JP3858521B2 - 移動体識別装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が、非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に、非接触で質問器と交信する移動体識別技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体識別装置では、質問器の交信領域に存在する複数の応答器を識別する複数枚同時読み取り技術が不可欠である。これは例えば、スーパーマーケットのレジに質問器を配置した料金集計システムにおいて特に有効である。店内のすべての商品には商品ＩＤと価格が記録された非接触タグが貼付されており、商品を買物カゴに入れてレジの質問器にカゴごと近づけると、瞬時に支払い金額を集計してくれる。
【０００３】
移動体識別装置のアクセス方式は、複数枚同時読み取りに大きな影響を与えるものであり、アロハ方式、タイムスロット方式、ＦＤＭＡ方式、ＣＤＭＡ方式等について検討が進められている。ここで、ＦＤＭＡ方式は応答器数が多くなるほど使用する周波数も増加し、応答器の回路構成が複雑になり大きな電力消費を伴うことが欠点である。ＣＤＭＡ方式は応答器数に応じた数の符号を用意する必要があり、さらに高速拡散による消費電力の増加が欠点となっている。したがって、現在の複数枚同時読み取りを実現するアクセス方式には、アロハ方式ないしタイムスロット方式のいずれかが用いられている。
【０００４】
ここで複数枚同時読み取りを実現する移動体識別装置においては、先の料金集計システムのように、大量の応答器を短時間のうちに識別しなくてはならない場合が多く想定される。このようなトラフィックの大きな通信環境においては、時間的区切りのないアロハ方式よりも、タイムスロット方式が有利であることが既にわかっている。次式は各方式のトラフィックに対するスループットを表す式である。
【０００５】
アロハ方式：Ｓ＝Ｇｅｘｐ（−２Ｇ）
タイムスロット方式：Ｓ＝Ｇｅｘｐ（−Ｇ）
スロット方式のスループットはトラフィックが１のときにアロハ方式の２倍となり、総じてタイムスロット方式の効率がよいことがわかる。
【０００６】
特開平５−２６６２６７号公報では、アロハ方式による複数枚読み取り技術を開示しており、質問器からの呼出信号に対して応答器は乱時間経過後に応答信号を送信するものであるが、サイズの大きな応答信号を送信する場合には、送信途中で他の応答信号と衝突する可能性が高くなる。
【０００７】
また特開平８−１８１６３３号公報においては、タイムスロット方式に類似した方式として時間的な分割を利用した複数枚読み取り技術を開示している。図２０は特開平８−１８１６３３における交信手順を示す概念図である。図２０に示すごとく応答器が質問器からの質問信号に同期して応答信号である固有ID信号を送信するまでの待ち時間をランダムに選択する。選択できる時間間隔は固定されており、送信途中における他からの送信信号と衝突する確率を極力少なくすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
さらに特開平８−１８１６３３号公報では、質問器が応答信号を一定時間受信した後に、受信された応答器のＩＤコードを含ませた受信確認信号を個別に送信する。すなわち応答器は応答信号を送信してから一定時間後に受信確認信号を受信することになり、時刻管理に対する負担が大きなものとなる。
【０００９】
また受信確認信号を受信した際に、それが自分宛てであるかをＩＤコードを比較することによって判定する必要があり、一回の読み取り操作における動作時間が長くなり、電力消費が大きくなると考えられる。
【００１０】
また一般に、複雑かつ多種類のコマンドを質問器が発行する複数枚読み取り方式が多く存在し、それらのコマンドを応答器が解釈するためには複雑な回路構成が必要となり、さらにその動作に見合った電力が消費される。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明ではスロット方式を用いることでチャネル利用効率を高め、また多種類のコマンドは使わずに簡単なプロトコルを適用することにより応答器の回路構成の簡単化と消費電力の削減を図る。
【００１２】
さらに応答器からの応答信号を受信した質問器は、受信確認信号を直ちに送信することにより応答器の時刻管理に対する負担を軽減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の発明は、質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に非接触で質問器と交信する移動体識別装置において、前記質問器は、常時継続して送信される連続搬送波の被変調信号として連続搬送波信号を発生する連続搬送波信号発生手段と、一定時間間隔でトリガ信号を定期的に発生するトリガ信号発生手段と、前記トリガ信号に同期したフレームの各スロットにおいて前記応答器からの応答信号を受信復調して識別し応答器情報を抽出する応答信号受信手段と、受信した応答信号に対する通信誤りを検出する誤り検出手段と、前記受信した応答信号に対して通信誤りが検出されなかった場合に正常受信確認信号を直ちに発生する受信確認信号発生手段と、前記誤り検出手段の判定により前記連続搬送波信号発生手段と前記トリガ信号発生手段と前記受信確認信号発生手段を制御する信号制御手段と、前記連続搬送波信号発生手段と前記トリガ信号発生手段と前記受信確認信号発生手段の出力を変調し送信する送信手段を備え、前記応答器は、応答器情報を記憶するメモリと、前記質問器からの送信信号を受信復調する受信手段と、受信復調した信号の種別を判別する受信信号判別手段と、前記受信復調した信号が前記トリガ信号であった場合にそれに同期して時刻管理を行う時刻管理手段と、前記時刻管理手段の出力に応じて前記メモリに記憶された応答器情報と誤り検出あるいは訂正符号を含む応答信号を変調して送信する応答信号送信手段と、前記受信復調した信号が前記正常受信確認信号であった場合に一定期間送信を停止するよう時刻管理手段を制御する応答制御手段と、前記時刻管理手段ならびに前記応答信号送信手段に接続された乱数発生手段を備えることを特徴とするものであり、これを図７を用いて説明すると、質問器が送信するトリガ信号６１Ａによって応答器はフレーム同期をとり、それに続くタイムスロットをランダムに選択して応答器情報と誤り符合を含む応答信号を送信する。例えば図７では、トリガ信号６１Ａの直後のスロットにおいて応答信号６３Ａが送信され、その次のスロットにおいて応答信号６３Ｂが送信されている。応答信号を受信した質問器は誤り符合による誤り検出を行い、誤りが検出されなかったとき、すなわちそのスロット内で他応答器からの応答信号との衝突がなく、また通信誤りも発生しなかった場合に正常受信確認信号６５Ａ（６５Ｂ）を応答器に送信する。応答器は応答信号を送信した直後に正常受信確認信号を受信した場合、識別が正常に行われたと認識し、以後トリガ信号（例えば６１Ｂ）を受信しても応答信号の送信を行わない応答停止状態に一定期間入る。タイムスロット方式により応答信号の送信途中の衝突を防ぐことができ、また識別された応答器を順次識別対象から外していくことにより、効率的な複数枚同時読み取りを実現することができる。
【００１４】
本発明の第２の発明は、前記トリガ信号内容が１と０の繰り返しであることを特徴とするもので、交信手続きの簡単化のため応答器は受信したトリガ信号を用いてクロック再生を行い、スロットタイミングをとることができる。なおトリガ信号に続いて連続搬送波（連続１パターン）が送信されるので、トリガ信号の終端は応答器において判別可能である。
【００１５】
本発明の第３の発明は、前記正常受信確認信号内容がすべて０であることを特徴とするもので、質問器はトリガ信号あるいは受信確認信号の送信時以外は常時連続搬送波を送信しており、これは応答器での復調が簡単なＡＳＫで考えると連続して信号内容１を受信復調していることに他ならない。また応答器の回路構成を簡単にするために、受信確認信号は単純であることが望ましく、複雑なビットパターンは避けるべきと考える。すなわち正常受信確認信号を最も単純なビットパターンで表現する場合に、１が連続するパターンと０が連続するパターンの２通りが考えられる。ここで１が連続するパターンは応答器においては連続搬送波と区別がつかないため、好ましくない。したがって正常受信確認信号として連続して０を送信することにより、確実に正常受信確認信号を判別することができるものである。
【００１６】
本発明の第４の発明は、前記受信確認信号発生手段が、受信した応答信号に対して通信誤りが検出されなかった場合に正常受信確認信号を直ちに発生して変調送信し、さらに通信誤りが検出された場合に受信失敗確認信号を直ちに発生して変調送信することを特徴とするもので、応答器は受信確認信号の判定を確実に行うことができる。すなわち正常受信確認信号を受信した場合にのみ正常に識別されたと認識し、受信失敗確認信号を受信した場合にのみ衝突が発生したことにより識別が失敗したと認識する。
【００１７】
本発明の第５の発明は、前記正常受信確認信号内容がすべて０であり、前記受信失敗確認信号内容がすべて１であることを特徴とするもので、正常受信確認信号として連続した０パターンを送信することによって確実に信号判別をおこなうことができるのは先の通りであるが、さらに受信失敗確認信号として連続した１パターンを適用することにより、質問器は特定の受信失敗確認信号を送信する必要がなくなり、質問器の処理負荷を軽減することができる。つまり連続した１というビットパターンは連続搬送波に等しく、質問器は常時これを送信しているので、応答信号の正常受信時のみ特定信号パターン（連続０パターン）を送信するだけで、後は連続搬送波の送信を行っていれば、自動的に受信失敗確認信号を送ったことになるものである。
【００１８】
本発明の第６の発明は、前記正常受信確認信号内容がすべて１であり、前記受信失敗確認信号内容がすべて０であることを特徴とするもので、質問器が応答信号の受信に失敗したことを応答器に確実に通知するため、受信失敗確認信号内容を連続搬送波とは異なるビットパターンにするものである。
【００１９】
請求項１に記載の発明は、質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に非接触で質問器と交信する移動体識別装置であって、前記応答器は乱数発生手段を有し、前記乱数発生手段で得られた乱数に基づき、前記質問器に応答信号を送る際に、前記応答信号にオフセットを含ませ、前記質問器は、前記応答信号に含まれている前記オフセットを判別する手段を有することを特徴とするもので、応答器情報がＩＤコードである場合に、同じＩＤを持った応答器が同一スロットに対して応答信号を送信することを考えると、応答信号の先頭ビットからＩＤコードを記述した場合に、同一の応答信号が送られることになり、質問器側ではこれらが重なって一つの信号として受信されてしまい誤識別の原因となる。
【００２０】
これを避けるために応答器では、乱数発生手段によって発生した乱数に基づいて応答信号先頭ビットからのオフセットを決め、そのオフセット箇所から応答器情報を記述することにより、同一ＩＤでも異なる応答信号を生成することができ、質問器側で誤り検出処理を行うだけで同一ＩＤの場合の衝突検出を可能とする。したがって同一ＩＤの識別を可能とする。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に非接触で質問器と交信する移動体識別装置の応答器であって、乱数発生手段を有し、前記乱数発生手段で得られた乱数に基づき、前記質問器に応答信号を送る際に、前記応答信号にオフセットを含ませることを特徴とするもので、請求項１記載の発明と同様の効果が得られる。
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態として、図１から図１７を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
第一の実施の形態について図１〜３、５、７、８、９を用いて説明する。
【００２９】
図１は本発明による移動体識別装置の全体構成を示しており、１は質問器、２は質問器に接続されたアンテナ、３、５，７、９は応答器、４、６，８、１０はそれぞれ応答器に接続されたアンテナ、１１は質問器１からすべての応答器に対する無線下り回線、１１は各応答器から質問器１への無線上り回線を表わしている。
【００３０】
図２は本発明による移動体識別装置における質問器の第一の構成例を示しており、２８はアンテナ、２７は送受信の切り替えを行う送受信切替手段でサーキュレータを使用してもよい。２５は連続搬送波発生手段、２３はトリガ信号発生手段、２２は受信確認信号発生手段であり、これらの送信手段の切り替えを信号制御手段２０において行う。また、２６は応答信号受信手段、２１は受信した応答信号の誤り検出を行う誤り検出手段であり、誤り検出の結果を受けて送信制御２０が次に送信する信号を制御する。
【００３１】
図３は本発明による移動体識別装置における応答器の構成例を示しており、３０はアンテナ、３１は送受信の切り替えを行う送受信切替手段でサーキュレータを使用してもよい。３２は受信手段、３５は受信信号判別手段、３６は受信信号の判別結果を受けて応答信号の送信制御を行う応答制御手段、３７は受信信号の判別結果を受けて応答信号の送信タイミングを決定する時刻管理手段、３８は応答信号の送信タイミングを決定するのに使用する乱数を発生する乱数発生手段、３３は時刻管理手段３７の出力を受けて応答器情報と誤り符号を含む応答信号を送信する応答信号送信手段、３４は応答器情報を記憶するメモリを表わしている。
【００３２】
