JP3803364B2 - 非接触ｒｆｉｄシステムの通信方法、非接触ｒｆｉｄシステム、送信機及び受信機 - Google Patents
非接触ｒｆｉｄシステムの通信方法、非接触ｒｆｉｄシステム、送信機及び受信機 Download PDFInfo
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Description
本発明は、非接触ＲＦ ＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムに係り、特にデータ転送速度を下げずに容易にデータとクロックを分離できる符号を用いる非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法、非接触ＲＦ ＩＤシステム、送信機及び受信機に関する。
近年、情報セキュリティ、高付加サービス、自動化の強化の観点より、キャッシング、定期券等の磁気カードシステム、及び物流システムに適用されているバーコードシステムを、ＩＣカードあるいはＩＣタグを利用した自動ＩＤ認識システムに置き換える需要が高まっている。これらのシステムのなかには、データのリーダと直接接触することなく、すなわち無線で、データのやり取りと電力の供給を行うものがあり、非接触ＲＦ ＩＤシステムと称されている。
非接触ＲＦ ＩＤシステムは、リーダに密着させて使用する密着型、２０ｃｍくらい離して使用する近接形、約５０ｃｍ以上離して使用する遠隔形に分類される。
密着形は、主にクレジットカード等に適用され、近接形は、定期券、ＩＤカード等に適用される。遠隔形は、物流システムのタグ等に応用される。密着形、近接形は、主に磁界によって情報、電力の供給を受ける。遠隔形は、電波によってそれらの供給を受ける。これらの３種の非接触ＲＦ ＩＤシステムのうち、特に遠隔形は、受信電力が微弱であり、特に、低消費電力動作と高効率電力供給とを開発課題としている。
図１１に、従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムの構成を示す。非接触ＲＦ ＩＤシステムは、リーダ１とトランスポンダ２とから構成されている。トランスポンダ２は、アンテナ２Ａと、ＤＣ電力検出回路２００と、信号検出回路２０１と、入力増幅器２０２と、位相同期ループ及びリファレンス回路を用いたクロック生成回路及び復調器２０３と、制御用論理回路２０４と、メモリ２０５とを有する。
ＤＣ電力検出回路２００は、ダイオードＤ１と、電源用ダイオードＤ２及び電力蓄積用コンデンサＣ１とを有している。信号検出回路２０１は、ダイオードＤ１と、検波用ダイオードＤ３と、負荷キャパシタＣ２と、ＦＥＴスイッチＱ１とを有する。
上記構成において、リーダ１より、クロックとデータの情報を含む振幅変調信号がアンテナ１Ａを介してトランスポンダ２に送信される。トランスポンダ２においてアンテナ２Ａを介して信号が受信されると、電力蓄積用コンデンサＣ１に電荷が蓄積され、コンデンサＣ１の両端電圧を起電力としてトランスポンダ２が動作する。
信号検出回路２０１内の検波用ダイオードＤ３で検波された信号は、クロック生成回路及び復調回路２０３によりデータとクロックに分離され、制御論理回路２０４で処理される。トランスポンダ２がリーダ１に返信する場合は、ＦＥＴスイッチＱ１をオン／オフさせ、負荷キャパシタＣ２を用いてアンテナ２Ａのインピーダンスを変調することで返信する。
従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムでは、例えば下記非特許文献１に述べられているように、トランスポンダとリーダの間でのデータの交信にマンチェスタ符号が適用されている。
アイ、イー、イー、イー、１９９７年度国際固体回路会議、論文番号、エス、エー、１７．５（Ｄ．Ｆｒｉｅｄｍａｎ，ｅｔ．ａｌ，Ａ Ｌｏｗ−Ｐｏｗｅｒ ＣＭＯＳ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔａｇｓ，ＩＥＥＥ，ＩＳＳＣＣ９７ ＳＡ．１７．５，１９９７）
非接触ＲＦ ＩＤシステムは、リーダに密着させて使用する密着型、２０ｃｍくらい離して使用する近接形、約５０ｃｍ以上離して使用する遠隔形に分類される。
密着形は、主にクレジットカード等に適用され、近接形は、定期券、ＩＤカード等に適用される。遠隔形は、物流システムのタグ等に応用される。密着形、近接形は、主に磁界によって情報、電力の供給を受ける。遠隔形は、電波によってそれらの供給を受ける。これらの３種の非接触ＲＦ ＩＤシステムのうち、特に遠隔形は、受信電力が微弱であり、特に、低消費電力動作と高効率電力供給とを開発課題としている。
図１１に、従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムの構成を示す。非接触ＲＦ ＩＤシステムは、リーダ１とトランスポンダ２とから構成されている。トランスポンダ２は、アンテナ２Ａと、ＤＣ電力検出回路２００と、信号検出回路２０１と、入力増幅器２０２と、位相同期ループ及びリファレンス回路を用いたクロック生成回路及び復調器２０３と、制御用論理回路２０４と、メモリ２０５とを有する。
ＤＣ電力検出回路２００は、ダイオードＤ１と、電源用ダイオードＤ２及び電力蓄積用コンデンサＣ１とを有している。信号検出回路２０１は、ダイオードＤ１と、検波用ダイオードＤ３と、負荷キャパシタＣ２と、ＦＥＴスイッチＱ１とを有する。
上記構成において、リーダ１より、クロックとデータの情報を含む振幅変調信号がアンテナ１Ａを介してトランスポンダ２に送信される。トランスポンダ２においてアンテナ２Ａを介して信号が受信されると、電力蓄積用コンデンサＣ１に電荷が蓄積され、コンデンサＣ１の両端電圧を起電力としてトランスポンダ２が動作する。
信号検出回路２０１内の検波用ダイオードＤ３で検波された信号は、クロック生成回路及び復調回路２０３によりデータとクロックに分離され、制御論理回路２０４で処理される。トランスポンダ２がリーダ１に返信する場合は、ＦＥＴスイッチＱ１をオン／オフさせ、負荷キャパシタＣ２を用いてアンテナ２Ａのインピーダンスを変調することで返信する。
従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムでは、例えば下記非特許文献１に述べられているように、トランスポンダとリーダの間でのデータの交信にマンチェスタ符号が適用されている。
アイ、イー、イー、イー、１９９７年度国際固体回路会議、論文番号、エス、エー、１７．５（Ｄ．Ｆｒｉｅｄｍａｎ，ｅｔ．ａｌ，Ａ Ｌｏｗ−Ｐｏｗｅｒ ＣＭＯＳ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔａｇｓ，ＩＥＥＥ，ＩＳＳＣＣ９７ ＳＡ．１７．５，１９９７）
図１２Ａに、マンチェスタ符号による変調波形を示す。マンチェスタ符号は、ハイレベル（高電圧状態）からロウレベル（低電圧状態）への遷移を符号「１」に割り当て、ロウレベル（低電圧状態）からハイレベル（高電圧状態）への遷移を符号「０」に割り当てる。
ここで、ハイレベル、ロウレベルの時間が等しくない場合、つまりデューティが５０％でない場合は、データによりＤＣオフセットが発生し、受信信号レベルが変動した場合における読み取り誤りの大きな原因となる。マンチェスタ符号は、ハイレベルとロウレベルの時間を等しく設定し、５０％デューティの信号を実現し、ＤＣオフセットが発生しない、通信に好適な符号を実現している。
しかし、上記従来例であるマンチェスタ符号を復調するには、ハイレベル、ロウレベルの状態の出現順序によって符号「０」、「１」が決定されるため、ハイレベル、ロウレベル各状態を検出する必要がある。
また、図１２Ｂに示すように、データによって立ち下がり、立ち上がりの状態遷移時刻の間隔が変化するため、クロック信号の生成に位相同期ループと発振器が必要となり、クロックの収束に時間がかかる。位相同期ループの引き込み条件を満足するには、温度、電源電圧、デバイスのプロセス変動等をキャンセルする必要がある。したがって、複雑なリファレンス回路が必要になり、消費電流が増加する。電波状況などの影響で一時的に通信が途絶えた場合には、クロックの収束に時間がかかり、長い引き込み時間を要する問題点がある。
複雑な位相同期ループと発振器を用いることなく符号を再生し、トランスポンダ上の集積回路の基準クロックを生成し、且つ５０％のデューティを満足する符号を用いた、その他の従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムが提案されている（特開平１１−３５５３６５号公報参照）。
図１３Ａに、その他の従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムで通信に用いる波形及び符号を示す。図１３Ｂに示すように、送受信される波形の立ち上がりの間隔は、等間隔である。
送受信される波形は、波形Ａと波形Ｂを合成して得られる。波形Ａは、立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２（Ｔは１周期）、負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ伸ばした波形である。波形Ｂは、立ち上がり時点から正の時間方向に時間ｔ１だけハイレベル状態を保持し、波形の終点に至るまでの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、また立ち上がり時点から負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点に至るまでの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形である。
ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。波形Ａ、Ｂとも、必ず、中心に立ち上がりの状態遷移が存在する。波形Ａ、Ｂ単独のそれぞれに符号「０」、「１」を割り振ると、図１４に示すように、波形Ｂが連続した場合、波形の接続部に立ち上がり状態遷移が発生し、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることが困難になる。波形Ｂが連続した場合、波形の接続部に立ち上がり状態遷移が発生するのは、波形Ｂがハイレベルで始まり、ロウレベルで終わるためである。
その他の従来例では、波形Ａが連続して２回続いた場合に符号「０」を割り当て、波形Ｂの後に波形Ａが続いた場合に符号「１」を割り当てる。この場合、符号「０」にあたる波形Ａの２連続波形は、ロウレベルで始まりハイレベルで終わり、符号「１」に対応する波形Ｂ、Ａの連続波形は、ハイレベルで始まりハイレベルで終了する。「００」、「０１」、「１０」、「１１」の４つの取り得るすべての接続部の組み合わせを、図１５Ａ〜図１５Ｄに示す。
符号「００」、「１０」の場合は、２つの２連続波形の接続部に立ち下がり遷移が発生する。符号「０１」、「１１」の場合は、２つの２連続波形の接続部がハイレベルに保たれる。任意の符号「０」、「１」列に対応する波形を並べても、波形の接続部に立ち上がり遷移が発生することはない。したがって、立ち上がり遷移は、常に、各波形Ａ，Ｂの中点でのみ発生する。立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、データと同期したクロック信号を容易に発生させることができる。
波形Ａ、Ｂの組み合わせは、図１６に示すように、波形Ａ、Ｂを入れ替え、波形Ａの後に波形Ｂが続いた場合に符号「１」を割り当てるなど、多くのバリエーションを持たせることができる。立ち上がりの間隔を一定にする組み合わせは、ロウレベルで始まってハイレベルで終わる波形パターンと、ロウレベルまたはハイレベルで始まって始めと同レベルで終わる波形パターンとの合成により実現される。立ち下がりの間隔を一定にするには、ハイレベルで始まってロウレベルで終わる波形パターンと、ロウレベルまたはハイレベルで始まって始めと同レベルで終わる波形パターンとを組み合わせる。
以上のように、その他の従来例によりデューティ５０％の２種類の波形を組み合わせることで、立ち上がりまたは立ち下がり時間の間隔を等しくしながら、同時に符号「１」、「０」の情報を送ることが可能になる。等間隔に発生する状態遷移をトリガとして利用するならば、位相同期ループを使用せずとも容易にデータと同期したクロックを得ることもできる。
しかしながら、波形Ａ、Ｂ単独に符号「０」、「１」を割り振ると、図１４に示すように波形Ｂが連続した場合、２つの波形Ｂの接続部に立ち上がり状態遷移が発生し、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることが困難であり、符号化による伝送効率が低下する問題が有った。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、符号化による伝送効率の向上を図った非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法、非接触ＲＦ ＩＤシステム、送信機及び受信機の提供を目的とする。
ここで、ハイレベル、ロウレベルの時間が等しくない場合、つまりデューティが５０％でない場合は、データによりＤＣオフセットが発生し、受信信号レベルが変動した場合における読み取り誤りの大きな原因となる。マンチェスタ符号は、ハイレベルとロウレベルの時間を等しく設定し、５０％デューティの信号を実現し、ＤＣオフセットが発生しない、通信に好適な符号を実現している。
しかし、上記従来例であるマンチェスタ符号を復調するには、ハイレベル、ロウレベルの状態の出現順序によって符号「０」、「１」が決定されるため、ハイレベル、ロウレベル各状態を検出する必要がある。
また、図１２Ｂに示すように、データによって立ち下がり、立ち上がりの状態遷移時刻の間隔が変化するため、クロック信号の生成に位相同期ループと発振器が必要となり、クロックの収束に時間がかかる。位相同期ループの引き込み条件を満足するには、温度、電源電圧、デバイスのプロセス変動等をキャンセルする必要がある。したがって、複雑なリファレンス回路が必要になり、消費電流が増加する。電波状況などの影響で一時的に通信が途絶えた場合には、クロックの収束に時間がかかり、長い引き込み時間を要する問題点がある。
複雑な位相同期ループと発振器を用いることなく符号を再生し、トランスポンダ上の集積回路の基準クロックを生成し、且つ５０％のデューティを満足する符号を用いた、その他の従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムが提案されている（特開平１１−３５５３６５号公報参照）。
図１３Ａに、その他の従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムで通信に用いる波形及び符号を示す。図１３Ｂに示すように、送受信される波形の立ち上がりの間隔は、等間隔である。
送受信される波形は、波形Ａと波形Ｂを合成して得られる。波形Ａは、立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２（Ｔは１周期）、負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ伸ばした波形である。波形Ｂは、立ち上がり時点から正の時間方向に時間ｔ１だけハイレベル状態を保持し、波形の終点に至るまでの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、また立ち上がり時点から負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点に至るまでの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形である。
ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。波形Ａ、Ｂとも、必ず、中心に立ち上がりの状態遷移が存在する。波形Ａ、Ｂ単独のそれぞれに符号「０」、「１」を割り振ると、図１４に示すように、波形Ｂが連続した場合、波形の接続部に立ち上がり状態遷移が発生し、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることが困難になる。波形Ｂが連続した場合、波形の接続部に立ち上がり状態遷移が発生するのは、波形Ｂがハイレベルで始まり、ロウレベルで終わるためである。
その他の従来例では、波形Ａが連続して２回続いた場合に符号「０」を割り当て、波形Ｂの後に波形Ａが続いた場合に符号「１」を割り当てる。この場合、符号「０」にあたる波形Ａの２連続波形は、ロウレベルで始まりハイレベルで終わり、符号「１」に対応する波形Ｂ、Ａの連続波形は、ハイレベルで始まりハイレベルで終了する。「００」、「０１」、「１０」、「１１」の４つの取り得るすべての接続部の組み合わせを、図１５Ａ〜図１５Ｄに示す。
符号「００」、「１０」の場合は、２つの２連続波形の接続部に立ち下がり遷移が発生する。符号「０１」、「１１」の場合は、２つの２連続波形の接続部がハイレベルに保たれる。任意の符号「０」、「１」列に対応する波形を並べても、波形の接続部に立ち上がり遷移が発生することはない。したがって、立ち上がり遷移は、常に、各波形Ａ，Ｂの中点でのみ発生する。立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、データと同期したクロック信号を容易に発生させることができる。
波形Ａ、Ｂの組み合わせは、図１６に示すように、波形Ａ、Ｂを入れ替え、波形Ａの後に波形Ｂが続いた場合に符号「１」を割り当てるなど、多くのバリエーションを持たせることができる。立ち上がりの間隔を一定にする組み合わせは、ロウレベルで始まってハイレベルで終わる波形パターンと、ロウレベルまたはハイレベルで始まって始めと同レベルで終わる波形パターンとの合成により実現される。立ち下がりの間隔を一定にするには、ハイレベルで始まってロウレベルで終わる波形パターンと、ロウレベルまたはハイレベルで始まって始めと同レベルで終わる波形パターンとを組み合わせる。
以上のように、その他の従来例によりデューティ５０％の２種類の波形を組み合わせることで、立ち上がりまたは立ち下がり時間の間隔を等しくしながら、同時に符号「１」、「０」の情報を送ることが可能になる。等間隔に発生する状態遷移をトリガとして利用するならば、位相同期ループを使用せずとも容易にデータと同期したクロックを得ることもできる。
しかしながら、波形Ａ、Ｂ単独に符号「０」、「１」を割り振ると、図１４に示すように波形Ｂが連続した場合、２つの波形Ｂの接続部に立ち上がり状態遷移が発生し、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることが困難であり、符号化による伝送効率が低下する問題が有った。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、符号化による伝送効率の向上を図った非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法、非接触ＲＦ ＩＤシステム、送信機及び受信機の提供を目的とする。
本発明の非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法は、第１の波形と第２の波形と第３の波形を用いる非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法であって、前記第１の波形、第２の波形及び第３の波形を用いて通信する際に出力される波形の立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングのいずれか一方が周期的になる。
