JP2022522325A - 電子通信要素と共に使用される通信装置、電子通信要素、及びその使用 - Google Patents

Abstract

中央ユニット（３）と、通信要素（２０）と、を有する通信システム（１）について記述されている。中央ユニット（３）は、少なくとも１つのアンテナ（４）と、ＲＦ信号を送信するように構成されたトランスミッタ（６）と、後方散乱したＲＦ信号を受け取るように構成されたレシーバ（８）と、を有する。通信要素（２０）は、ＲＦアンテナ（２２）と、ＲＦ信号を後方散乱するように構成された変調器（２３）と、を有する。通信要素（２０）は、後方散乱したＲＦ信号をスペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号に変調するための手段と、パワーを供給するための手段と、を有する。

Description

本発明は、後方散乱技術に基づいた、例えば、ラベル又はタグなどの、電子通信要素を含む通信システムに関する。更に詳しくは、本発明は、自宅環境におけるコンシューマブルの識別、認識、及び登録において使用される、コンシューマブルに装着された高周波識別（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術に基づいた、例えば、ラベル又はタグなどの、システム及び通信要素に関する。

クラウドに対する安価で廃棄可能な装置の接続が、大きな関心を集めている。最終的に、望ましい患者の結果を改善するべく、例えば、薬剤のパッケージ、或いは、オートインジェクタなどの薬剤供給装置を接続することにより、自宅内環境における患者の順守状況が遠隔監視され、且つ、処置が施されている。これらの用途の多くを可能にするには、通信解決策は、患者の側において更なるアクションが再実行されることを必要とすることなしに、シームレスに稼働する必要がある。

ＲＦＩＤタグ技術は、このようなシステムを可能にするための魅力的な技術であり、その理由は、タグハードウェアが、単純であり、且つ、その結果、安価であり、且つ、パッケージ又はラベルに容易に統合されるからである。その他の双方向無線通信システムとの比較における、この単純さは、タグへのパワー供給と、この入射信号の後方散乱変調によるタグによるそのデータの送信と、の両方を実行するべく、「リーダー」から送信された入射ＲＦ信号を使用することにより、可能になっている。この結果、従来の双方向無線システムとの比較において、フル無線トランスミッタ及び電源をタグ内において含む、というニーズが除去されている。

又、装置監視を特に可能にするべく、センサ及びインターフェイスがＲＦＩＤタグに追加されている用途も、進化を始めている。但し、その適用は、ＲＦＩＤリーダーとタグの間の短いレンジに起因し、制限されている。これは、ユーザーが、リーダーに近接することにより、装置を読み取るための特定のアクションを実行することを必要としており、且つ、従って、システムは、シームレスではなく、従って、上述のニーズの１つしか充足していない。

広く使用されている方式の例は、通常、リーダーの１つの方向において１０ｍ未満のレンジを有する、ＵＨＦ帯域において動作するＥＰＣ－Ｇｅｎ２タグと、アンテナのサイズに応じて、１ｍ未満のレンジを有する近距離結合を使用して動作するＨＦ－ＲＦＩＤ又はＮＦＣ装置と、を含む。

従来のＵＨＦ－ＲＦＩＤシステムは、周知であり、且つ、通常、
ａ）少なくとも１つのＲＦアンテナ、ＲＦ信号を送信するように構成されたトランスミッタ、後方散乱したＲＦ信号を受け取るように構成されたリーダー、並びに、動作を制御すると共にプロトコルを管理するための処理システムを含むリーダーと、
ｂ）ＲＦアンテナ、入射ＲＦからタグにパワー供給するためのエネルギー採取回路、リーダーによって送信されたＲＦ信号上においてデータをデコーディングするためのリーダー、中央ユニットから受け取られたＲＦ信号を後方散乱するように、且つ、これにより、データを送信するように、構成された変調器、プロトコルを処理するための処理ロジックを含むタグ（又は、通信要素）と、
を有する。

