JP4203832B2 - Wireless communication apparatus, wireless communication system, and wireless communication method - Google Patents

Wireless communication apparatus, wireless communication system, and wireless communication method Download PDF

Info

Publication number
JP4203832B2
JP4203832B2 JP2006335876A JP2006335876A JP4203832B2 JP 4203832 B2 JP4203832 B2 JP 4203832B2 JP 2006335876 A JP2006335876 A JP 2006335876A JP 2006335876 A JP2006335876 A JP 2006335876A JP 4203832 B2 JP4203832 B2 JP 4203832B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
channels
wireless communication
received power
power intensity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006335876A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008148215A5 (en
JP2008148215A (en
Inventor
敏哉 北川
武宏 河合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Priority to JP2006335876A priority Critical patent/JP4203832B2/en
Priority to PCT/JP2007/071900 priority patent/WO2008072441A1/en
Publication of JP2008148215A publication Critical patent/JP2008148215A/en
Publication of JP2008148215A5 publication Critical patent/JP2008148215A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4203832B2 publication Critical patent/JP4203832B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318Received signal strength
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/50Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/542Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

本発明は無線でデータ通信を行う無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
The present invention relates to a wireless communication apparatus , a wireless communication system, and a wireless communication method that perform data communication wirelessly.

日本や欧州では、UHF帯の電波を利用したRFIDシステムを構築する場合、使用可能な周波数帯域が狭い。図8はUHF帯のチャネル配置例を示す図である。同図に示すように、日本では952.0〜954.0MHzの2MHzの帯域を200kHz幅で分割した9個のチャネルが配置されている。また、欧州では865.6〜867.6MHzの2MHzの帯域を200kHz幅で分割した10個のチャネルが配置されている。このように使用可能な周波数帯域が狭い地域においては、リーダライタのような無線通信装置を複数台近接して設置する場合、リーダライタ間相互の電波干渉を回避するために、いわゆるキャリアセンスが電波法で義務付けられている。
In Japan and Europe, when building an RFID system using radio waves in the UHF band, the usable frequency band is narrow. FIG. 8 is a diagram showing an example of channel arrangement in the UHF band. As shown in the figure, nine channels obtained by dividing a 2 MHz band from 952.0 to 954.0 MHz by a 200 kHz width are arranged in Japan. In Europe, 10 channels obtained by dividing a 2 MHz band of 865.6 to 867.6 MHz by a 200 kHz width are arranged. In a region where the usable frequency band is narrow, when a plurality of wireless communication devices such as reader / writers are installed close to each other, so-called carrier sense is used to avoid radio wave interference between reader / writers. Mandatory by law.

キャリアセンスはLBT(Listen Before Talk)とも呼ばれており、リーダライタとRFIDタグとの間で通信を行う前に、搬送波(キャリア)の受信電力強度を測定(センス)して、通信可能な周波数の電波であるかどうかを確認するものである。すなわち、リーダライタからRFIDタグに向けて送信する電波について、その周波数帯域にあるチャネルの受信電力強度を測定する。そして、測定された受信電力強度が所定レベル以上であればそのチャネルが使用中であると判断して送信を待ち、所定レベル未満であればそのチャネルが未使用であると判断して送信を行う。この処理により、近接するリーダライタとの混信を防ぐようにしている。
Carrier sense is also called LBT (Listen Before Talk), and the frequency at which communication is possible by measuring (sense) the received power intensity of the carrier (carrier) before communicating between the reader / writer and the RFID tag. It is to confirm whether the radio wave is. That is, for the radio wave transmitted from the reader / writer to the RFID tag, the received power intensity of the channel in the frequency band is measured . If the measured received power intensity is equal to or higher than a predetermined level, it is determined that the channel is in use and waits for transmission, and if it is lower than the predetermined level, it is determined that the channel is unused and transmission is performed. . This process prevents interference with adjacent reader / writers.

このように、キャリアセンスを行うことでリーダライタが通信を開始する前に使用可能なチャネルの空き状況を調べ、空きチャネルがあればその周波数の電波を送信することが規定されている。ところが、複数個の空きチャネルが存在する場合にどのチャネルを選択して使用するのかについては特に規定されていない。そこで、空きチャネルの選択方式としては例えば次のような方式が提案されている。
As described above, it is specified that the available state of a usable channel is checked before the reader / writer starts communication by performing carrier sense, and if there is an available channel, radio waves of that frequency are transmitted . However, there is no particular restriction as to which channel is selected and used when there are a plurality of empty channels. Thus, for example, the following method has been proposed as a free channel selection method.

(A)空きチャネルを発見次第そのチャネルを選択する。複数個の空きチャネルがある場合には予め優先順位を決めておく。
(B)全チャネルを検索し、測定された受信電力強度が最も低いチャネルを選択する。
(C)全チャネルを検索し、空きチャネルの近傍チャネルのレベルを評価し、それを重み付けする。さらにチャネルレベル評価の際にアプリケーションの重要度に基づく重み付けをし、その重み付けに従ってチャネルを選択する(例えば下記の特許文献1参照)。
(A) As soon as a free channel is found, that channel is selected. When there are a plurality of empty channels, the priority order is determined in advance.
(B) Search all channels and select the channel with the lowest measured received power intensity.
(C) Search all channels, evaluate the level of the neighboring channels of the free channel, and weight it. Further, weighting based on the importance of the application is performed at the time of channel level evaluation, and a channel is selected according to the weighting (see, for example, Patent Document 1 below).

従来のチャネル選択方式では、上記(A)⇒(B)⇒(C)の順にチャネルの評価を複雑に行うため、結果として、キャリアセンスシステム内での総通信量を増大させることが可能となる。   In the conventional channel selection method, the channel evaluation is complicated in the order of (A) ⇒ (B) ⇒ (C). As a result, the total communication amount in the carrier sense system can be increased. .