前記第１の波形及び第２の波形が、立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、前記第３の波形が、前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成され、前記第３の波形が、前記一方の状態遷移を前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生するようにしても良い。前記第１の波形と第２の波形を用いて通信し、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生する場合、前記第１の波形及び第２の波形の代わりに、前記第３の波形を用いて通信してもよい。
前記第３の波形は、前記第１の波形または第２の波形のいずれかが連続する場合に波形の接続部にも概略波形の中央部と同じ立ち上がり、または立ち下がりの状態遷移が生じ、なおかつ前記状態遷移が生じる波形の接続部を含む第１の波形または第２の波形の組み合わせがｍ個の波形からなる場合に、前記ｍ個の波形の代わりに使用される波形（ここで、ｍは２以上の自然数である。）としてもよい。
前記状態遷移が立ち上がりの場合、前記第１の波形が、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、前記中点より正の時間方向にＴ／２だけハイレベル状態を保持した波形であり、前記第２の波形が、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ１だけ保持し、前記波形の終点までの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、前記波形の中点より負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形であり（ここでｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。）、前記第３の波形が、ｍ＝２ｎの場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、ｎ番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ）であり（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔ（ｎ，ｋ≧２の場合）とする。）、ｍ＝２ｎ＋１の場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ＋１）（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔとする。）としてもよい。
一方、前記状態遷移が立ち下がりの場合には、前記第１の波形が、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、前記中点より正の時間方向にＴ／２だけハイレベル状態を保持した波形を反転させた波形であり、前記第２の波形が、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ１だけ保持し、前記波形の終点までの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、前記波形の中点より負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形を反転させた波形であり（ここでｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。）、前記第３の波形が、ｍ＝２ｎの場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、ｎ番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ）を反転させた波形であり（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔ（ｎ，ｋ≧２の場合）とする。）、ｍ＝２ｎ＋１の場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ＋１）を反転させた波形（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔとする。）としてもよい。
前記第１の波形、第２の波形に対して符号「１」または符号「０」を割り当て、前記第１の波形、または第２の波形の組み合わせの代わりに使用される第３の波形に対して、前記組み合わせに対応する符号「１」または符号「０」の組み合わせを割り当てて通信してもよい。
変調信号の立ち上がりのタイミングに同期して内部クロックの状態遷移が生じるように内部クロックを生成するクロック生成手段と、前記クロック生成手段により生成されたクロックの状態遷移に同期して動作する論理回路とを備えてもよい。
本発明の送信機は、第１の波形と第２の波形と第３の波形を形成し、前記第１の波形と第２の波形と第３の波形を送信する送信機であって、前記第１の波形と第２の波形が立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、前記第３の波形が前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成され、前記第３の波形が、前記一方の状態遷移が前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、前記第１の波形と第２の波形を用いて送信する場合でかつ、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生した場合に、前記第３の波形を代わりに用いて送信する。
本発明の受信機は、第１の波形と第２の波形と第３の波形を受信する受信機であって、前記第１の波形と第２の波形が立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、前記第３の波形が前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成され、前記第３の波形が、前記一方の状態遷移が前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、前記第３の波形を受信した場合に、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生した前記第１の波形または第２の波形の組み合わせを受信したものと認識する。
本発明によれば、第１の波形と第２の波形は、立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、第３の波形は、前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成され、前記第３の波形は、前記一方の状態遷移が前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、前記第１の波形と第２の波形を用いて通信をする場合に、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生する場合、例えば、第２の波形が連続した場合に発生する場合に、波形の接続部に立ち上がり（あるいは立ち下がり）状態遷移が発生しない第３の波形を連続した第２の波形の代わりに送信側で割り当てて送信し、受信側では、第３の波形を受信した場合に連続した第２の波形を受信したものと認識して復調することで解決でき、実質的に第１の波形、第２の波形を単独に符号「０」、「１」に割り振ることができるため、立ち上がり（あるいは立ち下がり）タイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり（あるいは立ち下がり）遷移を検出する回路を用いることで容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
前記第１の波形及び第２の波形が、立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、前記第３の波形が、前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成され、前記第３の波形が、前記一方の状態遷移を前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生するようにしても良い。前記第１の波形と第２の波形を用いて通信し、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生する場合、前記第１の波形及び第２の波形の代わりに、前記第３の波形を用いて通信してもよい。
前記第３の波形は、前記第１の波形または第２の波形のいずれかが連続する場合に波形の接続部にも概略波形の中央部と同じ立ち上がり、または立ち下がりの状態遷移が生じ、なおかつ前記状態遷移が生じる波形の接続部を含む第１の波形または第２の波形の組み合わせがｍ個の波形からなる場合に、前記ｍ個の波形の代わりに使用される波形（ここで、ｍは２以上の自然数である。）としてもよい。
前記状態遷移が立ち上がりの場合、前記第１の波形が、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、前記中点より正の時間方向にＴ／２だけハイレベル状態を保持した波形であり、前記第２の波形が、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ１だけ保持し、前記波形の終点までの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、前記波形の中点より負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形であり（ここでｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。）、前記第３の波形が、ｍ＝２ｎの場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、ｎ番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ）であり（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔ（ｎ，ｋ≧２の場合）とする。）、ｍ＝２ｎ＋１の場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ＋１）（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔとする。）としてもよい。