図５は本発明による移動体識別装置における第一の交信手順を示しており、５１は質問器側の交信手順、５２は応答器側の交信手順、５３と５８はトリガ信号、５４−Ａはトリガ信号５３に対する応答器＃１からの応答信号、５４−Ｂはトリガ信号５３に対する応答器＃２からの応答信号、５６はトリガ信号５３に対する応答器＃３からの応答信号、５７は応答信号５６に対する正常受信確認信号を表わしている。
【００３３】
図７は本発明による移動体識別装置における交信フォーマット例を示しており、７０はフレーム期間、７１は第一のスロット期間、７２は第二のスロット期間、６１Ａ、Ｂは質問器によるトリガ信号の送信期間、６２Ａ、Ｂはそれぞれトリガ信号６１Ａ、Ｂに対する応答器におけるトリガ信号受信期間、６３Ａ、Ｂは応答器による応答信号の送信期間、６４Ａ，Ｂはそれぞれ応答信号６３Ａ、Ｂに対する質問器における応答信号受信期間、６５Ａ、Ｂは質問器による受信確認信号の送信期間、６６Ａ、Ｂはそれぞれ受信確認信号６５Ａ、Ｂに対する応答器における受信確認信号の受信期間を表わしている。
【００３４】
図８は本発明による移動体識別装置のトリガ信号を説明するための概念図であり、応答器における受信信号を復調したビットにより図示されているが、質問器においては同様のビットパターンを変調送信する。８１はトリガ信号直前の受信復調ビット、８２は受信復調したトリガ信号のビットパターン。８３はトリガ信号直後の受信復調ビットを表わしている。
【００３５】
図９は本発明による移動体識別装置の正常受信確認信号を説明するための概念図であり、応答器における受信信号を復調したビットにより図示されているが、質問器においては同様のビットパターンを変調送信する。８４は正常受信確認信号直前の受信復調ビット、９０は受信復調した正常受信確認信号のビットパターン、８５は正常受信確認信号直後の受信復調ビットを表わしている。
【００３６】
本発明による移動体識別装置は図１に示す構成において、その作用を発揮する。すなわち質問器１がアンテナ２を介して、下り回線１１を通じて複数の応答器３、５、７、９に信号を送信することができ、応答器３、５、７、９はそれぞれアンテナ４、６、８、１０を介して、上り回線１２を通じて質問器１に信号を送信することができる。ここで各応答器は小型化に対する要求より、バックスキャタ等の反射変調方式を利用することが望ましい。すなわち下り回線１１より受信した連続搬送波を送信情報で変調し送信信号を得て、上り回線１２に送信する。
【００３７】
図２、図３、図７を用いて複数枚同時読み取りのための交信シーケンスについて説明する。交信開始にあたり質問器はトリガ信号発生手段２３によってトリガ信号６１Ａを交信領域内のすべての応答器に対して送受信切替手段２７とアンテナ２８を介して送信する。応答器はアンテナ３０および送受信切替手段３１を経て受信手段３２によってトリガ信号６１Ａを受信し（６２Ａ）、受信信号判別手段３５においてトリガ信号であることを判別する。トリガ信号によってフレーム期間７０が規定され、トリガ信号に続けて一つ以上のスロット期間７１、７２が連続して配置され、一つの応答器はいずれか一つのスロット期間に応答信号を送信する。
【００３８】
受信信号判別手段の出力を受けて時刻管理手段３７は乱数発生手段３８より乱数を取得し、それをもとに応答信号を送信する一つのスロット期間を決定する。続いて時刻管理手段３７は送信スロットまでの時間管理を行い、送信時刻に達すると応答信号送信手段３３に制御を移す。例えば図７では、トリガ信号受信６２Ａ後の乱数によるスロット選択の結果、第一のスロット期間７１での送信が決定したため直ちに応答信号送信手段３３に制御が移され、第一のスロット７１において応答信号６３Ａを送信している。このとき応答信号送信手段３３は、自応答器情報をメモリ３４から読み出し、誤り符号を付加して応答信号６３Ａを生成し、送受信切替手段３１およびアンテナ３０を介して送信する。
【００３９】
ここで処理時間削減のためメモリ３３にはあらかじめ自応答器情報と誤り符号を記憶しておいてもよい。質問器はアンテナ２８および送受信切替手段２７を経て応答信号受信手段２６により応答信号６３Ａを受信すると（６４Ａ）、誤り検出手段２１において受信応答信号６４Ａの誤り検出演算を行う。
【００４０】
演算の結果、誤りなく信号が受信されていると判定されると、信号制御手段２０を介して受信確認信号発生手段２２に契機が与えられ、受信確認信号６５Ａとして正常受信確認信号が送受信切替手段２７およびアンテナ２８を介して送信される。
【００４１】
応答器はアンテナ３０および送受信切替手段３１を介して受信手段３２において受信確認信号６５Ａを受信すると（６６Ａ）、受信信号判別手段３５において正常受信確認信号であることを判別する。この結果を受けて応答制御手段３６は、一定期間送信を停止するため時刻管理手段３７を停止させる制御を行い、応答器は一定期間一切の送信を行わなくなる。
【００４２】
すなわちそれ以降の読み取りシーケンスに参加する応答器数を削減することが可能であり、これによって大幅に読み取り効率を向上させることができる。
【００４３】
さて、図７では続く第二のスロット期間７２においても応答信号が送信されており、この場合の応答器においては、時刻管理手段３７が１スロット分の時間遅延をもって応答信号送信手段３３に制御を移すことによって、以下同様の操作により一連の交信シーケンスを達成する。なお、あらかじめ定められた数のスロット期間を終了すると、質問器はあらためてトリガ信号６１Ｂを送信し、以下同様の操作により交信シーケンスを展開する。
【００４４】
なお質問器は、トリガ信号あるいは受信確認信号の送信時以外は、連続搬送波発生手段２５によって連続搬送波が送信されており、これによって応答器への電力と被変調波の供給が行われる。なおこれら送信信号の切替制御は、すべて信号制御手段２０によって成されるものである。
【００４５】
以上の交信シーケンスを図５を用いてより具体的に説明する。図５では、質問器５１の送信するトリガ信号５３を受けて、応答器＃１と＃２がそれぞれ応答信号５４−Ａと５４−Ｂを第一スロットにおいて送信している。これを質問器５１が受信して誤り検出演算を行った結果は、異なる応答器情報が衝突して受信されたことにより、誤り受信と判定される。
【００４６】
したがって、正常受信確認信号は送信されず、応答器＃１と＃２は受信確認信号を受信することができず、次のトリガ信号受信５８まで待機状態に入る。続く第二スロットにおいて応答器＃３が応答信号５６を送信している。これを受信した質問器５１は受信応答信号５６に対する誤りが検出されなかったので、正常受信確認信号５７を送信する。応答器＃３は受信確認信号として正常受信確認信号５７を受信できたので、一定期間送信を行わない送信停止状態に入る。これによって応答器＃３は、次のトリガ信号５８を受信しても応答信号の送信は行わない。
【００４７】
ここでトリガ信号は応答器が簡単に判別できることが重要であり、最も簡単なビット０と１の繰り返しパターンによるトリガ信号を用いることが好ましい。図８を用いてトリガ信号について説明する。図８はＭビットのトリガ信号を表わしており、そのビットパターン８２は「０１０１...０１０１」である。トリガ信号直前の数ビット８１は連続搬送波であり、８１から８２へ遷移するビットの立ち下がりを検出することによってトリガ信号を検出できる。ビット立ち下がり検出後、一定期間（Ｍビット）ビット「０１」の繰り返しを確認した後、トリガ信号直後の数ビット８３は再度連続搬送波が受信されるので、トリガ信号の終了を判定することができる。なお、トリガ信号がビット「１０」の繰り返しであることにより、同時にクロック再生を行うことも可能であり、実際トリガ信号前半の数ビットでクロック再生は完了することがわかっている。
【００４８】
また図９ではＮビットの正常受信確認信号９０について示しており、正常受信確認信号直前の信号８４は連続搬送波であることが好ましい。さらに正常受信確認信号はビット０がＮビット連続していることが好ましく、応答器は応答信号送信して一定期間後に、ビット０が少なくともＮビット連続した場合に正常受信確認信号を受信できたと判定できる。あるいは判定のためのＮビット以下の閾値を設けて、受信確認信号期間に閾値以上ビット０が連続した場合に正常受信確認信号を受信できたと判定することもできる。
【００４９】
以上の仕様は質問器が常時連続搬送波を送信していることによるもので、正常受信確認信号が送信されない場合は、連続搬送波であるビット１の連続が応答器において受信される。
【００５０】
以上のように本実施の形態によれば、ビット「１０」の繰り返しや、ビット０あるいはビット１の連続など単純な信号パターンを用いることにより、簡単なプロトコルによる交信シーケンスで、同時に交信領域に存在する複数の応答器のデータを読み取れる移動体識別装置を実現することができる。また、これまで応答器において複雑なコマンドの識別等で消費していた電力を削減し、同時に回路規模を縮小することが可能となり、受信波を通じて電力供給を受ける小型且つ無電池型の応答器を備えた移動体識別装置を実現することができる。
【００５１】
（実施の形態２）
第二の実施の形態について図６、１０を用いて説明する。
【００５２】
図６は本発明による移動体識別装置における第一の交信手順を示しており、５１は質問器側の交信手順、５２は応答器側の交信手順、５３と５８はトリガ信号、５４−Ａはトリガ信号５３に対する応答器＃１からの応答信号、５４−Ｂはトリガ信号５３に対する応答器＃２からの応答信号、５５は応答信号５４−Ａ、Ｂに対する受信失敗確認信号、５６はトリガ信号５３に対する応答器＃３からの応答信号、５７は応答信号５６に対する正常受信確認信号を表わしている。
【００５３】
図１０は本発明による移動体識別装置の受信確認信号を説明するための概念図であり、応答器における受信信号を復調したビットにより図示されているが、質問器においては同様のビットパターンを変調送信する。８４は受信確認信号直前の受信復調ビット、９１は受信復調した第一の受信確認信号のビットパターン、９２は受信復調した第二の受信確認信号のビットパターン、８５は受信確認信号直後の受信復調ビットを表わしている。
【００５４】
第二の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【００５５】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【００５６】
図６を用いて質問器と応答器の具体的な交信シーケンスについて説明する。図６では、質問器５１の送信するトリガ信号５３を受けて、応答器＃１と＃２がそれぞれ応答信号５４−Ａと５４−Ｂを第一スロットにおいて送信している。これを質問器５１が受信して誤り検出演算を行った結果は、異なる応答器情報が衝突して受信されたことにより誤り受信と判定され、受信確認信号として受信失敗確認信号５５を送信する。応答器＃１と＃２はこれを受信して衝突ないし通信エラーの発生を認識し、次のトリガ信号受信５８まで待機状態に入る。
【００５７】
続く第二スロットにおいて応答器＃３が応答信号５６を送信している。これを受信した質問器５１は受信応答信号５６に対する誤りが検出されなかったので、正常受信確認信号５７を送信する。応答器＃３は受信確認信号として正常受信確認信号５７を受信できたので、一定期間送信を行わない送信停止状態に入る。これによって応答器＃３は、次のトリガ信号５８を受信しても応答信号の送信は行わない。
【００５８】
ここで図１０ではＮビットの受信確認信号について示しており、第一の受信確認信号パターンにおいては、正常受信確認信号パターン９２と受信失敗確認信号パターン９１が用いられる。これは第一の実施の形態において説明した正常受信確認信号と等しいものである。
【００５９】
また第二の受信確認信号パターンにおいては、正常受信確認信号パターン９１と受信失敗確認信号９２が用いられる。ここでは、応答器は応答信号送信してから一定期間後に少なくともＮビット連続してビット０を受信した場合に受信失敗確認信号であると判断する。これにより受信失敗確認信号を確実に受信できる。
【００６０】
以上のように本実施の形態によれば、受信確認信号として正常受信、受信失敗の二通りの信号種別を設け、全く逆の特性を示す信号パターンをそれぞれに与えることにより、応答器における判別による負担を軽減することができ、簡単な回路構成の応答器を備える移動体識別装置を実現することができる。
【００６１】
（実施の形態３）
第三の実施の形態について図１１を用いて説明する。
【００６２】
図１１は本発明による移動体識別装置の応答信号を説明するための概念図であり、質問器における受信信号の復調ビットにより図示されているが、応答器においては同様のビットパターンを変調送信する。１０１は応答信号直前の受信復調ビット、１０２、１０３は受信復調したランダムオフセットのビットパターン、１０４は受信復調した応答器情報のビットパターン、１０５は受信復調したパディングのビットパターン、１０６は受信復調した誤り符号のビットパターン、１０７は応答信号直後の受信復調ビットを表わしている。
【００６３】
第三の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【００６４】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【００６５】
図１１において、応答信号直前の数ビット１０１は連続搬送波信号であることが好ましい。また応答信号直後の信号１０７は連続搬送波信号であってもよいし、そうでなくてもよい。応答器において応答信号送信手段３３が時刻管理手段３７によって応答信号の送信契機を与えられると、乱数発生手段３８より取得した乱数をもとにランダムオフセットのビット数を決定する。
【００６６】