特開2006−197233号公報JP 2006-197233 A

本発明はチャネル評価方法の工夫により総通信量を増大させるためになされたものである。すなわち、キャリアセンス機能を有する無線通信装置及び無線通信システム、キャリアセンスを行う無線通信方法において、空きチャネルの検索時に隣接チャネルの干渉波の影響を考慮して使用チャネルを選択し、かつ選択した使用チャネルについて最適な通信速度で通信を行うことによって、無線通信装置とデータキャリアとの間の通信効率を向上させることを目的とする。
The present invention has been made to increase the total communication amount by devising a channel evaluation method. That is, in a radio communication apparatus and radio communication system having a carrier sense function, and a radio communication method performing carrier sense, a channel to be used is selected in consideration of the influence of an interference wave of an adjacent channel when searching for an empty channel, and the selected use An object of the present invention is to improve communication efficiency between a wireless communication device and a data carrier by performing communication at an optimal communication speed for a channel.

上記の目的を達成するため、本発明の無線通信装置は、複数個に区分された周波数帯域上のチャネルを1個または複数個利用してデータキャリアとの間で無線によるデータ通信を行なう無線通信装置であって、データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、周波数帯域が連続した奇数個の空きチャネルを検索し、検索によって抽出された前記の奇数個の連続した空きチャネル全体の周波数帯域幅が広いほど大きな通信速度に設定して、データキャリアとの通信を開始することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a wireless communication apparatus of the present invention performs wireless data communication with a data carrier by using one or a plurality of channels on a plurality of frequency bands. Before wireless communication with a data carrier, the device searches an odd number of free channels with continuous frequency bands based on the received power intensity measured in units of channels in a continuous channel group within a predetermined range. The communication speed with the data carrier is started by setting the communication speed higher as the frequency bandwidth of the entire odd number of consecutive empty channels extracted by the search is wider.

また、本発明の無線通信装置において、データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、第1の閾値以下の受信電力強度である空きチャネルを検索して1つの空きチャネルを抽出し、抽出した前記1つの空きチャネル高周波数側隣接したチャネルの受信電力強度と、抽出した前記1つの空きチャネルの低周波数側隣接したチャネルの受信電力強度が、共に前記の第1の閾値よりも大なる第2の閾値以下である場合に、連続した奇数個の空きチャネルとするようにしてもよい。
Further, in the wireless communication apparatus of the present invention, the reception power equal to or lower than the first threshold is determined based on the reception power intensity measured in units of channels in a continuous channel group within a predetermined range before wireless communication with the data carrier. searches a free channel is the intensity extracting one free channel, the received signal strength of a channel adjacent to the high frequency side of the extracted said one free channel, to the low frequency side of the extracted said one free channel If the received power strengths of adjacent channels are both equal to or lower than the second threshold value, which is greater than the first threshold value, it may be possible to use a continuous odd number of empty channels.

さらに、本発明の無線通信装置は、複数個に区分された周波数帯域上のチャネルを1個または複数個利用してデータキャリアとの間で無線によるデータ通信を行なう無線通信装置であって、データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、第1の閾値以下の受信電力強度である空きチャネルを検索し、前記の空きチャネルの検索の度にチャネル単位の受信電力強度データを蓄積し、空きチャネルの探索時に過去の受信電力強度に基づいて空きチャネル状況を推定して通信速度を設定することを特徴とする。
Furthermore, the wireless communication device of the present invention is a wireless communication device that performs wireless data communication with a data carrier by using one or a plurality of channels on a frequency band divided into a plurality of data bands. Before wireless communication with the carrier, in a continuous channel group within a predetermined range, based on the received power intensity measured in units of channels, a search is made for an empty channel having a received power intensity equal to or less than a first threshold, and It is characterized in that reception power intensity data for each channel is accumulated every time an empty channel is searched, and a communication speed is set by estimating an empty channel state based on a past received power intensity when searching for an empty channel.

本発明の無線通信装置は、特に高出力型UHF帯や低出力型UHF帯のリーダライタのような、キャリアセンスによる混信防止対策が必要なRFIDシステムに使用されるリーダライタに好適に適用できる。
本発明の無線通信システムは、前記いずれかに記載の無線通信装置と、該無線通信装置とデータ通信可能なデータキャリアとからなることを特徴とする。
また、本発明は、複数個に区分された周波数帯域上のチャネルを1個または複数個利用してデータキャリアとの間で無線によるデータ通信を行なう無線通信方法であって、データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、周波数帯域が連続した奇数個の空きチャネルを検索する検索工程と、前記検索工程によって抽出された前記の奇数個の連続した空きチャネル全体の周波数帯域幅が広いほど大きな通信速度に設定する設定工程と、を有し、前記設定工程により設定した通信速度により、前記データキャリアとの通信を開始することを特徴とする。
前記検索工程は、データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、第1の閾値以下の受信電力強度である空きチャネルを検索して1つの空きチャネルを抽出し、抽出した前記1つの空きチャネルに高周波数側で隣接したチャネルと低周波数側で隣接したチャネルの両者での受信電力強度が、前記の第1の閾値よりも大なる第2の閾値以下である場合に、連続した奇数個の空きチャネルとして検索するようにしてもよい。
また、本発明は、複数個に区分された周波数帯域上のチャネルを1個または複数個利用してデータキャリアとの間で無線によるデータ通信を行なう無線通信方法であって、データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、第1の閾値以下の受信電力強度である空きチャネルを検索する空きチャネル検索工程と、空きチャネルの検索の度にチャネル単位の受信電力強度データを蓄積する蓄積工程と、空きチャネルの探索時に過去の受信電力強度に基づいて空きチャネル状況を推定して通信速度を設定する通信速度設定工程と、を有し、前記通信速度設定工程により設定した通信速度により、前記データキャリアとの通信を開始することを特徴とする。
The wireless communication apparatus of the present invention can be suitably applied to a reader / writer used in an RFID system that requires countermeasures against interference due to carrier sense, such as a reader / writer in a high-power UHF band or a low-power UHF band.
A wireless communication system according to the present invention includes any one of the wireless communication devices described above and a data carrier capable of data communication with the wireless communication device.
The present invention is also a wireless communication method for performing wireless data communication with a data carrier by using one or a plurality of channels on a frequency band divided into a plurality, and wirelessly communicates with the data carrier. Before communication, in a continuous channel group in a predetermined range, a search step for searching for an odd number of empty channels having continuous frequency bands based on the received power intensity measured in units of channels, and extracted by the search step A setting step of setting a higher communication speed as the frequency bandwidth of the entire odd number of consecutive empty channels is wider, and communication with the data carrier is started at the communication speed set in the setting step. It is characterized by doing.
The search step includes an empty channel having a received power intensity equal to or less than a first threshold based on a received power intensity measured in units of channels in a continuous channel group within a predetermined range before wireless communication with a data carrier. To search for one vacant channel, and the received power intensity in both the channel adjacent to the extracted vacant channel on the high frequency side and the channel adjacent on the low frequency side is the first threshold value. If it is less than or equal to the second threshold value, the search may be made as a continuous odd number of empty channels.
The present invention is also a wireless communication method for performing wireless data communication with a data carrier by using one or a plurality of channels on a frequency band divided into a plurality, and wirelessly communicates with the data carrier. An empty channel search step for searching for an empty channel having a received power intensity equal to or lower than a first threshold based on the received power intensity measured in units of channels in a continuous channel group within a predetermined range before communication; An accumulation step of accumulating received power intensity data in units of channels each time a channel is searched; a communication speed setting step of estimating a vacant channel state based on a past received power intensity when searching for an empty channel and setting a communication speed; The communication with the data carrier is started at the communication speed set in the communication speed setting step.