但し、従来のＵＨＦ－ＲＦＩＤタグのレンジは、その通信システムのいくつかの特徴によって制限されている。これらは、
ｉ．ハブ／リーダーからの送信パワーが、法律により、最大値に制限されており、且つ、大部分のリーダーは、この最大パワーを使用している。従って、送信されるパワーを更に増大させることにより、通信レンジを増大させることができず、
ｉｉ．ハブ／リーダーによって送信されたＲＦからの通信要素（タグ又はラベル）のパワー供給は、通信要素が動作するべく、最小量のエネルギーが通信要素内に存在している必要があることを意味している。ハブ／リーダー信号から受け取られうるパワーの量は、ハブ／リーダーからの距離に伴って減少している。従って、最大動作可能レンジが存在しており、且つ、
ｉｉｉ．ハブ／リーダーにおける感度が、通信要素（タグ又はラベル）からの後方散乱した信号を正確に受け取るべく、十分である、
を含む。ここでの特定の課題は、ハブ／リーダーが受け取る必要がある後方散乱した信号は、通信要素（タグ又はラベル）に送信される外向きの信号よりも格段に弱い一方で、外向きの信号と後方散乱した信号は、いずれも、同一の周波数を有する、という点にある。この結果、トランスミッタは、レシーバを「無力化（ｄｅａｆｅｎｓ）」する。

従って、従来のＲＦＩＤタグは、特定の用途において良好に機能しており、且つ、コンシューマブルにおいて内蔵されるべく経済的であるが、このような従来のＲＦＩＤタグシステムの動作レンジは、非モバイル型のリーダーによって自宅全体をカバーするには、あまりに限定的である。これに加えて、それぞれのこのようなタグのＲＦＩＤ情報は、静的であり、且つ、時間に伴って変化することが不可能であり、且つ、従って、対応する製品の任意の（例えば、動作状態などの）パラメータを従来の受動型のＲＦＩＤタグ内において動的に包含することができない。

以上のすべてに鑑み、その関連する製品に関する、動作状態などの、変化する情報を動的に規定することが可能であるのみならず、自宅環境内においてコンシューマブルの追跡と共に使用されるべくこのような通信システムを経済的な状態に維持しつつ、重要なことには、従来のＲＦＩＤタグ及びリーダーシステムの動作レンジを延長させうる、且つ、同時に、例えば、ユーザーが、コンシューマブルを通信システムと接続するために、且つ、これが通信システムと通信するようにするために、シームレスな経験を通じて、使用を単純化しうる、後方散乱技術に基づいた、改善された通信システム及び通信要素に対するニーズが存在している。

本明細書において記述されているのは、自宅環境におけるコンシューマブルの識別、認識、及び登録において通信システムを使用する従来のＲＦＩＤ技術及び方法の上述の欠点に対する解決策を提供するべく、動作レンジを増大させるための特徴を有する、後方散乱に基づいた通信システムである。本明細書において記述されているこのような通信システムは、中央ユニット（トランスミッタ／リーダー）と、１つ又は複数の通信要素と、を有する。

一態様において、本発明は、従来のＵＨＦ－ＲＦＩＤと同様に、後方散乱通信の使用を通じて単純であるが、単一のリーダー（以下においては、「ハブ」又は「中央ユニット」と呼称されている）が、通常のサイズの自宅内においてコンシューマブルと関連する通信要素と通信しうるように、増大されたレンジを有するシステムについて記述している。これに加えて、本発明は、相対的にシームレスなユーザー経験をも可能にしている。

一実施形態において、例えば、変更されたＵＨＦ－ＲＦＩＤ通信システムなどの、変更されたＲＦＩＤ通信システムについて記述されており、この場合に、
－通信要素は、ハブから送信されたＲＦ信号とは実質的に独立的であるエネルギーソースからパワー供給されており、
－通信要素からの信号に対するハブ又は中央ユニットの感度は、
〇送信及び受信経路の間のクロストークを極小化するための、ハブ又は中央ユニットにおけるデュアルアンテナ、
〇送信及び受信経路の間のクロストークを能動的にキャンセルするための、ハブ又は中央ユニット内の搬送波自己キャンセル技法、
〇振幅変調との比較において、後方散乱した信号内の最大パワーを可能にするための、通信要素における二位相偏移変調、
〇通信要素におけるダイレクトシーケンススペクトル拡散変調、並びに、ハブ又は中央ユニットにおける対応する逆拡散であり、これは、通信要素からの後方散乱した信号の帯域幅を増大させ、これにより、後方散乱した信号をハブ又は中央ユニットによって送信された搬送波からスペクトル的に分離し、これにより、後方拡散した信号がハブ又は中央ユニットによって相対的に容易に分離及びデコーディングされることを可能にしている。
〇ハブ又は中央ユニットからの送信搬送波の帯域幅を極小化し、これにより、後方散乱した信号の拡散の利益が極大化されることを可能にするための、ハブの中央ユニットにおける低位相ノイズ信号ソースの使用、
〇結果的に、レシーバの感度と、従って、レンジを増大させる、非常に低い帯域幅通信データレートの使用、
を含む２つ以上の特徴の組合せを通じて増大されている。

