JP4031006B2 - 無線通信システム、無線送信機及び無線受信機 - Google Patents
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Description
本発明は、無線によりデータの送受信を行うＲＦタグなどの無線送信機及びＲＦタグリーダ等の無線受信機から構成される無線通信システム、これに用いられる無線送信機及び無線受信機に関する。
従来、ＲＦタグリーダが自身の受信エリア内に存在するＲＦタグの識別処理を行う場合、複数のＲＦタグからの信号もしくは応答信号が衝突して、識別のための信号もしくは応答信号を受信できない場合がある。
このため、特定小電力データ伝送用周波数帯域の無線機を利用した、双方向の通信を行う伝送装置として、受信データの電界強度を所定の閾値と比較し、比較結果によりデータブロック長を短／長に変更し、無線通信の衝突を防止する構成がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１１９５３８号公報
このため、特定小電力データ伝送用周波数帯域の無線機を利用した、双方向の通信を行う伝送装置として、受信データの電界強度を所定の閾値と比較し、比較結果によりデータブロック長を短／長に変更し、無線通信の衝突を防止する構成がある（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１に示す伝送装置において、例えば、データ伝送装置Ａとデータ伝送装置Ｂの間で通信を行う際、他のデータ伝送装置Ｃとデータ伝送装置Ｄとの間での通信が近接した距離で同一周波数にて実施されている場合、データ伝送装置Ａはデータ伝送装置Ｂの受信信号レベルをもとに、その電界強度から送信データ出力と、データブロック長を制御し、他のデータ伝送装置Ｃとデータ伝送装置Ｄとの間の通信との混信を抑制するものである。また受信側は電界強度の閾値判定により、送信データのブロック長を推定するものである。
しかしながら、上述した伝送装置は、複数と言っても２台間の通信を制御するものであり、ＲＦタグリーダとＲＦタグとの識別処理における通信のように、１対ｎ（ｎ＞１の整数）の双方向通信を行う場合に対応するよう構成されていない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、受信エリア内のＲＦタグが増加し、ＲＦタグリーダが１対ｎの関係でデータの送受信を行う際に、受信エリア内のＲＦタグからの信号もしくは応答信号の衝突の比率を、従来に比較して低減させることができる無線通信システム、これに用いられる無線送信機及び無線受信機を提供することを目的とする。
本発明の無線送信機は、入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、ベースバンド符号化のクロックを生成するクロック部と、所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記クロックの周波数を逓倍する制御部とを有することを特徴とする。
本発明の無線送信機は、プリアンブルを前記データに付与するプリアンブル部を有し、このプリアンブル部にクロックの周波数を示すクロック情報が付加されていることを特徴とする。
本発明の無線送信機は、前記クロック情報がクロックの周波数に応じて制御される終端パルス長の長さ、または前記クロック情報がクロックの周波数に応じて制御されるプリアンブルのパターンであることを特徴とする。
本発明の無線送信機は、入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、ベースバンド変調のクロックを生成するクロック部と、所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記送信するデータのデータ長を短くする制御部とを有することを特徴とする。
本発明の無線送信機は、プリアンブルを前記データに付与するプリアンブル部を有し、このプリアンブル部が送信するデータのデータ長に応じてプリアンブルのパターンを変更することを特徴とする。
本発明の無線送信機は、ベースバンド符号化されたデータにフラグを付与するフラグ挿入部を有し、このフラグ挿入部が送信するデータのデータ長に応じて挿入するフラグを変更することを特徴とする。
本発明の無線受信機は、付加されるプリアンブルのクロック情報により、送信信号のベースバンド符号化のクロック数が示されたパケットを無線通信機から受信する無線受信機であって、前記パケットのプリアンブルのパターンマッチングを行うとともに、プリアンブルのクロック情報を抽出するプリアンブルマッチング部と、前記クロック情報により、ベースバンド復号のクロックを制御するデータサンプリングクロック部と、前記クロックにより前記データのベースバンド復号を行うベースバンド復号部とを有することを特徴とする。
本発明の無線通信システムは、入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、ベースバンド符号化のクロックを生成するクロック部と、所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記クロックの周波数を逓倍する制御部と、クロックの周波数を示すクロック情報が付加されたプリアンブルを前記データに付与してパケットとするプリアンブル部と、このパケットを変調して送信信号として発信する発信部とを有する無線送信機と、前記送信信号を受信し、この送信信号を復調してパケットとする受信部と、パケットのプリアンブルのパターンマッチングを行うとともに、プリアンブルのクロック情報を抽出するプリアンブルマッチング部と、前記クロック情報により、ベースバンド復号のクロックを制御するデータサンプリングクロック部と、前記クロックにより送信されたデータのベースバンド復号を行うベースバンド復号部とを有する無線受信機とを有することを特徴とする。
本発明の無線通信システムは、入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、ベースバンド変調のクロックを生成するクロック部と、所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記送信するデータのデータ長を短くする制御部と、送信するデータのデータ長を示すデータ長情報が付加されたプリアンブルを前記データに付与してパケットとするプリアンブル部と、このパケットを変調して送信信号として発信する発信部とを有する無線送信機と、前記送信信号を受信し、この送信信号を復調してパケットとする受信部と、パケットのプリアンブルのパターンマッチングを行うとともに、プリアンブルのクロック情報を抽出するプリアンブルマッチング部と、このパケットをクロックによりベースバンド復号するベースバンド復号部と、前記クロック情報により、送信されたデータのデータ長を検出する制御部と、検出されたデータ長に基づき送信されたデータのベースバンド復号を行うベースバンド復号部とを有する無線受信機とを有することを特徴とする。
本発明の無線通信システムは、入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、ベースバンド変調のクロックを生成するクロック部と、所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記送信するデータのデータ長を短くする制御部と、送信するデータのデータ長を示すフラグを付加するフラグ挿入部と、このフラグが付加されたデータにプリアンブルを付与してパケットとするプリアンブル部と、このパケットを変調して送信信号として発信する発信部とを有すう無線送信機と、前記送信信号を受信し、この送信信号を復調してパケットとする受信部と、パケットのプリアンブルのパターンマッチングを行うプリアンブルマッチング部と、フラグの識別を行うフラグ識別部と、前記フラグにより、送信されたデータのデータ長を検出する制御部と、検出されたデータ長に基づき送信されたデータのベースバンド復号を行うベースバンド復号部とを有する無線受信機とを有することを特徴とする。
以上説明したように、本発明の無線通信システムによれば、キャリア検出率が高い場合に、複数の無線送信機からの無線パケットの衝突確率が高くなるため、キャリア検出率があらかじめ設定されている閾値を超えた場合、ベースバンド符号化する場合のクロック周波数を逓倍することにより、パケット長を短くすることができ、所定期間に複数の無線パケットが衝突する確率を低下させることが可能となり、効率的な無線通信を行うことができる。
また、本発明の無線通信システムによれば、キャリア検出率が高い場合に、複数の無線送信機からの無線パケットの衝突確率が高くなるため、キャリア検出率があらかじめ設定されている閾値を超えた場合、送信するデータのデータ長を短くすることにより、パケット長を短くすることができ、所定期間に複数の無線パケットが衝突する確率を低下させることが可能となり、効率的な無線通信を行うことができる。
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図１は同実施形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
この図１において、送信機１は、ＲＦタグ，ＩＣタグなどの小電力無線を用いた無線送信機であり、無線変調部１１，キャリア検出部１２，制御部１３，プリアンブル挿入部１４、ベースバンド符号化部１５、クロック部１６，データメモリ部１７を有している。