本発明の無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法によれば、キャリアセンス時に検索された空きチャネルの中から使用チャネルを選択する際に、隣接チャネルの空き状況に応じて使用チャネルを選択するようにした。また、選択した使用チャネルでの通信速度を隣接チャネルの使用状況に応じて通信可能な最大速度に設定して通信するようにした。このため、空きチャネルが多い場合には高速で通信し、空きチャネルが少ない場合には低速で通信することによって、隣接チャネルの電波干渉による通信エラーや通信時間の増大などの影響を抑えることができる。また、固定でのチャネル選択方式に比べて大幅に通信効率を高めることが可能になる。 According to the wireless communication device , the wireless communication system, and the wireless communication method of the present invention, when the used channel is selected from the free channels searched at the time of carrier sense, the used channel is selected according to the free state of the adjacent channel. I did it. In addition, the communication speed in the selected use channel is set to the maximum speed at which communication is possible according to the use status of the adjacent channel, and communication is performed. For this reason, by communicating at high speed when there are many free channels and communicating at low speed when there are few free channels, it is possible to suppress the effects of communication errors and increased communication time due to radio wave interference of adjacent channels. . In addition, communication efficiency can be significantly increased as compared with a fixed channel selection method.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の無線通信装置であるリーダライタの構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a reader / writer which is a wireless communication apparatus of the present invention.

同図に示すように、本実施形態のリーダライタ1は、電波を利用してデータキャリアであるRFIDタグとの間で無線によるデータ通信を行う装置である。より具体的には、リーダライタ1は、図8に示したUHF帯における9個のチャネルのうちから選択した1個のチャネル周波数の電波を選択して使用し、RFIDタグに対してそのメモリに記憶されているデータの読み出しや書き込みを行うものである。リーダライタ1は、以下に説明する制御部2、発信器3、送信部4、受信部5、サーキュレータ6、アンテナ7を備えて構成されている。
As shown in the figure, the reader / writer 1 of this embodiment is a device that performs wireless data communication with an RFID tag that is a data carrier using radio waves. More specifically, the reader / writer 1 selects and uses radio waves of one channel frequency selected from the nine channels in the UHF band shown in FIG. 8, and stores it in the memory for the RFID tag. Ru der to perform reading and writing of data stored. The reader / writer 1 includes a control unit 2, a transmitter 3, a transmission unit 4, a reception unit 5, a circulator 6, and an antenna 7 described below.

制御部2は、リーダライタ1とRFIDタグとの間の送受信を制御するものであり、主にRFIDタグへ送信する送信信号S1を生成して出力し、RFIDタグから受信した受信信号S2を入力して処理する。なお、制御部2の構成については図2において詳しく説明する。 The control unit 2 controls transmission / reception between the reader / writer 1 and the RFID tag, generates and outputs a transmission signal S 1 mainly transmitted to the RFID tag, and receives a reception signal S 2 received from the RFID tag. To process. The configuration of the control unit 2 will be described in detail with reference to FIG.

発信器3は、制御部2からの制御信号S3に基づいて送信信号S1の搬送周波数を設定するものであり、本実施形態ではPLL回路によって構成されている。 The transmitter 3 sets the carrier frequency of the transmission signal S 1 based on the control signal S 3 from the control unit 2, and is configured by a PLL circuit in this embodiment.

送信部4は、RFIDタグへの読み出し信号または書き込み信号を送信信号S1として出力するものであり、ディジタルアナログ変換器41、変調器42、高周波増幅器43を備えてなる。まずディジタルアナログ変換器41は、制御部2から出力された送信データをディジタル信号からアナログ信号に変換してベースバンド信号S4として出力する。次に変調器42は、発信器3で設定された所定周波数の搬送波f0をディジタルアナログ変換器41から入力されたベースバンド信号S4で変調するとともに、読み出し信号を送信する場合には搬送波f0を無変調とする。さらに高周波増幅器43は、変調器42から入力されたRF信号の電力増幅を行う。そして、高周波増幅器43から出力された送信信号S1はサーキュレータ6と低域通過フィルタ8を介してアンテナ7から放射される。 The transmitter 4 outputs a read signal or a write signal to the RFID tag as a transmission signal S 1 , and includes a digital / analog converter 41, a modulator 42, and a high frequency amplifier 43. First digital-to-analog converter 41 outputs the transmission data outputted from the control unit 2 as a baseband signal S 4 is converted into an analog signal from a digital signal. Next, the modulator 42 modulates the carrier wave f 0 having a predetermined frequency set by the transmitter 3 with the baseband signal S 4 input from the digital-analog converter 41, and transmits the readout signal when the carrier signal f 0 is transmitted. 0 means no modulation. Further, the high frequency amplifier 43 performs power amplification of the RF signal input from the modulator 42. The transmission signal S 1 output from the high frequency amplifier 43 is radiated from the antenna 7 through the circulator 6 and the low-pass filter 8.