一方、前記状態遷移が立ち下がりの場合には、前記第１の波形が、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、前記中点より正の時間方向にＴ／２だけハイレベル状態を保持した波形を反転させた波形であり、前記第２の波形が、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ１だけ保持し、前記波形の終点までの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、前記波形の中点より負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形を反転させた波形であり（ここでｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。）、前記第３の波形が、ｍ＝２ｎの場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、ｎ番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ）を反転させた波形であり（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔ（ｎ，ｋ≧２の場合）とする。）、ｍ＝２ｎ＋１の場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ＋１）を反転させた波形（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔとする。）としてもよい。
前記第１の波形、第２の波形に対して符号「１」または符号「０」を割り当て、前記第１の波形、または第２の波形の組み合わせの代わりに使用される第３の波形に対して、前記組み合わせに対応する符号「１」または符号「０」の組み合わせを割り当てて通信してもよい。
変調信号の立ち上がりのタイミングに同期して内部クロックの状態遷移が生じるように内部クロックを生成するクロック生成手段と、前記クロック生成手段により生成されたクロックの状態遷移に同期して動作する論理回路とを備えてもよい。
本発明の送信機は、第１の波形と第２の波形と第３の波形を形成し、前記第１の波形と第２の波形と第３の波形を送信する送信機であって、前記第１の波形と第２の波形が立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、前記第３の波形が前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成され、前記第３の波形が、前記一方の状態遷移が前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、前記第１の波形と第２の波形を用いて送信する場合でかつ、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生した場合に、前記第３の波形を代わりに用いて送信する。
本発明の受信機は、第１の波形と第２の波形と第３の波形を受信する受信機であって、前記第１の波形と第２の波形が立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、前記第３の波形が前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成され、前記第３の波形が、前記一方の状態遷移が前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、前記第３の波形を受信した場合に、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生した前記第１の波形または第２の波形の組み合わせを受信したものと認識する。
本発明によれば、第１の波形と第２の波形は、立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、第３の波形は、前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成され、前記第３の波形は、前記一方の状態遷移が前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、前記第１の波形と第２の波形を用いて通信をする場合に、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生する場合、例えば、第２の波形が連続した場合に発生する場合に、波形の接続部に立ち上がり（あるいは立ち下がり）状態遷移が発生しない第３の波形を連続した第２の波形の代わりに送信側で割り当てて送信し、受信側では、第３の波形を受信した場合に連続した第２の波形を受信したものと認識して復調することで解決でき、実質的に第１の波形、第２の波形を単独に符号「０」、「１」に割り振ることができるため、立ち上がり（あるいは立ち下がり）タイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり（あるいは立ち下がり）遷移を検出する回路を用いることで容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムの構成を示すブロック図である。
図２Ａ及び２Ｂは、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる各種波形及び各波形に符号を割り当てて通信する際の符号列の一例を示す図である。
図３は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（３）の一例を示す図である。
図４は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（４）の一例を示す図である。
図５は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（５）の一例を示す図である。
図６は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（６）の一例を示す図である。
図７は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（２ｎ＋１）の一例を示す図（ｎは自然数）である。
図８は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（２ｎ）の一例を示す図（ｎは自然数）である。
図９Ａ及び９Ｂは、その他の従来例を用いた場合と本実施形態を用いた場合の符号の比較例を示す図である。
図１０は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで使用される符号の組み合わせ例を示す図である。
図１１は、従来例の非接触ＲＦ ＩＤシステムの構成を示すブロック図である。
図１２Ａ及び１２Ｂは、従来例の非接触ＲＦ ＩＤシステムで使用されるマンチェスタ符号波形を示す図である。
図１３Ａ及び１３Ｂは、その他の従来例の非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形及び符号を示す図である。
図１４は、その他の従来例で波形Ｂが連続した場合の問題点を示す説明図である。
図１５Ａ〜１５Ｄは、その他の従来例で使用される符号の接続部の状態を示す説明図である。
図１６は、その他の従来例の符号リストを示す図である。
図２Ａ及び２Ｂは、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる各種波形及び各波形に符号を割り当てて通信する際の符号列の一例を示す図である。
図３は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（３）の一例を示す図である。
図４は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（４）の一例を示す図である。
図５は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（５）の一例を示す図である。
図６は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（６）の一例を示す図である。
図７は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（２ｎ＋１）の一例を示す図（ｎは自然数）である。
図８は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形Ｃ（２ｎ）の一例を示す図（ｎは自然数）である。
図９Ａ及び９Ｂは、その他の従来例を用いた場合と本実施形態を用いた場合の符号の比較例を示す図である。
図１０は、本発明の実施形態に係る非接触ＲＦ ＩＤシステムで使用される符号の組み合わせ例を示す図である。
図１１は、従来例の非接触ＲＦ ＩＤシステムの構成を示すブロック図である。
図１２Ａ及び１２Ｂは、従来例の非接触ＲＦ ＩＤシステムで使用されるマンチェスタ符号波形を示す図である。
図１３Ａ及び１３Ｂは、その他の従来例の非接触ＲＦ ＩＤシステムで用いる波形及び符号を示す図である。