受信機２は、上記ＲＦタグやＩＣタグなどから識別番号などを収集して、タグの識別処理を行うタグリーダなどであり、無線復調部２１，プリアンブルマッチング部２２，制御部２３，ベースバンド復号部２４，データサンプリングクロック部２５，インターフェース部２６を有している。ここで、クロック部１６及びデータサンプリングクロック部２５は、水晶発振子，スイッチ及びクロック逓倍器が設けられキャリア検出率が閾値を超えた場合、スイッチによりクロック逓倍器を介して、周波数を上げる構成となっている。
以下、本発明の第１の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図１は同実施形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
この図１において、送信機１は、ＲＦタグ，ＩＣタグなどの小電力無線を用いた無線送信機であり、無線変調部１１，キャリア検出部１２，制御部１３，プリアンブル挿入部１４、ベースバンド符号化部１５、クロック部１６，データメモリ部１７を有している。
受信機２は、上記ＲＦタグやＩＣタグなどから識別番号などを収集して、タグの識別処理を行うタグリーダなどであり、無線復調部２１，プリアンブルマッチング部２２，制御部２３，ベースバンド復号部２４，データサンプリングクロック部２５，インターフェース部２６を有している。ここで、クロック部１６及びデータサンプリングクロック部２５は、水晶発振子，スイッチ及びクロック逓倍器が設けられキャリア検出率が閾値を超えた場合、スイッチによりクロック逓倍器を介して、周波数を上げる構成となっている。
次に、図１，図２，図３，及び図４を参照して、第１の実施形態による無線通信システムの動作を説明する。図２は送信機１の動作例を示すフローチャートであり、図４は受信機２の動作例を示すフローチャートである。図３は、キャリア検出率に基づいた、ベースバンド符号化に用いるクロックの制御を説明するパケットの構成を示す概念図である。
まず、送信機１の動作を図２のフローチャートに従い説明する。
ステップＳ１において、キャリア検出部１２は、受信機２からのデータ収集の制御信号を受信し、自身を識別するＩＤ（識別情報）と、記憶されている固有情報や測定などにより取得した情報からなる送信データ（信号もしくは応答信号）をデータメモリ１７から読み出し、この送信データを受信機２に発信する際、自身の送信データの発信に用いている周波数帯近傍におけるキャリア検出を行う。
まず、送信機１の動作を図２のフローチャートに従い説明する。
ステップＳ１において、キャリア検出部１２は、受信機２からのデータ収集の制御信号を受信し、自身を識別するＩＤ（識別情報）と、記憶されている固有情報や測定などにより取得した情報からなる送信データ（信号もしくは応答信号）をデータメモリ１７から読み出し、この送信データを受信機２に発信する際、自身の送信データの発信に用いている周波数帯近傍におけるキャリア検出を行う。
次に、ステップＳ２において、キャリア検出部１２は、測定されるキャリアがあらかじめ設定されている時間率を超えて検出されているか否か、すなわち、所定の測定時間内にキャリアが存在する時間を測定時間で除算した数値（以降、キャリア検出率とする）が閾値を超えているか否かの検出を行う。
このとき、キャリア検出部１２は、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていないことを検出した場合、超えていないことを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ３へ進め、一方、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていることを検出した場合、超えていることを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ８へ進める。
このとき、制御部１３は上記通知信号を受信すると、データメモリ１７から送信機１のＩＤ及びペイロードを読み出し、ベースバンド符号化部１５へ出力する。
このとき、キャリア検出部１２は、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていないことを検出した場合、超えていないことを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ３へ進め、一方、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていることを検出した場合、超えていることを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ８へ進める。
このとき、制御部１３は上記通知信号を受信すると、データメモリ１７から送信機１のＩＤ及びペイロードを読み出し、ベースバンド符号化部１５へ出力する。
次に、ステップＳ３において、制御部１３は、ベースバンド符号化に用いるクロックの周波数が１／Ｔd1とする制御信号をクロック部１６へ出力する。ここで、Ｔd1はクロックの周期である。
これにより、クロック部１６は、ベースバンド符号化部１５に対して供給するクロックの周波数を、クロックの周波数が１／Ｔd1に対応したものに変更する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、周波数が１／Ｔd1のクロックにより、送信データの符号化（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩなどのビット区間で電圧の状態をクロックに同期させて、高低の電圧レベルにて変化させるため、クロックの周波数が検出し易い符号形式）を行い、符号化されたベースバンド信号をプリアンブル挿入部１４へ出力する。
これにより、クロック部１６は、ベースバンド符号化部１５に対して供給するクロックの周波数を、クロックの周波数が１／Ｔd1に対応したものに変更する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、周波数が１／Ｔd1のクロックにより、送信データの符号化（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩなどのビット区間で電圧の状態をクロックに同期させて、高低の電圧レベルにて変化させるため、クロックの周波数が検出し易い符号形式）を行い、符号化されたベースバンド信号をプリアンブル挿入部１４へ出力する。
次に、ステップＳ４において、プリアンブル挿入部１４は、ベースバンド信号に付加するプリアンブルの終端パルスのパルス幅を、Ｔ1とする。このパルス幅Ｔ1は、ベースバンド符号化が１／Ｔd1の周波数のクロックによって行われたことを示すものである。このパルス幅Ｔ1とパルス幅Ｔd1との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
そして、ステップＳ５において、プリアンブル挿入部１４は、図３に示すように、終端パルスの周波数が１／Ｔ1の所定のパターンのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
そして、ステップＳ５において、プリアンブル挿入部１４は、図３に示すように、終端パルスの周波数が１／Ｔ1の所定のパターンのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
次に、ステップＳ６において、無線変調部１１は、入力されるパケットを、所定の周波数の変調クロックにより変調する。
そして、ステップＳ７において、無線変調部１１は、変調した無線パケットをアンテナを介して、受信機２に対して発信する。
そして、ステップＳ７において、無線変調部１１は、変調した無線パケットをアンテナを介して、受信機２に対して発信する。
一方、ステップＳ８において、制御部１３は、ベースバンド符号化に用いるクロックの周波数を１／Ｔd2とする制御信号をクロック部１６へ出力する。
これにより、クロック部１６は、ベースバンド符号化部１５に対して供給するクロックの周波数を、クロックのパルス幅Ｔd2に対応したものに変更する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、周波数が１／Ｔd2のクロックにより、送信データの符号化（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩなどのビット区間で電圧の状態をクロックに同期させて、高低の電圧レベルにて変化させるため、クロックの周波数が検出し易い符号形式）を行い、符号化されたベースバンド信号をプリアンブル挿入部１４へ出力する。
これにより、クロック部１６は、ベースバンド符号化部１５に対して供給するクロックの周波数を、クロックのパルス幅Ｔd2に対応したものに変更する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、周波数が１／Ｔd2のクロックにより、送信データの符号化（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩなどのビット区間で電圧の状態をクロックに同期させて、高低の電圧レベルにて変化させるため、クロックの周波数が検出し易い符号形式）を行い、符号化されたベースバンド信号をプリアンブル挿入部１４へ出力する。