受信部5は、RFIDタグから返信された信号を受信信号S2として入力するものであり、帯域制限フィルタ51、ローノイズアンプ52、復調器53、増幅器54、アナログディジタル変換器55を備えてなる。帯域制限フィルタ51を介して入力された受信信号S2はRFIDタグの反射波による微弱な電波であるため、ローノイズアンプ52で増幅されて復調器53に出力される。ここで復調器53は、入力された受信信号S2を発信器3からの所定周波数の搬送波f0によってベースバンド信号S4に復調する。次に、復調されたベースバンド信号S4は増幅器54に入力されて電力増幅される。さらにアナログディジタル変換器55は、増幅されたベースバンド信号S4をアナログ信号からディジタル信号に変換して出力する。そして、アナログディジタル変換器55から出力された受信信号S2は制御部2へ入力されて処理される。 The receiving unit 5 inputs a signal returned from the RFID tag as a received signal S 2 , and includes a band limiting filter 51, a low noise amplifier 52, a demodulator 53, an amplifier 54, and an analog / digital converter 55. Since the received signal S 2 input through the band limiting filter 51 is a weak radio wave due to the reflected wave of the RFID tag, it is amplified by the low noise amplifier 52 and output to the demodulator 53. Here, the demodulator 53 demodulates the input received signal S 2 into a baseband signal S 4 by a carrier wave f 0 of a predetermined frequency from the transmitter 3. Next, the demodulated baseband signal S 4 is input to the amplifier 54 to be amplified. Further analog-to-digital converter 55 outputs a baseband signal S 4 which is amplified from an analog signal into a digital signal. Then, the reception signal S 2 output from the analog-digital converter 55 is input to the control unit 2 and processed.

本実施形態ではRFIDタグに電源を内蔵しないパッシブタグを使用している。このため、リーダライタ1とRFIDタグとの間の通信方式は半二重方式であり、アンテナ7を送信用と受信用とで共用し、サーキュレータ6によって送信信号S1と受信信号S2を分離するようになっている。すなわち、送信時には送信部4から出力された送信信号S1がサーキュレータ6から低域通過フィルタ8を介してアンテナ7へと導かれ、アンテナ7から外部のRFIDタグに向けて放射される。一方、受信時にはアンテナ7で受信したRFIDタグからの受信信号S2が低域通過フィルタ8を介してサーキュレータ6から受信部5へと導かれる。
In this embodiment, a passive tag that does not incorporate a power source is used in the RFID tag . For this reason, the communication method between the reader / writer 1 and the RFID tag is a half-duplex method, the antenna 7 is shared for transmission and reception, and the circulator 6 separates the transmission signal S 1 and the reception signal S 2 . It is supposed to be. That is, at the time of transmission, the transmission signal S 1 output from the transmission unit 4 is guided from the circulator 6 to the antenna 7 through the low-pass filter 8 and radiated from the antenna 7 toward the external RFID tag. On the other hand, at the time of reception, the received signal S 2 from the RFID tag received by the antenna 7 is guided from the circulator 6 to the receiving unit 5 through the low-pass filter 8.

図2はリーダライタにおける制御部の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a control unit in the reader / writer.

同図に示すように、制御部2は送信データ生成部21と符号化部22を備えており、送信データ生成部21で生成した送信データを符号化部22で符号化し、その符号化された送信データをディジタル信号としてディジタルアナログ変換器41に出力する。また、制御部2は復号化部23と受信データ処理部24を備えており、アナログディジタル変換器55から入力されるディジタル化された受信信号S2を復号化部23で復号化し、その復号化された受信データを受信データ処理部24で処理する。 As shown in the figure, the control unit 2 includes a transmission data generation unit 21 and an encoding unit 22. The transmission data generated by the transmission data generation unit 21 is encoded by the encoding unit 22, and the encoded data is encoded. The transmission data is output to the digital / analog converter 41 as a digital signal. The control unit 2 and the decoding section 23 includes a reception data processing section 24, decoded by the decoding unit 23 a digitized received signal S 2 is inputted from the analog digital converter 55, the decoding The received data is processed by the received data processing unit 24.

さらに、制御部2はFFT処理部25、チャネル選択処理部26、FIFOメモリ27を備えている。まずFFT処理部25は、キャリアセンス時においてアナログディジタル変換器55から入力されたディジタル信号を用いて高速フーリエ変換処理を行うものである。すなわち、FFT処理部25ではアナログディジタル変換器55から入力されたディジタル量のデータに対して高速フーリエ変換処理を実行する。この高速フーリエ変換処理により、FFT処理部25は、ディジタル信号に含まれる各周波数成分を抽出し、図5に示すような周波数帯域ごとの受信電力強度の分布データを取得して出力する。
Further, the control unit 2 includes an FFT processing unit 25, a channel selection processing unit 26, and a FIFO memory 27. First, the FFT processing unit 25 performs a fast Fourier transform process using a digital signal input from the analog-digital converter 55 during carrier sensing. That is, the FFT processing unit 25 executes a fast Fourier transform process on the digital amount data input from the analog-digital converter 55 . By this fast Fourier transform processing, the FFT processing unit 25 extracts each frequency component included in the digital signal, and acquires and outputs received power intensity distribution data for each frequency band as shown in FIG.

