JP3979323B2 - 通信システムの応答器及び質問器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの応答器及び質問器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開２０００−４９６５６号公報に記載されているように、質問器から複数の応答器へ主搬送波を送って、質問器がその主搬送波を所定の副搬送波で変調して反射する無線通信システムが知られている。この無線通信システムでは、複数の副搬送波を用いた周波数分割多重方式により、複数の応答器に対応するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、応答器の数が多い場合、全ての応答器の副搬送波周波数を異なったものとするのは困難であり、衝突の可能性が大きくなるという問題点があった。また、応答器の副搬送波周波数を変化できるようにしても、応答器は他の応答器がどの副搬送波を用いているかを知ることができないので、衝突を避けることはできないという問題点があった。さらに質問器が複数ある場合、質問器からの送信波の周波数を変えても、応答器は周波数選択性がないため、期待しない応答器からの応答信号によっても送信波が変調反射され、衝突の可能性が大きくなるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、複数の質問器が複数の応答器を同時に識別可能な通信システムの応答器及び質問器を実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の通信システムの応答器は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの応答器であって、前記応答器は、前記質問器から送信された主搬送波を受信し反射するための主搬送波受信反射手段と、副搬送波の周波数を順次切換えながら返信するように副搬送波の周波数をホッピングする周波数ホッピング手段と、副搬送波を所定の情報信号により変調する副搬送波変調手段とで構成される変調副搬送波ホッピング手段と、当該副搬送波変調手段により変調された副搬送波で前記主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調する主搬送波変調手段とを備えている。
【０００６】
この構成の通信システムの応答器の主搬送波受信反射手段は、質問器から送信された主搬送波を受信し反射し、変調副搬送波ホッピング手段を構成する周波数ホッピング手段は副搬送波の周波数をホッピングし、副搬送波変調手段は副搬送波を所定の情報信号により変調し、主搬送波変調手段は副搬送波変調手段により変調された副搬送波で主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調する。
【０００７】
また、請求項２に記載の通信システムの応答器は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記副搬送波の最低周波数は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔より大きいことを特徴とする。
【０００８】
この構成の通信システムの応答器では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、副搬送波の最低周波数は、周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔より大きくなっている。
【０００９】
また、請求項３に記載の通信システムの応答器は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数の２倍以上であることを特徴とする。
【００１０】
この構成の通信システムの応答器では、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数の２倍以上となっている。
【００１１】
また、請求項４に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、送信される第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域と、第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域とは、少なくとも部分的には重なっており、且つ、前記第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波と、前記第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波とは互いに干渉しないインターリービング関係に周波数配置されたことを特徴とする。
【００１２】
この構成の通信システムにおける応答器は、請求項１に記載の発明の作用に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、送信される第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域と、第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域とは、少なくとも部分的には重なっており、且つ、前記第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波と、前記第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波とは互いに干渉しないインターリービング関係に周波数配置されている。
【００１３】
また、請求項５に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１又は４に記載の発明の構成に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最低ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔の２分の１との合計であることを特徴とする。
【００１４】
この構成の通信システムにおける応答器は、請求項１又は４に記載の発明の作用に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最低ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔の２分の１との合計となっている。
【００１５】
また、請求項６に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の構成に加えて、第１の主搬送波を前記副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯信号と２次側波帯信号とが衝突せず、且つ、この１次側波帯信号及び２次側波帯信号と、前記第１の主搬送波と隣接する第２の主搬送波によって生じる２次側波帯とが衝突しないように前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる前記副搬送波の最低ホッピング周波数、最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔及び前記質問器の主搬送波の周波数間隔が決定されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の作用に加えて、第１の主搬送波を前記副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯信号と２次側波帯信号とが衝突せず、且つ、この１次側波帯信号及び２次側波帯信号と、前記第１の主搬送波と隣接する第２の主搬送波によって生じる２次側波帯とが衝突しないように周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最低ホッピング周波数、最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔及び質問器の主搬送波の周波数間隔が決定されている。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
また、請求項７に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記応答器は、前記応答器は、副搬送波を発振する副搬送波発振器と、所定の情報信号に基づいて前記副搬送波発振器からの信号を位相変調する副搬送波変調手段とを備えている。
【００２２】
この構成の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の作用に加えて、応答器の副搬送波発振器は、副搬送波を発振し、副搬送波変調手段は所定の情報信号に基づいて副搬送波発振器からの信号を位相変調する。
【００２３】
また、請求項８に記載の通信システムの質問器は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの質問器であって、主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器において所定の変調がなされた反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した反射波を復調する復調手段と、当該復調手段が復調した復調信号からデータを検出する検出手段とを備え、前記復調手段は、副搬送波の最低ホッピング周波数から最高ホッピング周波数までの全周波数ホッピング範囲を含む所定帯域を同時に受信して、複数の信号を同時に復調を行い、前記検出手段は、前記復調手段からの復調信号を複数の帯域に分割して、各帯域毎の分割帯域受信信号にする帯域分割手段と、前記帯域分割手段からの前記各帯域毎の分割帯域受信信号からデータを復号する復号手段と、当該復号手段からの各復号信号の中から所定条件に基づき複数の受信フレームを切り出し仕分けする仕分手段と、当該仕分手段により仕分けされた複数の受信フレームを時系列的に連結する連結手段とを備え、同時に複数の応答器からの信号を受信できることを特徴とする。
【００２４】
この構成の通信システムの質問器では、主搬送波送信手段は主搬送波を送信し、反射波受信手段は応答器において所定の変調がなされた反射波を受信し、復調手段が反射波受信手段が受信した反射波を復調し、検出手段は復調手段が復調した復調信号からデータを検出し、復調手段は副搬送波の最低ホッピング周波数から最高ホッピング周波数までの全周波数ホッピング範囲を含む所定帯域を同時に受信して、複数の信号を同時に復調を行い、検出手段の帯域分割手段は復調手段からの復調信号を複数の帯域に分割し、各帯域毎の分割帯域受信信号にし、復号手段は帯域分割手段からの前記各帯域毎の分割帯域受信信号からデータを復号し、仕分手段は、当該復号手段からの各復号信号の中から所定条件に基づき複数の受信フレームを切り出し仕分けし、連結手段は仕分手段により仕分けされた複数の受信フレームを時系列的に連結する。従って、同時に複数の応答器からの信号を受信できる。
【００２５】
また、請求項９に記載の通信システムの質問器は、請求項８に記載の発明の構成に加えて、前記帯域分割手段は、前記復号信号をデジタル化してデジタル復調信号を得るアナログ／デジタル変換手段と、前記デジタル復調信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換手段と、前記変換された周波数領域の信号を所定のホッピング周波数帯域毎に分割するホッピング帯域分割手段とを備えている。
【００２６】
この構成の通信システムの質問器では、請求項８に記載の発明の作用に加えて、帯域分割手段のアナログ／デジタル変換手段は、復号信号をデジタル化してデジタル復調信号を得る。周波数領域変換手段はデジタル復調信号を周波数領域の信号に変換し、ホッピング帯域分割手段は変換された周波数領域の信号を所定のホッピング周波数帯域毎に分割する。
【００２７】
また、請求項１０に記載の通信システムの質問器は、請求項８又は９に記載の発明の構成に加えて、前記復号手段は、前記所定のホッピング周波数帯域毎に分割された信号を時間領域の信号に逆変換する時間領域変換手段を備えている。
【００２８】
この構成の通信システムの質問器は、請求項８又は９に記載の発明の作用に加えて、復号手段の時間領域変換手段は、所定のホッピング周波数帯域毎に分割された信号を時間領域の信号に逆変換することができる。
【００２９】
また、請求項１１に記載の通信システムの質問器は、請求項８乃至１０の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記質問器は、複数の応答器が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出する衝突検出手段と、当該衝突検出手段が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出した場合には、衝突した副搬送波の周波数を報知する衝突副搬送波報知手段とを備えている。
【００３０】
この構成の通信システムの質問器は、請求項８乃至１０の何れかに記載の発明の作用に加えて、衝突検出手段は複数の応答器が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出し、衝突副搬送波報知手段は衝突検出手段が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出した場合には、衝突した副搬送波の周波数を報知する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の通信システムを具体化した一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、通信システム１の構成の一例を示す図であり、図２は、通信システム１で使用される主搬送波と反射波の関係を示す図である。
