロントエンド部３１２から供給された受信信号の復調を行い、得られた復調データを第１符号復号化部３１４に供給する。この第１変復調部３１３は、送信側の無線通信装置に対応して例えばＡＳＫ変復調を行う。

第１符号復号化部３１４は、制御部３５から供給された送信データの符号化処理を行い、符号化データを生成して第１変復調部３１３に供給する。また、第１符号復号化部３１４は、第１変復調部３１３から供給された復調データの復号化処理を行い、得られた復号データを受信データとして、制御部３５に供給する。この第１符号復号化部３１４では、送信側の無線通信装置に対応して、マンチェスタ方式の符号復号化処理を行う。

高速データ通信部（第４データ通信部）３２は、電波方式を用いて低速データ通信部３１よりも高速に通信を行うものである。高速データ通信部３２は、アンテナ３２１、第２ＲＦフロントエンド部３２２、第２変復調部３２３、第２符号復号化部３２４を有している。

アンテナ３２１は、電波方式を用いて非接触通信号を行うためのアンテナである。例えば無線通信装置３０で微弱ＵＷＢ方式を用いる場合、アンテナ３２１は、第２ＲＦフロントエンド部３２２から供給された送信信号を無線信号（電波）として送信する。また、アンテナ３２１は、無線信号を受信して得られた受信信号を、第２ＲＦフロントエンド部３２２に供給する。また、例えば無線通信装置３０でバックスキャッタ方式を用いる場合、アンテナ３２１は、送信側の無線通信装置からデータを送信できるように無変調キャリア信号を無線信号（電波）として放射する。さらに、アンテナ３２１は、送信側の無線通信装置で反射された無線信号である反射波信号の受信を行い、反射波信号を受信して得られた受信信号を第２ＲＦフロントエンド部３２２に供給する。

第２ＲＦフロントエンド部３２２は、第２変復調部３２３から供給された送信信号をアンテナ３２１に供給する。また、第２ＲＦフロントエンド部３２２は、アンテナ３２１から供給された受信信号のノイズを除去したのち増幅して第２変復調部３２３に供給する。

第２変復調部３２３は、第２符号復号化部３２４から供給された符号化データの変調を行い、送信信号を生成して第２ＲＦフロントエンド部３２２に供給する。また、第２変復調部３２３は、第２ＲＦフロントエンド部１２２から供給された受信信号の復調を行い、得られた復調データを第２符号復号化部３２４に供給する。また、バックスキャッタ方式を用いる場合、第２変復調部３２３は、送信側の無線通信装置からデータを送信できるように、無変調キャリア信号を送信信号として第２ＲＦフロントエンド部３２２に供給する。この第２変復調部３２３では、送信側の無線通信装置に対応して例えばＱＰＳＫ変復調等を行う。

第２符号復号化部３２４は、制御部３５から供給された送信データの符号化処理を行い、符号化データを生成して第２変復調部３２３に供給する。また、第２符号復号化部３２４は、第２変復調部３２３から供給された復調データの復号化処理を行い、得られた復号データを受信データとして制御部３５に供給する。この第２符号復号化部３２４では、送信側の無線通信装置に対応して例えばＮＲＺーＬ方式を用いる。

電力生成部３３は、アンテナ３１１から供給された受信信号を整流して電力生成を行い、無線通信装置３０の各部に供給して、無線通信装置３０を動作させる。

キャリア検出部３４は、第１ＲＦフロントエンド部３１２からキャリア信号が供給されているか否か、および第２ＲＦフロントエンド部３２２からキャリア信号が供給されているか否かを検出して、検出結果を制御部３５に供給する。

制御部３５は、キャリア検出結果に応じて低速データ通信部３１と高速データ通信部３２の動作を制御する。例えば、制御部５５は、送信側の無線通信装置１０から要求された情報を不揮発性メモリ部３６から読み出して、低速データ通信部３１から送信する処理を行う。また、制御部３５は、高速データ通信部３２を用いて送信側の無線通信装置１０からコンテンツデータ等を取得する。さらに制御部３５は、取得したコンテンツデータ等をコンテンツ再生部３７に供給することで、コンテンツデータの再生等をコンテンツ再生部３７によって行わせる。

次に、図３を用いて送信側と無線通信装置と受信側の無線通信装置の通信動作について説明する。なお、以下の説明では、バックスキャッタ方式を用いて高速通信を行うものとする。