次に、チャネル選択処理部26は、キャリアセンス時にFFT処理部25から入力された周波数帯域ごとの受信電力強度の分布データをFIFOメモリ27に記憶させる。また、チャネル選択処理部26は、FIFOメモリ27から読み出した受信電力強度分布データに基づいて空きチャネルを評価し、1チャネル以上の連続した空きチャネル群が複数個存在する場合にはその中から最適なチャネル群を選択する処理を行う。さらに、チャネル選択処理部26は、選択した使用チャネルにおける搬送波f0の伝送速度(通信速度)を通信可能な最大速度に変更するために、発信器3に対して送信信号S1の搬送周波数を設定する制御信号S3を出力する。なお、チャネル選択処理については図5において詳しく説明する。
Next, the channel selection processing unit 26 causes the FIFO memory 27 to store distribution power intensity distribution data for each frequency band input from the FFT processing unit 25 during carrier sensing . The channel selection processing unit 26 evaluates an empty channel based on the received power intensity distribution data read from the FIFO memory 27. If there are a plurality of continuous empty channel groups of one or more channels, the channel selection processing unit 26 optimizes the channel. A process of selecting a correct channel group is performed. Further, the channel selection processing unit 26 sets the carrier frequency of the transmission signal S 1 to the transmitter 3 in order to change the transmission speed (communication speed) of the carrier wave f 0 in the selected use channel to the maximum communication speed. A control signal S 3 to be set is output. The channel selection process will be described in detail with reference to FIG.

図3はパッシブ型RFIDの通信方式と各通信期間のスペクトル状態を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a passive RFID communication method and a spectrum state in each communication period.

上述したように、本実施形態のリーダライタ1はパッシブ型RFIDによる通信方式を採用しており、リーダライタ1からRFIDタグへと送信される電波はRFIDタグを動作させる起電力を供給する役割を担うので、アンテナ7から高出力で放射される。同図に示すように、リーダライタ1からRFIDタグへの通信期間においては、リーダライタ1のアンテナ7から読取コマンドが変調波として送信される。このとき、RFIDタグでは読取コマンドの復調、解析が行われる。また、コマンド送信時にはRFIDタグへの信号の伝送速度を指定するオプションを付加することができ、毎通信ごとにその伝送速度を変更することが可能である。なお、同図(b)はチャネル内に帯域制限されたリーダライタ1の変調波スペクトルを示している。   As described above, the reader / writer 1 according to the present embodiment employs a passive RFID communication method, and radio waves transmitted from the reader / writer 1 to the RFID tag serve to supply electromotive force for operating the RFID tag. Therefore, it is radiated at a high output from the antenna 7. As shown in the figure, a read command is transmitted as a modulated wave from the antenna 7 of the reader / writer 1 during the communication period from the reader / writer 1 to the RFID tag. At this time, the RFID tag demodulates and analyzes the read command. In addition, an option for designating the transmission rate of a signal to the RFID tag can be added at the time of command transmission, and the transmission rate can be changed for each communication. FIG. 2B shows the modulated wave spectrum of the reader / writer 1 whose band is limited in the channel.

一方、RFIDタグからリーダライタ1への通信期間において、リーダライタ1はアンテナ7から無変調の連続搬送波CWを送信している。そして、連続搬送波CWより少し遅れてRFIDタグからリーダライタ1へと返信される電波は、RFIDタグのアンテナインピーダンスがタグ内部のメモリのデータに応じて変化する。これにより、リーダライタ1からの電波はタグのアンテナインピーダンスの変化に応じて反射量が変わり、タグのデータで変調された微弱な信号として返信される。また、RFIDタグのインピーダンス変調速度は、送信コマンド内で指定された伝送速度によって決定される。なお、同図(c)はリーダライタ1の連続搬送波CWとRFIDタグのインピーダンス変化による微弱な信号の変調波スペクトルを示している。
On the other hand, in the communication period from the RFID tag to the reader / writer 1, the reader / writer 1 transmits an unmodulated continuous carrier wave CW from the antenna 7. The radio wave returned from the RFID tag to the reader / writer 1 with a slight delay from the continuous carrier wave CW changes the antenna impedance of the RFID tag according to the data in the memory inside the tag. As a result, the amount of reflection of the radio wave from the reader / writer 1 changes according to the change in the antenna impedance of the tag, and is returned as a weak signal modulated by the tag data. The impedance modulation speed of the RFID tag is determined by the transmission speed specified in the transmission command. FIG. 4C shows a modulated wave spectrum of a weak signal due to a change in impedance between the continuous carrier wave CW of the reader / writer 1 and the RFID tag.

図4は通信速度と周波数帯域の関係を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the communication speed and the frequency band.

同図に示すように、リーダライタ1からRFIDタグへのデータの伝送速度が大きくなると、影響を受ける周波数帯域が広くなるという特性がある。つまり、通信速度が高速の場合、使用チャネルに隣接するチャネルにまで上下側波帯の占有帯域が広がり、その隣接チャネルで使用されている搬送波の影響を受けやすくなる。   As shown in the figure, when the data transmission speed from the reader / writer 1 to the RFID tag is increased, the affected frequency band is widened. That is, when the communication speed is high, the occupied band of the upper and lower sidebands extends to the channel adjacent to the used channel, and is easily affected by the carrier wave used in the adjacent channel.

例えば図示した例は、リーダライタ1からの搬送波f0がnチャネルのときのRFIDタグの変調波スペクトルを示したものである。データ伝送速度が40kbps(低速)の場合は符号化により上側波帯(USB:Upper Side Band)と下側波帯(Lower Side Band)の占有帯域幅がそれぞれ80kHzまで広がり、80kbps(中速)の場合は符号化により同帯域幅が160kHzまで広がり、160kbps(高速)の場合は同帯域幅が320kHzまで広がることがわかる。特に伝送速度を高速に設定した場合には、隣接するn+1チャネルに妨害波スペクトルがあると周波数帯域がかぶり、リーダライタ1とRFIDタグとの間の通信信頼性が低下してしまう。
For example the illustrated example, Ru der those carriers f 0 from the reader-writer 1 showed modulated wave spectrum for RFID tags when n-channel. When the data transmission speed is 40 kbps (low speed), the occupied bandwidths of the upper sideband (USB: Upper Side Band) and the lower sideband (Lower Side Band) are each expanded to 80 kHz by encoding, and 80 kbps (medium speed). In this case, it can be seen that the same bandwidth is expanded to 160 kHz by encoding, and in the case of 160 kbps (high speed), the same bandwidth is expanded to 320 kHz. In particular, when the transmission speed is set to a high speed, if there is an interference wave spectrum in the adjacent n + 1 channels, the frequency band is covered, and the communication reliability between the reader / writer 1 and the RFID tag is lowered.