【００３２】
図１に示すように、通信システム１は、一例として、質問器１０，１１と応答器２０，２１，２２，２３とから構成されている。質問器１０からは、主搬送波Ｆｃ１が送信され、質問器１１からは主搬送波Ｆｃ２が送信されて、主搬送波Ｆｃ１は応答器２０〜２２に照射され、主搬送波Ｆｃ２は応答器２２，２３に照射されている。応答器２０からは、反射波Ｆｓ１が返送され、応答器２１からは、反射波Ｆｓ２が返送され、応答器２２からは、反射波Ｆｓ３が返送され、応答器２３からは、反射波Ｆｓ４が返送されている。即ち、質問機１０から受信した主搬送波Ｆｃ１を、応答器２０が情報信号（データ）により１次変調した副搬送波（サブキャリア）信号ｆｓ１で変調して、反射波Ｆｓ１が生成される。他の反射波も同様である。
【００３３】
各応答器２０〜２３は、受信した主搬送波を情報信号（データ）により、１次変調した副搬送波（サブキャリア）信号で、２次変調し反射波Ｆｓ１〜反射波Ｆｓ４が返送される。具体的には、図２に示すように、副搬送波信号の周波数は応答器毎に異なって、周波数ホッピングされている。図２に示すように、主搬送波Ｆｃ１より主搬送波Ｆｃ２の方が周波数が高い場合に、Ｆｃ１＋ｆｓ１，Ｆｃ１＋ｆｓ２，Ｆｃ１＋ｆｓ３の他にＦｃ２−ｆｓ３，Ｆｃ２−ｆｓ４の側波帯信号が、質問器１０の受信帯域内に存在するが、周波数ホッピングしている。例えば、図２に示すように、Ｔ１タイミングでは、周波数の低い方からＦｃ１＋ｆｓ３，Ｆｃ１＋ｆｓ２，Ｆｃ１＋ｆｓ１、Ｆｃ２−ｆｓ４，Ｆｃ２−ｆｓ３の順だったものが、Ｔ２タイミング、Ｔ３タイミング、Ｔ４タイミングと時間が変化するごとに、ランダムに位置が入れ替わる。従って、これらが互いに衝突する確率は非常に小さいので、質問器１０は、各応答器２０，２１，２２からの情報信号の情報信号を取り出すことができる。
【００３４】
次に、質問器１０の電気的構成を図３を参照して説明する。図３は、質問器１０の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、質問器１０は、デジタル回路部３０とアナログ回路部４０とから構成され、アナログ回路部４０は、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ等の周波数の主搬送波を発振する発振器４１と、必要に応じて、当該質問器のＩＤやホッピングタイミングあるいはホッピングパターン等をＡＳＫ変調で、発振器４１で発振された主搬送波を変調する変調器４２と、当該変調器４２で変調された主搬送波を電力増幅する電力増幅器４３と、当該電力増幅器４３からの出力をアンテナ４７に伝え、また、当該アンテナ４７が受信した電波を後述する低雑音増幅器（以下、「ＬＮＡ」と称す。）４５に伝えるように出力と入力の分離を行うサーキュレータ４４と、前記アンテナ４７が受信した応答器からの受信信号を増幅するＬＮＡ４５と、ＬＮＡ４５で増幅された受信信号を発振器４１からの信号とミキシングしてホモダイン検波する主搬送波復調器４６とから構成されている。
【００３５】
また、デジタル回路部３０は、前記主搬送波復調器４６でホモダイン検波された受信信号を、アナログ信号からデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された受信信号をフィルター処理によりホッピング周波数帯域に対応したチャンネルに分離する帯域分割フィルタ３２と、帯域分割フィルタ３２で分離された副搬送波信号を復調して元の情報信号を生成する副搬送波復調器３３と、副搬送波復調器３３で生成された各チャンネルからの出力を適正なフレームに分離するフレーム分割器３４と、フレーム分割器３４で分割されたフレームを仕分けするフレーム仕分け器３５と、当該フレーム仕分け器３５で仕分けられたフレームを応答器毎に時系列に連結するフレーム連結器３６と、質問器１０全体の制御を司るコントローラ３１とから構成されている。尚、フレーム連結器３６で連結された応答器毎に時系列に連結されたデータ信号はコントローラ３１に入力されている。尚、質問器１１も質問器１０と同様の構成となっている。
【００３６】
次に、図４を参照して、応答器２０の構造を説明する。図４は、応答器２０のブロック図である。図４に示すように、アンテナ６１に接続された変復調器６０とデジタル回路部５０とから構成されている。デジタル回路部５０には、応答器２０の制御を司るコントローラ５１と、副搬送波を発振する副搬送波発振器５３と、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波をコントローラ５１を介して入力される情報信号で位相変調（ＰＳＫ）で変調する副搬送波変調器５２とが設けられている。副搬送波変調器５２で変調された副搬送波は、変復調器６０に入力されて質問器１０から受信した主搬送波を変調して反射波としてアンテナ６１から送信するように構成されている。尚、副搬送波発振器５３及び副搬送波変調器５２は、コントローラ５１のクロックを利用して、ソフト的に構成しても良い。また、副搬送波の変調は位相変調（ＰＳＫ）以外に、周波数変調（ＦＳＫ）としても良い。また、副搬送波発振器５３、副搬送波変調器５２は、コントローラ内に設け１チップ化しても良い。尚、応答器２１，２２，２３，２４は応答器２０と同様な構成となっている。
【００３７】
次に、上記のように構成された本発明の通信システムの動作について、図１乃至図１４を参照して説明する。図５は、質問器１０，１１及び応答器２０，２１の各部での信号の状態を示す図であり、図６及び図７は、各チャンネルの出力を示す概念図であり、図８〜１４は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【００３８】
まず、質問器１０では、発振器４１から９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ等の周波数の主搬送波Ｆｃ１を発振する。発振器４１で発振された主搬送波Ｆｃ１は、変調器４２で、コントローラ３１の制御により必要に応じて、質問器のＩＤ番号やホッピングタイミングあるいはホッピングパターン等を示す情報によりＡＳＫ変調が行われて、サーキュレータ４４を介して、アンテナ４７から送信される。
【００３９】
質問器１０からの主搬送波Ｆｃ１を受信した応答器２０では、図５（ａ）に示す情報信号により、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波を副搬送波変調器５２で、位相変調すると図５（ｂ）に示す副搬送波ｆｓ１となり、この副搬送波を変復調器６０に印加する。
【００４０】
尚、質問器１０からの主搬送波Ｆｃ１を受信した応答器２１でも、応答器２０と同様の処理が行われ、図５（ｃ）に示す情報信号により、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波を副搬送波変調器５２で、位相変調すると図５（ｄ）に示す副搬送波ｆｓ２となり、この副搬送波信号を変復調器６０に印加する。
【００４１】
尚、副搬送波ｆｓ１，ｆｓ２は、図５（ｅ）に示すような周波数配置となっている（横軸は、周波数で、原点「０」は周波数０Ｈｚを表している。）。そして、応答器２０では、変復調器６０で、主搬送波Ｆｃ１を副搬送波信号ｆｓ１で振幅変調あるいは位相変調されて反射し、アンテナ６１から放射される。アンテナ６１から放射された電波は、図５（ｆ）に示すようなスペクトラムを有する（尚、図５（ｆ）に示すスペクトラムは、Ｆｃ１に対して上側の側波帯のみを示している。下側の側波帯は省略している。）。図５（ｆ）では、Ｆｃ１が質問器１０からの主搬送波を示し、Ｆｃ２が質問器１１からの主搬送波を示し、Ｆｃ１＋ｆｓ１が応答器２０からの反射波を示し、Ｆｃ１＋ｆｓ２が応答器２１からの反射波を示している。
【００４２】
次に、質問器１０では、応答器からの受信信号はサーキュレータ４４を介して、ＬＮＡ４５で増幅され、主搬送波復調器４６において、発振器４１からの信号がミキシングされてホモダイン検波が行われる。受信帯域は、最高ホッピング周波数の側波帯を含む帯域で、隣接する主搬送波周波数は含まない帯域に選ばれる。これは、隣接する主搬送波帯域を含むと、この主搬送波の強度は応答器によって変調反射される反射波より非常に大きいため、相対的に反射波の強度が低下しＳ／Ｎ比が悪くなるためである。
【００４３】
ホモダイン検波が行われると、図５（ｇ）に示すように、応答器２０からの反射波のｆｓ１の副搬送波信号と、応答器２１からの反射波のｆｓ２の副搬送波信号とが混ざった信号が復調される。この信号は、帯域分割フィルタ３２に内蔵されたＡ／Ｄ変換器（図示外）によりデジタル値に変換され、帯域分割フィルタ３２の処理により、応答器２０からの反射波Ｆｓ１の副搬送波信号及び応答器２１からの反射波Ｆｓ２の副搬送波信号は、フーリエ変換によるフィルタリング処理がされて、ホッピング周波数帯域に対応したチャンネル（ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，・・・・）に分離され、分離された信号を逆フーリエ変換により時間系列に変換すると、応答器２０からの反射波Ｆｓ１の副搬送波信号は、図５（ｈ）に示すように変調された副搬送波信号として取り出される。また、応答器２１からの反射波Ｆｓ２の副搬送波信号は、図５（ｉ）に示すように変調された副搬送波信号として取り出される。尚、実際には、図５（ｈ）、（ｉ）に示す波形に対応した数値列が取り出される。ここで、質問器１０の変調器４２におけるASK変調により、応答器２０、２１、２２に対して周波数ホッピングのタイミング信号を送信しても良い。これにより、応答器２０、２１、２２はタイミング信号受信毎に周波数ホッピングを行う。質問器１０において受信した応答器２０、２１、２２からの反射波は主搬送波復調器４６でホモダイン検波された後、A/D変換されるが、A/D変換後のデータをこの周波数ホッピングのタイミングに応じてブロック化して、このデータブロックに対してフーリエ変換処理と逆フーリエ変換処理を行うと、後述するフレーム分割処理を簡単に行うことができる。
【００４４】
副搬送波周波数がホッピングすると、ホッピング毎に異なったチャンネルから副搬送波信号が出力される。これをそれぞれ副搬送波復調器３３で復調することにより、もとの情報信号が取り出される。具体的には、応答器２０からの反射波Ｆｓ１では、図５（ｈ）に示す波形から図５（ｊ）に示す波形の情報信号が復調され、応答器２０からの反射波Ｆｓ２では、図５（ｉ）に示す波形から図５（ｋ）に示す波形の情報信号が復調される。
【００４５】
各チャンネルからは周波数ホッピング毎に切り換わった副搬送波の信号からの情報信号が次々に出力されるので、フレーム分割器３４により、各チャンネルからの出力を適切なフレームに分離し、フレーム仕分け器３５により各応答器毎に仕分けし、フレーム連結器３６により、時系列に連結して再構築し、コントローラ３１に入力する。
【００４６】
次に、各チャンネルからの出力を図６を参照して説明する。図６は、各チャンネルからの出力を表した模式図であり、四角枠内の数字は、応答器の番号を示し、数字の後のアルファベットは、時系列を表している。即ち、応答器２０からのデータは、「１ａ」→「１ｂ」→「１ｃ」→「１ｄ」→「１ｅ」・・・と続くことになる。同様に応答器２１，２２，２３は、それぞれ「２ａ」→「２ｂ」→・・・、「３ａ」→「３ｂ」→・・・、「４ａ」→「４ｂ」→・・・と続く。
【００４７】
各チャンネルからの出力は、具体的には、図６に示す一例のように、チャンネル２からは、応答器２３からの信号が出力され、チャンネル３からは、応答器２０からの信号が出力され、チャンネル４からは、応答器２１からの信号が出力され、チャンネル５からは、応答器２２からの信号が出力され、チャンネル６からは、応答器２１，２２，２０，２３からの信号が出力され、チャンネル７からは、応答器２２，２３からの信号が出力され、チャンネル８からは、応答器２０からの信号が出力され、チャンネル９からは、応答器２１，２３，２２，２０からの信号が出力され、チャンネル１０からは、応答器２０からの信号が出力され、チャンネル１１からは、応答器２１，２３からの信号が出力され、チャンネル１２からは、応答器２３，２４からの信号が出力され、チャンネル１３からは、応答器２０，２１，２３からの信号が出力され、チャンネル１４からは、応答器２２からの信号が出力され、チャンネル１５からは、応答器２３からの信号が出力され、チャンネル１６からは、応答器２２，２０からの信号が出力される。
【００４８】
上記の出力をフレーム仕分け器３５により各応答器毎に仕分けし、フレーム連結器３６により、時系列に連結して再構築する。例えば、応答器２０からの出力は、Ｔ１タイミングでチャンネル３からの出力のフレームの識別符号が「１ａ」、Ｔ２タイミングでチャンネル１３からの出力のフレームの識別符号が「１ｂ」、Ｔ３タイミングでチャンネル１０からの出力フレームの識別符号が「１ｃ」、Ｔ４タイミングでチャンネル６からの出力のフレームの識別符号が「１ｄ」、Ｔ５タイミングでチャンネル８からの出力のフレームの識別符号が「１ｅ」、Ｔ６タイミングでチャンネル９からの出力のフレームの識別符号が「１ｆ」、Ｔ７タイミングでチャンネル１６からの出力のフレームの識別符号が「１ｇ」の場合には、これらのフレームが識別符号に従って「１ａ」、「１ｂ」、「１ｃ」、「１ｄ」、「１ｅ」、「１ｆ」、「１ｇ」と再構築される。
【００４９】
ここで、フレームの仕分け及び再構成を図７を参照して詳細に説明する。図７は、各チャンネルからの出力を表した模式図である。図７に示す例では、フレームに含まれる情報が「４ａ」の場合には、応答器２３のＩＤが「４」で、「ａ」はこの情報が時系列で最初であることを示している。尚、このフレームには応答器から送られた他の情報も含まれている。
【００５０】