次に、ステップＳ９において、プリアンブル挿入部１４は、ベースバンド信号に付加するプリアンブルの終端パルスのパルス幅をＴ2とする。このパルス幅Ｔ2は、ベースバンド符号化がパルス幅Ｔd2の周波数のクロックによって行われたことを示すものである。このパルス幅Ｔ2とパルス幅Ｔd2との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
そして、ステップＳ５において、プリアンブル挿入部１４は、図３に示すように、終端パルスのパルス幅がＴ2の所定のパターンのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
そして、ステップＳ５において、プリアンブル挿入部１４は、図３に示すように、終端パルスのパルス幅がＴ2の所定のパターンのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
上述したように、キャリア検出率が設定された閾値を超えない場合、ベースバンド符号化に用いるクロックのパルス幅をＴd1とし、キャリア検出率が設定された閾値を超えた場合、ベースバンド符号化に用いるクロックの周波数を１／Ｔd2とし、Ｔd1＞Ｔd2（一般的に、Ｔd1＝Ｎ×Ｔd2（Ｎ＝２，３，４，…）であり、Ｎ＝２とするとデータ長が１／２となり、パケットを短くするのに有効となる）の関係となっている。
このため、ベースバンド符号化された後のベースバンド信号の時間的な長さが、キャリア検出率が設定された閾値を超えない場合に比較して、キャリア検出率が設定された閾値を超えた場合に短くなり、複数の送信機１からの無線パケットの衝突の確率を低減することができる。
このため、ベースバンド符号化された後のベースバンド信号の時間的な長さが、キャリア検出率が設定された閾値を超えない場合に比較して、キャリア検出率が設定された閾値を超えた場合に短くなり、複数の送信機１からの無線パケットの衝突の確率を低減することができる。
ここで、上記閾値は送信タイミングにおいて、例えば、１０回中の５回（５０％）以上でキャリア検出された場合に、次に実際に無線パケットを送信するタイミング、すなわちキャリアが検出されずに無線パケットを送信する送信タイミングにおいて、ベースバンド符号化に用いるクロックの周波数を上げる（または送信データのデータ長（ビット数）を削減する）処理を行う。
そして、ベースバンド符号化に用いるクロックの周波数を上げる（または送信データのデータ長（ビット数）を削減する）処理を行った後、以降の送信タイミングにおいて、１０回中の５回（５０％）未満でキャリア検出された場合に、次に実際に無線パケットを送信するタイミングにおいて、変更したクロックの周波数（または送信データ長）を元に戻す。
そして、ベースバンド符号化に用いるクロックの周波数を上げる（または送信データのデータ長（ビット数）を削減する）処理を行った後、以降の送信タイミングにおいて、１０回中の５回（５０％）未満でキャリア検出された場合に、次に実際に無線パケットを送信するタイミングにおいて、変更したクロックの周波数（または送信データ長）を元に戻す。
次に、受信機２の動作を図４のフローチャートに従い説明する。
ステップＳ１１において、無線復調部２１は、アンテナを介して受信した無線パケットを、送信機１の無線変調部１１が使用していた変調クロックと同様の周波数の復調クロックを用いて復調してパケットを再生する。
ステップＳ１１において、無線復調部２１は、アンテナを介して受信した無線パケットを、送信機１の無線変調部１１が使用していた変調クロックと同様の周波数の復調クロックを用いて復調してパケットを再生する。
次に、ステップＳ１２において、プリアンブルマッチング部２２は、入力されるパケットにおけるプリアンブルのパターンマッチングを行い、受信したパケットが受信機２が受信するものであるか否かの検出を行い、パターンが受信機２が受信するものでない場合、パケットを破棄して以降の処理を行わず、一方、パターンが受信機２の受信するものであることを検出した場合、プリアンブルの終端パルス幅の検出（測定）を行い、検出された終端パルス幅を制御部２３へ出力する。
そして、プリアンブルマッチング部２２は、プリアンブルをパケットから削除して、ベースバンド信号としてベースバンド復号部２４へ出力する。
そして、プリアンブルマッチング部２２は、プリアンブルをパケットから削除して、ベースバンド信号としてベースバンド復号部２４へ出力する。
次に、ステップＳ１３において、制御部２３は、入力される終端パルス幅の検出、すなわち入力される終端パルス幅がＴ1かＴ2のいずれであるかの検出を行う。
このとき、制御部２３は、入力される終端パルス幅がＴ1であることを検出した場合、処理をステップＳ１４へ進め、一方、入力される終端パルス幅がＴ2であることを検出した場合、処理をステップＳ１７へ進める。
このとき、制御部２３は、入力される終端パルス幅がＴ1であることを検出した場合、処理をステップＳ１４へ進め、一方、入力される終端パルス幅がＴ2であることを検出した場合、処理をステップＳ１７へ進める。
次に、ステップＳ１４において、制御部２３は、ベースバンド復号部２４へ供給するデータサンプリング用のクロックの周波数が１／Ｔd1となるように、データサンプリングクロック部２５に対して制御信号を出力する。
これにより、データサンプリングクロック部２５は、１／Ｔd1の周波数のクロックをベースバンド復号部２４に対して供給し、処理をステップＳ１５へ進める。
これにより、データサンプリングクロック部２５は、１／Ｔd1の周波数のクロックをベースバンド復号部２４に対して供給し、処理をステップＳ１５へ進める。
次に、ステップＳ１５において、ベースバンド復号部２４は、上記クロックによりデータのサンプリング処理等を行い、プリアンブルマッチング部２２から入力されるベースバンド信号を、送信機１のベースバンド符号化部１５が行った符号化に対応した復号処理を行うことで復号し（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩ等に対する復号処理）、必要に応じて誤り訂正を行い、処理結果として送信データを再生する。
次に、ステップＳ１６において、ベースバンド復号部２３は、再生した送信データをインターフェース部１６へ送信する。
そして、インターフェース部１６は、シリアルインターフェースまたはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インターフェース等であり、それぞれのインターフェースのデータ形式に送信データを変更して、外部の装置へ出力する。
そして、インターフェース部１６は、シリアルインターフェースまたはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インターフェース等であり、それぞれのインターフェースのデータ形式に送信データを変更して、外部の装置へ出力する。
また、ステップ１７において、制御部２３は、ベースバンド復号部２４へ供給するデータサンプリング用のクロックの周波数を１／Ｔd2となるように、データサンプリングクロック部２５に対して制御信号を出力する。
これにより、データサンプリングクロック部２５は、１／Ｔd2の周波数のクロックをベースバンド復号部２４に対して供給し、処理をステップＳ１５へ進める。
これにより、データサンプリングクロック部２５は、１／Ｔd2の周波数のクロックをベースバンド復号部２４に対して供給し、処理をステップＳ１５へ進める。
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図５は同実施形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
第２の実施形態による無線通信システムの図５において、第１の実施形態による無線通信システムと同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
この図５において、送信機１は、ＲＦタグ，ＩＣタグなどの小電力無線を用いた無線送信機であり、無線変調部１１，キャリア検出部１２，制御部１３，プリアンブル挿入部１４、ベースバンド符号化部１５、クロック部１６，データメモリ部１７を有している。
また、受信機２は、上記ＲＦタグやＩＣタグなどから識別番号などを収集して、タグの識別処理を行うタグリーダなどであり、無線復調部２１，プリアンブルＡマッチング部２２Ａ，プリアンブルＢマッチング部２２Ｂ，制御部２３，ベースバンド復号部２４，データサンプリングクロック部２５，インターフェース部２６を有している。
以下、本発明の第２の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図５は同実施形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
第２の実施形態による無線通信システムの図５において、第１の実施形態による無線通信システムと同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
この図５において、送信機１は、ＲＦタグ，ＩＣタグなどの小電力無線を用いた無線送信機であり、無線変調部１１，キャリア検出部１２，制御部１３，プリアンブル挿入部１４、ベースバンド符号化部１５、クロック部１６，データメモリ部１７を有している。
また、受信機２は、上記ＲＦタグやＩＣタグなどから識別番号などを収集して、タグの識別処理を行うタグリーダなどであり、無線復調部２１，プリアンブルＡマッチング部２２Ａ，プリアンブルＢマッチング部２２Ｂ，制御部２３，ベースバンド復号部２４，データサンプリングクロック部２５，インターフェース部２６を有している。