図１１ではランダムオフセットがＩ＋１ビットの場合について示してある。応答信号送信手段３３は、応答信号の先頭Ｉビットを連続０とし（１０２）、Ｉ＋１ビット目１０３を１とする。そしてＩ＋２ビット以降のＪビットに応答器情報１０４を記述し、最後のＬビットに誤り符号１０５を記述する。応答器情報１０４と誤り符号１０５の間の無情報領域Ｋビットにはパディング１０５を施す。
【００６７】
ここでランダムオフセットの最大ビット数は、応答信号サイズにしたがって決定するものであることに注意しなければならない。
【００６８】
以上のように本実施の形態によれば、ランダムオフセットを設けて応答信号内への応答器情報の書き込み位置を変化させることにより、例えば応答器ＩＤのように同一の応答器情報を送信する場合でも、質問器側で一つの信号に重なって受信される確率が低くなるため高い確率で誤認識を防ぐことができ、同一情報を送信する複数の応答器が交信領域内に存在する場合でも、応答器のデータをよみ取れる移動体識別装置を実現することができる。
【００６９】
（実施の形態４）
第四の実施の形態について図４、１２を用いて説明する。
【００７０】
図４は本発明による移動体識別装置における質問器の第二の構成例を示しており、２８はアンテナ、２７は送受信の切り替えを行う送受信切替手段でサーキュレータを使用してもよい。２５は連続搬送波発生手段、２４は励起信号発生手段、２３はトリガ信号発生手段、２２は受信確認信号発生手段であり、これらの送信手段の切り替えを信号制御手段２０において行う。また、２６は応答信号受信手段、２１は受信した応答信号の誤り検出を行う誤り検出手段であり、誤り検出の結果を受けて送信制御２０が次に送信する信号を制御する。
【００７１】
図１２は本発明による移動体識別装置を用いた第一のシステム例を示しており、１１２はベルトコンベア、１は質問器、２は質問器に接続されたアンテナ、１１０はアンテナ２による交信エリアで励起信号が放射されており、１１１はアンテナ２による交信エリアでトリガ信号をはじめとする交信シーケンスが展開される。また１１３、１１５は荷物、１１４、１１６は荷物に貼付された応答器を表わしている。
【００７２】
第四の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【００７３】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【００７４】
図４は図２で説明した構成に励起信号発生手段２４を付加しただけのものであり、励起信号発生手段２４は他の送信手段同様、信号制御手段２０によって制御される。励起信号手段２４は任意のタイミングでトリガ信号に代わって励起信号を送信するもので、励起信号によって送信停止状態にあった応答器は再度質問器との交信が可能な状態に戻ることができる。
【００７５】
図１２では励起信号の有効な応用について示している。図１２において交信エリア１１０と１１１は一つの質問器１によって形成されている印象を受けるが、実際これは複数の異なる質問器によるものであってもよい。ただし図１２において、交信エリア１１０では励起信号だけが放射され、交信エリア１１１でトリガ信号をはじめとする複数枚同時読み取りのための交信シーケンスが展開されていることが重要である。
【００７６】
すなわち交信エリア１１０に進入する以前に送信停止状態に入った応答器１１４が、交信エリア１１０において励起信号を受信することにより送信停止状態が解除され、次に交信エリア１１１に進入した応答器１１６はトリガ信号を受信して質問器１との交信シーケンスを開始する。これによりアプリケーションが任意の時点において送信停止状態を解除することができ、柔軟な応答器制御が可能となる。
【００７７】
以上のように本実施の形態によれば、励起信号を用いることにより、一度送信停止状態に入った応答器の自動的に停止状態が解除される一定期間を待つことなく任意の時点において送信可能状態に復帰させることが可能である移動体識別装置を実現できる。
【００７８】
さらに、上記述べたベルトコンベアを用いたシステムにおいては、交信領域直前に励起信号受信領域を別途設けることにより、以前の交信において送信停止状態に入った応答器を順次送信可能状態に復帰させ、続く交信領域において読み取り動作を開始することができ、またこのとき同時に再初期化動作を促すことも可能であり、柔軟な応答器制御により交信領域内に存在する複数の応答器からデータを読み取れる移動体識別装置を実現できる。
【００７９】
（実施の形態５）
第五の実施の形態について図１３、１４、１６〜１９、２１を用いて説明する。
【００８０】
図１３は本発明による移動体識別装置の最適スロット数を説明するための第一の図であり、フレームあたりのスロット数に対する読み取り時間を様々なスロットサイズについて示している。すなわち、交信領域内の応答器数が２０であるときのフレームあたりのスロット数１２１に対するすべての応答器の情報を読み終わるまでの読み取り時間１２０を６つの応答信号データサイズ（４バイト１２２、８バイト１２３、１６バイト１２４、３２バイト１２５、６４バイト１２６、１２８バイト１２７）ごとに示しており、この場合の最適スロット数が１２８に示すポイントである。
【００８１】
図１４は本発明による移動体識別装置の最適スロット数を説明するための第二の図であり、交信領域内の応答器数に対する最適スロット数を示している。すなわち交信領域内の応答器数１３１に対して読み取り時間が最小となるようなフレームあたりの最適スロット数１３０を示しており、その関係は線形関数１３２によって表わされる。
【００８２】
図２１は本発明による移動体識別装置の最適スロット数の範囲を説明するための図であり、３６２は（数２）においてＸ＝０．５１、Ｙ＝１．７としたときの算出スロット数３６０と、そのときの平均読み取り時間３６１を示している。
【００８３】
【数２】
【００８４】
同様に３６３はＸ＝０．５０、Ｙ＝２．０、３６４はＸ＝０．４９、Ｙ＝１．３、３６５はＸ＝０．５５、Ｙ＝２．１、３６６はＸ＝０．５５、Ｙ＝１．３、３６７はＸ＝０．５０、Ｙ＝２．１としたときのそれぞれの数値を示している。
【００８５】
なお、図２１では応答器数が３０のときにスロットあたり８バイトのデータを伝送する場合を例示している。
【００８６】
図１６は本発明による移動体識別装置における質問器の第三の構成例を示す概念図であり、３０４はカメラ等の外部装置、３０２は外部装置に接続された応答器計数手段、３０１は最適スロット数算出手段、３０３は第二のトリガ信号発生手段を示している。なお、その他の数字を付与した構成は図１あるいは図４に示したものと同じである。
【００８７】
図１７は本発明による移動体識別装置を用いた第二のシステム例を示す概念図であり、１１２はベルトコンベア、１は質問器、２は質問器１に接続されたアンテナ、１１１は質問器１による交信領域、１１６は応答器、１１５は応答器１１６が貼付された荷物、３１１はカメラ等の撮像装置で質問器１に接続されている。
【００８８】
図１８は本発明による移動体識別装置のスロット数情報を説明するための図であり、３５０はトリガ信号期間、３５１はスロット数情報期間、３５４はスロット期間、３５２はトリガ信号のビットパターン、３５３はスロット数情報のビットパターン、３５５はスロットのビットパターンを示している。
【００８９】
図１９は本発明による移動体識別装置における応答器の第二の構成例を示す概念図であり、３０５はスロット数情報抽出手段を示している。なお、その他の数字を付与した構成は図３に示したものと同じである。
【００９０】
第五の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【００９１】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【００９２】
図１３よりわかるように、スロット数１２１が少ないときには応答器による輻輳の頻度が大きくなるため読み取り試行回数が増加して読み取り時間１２０が増大する傾向にある。また、逆にスロット数１２１が多いときには輻輳は減るものの使用されないスロットによる時間消費が大きくなり、結果として読み取り時間１２０が増大する傾向にある。これらの間に読み取り時間１２０が最小となるスロット数が存在し、これを最適スロット数１２８と呼ぶ。
【００９３】
最適スロット数は交信領域内に存在する応答器の数、すなわち同時読み取り対象となる応答器数に応じて決まる。図１４では応答器数１３１に対する最適スロット数１３０の関係を示しており、（数２）に示す線形関数１３２によって表わすことができる。
【００９４】
すなわち交信領域内の応答器数が固定である、あるいはあらかじめわかっている場合には、（数２）より最適スロット数を算出し、その最適スロット数をもって質問器と応答器間の交信を行わせることによって、最短時間での読み取りを実現することが可能となる。
【００９５】
ここで、ＸとＹの範囲について、図２１では３６２と３６３にＸおよびＹが（数２）に示した範囲内であるもの、３６４〜３６７にＸおよびＹが（数２）に示した範囲外であるものの算出スロット数３６０と平均読み取り時間３６１を例示している。
【００９６】
ＸＹが（数２）範囲内である３６２、３６３では読み取り時間がともに８２０ｍｓｅｃとなっているのに対して、（数２）範囲外である３６４〜３６７ではいずれも８２０ｍｓｅｃより大きな読み取り時間を必要としており、図２１の例では３６２、３６３に示すＸＹ値に従って最適スロット数を算出することが効果的であることがわかる。
【００９７】
応答器数が３０の場合、Ｘを０．４９〜０．５４、Ｙを１．４〜２．０の範囲に設定すれば読みとり時間は８２０ｍｓｅｃ以内であった。この範囲にＸ、Ｙを設定すれば良い。
【００９８】
なお、ここでは応答器数が３０であるときの数値のみを示したが、（数２）に示したＸＹ範囲は異なる応答器数の場合についても読み取り時間が小さく抑えられるものである。
【００９９】
簡単な回路構成による応答器を実現するためには、あらかじめ同時読み取り対象とする応答器数を固定として、その固定数に対する最適スロット数をあらかじめ算出しておき、質問器と応答器の双方にそのスロット数を設定しておいてもよい。
【０１００】
また、無線通信環境においては、外因による信号劣化等による符号誤りが発生するため、（数２）より算出した最適スロット数をそのまま利用して短時間の読み取りを達成することは非常に困難である。
【０１０１】
したがって符号誤りの度合いにより、例えば信号劣化が多く発生する無線伝送路に対しては、（数２）から求めた数値より若干多めのものを最適スロット数として設定し、劣化が少ない良好な伝送路の場合には（数２）から求めた数値をそのまま最適スロット数とする等、いくらかの調整を行うことによって複雑な通信環境においても柔軟に対応することができる。
【０１０２】
以上のような最適スロット数の計算は、例えば図１６の最適スロット数算出手段３０１において行われ、計算されたスロット数情報は第二のトリガ信号発生手段３０３に転送され、応答器に送信するトリガ信号に続くフィールドあるいはトリガ信号の一部に記述される。応答器では図１９に示す受信信号判別手段３５の受信信号に対する判別結果がトリガ信号であった場合に、受信信号がスロット数情報抽出手段３０５に転送され、トリガ信号に続くフィールドあるいはトリガ信号の一部として質問器が送信したスロット数情報を抽出し、時刻管理手段３７に転送する。時刻管理手段３７では、転送されたスロット数情報をもとに応答信号を送信するためのスロット選択幅を設定し、その設定値の範囲でスロット選択を行う。
【０１０３】
算出した最適スロット数は、質問器自身の時間監視においても利用される。
【０１０４】
なお、図１６では質問器が励起信号発生手段を備える構成について示したが、必要に応じてこれを割愛することも可能である。
【０１０５】
図１８を例にスロット数情報の交信について説明する。
【０１０６】
図１８（ｉ）はトリガ信号に続けてスロット数情報を記述するフィールドを設けてスロット数を質問器から応答器に通知する場合を示している。トリガ信号期間３５０のトリガ信号ビット３５２を送った直後にスロット数情報期間３５１を設けてスロット数情報ビット３５３を変調送信する。スロット数情報ビットをすべて変調送信し終わったら、応答器が応答信号を送信するためのスロット期間３５４に入る。ここで、図１４より、例えば応答器数１３１が５０のときの最適スロット数１３０が約３０スロットであることから、スロット数情報期間３５１のビット数は６〜７ビット程度が適当であると思われる。
【０１０７】
また、図１８（ｉｉ）はトリガ信号期間３５０中にスロット数情報も変調送信してしまう場合である。すなわちトリガ信号期間３５０の間にトリガ信号ビット３５２とスロット数情報ビット３５３を変調送信し、その後でスロット期間３５４に入る。
【０１０８】
トリガ信号期間３５０中にスロット数情報を挿入することにより、トリガ信号期間３５０の範囲内でトリガ信号ビット３５２とスロット数情報ビット３５３のビット数を柔軟に調節可能であるが、あらかじめ応答器にトリガ信号期間３５０におけるスロット数情報ビット３５３の開始タイミングを指示しておかなければならない。簡単な回路構成の応答器を実現するためには、あらかじめスロット数情報期間３５１の開始タイミングが明らかとなっている図１８（ｉ）の方法を用いることが望ましい。
【０１０９】
以上の構成を用いた移動体識別システムの一例を、図１６と１７を用いて説明する。
【０１１０】
図１７に示すカメラ等の撮像手段３１１は、図１６に示す外部装置３０４と同じものである。撮像手段３１１は、質問器１に接続されたアンテナ２がベルトコンベア１１２上に形成する交信領域１１１の様子を撮影し、その映像をもとに応答器計数手段３０２が交信領域１１１に存在する荷物１１５の個数を計数する。すべての荷物１１５には応答器１１６がそれぞれ貼付されており、交信領域１１１内においては質問器１と交信を行うことができる。
【０１１１】