送信側の無線通信装置１０は、受信側の無線通信装置３０に対して高速でデータ通信を行う場合、電磁誘導方式で受信側の無線通信装置３０に対して送信許可の要求を行う（ＳＴ１）。

無線通信装置１０のホストＣＰＵ２０は、コンテンツデータ等を無線通信装置３０に送信する際に通信制御情報をＦＩＦＯ／レジスタ部１５ａのレジスタに書き込む。システムコントローラ１５は、ＦＩＦＯ／レジスタ部１５ａのレジスタに書き込まれた通信制御情報に基づき、低速データ通信部１１の動作を開始して、送信許可の要求を示す変調キャリア信号を送信信号としてアンテナ１１１から送信させる。また、ホストＣＰＵ２０は、データ送信を行わないときでも、受信完了通知が無線通信装置３０から供給されるまで無変調キャリア信号を送信信号としてアンテナ１１１に供給して、電磁誘導方式の近距離非接触通信を行えるようにしておく。なお、期間ＴＤａは、電磁誘導方式の近距離非接触通信が可能な期間を示している。

無線通信装置３０のアンテナ３１１で受信信号すなわち無変調キャリア信号や変調キャリア信号が得られると、電力生成部３３はキャリア信号を整流して電力の生成を行い、生成した電力を各部に供給して無線通信装置３０の低速データ通信部３１やキャリア検出部３４および制御部３５を動作させる。低速データ通信部３１は、受信した変調キャリア信号の復調や、復調データの復号化を行い、得られた受信データを制御部３５に供給する。すなわち、無線通信装置１０から送信された送信許可の要求が制御部３５に供給されることになる。

受信側の無線通信装置３０は、高速データ通信部を用いた通信を許可するとき、送信許可の応答を行う（ＳＴ２）。

無線通信装置３０の制御部３５は、高速データ通信部を用いた通信を許可するとき、送信許可の応答を生成して、低速データ通信部３１に供給する。低速データ通信部３１は、送信許可の応答を示す送信データの符号化や変調を行い、送信信号を生成する。また、低速データ通信部３１は、送信側の無線通信装置から送信されている無変調キャリア信号を送信信号に応じて変調する。

無線通信装置１０の低速データ通信部１１は、受信側の無線通信装置３０で変調されたキャリア信号の復調や復号化を行い、得られた受信データをシステムコントローラ１５に供給する。すなわち、無線通信装置３０から送信された送信許可の応答がシステムコントローラ１５に供給されることになる。

無線通信装置１０のシステムコントローラ１５は、無線通信装置３０から送信許可の応答が供給されたことから、通信制御情報の通知を行う（ＳＴ３）。

無線通信装置１０のシステムコントローラ１５は、ＦＩＦＯ／レジスタ部１５ａのレジスタに書き込まれた通信制御情報を読み出して低速データ通信部１１に供給する。

図４は、ＦＩＦＯ／レジスタ部１５ａのレジスタに書き込まれている通信制御情報を例示したものである。例えばレジスタ「０ｘ１２」は送信モードを示すレジスタとされており、高速データ通信部を用いて通信を行うときの伝送速度やデータ形式を示す情報が、ホストＣＰＵ２０によって書き込まれる。

レジスタ「０ｘ１２」の最上位ビット「７」の「ＴｘＣＲＣＥｎ」は、データ送信時にＣＲＣ生成を行うか否かを示している。ビット「６〜３」の「ＴｘＳｐｅｅｄ」は、伝送速度を示している。例えばビット「６〜３」が「００００」であるときは１０６ｋｂｉｔ／ｓ、「０００１」であるときは２１２ｋｂｉｔ／ｓ等である。ビット「２」は「ＴＢＤ(To Be Determined)」であり、現在未定のビットである。ビット「１，０」の「ＴｘＦｒａｍｉｎｇ」は、どのようなデータ形式を用いるが示されている。例えば「００」はＭＩＦＡＲＥ（商標）の規格に準拠したデータ形式、「１０」はＦｅｌｉｃａ（商標）の規格に準拠したデータ形式であることが示される。

無線通信装置１０の低速データ通信部１１は、通信制御情報の符号化や変調を行い、通信制御情報を示す変調キャリア信号を生成してアンテナ１１１から送信する。無線通信装置３０の低速データ通信部３１は、アンテナ１１１から送信された変調キャリア信号を受信して、変調キャリア信号の復調や復号化を行い、得られた受信データを制御部３５に供給する。すなわち、無線通信装置１０から送信された通信制御情報が制御部３５に供給されることになる。