そこで、本実施形態のリーダライタ1は、キャリアセンスによるチャネル評価時に、隣接するリーダライタの干渉波の強度を統計的に検査し、干渉波の強度に応じて通信速度を最適値に変化させることにより、リーダライタ1とRFIDタグとの間の通信効率を高めるようにしている。   Therefore, the reader / writer 1 of the present embodiment statistically checks the intensity of the interference wave of the adjacent reader / writer at the time of channel evaluation by carrier sense, and changes the communication speed to the optimum value according to the intensity of the interference wave. Thus, the communication efficiency between the reader / writer 1 and the RFID tag is increased.

図5は受信電力強度分布データと空きチャネルの関係を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between received power intensity distribution data and empty channels.

上述したように、制御部2のFFT処理部25は、キャリアセンス時にアナログディジタル変換器55から入力されたディジタル信号を用いて高速フーリエ変換処理を実行することにより、同図のようなチャネル単位で測定された受信電力強度分布データを取得する。同図において、横軸はUHF帯で使用可能な9個のチャネル(CH)を示し、縦軸は受信電力強度(dBm)のレベルをTh1、Th2、Th3の3段階の閾値に分けて示してある。
As described above, FFT processing unit 25 of the control unit 2 executes the fast Fourier transform processing using a digital signal supplied from the analog-digital converter 55 during carrier sensing, on a per-channel basis, such as in the figure The measured received power intensity distribution data is acquired. In the figure, the horizontal axis shows nine channels (CH) that can be used in the UHF band, and the vertical axis shows the received power intensity (dBm) level divided into three threshold levels, Th1, Th2, and Th3. is there.

ここで、閾値Th1は高出力型UHF帯のキャリアセンスレベルとして規定された−74dBmに設定されている。そして、図示した例では、測定された受信電力強度が閾値Th1未満のチャネル、つまりCH2、CH3、CH6、CH9の4個のチャネルが通信可能な空きチャネルであることを表わしている。そして、この受信電力強度分布データのように空きチャネルが複数個存在する場合、チャネル選択処理部26では次のように空きチャネルの評価をしてから最適なチャネルを選択するとともに、選択した使用チャネルにおける通信速度を決定する。   Here, the threshold value Th1 is set to −74 dBm defined as the carrier sense level of the high-power UHF band. In the illustrated example, the channel whose measured received power intensity is less than the threshold Th1, that is, the four channels CH2, CH3, CH6, and CH9 are free channels that can be communicated. When there are a plurality of vacant channels as in the received power intensity distribution data, the channel selection processing unit 26 evaluates the vacant channels as follows and then selects the optimum channel and selects the used channel. Determine the communication speed at.

図6は制御部でのチャネル選択処理の一例を示すフローチャート図である。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of channel selection processing in the control unit.

同図において、まずリーダライタ1はRFIDタグとの通信に先立ち、アンテナ7から電波の送信を停止してキャリアセンスを行う(ステップ601)。すなわち、リーダライタ1は、アンテナ7と受信部5を介してUHF帯の全チャネル(CH1〜9)で受信電力強度を測定する。そして、チャネル選択処理部26はFFT処理部25からの受信電力強度分布データに基づいて受信電力強度が閾値Th1のキャリアセンスレベル(−74dBm)未満である空きチャネルを検索する。図5の例でいえば、CH2、CH3、CH6、CH9の4個のチャネルが空きチャネルに相当する。
In the figure, the reader / writer 1 first stops the transmission of radio waves from the antenna 7 and performs carrier sense prior to communication with the RFID tag (step 601). That is, the reader / writer 1 measures the received power intensity on all channels (CH1 to CH9) in the UHF band via the antenna 7 and the receiving unit 5 . Based on the received power intensity distribution data from the FFT processor 25 , the channel selection processor 26 searches for an empty channel whose received power intensity is less than the carrier sense level (−74 dBm) of the threshold Th1. In the example of FIG. 5, four channels CH2, CH3, CH6, and CH9 correspond to empty channels.

次に、チャネル選択処理部26は、キャリアセンスによって検索された空きチャネルのうち、中レベル以上の空きチャネルが存在するかどうかのチェックを行う(ステップ602)。ここで「中レベル以上の空きチャネル」とは、空きチャネルの中で、隣接した少なくとも上下両側1個ずつのチャネルの受信電力強度が共に閾値Th2未満の条件を満たすチャネルのことをいう。図5の例で説明すると次のとおりになる。   Next, the channel selection processing unit 26 checks whether or not there is an empty channel of a medium level or higher among the empty channels searched by carrier sense (step 602). Here, “empty channel of medium level or higher” refers to a channel that satisfies the condition that the received power intensity of at least one adjacent channel on both the upper and lower sides is less than the threshold Th2 among the empty channels. The example in FIG. 5 will be described as follows.

空きチャネルとして検索されたのはCH2、CH3、CH6、CH9の4個のチャネルである。このうちCH2は、隣上のCH3の受信電力強度が閾値Th2未満であるが、隣下のCH1の受信電力強度が閾値Th2を超えているので中レベル以上の空きチャネルに相当せず、低レベルの空きチャネルであると評価される。CH3は、上下両隣のCH2とCH4の受信電力強度が共に閾値Th2未満であるので、中レベル以上の空きチャネルに相当する。CH6は、上下両隣のCH5とCH7の受信電力強度が共に閾値Th2を超えているので、中レベル以上の空きチャネルに相当せず、低レベルの空きチャネルであると評価される。CH9は、隣上にチャネルがなく受信電力強度が閾値Th2未満であり、かつ隣下のCH8の受信電力強度も閾値Th2未満であるので、中レベル以上の空きチャネルに相当する。   Four channels, CH2, CH3, CH6, and CH9, are searched as empty channels. Of these, the received power intensity of CH3 on the adjacent side is less than the threshold Th2, but the received power intensity of CH1 on the adjacent lower side exceeds the threshold Th2, so it does not correspond to an empty channel of the middle level or higher and is at a low level. Evaluated as a free channel. Since CH3 and CH4 received power intensity are both lower than the threshold Th2, CH3 corresponds to an empty channel of the medium level or higher. Since the received power strengths of CH5 and CH7 on both upper and lower sides of the CH6 exceed the threshold Th2, CH6 is evaluated as being a low-level empty channel, not corresponding to a medium-level or higher empty channel. Since CH9 has no channel on the adjacent side and the received power intensity is less than the threshold Th2, and the received power intensity of the adjacent lower CH8 is also less than the threshold Th2, it corresponds to an empty channel of the middle level or higher.