図７に示すように、質問器から、無変調で主搬送波の送信を開始すると、各応答器からの反射波は一括して受信される。具体的には、ホッピングする副搬送波がＣＨ１〜ＣＨ９において一括して受信される。最初の一括受信で、副搬送波ｆｓｃ４がＣＨ１で受信され、「４ａ」を情報として含んだフレームが得られ、副搬送波ｆｓｃ２はＣＨ３で受信され、「２ａ」を情報として含んだフレームが得られ、副搬送波ｆｓｃ５はＣＨ４で受信され、「５ａ」を情報として含んだフレームが得られ、副搬送波ｆｓｃ１はＣＨ６で受信され、「１ａ」を情報として含んだフレームが得られ、副搬送波ｆｓｃ３はＣＨ８で受信され、「３ａ」を情報として含んだフレームが得られる。
【００５１】
次の一括受信で、ＣＨ２で副搬送波ｆｓｃ１が受信され「１ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ３で副搬送波ｆｓｃ３が受信され「３ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ５で副搬送波ｆｓｃ２が受信され「２ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ６で副搬送波ｆｓｃ４が受信され「４ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ９で副搬送波ｆｓｃ５が受信され「５ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られる。
その次の一括受信で、ＣＨ１で副搬送波ｆｓｃ１が受信され「１ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ２で副搬送波ｆｓｃ４が受信され「４ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ５で副搬送波ｆｓｃ３が受信され「３ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ７で副搬送波ｆｓｃ５受信され「５ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ８で副搬送波ｆｓｃ２受信され「２ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られる。この各フレームを応答器のＩＤに従って、仕分けし、時系列的に連結して、図７に示すように、「１ａ、１ｂ、１ｃ」、「２ａ、２ｂ、２ｃ」、「３ａ、３ｂ、３ｃ」、「４ａ、４ｂ、４ｃ」、「５ａ、５ｂ、５ｃ」と各応答器毎の識別符号信号が復調される。
【００５２】
尚、上記の方法では、各応答器からの反射波のホッピングする副搬送波を一括して受信しているので、副搬送波の周波数の衝突が生じたチャンネルを、正常な復調ができなかったチャンネル、あるいは正常な識別符号が得られなかったチャンネル、あるいはエラーが発生したチャンネルとして、コントローラ５１が判断できる。従って、副搬送波の周波数の衝突が生じたチャンネルを全ての応答器に報知するようにしても良い。これにより、衝突が生じた各応答器を個別に探索して、エラーが発生したことを通知するという複雑な処理は不要となる。衝突が生じたチャンネル番号を報知するだけで、そのチャンネルを使用した全ての応答器が同時衝突やエラー発生を知ることができる。
【００５３】
従来の周波数ホッピングでは、特定の２つの送受信機（トランシーバ）間で同期して行われていた。従って、１つの送受信機は、他方の送受信機から時系列的に送信された信号のみを復調し、上記の特定の２つ以外の送受信機から送信された信号は不要波と見なし、無視していた。これに対して、本実施の形態である１つの質問器に複数の応答器が対応する通信システムにおける周波数ホッピングでは、質問器側は周波数ホッピングは行わず、質問器がホッピング周波数の全帯域を一度に受信するので、全応答器からの信号が、何れかのチャンネルから必ず出力される。従って、これらの出力信号を応答器のＩＤ毎に時系列に再構築することにより、複数の応答器からの信号を同時に検出することができる。従って、応答器からは、周波数ホップピングする毎に応答器のＩＤやホップピングする前にフレーム終了マーカを送信するようにする。尚、ホッピングパターンが既知であれば、そのパターンに従ってフレームを再構築することもできる。
【００５４】
次に、図８乃至図１４を参照して、本実施の形態で使用される副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔の関係について説明する。図８は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数を規定した場合を示すスペクトルを示す図であり、図９は、ガードバンド方式を採用した場合を示すスペクトルを示す図であり、図１０、図１１、図１２、図１３、は、インターリーブ方式を採用した場合を示すスペクトルを示す図であり、図１４は、重ね合わせ方式を採用した場合を示すスペクトルを示す図である。
【００５５】
まず、図８を参照して、最低及び最高ホッピング周波数を規定した場合について説明する。図８に示す例では、Ｆｃが主搬送波を示し、ｆｓｃが副搬送波帯域を示し、ｆＬが最低副搬送波周波数を示し、ｆＨが最高副搬送波周波数を示す。そして、その間をΔｆの間隔で副搬送波ホッピング周波数間隔を設けている。この例では、最低副搬送波周波数ｆＬが副搬送波ホッピング周波数間隔Δｆより大きいので、変調を受けずに戻ってくる近傍反射物からの不要反射等のＤＣに近い低い周波数成分を有するノイズを回避することができる。
【００５６】
次に、図９を参照して、ガードバンド方式を採用した場合について説明する。図９に示す例では、Ｆｃ１，Ｆｃ２が主搬送波を示し、ｆｓｃが副搬送波帯域を示し、ｆＨが最高副搬送波周波数を示す。そして、隣接する主搬送波Ｆｃ１及び主搬送波Ｆｃ２の間隔が、最高副搬送波周波数ｆＨの２倍以上となっている。従って、主搬送波Ｆｃ１の最高副搬送波周波数ｆＨと主搬送波Ｆｃ２の最高副搬送波周波数ｆＨとの間には、使用されない周波数帯域であるガードバンドが形成されることになる。従って、主搬送波Ｆｃ１の最高副搬送波周波数ｆＨと主搬送波Ｆｃ２の最高副搬送波周波数ｆＨとの妨害を回避することができる。
【００５７】
次に、図１０を参照して、インターリーブ方式を採用した場合について説明する。図１０に示す例では、Ｆｃ１，Ｆｃ２が主搬送波を示し、ｆＬが最低副搬送波周波数を示し、ｆＨが最高副搬送波周波数を示し、Δｆが副搬送波ホッピング周波数間隔を示し、Δｆ／２が副搬送波ホッピング周波数間隔の１／２を示している。このインターリーブ方式では、隣接した主搬送波Ｆｃ１，Ｆｃ２の間隔は、最高副搬送波周波数ｆＨ＋最低副搬送波周波数ｆＬ＋副搬送波ホッピング周波数間隔の１／２となっている。従って、主搬送波Ｆｃ１の副搬送波のホッピング周波数間隔の中間に、主搬送波Ｆｃ２のホッピングされた副搬送波が配置されることになる。このようにすることにより、主搬送波Ｆｃ１を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯信号と主搬送波Ｆｃ１に隣接する主搬送波Ｆｃ２により生じる１次側波帯信号とが衝突しない。従って、周波数の利用効率化を図ることができる。
【００５８】
さらに、図１１のように周波数配置を
ｆL=（２M＋１）Δf／２
ｆH=（４M−1）Δf／２
Fc2−Fc1＝４MΔf
（Mは整数）
とすることにより、主搬送波Fc1を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯FS と、隣接する主搬送波Fc2を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2I とが衝突しない。また、主搬送波Fc２を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯FI と、隣接する主搬送波Fc１を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2S とが衝突しない。従って、周波数の利用効率化を図ることができる。
【００５９】
また、図１２のように、
Fc2−Fc1＝４MΔf＋LΔf/2 (Lは整数)
としても同様である。
【００６０】
また、図１３のように
ｆL=(L＋1)Δf/2
ｆH=(L+2M-1)Δf/2
Fc2−Fc1=(4M+3L)Δf/2
(M、Lは整数)
【００６１】
とすることにより、主搬送波Fc1を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯FSと、主搬送波Fc1を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2S及び隣接する主搬送波Fc2を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2Iとが衝突しない。また、主搬送波Fc２を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯FIと、主搬送波Fc1を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2I及び隣接する主搬送波Fc１を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2Sとが衝突しない。従って、周波数の利用効率化を図ることができる。
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
次に、図１５を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１５は、各チャンネルの出力を示す概念図である。この第２の実施の形態では、副搬送波により送られるフレームには、応答器のＩＤ識別符号を含ませず、少なくとも過去１つ分のチャンネルデータを含む連続した複数のチャンネルデータ識別符号として含ませて送るようになっている。図１５に示す例では、フレーム枠内に「９−５」と表示しているものは、「９」が前のチャンネル、「５」が後のチャンネルを示している。
【００６７】
図１５に示すように、質問器から、主搬送波の送信を開始すると、各応答器からの反射波は一括して受信される。具体的には、ＣＨ１〜９をホッピングする副搬送波が一括して受信される。最初の一括受信で、チャンネル１で「７−６」の情報を識別符号とするフレームは受信できず、チャンネル３で「９−５」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル４で「８−９」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル６で「３−２」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル８で「２−３」の情報を識別符号とするフレームが受信される。
【００６８】
次の一括受信で、チャンネル２で「６−１」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル３で「８−５」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル５で「３−８」の情報を識別符号とするフレームが受信できず、チャンネル６で「１−２」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル９で「４−７」の情報を識別符号とするフレームが受信される。
【００６９】
次の一括受信で、チャンネル１で「２−４」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル２で「６−９」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル５で「３−１」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル７で「９−２」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル８で「５−６」の情報を識別符号とするフレームが受信される。
【００７０】
上記の例では、最初の一括受信で、チャンネル６で識別符号「３−２」のフレームは、次に、チャンネル２を利用することが分かるので、識別符号「６−１」のフレームに繋がり、この識別符号から次にチャンネルを利用することが分かるので、フレームは、「３−２」、「６−１」、「２−４」と連結される。また、チャンネル３で識別符号「９−５」のフレームは、次に、チャンネル５を利用することが分かるが、識別符号「３−８」のフレームは、周波数の衝突のため受信できない、しかし、次の一括受信で、チャンネル８で受信のフレームは識別符号が「５−６」なので、前のチャンネルがチャンネル５のチャンネルであると分かるので、フレームは、「９−５」、「エラーにより受信できず」、「５−６」と連結される。
【００７１】
また、チャンネル１で識別符号「７−６」のフレームは、周波数の衝突で受信できなくても、次の一括受信で、チャンネル６で受信のフレームは識別符号が「１−２」なので、前のチャンネルがチャンネル１のチャンネルであると分かり、この識別符号から次にチャンネル２を利用することが分かるので、フレームは、「エラーにより受信できず」、「１−２」、「６−９」と連結される。
【００７２】
以上説明したように、上記の第２の実施の形態では、ホッピングパターンを知らなくても各フレームの前後のチャンネルが分かるのでフレームを接続することができると共に、エラーの検出も容易となる。
【００７３】