本発明の目的は、請求項による（本明細書において記述及び特許請求されている通信要素及びハブ又は中央ユニットを含む）通信システムによって実現されている。

パッケージ上のセンサに対するシームレスな接続性の解決策のための通信システムを更に可能にするべく、更なる実施形態における通信システムは、以下の更なる特徴を含む。
－ハブ又は中央ユニットが任意の位置から自宅全体をカバーすることを可能にするための、ハブ又は中央ユニットにおける等方性アンテナ、
－インテリジェントな用途を可能にするための通信要素上のオンボード処理及びメモリ、
－通信要素に動作自在に接続された、例えば、湿度センサ、温度センサ、完全性センサ、及び光強度センサなどの、センサの追加、
－例えば、ボタン、ＬＥＤ、及び／又はディスプレイから構成された、ユーザーインターフェイスの追加

更には、コンシューマブルにおける費用の低減及び小さなフォームファクタを可能にするべく、通信要素内のコンポーネントのいくつか又はすべては、例えば、ラベルの形態を有する、通信要素を生成するために、印刷された電子回路技術を使用して製造することができる。

更には、本開示の一態様に従って、本明細書において開示されているのは、ａ）少なくとも１つのＲＦアンテナ、ＲＦ信号を送信するように構成されたトランスミッタ、及び後方散乱した信号を受け取るように構成されたレシーバを有する中央ユニットと、ｂ）ＲＦアンテナ及び中央ユニットから受け取られたＲＦ信号を後方散乱するように構成された変調器を有する通信要素と、を有する通信システムである。通信要素は、スペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号を取得するべく、後方散乱したＲＦ信号を変調するための変調器を有し、且つ、変調器に対してパワーを供給するための手段を含む。

有利な一実施形態において、通信要素にパワーを供給する手段は、通信要素にハブ又は中央ユニットから送信されるＲＳ信号のエネルギーとは独立している。

一実施形態においては、トランスミッタは、低位相ノイズ信号を更に有する。

一実施形態において、中央ユニットは、中央ユニットにおける少なくとも２つのＲＦアンテナの存在、アナログ搬送波キャンセル、デジタル搬送波キャンセル、及び広域通過フィルタの使用から選択された搬送波キャンセル自己干渉軽減用の手段を更に有する。

一実施形態において、スペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号は、ダイレクトシーケンススペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号である。

一実施形態において、中央ユニットは、スペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号を逆拡散する手段を有する。

一実施形態において、逆拡散手段は、非常に低いデータ帯域幅レートを使用している。

一実施形態において、ＲＦアンテナは、等方性アンテナである。

一実施形態において、中央ユニットと通信要素の間の最大動作可能レンジは、少なくとも最大で５０ｍ、有利には、少なくとも最大で６５ｍ、更に有利には、少なくとも最大で１００である。

一実施形態において、通信要素は、例えば、水晶発振器などの高精度周波数基準を含んではいない。

一実施形態において、通信要素は、処理ユニットを更に有する。

一実施形態において、通信要素は、メモリ手段を更に有する。

一実施形態において、通信要素は、例えば、通信要素上のメモリチップ又は統合されたメモリなどの、印刷されたメモリ及びシリコン半導体に基づいたメモリから選択されたメモリ手段を有する。

一実施形態において、通信要素は、印刷された電子回路を有する。

一実施形態において、通信要素内においてパワーを供給している手段は、単一の電池又はエネルギー採取手段を有する。

一実施形態において、単一の電池は、印刷された電池である。

一実施形態において、通信要素は、ＲＦ信号の二位相偏移変調又は二振幅偏移変調用の手段を有する。

有利な一実施形態において、通信要素は、それ自体と中央ユニットの間の双方向通信のために構成されている。

一実施形態において、通信要素は、通信要素に動作自在に接続された、湿度センサ、温度センサ、完全性センサ、及び光強度センサから構成された群から選択された１つ又は複数のセンサを更に有しており、任意選択により、このようなセンサは、通信要素に統合されている。