図１４は、その他の従来例で波形Ｂが連続した場合の問題点を示す説明図である。
図１５Ａ〜１５Ｄは、その他の従来例で使用される符号の接続部の状態を示す説明図である。
図１６は、その他の従来例の符号リストを示す図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の非接触ＲＦ ＩＤシステムの構成を、図１に示す。同図にしめすように、本実施形態の非接触ＲＦ ＩＤシステムは、データを読み取るリーダ１と、リーダ１から送信されたデータ及びクロックを含む信号を受信するトランスポンダ２とから構成されている。トランスポンダ２は、アンテナ２Ａと、ＤＣ電力検出回路２００と、信号検出回路２０１と、入力増幅器２０２と、位相同期ループ及びリファレンス回路が不要なクロック生成回路及び復調器３００と、制御用論理回路２０４と、メモリ２０５とを有している。
ＤＣ電力検出回路２００は、ダイオードＤ１と、電源用ダイオードＤ２及び電力蓄積用コンデンサＣ１とを有している。信号検出回路２０１は、ダイオードＤ１と、検波用ダイオードＤ３と、負荷キャパシタＣ２と、ＦＥＴスイッチＱ１とを有している。
上記構成によれば、リーダ１より、クロックとデータの情報を含む振幅変調信号がアンテナ１Ａを介してトランスポンダ２に送信される。トランスポンダ２は、アンテナ２Ａを介して信号を受信すると、電力蓄積用コンデンサＣ１に電荷が蓄積され、コンデンサＣ１の両端電圧を起電力としてトランスポンダ２が動作する。
信号検出回路２０１内の検波用ダイオードＤ３にて検波された信号は、クロック生成回路及び復調回路３００によりデータとクロックに分離され、制御論理回路２０４にて処理される。トランスポンダ２がリーダ１に返信する場合は、ＦＥＴ スイッチＱ１をオン／オフさせ、負荷キャパシタＣ２を用いてアンテナ２Ａのインピーダンスを変調することで行う。
本実施形態の非接触ＲＦ ＩＤシステムが、図１１に示した従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムと構成上、異なる点は、主に、位相同期ループ及びリファレンス回路を用いたクロック生成回路及び復調回路２０３の代わりに、位相同期ループ及びリファレンス回路が不要なクロック生成回路及び復調回路３００を使用する点であり、他の構成は同様である。
本実施形態の非接触ＲＦ ＩＤシステムに使用される波形及びこれらの波形に符号を割り当てて通信する符号列（データ）の波形を、図２Ａ及び２Ｂに示す。本実施形態では、送受信される波形の立ち上がり間隔を等間隔にしている。送受信される波形は、図２Ａに示す波形Ａ及び波形Ｂを合成して得られる。
ここで、波形Ａは、各立ち上がり時点より、それぞれ正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２（Ｔは１周期時間）、負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ伸ばした波形である。
波形Ｂは、立ち上がり時点から正の時間方向に時間ｔ１だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、かつ、立ち上がり時点から負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形である。
ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。波形Ａ、Ｂとも、必ず中心に立ち上がりの状態遷移が存在する。なお、波形Ａ、Ｂ単独に符号「０」、「１」を割り振ると、図１４に示したように波形Ｂが連続した場合、波形の接続部に立ち上がり状態遷移が発生し、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることが困難になる。
本実施形態では、波形Ｂが連続した場合、波形の接続部に立ち上がり状態遷移が発生しない新たな波形Ｃを連続した波形Ｂの代わりに送信側で割り当てて送信し、受信側では、波形Ｃを受信した場合に連続した波形Ｂを受信したものと認識して復調する。図２Ｂに示す符号列の例では、波形Ａを符号「０」に割り当て、波形Ｂを符号「１」に割り当てる。
波形Ｃ（２）は、２連続した波形Ｂの代わりに使用される波形であり、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、かつ最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２とする。２連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（２）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生させることができる。
同様に、３連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（３）の一例を、図３に示す。この波形Ｃ（３）は、３連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、二つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ５だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ５だけハイレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ５＋ｔ６＝Ｔとする。３連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（３）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるため、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。したがって、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生させることができる。
同様に、４連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（４）の一例を、図４に示す。波形Ｃ（４）は、４連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、二つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ５だけ保持し、正の時間方向に時間Ｔ／２だけハイレベル状態を保持し、三つ目の波形の立ち上がりタイミング時間より負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ５だけハイレベル状態を保持し、かつ、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ５＋ｔ６＝Ｔとする。４連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（４）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
同様に、５連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（５）の一例を、図５に示す。波形Ｃ（５）は、５連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、二つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ５だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ８だけハイレベル状態を保持し、三つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ７だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ７だけハイレベル状態を保持し、四つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ８だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ５だけハイレベル状態を保持し、かつ最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ５＋ｔ６＝Ｔ、ｔ７＋ｔ８＝Ｔとする。５連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（５）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
同様に、６連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（６）の一例を、図６に示す。波形Ｃ（６）は、６連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、二つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ５だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ８だけハイレベル状態を保持し、三つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ７だけ保持し、正の時間方向に時間Ｔ／２だけハイレベル状態を保持し、四つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ７だけハイレベル状態を保持し、五つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ８だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ５だけハイレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ５＋ｔ６＝Ｔ、ｔ７＋ｔ８＝Ｔとする。