応答器計数手段３０２による交信領域１１１内の荷物１１５の計数結果は最適スロット数算出手段３０１に転送され、（数２）により応答器数に応じた最適スロット数を計算して第二のトリガ信号発生手段３０３と信号制御手段２０に結果を転送する。このとき、最適スロット数算出手段３０１では、それまでの無線伝送路の状況（伝送路誤り率等）により最適スロット数の調整を行うことがある。
【０１１２】
最適スロット数の報告を受けて、第二のトリガ信号発生手段３０３は、トリガ信号に続くスロット数情報フィールドにおいて、あるいはトリガ信号に含める形で変調送信することにより、最適スロット数を応答器１１６に知らしめる。
【０１１３】
応答器１１６は受信復調信号よりスロット数情報抽出手段３０５においてスロット数を抽出し、受信したトリガ信号に続くスロット数を知る。抽出したスロット数は時刻管理手段３７に転送され、応答信号を送信するためのスロット選択時に使用される。
【０１１４】
以降の読み取り交信処理はこれまでに説明した実施の形態と同じものである。
【０１１５】
以上のようにして、常時あるいは任意のタイミングにおいて交信領域１１１内に存在する荷物１１５の個数を計数し、その都度最適スロット数を算出して応答器１１６に知らしめることにより、交信領域１１１に複数の応答器が存在する場合にも最短時間ですべての読み取りを完了する効率的な移動体識別システムを実現することができる。
【０１１６】
以上のように本実施の形態によれば、交信領域内の同時読み取りの対象となる応答器の数に応じた最適なフレームあたりのスロット数を設定し、また応答器においても最適スロット数に合わせて応答信号送信スロットを選択することにより、最短時間ですべての読み取りを完了する効率的な移動体識別装置を実現することができる。
【０１１７】
（実施の形態６）
第六の実施の形態について図１５を用いて説明する。
【０１１８】
図１５は本発明による移動体識別装置の第三の交信手順を示す概念図であり、２０１は質問器側の交信手順、２０２は応答器側の交信手順、２０３は第一のトリガ信号、２０４−Ａは応答器＃１からの応答信号、２０４−Ｂは応答器＃２からの応答信号、２０４−Ｃは応答器＃３からの応答信号、２０５は受信失敗確認信号、２０６は正常受信確認信号、２０７は第二のトリガ信号、２０８−Ａは応答器＃２からの応答信号、２０８−Ｂは応答器＃１からの応答信号、２０９、２１０は正常受信確認信号、２１１は第三のトリガ信号、２１２−Ａは応答器＃１に対する読み出し信号、２１３−Ａは応答器＃１からの応答器情報、２１２−Ｂは応答器＃２に対する読み出し信号、２１３−Ｂは応答器＃２からの応答器情報、２１２−Ｃは応答器＃３に対する読み出し信号、２１３−Ｃは応答器＃３からの応答器情報を表わしている。
【０１１９】
第六の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【０１２０】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【０１２１】
トリガ信号に契機付けられる交信手順はこれまでに述べた実施の形態と同様のものであるが、異なる点は、一連の読み取り手順の後に個別の読み取り手順を行うところである。
【０１２２】
すなわち図１５に示す交信手順に従って説明すると、質問器は第一のトリガ信号２０３を交信領域内に存在するすべての応答器（この場合＃１、＃２、＃３）にむけて送信する。応答器＃１、＃２、＃３ではトリガ信号２０３を受信すると、これまでの実施の形態において説明した手段により応答信号を送信するスロットを乱数に基づき決定する。図１５においては、応答器＃１と応答器＃２が最初のスロットにおいて同時にＩＤと誤り符号だけを記述した応答信号２０４−Ａと２０４−Ｂを送信している。質問器側ではこれらの信号は互いに干渉した信号として受信され、誤り検出によって受信失敗であると判定される。このとき、図１５では質問器が受信失敗確認信号２０５を送信しているが、あるいは何も送信しなくてもよいことは先の実施の形態において説明した通りである。応答器＃１と＃２は受信確認信号として受信失敗確認信号２０５が受信された（あるいは正常受信確認信号が受信されなかった）ので、読み取り失敗したことを認識し、次のトリガ信号２０７を待機する。
【０１２３】
続くスロットにおいて応答器＃３だけが応答信号２０４−Ｃを送信すると、質問器側では誤りが検出されないので、正常受信確認信号２０６を送信する。応答器＃３は受信確認信号として正常受信確認信号２０６を受信したので、以降のトリガ信号２０７、２１１に対しては何も応答しない。
【０１２４】
質問器は第一のトリガ信号２０３を送信してから所定のスロット数期間を経過したら第二のトリガ信号２０７を送信する。これに対して読み取りの完了していない応答器＃１と＃２はそれぞれ異なるスロットにおいてＩＤと誤り符号だけを記述した応答信号２０８−Ａ、２０８−Ｂを送信し、質問器はそれぞれに対して正常受信確認信号２０９、２１０を送信する。応答器は＃１は正常受信確認信号２０９を、また応答器＃２は正常受信確認信号２１０を受信することによって読み取りが成功したことを認識し、以降のトリガ信号２１１に対しては何も応答しない。
【０１２５】
質問器は続く第三のトリガ信号２１１を送信するが交信領域内のすべての応答器＃１、＃２、＃３のＩＤを応答信号として読み取ったので、応答信号を送信する応答器はない。ここで質問器は、応答信号がないことから交信領域内のすべての応答器に対するＩＤ読み取りが完了したことを認識して、次の手順に移行してもよいし、あらかじめトリガ信号の送信回数を指定しておいて、その所定数だけトリガ信号を送信してから次の手順に移行してもよい。
【０１２６】
すべての応答器からＩＤを読み取ったと認識した質問器は、読み取ったＩＤを記述した読み取り信号を送信して、該当する応答器から応答器情報を読み取る手順に移る。図１５では、応答器＃１に対する読み取り信号２１２−Ａを送信し、応答器＃１は自ＩＤと比較し、自分宛の読み取り信号であることを認識し、応答器情報２１３−Ａを送信する。このとき応答器情報にＩＤを含めてもよく、より確実な交信を実現することができる。また質問器は応答器情報を受信して正常に読み取りが完了した場合に、ＡＣＫ信号を返送してもよい。
【０１２７】
同様にして応答器＃２に対する読み取り信号２１２−Ｂを送信したときに応答器＃２だけが応答器情報２１３−Ｂを送信し、応答器＃３に対する読み取り信号２１２−Ｃを送信したときに応答器＃３だけが応答器情報２１３−Ｃを送信する。
【０１２８】
最初のトリガ信号に契機付けられる応答器ＩＤを読み取るための交信手順は、複数の応答器による輻輳を伴いながらＩＤを読み取る手順であり、幾度かの送信試行を繰り返しながらすべての応答器ＩＤを読み取るものである。このとき一つのスロット期間に送信されるデータサイズが大きいとき、送信試行回数に応じて読み取り時間が増大する。
【０１２９】
したがって応答器情報のデータサイズが大きい場合に、輻輳を伴いながらすべてを読み取るより、先にＩＤだけを読み取っておいて、その後に応答器情報全体を順列に読み取った方が明らかに短い時間内にすべての読み取りを完了できるのは容易に推定されることである。
【０１３０】
例えば３２ｋｂｐｓのデータレートでスロット数が１１、交信領域内の応答器数が２０である場合に、４バイトの情報を輻輳を伴いながら読み取る平均時間はおよそ２００ミリ秒であり、同様に１２８バイトを読み取る平均時間は２秒である。
【０１３１】
ここで応答器情報が１２８バイトでそのうち４バイトがＩＤであると仮定すると、先にＩＤを輻輳を伴いながら読んでおき、後にそのＩＤを用いて１２８バイトを順次読み出す場合のおおよその所要時間は、２００＋３２×２０＝８４０ミリ秒であることがわかる。
【０１３２】
すなわち１２８バイトを輻輳を伴いながら読み取る場合の約４０％の効率で読み取りを達成することができる。
【０１３３】
以上のように本実施の形態によれば、データサイズの小さい応答器ＩＤを輻輳を伴いながらも短時間で読み取り、続けて各応答器と個別に交信して応答器情報を読み取ることにより、応答器情報のデータサイズが大きい場合に応答器情報全体を輻輳を伴いながら読み取る場合に比べて極めて効率のよい移動体識別装置を実現することができる。
【０１３４】
【発明の効果】
本発明による移動体識別装置では、簡単なプロトコルを適用することにより応答器の消費電力の削減を図り、さらに受信確認に応答器ＩＤを使用しないことにより同一ＩＤを持った応答器に対する同時読み取りが可能となり、高効率かつ幅広い分野への応用が可能な複数枚同時読み取りを実現できる。
【０１３５】
また、比較的小さいサイズである応答器のＩＤを先に読み取った後に、読み取ったＩＤを用いて個々の応答器と順次交信して応答器情報を読み取ることにより輻輳期間が短縮され、あらかじめ規定された読み取り時間を効率的に使うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動体識別装置の全体構成例を示す概念図
【図２】本発明による移動体識別装置における質問器の第一の構成例を示す概念図
【図３】本発明による移動体識別装置における応答器の構成例を示す概念図
【図４】本発明による移動体識別装置における質問器の第二の構成例を示す概念図
【図５】本発明による移動体識別装置における第一の交信手順を示す概念図
【図６】本発明による移動体識別装置における第二の交信手順を示す概念図
【図７】本発明による移動体識別装置における交信フォーマット例を示す概念図
【図８】本発明による移動体識別装置のトリガ信号を説明するための概念図
【図９】本発明による移動体識別装置の正常受信確認信号を説明するための概念図
【図１０】本発明による移動体識別装置の受信確認信号を説明するための概念図
【図１１】本発明による移動体識別装置の応答信号を説明するための概念図
【図１２】本発明による移動体識別装置を用いた第一のシステム例を示す概念図
【図１３】本発明による移動体識別装置の最適スロット数を説明するための第一の図
【図１４】本発明による移動体識別装置の最適スロット数を説明するための第二の図
【図１５】本発明による移動体識別装置の第三の交信手順を示す概念図
【図１６】本発明による移動体識別装置における質問器の第三の構成例を示す概念図
【図１７】本発明による移動体識別装置を用いた第二のシステム例を示す概念図
【図１８】本発明による移動体識別装置のスロット数情報を説明するための図
【図１９】本発明による移動体識別装置における応答器の第二の構成例を示す概念図
【図２０】従来の移動体識別装置を説明するための概念図
【図２１】本発明による移動体識別装置の最適スロット数範囲を説明するための概念図
【符号の説明】
１ 質問器
２ 質問器アンテナ
３、５、７、９ 応答器
４、６、８、１０ 応答器アンテナ
１１ 下り無線回線
１２ 上り無線回線
２０ 信号制御手段
２１ 誤り検出手段
２２ 受信確認信号発生手段
２３ トリガ信号発生手段
２４ 励起信号発生手段
２５ 連続搬送波信号発生手段
２６ 応答信号受信手段
２７ 送受信切替手段
２８ 質問器アンテナ
２９ 送信手段
３０ 応答器アンテナ
３１ 送受信切替手段
３２ 受信手段
３３ 応答信号送信手段
３４ メモリ
３５ 受信信号判別手段
３６ 応答制御手段
３７ 時刻管理手段
３８ 乱数発生手段
５１ 質問器側手順
５２ 応答器側手順
５３ トリガ信号
５４Ａ、Ｂ 応答信号
５５ 受信失敗確認信号
５６ 応答信号
５７ 正常受信確認信号
５８ トリガ信号
６１Ａ、Ｂ トリガ信号送信期間
６２Ａ、Ｂ トリガ信号受信期間
６３Ａ、Ｂ 応答信号送信期間
６４Ａ、Ｂ 応答信号受信期間
６５Ａ、Ｂ 受信確認信号送信期間
６６Ａ、Ｂ 受信確認信号受信期間
７０ フレーム期間
７１、７２ スロット期間
８１ トリガ信号直前のビット
８２ トリガ信号ビット
８３ トリガ信号直後のビット
８４ 受信確認信号直前のビット
８５ 受信確認信号直後のビット
９０ 正常受信確認信号ビット
９１ 第一の受信確認信号ビット
９２ 第二の受信確認信号ビット
１０１ 応答信号直前のビット
１０２ ランダムオフセットビット
１０３ ランダムオフセット終了ビット
１０４ 応答器情報ビット
１０５ パディングビット
１０６ 誤り符号ビット
１０６ 応答信号直後のビット
１１０、１１１ 交信エリア
１１２ ベルトコンベア
１１３、１１５ 荷物
１１４、１１６ 応答器
１２０ スロット数
１２１ 読み取り時間
１２２ ４バイト時の関係曲線
１２３ ８バイト時の関係曲線
１２４ １６バイト時の関係曲線
１２５ ３２バイト時の関係曲線
１２６ ６４バイト時の関係曲線
１２７ １２８バイト時の関係曲線
１２８ 最適スロット数
１３０ 応答器数
１３１ 最適スロット数
１３２ 関係直線
２０１ 質問器側手順
２０２ 応答器側手順
２０３、２０７、２１１ トリガ信号
２０４Ａ、Ｂ、Ｃ 応答信号
２０５ 受信失敗確認信号
２０６、２０９、２１０ 正常受信確認信号
２０８Ａ、Ｂ 応答信号
２１２Ａ、Ｂ、Ｃ 読み出し信号
２１３Ａ、Ｂ、Ｃ 応答器情報
３０１ 最適スロット数算出手段
３０２ 応答器計数手段
３０３ 第二のトリガ信号発生手段
３０４ 外部装置
３０５ スロット数情報抽出手段
３１１ 撮像手段
３５０ トリガ信号期間
３５１ スロット数情報期間
３５２ トリガ信号ビットパターン
３５３ スロット数情報ビットパターン
３５４ スロット期間
３５５ スロットビットパターン
３６０ 算出スロット数
３６１ 平均読み取り時間
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が、非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に、非接触で質問器と交信する移動体識別技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体識別装置では、質問器の交信領域に存在する複数の応答器を識別する複数枚同時読み取り技術が不可欠である。これは例えば、スーパーマーケットのレジに質問器を配置した料金集計システムにおいて特に有効である。店内のすべての商品には商品ＩＤと価格が記録された非接触タグが貼付されており、商品を買物カゴに入れてレジの質問器にカゴごと近づけると、瞬時に支払い金額を集計してくれる。