一実施形態において、通信システムは、ユーザーインターフェイスを更に有し、これは、任意選択により、通信要素と接続又は統合されている。

一実施形態において、ユーザーインターフェイスは、ボタン、ＬＥＤ、及びディスプレイから選択されている。

本発明の目的は、請求項による通信要素によって実現されている。

本発明の別の態様に従って、本明細書において開示されているのは、ＲＦアンテナ、ＲＦ信号を後方散乱させるように構成されたレシーバ、パワーを供給する手段、並びに、スペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号を取得するべく、後方散乱したＲＦ信号を変調するように構成された変調器を有する通信要素である。

一実施形態において、通信要素は、メモリ手段を更に有する。

一実施形態において、メモリ手段は、例えば、通信要素上のメモリチップ又は統合されたメモリなどの、印刷されたメモリ及びシリコン半導体に基づいたメモリから選択されている。

一実施形態において、通信要素は、処理ユニットを更に有する。

一実施形態において、通信要素は、印刷された電子回路を有する。

一実施形態において、パワーを供給する手段は、（単一の）電池又はエネルギー採取手段である。

一実施形態において、（単一の）電池は、印刷された電池である。

一実施形態において、変調器は、スペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号を取得するべく、ＲＦ信号を変調するように構成されており、且つ、ダイレクトシーケンススペクトル拡散変調器である、

一実施形態において、メモリ手段は、通信インターフェイスを通じて通信要素上においてデータを保存及び／又は読み取り／書き込みするための手段を有する。

一実施形態において、通信要素は、通信要素に通信自在に接続された、湿度センサ、温度センサ、完全性センサ、及び光強度センサから構成された群から選択された１つ又は複数のセンサを更に有する。

一実施形態において、通信要素は、タイマメカニズムを更に有する。

一実施形態において、通信要素は、ユーザーインターフェイスを更に有する。

一実施形態において、ユーザーインターフェイスは、ボタン、ＬＥＤ、及びディスプレイから選択されている。

一実施形態において、通信要素は、コンシューマブル又は薬品のパッケージの一体的部分である。本明細書において記述されている「一体的（ｉｎｔｅｇｒａｌ）」という用語は、通信要素が、パッケージに装着されうる別個の通信要素であるのとは対照的に、完全に又は部分的に、パッケージの一部分であることを意味している。例えば、このような通信要素が、パッケージの一体的部分である場合には、このような通信要素は、このようなパッケージ又はコンシューマブル内において完全に又は部分的に内蔵されており、或いは、この代わりに、パッケージ上に直接的に印刷されている。

一実施形態においては、中央ユニット又はハブは、その他の装置又はクラウドサービスに接続するための手段を有しており、このような手段は、このような接続を確立しうる任意のゲートウェイであってよい。

又、本発明の別の態様に従って、本明細書において開示されているのは、上述の通信システムを使用することにより、情報を中央ユニットとコンシューマブル又は薬品容器の間において送信する方法である。

有利な一実施形態において、このような方法は、自宅環境において、例えば、医薬品容器などの、コンシューマブルの識別、認識、及び登録において使用されている。

一実施形態において、医薬品容器は、バイアル、ブリスターパック、シリンジ、カートリッジ、及び薬剤供給装置から選択されている。

以下の添付図面と共に本発明の実施形態に関する以下の説明を参照することにより、本発明の上述の及びその他の利点及び目的について、更に明らかとなり、且つ、本発明自体について、更に十分に理解することができよう。

本発明の一実施形態による通信システムの概略図を示す。 図１の通信システムの中央ユニットの概略図を示す。 図１の通信システムの通信要素の概略図を示す。

以下、適宜、添付図面を参照し、本発明概念の実施形態について説明する。これらの実施形態は、教示例として提示されており、且つ、本発明概念の範囲を限定するものと解釈してはならない。