６連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（６）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生させることができる。
さらに拡張して、（２ｎ＋１）個、連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（２ｎ＋１）の一例を、図７に示す（ｎは自然数）。
波形Ｃ（２ｎ＋１）は、（２ｎ＋１）個、連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、かつ、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｎ≧ｋ≧１、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔとする（但し、ｋは自然数）。（２ｎ＋１）個、連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（２ｎ＋１）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。したがって、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
次に、（２ｎ）個、連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（２ｎ）の一例を、図８に示す（ｎは自然数）。
波形Ｃ（２ｎ）は、（２ｎ）個、連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、ｎ番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｎ≧ｋ≧１、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔ（ｎ，ｋ≧２の場合）とする（但し、ｋは自然数）。（２ｎ）個、連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（２ｎ）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
次に、その他の従来例の通信方法を使用する非接触ＲＦ ＩＤシステムにより通信した場合と本実施形態の非接触ＲＦ ＩＤシステムを用いて通信した場合の符号長の比較例を、図９Ａ及び９Ｂに示す。本実施形態を用いることにより、その他の従来例の通信方法を用いた場合よりも符号長を半分に低減することができ、符号化による伝送効率の向上が図れる。
波形Ａ、Ｂの組み合わせは、図１０に示すように、波形Ａ、Ｂを入れ替えたものなど多くのバリエーションを持たせることができる。本実施形態によれば、立ち上がりまたは立ち下がり時点（タイミング）の間隔を等しくしながら、同時に符号「１」、「０」の情報を送ることが可能になる。等間隔に発生する状態遷移をトリガとして利用するならば、位相同期ループを使用せずとも容易にデータと同期したクロックを得ることができる。
本実施形態では、波形Ａ、Ｂ、Ｃの各波形として、左右完全対称の波形を用いたが、実際の回路を構成する場合、変復調に用いる各種回路の遅延特性や時定数等の影響から、必ずしも、完全に左右対称の波形を扱う必要はない。立ち上がりあるいは立ち下がりのタイミングが概略一定でデューティが概略５０％を保つ波形を扱えばよい。この場合、振幅変動に対する誤判定を最小にとどめることが可能である。
以上述べた実施形態は、本発明を例示的に示すものであって、限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。例えば、変調方式として振幅変調のみではなく、周波数変調や位相変調等を用いても構わない。また、振幅変調、周波数変調および位相変調等を組み合わせた変調方式を採用しても構わない。さらに、信号系列を暗号化することで、盗聴・なりすましに対する安全性を向上したり、誤り検出または誤り訂正を目的とした符号化を行ってもよい。
ＤＣ電力検出回路２００は、ダイオードＤ１と、電源用ダイオードＤ２及び電力蓄積用コンデンサＣ１とを有している。信号検出回路２０１は、ダイオードＤ１と、検波用ダイオードＤ３と、負荷キャパシタＣ２と、ＦＥＴスイッチＱ１とを有している。
上記構成によれば、リーダ１より、クロックとデータの情報を含む振幅変調信号がアンテナ１Ａを介してトランスポンダ２に送信される。トランスポンダ２は、アンテナ２Ａを介して信号を受信すると、電力蓄積用コンデンサＣ１に電荷が蓄積され、コンデンサＣ１の両端電圧を起電力としてトランスポンダ２が動作する。
信号検出回路２０１内の検波用ダイオードＤ３にて検波された信号は、クロック生成回路及び復調回路３００によりデータとクロックに分離され、制御論理回路２０４にて処理される。トランスポンダ２がリーダ１に返信する場合は、ＦＥＴ スイッチＱ１をオン／オフさせ、負荷キャパシタＣ２を用いてアンテナ２Ａのインピーダンスを変調することで行う。
本実施形態の非接触ＲＦ ＩＤシステムが、図１１に示した従来の非接触ＲＦ ＩＤシステムと構成上、異なる点は、主に、位相同期ループ及びリファレンス回路を用いたクロック生成回路及び復調回路２０３の代わりに、位相同期ループ及びリファレンス回路が不要なクロック生成回路及び復調回路３００を使用する点であり、他の構成は同様である。
本実施形態の非接触ＲＦ ＩＤシステムに使用される波形及びこれらの波形に符号を割り当てて通信する符号列（データ）の波形を、図２Ａ及び２Ｂに示す。本実施形態では、送受信される波形の立ち上がり間隔を等間隔にしている。送受信される波形は、図２Ａに示す波形Ａ及び波形Ｂを合成して得られる。
ここで、波形Ａは、各立ち上がり時点より、それぞれ正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２（Ｔは１周期時間）、負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ伸ばした波形である。
波形Ｂは、立ち上がり時点から正の時間方向に時間ｔ１だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、かつ、立ち上がり時点から負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形である。
ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。波形Ａ、Ｂとも、必ず中心に立ち上がりの状態遷移が存在する。なお、波形Ａ、Ｂ単独に符号「０」、「１」を割り振ると、図１４に示したように波形Ｂが連続した場合、波形の接続部に立ち上がり状態遷移が発生し、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることが困難になる。
本実施形態では、波形Ｂが連続した場合、波形の接続部に立ち上がり状態遷移が発生しない新たな波形Ｃを連続した波形Ｂの代わりに送信側で割り当てて送信し、受信側では、波形Ｃを受信した場合に連続した波形Ｂを受信したものと認識して復調する。図２Ｂに示す符号列の例では、波形Ａを符号「０」に割り当て、波形Ｂを符号「１」に割り当てる。
波形Ｃ（２）は、２連続した波形Ｂの代わりに使用される波形であり、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、かつ最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２とする。２連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（２）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生させることができる。
同様に、３連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（３）の一例を、図３に示す。この波形Ｃ（３）は、３連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、二つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ５だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ５だけハイレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ５＋ｔ６＝Ｔとする。３連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（３）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるため、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。したがって、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生させることができる。
同様に、４連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（４）の一例を、図４に示す。波形Ｃ（４）は、４連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、二つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ５だけ保持し、正の時間方向に時間Ｔ／２だけハイレベル状態を保持し、三つ目の波形の立ち上がりタイミング時間より負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ５だけハイレベル状態を保持し、かつ、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ５＋ｔ６＝Ｔとする。４連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（４）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