次に、図５，図６，図７，及び図８を参照して、第２の実施形態による無線通信システムの動作を説明する。図６は送信機１の動作例を示すフローチャートであり、図８は受信機２の動作例を示すフローチャートである。図７は、キャリア検出率に基づいた、ベースバンド符号化に用いるクロックの制御を説明するパケットの構成を示す概念図である。
まず、送信機１の動作を図６のフローチャートに従い説明する。
ここで、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６，Ｓ７及びＳ８の処理については、第１の実施形態の図２のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
まず、送信機１の動作を図６のフローチャートに従い説明する。
ここで、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６，Ｓ７及びＳ８の処理については、第１の実施形態の図２のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ１からステップＳ３，ステップＳ８により、ベースバンド符号化に用いるクロックが設定される。
次に、ステップＳ２４において、プリアンブル挿入部１４は、ベースバンド信号に付加するプリアンブルのパターンの型をパターンＡとする。このパターンＡは、ベースバンド符号化が１／Ｔd1の周波数のクロックによって行われたことを示すものである。このパターンＡとパルス幅Ｔd1との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
そして、ステップＳ２５において、プリアンブル挿入部１４は、図７に示すように、パターンＡのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
ここで用いるパターンＡ及びパターンＢのデータはデータメモリ部１７に予め記憶されており、その都度、プリアンブル挿入部１４がデータメモリ部１７からパターンＡ及びパターンＢのデータを読み出して用いる。
次に、ステップＳ２４において、プリアンブル挿入部１４は、ベースバンド信号に付加するプリアンブルのパターンの型をパターンＡとする。このパターンＡは、ベースバンド符号化が１／Ｔd1の周波数のクロックによって行われたことを示すものである。このパターンＡとパルス幅Ｔd1との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
そして、ステップＳ２５において、プリアンブル挿入部１４は、図７に示すように、パターンＡのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
ここで用いるパターンＡ及びパターンＢのデータはデータメモリ部１７に予め記憶されており、その都度、プリアンブル挿入部１４がデータメモリ部１７からパターンＡ及びパターンＢのデータを読み出して用いる。
次に、ステップＳ２９において、プリアンブル挿入部１４は、ベースバンド信号に付加するプリアンブルのパターンの型をパターンＢとする。このパターンＢは、ベースバンド符号化が１／Ｔd2の周波数のクロックによって行われたことを示すものである。このパターンＢとパルス幅Ｔd2との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
そして、ステップＳ２５において、プリアンブル挿入部１４は、図７に示すように、パターンＢのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
そして、ステップＳ２５において、プリアンブル挿入部１４は、図７に示すように、パターンＢのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
上述したように、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ベースバンド符号化された後のベースバンド信号の時間的な長さが、キャリア検出率が設定された閾値を超えない場合に比較して、キャリア検出率が設定された閾値を超えた場合に短くなり、複数の送信機１からの無線パケットの衝突の確率を低減することができる。
次に、受信機２の動作を図８のフローチャートに従い説明する。
ここで、送信機１の動作の説明と同様に、Ｓ１４〜Ｓ１７の処理については、第１の実施形態の図４のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ１１において、無線復調部２１は、アンテナを介して受信した無線パケットを、送信機１の無線変調部１１が使用していた変調クロックと同様の周波数の復調クロックを用いて復調してパケットを再生する。
ここで、送信機１の動作の説明と同様に、Ｓ１４〜Ｓ１７の処理については、第１の実施形態の図４のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ１１において、無線復調部２１は、アンテナを介して受信した無線パケットを、送信機１の無線変調部１１が使用していた変調クロックと同様の周波数の復調クロックを用いて復調してパケットを再生する。
次に、ステップＳ２２において、プリアンブルＡマッチング部２２Ａは、入力されるパケットにおけるプリアンブルのパターンマッチングを行い、受信したパケットが受信機２が受信するものであるか否かの検出を行い、パターンが受信機２が受信するものでない場合、パケットを破棄して以降の処理を行わず、一方、パターンが受信機２の受信するものであることを検出した場合、プリアンブルのパターンがパターンＡであるか否かの検出（測定）を行う。
そして、プリアンブルＡマッチング部２２Ａは、プリアンブルのパターンの型がＡであることを検出すると、パターンがＡであることを示すパターン確認信号を制御部２３へ出力し、プリアンブルのパターンがＡでないことを検出すると、パターンがＡでないことを示すパターン確認信号を制御部２３へ出力する。
そして、プリアンブルＡマッチング部２２Ａは、プリアンブルをパケットから削除して、ベースバンド信号としてベースバンド復号部２４へ出力する。
そして、プリアンブルＡマッチング部２２Ａは、プリアンブルのパターンの型がＡであることを検出すると、パターンがＡであることを示すパターン確認信号を制御部２３へ出力し、プリアンブルのパターンがＡでないことを検出すると、パターンがＡでないことを示すパターン確認信号を制御部２３へ出力する。
そして、プリアンブルＡマッチング部２２Ａは、プリアンブルをパケットから削除して、ベースバンド信号としてベースバンド復号部２４へ出力する。
また、プリアンブルＢマッチング部２２Ｂは、入力されるパケットにおけるプリアンブルのパターンマッチングを行い、受信したパケットが受信機２が受信するものであるか否かの検出を行い、パターンが受信機２が受信するものでない場合、パケットを破棄して以降の処理を行わず、一方、パターンが受信機２の受信するものであることを検出した場合、プリアンブルのパターンがパターンＢであるか否かの検出（測定）を行う。
そして、プリアンブルＢマッチング部２２Ｂは、プリアンブルのパターンの型がＢであることを検出すると、パターンがＢであることを示すパターン確認信号を制御部２３へ出力し、プリアンブルのパターンがＢでないことを検出すると、パターンがＢでないことを示すパターン確認信号を制御部２３へ出力する。
そして、プリアンブルＢマッチング部２２Ｂは、プリアンブルをパケットから削除して、ベースバンド信号としてベースバンド復号部２４へ出力する。
そして、プリアンブルＢマッチング部２２Ｂは、プリアンブルのパターンの型がＢであることを検出すると、パターンがＢであることを示すパターン確認信号を制御部２３へ出力し、プリアンブルのパターンがＢでないことを検出すると、パターンがＢでないことを示すパターン確認信号を制御部２３へ出力する。
そして、プリアンブルＢマッチング部２２Ｂは、プリアンブルをパケットから削除して、ベースバンド信号としてベースバンド復号部２４へ出力する。
次に、ステップＳ２３において、制御部２３は、入力されるパターン確認信号によるプリアンブルのパターンの型を検出、すなわち、パターン確認信号がパターンＡを示すものかパターンＢを示すものかのいずれであるかの検出を行う。
このとき、制御部２３は、入力されるパターン確認信号によるパターンの型がＡであることを検出した場合、処理をステップＳ１４へ進め、一方、入力されるパターン確認信号によるパターンの型がＢであることを検出した場合、処理をステップＳ１７へ進める。
以降のステップＳ１４〜Ｓ１７の処理は、図４に示す第１の実施形態の受信機２の動作と同様のため、説明を省略する。
このとき、制御部２３は、入力されるパターン確認信号によるパターンの型がＡであることを検出した場合、処理をステップＳ１４へ進め、一方、入力されるパターン確認信号によるパターンの型がＢであることを検出した場合、処理をステップＳ１７へ進める。
以降のステップＳ１４〜Ｓ１７の処理は、図４に示す第１の実施形態の受信機２の動作と同様のため、説明を省略する。
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図９は同実施形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