本発明の一実施形態による通信システムは、具体的には、最適な治療的利益のために患者を支援するべく、自宅環境における患者の薬剤の使用を監視するべく適合されている。

具体的には、図１に示されているように、通信システム１は、好ましくは、患者用のクラウドに基づいたサービスの一部分である。クラウドサービスは、例えば、通信システム１によって送信された情報に基づいて医療的なフィードバックを提供しうる医療従事者であってよい。この観点において、通信システム１は、クラウドサービス２と通信するように、且つ、１つ又は複数の通信要素２０と通信するように、構成されている。通信要素２０は、薬剤容器又は薬剤供給装置に動作自在に接続された、且つ、任意選択により、１つ又は複数のセンサと接続された、電子ラベル、タグ、又はモジュールの形態を有しうる。このような動作自在に接続された通信要素は、薬剤容器又は薬剤供給装置に装着することが可能であり、或いは、その一体的部分を形成することが可能であり、且つ、このような薬剤容器又は薬剤供給装置に対して任意の変更を登録するこができる。このような変更は、薬剤容器又は薬剤供給装置の使用法と関連している。

一実施形態において、通信要素２０は、薬剤容器の一体的部分であってもよく、且つ、例えば、液体薬剤を収容するバイアル又はカートリッジに、或いは、ブリスターパックに、接着することができる。薬剤容器には、１つ又は複数の患者に利用可能である薬剤の関数として通信要素２０内において含まれている情報を動的に変更するべく、通信要素２０に動作自在に接続された、或いは、その内部に直接的に統合された、センサを提供することができる。一実施形態において、通信要素２０は、薬剤供給装置の動作状態に基づいて通信要素２０内において情報を動的に保存するべく、薬剤供給装置に接着することができる。

その他のセンサは、通信要素２０内に動作自在に又は直接的に統合することができる。例えば、これらのセンサの１つ又は複数は、例えば、薬剤が、薬剤の可能な変化を回避するべく、適切に保存されていたかどうかに関する情報を医療従事者に提供するべく、湿度センサ、温度センサ、雰囲気圧力センサ、及び光強度センサから構成された群から選択することができる。

患者に利用可能である薬剤に、或いは、通信要素内に収容されている薬剤供給装置の動作状態に、関係する情報は、後方散乱通信に基づいた技術を通じて医療従事者に動的に送信されている。

この観点において、通信システム１は、例えば、患者の場所内において設置される、ハブ又は中央ユニットの形態の、中央ユニット３を有する。図２の図示の実施形態によれば、中央ユニット３は、少なくとも１つのアンテナ４、アンテナ４を通じて通信要素２０（図１）にＲＦ信号を送信するように構成されたトランスミッタ６、及び通信要素２０から後方散乱したＲＦ信号を受け取るように構成されたレシーバ８を有する。中央ユニット３における送信及び受信された信号の間の干渉を軽減するべく、中央ユニットにおける少なくとも２つのＲＦアンテナの存在、アナログ搬送波キャンセル、デジタル搬送波キャンセル、及び高域通過フィルタの使用から選択された自己干渉軽減のための手段が更に含まれている。又、中央ユニット３は、特に、受け取った信号の復調、処理、及びプロトコル処理のための処理ユニット１０と、クラウドサービス２との通信のためのゲートウェイ１２と、を有する。通信要素から受け取られた信号が、ダイレクトシーケンススペクトル拡散変調器によって変調されている場合には、復調は、逆拡散器であってよい。

通信システム１は、通信要素２０からハブ３への（「アップリンク」）通信のために、後方散乱技術に依存しており、これは、通信要素２０用のハードウェアの相対的に単純な組と、限られたパワーのみの引き出しと、を必要としている。これは、通信要素内にＲＦトランスミッタが存在してはいない、という事実によって可能になっており、その理由は、信号が、入射パワーの反射のみを使用することにより、中央ユニット３に返送されているからである。これは、最小費用において製造されうる通信要素を提供する、且つ、例えば、少なくとも最大で５０ｍ、有利には、少なくとも最大で６５ｍ、場合によっては、更に有利には、最大で少なくとも１００ｍ、などの、家全体をカバーするのに十分大きいレンジを有する通信システムを提供する、という利点を有する。

図３に示されているように、通信要素２０は、ＲＦアンテナ２２、任意選択により、中央ユニットによって送信されたデータを受け取るためのレシーバ２３（「ダウンリンク」）、入射ＲＦ信号を変調するための、且つ、中央ユニット３によって送信されたＲＦ信号上への後方散乱を使用してデータを変調するための、変調器、並びに、中央ユニットから受け取られたデータの解釈及び中央ユニット３に戻るように変調するための信号の生成のための処理ユニット２４を有する。処理ユニット２４は、一実施形態において、後方散乱したＲＦ信号として中央ユニット３に返送されるデータを変調するためのダイレクトシーケンススペクトル拡散変調器を有することができる。又、通信要素２０は、通信及び処理システムにパワー供給するべく使用される電源２８を有することもできる。又、通信要素は、上述の異なるセンサによるセンサデータ計測値を保存するように、且つ、センサ及びインジケータ用の接続を提供するように、構成されたメモリ２６を有することもできる。メモリ２６は、例えば、通信要素上のメモリチップ又は統合されたメモリなどの、印刷されたメモリ及び／又はシリコン半導体に基づいたメモリの形態を有しうる。