尚、上記の第２の実施の形態では、フレームの識別符号として、そのフレームの前後のチャンネルの情報を付したが、図１６に示すように、そのフレームの前２つ分と後ろ１つ分のチャンネルの情報を付しても良い。また、図１７に示すように、そのフレームの前１つ分と後ろ２つ分のチャンネルの情報を付しても良い。これにより周波数が衝突しても、その衝突前あるいは衝突後のチャンネルも分かるのでフレームを接続することができる。例えば、チャンネル９が衝突しても一方は衝突前がチャンネル５、他方はチャンネル２と容易に判別できる。
【００７４】
また、本発明の通信システムでは、副搬送波の周波数の衝突を検出する衝突検出手段を設け、副搬送波の周波数の衝突を検出した場合には、各応答器にその周波数の情報を報知するようにしても良い。報知を受けた応答器は、報知前に報知された周波数を使用したか否かを判断し、使用していれば、報知前に送った情報を再送信することができる。質問器は、どの応答器が衝突したのかは特定する必要がなく、全応答器に衝突周波数情報を報知するだけで良いので、エラー制御処理が非常に簡単となる。
【００７５】
さらに、本発明では、応答器は、ＩＤ情報のみをデータとして送信して、ホッピングパターンで情報を伝達するようにしても良い。尚、サブキャリアホッピングは、マイクロ波帯用の応答器に限定される技術ではないので、３．５６ＭＨｚや１２５ｋＨｚ等の周波数を主搬送波として用いる無線タグ、すなわち、アンテナがコイル状で電磁誘導でデータのやり取りを行うものに用いても良い。
【００７６】
【発明の効果】
【００７７】
以上説明したことから明らかなように、請求項１に記載の通信システムによれば、請求項１に記載の通信システムの応答器の主搬送波受信反射手段は、質問器から送信された主搬送波を受信し反射し、変調副搬送波ホッピング手段を構成する周波数ホッピング手段は副搬送波の周波数を順次切換えながら返信するように副搬送波の周波数をホッピングし、副搬送波変調手段は副搬送波を所定の情報信号により変調し、主搬送波変調手段は副搬送波変調手段により変調された副搬送波で主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調することができる。従って、複数の応答器が同時に送信しても副搬送波周波数が衝突する確率は非常に小さいので、複数の応答器を同時に識別することが可能となる。また、副搬送波周波数の衝突回避のための時間遅れ送信等の制御は不要となる。さらに、応答を検出できた応答器から送信を停止させる、応答器ＩＤを指定後に情報を送信させるなどの制御は不要となり、複数の応答器の送信に対する質問器からの制御は不要となる。
【００７８】
また、請求項２に記載の通信システムの応答器は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、副搬送波の最低周波数は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔より大きくなっている。従って、変調を受けずに戻ってくる近傍反射物からの不要反射等のＤＣに近い低い周波数成分を有するノイズを回避することができる。
【００７９】
また、請求項３に記載の通信システムの応答器は、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数の２倍以上となっている。従って、使用しない帯域であるガードバンドを設けることができ、互いの妨害を回避することができる。
【００８０】
また、請求項４に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、送信される第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域と、第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域とは、少なくとも部分的には重なっており、且つ、前記第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波と、前記第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波とは互いに干渉しないインターリービング関係に周波数配置されている。
【００８１】
また、請求項５に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１又は４に記載の発明の効果に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される主搬送波の周波数の間隔は、周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最低ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔の２分の１との合計となっている。従って、周波数をインターリーブして周波数利用効率を高めることができる。
【００８２】
また、請求項６に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果に加えて、第１の主搬送波を前記副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯信号と２次側波帯信号とが衝突せず、且つ、この１次側波帯信号及び２次側波帯信号と、前記第１の主搬送波と隣接する第２の主搬送波によって生じる２次側波帯とが衝突しないように前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる前記副搬送波の最低ホッピング周波数、最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔及び前記質問器の主搬送波の周波数間隔が決定されている。従って、周波数をインターリーブして周波数利用効率を高めることができる。
【００８３】
【００８４】
【００８５】
また、請求項７に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記応答器の副搬送波発振器は、副搬送波を発振し、副搬送波変調手段は所定の情報信号に基づいて前記副搬送波発振器からの信号を位相変調することができる。従って、副搬送波用の外部発振器、変調器を必要とせず、プロセッサによりソフト的な処理のみで情報信号で変調された副搬送波信号を発生でき、安価に低消費電力化ができる。
【００８６】
また、請求項８に記載の通信システムの質問器は、主搬送波送信手段は主搬送波を送信し、反射波受信手段は応答器において所定の変調がなされた反射波を受信し、復調手段が反射波受信手段が受信した反射波を復調し、検出手段は復調手段が復調した復調信号からデータを検出し、復調手段は副搬送波の最低ホッピング周波数から最高ホッピング周波数までの全周波数ホッピング範囲を含む所定帯域を同時に受信して、複数の信号を同時に復調を行い、検出手段の帯域分割手段は復調手段からの復調信号を複数の帯域に分割し、各帯域毎の分割帯域受信信号にし、復号手段は帯域分割手段からの前記各帯域毎の分割帯域受信信号からデータを復号し、仕分手段は、当該復号手段からの各復号信号の中から所定条件に基づき複数の受信フレームを切り出し仕分けし、連結手段は仕分手段により仕分けされた複数の受信フレームを時系列的に連結することができる。従って、同時に複数の応答器からの信号を受信できる。
【００８７】
また、請求項９に記載の通信システムの質問器は、請求項８に記載の発明の効果に加えて、帯域分割手段のアナログ／デジタル変換手段は、復号信号をデジタル化してデジタル復調信号を得る。周波数領域変換手段はデジタル復調信号を周波数領域の信号に変換し、ホッピング帯域分割手段は変換された周波数領域の信号を所定のホッピング周波数帯域毎に分割することができる。これにより、周波数領域変換・帯域分割などの処理をＤＳＰ等を利用して数値処理でき、構成が簡単となる。特に応答器の用いるデータレートや副搬送波周波数は比較的低いので、安価なＤＳＰ等を利用することができる。
【００８８】
また、請求項１０に記載の通信システムの質問器は、請求項８又は９に記載の発明の効果に加えて、復号手段の時間領域変換手段は、所定のホッピング周波数帯域毎に分割された信号を時間領域の信号に逆変換することができる。
【００８９】
また、請求項１１に記載の通信システムの質問器は、請求項８乃至１０の何れかに記載の発明の効果に加えて、衝突検出手段は複数の応答器が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出し、衝突副搬送波報知手段は衝突検出手段が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出した場合には、衝突した副搬送波の周波数を報知することができる。これにより衝突が発生した応答器を特定する必要がなくなり、簡単な処理で衝突後のエラー処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、通信システム１の構成の一例を示す図である。
【図２】 図２は、通信システム１で使用される主搬送波と反射波の関係を示す図である。
【図３】 図３は、質問器１０の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】 図４は、応答器２０のブロック図である。
【図５】 図５は、質問器１０，１１及び応答器２０，２１の各部での信号の状態を示す図である。
【図６】 図６は、各チャンネルの出力を示す概念図である。
【図７】 図７は、各チャンネルの出力を示す概念図である。
【図８】 図８は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図９】 図９は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１０】 図１０は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１１】 図１１は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１２】 図１２は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１３】 図１３は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１４】 図１４は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１５】 図１５は、各チャンネルの出力を示す概念図である。
【図１６】 図１６は、各チャンネルの出力の変形例を示す概念図である。
【図１７】 図１７は、各チャンネルの出力の変形例を示す概念図である。
【符号の説明】
１ 通信システム
１０，１１ 質問器
２０，２１，２２，２３ 応答器
３０ デジタル回路部
３２ 帯域分割フィルタ
３３ 副搬送波復調器
３４ フレーム分割器
４０ アナログ回路部
４１ 発振器
４２ 変調器
４３ 電力増幅器
４５ ＬＮＡ
４６ 主搬送波復調器
４７ アンテナ
５０ デジタル回路部
５１ コントローラ
５２ 副搬送波変調器
５３ 副搬送波発振器
６０ 変復調器
６１ アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの応答器及び質問器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開２０００−４９６５６号公報に記載されているように、質問器から複数の応答器へ主搬送波を送って、質問器がその主搬送波を所定の副搬送波で変調して反射する無線通信システムが知られている。この無線通信システムでは、複数の副搬送波を用いた周波数分割多重方式により、複数の応答器に対応するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、応答器の数が多い場合、全ての応答器の副搬送波周波数を異なったものとするのは困難であり、衝突の可能性が大きくなるという問題点があった。また、応答器の副搬送波周波数を変化できるようにしても、応答器は他の応答器がどの副搬送波を用いているかを知ることができないので、衝突を避けることはできないという問題点があった。さらに質問器が複数ある場合、質問器からの送信波の周波数を変えても、応答器は周波数選択性がないため、期待しない応答器からの応答信号によっても送信波が変調反射され、衝突の可能性が大きくなるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、複数の質問器が複数の応答器を同時に識別可能な通信システムの応答器及び質問器を実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の通信システムの応答器は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの応答器であって、前記応答器は、前記質問器から送信された主搬送波を受信し反射するための主搬送波受信反射手段と、副搬送波の周波数を順次切換えながら返信するように副搬送波の周波数をホッピングする周波数ホッピング手段と、副搬送波を所定の情報信号により変調する副搬送波変調手段とで構成される変調副搬送波ホッピング手段と、当該副搬送波変調手段により変調された副搬送波で前記主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調する主搬送波変調手段とを備えている。
【０００６】
この構成の通信システムの応答器の主搬送波受信反射手段は、質問器から送信された主搬送波を受信し反射し、変調副搬送波ホッピング手段を構成する周波数ホッピング手段は副搬送波の周波数をホッピングし、副搬送波変調手段は副搬送波を所定の情報信号により変調し、主搬送波変調手段は副搬送波変調手段により変調された副搬送波で主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調する。
【０００７】