第３の実施形態による無線通信システムの図９において、第２の実施形態による無線通信システムと同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
この図９において、送信機１は、ＲＦタグ，ＩＣタグなどの小電力無線を用いた無線送信機であり、無線変調部１１，キャリア検出部１２，制御部１３，プリアンブル挿入部１４、ベースバンド符号化部１５、クロック部１６，データメモリ部１７を有している。
以下、本発明の第３の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図９は同実施形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
第３の実施形態による無線通信システムの図９において、第２の実施形態による無線通信システムと同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
この図９において、送信機１は、ＲＦタグ，ＩＣタグなどの小電力無線を用いた無線送信機であり、無線変調部１１，キャリア検出部１２，制御部１３，プリアンブル挿入部１４、ベースバンド符号化部１５、クロック部１６，データメモリ部１７を有している。
また、受信機２は、上記ＲＦタグやＩＣタグなどから識別番号などを収集して、タグの識別処理を行うタグリーダなどであり、無線復調部２１，プリアンブルＡマッチング部２２Ａ，プリアンブルＢマッチング部２２Ｂ，制御部２３，ベースバンド復号部２４，データサンプリングクロック部２５，インターフェース部２６を有している。
この第３の実施形態においては、第１及び第２の実施形態と異なり、送信データのデータ長（ビット数）を削減して、送信機１が発信する無線パケットのパケット長を短くし、複数の送信機１からの無線パケットの衝突を削減するものである。
このため、クロック部１６及びデータサンプリングクロック部２５は各々対応する制御部１３，２３からの周波数変更の制御を受けることなく所定の周波数のクロックを、それぞれベースバンド符号化部１５，ベースバンド復号部２４へ供給している。
この第３の実施形態においては、第１及び第２の実施形態と異なり、送信データのデータ長（ビット数）を削減して、送信機１が発信する無線パケットのパケット長を短くし、複数の送信機１からの無線パケットの衝突を削減するものである。
このため、クロック部１６及びデータサンプリングクロック部２５は各々対応する制御部１３，２３からの周波数変更の制御を受けることなく所定の周波数のクロックを、それぞれベースバンド符号化部１５，ベースバンド復号部２４へ供給している。
次に、図９，図１０，図１１，及び図１２を参照して、第３の実施形態による無線通信システムの動作を説明する。図１０は送信機１の動作例を示すフローチャートであり、図１２は受信機２の動作例を示すフローチャートである。図１１は、キャリア検出率に基づいた、ベースバンド符号化に用いるパケットにおけるデータ長（送信データのビット数）の制御を説明するパケットの構成を示す概念図である。
まず、送信機１の動作を図１０のフローチャートに従い説明する。
ここで、ステップＳ１，Ｓ６およびＳ７の処理については、第１及び第２の実施形態の図２，６のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
まず、送信機１の動作を図１０のフローチャートに従い説明する。
ここで、ステップＳ１，Ｓ６およびＳ７の処理については、第１及び第２の実施形態の図２，６のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ３２において、キャリア検出部１２は、ステップＳ１において測定されたキャリアがあらかじめ設定されている時間率を超えて検出されているか否か、すなわち、所定の測定時間内にキャリアが存在する時間を測定時間で除算した数値（以降、キャリア検出率とする）が閾値を超えているか否かの検出を行う。
このとき、キャリア検出部１２は、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていないことを検出した場合、超えていないことを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ３３へ進め、一方、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていることを検出した場合、超えていることを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ３８へ進める。
このとき、キャリア検出部１２は、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていないことを検出した場合、超えていないことを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ３３へ進め、一方、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていることを検出した場合、超えていることを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ３８へ進める。
次に、ステップＳ３３において、制御部１３は、データメモリ部１７から送信機１のＩＤ及びペイロード（送信機１の固有の情報やセンサにより測定されたデータなど）を含むデータを送信データとして読み出し、ベースバンド符号化部１５へ出力する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、クロック部１６から供給されるクロックにより、入力される送信機１のＩＤ及びペイロードを含む送信データの符号化（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩなどのビット区間で電圧の状態をクロックに同期させて、高低の電圧レベルにて変化させるため、クロックの周波数が検出し易い符号形式）を行い、符号化されたベースバンド信号をプリアンブル挿入部１４へ出力する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、クロック部１６から供給されるクロックにより、入力される送信機１のＩＤ及びペイロードを含む送信データの符号化（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩなどのビット区間で電圧の状態をクロックに同期させて、高低の電圧レベルにて変化させるため、クロックの周波数が検出し易い符号形式）を行い、符号化されたベースバンド信号をプリアンブル挿入部１４へ出力する。
次に、ステップＳ３４において、プリアンブル挿入部１４は、ベースバンド信号に付加するプリアンブルのパターンの型をパターンＡとする。このパターンＡは、ベースバンド信号（すなわち送信信号）が送信機１のＩＤ及びペイロードを含んでいることを示すものである。このパターンＡと送信データのデータ長との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
そして、ステップＳ３５において、プリアンブル挿入部１４は、図１１に示すように、パターンＡのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
ここで用いるパターンＡ及びパターンＢのデータはデータメモリ部１７に予め記憶されており、その都度、プリアンブル挿入部１４がデータメモリ部１７からパターンＡ及びパターンＢのデータを読み出して用いる。
そして、ステップＳ３５において、プリアンブル挿入部１４は、図１１に示すように、パターンＡのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
ここで用いるパターンＡ及びパターンＢのデータはデータメモリ部１７に予め記憶されており、その都度、プリアンブル挿入部１４がデータメモリ部１７からパターンＡ及びパターンＢのデータを読み出して用いる。
次に、ステップＳ３８において、制御部１３は、データメモリ部１７から送信機１のＩＤのみを読み出し、ベースバンド符号化部１５へ出力する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、クロック部１６から供給されるクロックにより、入力される送信機１のＩＤのみの符号化を行い、符号化されたベースバンド信号をプリアンブル挿入部１４へ出力する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、クロック部１６から供給されるクロックにより、入力される送信機１のＩＤのみの符号化を行い、符号化されたベースバンド信号をプリアンブル挿入部１４へ出力する。
次に、ステップＳ３９において、プリアンブル挿入部１４は、ベースバンド信号に付加するプリアンブルのパターンの型をパターンＢとする。このパターンＢは、ベースバンド信号（すなわち送信信号）が送信機１のＩＤのみであることを示すものである。このパターンＢと送信データのデータ長との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
そして、ステップＳ３５において、プリアンブル挿入部１４は、図１１に示すように、パターンＢのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