一実施形態において、通信要素２０は、中央ユニット３によって送信された入射ＲＦ信号からパワー供給することが可能であり、これにより、低エネルギー消費量の通信要素が得られる。更に具体的には、後方散乱通信要素は、中央ユニット３によって放出された入射ＲＦエネルギーを採取及び保存することにより、動作してもよく、このエネルギーは、通信要素２０にパワー供給するために、ＤＣ電圧を生成するべく整流されている。通信要素２０のレシーバ２３によって受け取られたＲＦ信号は、通信要素２０のメモリ２６内において保存されているセンサデータと一緒にＩＤコードを中央ユニット３に送信するために、通信要素２０内の内部ロジックを駆動する内部クロック信号を生成するべく、処理されている。

中央ユニット３と通信要素２０の間の通信システム１は、通信要素２０のパワー供給のみならず、通信要素内の内部クロック信号の生成をシミュレートするべく、中央ユニット３からの送信の開始時点において連続波（ＣＷ）バーストを使用する無線インターフェイスプロトコルを通じて実現することができる。ＣＷバーストは、中央ユニット３によって搬送波上においてＡＭ（振幅変調）として送信されるコマンドコードによって後続されている。通信要素２０は、帰還信号を生成するべく、中央ユニット３からの入射ＣＷ信号にＡＳＫ（振幅偏移変調）又はＰＳＫ（位相偏移変調）を適用することにより、アンテナを負荷変調することにより、コマンド及び応答を処理している。有利な一実施形態において、通信要素２０は、ＲＦ信号の位相変調のために、二振幅位相偏移変調位相変調器又は二位相偏移変調位相変調器を更に有することができる。

一実施形態において、電源２８は、例えば、印刷された電池などの、電池の形態を有する。ＲＦＩＤ（例えば、ＵＨＦ－ＲＦＩＤ）技術を使用する、このようなパワー供給される通信要素は、（従来のＵＨＦ－ＲＦＩＤタグにおけるような）入射ＲＦをＤＣに変換するための機能を除去しており、且つ、デジタル機能と、適宜、センサシステムを起動するべく、電源を使用している。これは、システムのレンジが、もはや、通信要素にエネルギー供給するべく十分なパワーを送信するというニーズによって制限されてはいない、という利点を有する。或いは、この代わりに、電源は、中央ユニット３（ハブ）以外の、或いは、中央ユニット３（ハブ）に加えた、ソースからのＲＦスカベンジャとしての、例えば、ソーラーエネルギーからの、熱からの、或いは、モーションからの、エネルギースカベンジャであってよい。これに加えて、電源は、必要に応じてエネルギーの小さな量を節約するべく、パワーストレージ要素と組み合わせられた、このようなエネルギースカベンジャを有することもできる。

通信システム１の中央ユニット３の処理ユニット１０は、通信要素２０から受け取られたスペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号を逆拡散するための低データ帯域幅を有する復調器を有する。又、中央ユニット３は、低位相ノイズ信号ソース１４と、それぞれ、中央ユニット３のトランスミッタ６及びレシーバ８に結合された２つのアンテナ（図示されていない）、即ち、第１及び第２アンテナ、を有しうる自己干渉キャンセル装置と、を有する。デュアルアンテナは、中央ユニット３によって送信された信号と通信要素２０によって放出された後方散乱したＲＦ信号の間の相対的に大きな隔離を提供している。有利には、アナログ搬送波キャンセル、デジタル搬送波キャンセル、又は高域通過フィルタの使用などの、１つ又は複数のその他の自己干渉キャンセル手段を実装することができる。

以上、本発明は、好適な設計及び特徴を有するものとして図示及び記述されているが、本発明は、本開示の精神及び範囲内において変更することができる。従って、本出願は、その一般的な原理を使用する本発明の任意の変形、使用、又は適合をカバーするべく意図されている。更には、本出願は、本発明が属する技術分野における既知の又は慣習的な慣行に含まれる、本開示からの逸脱をもカバーするべく意図されている。