無線通信装置３０の制御部３５は、通信制御情報に基づき高速データ通信部を用いたデータ通信の設定を行い、無線通信装置１０との高速データ通信を行うことができるように、高速データ通信部３２のアンテナ３２１から無線信号として、無変調キャリア信号を放射させる（ＳＴ４）。なお、通信制御情報に、データサイズを示す情報を含めるものとすれば、この通信制御情報で示されたサイズのデータ受信が完了したとき、高速データ通信部を用いたデータ通信動作を終了させることができる。

無線通信装置３０の制御部３５は、通信制御情報で示された伝送速度および形式で無線通信装置１０とデータ通信を行うことができるように、高速データ通信部３２の動作制御を行う。また、制御部３５は、無線通信装置１０との高速データ通信を行うことができるように、例えば２．４５ＧＨｚの無変調キャリア信号をアンテナ３２１から放射させる。

無線通信装置１０の高速データ通信部１２は、無線通信装置３０から放射された無変調キャリア信号を利用してデータ送信を行う（ＳＴ５）。

無線通信装置１０のシステムコントローラ１５は、ホストＣＰＵ２０から供給された高速通信データをＦＩＦＯ／レジスタ部１５ａのＦＩＦＯに順次書き込む。また、システムコントローラ１５は、ＦＩＦＯに書き込まれた高速通信データを順次読み出して、送信データとして高速データ通信部１２に供給する。高速データ通信部１２は、送信データの符号化や変調を行うことで生成された送信信号に基づき、無線通信装置３０から放射された無変調キャリア信号の位相を切り替えて反射する。

無線通信装置３０の高速データ通信部３２は、無線通信装置１０からの反射波信号を受信する。また、高速データ通信部３２は、反射波信号を受信して得られた受信信号の復調や復号化を行い、得られた受信データを制御部３５に供給する。制御部３５は、受信データを例えば不揮発性メモリ部３６に記憶させる。また、受信データが例えばコンテンツデータであり、受信したコンテンツの再生を行う場合、制御部３５は、受信データをコンテンツ再生部３７に供給する。

無線通信装置３０は、受信できなかったデータが生じたときに無線通信装置１０に対してデータの再送要求を行う。また、無線通信装置３０は、予め通知されたサイズの受信データが得られたとき、無線通信装置１０に対して受信完了通知を行う（ＳＴ６）。

無線通信装置３０の制御部３５は、受信できなかったデータが生じたとき、この受信できなかったデータの再送要求を低速データ通信部３１に供給する。また、制御部３５は、データ受信が完了したとき、受信完了通知を低速データ通信部３１に供給する。低速データ通信部３１は、再送要求や受信完了通知を示す送信データの符号化や変調を行い、送信信号を生成する。また、低速データ通信部３１は、送信側の無線通信装置からの無変調キャリア信号を送信信号に応じて変調する。さらに、制御部３５は、データ受信が完了したとき、高速データ通信部３２の動作を終了して無変調キャリア信号の放射を停止させる。

無線通信装置１０の低速データ通信部１１は、受信側の無線通信装置３０で変調されたキャリア信号の復調や復号化を行い、得られた受信データをシステムコントローラ１５からホストＣＰＵ２０に供給する。すなわち、無線通信装置３０から送信された再送要求や受信完了通知がホストＣＰＵ２０に供給されることになる。

無線通信装置１０のホストＣＰＵ２０は、再送要求が供給されたとき、無線通信装置３０で受信できなかったデータを高速データ通信部１２に供給して再送する。また、ホストＣＰＵ２０は、受信完了通知が供給されたとき、低速データ通信部１１の動作を終了させて、アンテナ１１１への無変調キャリア信号の供給を停止させる。なお、データの再送処理や無変調キャリア信号の供給を停止させる処理の制御は、システムコントローラ１５で行うものとしてもよい。

図５は、無線通信装置間における相互通信の様子を各回路ブロックと共に示している。

２つの無線通信装置４０ａ，４０ｂは、電磁誘導方式例えばＦｅｌｉｃａ（商標）方式で、１３．５６ＭＨｚのキャリア信号を用いて近距離非接触通信を行う。この電磁誘導方式の近距離接触通信では、電磁誘導方式よりも高速である電波方式の近距離非接触通信に関する通信制御情報の通信を行う。