次に、チャネル選択処理部26は、中レベル以上の空きチャネルの中に、高レベルの空きチャネルが存在するかどうかのチェックを行う(ステップ603)。ここで「高レベルの空きチャネル」とは、中レベル以上の空きチャネルの中で、隣接した少なくとも上下両隣2個ずつのチャネルの受信電力強度がすべて閾値Th3未満の条件を満たすチャネルのことをいう。図5の例で説明すると次のとおりになる。   Next, the channel selection processing unit 26 checks whether or not there is a high level free channel among the free channels of the medium level or higher (step 603). Here, the “high level free channel” means a channel satisfying the condition that the received power intensity of at least two adjacent channels on both the upper and lower sides is less than the threshold Th3 among the empty channels of the medium level or higher. . The example in FIG. 5 will be described as follows.

中レベル以上の空きチャネルとして検索されたのはCH3、CH9の2個のチャネルである。このうちCH3は、隣下2個のCH1とCH2の受信電力強度が共に閾値Th3未満であり、かつ隣上2個のCH4とCH5の受信電力強度も共に閾値Th3未満であるので、高レベルの空きチャネルに相当する。一方、CH9は、隣上には受信電力強度が閾値Th3以上のものはないが、隣下2個目のCH7の受信電力強度が閾値Th3を超えているので、高レベルの空きチャネルに相当せず、中レベルの空きチャネルであると評価される。   Two channels, CH3 and CH9, were searched as idle channels of the medium level or higher. Of these, for CH3, the reception power strengths of the two adjacent CH1 and CH2 are both less than the threshold Th3, and the reception power strengths of the two adjacent CH4 and CH5 are both less than the threshold Th3. Corresponds to an empty channel. On the other hand, although there is no channel 9 having a received power intensity equal to or higher than the threshold Th3 on the upper side, the received power intensity of the second CH7 adjacent to the upper side exceeds the threshold Th3. Instead, it is evaluated as a medium level free channel.

このように、チャネル選択処理部26は、すべての空きチャネルについて低・中・高のどのレベルに該当するかの評価をした後、次の手順に従って使用チャネルを選択し、その通信速度を決定する。   As described above, the channel selection processing unit 26 evaluates which level of low, medium and high corresponds to all the empty channels, and then selects a channel to be used according to the following procedure and determines its communication speed. .

はじめに、高レベルの空きチャネルがあるかどうかを判断する(ステップ604)。ここで、高レベルの空きチャネルがある場合、その中から使用チャネルを選択する(ステップ609)。高レベルの空きチャネルについては、図4で説明したようにデータ伝送速度を高速(160kbps)に設定して上下側波帯の占有帯域幅が320kHzまで広がったとしても、使用チャネルの上下両隣2個ずつのチャネルの受信電力強度がすべて閾値Th3未満であるので、隣接するチャネルとの電波干渉は起こらない。したがって、高レベルの空きチャネルを使用する場合には、LBF(Local Beam Forming)で発信器3のLo信号に重み付けをし、変調器42から出力されるRF信号に重み付けを行うことによって通信可能な最大速度を高速に設定して通信を開始する(ステップ607)。なお、通信が終了して新たな通信を行う前には必ずステップ601のキャリアセンスを実行する。   First, it is determined whether there is a high level free channel (step 604). Here, if there is a high-level empty channel, the channel to be used is selected from among them (step 609). For the high-level empty channels, even if the data transmission rate is set to a high speed (160 kbps) and the occupied bandwidth of the upper and lower sidebands is expanded to 320 kHz as described in FIG. Since the received power intensity of each channel is less than the threshold value Th3, radio wave interference with an adjacent channel does not occur. Therefore, when a high-level vacant channel is used, communication is possible by weighting the Lo signal of the transmitter 3 by LBF (Local Beam Forming) and weighting the RF signal output from the modulator 42. Communication is started by setting the maximum speed to a high speed (step 607). Note that the carrier sense in step 601 is always executed before communication is completed and new communication is performed.

図5の例でいえば、高レベルの空きチャネルであるCH3が存在するので、これを使用チャネルとして選択し、通信速度を高速に設定して通信を行う。なお、高レベルの空きチャネルが複数個ある場合も考えられるが、この場合にはすべてのチャネルの受信電力強度が閾値Th1未満であるので、任意のチャネルを選択すればよい。   In the example of FIG. 5, since there is a high-level vacant channel CH3, it is selected as a use channel, and communication is performed with a high communication speed. Although there may be a plurality of high-level vacant channels, in this case, the received power intensity of all the channels is less than the threshold Th1, and any channel may be selected.

一方、高レベルの空きチャネルがない場合には、中レベルの空きチャネルがあるかどうかを判断する(ステップ605)。ここで中レベルの空きチャネルがある場合には、その中から使用チャネルを選択する(ステップ608)。中レベルの空きチャネルは上下両隣1個のチャネルの受信電力強度が閾値Th2未満であるため、図4に示したようにデータ伝送速度を中速(80kbps)に設定しても上下側波帯の占有帯域幅が160kHzまでしか広がらず、隣接するチャネルとの電波干渉は起こらない。したがって、中レベルの空きチャネルを使用する場合には、通信速度を中速に設定して通信を開始する(ステップ607)。   On the other hand, if there is no high level free channel, it is determined whether there is a medium level free channel (step 605). If there is a medium level empty channel, a channel to be used is selected from those channels (step 608). Since the received power intensity of one channel on both the upper and lower sides is lower than the threshold Th2 in the middle level empty channel, even if the data transmission rate is set to the medium speed (80 kbps) as shown in FIG. The occupied bandwidth extends only up to 160 kHz, and radio wave interference with adjacent channels does not occur. Therefore, when using a medium level free channel, the communication speed is set to the medium speed and communication is started (step 607).