Claims (49)

1. 通信システムであって、
   ａ．少なくとも１つのＲＦアンテナ、ＲＦ信号を送信するように構成されたトランスミッタ、及び後方散乱したＲＦ信号を受け取るように構成されたレシーバを有する中央ユニットと、
   ｂ．ＲＦアンテナを有する、且つ、前記中央ユニットから放出された前記ＲＦ信号の後方散乱により、データを前記中央ユニットに送信するように構成された、通信要素と、
   を有し、
   前記通信要素は、前記後方散乱したＲＦ信号をスペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号に変調するための変調器を有し、且つ、前記中央ユニットは、前記スペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号を逆拡散するための手段を有し、且つ、前記通信要素は、パワーを供給するための手段を有する、システム。
2. 前記中央ユニットの前記トランスミッタは、低位相ノイズ信号ソースを有する請求項１に記載の通信システム。
3. 前記中央ユニットは、２アンテナ構成、高域通過フィルタ、並びに、アナログ及びデジタルから選択された搬送波キャンセル自己干渉軽減の１つ又は複数を更に有する請求項１又は２のいずれか１項に記載の通信システム。
4. 前記スペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号は、ダイレクトシーケンススペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信システム。
5. 前記通信システムは、低データ帯域幅を使用している請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信システム。
6. 前記中央ユニットの前記ＲＦアンテナは、等方性アンテナである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信システム。
7. 前記通信要素上のＲＦアンテナは、非等方性である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信システム。
8. 前記中央ユニットと前記通信要素の間の動作レンジは、少なくとも５０ｍ、任意選択により、少なくとも６５ｍ、又は、任意選択により、少なくとも１００ｍである、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信システム。
9. 前記通信要素は、例えば、水晶発振器などの更なる高精度発振器の使用を伴うことなしに、従来の集積回路の一部分として実装された発振器を有する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の通信システム。
10. 前記通信要素は、処理ユニットを更に有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の通信システム。
11. 前記通信要素は、メモリ手段を更に有する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の通信システム。
12. 前記メモリ手段は、例えば、前記通信要素上のメモリチップ又は統合されたメモリなどの、印刷されたメモリ及びシリコン半導体に基づいたメモリから選択されている請求項１１に記載の通信システム。
13. 前記通信要素又はその一部分は、印刷技術を使用して製造されており、例えば、前記通信要素は、印刷された電子回路を有する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の通信システム。
14. 前記通信要素内においてパワーを供給する前記手段は、電池、スーパーキャパシタ、及びエネルギー採取手段の１つ又は複数を有する請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の通信システム。
15. 前記パワーを供給する手段は、例えば、印刷された電池などの、印刷された手段である請求項１４に記載の通信システム。
16. 前記通信要素は、前記反射された後方散乱ＲＦ信号に対する二位相偏移変調又は二振幅偏移変調を使用した変調により、前記後方散乱ＲＦ信号を変調するように構成された変調器を更に有する請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の通信システム。
17. 前記通信要素は、レシーバを更に有し、且つ、前記中央ユニットからの前記送信信号は、データを更に含み、このデータは、前記通信要素内の前記レシーバによって受け取られている請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の通信システム。
18. 前記通信要素に動作自在に接続された１つ又は複数のセンサを更に有する請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の通信システム。
19. 前記１つ又は複数のセンサは、湿度センサ、温度センサ、完全性センサ、及び光強度センサから構成された群から選択されている請求項１８に記載の通信システム。