同様に、５連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（５）の一例を、図５に示す。波形Ｃ（５）は、５連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、二つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ５だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ８だけハイレベル状態を保持し、三つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ７だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ７だけハイレベル状態を保持し、四つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ８だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ５だけハイレベル状態を保持し、かつ最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ５＋ｔ６＝Ｔ、ｔ７＋ｔ８＝Ｔとする。５連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（５）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
同様に、６連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（６）の一例を、図６に示す。波形Ｃ（６）は、６連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、二つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ５だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ８だけハイレベル状態を保持し、三つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ７だけ保持し、正の時間方向に時間Ｔ／２だけハイレベル状態を保持し、四つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をＴ／２だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ７だけハイレベル状態を保持し、五つ目の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ８だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ５だけハイレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ５＋ｔ６＝Ｔ、ｔ７＋ｔ８＝Ｔとする。
６連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（６）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生させることができる。
さらに拡張して、（２ｎ＋１）個、連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（２ｎ＋１）の一例を、図７に示す（ｎは自然数）。
波形Ｃ（２ｎ＋１）は、（２ｎ＋１）個、連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、かつ、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｎ≧ｋ≧１、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔとする（但し、ｋは自然数）。（２ｎ＋１）個、連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（２ｎ＋１）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。したがって、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
次に、（２ｎ）個、連続した波形Ｂの代わりに割り当てる波形Ｃ（２ｎ）の一例を、図８に示す（ｎは自然数）。
波形Ｃ（２ｎ）は、（２ｎ）個、連続した波形Ｂの代わりに、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、ｎ番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形である。
ｎ≧ｋ≧１、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔ（ｎ，ｋ≧２の場合）とする（但し、ｋは自然数）。（２ｎ）個、連続した波形Ｂの代わりに波形Ｃ（２ｎ）を送信側で割り当てることで、波形の接続部に立ち上がり遷移が生じなくなるので、立ち上がりタイミングを一つのデータに対応させることができる。そのため、立ち上がり遷移を検出する回路を用いることで、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。
次に、その他の従来例の通信方法を使用する非接触ＲＦ ＩＤシステムにより通信した場合と本実施形態の非接触ＲＦ ＩＤシステムを用いて通信した場合の符号長の比較例を、図９Ａ及び９Ｂに示す。本実施形態を用いることにより、その他の従来例の通信方法を用いた場合よりも符号長を半分に低減することができ、符号化による伝送効率の向上が図れる。
波形Ａ、Ｂの組み合わせは、図１０に示すように、波形Ａ、Ｂを入れ替えたものなど多くのバリエーションを持たせることができる。本実施形態によれば、立ち上がりまたは立ち下がり時点（タイミング）の間隔を等しくしながら、同時に符号「１」、「０」の情報を送ることが可能になる。等間隔に発生する状態遷移をトリガとして利用するならば、位相同期ループを使用せずとも容易にデータと同期したクロックを得ることができる。
本実施形態では、波形Ａ、Ｂ、Ｃの各波形として、左右完全対称の波形を用いたが、実際の回路を構成する場合、変復調に用いる各種回路の遅延特性や時定数等の影響から、必ずしも、完全に左右対称の波形を扱う必要はない。立ち上がりあるいは立ち下がりのタイミングが概略一定でデューティが概略５０％を保つ波形を扱えばよい。この場合、振幅変動に対する誤判定を最小にとどめることが可能である。
以上述べた実施形態は、本発明を例示的に示すものであって、限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。例えば、変調方式として振幅変調のみではなく、周波数変調や位相変調等を用いても構わない。また、振幅変調、周波数変調および位相変調等を組み合わせた変調方式を採用しても構わない。さらに、信号系列を暗号化することで、盗聴・なりすましに対する安全性を向上したり、誤り検出または誤り訂正を目的とした符号化を行ってもよい。
本発明では、第１の波形と第２の波形が、立ち上がり又は立ち下がりのうち、いずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、第３の波形が、前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成され、前記第３の波形が、前記一方の状態遷移を前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、前記第１の波形と第２の波形を用いて通信をする場合、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生する場合（例えば、第２の波形が連続した場合に発生する場合）に、波形の接続部に立ち上がり（あるいは立ち下がり）状態遷移が発生しない第３の波形を連続した第２の波形の代わりに送信側で割り当てて送信し、受信側では、第３の波形を受信した場合に連続した第２の波形を受信したものと認識して復調するようにする。
したがって、実質的に第１の波形、第２の波形を単独に符号「０」、「１」に割り振ることができるため、立ち上がり（あるいは立ち下がり）タイミングを一つのデータに対応させることができ、従来例の通信方法を用いた場合よりも符号長を半分に低減することができ、符号化による伝送効率の向上が図れる。
立ち上がり遷移あるいは立ち下がり遷移を検出する回路を用いる場合には、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。したがって、等間隔に発生する状態遷移をトリガとして利用するならば位相同期ループを使用せずとも容易にデータと同期したクロックを得ることができる。
本発明によれば、複雑な位相同期ループとリファレンス回路を用いることなく、符号化による伝送効率の向上を図った、非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法、非接触ＲＦ ＩＤシステム、送信機及び受信機を実現することができる。
したがって、実質的に第１の波形、第２の波形を単独に符号「０」、「１」に割り振ることができるため、立ち上がり（あるいは立ち下がり）タイミングを一つのデータに対応させることができ、従来例の通信方法を用いた場合よりも符号長を半分に低減することができ、符号化による伝送効率の向上が図れる。