電波方式としてバックスキャッタ方式を用いる場合、送信側の無線通信装置は、受信側の無線通信装置から放射された無線信号の位相を、送信信号に応じて切り替えて反射させる。例えば、無線通信装置４０ａは、無線通信装置４０ｂから放射された２．４５ＧＨｚの無変調キャリア信号である無線信号を、シリアルデータ生成部で生成された送信データに応じて位相変調して、ＱＰＳＫ変調されたキャリア信号である反射波信号を生成する。無線通信装置４０ｂは、反射波信号を受信して得られた受信信号の復調等を行うことで、送信データと等しい復調データを得ることができる。また、無線通信装置４０ａから無変調キャリア信号である無線信号を放射して同様の処理を行うものとすれば、無線通信装置４０ｂのシリアルデータ生成部で生成された送信データと等しい復調データを、無線通信装置４０ａで得ることができる。

このように、電磁誘導方式を用いて近距離非接触通信を行う低速データ通信部と、この低速データ通信部とは異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて高速な近距離非接触通信を行う高速データ通信部を設けることで、低速データ通信部を用いたデータ通信だけでなく、このデータ通信よりも高速なデータ通信を行うことができる。したがって、従来のＩＣカードのように、カードに記憶されている情報の読み出した情報の書き換え等を行えるだけでなく、楽曲や動画等のようにデータ容量の大きなコンテンツデータの通信も短時間で行うことができる。

また、低速データ通信部からキャリア信号の送信中に高速データ通信部を用いて通信が行われるので、低速データ通信部を用いた通信とともに高速データ通信部を用いた高速通信を行うことができる。このため、低速データ通信部を用いた通信によって高速データ通信を制御することが可能となり、データ通信の最適化が可能となる。例えば高速データ通信部でバックスキャッタ方式を用いる場合、低速データ通信部を用いた通信によってバックスキャッタ方式における無変調キャリア信号の放射を制御する。このようにすれば、高速データ通信を行うときだけ、受信側の無線通信装置から無変調キャリア信号を放射させることが可能となり、不必要な電力消費を防止してデータ通信を行うことができる。

また、低速データ通信部からキャリア信号の送信中に高速データ通信部を用いて通信が行われるので、受信側の無線通信装置で受信したキャリア信号を用いて電力生成を行うものとすれば、高速データ通信部に電力を供給する電源を設けることなく高速データ通信部を用いて通信を行うことが可能となり、安価に無線通信装置を提供できる。

次に、送信側の無線通信装置１０と受信側の無線通信装置３０における通信動作の具体例について、図６と図７を用いて説明する。図６は、コンテンツの配信を行う通信システムの構成を示している。なお、コンテンツは、楽曲や動作、静止画、ユーザが所望する情報（例えば好みの店舗情報、買い物履歴、交通機関情報、目的地の地図や風景等）などである。また、以下の説明では、コンテンツが有料で提供されているものとする。

この通信システムにおいて、無線通信装置１０は、有線あるいは無線の伝送路を介してアクセスポイント５０と接続されている。アクセスポイント５０はネットワーク６０を介してルータ７０と接続されている。また、ルータ７０には、有料コンテンツの利用に対して課金を行う課金サーバ８０、有料コンテンツのコンテンツデータが蓄積されているコンテンツサーバ９０が接続されている。

無線通信装置１０は、コンテンツサーバ９０からコンテンツデータを取得して無線通信装置３０に送信する。また、無線通信装置３０は、プリペイド決済機能が設けられており、有料コンテンツのコンテンツデータの取得に際して生じた料金の決済を行うことができるものとする。

図７は、有料コンテンツの配信動作を行うときの通信動作のシーケンスを示している。送信側の無線通信装置１０のホストＣＰＵ２０は、コンテンツ提供者からコンテンツデータを取得するため認証要求をアクセスポイント（ＡＰ）５０に対して行う（ＳＴ１１）。

アクセスポイント５０は、認証要求をコンテンツサーバ９０に送信する（ＳＴ１２）。なお、アクセスポイント５０は、認証要求を安全に送信するため、情報を暗号化して送受信するプロトコルを用いる。