また、請求項２に記載の通信システムの応答器は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記副搬送波の最低周波数は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔より大きいことを特徴とする。
【０００８】
この構成の通信システムの応答器では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、副搬送波の最低周波数は、周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔より大きくなっている。
【０００９】
また、請求項３に記載の通信システムの応答器は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数の２倍以上であることを特徴とする。
【００１０】
この構成の通信システムの応答器では、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数の２倍以上となっている。
【００１１】
また、請求項４に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、送信される第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域と、第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域とは、少なくとも部分的には重なっており、且つ、前記第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波と、前記第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波とは互いに干渉しないインターリービング関係に周波数配置されたことを特徴とする。
【００１２】
この構成の通信システムにおける応答器は、請求項１に記載の発明の作用に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、送信される第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域と、第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域とは、少なくとも部分的には重なっており、且つ、前記第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波と、前記第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波とは互いに干渉しないインターリービング関係に周波数配置されている。
【００１３】
また、請求項５に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１又は４に記載の発明の構成に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最低ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔の２分の１との合計であることを特徴とする。
【００１４】
この構成の通信システムにおける応答器は、請求項１又は４に記載の発明の作用に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最低ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔の２分の１との合計となっている。
【００１５】
また、請求項６に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の構成に加えて、第１の主搬送波を前記副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯信号と２次側波帯信号とが衝突せず、且つ、この１次側波帯信号及び２次側波帯信号と、前記第１の主搬送波と隣接する第２の主搬送波によって生じる２次側波帯とが衝突しないように前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる前記副搬送波の最低ホッピング周波数、最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔及び前記質問器の主搬送波の周波数間隔が決定されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の作用に加えて、第１の主搬送波を前記副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯信号と２次側波帯信号とが衝突せず、且つ、この１次側波帯信号及び２次側波帯信号と、前記第１の主搬送波と隣接する第２の主搬送波によって生じる２次側波帯とが衝突しないように周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最低ホッピング周波数、最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔及び質問器の主搬送波の周波数間隔が決定されている。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
また、請求項７に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記応答器は、前記応答器は、副搬送波を発振する副搬送波発振器と、所定の情報信号に基づいて前記副搬送波発振器からの信号を位相変調する副搬送波変調手段とを備えている。
【００２２】
この構成の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の作用に加えて、応答器の副搬送波発振器は、副搬送波を発振し、副搬送波変調手段は所定の情報信号に基づいて副搬送波発振器からの信号を位相変調する。
【００２３】
また、請求項８に記載の通信システムの質問器は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの質問器であって、主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器において所定の変調がなされた反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した反射波を復調する復調手段と、当該復調手段が復調した復調信号からデータを検出する検出手段とを備え、前記復調手段は、副搬送波の最低ホッピング周波数から最高ホッピング周波数までの全周波数ホッピング範囲を含む所定帯域を同時に受信して、複数の信号を同時に復調を行い、前記検出手段は、前記復調手段からの復調信号を複数の帯域に分割して、各帯域毎の分割帯域受信信号にする帯域分割手段と、前記帯域分割手段からの前記各帯域毎の分割帯域受信信号からデータを復号する復号手段と、当該復号手段からの各復号信号の中から所定条件に基づき複数の受信フレームを切り出し仕分けする仕分手段と、当該仕分手段により仕分けされた複数の受信フレームを時系列的に連結する連結手段とを備え、同時に複数の応答器からの信号を受信できることを特徴とする。
【００２４】
この構成の通信システムの質問器では、主搬送波送信手段は主搬送波を送信し、反射波受信手段は応答器において所定の変調がなされた反射波を受信し、復調手段が反射波受信手段が受信した反射波を復調し、検出手段は復調手段が復調した復調信号からデータを検出し、復調手段は副搬送波の最低ホッピング周波数から最高ホッピング周波数までの全周波数ホッピング範囲を含む所定帯域を同時に受信して、複数の信号を同時に復調を行い、検出手段の帯域分割手段は復調手段からの復調信号を複数の帯域に分割し、各帯域毎の分割帯域受信信号にし、復号手段は帯域分割手段からの前記各帯域毎の分割帯域受信信号からデータを復号し、仕分手段は、当該復号手段からの各復号信号の中から所定条件に基づき複数の受信フレームを切り出し仕分けし、連結手段は仕分手段により仕分けされた複数の受信フレームを時系列的に連結する。従って、同時に複数の応答器からの信号を受信できる。
【００２５】
また、請求項９に記載の通信システムの質問器は、請求項８に記載の発明の構成に加えて、前記帯域分割手段は、前記復号信号をデジタル化してデジタル復調信号を得るアナログ／デジタル変換手段と、前記デジタル復調信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換手段と、前記変換された周波数領域の信号を所定のホッピング周波数帯域毎に分割するホッピング帯域分割手段とを備えている。
【００２６】
この構成の通信システムの質問器では、請求項８に記載の発明の作用に加えて、帯域分割手段のアナログ／デジタル変換手段は、復号信号をデジタル化してデジタル復調信号を得る。周波数領域変換手段はデジタル復調信号を周波数領域の信号に変換し、ホッピング帯域分割手段は変換された周波数領域の信号を所定のホッピング周波数帯域毎に分割する。
【００２７】
また、請求項１０に記載の通信システムの質問器は、請求項８又は９に記載の発明の構成に加えて、前記復号手段は、前記所定のホッピング周波数帯域毎に分割された信号を時間領域の信号に逆変換する時間領域変換手段を備えている。
【００２８】
この構成の通信システムの質問器は、請求項８又は９に記載の発明の作用に加えて、復号手段の時間領域変換手段は、所定のホッピング周波数帯域毎に分割された信号を時間領域の信号に逆変換することができる。
【００２９】
また、請求項１１に記載の通信システムの質問器は、請求項８乃至１０の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記質問器は、複数の応答器が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出する衝突検出手段と、当該衝突検出手段が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出した場合には、衝突した副搬送波の周波数を報知する衝突副搬送波報知手段とを備えている。
【００３０】
この構成の通信システムの質問器は、請求項８乃至１０の何れかに記載の発明の作用に加えて、衝突検出手段は複数の応答器が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出し、衝突副搬送波報知手段は衝突検出手段が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出した場合には、衝突した副搬送波の周波数を報知する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の通信システムを具体化した一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、通信システム１の構成の一例を示す図であり、図２は、通信システム１で使用される主搬送波と反射波の関係を示す図である。
【００３２】
図１に示すように、通信システム１は、一例として、質問器１０，１１と応答器２０，２１，２２，２３とから構成されている。質問器１０からは、主搬送波Ｆｃ１が送信され、質問器１１からは主搬送波Ｆｃ２が送信されて、主搬送波Ｆｃ１は応答器２０〜２２に照射され、主搬送波Ｆｃ２は応答器２２，２３に照射されている。応答器２０からは、反射波Ｆｓ１が返送され、応答器２１からは、反射波Ｆｓ２が返送され、応答器２２からは、反射波Ｆｓ３が返送され、応答器２３からは、反射波Ｆｓ４が返送されている。即ち、質問機１０から受信した主搬送波Ｆｃ１を、応答器２０が情報信号（データ）により１次変調した副搬送波（サブキャリア）信号ｆｓ１で変調して、反射波Ｆｓ１が生成される。他の反射波も同様である。
【００３３】
各応答器２０〜２３は、受信した主搬送波を情報信号（データ）により、１次変調した副搬送波（サブキャリア）信号で、２次変調し反射波Ｆｓ１〜反射波Ｆｓ４が返送される。具体的には、図２に示すように、副搬送波信号の周波数は応答器毎に異なって、周波数ホッピングされている。図２に示すように、主搬送波Ｆｃ１より主搬送波Ｆｃ２の方が周波数が高い場合に、Ｆｃ１＋ｆｓ１，Ｆｃ１＋ｆｓ２，Ｆｃ１＋ｆｓ３の他にＦｃ２−ｆｓ３，Ｆｃ２−ｆｓ４の側波帯信号が、質問器１０の受信帯域内に存在するが、周波数ホッピングしている。例えば、図２に示すように、Ｔ１タイミングでは、周波数の低い方からＦｃ１＋ｆｓ３，Ｆｃ１＋ｆｓ２，Ｆｃ１＋ｆｓ１、Ｆｃ２−ｆｓ４，Ｆｃ２−ｆｓ３の順だったものが、Ｔ２タイミング、Ｔ３タイミング、Ｔ４タイミングと時間が変化するごとに、ランダムに位置が入れ替わる。従って、これらが互いに衝突する確率は非常に小さいので、質問器１０は、各応答器２０，２１，２２からの情報信号の情報信号を取り出すことができる。
【００３４】
次に、質問器１０の電気的構成を図３を参照して説明する。図３は、質問器１０の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、質問器１０は、デジタル回路部３０とアナログ回路部４０とから構成され、アナログ回路部４０は、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ等の周波数の主搬送波を発振する発振器４１と、必要に応じて、当該質問器のＩＤやホッピングタイミングあるいはホッピングパターン等をＡＳＫ変調で、発振器４１で発振された主搬送波を変調する変調器４２と、当該変調器４２で変調された主搬送波を電力増幅する電力増幅器４３と、当該電力増幅器４３からの出力をアンテナ４７に伝え、また、当該アンテナ４７が受信した電波を後述する低雑音増幅器（以下、「ＬＮＡ」と称す。）４５に伝えるように出力と入力の分離を行うサーキュレータ４４と、前記アンテナ４７が受信した応答器からの受信信号を増幅するＬＮＡ４５と、ＬＮＡ４５で増幅された受信信号を発振器４１からの信号とミキシングしてホモダイン検波する主搬送波復調器４６とから構成されている。