そして、ステップＳ３５において、プリアンブル挿入部１４は、図１１に示すように、パターンＢのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
上述したように、第３の実施形態においては、第１及び第２の実施形態の様に、ベースバンド符号化を行う際のクロックの周波数を逓倍して、無線パケット長を短くするのではなく、送信する送信データのデータ長（ビット数）を削減して、無線パケット長を短くするものであるが、第１及び第２の実施形態と同様に、ベースバンド符号化された後のベースバンド信号の時間的な長さが、キャリア検出率が設定された閾値を超えない場合に比較して、キャリア検出率が設定された閾値を超えた場合に短くなり、複数の送信機１からの無線パケットの衝突の確率を低減することができる。
また、ベースバンド符号化部１５において、誤り訂正を行うため、キャリア検出率が閾値に比較して低い場合、ＣＲＣ３２等の誤り検出符号が送信データに付加されるが、ペイロードを削除する場合に、この誤り検出符号も、キャリア検出率が閾値を超えた高い場合に対応して短いもの、例えばＣＲＣ１６等を用いてビット数を削減することにより、さらにパケット長を短くすることが可能となり、無線パケットの衝突の確率を低減することができる。
次に、受信機２の動作を図１２のフローチャートに従い説明する。
ここで、送信機１の動作の説明と同様に、Ｓ１１，Ｓ２２，Ｓ１６の処理については、第２の実施形態の図８のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ４３において、制御部２３は、入力されるパターン確認信号によるプリアンブルのパターンの型を検出、すなわち、パターン確認信号がパターンＡを示すものかパターンＢを示すものかのいずれであるかの検出を行う。
このとき、制御部２３は、入力されるパターン確認信号によるパターンの型がＡであることを検出した場合、処理をステップＳ４４へ進め、一方、入力されるパターン確認信号によるパターンの型がＢであることを検出した場合、処理をステップＳ４７へ進める。
ここで、送信機１の動作の説明と同様に、Ｓ１１，Ｓ２２，Ｓ１６の処理については、第２の実施形態の図８のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ４３において、制御部２３は、入力されるパターン確認信号によるプリアンブルのパターンの型を検出、すなわち、パターン確認信号がパターンＡを示すものかパターンＢを示すものかのいずれであるかの検出を行う。
このとき、制御部２３は、入力されるパターン確認信号によるパターンの型がＡであることを検出した場合、処理をステップＳ４４へ進め、一方、入力されるパターン確認信号によるパターンの型がＢであることを検出した場合、処理をステップＳ４７へ進める。
次に、ステップＳ４４において、制御部２３は、パターンの型がＡであるため、ベースバンド信号が送信機１のＩＤ及びペイロードを含んでおり、このデータ長（ビット数）を検出し、かつ誤り検出符号がＣＲＣ３２であることを検出し、ベースバンド復号部２４に対して、データ長に対応した復号処理及び誤り検出符号に対応した誤り検出を行うよう制御信号を出力する。このとき、データ長が異なる場合でも、データの内容（ＩＤ，ペイロード，ＣＲＣ符号）それぞれのビット長が固定されているため、無線送信機側と無線受信機側とであらかじめ認識している。したがって、制御部２３は、ペイロードが削除されたとしても、全体のビット長は識別することが可能なため、識別したビット長により復号処理を行う。
次に、ステップＳ４５において、ベースバンド復号部２４は、データサンプリングクロック部２５からのクロックにより、データのサンプリング処理等を行い、プリアンブルＡマッチング部２２Ａから入力されるベースバンド信号を、送信機１のベースバンド符号化部１５が行った符号化に対応した復号処理を行うことで復号し（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩ等に対する復号処理）、制御部２３からの制御信号に対応した誤り検出処理、すなわちＣＲＣ３２を用いた誤り検出を行い、処理結果として送信データを再生し、処理をステップＳ１６へ進める。
次に、ステップＳ４７において、制御部２３は、パターンの型がＢであるため、ベースバンド信号が送信機１のＩＤのみであり、このデータ長（ビット数）を検出し、かつ誤り検出情報がＣＲＣ１６であることを検出し、ベースバンド復号部２４に対して、データ長に対応した復号処理及び誤り検出符号に対応した誤り検出を行うよう制御信号を出力する。
次に、ステップＳ４８において、ベースバンド復号部２４は、データサンプリングクロック部２５からのクロックにより、データのサンプリング処理等を行い、プリアンブルＢマッチング部２２Ｂから入力されるベースバンド信号を、送信機１のベースバンド符号化部１５が行った符号化に対応した復号処理を行うことで復号し、制御部２３からの制御信号に対応した誤り検出処理、すなわちＣＲＣ１６を用いた誤り検出を行い、処理結果として送信データを再生し、処理をステップＳ１６へ進める。
＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図１３は同実施形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
第４の実施形態による無線通信システムの図１３において、第３の実施形態による無線通信システムと同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
この図１３において、送信機１は、ＲＦタグ，ＩＣタグなどの小電力無線を用いた無線送信機であり、無線変調部１１，キャリア検出部１２，制御部１３，プリアンブル挿入部１４、ベースバンド符号化部１５、クロック部１６，データメモリ部１７，フラグ挿入部１８を有している。
以下、本発明の第４の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図１３は同実施形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
第４の実施形態による無線通信システムの図１３において、第３の実施形態による無線通信システムと同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
この図１３において、送信機１は、ＲＦタグ，ＩＣタグなどの小電力無線を用いた無線送信機であり、無線変調部１１，キャリア検出部１２，制御部１３，プリアンブル挿入部１４、ベースバンド符号化部１５、クロック部１６，データメモリ部１７，フラグ挿入部１８を有している。
また、受信機２は、上記ＲＦタグやＩＣタグなどから識別番号などを収集して、タグの識別処理を行うタグリーダなどであり、無線復調部２１，プリアンブルマッチング部２２，制御部２３，ベースバンド復号部２４，データサンプリングクロック部２５，インターフェース部２６，フラグ識別部２８を有している。
この第４の実施形態においては、無線パケット長を短くする手法が第３の実施形態と同様であり、クロック部１６及びデータサンプリングクロック部２５は各々対応する制御部１３，２３からの周波数変更の制御を受けることなく所定の周波数のクロックを、それぞれベースバンド符号化部１５，ベースバンド復号部２４へ供給している。
この第４の実施形態においては、無線パケット長を短くする手法が第３の実施形態と同様であり、クロック部１６及びデータサンプリングクロック部２５は各々対応する制御部１３，２３からの周波数変更の制御を受けることなく所定の周波数のクロックを、それぞれベースバンド符号化部１５，ベースバンド復号部２４へ供給している。
次に、図１３，図１４，図１５，及び図１６を参照して、第４の実施形態による無線通信システムの動作を説明する。図１４は送信機１の動作例を示すフローチャートであり、図１６は受信機２の動作例を示すフローチャートである。図１５は、キャリア検出率に基づいた、ベースバンド符号化に用いるパケットにおけるデータ長（送信データのビット数）の制御を説明するパケットの構成を示す概念図である。
まず、送信機１の動作を図１４のフローチャートに従い説明する。
ここで、ステップＳ１，Ｓ６，Ｓ７の処理については、第３の実施形態の図１０のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
まず、送信機１の動作を図１４のフローチャートに従い説明する。
ここで、ステップＳ１，Ｓ６，Ｓ７の処理については、第３の実施形態の図１０のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ５２において、キャリア検出部１２は、ステップＳ１において測定されたキャリアがあらかじめ設定されている時間率を超えて検出されているか否か、すなわち、所定の測定時間内にキャリアが存在する時間を測定時間で除算した数値（以降、キャリア検出率とする）が閾値を超えているか否かの検出を行う。
このとき、キャリア検出部１２は、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていないことを検出した場合、超えていないことを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ５３へ進め、一方、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていることを検出した場合、超えていることを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ５８へ進める。