立ち上がり遷移あるいは立ち下がり遷移を検出する回路を用いる場合には、容易にデータと同期したクロック信号を発生することができる。したがって、等間隔に発生する状態遷移をトリガとして利用するならば位相同期ループを使用せずとも容易にデータと同期したクロックを得ることができる。
本発明によれば、複雑な位相同期ループとリファレンス回路を用いることなく、符号化による伝送効率の向上を図った、非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法、非接触ＲＦ ＩＤシステム、送信機及び受信機を実現することができる。
Claims (9)
- 第１の波形と第２の波形と第３の波形を用いる非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法であって、
前記第１の波形、第２の波形及び第３の波形を用いて通信する際に出力される波形の立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングのいずれか一方が周期的になる非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法。 - 請求項１に記載の非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法であって、
前記第１の波形と第２の波形は、立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、
前記第３の波形は、前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成されるとともに、前記一方の状態遷移が前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、
前記第１の波形と第２の波形を用いて通信をする際に、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生する場合、前記第１の波形と第２の波形の代わりに、前記第３の波形を用いて通信する。 - 請求項２に記載の非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法であって、
前記第３の波形は、前記第１の波形または第２の波形のいずれかが連続し、波形の接続部に概略波形の中央部と同じ立ち上がり、または立ち下がりの状態遷移が生じ、なおかつ前記状態遷移が生じる波形の接続部を含む第１の波形または第２の波形の組み合わせがｍ個の波形からなる場合に、前記ｍ個の波形の代わりに使用される波形である（ｍは２以上の自然数である。）。 - 請求項３に記載の非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法であって、
前記状態遷移が立ち上がりの場合、前記第１の波形は、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、前記中点より正の時間方向にＴ／２だけハイレベル状態を保持した波形であり、
前記第２の波形は、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ１だけ保持し、前記波形の終点までの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、前記波形の中点より負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形であり（ここでｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。）、
前記第３の波形は、ｍ＝２ｎの場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、ｎ番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ）であり（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔ（ｎ，ｋ≧２の場合）とする。）、
ｍ＝２ｎ＋１の場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ＋１）である（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔとする。）。 - 請求項３に記載の非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法であって、
前記状態遷移が立ち下がりの場合、前記第１の波形は、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、前記中点より正の時間方向にＴ／２だけハイレベル状態を保持した波形を反転させた波形であり、
前記第２の波形は、前記波形の中点である最初の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ１だけ保持し、前記波形の終点までの時間ｔ２をロウレベル状態に保持し、前記波形の中点より負の時間方向にｔ１だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ２をハイレベル状態に保持した波形を反転させた波形であり（ここでｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ１＋ｔ２＝Ｔ／２とする。）、
前記第３の波形は、ｍ＝２ｎの場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、ｎ番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をＴ／２だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にＴ／２だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ）を反転させた波形であり（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔ（ｎ，ｋ≧２の場合）とする。）、
ｍ＝２ｎ＋１の場合、最初の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ６だけ保持し、負の時間方向にｔ３だけロウレベル状態を保持し、波形の始点までの時間ｔ４をハイレベル状態に保持し、（ｎ＋１−ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−１）＋５｝だけロウレベル状態を保持し、（ｎ＋１＋ｋ）番目の波形の立ち上がり時点より正の時間方向にハイレベル状態をｔ｛２（ｎ−ｋ）＋３｝だけ保持し、負の時間方向にｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝だけロウレベル状態を保持し、最後の波形の立ち上がり時点より負の時間方向にロウレベル状態をｔ６だけ保持し、正の時間方向に時間ｔ３だけハイレベル状態を保持し、波形の終点までの時間ｔ４をロウレベル状態に保持した波形Ｃ（２ｎ＋１）を反転させた波形である（ここでｎ，ｋは自然数、ｎ≧ｋ≧１、ｔは時間、Ｔは第１、第２の波形の１周期、ｔ３＋ｔ４＝Ｔ／２、ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋５｝＋ｔ｛２（ｎ−ｋ）＋６｝＝Ｔとする。）。 - 請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の非接触ＲＦ ＩＤシステムの通信方法であって、
前記第１の波形、第２の波形に対して符号「１」または符号「０」を割り当て、前記第１の波形、または第２の波形の組み合わせの代わりに使用される第３の波形に対して、前記組み合わせに対応する符号「１」または符号「０」の組み合わせを割り当てて通信を行う。 - 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の通信方法を用いる非接触ＲＦ ＩＤシステムであって、
変調信号の立ち上がりのタイミングに同期して内部クロックの状態遷移が生じるように内部クロックを生成するクロック生成手段と、
前記クロック生成手段により生成されたクロックの状態遷移に同期して動作する論理回路と、
を有する。 - 第１の波形と第２の波形と第３の波形を形成して送信する送信機であって、
前記第１の波形及び第２の波形が、立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、
前記第３の波形が、前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成されるとともに、前記一方の状態遷移が前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、
前記第１の波形と第２の波形を用いて送信する場合でかつ、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生した場合に、前記第１の波形及び第２の波形の代わりに前記第３の波形を用いて送信する。 - 第１の波形と第２の波形と第３の波形を受信する受信機であって、
前記第１の波形及び第２の波形が、立ち上がり又は立ち下がりのうちいずれか一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ基本波形で形成され、
前記第３の波形が、前記一方の状態遷移を概略波形の中央部に持つ複数の基本波形で形成されるとともに、前記一方の状態遷移が前記複数の基本波形の概略波形の中央部のみで発生し、
前記第３の波形を受信した場合に、前記一方の状態遷移が前記基本波形の概略波形の中央部以外で発生した前記第１の波形または前記第２の波形の組み合わせを受信したものと認識する。
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