コンテンツサーバ９０は、供給された認証要求が正規のユーザからの要求であるか否かの判別を行い、正規のユーザに対して承認を行う（ＳＴ１３）。

アクセスポイント５０は、コンテンツサーバ９０によって承認がされたとき、ＡＣＫを無線通信装置１０のホストＣＰＵ２０に供給する（ＳＴ１４）。

ホストＣＰＵ２０は、コンテンツサーバ９０によって承認されたことから、コンテンツサーバ９０に対するメニュー要求をアクセスポイント５０に供給する（ＳＴ１５）。

アクセスポイント５０は、メニュー要求をコンテンツサーバ９０に転送する（ＳＴ１６）。

コンテンツサーバ９０は、要求されたメニュー情報をアクセスポイント５０に出力する（ＳＴ１７）。

アクセスポイント５０は、供給されたメニュー情報をホストＣＰＵ２０に転送する（ＳＴ１８）。

無線通信装置１０のホストＣＰＵ２０は、メニュー表示等を行うための送信情報を生成して低速データ通信部１１に供給する（ＳＴ１９）。なお、送信情報には、コンテンツの選択指示、コンテンツデータの転送速度やデータ量等を示す情報を含めるものとしてもよい。

低速データ通信部１１は、無線通信装置３０の低速データ通信部３１と電磁誘導方式の近距離非接触通信を行い、送信情報を無線通信装置１０から無線通信装置３０に供給する（ＳＴ２０）。また、低速データ通信部１１は、データ送信を行わないときでも、通信終了指示がホストＣＰＵ２０から行われるまで無変調キャリア信号を送信信号としてアンテナ１１１に供給して、電磁誘導方式の近距離非接触通信を行えるようにしておく。なお、斜線で示す期間ＴＤａは、電磁誘導方式の近距離非接触通信が可能な期間を示している。

無線通信装置３０の低速データ通信部３１は、コンテンツの選択が例えばユーザによって行われたとき、この選択されたコンテンツを示すコンテンツ選択情報と、プリペイド決済機能が設けられた無線通信装置３０を識別するための課金認証情報を、電磁誘導方式の近距離非接触通信によって無線通信装置１０に送信する（ＳＴ２１）。なお、無線通信装置３０は、課金認証情報等を安全に送信するため、送信する情報の暗号化を行う。

無線通信装置１０の低速データ通信部１１は、無線通信装置３０から供給されたコンテンツ選択情報と課金認証情報をホストＣＰＵ２０に供給する（ＳＴ２２）。

ホストＣＰＵ２０は、無線通信装置３０から供給されたコンテンツ選択情報と課金認証情報をアクセスポイント５０に送信する（ＳＴ２３）。

アクセスポイント５０は、情報を暗号化して送受信するプロトコルを用いるものとして、無線通信装置１０から供給されたコンテンツ選択情報と課金認証情報を課金サーバ８０に転送する（ＳＴ２４）。

課金サーバ８０は、課金認証情報に基づき、プリペイド決済機能が設けられた無線通信装置３０の認証を行う。また、課金サーバ８０は、無線通信装置３０を承認したとき、コンテンツ選択情報によって示されたコンテンツの提供に必要となる料金を示した課金情報を生成してアクセスポイント５０に供給する（ＳＴ２５）。

アクセスポイント５０は課金情報を無線通信装置１０に供給する（ＳＴ２６）。

無線通信装置１０のホストＣＰＵ２０は、課金情報を低速データ通信部１１に供給して、電磁誘導方式の近距離非接触通信によって無線通信装置３０の低速データ通信部３１に送信する（ＳＴ２７，ＳＴ２８）。

無線通信装置３０は、記憶している残金から課金情報で示された料金を減算して精算を行い、精算が完了したとき、精算完了通知を電磁誘導方式の近距離非接触通信によって低速データ通信部３１から無線通信装置１０の低速データ通信部１１に送信する（ＳＴ２９）。また、無線通信装置３０は、精算が完了したことから、その後、電波方式の近距離非接触通信によって無線通信装置１０からコンテンツデータを無線通信装置３０に高速伝送できるように、高速データ通信部３２から無変調キャリア信号を無線信号として放射する。なお、斜線で示す期間ＴＤｂは、無変調キャリア信号を放射して電波方式の近距離非接触通信が可能とされている期間を示している。