【００３５】
また、デジタル回路部３０は、前記主搬送波復調器４６でホモダイン検波された受信信号を、アナログ信号からデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された受信信号をフィルター処理によりホッピング周波数帯域に対応したチャンネルに分離する帯域分割フィルタ３２と、帯域分割フィルタ３２で分離された副搬送波信号を復調して元の情報信号を生成する副搬送波復調器３３と、副搬送波復調器３３で生成された各チャンネルからの出力を適正なフレームに分離するフレーム分割器３４と、フレーム分割器３４で分割されたフレームを仕分けするフレーム仕分け器３５と、当該フレーム仕分け器３５で仕分けられたフレームを応答器毎に時系列に連結するフレーム連結器３６と、質問器１０全体の制御を司るコントローラ３１とから構成されている。尚、フレーム連結器３６で連結された応答器毎に時系列に連結されたデータ信号はコントローラ３１に入力されている。尚、質問器１１も質問器１０と同様の構成となっている。
【００３６】
次に、図４を参照して、応答器２０の構造を説明する。図４は、応答器２０のブロック図である。図４に示すように、アンテナ６１に接続された変復調器６０とデジタル回路部５０とから構成されている。デジタル回路部５０には、応答器２０の制御を司るコントローラ５１と、副搬送波を発振する副搬送波発振器５３と、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波をコントローラ５１を介して入力される情報信号で位相変調（ＰＳＫ）で変調する副搬送波変調器５２とが設けられている。副搬送波変調器５２で変調された副搬送波は、変復調器６０に入力されて質問器１０から受信した主搬送波を変調して反射波としてアンテナ６１から送信するように構成されている。尚、副搬送波発振器５３及び副搬送波変調器５２は、コントローラ５１のクロックを利用して、ソフト的に構成しても良い。また、副搬送波の変調は位相変調（ＰＳＫ）以外に、周波数変調（ＦＳＫ）としても良い。また、副搬送波発振器５３、副搬送波変調器５２は、コントローラ内に設け１チップ化しても良い。尚、応答器２１，２２，２３，２４は応答器２０と同様な構成となっている。
【００３７】
次に、上記のように構成された本発明の通信システムの動作について、図１乃至図１４を参照して説明する。図５は、質問器１０，１１及び応答器２０，２１の各部での信号の状態を示す図であり、図６及び図７は、各チャンネルの出力を示す概念図であり、図８〜１４は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【００３８】
まず、質問器１０では、発振器４１から９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ等の周波数の主搬送波Ｆｃ１を発振する。発振器４１で発振された主搬送波Ｆｃ１は、変調器４２で、コントローラ３１の制御により必要に応じて、質問器のＩＤ番号やホッピングタイミングあるいはホッピングパターン等を示す情報によりＡＳＫ変調が行われて、サーキュレータ４４を介して、アンテナ４７から送信される。
【００３９】
質問器１０からの主搬送波Ｆｃ１を受信した応答器２０では、図５（ａ）に示す情報信号により、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波を副搬送波変調器５２で、位相変調すると図５（ｂ）に示す副搬送波ｆｓ１となり、この副搬送波を変復調器６０に印加する。
【００４０】
尚、質問器１０からの主搬送波Ｆｃ１を受信した応答器２１でも、応答器２０と同様の処理が行われ、図５（ｃ）に示す情報信号により、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波を副搬送波変調器５２で、位相変調すると図５（ｄ）に示す副搬送波ｆｓ２となり、この副搬送波信号を変復調器６０に印加する。
【００４１】
尚、副搬送波ｆｓ１，ｆｓ２は、図５（ｅ）に示すような周波数配置となっている（横軸は、周波数で、原点「０」は周波数０Ｈｚを表している。）。そして、応答器２０では、変復調器６０で、主搬送波Ｆｃ１を副搬送波信号ｆｓ１で振幅変調あるいは位相変調されて反射し、アンテナ６１から放射される。アンテナ６１から放射された電波は、図５（ｆ）に示すようなスペクトラムを有する（尚、図５（ｆ）に示すスペクトラムは、Ｆｃ１に対して上側の側波帯のみを示している。下側の側波帯は省略している。）。図５（ｆ）では、Ｆｃ１が質問器１０からの主搬送波を示し、Ｆｃ２が質問器１１からの主搬送波を示し、Ｆｃ１＋ｆｓ１が応答器２０からの反射波を示し、Ｆｃ１＋ｆｓ２が応答器２１からの反射波を示している。
【００４２】
次に、質問器１０では、応答器からの受信信号はサーキュレータ４４を介して、ＬＮＡ４５で増幅され、主搬送波復調器４６において、発振器４１からの信号がミキシングされてホモダイン検波が行われる。受信帯域は、最高ホッピング周波数の側波帯を含む帯域で、隣接する主搬送波周波数は含まない帯域に選ばれる。これは、隣接する主搬送波帯域を含むと、この主搬送波の強度は応答器によって変調反射される反射波より非常に大きいため、相対的に反射波の強度が低下しＳ／Ｎ比が悪くなるためである。
【００４３】
ホモダイン検波が行われると、図５（ｇ）に示すように、応答器２０からの反射波のｆｓ１の副搬送波信号と、応答器２１からの反射波のｆｓ２の副搬送波信号とが混ざった信号が復調される。この信号は、帯域分割フィルタ３２に内蔵されたＡ／Ｄ変換器（図示外）によりデジタル値に変換され、帯域分割フィルタ３２の処理により、応答器２０からの反射波Ｆｓ１の副搬送波信号及び応答器２１からの反射波Ｆｓ２の副搬送波信号は、フーリエ変換によるフィルタリング処理がされて、ホッピング周波数帯域に対応したチャンネル（ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，・・・・）に分離され、分離された信号を逆フーリエ変換により時間系列に変換すると、応答器２０からの反射波Ｆｓ１の副搬送波信号は、図５（ｈ）に示すように変調された副搬送波信号として取り出される。また、応答器２１からの反射波Ｆｓ２の副搬送波信号は、図５（ｉ）に示すように変調された副搬送波信号として取り出される。尚、実際には、図５（ｈ）、（ｉ）に示す波形に対応した数値列が取り出される。ここで、質問器１０の変調器４２におけるASK変調により、応答器２０、２１、２２に対して周波数ホッピングのタイミング信号を送信しても良い。これにより、応答器２０、２１、２２はタイミング信号受信毎に周波数ホッピングを行う。質問器１０において受信した応答器２０、２１、２２からの反射波は主搬送波復調器４６でホモダイン検波された後、A/D変換されるが、A/D変換後のデータをこの周波数ホッピングのタイミングに応じてブロック化して、このデータブロックに対してフーリエ変換処理と逆フーリエ変換処理を行うと、後述するフレーム分割処理を簡単に行うことができる。
【００４４】
副搬送波周波数がホッピングすると、ホッピング毎に異なったチャンネルから副搬送波信号が出力される。これをそれぞれ副搬送波復調器３３で復調することにより、もとの情報信号が取り出される。具体的には、応答器２０からの反射波Ｆｓ１では、図５（ｈ）に示す波形から図５（ｊ）に示す波形の情報信号が復調され、応答器２０からの反射波Ｆｓ２では、図５（ｉ）に示す波形から図５（ｋ）に示す波形の情報信号が復調される。
【００４５】
各チャンネルからは周波数ホッピング毎に切り換わった副搬送波の信号からの情報信号が次々に出力されるので、フレーム分割器３４により、各チャンネルからの出力を適切なフレームに分離し、フレーム仕分け器３５により各応答器毎に仕分けし、フレーム連結器３６により、時系列に連結して再構築し、コントローラ３１に入力する。
【００４６】
次に、各チャンネルからの出力を図６を参照して説明する。図６は、各チャンネルからの出力を表した模式図であり、四角枠内の数字は、応答器の番号を示し、数字の後のアルファベットは、時系列を表している。即ち、応答器２０からのデータは、「１ａ」→「１ｂ」→「１ｃ」→「１ｄ」→「１ｅ」・・・と続くことになる。同様に応答器２１，２２，２３は、それぞれ「２ａ」→「２ｂ」→・・・、「３ａ」→「３ｂ」→・・・、「４ａ」→「４ｂ」→・・・と続く。
【００４７】
各チャンネルからの出力は、具体的には、図６に示す一例のように、チャンネル２からは、応答器２３からの信号が出力され、チャンネル３からは、応答器２０からの信号が出力され、チャンネル４からは、応答器２１からの信号が出力され、チャンネル５からは、応答器２２からの信号が出力され、チャンネル６からは、応答器２１，２２，２０，２３からの信号が出力され、チャンネル７からは、応答器２２，２３からの信号が出力され、チャンネル８からは、応答器２０からの信号が出力され、チャンネル９からは、応答器２１，２３，２２，２０からの信号が出力され、チャンネル１０からは、応答器２０からの信号が出力され、チャンネル１１からは、応答器２１，２３からの信号が出力され、チャンネル１２からは、応答器２３，２４からの信号が出力され、チャンネル１３からは、応答器２０，２１，２３からの信号が出力され、チャンネル１４からは、応答器２２からの信号が出力され、チャンネル１５からは、応答器２３からの信号が出力され、チャンネル１６からは、応答器２２，２０からの信号が出力される。
【００４８】
上記の出力をフレーム仕分け器３５により各応答器毎に仕分けし、フレーム連結器３６により、時系列に連結して再構築する。例えば、応答器２０からの出力は、Ｔ１タイミングでチャンネル３からの出力のフレームの識別符号が「１ａ」、Ｔ２タイミングでチャンネル１３からの出力のフレームの識別符号が「１ｂ」、Ｔ３タイミングでチャンネル１０からの出力フレームの識別符号が「１ｃ」、Ｔ４タイミングでチャンネル６からの出力のフレームの識別符号が「１ｄ」、Ｔ５タイミングでチャンネル８からの出力のフレームの識別符号が「１ｅ」、Ｔ６タイミングでチャンネル９からの出力のフレームの識別符号が「１ｆ」、Ｔ７タイミングでチャンネル１６からの出力のフレームの識別符号が「１ｇ」の場合には、これらのフレームが識別符号に従って「１ａ」、「１ｂ」、「１ｃ」、「１ｄ」、「１ｅ」、「１ｆ」、「１ｇ」と再構築される。
【００４９】
ここで、フレームの仕分け及び再構成を図７を参照して詳細に説明する。図７は、各チャンネルからの出力を表した模式図である。図７に示す例では、フレームに含まれる情報が「４ａ」の場合には、応答器２３のＩＤが「４」で、「ａ」はこの情報が時系列で最初であることを示している。尚、このフレームには応答器から送られた他の情報も含まれている。
【００５０】
図７に示すように、質問器から、無変調で主搬送波の送信を開始すると、各応答器からの反射波は一括して受信される。具体的には、ホッピングする副搬送波がＣＨ１〜ＣＨ９において一括して受信される。最初の一括受信で、副搬送波ｆｓｃ４がＣＨ１で受信され、「４ａ」を情報として含んだフレームが得られ、副搬送波ｆｓｃ２はＣＨ３で受信され、「２ａ」を情報として含んだフレームが得られ、副搬送波ｆｓｃ５はＣＨ４で受信され、「５ａ」を情報として含んだフレームが得られ、副搬送波ｆｓｃ１はＣＨ６で受信され、「１ａ」を情報として含んだフレームが得られ、副搬送波ｆｓｃ３はＣＨ８で受信され、「３ａ」を情報として含んだフレームが得られる。
【００５１】
次の一括受信で、ＣＨ２で副搬送波ｆｓｃ１が受信され「１ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ３で副搬送波ｆｓｃ３が受信され「３ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ５で副搬送波ｆｓｃ２が受信され「２ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ６で副搬送波ｆｓｃ４が受信され「４ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ９で副搬送波ｆｓｃ５が受信され「５ｂ」を識別符号として含んだフレームが得られる。
その次の一括受信で、ＣＨ１で副搬送波ｆｓｃ１が受信され「１ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ２で副搬送波ｆｓｃ４が受信され「４ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ５で副搬送波ｆｓｃ３が受信され「３ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ７で副搬送波ｆｓｃ５受信され「５ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られ、ＣＨ８で副搬送波ｆｓｃ２受信され「２ｃ」を識別符号として含んだフレームが得られる。この各フレームを応答器のＩＤに従って、仕分けし、時系列的に連結して、図７に示すように、「１ａ、１ｂ、１ｃ」、「２ａ、２ｂ、２ｃ」、「３ａ、３ｂ、３ｃ」、「４ａ、４ｂ、４ｃ」、「５ａ、５ｂ、５ｃ」と各応答器毎の識別符号信号が復調される。
【００５２】
尚、上記の方法では、各応答器からの反射波のホッピングする副搬送波を一括して受信しているので、副搬送波の周波数の衝突が生じたチャンネルを、正常な復調ができなかったチャンネル、あるいは正常な識別符号が得られなかったチャンネル、あるいはエラーが発生したチャンネルとして、コントローラ５１が判断できる。従って、副搬送波の周波数の衝突が生じたチャンネルを全ての応答器に報知するようにしても良い。これにより、衝突が生じた各応答器を個別に探索して、エラーが発生したことを通知するという複雑な処理は不要となる。衝突が生じたチャンネル番号を報知するだけで、そのチャンネルを使用した全ての応答器が同時衝突やエラー発生を知ることができる。