【０００３】
移動体識別装置のアクセス方式は、複数枚同時読み取りに大きな影響を与えるものであり、アロハ方式、タイムスロット方式、ＦＤＭＡ方式、ＣＤＭＡ方式等について検討が進められている。ここで、ＦＤＭＡ方式は応答器数が多くなるほど使用する周波数も増加し、応答器の回路構成が複雑になり大きな電力消費を伴うことが欠点である。ＣＤＭＡ方式は応答器数に応じた数の符号を用意する必要があり、さらに高速拡散による消費電力の増加が欠点となっている。したがって、現在の複数枚同時読み取りを実現するアクセス方式には、アロハ方式ないしタイムスロット方式のいずれかが用いられている。
【０００４】
ここで複数枚同時読み取りを実現する移動体識別装置においては、先の料金集計システムのように、大量の応答器を短時間のうちに識別しなくてはならない場合が多く想定される。このようなトラフィックの大きな通信環境においては、時間的区切りのないアロハ方式よりも、タイムスロット方式が有利であることが既にわかっている。次式は各方式のトラフィックに対するスループットを表す式である。
【０００５】
アロハ方式：Ｓ＝Ｇｅｘｐ（−２Ｇ）
タイムスロット方式：Ｓ＝Ｇｅｘｐ（−Ｇ）
スロット方式のスループットはトラフィックが１のときにアロハ方式の２倍となり、総じてタイムスロット方式の効率がよいことがわかる。
【０００６】
特開平５−２６６２６７号公報では、アロハ方式による複数枚読み取り技術を開示しており、質問器からの呼出信号に対して応答器は乱時間経過後に応答信号を送信するものであるが、サイズの大きな応答信号を送信する場合には、送信途中で他の応答信号と衝突する可能性が高くなる。
【０００７】
また特開平８−１８１６３３号公報においては、タイムスロット方式に類似した方式として時間的な分割を利用した複数枚読み取り技術を開示している。図２０は特開平８−１８１６３３における交信手順を示す概念図である。図２０に示すごとく応答器が質問器からの質問信号に同期して応答信号である固有ID信号を送信するまでの待ち時間をランダムに選択する。選択できる時間間隔は固定されており、送信途中における他からの送信信号と衝突する確率を極力少なくすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
さらに特開平８−１８１６３３号公報では、質問器が応答信号を一定時間受信した後に、受信された応答器のＩＤコードを含ませた受信確認信号を個別に送信する。すなわち応答器は応答信号を送信してから一定時間後に受信確認信号を受信することになり、時刻管理に対する負担が大きなものとなる。
【０００９】
また受信確認信号を受信した際に、それが自分宛てであるかをＩＤコードを比較することによって判定する必要があり、一回の読み取り操作における動作時間が長くなり、電力消費が大きくなると考えられる。
【００１０】
また一般に、複雑かつ多種類のコマンドを質問器が発行する複数枚読み取り方式が多く存在し、それらのコマンドを応答器が解釈するためには複雑な回路構成が必要となり、さらにその動作に見合った電力が消費される。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明ではスロット方式を用いることでチャネル利用効率を高め、また多種類のコマンドは使わずに簡単なプロトコルを適用することにより応答器の回路構成の簡単化と消費電力の削減を図る。
【００１２】
さらに応答器からの応答信号を受信した質問器は、受信確認信号を直ちに送信することにより応答器の時刻管理に対する負担を軽減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の発明は、質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に非接触で質問器と交信する移動体識別装置において、前記質問器は、常時継続して送信される連続搬送波の被変調信号として連続搬送波信号を発生する連続搬送波信号発生手段と、一定時間間隔でトリガ信号を定期的に発生するトリガ信号発生手段と、前記トリガ信号に同期したフレームの各スロットにおいて前記応答器からの応答信号を受信復調して識別し応答器情報を抽出する応答信号受信手段と、受信した応答信号に対する通信誤りを検出する誤り検出手段と、前記受信した応答信号に対して通信誤りが検出されなかった場合に正常受信確認信号を直ちに発生する受信確認信号発生手段と、前記誤り検出手段の判定により前記連続搬送波信号発生手段と前記トリガ信号発生手段と前記受信確認信号発生手段を制御する信号制御手段と、前記連続搬送波信号発生手段と前記トリガ信号発生手段と前記受信確認信号発生手段の出力を変調し送信する送信手段を備え、前記応答器は、応答器情報を記憶するメモリと、前記質問器からの送信信号を受信復調する受信手段と、受信復調した信号の種別を判別する受信信号判別手段と、前記受信復調した信号が前記トリガ信号であった場合にそれに同期して時刻管理を行う時刻管理手段と、前記時刻管理手段の出力に応じて前記メモリに記憶された応答器情報と誤り検出あるいは訂正符号を含む応答信号を変調して送信する応答信号送信手段と、前記受信復調した信号が前記正常受信確認信号であった場合に一定期間送信を停止するよう時刻管理手段を制御する応答制御手段と、前記時刻管理手段ならびに前記応答信号送信手段に接続された乱数発生手段を備えることを特徴とするものであり、これを図７を用いて説明すると、質問器が送信するトリガ信号６１Ａによって応答器はフレーム同期をとり、それに続くタイムスロットをランダムに選択して応答器情報と誤り符合を含む応答信号を送信する。例えば図７では、トリガ信号６１Ａの直後のスロットにおいて応答信号６３Ａが送信され、その次のスロットにおいて応答信号６３Ｂが送信されている。応答信号を受信した質問器は誤り符合による誤り検出を行い、誤りが検出されなかったとき、すなわちそのスロット内で他応答器からの応答信号との衝突がなく、また通信誤りも発生しなかった場合に正常受信確認信号６５Ａ（６５Ｂ）を応答器に送信する。応答器は応答信号を送信した直後に正常受信確認信号を受信した場合、識別が正常に行われたと認識し、以後トリガ信号（例えば６１Ｂ）を受信しても応答信号の送信を行わない応答停止状態に一定期間入る。タイムスロット方式により応答信号の送信途中の衝突を防ぐことができ、また識別された応答器を順次識別対象から外していくことにより、効率的な複数枚同時読み取りを実現することができる。
【００１４】
本発明の第２の発明は、前記トリガ信号内容が１と０の繰り返しであることを特徴とするもので、交信手続きの簡単化のため応答器は受信したトリガ信号を用いてクロック再生を行い、スロットタイミングをとることができる。なおトリガ信号に続いて連続搬送波（連続１パターン）が送信されるので、トリガ信号の終端は応答器において判別可能である。
【００１５】
本発明の第３の発明は、前記正常受信確認信号内容がすべて０であることを特徴とするもので、質問器はトリガ信号あるいは受信確認信号の送信時以外は常時連続搬送波を送信しており、これは応答器での復調が簡単なＡＳＫで考えると連続して信号内容１を受信復調していることに他ならない。また応答器の回路構成を簡単にするために、受信確認信号は単純であることが望ましく、複雑なビットパターンは避けるべきと考える。すなわち正常受信確認信号を最も単純なビットパターンで表現する場合に、１が連続するパターンと０が連続するパターンの２通りが考えられる。ここで１が連続するパターンは応答器においては連続搬送波と区別がつかないため、好ましくない。したがって正常受信確認信号として連続して０を送信することにより、確実に正常受信確認信号を判別することができるものである。
【００１６】
本発明の第４の発明は、前記受信確認信号発生手段が、受信した応答信号に対して通信誤りが検出されなかった場合に正常受信確認信号を直ちに発生して変調送信し、さらに通信誤りが検出された場合に受信失敗確認信号を直ちに発生して変調送信することを特徴とするもので、応答器は受信確認信号の判定を確実に行うことができる。すなわち正常受信確認信号を受信した場合にのみ正常に識別されたと認識し、受信失敗確認信号を受信した場合にのみ衝突が発生したことにより識別が失敗したと認識する。
【００１７】
本発明の第５の発明は、前記正常受信確認信号内容がすべて０であり、前記受信失敗確認信号内容がすべて１であることを特徴とするもので、正常受信確認信号として連続した０パターンを送信することによって確実に信号判別をおこなうことができるのは先の通りであるが、さらに受信失敗確認信号として連続した１パターンを適用することにより、質問器は特定の受信失敗確認信号を送信する必要がなくなり、質問器の処理負荷を軽減することができる。つまり連続した１というビットパターンは連続搬送波に等しく、質問器は常時これを送信しているので、応答信号の正常受信時のみ特定信号パターン（連続０パターン）を送信するだけで、後は連続搬送波の送信を行っていれば、自動的に受信失敗確認信号を送ったことになるものである。
【００１８】
本発明の第６の発明は、前記正常受信確認信号内容がすべて１であり、前記受信失敗確認信号内容がすべて０であることを特徴とするもので、質問器が応答信号の受信に失敗したことを応答器に確実に通知するため、受信失敗確認信号内容を連続搬送波とは異なるビットパターンにするものである。
【００１９】
請求項１に記載の発明は、質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に非接触で質問器と交信する移動体識別装置であって、前記応答器は乱数発生手段を有し、前記乱数発生手段で得られた乱数に基づき、前記質問器に応答信号を送る際に、前記応答信号にオフセットを含ませ、前記質問器は、前記応答信号に含まれている前記オフセットを判別する手段を有することを特徴とするもので、応答器情報がＩＤコードである場合に、同じＩＤを持った応答器が同一スロットに対して応答信号を送信することを考えると、応答信号の先頭ビットからＩＤコードを記述した場合に、同一の応答信号が送られることになり、質問器側ではこれらが重なって一つの信号として受信されてしまい誤識別の原因となる。
【００２０】
これを避けるために応答器では、乱数発生手段によって発生した乱数に基づいて応答信号先頭ビットからのオフセットを決め、そのオフセット箇所から応答器情報を記述することにより、同一ＩＤでも異なる応答信号を生成することができ、質問器側で誤り検出処理を行うだけで同一ＩＤの場合の衝突検出を可能とする。したがって同一ＩＤの識別を可能とする。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に非接触で質問器と交信する移動体識別装置の応答器であって、乱数発生手段を有し、前記乱数発生手段で得られた乱数に基づき、前記質問器に応答信号を送る際に、前記応答信号にオフセットを含ませることを特徴とするもので、請求項１記載の発明と同様の効果が得られる。
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態として、図１から図１７を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
第一の実施の形態について図１〜３、５、７、８、９を用いて説明する。
【００２９】
図１は本発明による移動体識別装置の全体構成を示しており、１は質問器、２は質問器に接続されたアンテナ、３、５，７、９は応答器、４、６，８、１０はそれぞれ応答器に接続されたアンテナ、１１は質問器１からすべての応答器に対する無線下り回線、１１は各応答器から質問器１への無線上り回線を表わしている。
【００３０】
図２は本発明による移動体識別装置における質問器の第一の構成例を示しており、２８はアンテナ、２７は送受信の切り替えを行う送受信切替手段でサーキュレータを使用してもよい。２５は連続搬送波発生手段、２３はトリガ信号発生手段、２２は受信確認信号発生手段であり、これらの送信手段の切り替えを信号制御手段２０において行う。また、２６は応答信号受信手段、２１は受信した応答信号の誤り検出を行う誤り検出手段であり、誤り検出の結果を受けて送信制御２０が次に送信する信号を制御する。
【００３１】
図３は本発明による移動体識別装置における応答器の構成例を示しており、３０はアンテナ、３１は送受信の切り替えを行う送受信切替手段でサーキュレータを使用してもよい。３２は受信手段、３５は受信信号判別手段、３６は受信信号の判別結果を受けて応答信号の送信制御を行う応答制御手段、３７は受信信号の判別結果を受けて応答信号の送信タイミングを決定する時刻管理手段、３８は応答信号の送信タイミングを決定するのに使用する乱数を発生する乱数発生手段、３３は時刻管理手段３７の出力を受けて応答器情報と誤り符号を含む応答信号を送信する応答信号送信手段、３４は応答器情報を記憶するメモリを表わしている。
【００３２】
図５は本発明による移動体識別装置における第一の交信手順を示しており、５１は質問器側の交信手順、５２は応答器側の交信手順、５３と５８はトリガ信号、５４−Ａはトリガ信号５３に対する応答器＃１からの応答信号、５４−Ｂはトリガ信号５３に対する応答器＃２からの応答信号、５６はトリガ信号５３に対する応答器＃３からの応答信号、５７は応答信号５６に対する正常受信確認信号を表わしている。
【００３３】