このとき、キャリア検出部１２は、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていないことを検出した場合、超えていないことを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ５３へ進め、一方、上記キャリア検出率が設定されている閾値を超えていることを検出した場合、超えていることを示す通知信号を制御部１３へ出力するとともに処理をステップ５８へ進める。
ステップＳ５３において、制御部１３は、データメモリ部１７から送信機１のＩＤ及びペイロード（送信機１の固有の情報やセンサにより測定されたデータなど）を含むデータを送信データとして読み出し、ベースバンド符号化部１５へ出力する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、クロック部１６から供給されるクロックにより、入力される送信機１のＩＤ及びペイロードを含む送信データの符号化（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩなどのビット区間で電圧の状態をクロックに同期させて、高低の電圧レベルにて変化させるため、クロックの周波数が検出し易い符号形式）を行い、符号化されたベースバンド信号をフラグ挿入部１８へ出力する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、クロック部１６から供給されるクロックにより、入力される送信機１のＩＤ及びペイロードを含む送信データの符号化（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩなどのビット区間で電圧の状態をクロックに同期させて、高低の電圧レベルにて変化させるため、クロックの周波数が検出し易い符号形式）を行い、符号化されたベースバンド信号をフラグ挿入部１８へ出力する。
次に、ステップＳ５４において、フラグ挿入部１８は、図１５に示す様に、データ長を示すフラグを挿入、例えば送信機１のＩＤ及びペイロードを含むデータ長が長い（ビット数が多い）送信データであるため、フラグのビットを「０」として、このフラグをベースバンド信号に付加し、処理をステップＳ５５へ進める。
このフラグ「０」は、ベースバンド信号（すなわち送信信号）が送信機１のＩＤ及びペイロードを含んでいることを示すものである。このフラグのビットの「０」と送信データのデータ長との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
このフラグ「０」は、ベースバンド信号（すなわち送信信号）が送信機１のＩＤ及びペイロードを含んでいることを示すものである。このフラグのビットの「０」と送信データのデータ長との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
そして、ステップＳ５５において、プリアンブル挿入部１４は、図１５に示すように、所定のパターンのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
ここで用いるフラグのデータはデータメモリ部１７に予め記憶されており、その都度、フラグ挿入部１８がデータメモリ部１７からフラグの数値を読み出して用いる。
ここで用いるフラグのデータはデータメモリ部１７に予め記憶されており、その都度、フラグ挿入部１８がデータメモリ部１７からフラグの数値を読み出して用いる。
次に、ステップＳ５８において、制御部１３は、データメモリ部１７から送信機１のＩＤのみを読み出し、ベースバンド符号化部１５へ出力する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、クロック部１６から供給されるクロックにより、入力される送信機１のＩＤのみの符号化を行い、符号化されたベースバンド信号をフラグ挿入部１８へ出力する。
そして、ベースバンド符号化部１５は、クロック部１６から供給されるクロックにより、入力される送信機１のＩＤのみの符号化を行い、符号化されたベースバンド信号をフラグ挿入部１８へ出力する。
次に、ステップＳ５９において、フラグ挿入部１８は、図１５に示す様に、データ長を示すフラグを挿入、例えば送信機１のＩＤのみのデータ長が短い（ビット数が少ない）送信データであるため、フラグのビットを「１」として、このフラグをベースバンド信号に付加し、処理をステップＳ５５へ進める。
このフラグ「１」は、ベースバンド信号（すなわち送信信号）が送信機１のＩＤのみであることを示すものである。このフラグのビットの「１」と送信データのデータ長との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
このフラグ「１」は、ベースバンド信号（すなわち送信信号）が送信機１のＩＤのみであることを示すものである。このフラグのビットの「１」と送信データのデータ長との対応関係は、あらかじめ無線通信システムにおける送信機１及び受信機２間において決められている。
そして、ステップＳ５５において、プリアンブル挿入部１４は、図１５に示すように、所定のパターンのプリアンブルを、上記ベースバンド信号に付加して、パケットを生成して無線変調部１１へ出力する。
ここで用いるフラグのデータはデータメモリ部１７に予め記憶されており、その都度、フラグ挿入部１８がデータメモリ部１７からフラグの数値を読み出して用いる。
ここで用いるフラグのデータはデータメモリ部１７に予め記憶されており、その都度、フラグ挿入部１８がデータメモリ部１７からフラグの数値を読み出して用いる。
上述したように、第４の実施形態においては、第３の実施形態と同様に、送信する送信データのデータ長（ビット数）を削減して、無線パケット長を短くするものであるが、第１及び第２の実施形態と同様に、ベースバンド符号化された後のベースバンド信号の時間的な長さが、キャリア検出率が設定された閾値を超えない場合に比較して、キャリア検出率が設定された閾値を超えた場合に短くなり、複数の送信機１からの無線パケットの衝突の確率を低減することができる。
また、ベースバンド符号化部１５においても、第３の実施形態と同様に、誤り検出を行うため、キャリア検出率が閾値に比較して低い場合、ＣＲＣ３２等の誤り検出情報が送信データに付加されるが、ペイロードを削除する場合に、この誤り訂正情報も、キャリア検出率が閾値を超えた高い場合に対応して短いもの、例えばＣＲＣ１６等を用いてビット数を削減することにより、さらにパケット長を短くすることが可能となり、無線パケットの衝突の確率を低減することができる。
次に、受信機２の動作を図１６のフローチャートに従い説明する。
ここで、送信機１の動作の説明と同様に、Ｓ１６の処理については、第３の実施形態の図１２のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ１１において、無線復調部２１は、アンテナを介して受信した無線パケットを、送信機１の無線変調部１１が使用していた変調クロックと同様の周波数の復調クロックを用いて復調してパケットを再生する。
ここで、送信機１の動作の説明と同様に、Ｓ１６の処理については、第３の実施形態の図１２のフローチャートと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ１１において、無線復調部２１は、アンテナを介して受信した無線パケットを、送信機１の無線変調部１１が使用していた変調クロックと同様の周波数の復調クロックを用いて復調してパケットを再生する。
次に、ステップＳ６２において、プリアンブルマッチング部２２は、入力されるパケットにおけるプリアンブルのパターンマッチングを行い、受信したパケットが受信機２が受信するものであるか否かの検出を行い、パターンが受信機２が受信するものでない場合、パケットを破棄して以降の処理を行わず、一方、パターンが受信機２の受信するものであることを検出した場合、プリアンブルのビット列のあとのフラグのビットの検出を行う。
そして、プリアンブルマッチング部２２は、検出されたフラグのビットを残して、プリアンブルをパケットから削除して、フラグが付加されたベースバンド信号として、フラグ識別部２８へ出力する。
そして、プリアンブルマッチング部２２は、検出されたフラグのビットを残して、プリアンブルをパケットから削除して、フラグが付加されたベースバンド信号として、フラグ識別部２８へ出力する。
次に、ステップＳ６３において、フラグ識別部２８は、フラグのビットの数値の検出、すなわち、ビットが「０」または「１」のいずれであるかの検出を行う。
このとき、フラグ識別部２８は、フラグのビットが「０」であることを検出した場合、処理をステップＳ６４へ進め、一方、フラグのビットが「１」であることを検出した場合、処理をステップＳ６７へ進める。
このとき、フラグ識別部２８は、フラグのビットが「０」であることを検出した場合、処理をステップＳ６４へ進め、一方、フラグのビットが「１」であることを検出した場合、処理をステップＳ６７へ進める。
次に、ステップＳ６４において、制御部２３は、フラグのビットが「０」であるため、ベースバンド信号が送信機１のＩＤ及びペイロードを含んでおり、このデータ長を検出し、かつ誤り検出符号がＣＲＣ３２であることを検出し、ベースバンド復号部２４に対して、データ長に対応した復号処理及び誤り検出符号に対応した誤り検出を行うよう制御信号を出力する。