【００５３】
従来の周波数ホッピングでは、特定の２つの送受信機（トランシーバ）間で同期して行われていた。従って、１つの送受信機は、他方の送受信機から時系列的に送信された信号のみを復調し、上記の特定の２つ以外の送受信機から送信された信号は不要波と見なし、無視していた。これに対して、本実施の形態である１つの質問器に複数の応答器が対応する通信システムにおける周波数ホッピングでは、質問器側は周波数ホッピングは行わず、質問器がホッピング周波数の全帯域を一度に受信するので、全応答器からの信号が、何れかのチャンネルから必ず出力される。従って、これらの出力信号を応答器のＩＤ毎に時系列に再構築することにより、複数の応答器からの信号を同時に検出することができる。従って、応答器からは、周波数ホップピングする毎に応答器のＩＤやホップピングする前にフレーム終了マーカを送信するようにする。尚、ホッピングパターンが既知であれば、そのパターンに従ってフレームを再構築することもできる。
【００５４】
次に、図８乃至図１４を参照して、本実施の形態で使用される副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔の関係について説明する。図８は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数を規定した場合を示すスペクトルを示す図であり、図９は、ガードバンド方式を採用した場合を示すスペクトルを示す図であり、図１０、図１１、図１２、図１３、は、インターリーブ方式を採用した場合を示すスペクトルを示す図であり、図１４は、重ね合わせ方式を採用した場合を示すスペクトルを示す図である。
【００５５】
まず、図８を参照して、最低及び最高ホッピング周波数を規定した場合について説明する。図８に示す例では、Ｆｃが主搬送波を示し、ｆｓｃが副搬送波帯域を示し、ｆＬが最低副搬送波周波数を示し、ｆＨが最高副搬送波周波数を示す。そして、その間をΔｆの間隔で副搬送波ホッピング周波数間隔を設けている。この例では、最低副搬送波周波数ｆＬが副搬送波ホッピング周波数間隔Δｆより大きいので、変調を受けずに戻ってくる近傍反射物からの不要反射等のＤＣに近い低い周波数成分を有するノイズを回避することができる。
【００５６】
次に、図９を参照して、ガードバンド方式を採用した場合について説明する。図９に示す例では、Ｆｃ１，Ｆｃ２が主搬送波を示し、ｆｓｃが副搬送波帯域を示し、ｆＨが最高副搬送波周波数を示す。そして、隣接する主搬送波Ｆｃ１及び主搬送波Ｆｃ２の間隔が、最高副搬送波周波数ｆＨの２倍以上となっている。従って、主搬送波Ｆｃ１の最高副搬送波周波数ｆＨと主搬送波Ｆｃ２の最高副搬送波周波数ｆＨとの間には、使用されない周波数帯域であるガードバンドが形成されることになる。従って、主搬送波Ｆｃ１の最高副搬送波周波数ｆＨと主搬送波Ｆｃ２の最高副搬送波周波数ｆＨとの妨害を回避することができる。
【００５７】
次に、図１０を参照して、インターリーブ方式を採用した場合について説明する。図１０に示す例では、Ｆｃ１，Ｆｃ２が主搬送波を示し、ｆＬが最低副搬送波周波数を示し、ｆＨが最高副搬送波周波数を示し、Δｆが副搬送波ホッピング周波数間隔を示し、Δｆ／２が副搬送波ホッピング周波数間隔の１／２を示している。このインターリーブ方式では、隣接した主搬送波Ｆｃ１，Ｆｃ２の間隔は、最高副搬送波周波数ｆＨ＋最低副搬送波周波数ｆＬ＋副搬送波ホッピング周波数間隔の１／２となっている。従って、主搬送波Ｆｃ１の副搬送波のホッピング周波数間隔の中間に、主搬送波Ｆｃ２のホッピングされた副搬送波が配置されることになる。このようにすることにより、主搬送波Ｆｃ１を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯信号と主搬送波Ｆｃ１に隣接する主搬送波Ｆｃ２により生じる１次側波帯信号とが衝突しない。従って、周波数の利用効率化を図ることができる。
【００５８】
さらに、図１１のように周波数配置を
ｆL=（２M＋１）Δf／２
ｆH=（４M−1）Δf／２
Fc2−Fc1＝４MΔf
（Mは整数）
とすることにより、主搬送波Fc1を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯FS と、隣接する主搬送波Fc2を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2I とが衝突しない。また、主搬送波Fc２を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯FI と、隣接する主搬送波Fc１を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2S とが衝突しない。従って、周波数の利用効率化を図ることができる。
【００５９】
また、図１２のように、
Fc2−Fc1＝４MΔf＋LΔf/2 (Lは整数)
としても同様である。
【００６０】
また、図１３のように
ｆL=(L＋1)Δf/2
ｆH=(L+2M-1)Δf/2
Fc2−Fc1=(4M+3L)Δf/2
(M、Lは整数)
【００６１】
とすることにより、主搬送波Fc1を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯FSと、主搬送波Fc1を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2S及び隣接する主搬送波Fc2を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2Iとが衝突しない。また、主搬送波Fc２を副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯FIと、主搬送波Fc1を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2I及び隣接する主搬送波Fc１を副搬送波で変調することによって生じる２次側波帯F2Sとが衝突しない。従って、周波数の利用効率化を図ることができる。
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
次に、図１５を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１５は、各チャンネルの出力を示す概念図である。この第２の実施の形態では、副搬送波により送られるフレームには、応答器のＩＤ識別符号を含ませず、少なくとも過去１つ分のチャンネルデータを含む連続した複数のチャンネルデータ識別符号として含ませて送るようになっている。図１５に示す例では、フレーム枠内に「９−５」と表示しているものは、「９」が前のチャンネル、「５」が後のチャンネルを示している。
【００６７】
図１５に示すように、質問器から、主搬送波の送信を開始すると、各応答器からの反射波は一括して受信される。具体的には、ＣＨ１〜９をホッピングする副搬送波が一括して受信される。最初の一括受信で、チャンネル１で「７−６」の情報を識別符号とするフレームは受信できず、チャンネル３で「９−５」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル４で「８−９」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル６で「３−２」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル８で「２−３」の情報を識別符号とするフレームが受信される。
【００６８】
次の一括受信で、チャンネル２で「６−１」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル３で「８−５」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル５で「３−８」の情報を識別符号とするフレームが受信できず、チャンネル６で「１−２」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル９で「４−７」の情報を識別符号とするフレームが受信される。
【００６９】
次の一括受信で、チャンネル１で「２−４」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル２で「６−９」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル５で「３−１」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル７で「９−２」の情報を識別符号とするフレームが受信され、チャンネル８で「５−６」の情報を識別符号とするフレームが受信される。
【００７０】
上記の例では、最初の一括受信で、チャンネル６で識別符号「３−２」のフレームは、次に、チャンネル２を利用することが分かるので、識別符号「６−１」のフレームに繋がり、この識別符号から次にチャンネルを利用することが分かるので、フレームは、「３−２」、「６−１」、「２−４」と連結される。また、チャンネル３で識別符号「９−５」のフレームは、次に、チャンネル５を利用することが分かるが、識別符号「３−８」のフレームは、周波数の衝突のため受信できない、しかし、次の一括受信で、チャンネル８で受信のフレームは識別符号が「５−６」なので、前のチャンネルがチャンネル５のチャンネルであると分かるので、フレームは、「９−５」、「エラーにより受信できず」、「５−６」と連結される。
【００７１】
また、チャンネル１で識別符号「７−６」のフレームは、周波数の衝突で受信できなくても、次の一括受信で、チャンネル６で受信のフレームは識別符号が「１−２」なので、前のチャンネルがチャンネル１のチャンネルであると分かり、この識別符号から次にチャンネル２を利用することが分かるので、フレームは、「エラーにより受信できず」、「１−２」、「６−９」と連結される。
【００７２】
以上説明したように、上記の第２の実施の形態では、ホッピングパターンを知らなくても各フレームの前後のチャンネルが分かるのでフレームを接続することができると共に、エラーの検出も容易となる。
【００７３】
尚、上記の第２の実施の形態では、フレームの識別符号として、そのフレームの前後のチャンネルの情報を付したが、図１６に示すように、そのフレームの前２つ分と後ろ１つ分のチャンネルの情報を付しても良い。また、図１７に示すように、そのフレームの前１つ分と後ろ２つ分のチャンネルの情報を付しても良い。これにより周波数が衝突しても、その衝突前あるいは衝突後のチャンネルも分かるのでフレームを接続することができる。例えば、チャンネル９が衝突しても一方は衝突前がチャンネル５、他方はチャンネル２と容易に判別できる。
【００７４】
また、本発明の通信システムでは、副搬送波の周波数の衝突を検出する衝突検出手段を設け、副搬送波の周波数の衝突を検出した場合には、各応答器にその周波数の情報を報知するようにしても良い。報知を受けた応答器は、報知前に報知された周波数を使用したか否かを判断し、使用していれば、報知前に送った情報を再送信することができる。質問器は、どの応答器が衝突したのかは特定する必要がなく、全応答器に衝突周波数情報を報知するだけで良いので、エラー制御処理が非常に簡単となる。
【００７５】
さらに、本発明では、応答器は、ＩＤ情報のみをデータとして送信して、ホッピングパターンで情報を伝達するようにしても良い。尚、サブキャリアホッピングは、マイクロ波帯用の応答器に限定される技術ではないので、３．５６ＭＨｚや１２５ｋＨｚ等の周波数を主搬送波として用いる無線タグ、すなわち、アンテナがコイル状で電磁誘導でデータのやり取りを行うものに用いても良い。
【００７６】
【発明の効果】
【００７７】
以上説明したことから明らかなように、請求項１に記載の通信システムによれば、請求項１に記載の通信システムの応答器の主搬送波受信反射手段は、質問器から送信された主搬送波を受信し反射し、変調副搬送波ホッピング手段を構成する周波数ホッピング手段は副搬送波の周波数を順次切換えながら返信するように副搬送波の周波数をホッピングし、副搬送波変調手段は副搬送波を所定の情報信号により変調し、主搬送波変調手段は副搬送波変調手段により変調された副搬送波で主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調することができる。従って、複数の応答器が同時に送信しても副搬送波周波数が衝突する確率は非常に小さいので、複数の応答器を同時に識別することが可能となる。また、副搬送波周波数の衝突回避のための時間遅れ送信等の制御は不要となる。さらに、応答を検出できた応答器から送信を停止させる、応答器ＩＤを指定後に情報を送信させるなどの制御は不要となり、複数の応答器の送信に対する質問器からの制御は不要となる。
【００７８】
また、請求項２に記載の通信システムの応答器は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、副搬送波の最低周波数は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔より大きくなっている。従って、変調を受けずに戻ってくる近傍反射物からの不要反射等のＤＣに近い低い周波数成分を有するノイズを回避することができる。
【００７９】
また、請求項３に記載の通信システムの応答器は、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数の２倍以上となっている。従って、使用しない帯域であるガードバンドを設けることができ、互いの妨害を回避することができる。
【００８０】