20. ユーザーインターフェイスを更に有する請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の通信システム。
21. 前記ユーザーインターフェイスは、ボタン、タッチセンサ、ＬＥＤ、及びディスプレイから選択されている請求項２０に記載の通信システム。
22. 通信要素であって、
    ａ．ＲＦアンテナと、
    ｂ．前記アンテナに入射するＲＦ信号の後方散乱により、データを中央ユニットに送信するように構成された手段と、
    ｃ．パワーを供給するための手段と、
    ｄ．スペクトル拡散後方散乱ＲＦ信号を取得するべく、前記後方散乱したＲＦ信号を変調するための変調器と、
    を有する要素。
23. メモリ手段を更に有する請求項２２に記載の通信要素。
24. 前記メモリ手段は、例えば、前記通信要素上のメモリチップ又は統合されたメモリなどの、印刷されたメモリ及びシリコン半導体に基づいたメモリから選択されている請求項２３に記載の通信要素。
25. 処理ユニットを更に有する請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の通信要素。
26. 印刷された電子回路を有する請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の通信要素。
27. 前記通信要素内においてパワーを供給するための前記手段は、電池、スーパーキャパシタ、及びエネルギー収穫手段の１つ又は複数を有する請求項２２乃至２６のいずれか１項に記載の通信要素。
28. 前記パワーを供給する手段は、例えば、印刷された電池などの、印刷された手段である請求項２７に記載の通信要素。
29. 前記変調器は、ダイレクトシーケンススペクトル拡散変調により、前記後方散乱ＲＦ信号を変調するように構成されている請求項２２乃至２８のいずれか１項に記載の通信要素。
30. 前記メモリ手段は、通信インターフェイスを通じて前記通信ラベル上においてデータを保存及び読み取り／書き込みするための手段を有する請求項２２乃至２９のいずれか１項に記載の通信要素。
31. 前記通信要素に動作自在に接続された１つ又は複数のセンサを更に有する請求項２２乃至３０のいずれか１項に記載の通信要素。
32. 前記１つ又は複数のセンサは、湿度センサ、温度センサ、完全性センサ、及び光強度センサから構成された群から選択されている請求項３１に記載の通信要素。
33. タイマメカニズムを更に有する請求項２２乃至３２のいずれか１項に記載の通信要素。
34. ユーザーインターフェイスを更に有する請求項２２乃至３３のいずれか１項に記載の通信要素。
35. 前記ユーザーインターフェイスは、ボタン、タッチセンサ、ＬＥＤ、及びディスプレイから選択されている請求項３４に記載の通信要素。
36. 前記通信要素は、コンシューマブル又は薬品のパッケージの一体的部分である請求項２２乃至３５のいずれか１項に記載の通信要素。
37. 中央ユニットであって、
    ａ．少なくとも１つのＲＦアンテナと、
    ｂ．ＲＦ信号を送信するように構成されたトランスミッタと、
    ｃ．後方散乱したＲＦ信号を受け取るように構成されたレシーバと、
    ｄ．スペクトル拡散変調後方散乱ＲＦ信号を逆拡散するための手段と、
    を有するユニット。
38. 前記逆拡散する手段は、ダイレクトシーケンススペクトル拡散変調後方散乱ＲＦ信号を逆拡散するように構成されている請求項３７に記載の中央ユニット。
39. 二位相偏移変調又は二振幅偏移変調によって変調された後方散乱ＲＦ信号を復調するための手段を更に有する請求項３７又は３８に記載の中央ユニット。
40. 前記中央ユニットの前記トランスミッタは、低位相ノイズ信号ソースを有する請求項３７乃至３９のいずれか１項に記載の中央ユニット。
41. ２アンテナ構成、高域通過フィルタ、及びアナログ及びデジタルから選択された搬送波キャンセル自己干渉軽減の１つ又は複数を更に有する請求項３７乃至４０のいずれか１項に記載の中央ユニット。
42. 前記通信要素は、処理ユニットを更に有する請求項３７乃至４１のいずれか１項に記載の中央ユニット。
43. 前記送信されたＲＦ信号を変調するように構成された変調器を更に有する請求項３７乃至４２のいずれか１項に記載の中央ユニット。
44. 前記変調器は、二振幅偏移変調により、前記送信されたＲＦ信号を変調するように構成されている請求項４３に記載の中央ユニット。
45. ユーザーインターフェイスを更に有する請求項３７乃至４４のいずれか１項に記載の中央ユニット。
46. 前記ユーザーインターフェイスは、ボタン、タッチセンサ、ＬＥＤ、及びディスプレイから選択されている請求項４５に記載の中央ユニット。
47. その他のローカル装置及び／又はクラウドサービスに動作自在に接続するための手段を更に有する請求項３７乃至４６のいずれか１項に記載の中央ユニット。
48. 請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の通信システムを使用する、中央ユニットとコンシューマブル又は薬品容器の間において情報を送信する方法。
49. 前記医薬品容器は、バイアル、ブリスターパック、シリンジ、カートリッジ、及び薬剤供給装置から選択されている請求項４８に記載の方法。

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