図７は本発明による移動体識別装置における交信フォーマット例を示しており、７０はフレーム期間、７１は第一のスロット期間、７２は第二のスロット期間、６１Ａ、Ｂは質問器によるトリガ信号の送信期間、６２Ａ、Ｂはそれぞれトリガ信号６１Ａ、Ｂに対する応答器におけるトリガ信号受信期間、６３Ａ、Ｂは応答器による応答信号の送信期間、６４Ａ，Ｂはそれぞれ応答信号６３Ａ、Ｂに対する質問器における応答信号受信期間、６５Ａ、Ｂは質問器による受信確認信号の送信期間、６６Ａ、Ｂはそれぞれ受信確認信号６５Ａ、Ｂに対する応答器における受信確認信号の受信期間を表わしている。
【００３４】
図８は本発明による移動体識別装置のトリガ信号を説明するための概念図であり、応答器における受信信号を復調したビットにより図示されているが、質問器においては同様のビットパターンを変調送信する。８１はトリガ信号直前の受信復調ビット、８２は受信復調したトリガ信号のビットパターン。８３はトリガ信号直後の受信復調ビットを表わしている。
【００３５】
図９は本発明による移動体識別装置の正常受信確認信号を説明するための概念図であり、応答器における受信信号を復調したビットにより図示されているが、質問器においては同様のビットパターンを変調送信する。８４は正常受信確認信号直前の受信復調ビット、９０は受信復調した正常受信確認信号のビットパターン、８５は正常受信確認信号直後の受信復調ビットを表わしている。
【００３６】
本発明による移動体識別装置は図１に示す構成において、その作用を発揮する。すなわち質問器１がアンテナ２を介して、下り回線１１を通じて複数の応答器３、５、７、９に信号を送信することができ、応答器３、５、７、９はそれぞれアンテナ４、６、８、１０を介して、上り回線１２を通じて質問器１に信号を送信することができる。ここで各応答器は小型化に対する要求より、バックスキャタ等の反射変調方式を利用することが望ましい。すなわち下り回線１１より受信した連続搬送波を送信情報で変調し送信信号を得て、上り回線１２に送信する。
【００３７】
図２、図３、図７を用いて複数枚同時読み取りのための交信シーケンスについて説明する。交信開始にあたり質問器はトリガ信号発生手段２３によってトリガ信号６１Ａを交信領域内のすべての応答器に対して送受信切替手段２７とアンテナ２８を介して送信する。応答器はアンテナ３０および送受信切替手段３１を経て受信手段３２によってトリガ信号６１Ａを受信し（６２Ａ）、受信信号判別手段３５においてトリガ信号であることを判別する。トリガ信号によってフレーム期間７０が規定され、トリガ信号に続けて一つ以上のスロット期間７１、７２が連続して配置され、一つの応答器はいずれか一つのスロット期間に応答信号を送信する。
【００３８】
受信信号判別手段の出力を受けて時刻管理手段３７は乱数発生手段３８より乱数を取得し、それをもとに応答信号を送信する一つのスロット期間を決定する。続いて時刻管理手段３７は送信スロットまでの時間管理を行い、送信時刻に達すると応答信号送信手段３３に制御を移す。例えば図７では、トリガ信号受信６２Ａ後の乱数によるスロット選択の結果、第一のスロット期間７１での送信が決定したため直ちに応答信号送信手段３３に制御が移され、第一のスロット７１において応答信号６３Ａを送信している。このとき応答信号送信手段３３は、自応答器情報をメモリ３４から読み出し、誤り符号を付加して応答信号６３Ａを生成し、送受信切替手段３１およびアンテナ３０を介して送信する。
【００３９】
ここで処理時間削減のためメモリ３３にはあらかじめ自応答器情報と誤り符号を記憶しておいてもよい。質問器はアンテナ２８および送受信切替手段２７を経て応答信号受信手段２６により応答信号６３Ａを受信すると（６４Ａ）、誤り検出手段２１において受信応答信号６４Ａの誤り検出演算を行う。
【００４０】
演算の結果、誤りなく信号が受信されていると判定されると、信号制御手段２０を介して受信確認信号発生手段２２に契機が与えられ、受信確認信号６５Ａとして正常受信確認信号が送受信切替手段２７およびアンテナ２８を介して送信される。
【００４１】
応答器はアンテナ３０および送受信切替手段３１を介して受信手段３２において受信確認信号６５Ａを受信すると（６６Ａ）、受信信号判別手段３５において正常受信確認信号であることを判別する。この結果を受けて応答制御手段３６は、一定期間送信を停止するため時刻管理手段３７を停止させる制御を行い、応答器は一定期間一切の送信を行わなくなる。
【００４２】
すなわちそれ以降の読み取りシーケンスに参加する応答器数を削減することが可能であり、これによって大幅に読み取り効率を向上させることができる。
【００４３】
さて、図７では続く第二のスロット期間７２においても応答信号が送信されており、この場合の応答器においては、時刻管理手段３７が１スロット分の時間遅延をもって応答信号送信手段３３に制御を移すことによって、以下同様の操作により一連の交信シーケンスを達成する。なお、あらかじめ定められた数のスロット期間を終了すると、質問器はあらためてトリガ信号６１Ｂを送信し、以下同様の操作により交信シーケンスを展開する。
【００４４】
なお質問器は、トリガ信号あるいは受信確認信号の送信時以外は、連続搬送波発生手段２５によって連続搬送波が送信されており、これによって応答器への電力と被変調波の供給が行われる。なおこれら送信信号の切替制御は、すべて信号制御手段２０によって成されるものである。
【００４５】
以上の交信シーケンスを図５を用いてより具体的に説明する。図５では、質問器５１の送信するトリガ信号５３を受けて、応答器＃１と＃２がそれぞれ応答信号５４−Ａと５４−Ｂを第一スロットにおいて送信している。これを質問器５１が受信して誤り検出演算を行った結果は、異なる応答器情報が衝突して受信されたことにより、誤り受信と判定される。
【００４６】
したがって、正常受信確認信号は送信されず、応答器＃１と＃２は受信確認信号を受信することができず、次のトリガ信号受信５８まで待機状態に入る。続く第二スロットにおいて応答器＃３が応答信号５６を送信している。これを受信した質問器５１は受信応答信号５６に対する誤りが検出されなかったので、正常受信確認信号５７を送信する。応答器＃３は受信確認信号として正常受信確認信号５７を受信できたので、一定期間送信を行わない送信停止状態に入る。これによって応答器＃３は、次のトリガ信号５８を受信しても応答信号の送信は行わない。
【００４７】
ここでトリガ信号は応答器が簡単に判別できることが重要であり、最も簡単なビット０と１の繰り返しパターンによるトリガ信号を用いることが好ましい。図８を用いてトリガ信号について説明する。図８はＭビットのトリガ信号を表わしており、そのビットパターン８２は「０１０１...０１０１」である。トリガ信号直前の数ビット８１は連続搬送波であり、８１から８２へ遷移するビットの立ち下がりを検出することによってトリガ信号を検出できる。ビット立ち下がり検出後、一定期間（Ｍビット）ビット「０１」の繰り返しを確認した後、トリガ信号直後の数ビット８３は再度連続搬送波が受信されるので、トリガ信号の終了を判定することができる。なお、トリガ信号がビット「１０」の繰り返しであることにより、同時にクロック再生を行うことも可能であり、実際トリガ信号前半の数ビットでクロック再生は完了することがわかっている。
【００４８】
また図９ではＮビットの正常受信確認信号９０について示しており、正常受信確認信号直前の信号８４は連続搬送波であることが好ましい。さらに正常受信確認信号はビット０がＮビット連続していることが好ましく、応答器は応答信号送信して一定期間後に、ビット０が少なくともＮビット連続した場合に正常受信確認信号を受信できたと判定できる。あるいは判定のためのＮビット以下の閾値を設けて、受信確認信号期間に閾値以上ビット０が連続した場合に正常受信確認信号を受信できたと判定することもできる。
【００４９】
以上の仕様は質問器が常時連続搬送波を送信していることによるもので、正常受信確認信号が送信されない場合は、連続搬送波であるビット１の連続が応答器において受信される。
【００５０】
以上のように本実施の形態によれば、ビット「１０」の繰り返しや、ビット０あるいはビット１の連続など単純な信号パターンを用いることにより、簡単なプロトコルによる交信シーケンスで、同時に交信領域に存在する複数の応答器のデータを読み取れる移動体識別装置を実現することができる。また、これまで応答器において複雑なコマンドの識別等で消費していた電力を削減し、同時に回路規模を縮小することが可能となり、受信波を通じて電力供給を受ける小型且つ無電池型の応答器を備えた移動体識別装置を実現することができる。
【００５１】
（実施の形態２）
第二の実施の形態について図６、１０を用いて説明する。
【００５２】
図６は本発明による移動体識別装置における第一の交信手順を示しており、５１は質問器側の交信手順、５２は応答器側の交信手順、５３と５８はトリガ信号、５４−Ａはトリガ信号５３に対する応答器＃１からの応答信号、５４−Ｂはトリガ信号５３に対する応答器＃２からの応答信号、５５は応答信号５４−Ａ、Ｂに対する受信失敗確認信号、５６はトリガ信号５３に対する応答器＃３からの応答信号、５７は応答信号５６に対する正常受信確認信号を表わしている。
【００５３】
図１０は本発明による移動体識別装置の受信確認信号を説明するための概念図であり、応答器における受信信号を復調したビットにより図示されているが、質問器においては同様のビットパターンを変調送信する。８４は受信確認信号直前の受信復調ビット、９１は受信復調した第一の受信確認信号のビットパターン、９２は受信復調した第二の受信確認信号のビットパターン、８５は受信確認信号直後の受信復調ビットを表わしている。
【００５４】
第二の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【００５５】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【００５６】
図６を用いて質問器と応答器の具体的な交信シーケンスについて説明する。図６では、質問器５１の送信するトリガ信号５３を受けて、応答器＃１と＃２がそれぞれ応答信号５４−Ａと５４−Ｂを第一スロットにおいて送信している。これを質問器５１が受信して誤り検出演算を行った結果は、異なる応答器情報が衝突して受信されたことにより誤り受信と判定され、受信確認信号として受信失敗確認信号５５を送信する。応答器＃１と＃２はこれを受信して衝突ないし通信エラーの発生を認識し、次のトリガ信号受信５８まで待機状態に入る。
【００５７】
続く第二スロットにおいて応答器＃３が応答信号５６を送信している。これを受信した質問器５１は受信応答信号５６に対する誤りが検出されなかったので、正常受信確認信号５７を送信する。応答器＃３は受信確認信号として正常受信確認信号５７を受信できたので、一定期間送信を行わない送信停止状態に入る。これによって応答器＃３は、次のトリガ信号５８を受信しても応答信号の送信は行わない。
【００５８】
ここで図１０ではＮビットの受信確認信号について示しており、第一の受信確認信号パターンにおいては、正常受信確認信号パターン９２と受信失敗確認信号パターン９１が用いられる。これは第一の実施の形態において説明した正常受信確認信号と等しいものである。
【００５９】
また第二の受信確認信号パターンにおいては、正常受信確認信号パターン９１と受信失敗確認信号９２が用いられる。ここでは、応答器は応答信号送信してから一定期間後に少なくともＮビット連続してビット０を受信した場合に受信失敗確認信号であると判断する。これにより受信失敗確認信号を確実に受信できる。
【００６０】
以上のように本実施の形態によれば、受信確認信号として正常受信、受信失敗の二通りの信号種別を設け、全く逆の特性を示す信号パターンをそれぞれに与えることにより、応答器における判別による負担を軽減することができ、簡単な回路構成の応答器を備える移動体識別装置を実現することができる。
【００６１】
（実施の形態３）
第三の実施の形態について図１１を用いて説明する。
【００６２】
図１１は本発明による移動体識別装置の応答信号を説明するための概念図であり、質問器における受信信号の復調ビットにより図示されているが、応答器においては同様のビットパターンを変調送信する。１０１は応答信号直前の受信復調ビット、１０２、１０３は受信復調したランダムオフセットのビットパターン、１０４は受信復調した応答器情報のビットパターン、１０５は受信復調したパディングのビットパターン、１０６は受信復調した誤り符号のビットパターン、１０７は応答信号直後の受信復調ビットを表わしている。
【００６３】
第三の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【００６４】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【００６５】
図１１において、応答信号直前の数ビット１０１は連続搬送波信号であることが好ましい。また応答信号直後の信号１０７は連続搬送波信号であってもよいし、そうでなくてもよい。応答器において応答信号送信手段３３が時刻管理手段３７によって応答信号の送信契機を与えられると、乱数発生手段３８より取得した乱数をもとにランダムオフセットのビット数を決定する。
【００６６】
図１１ではランダムオフセットがＩ＋１ビットの場合について示してある。応答信号送信手段３３は、応答信号の先頭Ｉビットを連続０とし（１０２）、Ｉ＋１ビット目１０３を１とする。そしてＩ＋２ビット以降のＪビットに応答器情報１０４を記述し、最後のＬビットに誤り符号１０５を記述する。応答器情報１０４と誤り符号１０５の間の無情報領域Ｋビットにはパディング１０５を施す。
【００６７】
ここでランダムオフセットの最大ビット数は、応答信号サイズにしたがって決定するものであることに注意しなければならない。
【００６８】