また、請求項４に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、送信される第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域と、第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域とは、少なくとも部分的には重なっており、且つ、前記第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波と、前記第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波とは互いに干渉しないインターリービング関係に周波数配置されている。
【００８１】
また、請求項５に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１又は４に記載の発明の効果に加えて、１つあるいは複数の質問器によって、複数送信される主搬送波の周波数の間隔は、周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最低ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔の２分の１との合計となっている。従って、周波数をインターリーブして周波数利用効率を高めることができる。
【００８２】
また、請求項６に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果に加えて、第１の主搬送波を前記副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯信号と２次側波帯信号とが衝突せず、且つ、この１次側波帯信号及び２次側波帯信号と、前記第１の主搬送波と隣接する第２の主搬送波によって生じる２次側波帯とが衝突しないように前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる前記副搬送波の最低ホッピング周波数、最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔及び前記質問器の主搬送波の周波数間隔が決定されている。従って、周波数をインターリーブして周波数利用効率を高めることができる。
【００８３】
【００８４】
【００８５】
また、請求項７に記載の通信システムにおける応答器は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記応答器の副搬送波発振器は、副搬送波を発振し、副搬送波変調手段は所定の情報信号に基づいて前記副搬送波発振器からの信号を位相変調することができる。従って、副搬送波用の外部発振器、変調器を必要とせず、プロセッサによりソフト的な処理のみで情報信号で変調された副搬送波信号を発生でき、安価に低消費電力化ができる。
【００８６】
また、請求項８に記載の通信システムの質問器は、主搬送波送信手段は主搬送波を送信し、反射波受信手段は応答器において所定の変調がなされた反射波を受信し、復調手段が反射波受信手段が受信した反射波を復調し、検出手段は復調手段が復調した復調信号からデータを検出し、復調手段は副搬送波の最低ホッピング周波数から最高ホッピング周波数までの全周波数ホッピング範囲を含む所定帯域を同時に受信して、複数の信号を同時に復調を行い、検出手段の帯域分割手段は復調手段からの復調信号を複数の帯域に分割し、各帯域毎の分割帯域受信信号にし、復号手段は帯域分割手段からの前記各帯域毎の分割帯域受信信号からデータを復号し、仕分手段は、当該復号手段からの各復号信号の中から所定条件に基づき複数の受信フレームを切り出し仕分けし、連結手段は仕分手段により仕分けされた複数の受信フレームを時系列的に連結することができる。従って、同時に複数の応答器からの信号を受信できる。
【００８７】
また、請求項９に記載の通信システムの質問器は、請求項８に記載の発明の効果に加えて、帯域分割手段のアナログ／デジタル変換手段は、復号信号をデジタル化してデジタル復調信号を得る。周波数領域変換手段はデジタル復調信号を周波数領域の信号に変換し、ホッピング帯域分割手段は変換された周波数領域の信号を所定のホッピング周波数帯域毎に分割することができる。これにより、周波数領域変換・帯域分割などの処理をＤＳＰ等を利用して数値処理でき、構成が簡単となる。特に応答器の用いるデータレートや副搬送波周波数は比較的低いので、安価なＤＳＰ等を利用することができる。
【００８８】
また、請求項１０に記載の通信システムの質問器は、請求項８又は９に記載の発明の効果に加えて、復号手段の時間領域変換手段は、所定のホッピング周波数帯域毎に分割された信号を時間領域の信号に逆変換することができる。
【００８９】
また、請求項１１に記載の通信システムの質問器は、請求項８乃至１０の何れかに記載の発明の効果に加えて、衝突検出手段は複数の応答器が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出し、衝突副搬送波報知手段は衝突検出手段が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出した場合には、衝突した副搬送波の周波数を報知することができる。これにより衝突が発生した応答器を特定する必要がなくなり、簡単な処理で衝突後のエラー処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、通信システム１の構成の一例を示す図である。
【図２】 図２は、通信システム１で使用される主搬送波と反射波の関係を示す図である。
【図３】 図３は、質問器１０の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】 図４は、応答器２０のブロック図である。
【図５】 図５は、質問器１０，１１及び応答器２０，２１の各部での信号の状態を示す図である。
【図６】 図６は、各チャンネルの出力を示す概念図である。
【図７】 図７は、各チャンネルの出力を示す概念図である。
【図８】 図８は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図９】 図９は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１０】 図１０は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１１】 図１１は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１２】 図１２は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１３】 図１３は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１４】 図１４は、副搬送波の最低及び最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔と質問器の主搬送波の周波数間隔を示す概念図である。
【図１５】 図１５は、各チャンネルの出力を示す概念図である。
【図１６】 図１６は、各チャンネルの出力の変形例を示す概念図である。
【図１７】 図１７は、各チャンネルの出力の変形例を示す概念図である。
【符号の説明】
１ 通信システム
１０，１１ 質問器
２０，２１，２２，２３ 応答器
３０ デジタル回路部
３２ 帯域分割フィルタ
３３ 副搬送波復調器
３４ フレーム分割器
４０ アナログ回路部
４１ 発振器
４２ 変調器
４３ 電力増幅器
４５ ＬＮＡ
４６ 主搬送波復調器
４７ アンテナ
５０ デジタル回路部
５１ コントローラ
５２ 副搬送波変調器
５３ 副搬送波発振器
６０ 変復調器
６１ アンテナ
Claims (11)
- 質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの応答器であって、
前記応答器は、
前記質問器から送信された主搬送波を受信し反射するための主搬送波受信反射手段と、
副搬送波の周波数を順次切換えながら返信するように副搬送波の周波数をホッピングする周波数ホッピング手段と、副搬送波を所定の情報信号により変調する副搬送波変調手段とで構成される変調副搬送波ホッピング手段と、
当該副搬送波変調手段により変調された副搬送波で前記主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調する主搬送波変調手段と
を備えたことを特徴とする通信システムの応答器。 - 前記副搬送波の最低周波数は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔より大きいことを特徴とする請求項１に記載の通信システムの応答器。
- １つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数の２倍以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システムの応答器。
- １つあるいは複数の質問器によって、送信される第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域と、第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の全周波数帯域とは、少なくとも部分的には重なっており、且つ、前記第１の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波と、前記第２の主搬送波を変調反射する周波数ホッピングされた副搬送波の各副搬送波とは互いに干渉しないインターリービング関係に周波数配置されたことを特徴とする請求項１に記載の通信システムにおける応答器。
- １つあるいは複数の質問器によって、複数送信される前記主搬送波の周波数の間隔は、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最高ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波の最低ホッピング周波数と、前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる副搬送波のホッピング周波数間隔の２分の１との合計であることを特徴とする請求項１又は４に記載の通信システムにおける応答器。
- 第１の主搬送波を前記副搬送波で変調することによって生じる１次側波帯信号と２次側波帯信号とが衝突せず、且つ、この１次側波帯信号及び２次側波帯信号と、前記第１の主搬送波と隣接する第２の主搬送波によって生じる２次側波帯とが衝突しないように前記周波数ホッピング手段によりホッピングされる前記副搬送波の最低ホッピング周波数、最高ホッピング周波数、ホッピング周波数間隔及び前記質問器の主搬送波の周波数間隔が決定されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の通信システムにおける応答器。
- 前記応答器は、
前記応答器は、副搬送波を発振する副搬送波発振器と、所定の情報信号に基づいて前記副搬送波発振器からの信号を位相変調する副搬送波変調手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の通信システムにおける応答器。 - 質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの質問器であって、
主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、
前記応答器において所定の変調がなされた反射波を受信する反射波受信手段と、
当該反射波受信手段が受信した反射波を復調する復調手段と、
当該復調手段が復調した復調信号からデータを検出する検出手段と
を備え、
前記復調手段は、副搬送波の最低ホッピング周波数から最高ホッピング周波数までの全周波数ホッピング範囲を含む所定帯域を同時に受信して、複数の信号を同時に復調を行い、
前記検出手段は、
前記復調手段からの復調信号を複数の帯域に分割して、各帯域毎の分割帯域受信信号にする帯域分割手段と、
前記帯域分割手段からの前記各帯域毎の分割帯域受信信号からデータを復号する復号手段と、
当該復号手段からの各復号信号の中から所定条件に基づき複数の受信フレームを切り出し仕分けする仕分手段と、
当該仕分手段により仕分けされた複数の受信フレームを時系列的に連結する連結手段と
を備え、同時に複数の応答器からの信号を受信できることを特徴とする通信システムの質問器。 - 前記帯域分割手段は、前記復調信号をデジタル化してデジタル復調信号を得るアナログ／デジタル変換手段と、
前記デジタル復調信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換手段と、
前記変換された周波数領域の信号を所定のホッピング周波数帯域毎に分割するホッピング帯域分割手段と
を備えたことを特徴とする請求項８に記載の通信システムの質問器。 - 前記復号手段は、前記所定のホッピング周波数帯域毎に分割された信号を時間領域の信号に逆変換する時間領域変換手段を備えたことを特徴とする請求項８又は９に記載の通信システムの質問器。
- 前記質問器は、
複数の応答器が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出する衝突検出手段と、
当該衝突検出手段が同一副搬送波周波数で応答して衝突が生じたことを検出した場合には、衝突した副搬送波の周波数を報知する衝突副搬送波報知手段と
を備えたことを特徴とする請求項８乃至１０の何れかに記載の質問器。
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