無線通信装置１０の低速データ通信部１１は、無線通信装置３０から供給された精算完了通知をホストＣＰＵ２０に供給する（ＳＴ３０）。

ホストＣＰＵ２０は、無線通信装置３０から供給された精算完了通知をアクセスポイント５０に送信する（ＳＴ３１）。

アクセスポイント５０は、情報を暗号化して送受信するプロトコルを用いるものとして、無線通信装置１０から供給された精算完了通知を課金サーバ８０に転送する（ＳＴ３２）。

課金サーバ８０は、精算完了通知が供給されたとき、コンテンツサーバ９０に対して認証要求を行う（ＳＴ３３）。

コンテンツサーバ９０は、供給された認証要求が正規の課金サーバからの要求であるか否かの判別を行い、正規のサーバに対して承認を行う（ＳＴ３４）。

課金サーバ８０は、コンテンツサーバ９０から承認されたとき、料金の精算が完了している無線通信装置１０に対して、コンテンツ選択情報で示されたコンテンツデータの配信が行われるように、コンテンツ配信要求をコンテンツサーバ９０に供給する（ＳＴ３５）。

コンテンツサーバ９０は、コンテンツ配信要求がなされたコンテンツデータをアクセスポイント５０に送信する（ＳＴ３６）。なお、コンテンツサーバ９０は、コンテンツデータを安全に送信するため、情報を暗号化して送受信するプロトコルを用いる。

アクセスポイント５０は、コンテンツサーバ９０から供給されたコンテンツデータを無線通信装置１０に転送する（ＳＴ３７）。

無線通信装置１０のホストＣＰＵ２０は、供給されたコンテンツデータを高速データ通信部１２に供給する（ＳＴ３８）。

高速データ通信部１２は、電波方式の近距離非接触通信によって無線通信装置３０の低速データ通信部３１にコンテンツデータを送信する（ＳＴ３９）。無線通信装置３０は、低速データ通信部３１で受信したコンテンツデータを不揮発性メモリ部３６に供給して記憶させる。あるいはコンテンツ再生部３７に供給してコンテンツを再生する。

その後、無線通信装置３０は、受信できなかったデータが生じたときに、電磁誘導方式を用いた近距離非接触通信によって、低速データ通信部３１からデータの再送要求を無線通信装置１０の低速データ通信部１１に送信する。また、無線通信装置３０は、コンテンツデータの受信が完了したとき、電磁誘導方式を用いた近距離非接触通信によって、低速データ通信部３１から受信完了通知を無線通信装置１０の低速データ通信部１１に送信する（ＳＴ４０）。なお、無線通信装置３０は、コンテンツデータの受信が完了したときは、低速データ通信部３１からの無変調キャリア信号の放射を停止する。

無線通信装置１０の低速データ通信部１１は、データの再送要求あるいは受信完了通知をホストＣＰＵ２０に供給する（ＳＴ４１）。ホストＣＰＵ２０は、無線通信装置３０から受信完了通知がなされて無線通信装置３０との通信を行う必要が無くなったとき、低速データ通信部１１に対して通信終了指示を行い、低速データ通信部１１におけるアンテナ１１１への無変調キャリア信号の出力を停止させる。このようにキャリア信号の供給が停止されると、無線通信装置３０の電力生成部における電力の生成が停止されて、無線通信装置３０の動作が終了する。また、ホストＣＰＵ２０は、再送要求がなされたとき、この再送要求を、アクセスポイント５０を介してコンテンツサーバ９０に供給して、受信できなかったデータをコンテンツサーバ９０から取得して無線通信装置３０に供給する。

このようにすれば、上述したように高速なデータ通信やデータ通信の最適化等を行えるだけでなく、電磁誘導方式の近距離無線通信によって従来から行われている決済機能を利用して取得した有料コンテンツのコンテンツデータを、送信側の無線通信装置から受信側の無線通信装置に、近距離非接触通信で高速に送信することができるようになる。

なお、本発明は、上述した発明の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。この発明の実施の形態は、例示という形態で本発明を開示したものであり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

この発明の無線通信装置と無線通信システムによれば、電磁誘導方式で通信を行うデータ通信部と、このデータ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて高速に通信を行うデータ通信部を用いて、電磁誘導方式を用いたデータ通信とともに、このデータ通信よりも高速なデータ通信を行えるようになる。したがって、楽曲や動画等のようにデータ量の大きなコンテンツを非接触で伝送する場合に好適である。