以上のように本実施の形態によれば、ランダムオフセットを設けて応答信号内への応答器情報の書き込み位置を変化させることにより、例えば応答器ＩＤのように同一の応答器情報を送信する場合でも、質問器側で一つの信号に重なって受信される確率が低くなるため高い確率で誤認識を防ぐことができ、同一情報を送信する複数の応答器が交信領域内に存在する場合でも、応答器のデータをよみ取れる移動体識別装置を実現することができる。
【００６９】
（実施の形態４）
第四の実施の形態について図４、１２を用いて説明する。
【００７０】
図４は本発明による移動体識別装置における質問器の第二の構成例を示しており、２８はアンテナ、２７は送受信の切り替えを行う送受信切替手段でサーキュレータを使用してもよい。２５は連続搬送波発生手段、２４は励起信号発生手段、２３はトリガ信号発生手段、２２は受信確認信号発生手段であり、これらの送信手段の切り替えを信号制御手段２０において行う。また、２６は応答信号受信手段、２１は受信した応答信号の誤り検出を行う誤り検出手段であり、誤り検出の結果を受けて送信制御２０が次に送信する信号を制御する。
【００７１】
図１２は本発明による移動体識別装置を用いた第一のシステム例を示しており、１１２はベルトコンベア、１は質問器、２は質問器に接続されたアンテナ、１１０はアンテナ２による交信エリアで励起信号が放射されており、１１１はアンテナ２による交信エリアでトリガ信号をはじめとする交信シーケンスが展開される。また１１３、１１５は荷物、１１４、１１６は荷物に貼付された応答器を表わしている。
【００７２】
第四の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【００７３】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【００７４】
図４は図２で説明した構成に励起信号発生手段２４を付加しただけのものであり、励起信号発生手段２４は他の送信手段同様、信号制御手段２０によって制御される。励起信号手段２４は任意のタイミングでトリガ信号に代わって励起信号を送信するもので、励起信号によって送信停止状態にあった応答器は再度質問器との交信が可能な状態に戻ることができる。
【００７５】
図１２では励起信号の有効な応用について示している。図１２において交信エリア１１０と１１１は一つの質問器１によって形成されている印象を受けるが、実際これは複数の異なる質問器によるものであってもよい。ただし図１２において、交信エリア１１０では励起信号だけが放射され、交信エリア１１１でトリガ信号をはじめとする複数枚同時読み取りのための交信シーケンスが展開されていることが重要である。
【００７６】
すなわち交信エリア１１０に進入する以前に送信停止状態に入った応答器１１４が、交信エリア１１０において励起信号を受信することにより送信停止状態が解除され、次に交信エリア１１１に進入した応答器１１６はトリガ信号を受信して質問器１との交信シーケンスを開始する。これによりアプリケーションが任意の時点において送信停止状態を解除することができ、柔軟な応答器制御が可能となる。
【００７７】
以上のように本実施の形態によれば、励起信号を用いることにより、一度送信停止状態に入った応答器の自動的に停止状態が解除される一定期間を待つことなく任意の時点において送信可能状態に復帰させることが可能である移動体識別装置を実現できる。
【００７８】
さらに、上記述べたベルトコンベアを用いたシステムにおいては、交信領域直前に励起信号受信領域を別途設けることにより、以前の交信において送信停止状態に入った応答器を順次送信可能状態に復帰させ、続く交信領域において読み取り動作を開始することができ、またこのとき同時に再初期化動作を促すことも可能であり、柔軟な応答器制御により交信領域内に存在する複数の応答器からデータを読み取れる移動体識別装置を実現できる。
【００７９】
（実施の形態５）
第五の実施の形態について図１３、１４、１６〜１９、２１を用いて説明する。
【００８０】
図１３は本発明による移動体識別装置の最適スロット数を説明するための第一の図であり、フレームあたりのスロット数に対する読み取り時間を様々なスロットサイズについて示している。すなわち、交信領域内の応答器数が２０であるときのフレームあたりのスロット数１２１に対するすべての応答器の情報を読み終わるまでの読み取り時間１２０を６つの応答信号データサイズ（４バイト１２２、８バイト１２３、１６バイト１２４、３２バイト１２５、６４バイト１２６、１２８バイト１２７）ごとに示しており、この場合の最適スロット数が１２８に示すポイントである。
【００８１】
図１４は本発明による移動体識別装置の最適スロット数を説明するための第二の図であり、交信領域内の応答器数に対する最適スロット数を示している。すなわち交信領域内の応答器数１３１に対して読み取り時間が最小となるようなフレームあたりの最適スロット数１３０を示しており、その関係は線形関数１３２によって表わされる。
【００８２】
図２１は本発明による移動体識別装置の最適スロット数の範囲を説明するための図であり、３６２は（数２）においてＸ＝０．５１、Ｙ＝１．７としたときの算出スロット数３６０と、そのときの平均読み取り時間３６１を示している。
【００８３】
【数２】
同様に３６３はＸ＝０．５０、Ｙ＝２．０、３６４はＸ＝０．４９、Ｙ＝１．３、３６５はＸ＝０．５５、Ｙ＝２．１、３６６はＸ＝０．５５、Ｙ＝１．３、３６７はＸ＝０．５０、Ｙ＝２．１としたときのそれぞれの数値を示している。
【００８５】
なお、図２１では応答器数が３０のときにスロットあたり８バイトのデータを伝送する場合を例示している。
【００８６】
図１６は本発明による移動体識別装置における質問器の第三の構成例を示す概念図であり、３０４はカメラ等の外部装置、３０２は外部装置に接続された応答器計数手段、３０１は最適スロット数算出手段、３０３は第二のトリガ信号発生手段を示している。なお、その他の数字を付与した構成は図１あるいは図４に示したものと同じである。
【００８７】
図１７は本発明による移動体識別装置を用いた第二のシステム例を示す概念図であり、１１２はベルトコンベア、１は質問器、２は質問器１に接続されたアンテナ、１１１は質問器１による交信領域、１１６は応答器、１１５は応答器１１６が貼付された荷物、３１１はカメラ等の撮像装置で質問器１に接続されている。
【００８８】
図１８は本発明による移動体識別装置のスロット数情報を説明するための図であり、３５０はトリガ信号期間、３５１はスロット数情報期間、３５４はスロット期間、３５２はトリガ信号のビットパターン、３５３はスロット数情報のビットパターン、３５５はスロットのビットパターンを示している。
【００８９】
図１９は本発明による移動体識別装置における応答器の第二の構成例を示す概念図であり、３０５はスロット数情報抽出手段を示している。なお、その他の数字を付与した構成は図３に示したものと同じである。
【００９０】
第五の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【００９１】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【００９２】
図１３よりわかるように、スロット数１２１が少ないときには応答器による輻輳の頻度が大きくなるため読み取り試行回数が増加して読み取り時間１２０が増大する傾向にある。また、逆にスロット数１２１が多いときには輻輳は減るものの使用されないスロットによる時間消費が大きくなり、結果として読み取り時間１２０が増大する傾向にある。これらの間に読み取り時間１２０が最小となるスロット数が存在し、これを最適スロット数１２８と呼ぶ。
【００９３】
最適スロット数は交信領域内に存在する応答器の数、すなわち同時読み取り対象となる応答器数に応じて決まる。図１４では応答器数１３１に対する最適スロット数１３０の関係を示しており、（数２）に示す線形関数１３２によって表わすことができる。
【００９４】
すなわち交信領域内の応答器数が固定である、あるいはあらかじめわかっている場合には、（数２）より最適スロット数を算出し、その最適スロット数をもって質問器と応答器間の交信を行わせることによって、最短時間での読み取りを実現することが可能となる。
【００９５】
ここで、ＸとＹの範囲について、図２１では３６２と３６３にＸおよびＹが（数２）に示した範囲内であるもの、３６４〜３６７にＸおよびＹが（数２）に示した範囲外であるものの算出スロット数３６０と平均読み取り時間３６１を例示している。
【００９６】
ＸＹが（数２）範囲内である３６２、３６３では読み取り時間がともに８２０ｍｓｅｃとなっているのに対して、（数２）範囲外である３６４〜３６７ではいずれも８２０ｍｓｅｃより大きな読み取り時間を必要としており、図２１の例では３６２、３６３に示すＸＹ値に従って最適スロット数を算出することが効果的であることがわかる。
【００９７】
応答器数が３０の場合、Ｘを０．４９〜０．５４、Ｙを１．４〜２．０の範囲に設定すれば読みとり時間は８２０ｍｓｅｃ以内であった。この範囲にＸ、Ｙを設定すれば良い。
【００９８】
なお、ここでは応答器数が３０であるときの数値のみを示したが、（数２）に示したＸＹ範囲は異なる応答器数の場合についても読み取り時間が小さく抑えられるものである。
【００９９】
簡単な回路構成による応答器を実現するためには、あらかじめ同時読み取り対象とする応答器数を固定として、その固定数に対する最適スロット数をあらかじめ算出しておき、質問器と応答器の双方にそのスロット数を設定しておいてもよい。
【０１００】
また、無線通信環境においては、外因による信号劣化等による符号誤りが発生するため、（数２）より算出した最適スロット数をそのまま利用して短時間の読み取りを達成することは非常に困難である。
【０１０１】
したがって符号誤りの度合いにより、例えば信号劣化が多く発生する無線伝送路に対しては、（数２）から求めた数値より若干多めのものを最適スロット数として設定し、劣化が少ない良好な伝送路の場合には（数２）から求めた数値をそのまま最適スロット数とする等、いくらかの調整を行うことによって複雑な通信環境においても柔軟に対応することができる。
【０１０２】
以上のような最適スロット数の計算は、例えば図１６の最適スロット数算出手段３０１において行われ、計算されたスロット数情報は第二のトリガ信号発生手段３０３に転送され、応答器に送信するトリガ信号に続くフィールドあるいはトリガ信号の一部に記述される。応答器では図１９に示す受信信号判別手段３５の受信信号に対する判別結果がトリガ信号であった場合に、受信信号がスロット数情報抽出手段３０５に転送され、トリガ信号に続くフィールドあるいはトリガ信号の一部として質問器が送信したスロット数情報を抽出し、時刻管理手段３７に転送する。時刻管理手段３７では、転送されたスロット数情報をもとに応答信号を送信するためのスロット選択幅を設定し、その設定値の範囲でスロット選択を行う。
【０１０３】
算出した最適スロット数は、質問器自身の時間監視においても利用される。
【０１０４】
なお、図１６では質問器が励起信号発生手段を備える構成について示したが、必要に応じてこれを割愛することも可能である。
【０１０５】
図１８を例にスロット数情報の交信について説明する。
【０１０６】
図１８（ｉ）はトリガ信号に続けてスロット数情報を記述するフィールドを設けてスロット数を質問器から応答器に通知する場合を示している。トリガ信号期間３５０のトリガ信号ビット３５２を送った直後にスロット数情報期間３５１を設けてスロット数情報ビット３５３を変調送信する。スロット数情報ビットをすべて変調送信し終わったら、応答器が応答信号を送信するためのスロット期間３５４に入る。ここで、図１４より、例えば応答器数１３１が５０のときの最適スロット数１３０が約３０スロットであることから、スロット数情報期間３５１のビット数は６〜７ビット程度が適当であると思われる。
【０１０７】
また、図１８（ｉｉ）はトリガ信号期間３５０中にスロット数情報も変調送信してしまう場合である。すなわちトリガ信号期間３５０の間にトリガ信号ビット３５２とスロット数情報ビット３５３を変調送信し、その後でスロット期間３５４に入る。
【０１０８】
トリガ信号期間３５０中にスロット数情報を挿入することにより、トリガ信号期間３５０の範囲内でトリガ信号ビット３５２とスロット数情報ビット３５３のビット数を柔軟に調節可能であるが、あらかじめ応答器にトリガ信号期間３５０におけるスロット数情報ビット３５３の開始タイミングを指示しておかなければならない。簡単な回路構成の応答器を実現するためには、あらかじめスロット数情報期間３５１の開始タイミングが明らかとなっている図１８（ｉ）の方法を用いることが望ましい。
【０１０９】
以上の構成を用いた移動体識別システムの一例を、図１６と１７を用いて説明する。
【０１１０】
図１７に示すカメラ等の撮像手段３１１は、図１６に示す外部装置３０４と同じものである。撮像手段３１１は、質問器１に接続されたアンテナ２がベルトコンベア１１２上に形成する交信領域１１１の様子を撮影し、その映像をもとに応答器計数手段３０２が交信領域１１１に存在する荷物１１５の個数を計数する。すべての荷物１１５には応答器１１６がそれぞれ貼付されており、交信領域１１１内においては質問器１と交信を行うことができる。
【０１１１】
応答器計数手段３０２による交信領域１１１内の荷物１１５の計数結果は最適スロット数算出手段３０１に転送され、（数２）により応答器数に応じた最適スロット数を計算して第二のトリガ信号発生手段３０３と信号制御手段２０に結果を転送する。このとき、最適スロット数算出手段３０１では、それまでの無線伝送路の状況（伝送路誤り率等）により最適スロット数の調整を行うことがある。
【０１１２】
最適スロット数の報告を受けて、第二のトリガ信号発生手段３０３は、トリガ信号に続くスロット数情報フィールドにおいて、あるいはトリガ信号に含める形で変調送信することにより、最適スロット数を応答器１１６に知らしめる。