次に、ステップＳ６５において、ベースバンド復号部２４は、データサンプリングクロック部２５からのクロックにより、データのサンプリング処理等を行い、プリアンブルマッチング部２２から入力されるベースバンド信号を、送信機１のベースバンド符号化部１５が行った符号化に対応した復号処理を行うことで復号し（マンチェスター符号化，ＮＲＺ，ＮＲＺＩ等に対する復号処理）、制御部２３からの制御信号に対応した誤り検出処理、すなわちＣＲＣ３２を用いた誤り検出を行い、処理結果として送信データを再生し、処理をステップＳ１６へ進める。
次に、ステップＳ６７において、制御部２３は、フラグのビットが「１」であるため、ベースバンド信号が送信機１のＩＤのみであり、このデータ長（ビット数）を検出し、かつ誤り検出符号がＣＲＣ１６であることを検出し、ベースバンド復号部２４に対して、データ長に対応した復号処理及び誤り検出符号に対応した誤り検出を行うよう制御信号を出力する。
次に、ステップＳ６８において、ベースバンド復号部２４は、データサンプリングクロック部２５からのクロックにより、データのサンプリング処理等を行い、プリアンブルマッチング部２２から入力されるベースバンド信号を、送信機１のベースバンド符号化部１５が行った符号化に対応した復号処理を行うことで復号し、制御部２３からの制御信号に対応した誤り検出処理、すなわちＣＲＣ１６を用いた誤り検出を行い、処理結果として送信データを再生し、処理をステップＳ１６へ進める。
なお、図１における送信機１または受信機２におけるキャリア検出率に応じてパケット長を変更してデータの送受信を行う機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりキャリア検出率に応じてパケット長を変更してデータの送受信を行う処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
１…送信機
２…受信機
１１…無線変調部
１２…キャリア検出部
１３，２３…制御部
１４…プリアンブル挿入部
１５…ベースバンド符号化
１６…クロック部
１７…データメモリ部
２１…無線復調部
２２…プリアンブルマッチング部
２２Ａ…プリアンブルＡマッチング部
２２Ｂ…プリアンブルＢマッチング部
２４…ベースバンド復号部
２５…データサンプリングクロック部
２６…インターフェース部
２…受信機
１１…無線変調部
１２…キャリア検出部
１３，２３…制御部
１４…プリアンブル挿入部
１５…ベースバンド符号化
１６…クロック部
１７…データメモリ部
２１…無線復調部
２２…プリアンブルマッチング部
２２Ａ…プリアンブルＡマッチング部
２２Ｂ…プリアンブルＢマッチング部
２４…ベースバンド復号部
２５…データサンプリングクロック部
２６…インターフェース部
Claims (10)
- 入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、
ベースバンド符号化のクロックを生成するクロック部と、
所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、
キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記クロックの周波数を逓倍する制御部と
を有することを特徴とする無線送信機。 - プリアンブルを前記データに付与するプリアンブル部を有し、このプリアンブル部にクロックの周波数を示すクロック情報が付加されていることを特徴とする請求項１に記載の無線送信機。
- 前記クロック情報がクロックの周波数に応じて制御される終端パルス長の長さ、またはプリアンブルのパターンであることを特徴とする請求項２に記載の無線送信機。
- 入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、
ベースバンド変調のクロックを生成するクロック部と、
所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、
キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記送信するデータのデータ長を短くする制御部と
を有することを特徴とする無線送信機。 - プリアンブルを前記データに付与するプリアンブル部を有し、このプリアンブル部が送信するデータのデータ長に応じてプリアンブルのパターンを変更することを特徴とする請求項４に記載の無線送信機。
- ベースバンド符号化されたデータにフラグを付与するフラグ挿入部を有し、このフラグ挿入部が送信するデータのデータ長に応じて挿入するフラグを変更することを特徴とする請求項４に記載の無線送信機。
- 付加されるプリアンブルのクロック情報により、送信信号のベースバンド符号化のクロック数が示されたパケットを無線通信機から受信する無線受信機であって、
前記パケットのプリアンブルのパターンマッチングを行うとともに、プリアンブルのクロック情報を抽出するプリアンブルマッチング部と、
前記クロック情報により、ベースバンド復号のクロックを制御するデータサンプリングクロック部と、
前記クロックにより前記データのベースバンド復号を行うベースバンド復号部と
を有することを特徴とする無線受信機。 - 入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、ベースバンド符号化のクロックを生成するクロック部と、所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記クロックの周波数を逓倍する制御部と、クロックの周波数を示すクロック情報が付加されたプリアンブルを前記データに付与してパケットとするプリアンブル部と、このパケットを変調して送信信号として発信する発信部とを有する無線送信機と、
前記送信信号を受信し、この送信信号を復調してパケットとする受信部と、パケットのプリアンブルのパターンマッチングを行うとともに、プリアンブルのクロック情報を抽出するプリアンブルマッチング部と、前記クロック情報により、ベースバンド復号のクロックを制御するデータサンプリングクロック部と、前記クロックにより送信されたデータのベースバンド復号を行うベースバンド復号部とを有する無線受信機と
を有することを特徴とする無線通信システム。 - 入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、ベースバンド変調のクロックを生成するクロック部と、所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記送信するデータのデータ長を短くする制御部と、送信するデータのデータ長を示すデータ長情報が付加されたプリアンブルを前記データに付与してパケットとするプリアンブル部と、このパケットを変調して送信信号として発信する発信部とを有する無線送信機と、
前記送信信号を受信し、この送信信号を復調してパケットとする受信部と、パケットのプリアンブルのパターンマッチングを行うとともに、プリアンブルのクロック情報を抽出するプリアンブルマッチング部と、このパケットをクロックによりベースバンド復号するベースバンド復号部と、前記クロック情報により、送信されたデータのデータ長を検出する制御部と、検出されたデータ長に基づき送信されたデータのベースバンド復号を行うベースバンド復号部とを有する無線受信機と
を有することを特徴とする無線通信システム。 - 入力されるクロックにより、送信するデータのベースバンド符号化を行うベースバンド変調部と、ベースバンド変調のクロックを生成するクロック部と、所定の期間内におけるキャリア検出率が設定された閾値を超えたか否かの検出を行うキャリア検出部と、キャリア検出率が前記閾値を超えたことを検出した場合、前記送信するデータのデータ長を短くする制御部と、送信するデータのデータ長を示すフラグを付加するフラグ挿入部と、このフラグが付加されたデータにプリアンブルを付与してパケットとするプリアンブル部と、このパケットを変調して送信信号として発信する発信部とを有すう無線送信機と
前記送信信号を受信し、この送信信号を復調してパケットとする受信部と、パケットのプリアンブルのパターンマッチングを行うプリアンブルマッチング部と、フラグの識別を行うフラグ識別部と、前記フラグにより、送信されたデータのデータ長を検出する制御部と、検出されたデータ長に基づき送信されたデータのベースバンド復号を行うベースバンド復号部とを有する無線受信機と
を有することを特徴とする無線通信システム。
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| JP2005154123A JP4031006B2 (ja) | 2005-05-26 | 2005-05-26 | 無線通信システム、無線送信機及び無線受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005154123A JP4031006B2 (ja) | 2005-05-26 | 2005-05-26 | 無線通信システム、無線送信機及び無線受信機 |
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| JP2006333098A JP2006333098A (ja) | 2006-12-07 |
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