送信側の無線通信装置の構成を示す図である。 受信側の無線通信装置の構成を示す図である。 無線通信装置の通信動作を示すシーケンス図である。 通信制御情報を例示した図である。 無線通信装置間における相互通信の様子を示した図である。 有料コンテンツの配信を行う通信システムの構成を示す図である。 有料コンテンツの配信動作を行うときの通信動作を示すシーケンス図である。

符号の説明

１０，３０，４０ａ，４０ｂ・・・無線通信装置、１１，３１・・・低速データ通信部、１２，３２・・・高速データ通信部、１４・・・バス、１５・・・システムコントローラ、１５ａ・・・ＦＩＦＯ／レジスタ部、１６・・・ホストインタフェース(I/F)、２０・・・ホストＣＰＵ、２１・・・ネットワークインタフェース(I/F)、３３・・・電力生成部、３４・・・キャリア検出部、３５・・・制御部、３６・・・不揮発性メモリ部、３７・・・コンテンツ再生部、５０・・・アクセスポイント、６０・・・ネットワーク、７０・・・ルータ、８０・・・課金サーバ、９０・・・コンテンツサーバ、１１１，１２１，３１１，３２１・・・アンテナ、１１２，３１２・・・第１ＲＦフロントエンド部、１１３，３１３・・・第１変復調部、１１４，３１４・・・第１符号復号化部、１２２，３２２・・・第２ＲＦフロントエンド部、１２３，３２３・・・第２変復調部、１２４，３２４・・・第２符号復号化部

Claims (8)

1. 電磁誘導方式で通信を行う第１データ通信部と、
   前記第１データ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて前記第１データ通信部よりも高速な通信を行う第２データ通信部と、
   前記第１データ通信部と前記第２データ通信部の通信動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第１データ通信部からキャリア信号の送信中に前記第２データ通信部を用いて通信を行う無線通信装置。
2. 前記電磁誘導方式と異なる方式として電波方式を用いる
   請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記第２データ通信部は、相手先の無線通信装置から放射された無変調キャリア信号を受信して、送信するデータに基づいて変調された反射波信号を送信するバックスキャッタによる通信を行う
   請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記制御部は、前記第２データ通信部で通信を開始するとき、前記第１データ通信部から送信許可要求を相手先の無線通信装置に送信することで、該相手先の無線通信装置から前記無変調キャリア信号を放射させる
   請求項３記載の無線通信装置。
5. 電磁誘導方式で通信を行う第３データ通信部と、
   前記第３データ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて前記第３データ通信部よりも高速な通信を行う第４データ通信部と、
   前記第３データ通信部と前記第４データ通信部の通信動作を制御する制御部と、
   前記電磁誘導方式で送信されたキャリア信号を受信して、該キャリア信号から電力を生成して電力供給を行う電力生成部とを備え、
   前記制御部は、前記第３データ通信部でキャリア信号の受信中に前記第４データ通信部を用いて通信を行う無線通信装置。
6. 前記電磁誘導方式と異なる方式として電波方式を用いる
   請求項５記載の無線通信装置。
7. 前記制御部は、前記第３データ通信部で送信開始要求を受信したとき、前記第４データ通信部から無変調キャリア信号を放射し、該第４データ通信部は変調された反射波信号を受信して受信データを生成する
   請求項６記載の無線通信装置。
8. 第１の無線通信装置に、
   電磁誘導方式で通信を行う第１データ通信部と、
   前記第１データ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて前記第１データ通信部よりも高速な通信を行う第２データ通信部と、
   前記第１データ通信部と前記第２データ通信部の通信動作を制御する制御部とを設け、
   第２の無線通信装置に、
   電磁誘導方式で通信を行う第３データ通信部と、
   前記第３データ通信部と異なる方式および／または通信周波数帯域を用いて前記第３データ通信部よりも高速な通信を行う第４データ通信部と、
   前記第３データ通信部と前記第４データ通信部の通信動作を制御する制御部と、
   前記第１の無線通信装置の第１データ通信部で送信されたキャリア信号を受信して、該キャリア信号から電力を生成して電力供給を行う電力生成部とを設けるものとし、
   前記第１の無線通信装置の制御部は、前記第１データ通信部からキャリア信号の送信を行い、該キャリア信号の送信中に前記第１および第２の無線通信装置の制御部は、前記第２データ通信部と第４データ通信部を用いて前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置との間で通信を行う無線通信システム。

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