【０１１３】
応答器１１６は受信復調信号よりスロット数情報抽出手段３０５においてスロット数を抽出し、受信したトリガ信号に続くスロット数を知る。抽出したスロット数は時刻管理手段３７に転送され、応答信号を送信するためのスロット選択時に使用される。
【０１１４】
以降の読み取り交信処理はこれまでに説明した実施の形態と同じものである。
【０１１５】
以上のようにして、常時あるいは任意のタイミングにおいて交信領域１１１内に存在する荷物１１５の個数を計数し、その都度最適スロット数を算出して応答器１１６に知らしめることにより、交信領域１１１に複数の応答器が存在する場合にも最短時間ですべての読み取りを完了する効率的な移動体識別システムを実現することができる。
【０１１６】
以上のように本実施の形態によれば、交信領域内の同時読み取りの対象となる応答器の数に応じた最適なフレームあたりのスロット数を設定し、また応答器においても最適スロット数に合わせて応答信号送信スロットを選択することにより、最短時間ですべての読み取りを完了する効率的な移動体識別装置を実現することができる。
【０１１７】
（実施の形態６）
第六の実施の形態について図１５を用いて説明する。
【０１１８】
図１５は本発明による移動体識別装置の第三の交信手順を示す概念図であり、２０１は質問器側の交信手順、２０２は応答器側の交信手順、２０３は第一のトリガ信号、２０４−Ａは応答器＃１からの応答信号、２０４−Ｂは応答器＃２からの応答信号、２０４−Ｃは応答器＃３からの応答信号、２０５は受信失敗確認信号、２０６は正常受信確認信号、２０７は第二のトリガ信号、２０８−Ａは応答器＃２からの応答信号、２０８−Ｂは応答器＃１からの応答信号、２０９、２１０は正常受信確認信号、２１１は第三のトリガ信号、２１２−Ａは応答器＃１に対する読み出し信号、２１３−Ａは応答器＃１からの応答器情報、２１２−Ｂは応答器＃２に対する読み出し信号、２１３−Ｂは応答器＃２からの応答器情報、２１２−Ｃは応答器＃３に対する読み出し信号、２１３−Ｃは応答器＃３からの応答器情報を表わしている。
【０１１９】
第六の実施の形態における移動体識別装置の基本的な構成は、第一の実施の形態にて説明したものと同じである。
【０１２０】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。
【０１２１】
トリガ信号に契機付けられる交信手順はこれまでに述べた実施の形態と同様のものであるが、異なる点は、一連の読み取り手順の後に個別の読み取り手順を行うところである。
【０１２２】
すなわち図１５に示す交信手順に従って説明すると、質問器は第一のトリガ信号２０３を交信領域内に存在するすべての応答器（この場合＃１、＃２、＃３）にむけて送信する。応答器＃１、＃２、＃３ではトリガ信号２０３を受信すると、これまでの実施の形態において説明した手段により応答信号を送信するスロットを乱数に基づき決定する。図１５においては、応答器＃１と応答器＃２が最初のスロットにおいて同時にＩＤと誤り符号だけを記述した応答信号２０４−Ａと２０４−Ｂを送信している。質問器側ではこれらの信号は互いに干渉した信号として受信され、誤り検出によって受信失敗であると判定される。このとき、図１５では質問器が受信失敗確認信号２０５を送信しているが、あるいは何も送信しなくてもよいことは先の実施の形態において説明した通りである。応答器＃１と＃２は受信確認信号として受信失敗確認信号２０５が受信された（あるいは正常受信確認信号が受信されなかった）ので、読み取り失敗したことを認識し、次のトリガ信号２０７を待機する。
【０１２３】
続くスロットにおいて応答器＃３だけが応答信号２０４−Ｃを送信すると、質問器側では誤りが検出されないので、正常受信確認信号２０６を送信する。応答器＃３は受信確認信号として正常受信確認信号２０６を受信したので、以降のトリガ信号２０７、２１１に対しては何も応答しない。
【０１２４】
質問器は第一のトリガ信号２０３を送信してから所定のスロット数期間を経過したら第二のトリガ信号２０７を送信する。これに対して読み取りの完了していない応答器＃１と＃２はそれぞれ異なるスロットにおいてＩＤと誤り符号だけを記述した応答信号２０８−Ａ、２０８−Ｂを送信し、質問器はそれぞれに対して正常受信確認信号２０９、２１０を送信する。応答器は＃１は正常受信確認信号２０９を、また応答器＃２は正常受信確認信号２１０を受信することによって読み取りが成功したことを認識し、以降のトリガ信号２１１に対しては何も応答しない。
【０１２５】
質問器は続く第三のトリガ信号２１１を送信するが交信領域内のすべての応答器＃１、＃２、＃３のＩＤを応答信号として読み取ったので、応答信号を送信する応答器はない。ここで質問器は、応答信号がないことから交信領域内のすべての応答器に対するＩＤ読み取りが完了したことを認識して、次の手順に移行してもよいし、あらかじめトリガ信号の送信回数を指定しておいて、その所定数だけトリガ信号を送信してから次の手順に移行してもよい。
【０１２６】
すべての応答器からＩＤを読み取ったと認識した質問器は、読み取ったＩＤを記述した読み取り信号を送信して、該当する応答器から応答器情報を読み取る手順に移る。図１５では、応答器＃１に対する読み取り信号２１２−Ａを送信し、応答器＃１は自ＩＤと比較し、自分宛の読み取り信号であることを認識し、応答器情報２１３−Ａを送信する。このとき応答器情報にＩＤを含めてもよく、より確実な交信を実現することができる。また質問器は応答器情報を受信して正常に読み取りが完了した場合に、ＡＣＫ信号を返送してもよい。
【０１２７】
同様にして応答器＃２に対する読み取り信号２１２−Ｂを送信したときに応答器＃２だけが応答器情報２１３−Ｂを送信し、応答器＃３に対する読み取り信号２１２−Ｃを送信したときに応答器＃３だけが応答器情報２１３−Ｃを送信する。
【０１２８】
最初のトリガ信号に契機付けられる応答器ＩＤを読み取るための交信手順は、複数の応答器による輻輳を伴いながらＩＤを読み取る手順であり、幾度かの送信試行を繰り返しながらすべての応答器ＩＤを読み取るものである。このとき一つのスロット期間に送信されるデータサイズが大きいとき、送信試行回数に応じて読み取り時間が増大する。
【０１２９】
したがって応答器情報のデータサイズが大きい場合に、輻輳を伴いながらすべてを読み取るより、先にＩＤだけを読み取っておいて、その後に応答器情報全体を順列に読み取った方が明らかに短い時間内にすべての読み取りを完了できるのは容易に推定されることである。
【０１３０】
例えば３２ｋｂｐｓのデータレートでスロット数が１１、交信領域内の応答器数が２０である場合に、４バイトの情報を輻輳を伴いながら読み取る平均時間はおよそ２００ミリ秒であり、同様に１２８バイトを読み取る平均時間は２秒である。
【０１３１】
ここで応答器情報が１２８バイトでそのうち４バイトがＩＤであると仮定すると、先にＩＤを輻輳を伴いながら読んでおき、後にそのＩＤを用いて１２８バイトを順次読み出す場合のおおよその所要時間は、２００＋３２×２０＝８４０ミリ秒であることがわかる。
【０１３２】
すなわち１２８バイトを輻輳を伴いながら読み取る場合の約４０％の効率で読み取りを達成することができる。
【０１３３】
以上のように本実施の形態によれば、データサイズの小さい応答器ＩＤを輻輳を伴いながらも短時間で読み取り、続けて各応答器と個別に交信して応答器情報を読み取ることにより、応答器情報のデータサイズが大きい場合に応答器情報全体を輻輳を伴いながら読み取る場合に比べて極めて効率のよい移動体識別装置を実現することができる。
【０１３４】
【発明の効果】
本発明による移動体識別装置では、簡単なプロトコルを適用することにより応答器の消費電力の削減を図り、さらに受信確認に応答器ＩＤを使用しないことにより同一ＩＤを持った応答器に対する同時読み取りが可能となり、高効率かつ幅広い分野への応用が可能な複数枚同時読み取りを実現できる。
【０１３５】
また、比較的小さいサイズである応答器のＩＤを先に読み取った後に、読み取ったＩＤを用いて個々の応答器と順次交信して応答器情報を読み取ることにより輻輳期間が短縮され、あらかじめ規定された読み取り時間を効率的に使うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動体識別装置の全体構成例を示す概念図
【図２】本発明による移動体識別装置における質問器の第一の構成例を示す概念図
【図３】本発明による移動体識別装置における応答器の構成例を示す概念図
【図４】本発明による移動体識別装置における質問器の第二の構成例を示す概念図
【図５】本発明による移動体識別装置における第一の交信手順を示す概念図
【図６】本発明による移動体識別装置における第二の交信手順を示す概念図
【図７】本発明による移動体識別装置における交信フォーマット例を示す概念図
【図８】本発明による移動体識別装置のトリガ信号を説明するための概念図
【図９】本発明による移動体識別装置の正常受信確認信号を説明するための概念図
【図１０】本発明による移動体識別装置の受信確認信号を説明するための概念図
【図１１】本発明による移動体識別装置の応答信号を説明するための概念図
【図１２】本発明による移動体識別装置を用いた第一のシステム例を示す概念図
【図１３】本発明による移動体識別装置の最適スロット数を説明するための第一の図
【図１４】本発明による移動体識別装置の最適スロット数を説明するための第二の図
【図１５】本発明による移動体識別装置の第三の交信手順を示す概念図
【図１６】本発明による移動体識別装置における質問器の第三の構成例を示す概念図
【図１７】本発明による移動体識別装置を用いた第二のシステム例を示す概念図
【図１８】本発明による移動体識別装置のスロット数情報を説明するための図
【図１９】本発明による移動体識別装置における応答器の第二の構成例を示す概念図
【図２０】従来の移動体識別装置を説明するための概念図
【図２１】本発明による移動体識別装置の最適スロット数範囲を説明するための概念図
【符号の説明】
１ 質問器
２ 質問器アンテナ
３、５、７、９ 応答器
４、６、８、１０ 応答器アンテナ
１１ 下り無線回線
１２ 上り無線回線
２０ 信号制御手段
２１ 誤り検出手段
２２ 受信確認信号発生手段
２３ トリガ信号発生手段
２４ 励起信号発生手段
２５ 連続搬送波信号発生手段
２６ 応答信号受信手段
２７ 送受信切替手段
２８ 質問器アンテナ
２９ 送信手段
３０ 応答器アンテナ
３１ 送受信切替手段
３２ 受信手段
３３ 応答信号送信手段
３４ メモリ
３５ 受信信号判別手段
３６ 応答制御手段
３７ 時刻管理手段
３８ 乱数発生手段
５１ 質問器側手順
５２ 応答器側手順
５３ トリガ信号
５４Ａ、Ｂ 応答信号
５５ 受信失敗確認信号
５６ 応答信号
５７ 正常受信確認信号
５８ トリガ信号
６１Ａ、Ｂ トリガ信号送信期間
６２Ａ、Ｂ トリガ信号受信期間
６３Ａ、Ｂ 応答信号送信期間
６４Ａ、Ｂ 応答信号受信期間
６５Ａ、Ｂ 受信確認信号送信期間
６６Ａ、Ｂ 受信確認信号受信期間
７０ フレーム期間
７１、７２ スロット期間
８１ トリガ信号直前のビット
８２ トリガ信号ビット
８３ トリガ信号直後のビット
８４ 受信確認信号直前のビット
８５ 受信確認信号直後のビット
９０ 正常受信確認信号ビット
９１ 第一の受信確認信号ビット
９２ 第二の受信確認信号ビット
１０１ 応答信号直前のビット
１０２ ランダムオフセットビット
１０３ ランダムオフセット終了ビット
１０４ 応答器情報ビット
１０５ パディングビット
１０６ 誤り符号ビット
１０６ 応答信号直後のビット
１１０、１１１ 交信エリア
１１２ ベルトコンベア
１１３、１１５ 荷物
１１４、１１６ 応答器
１２０ スロット数
１２１ 読み取り時間
１２２ ４バイト時の関係曲線
１２３ ８バイト時の関係曲線
１２４ １６バイト時の関係曲線
１２５ ３２バイト時の関係曲線
１２６ ６４バイト時の関係曲線
１２７ １２８バイト時の関係曲線
１２８ 最適スロット数
１３０ 応答器数
１３１ 最適スロット数
１３２ 関係直線
２０１ 質問器側手順
２０２ 応答器側手順
２０３、２０７、２１１ トリガ信号
２０４Ａ、Ｂ、Ｃ 応答信号
２０５ 受信失敗確認信号
２０６、２０９、２１０ 正常受信確認信号
２０８Ａ、Ｂ 応答信号
２１２Ａ、Ｂ、Ｃ 読み出し信号
２１３Ａ、Ｂ、Ｃ 応答器情報
３０１ 最適スロット数算出手段
３０２ 応答器計数手段
３０３ 第二のトリガ信号発生手段
３０４ 外部装置
３０５ スロット数情報抽出手段
３１１ 撮像手段
３５０ トリガ信号期間
３５１ スロット数情報期間
３５２ トリガ信号ビットパターン
３５３ スロット数情報ビットパターン
３５４ スロット期間
３５５ スロットビットパターン
３６０ 算出スロット数
３６１ 平均読み取り時間
Claims (2)
- 質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に非接触で質問器と交信する移動体識別装置であって、
前記応答器は乱数発生手段を有し、前記乱数発生手段で得られた乱数に基づき、前記質問器に応答信号を送る際に、前記応答信号にオフセットを含ませ、前記質問器は、前記応答信号に含まれている前記オフセットを判別する手段を有することを特徴とする移動体識別装置。 - 質問器が構成する交信領域内を移動または通過または存在する複数の応答器が非接触で質問器から放射される電磁波から応答器内の回路を動作させる電力を得ると共に非接触で質問器と交信する移動体識別装置の応答器であって、
乱数発生手段を有し、前記乱数発生手段で得られた乱数に基づき、前記質問器に応答信号を送る際に、前記応答信号にオフセットを含ませることを特徴とする応答器。
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