さらに、中レベルの空きチャネルもない場合には、低レベルの空きチャネルの中から使用チャネルを選択する(ステップ606)。低レベルの空きチャネルは上下両隣のチャネルの受信電力強度が閾値Th2以上であるため、図4に示したようにデータ伝送速度を低速(40kbps)に設定すれば占有帯域幅が80kHzまでしか広がらず、隣接するチャネルとの電波干渉は起こらない。したがって、低レベルの空きチャネルを使用する場合には、通信速度を低速に設定して通信を開始する(ステップ607)。   Further, when there is no medium level empty channel, a use channel is selected from the low level empty channels (step 606). Since the low-level empty channel has the received power intensity of both the upper and lower adjacent channels equal to or higher than the threshold Th2, if the data transmission speed is set to a low speed (40 kbps) as shown in FIG. No radio wave interference with adjacent channels. Therefore, when a low-level empty channel is used, the communication speed is set to a low speed and communication is started (step 607).

このように、上述した機能を有するリーダライタ1によれば、すべての空きチャネルについてレベル評価をした後に、隣接チャネルの空き状況に応じて伝送速度を変化させるようになっている。これにより、空きチャネルが多い場合は高速でデータを伝送し、少ない場合は低速でデータ伝送することによって、隣接チャネルの電波干渉による通信エラーや通信時間の増大などの影響を抑えることができる。このため、固定でのチャネル選択方式に比べて大幅に通信効率を高めることが可能になる。なお、同図で説明したチャネル選択処理に替えて、次のようなチャネル選択処理を採用してもよい。
As described above, according to the reader / writer 1 having the above-described function, after the level evaluation is performed for all the empty channels, the transmission rate is changed according to the empty state of the adjacent channel. Thereby, when there are many empty channels, data is transmitted at a high speed, and when there are few free channels, data is transmitted at a low speed, so that it is possible to suppress influences such as communication errors due to radio wave interference of adjacent channels and increase in communication time . For this reason, it is possible to significantly increase the communication efficiency as compared with the fixed channel selection method. Note that the following channel selection process may be employed instead of the channel selection process described in FIG.

図7は制御部でのチャネル選択処理の他の例を示すフローチャート図である。   FIG. 7 is a flowchart showing another example of channel selection processing in the control unit.

同図において、まずリーダライタ1はRFIDタグとの通信に先立ち、アンテナ7から電波の送信を停止してキャリアセンスを行う(ステップ701)。すなわち、リーダライタ1は、アンテナ7と受信部5を介してUHF帯の全チャネル(CH1〜9)で受信電力強度を測定する。そして、チャネル選択処理部26はFFT処理部25からの受信電力強度分布データに基づいて受信電力強度が閾値Th1のキャリアセンスレベル(−74dBm)未満である空きチャネルを検索する(ステップ702)。なお、このキャリアセンスによる空きチャネル検索は、図6のときと同様である。
In the figure, the reader / writer 1 first stops carrier wave transmission from the antenna 7 and performs carrier sense prior to communication with the RFID tag (step 701). That is, the reader / writer 1 measures the received power intensity on all channels (CH1 to CH9) in the UHF band via the antenna 7 and the receiving unit 5 . Then, the channel selection processing unit 26 searches for a free channel whose received power intensity is less than the carrier sense level (−74 dBm) of the threshold Th1 based on the received power intensity distribution data from the FFT processing unit 25 (step 702). Note that this empty channel search by carrier sense is the same as in FIG.

次に、チャネル選択処理部26は空きチャネル情報を蓄積する(ステップ703)。すなわち、チャネル選択処理部26はキャリアセンスによって検索された各チャネルの受信電力強度のデータをFIFOメモリ27に蓄積する。この空きチャネル情報の蓄積はキャリアセンスの度に行うようにし、FIFOメモリ27に最新の各チャネルのデータを規定量蓄積していく。   Next, the channel selection processing unit 26 accumulates free channel information (step 703). That is, the channel selection processing unit 26 stores the received power intensity data of each channel searched by carrier sense in the FIFO memory 27. The empty channel information is accumulated every time carrier sense is performed, and the latest amount of data of each channel is accumulated in the FIFO memory 27 by a specified amount.

次いで、チャネル選択処理部26はチャネル履歴情報のチェックを行う(ステップ704)。ここで「チャネル履歴情報」とは、FIFOメモリ27に蓄積されている過去のチャネル情報の履歴を用いて算出された空きチャネルの数の平均値のことをいう。過去のチャネル情報は、例えば最新のn回分のデータや現在からn分以内のデータのように、回数や時間によって直近の各チャネルの電波干渉状態を反映できるデータを採用するのが好ましい。   Next, the channel selection processing unit 26 checks the channel history information (step 704). Here, “channel history information” refers to an average value of the number of empty channels calculated using the history of past channel information stored in the FIFO memory 27. For the past channel information, it is preferable to adopt data that can reflect the radio wave interference state of each recent channel depending on the number of times and time, such as the latest n data or data within n minutes from the present.

そして、チャネル選択処理部26は、チャネル履歴情報のチェックによって過去の平均空きチャネル数が3個以上存在するかどうかを判断する(ステップ705)。ここで過去の平均空きチャネル数が3個以上存在する場合には、次に、過去の平均空きチャネル数が5個以上存在するかどうかを判断する(ステップ708)。その結果、過去の平均空きチャネル数が5個以上存在する場合には、今回のキャリアセンスによって検索された空きチャネルの中から使用チャネルを選択する(ステップ710)。過去の平均空きチャネル数が5個以上存在すれば、最近に通信を実行した他のリーダライタの台数が少ないことが推定できるので、LBFによって伝送速度を最大の高速(160kbps)に設定して通信を開始する(ステップ707)。なお、通信が終了して新たな通信を行う前には必ずステップ701のキャリアセンスを実行する。   Then, the channel selection processing unit 26 determines whether there are three or more past average free channels by checking the channel history information (step 705). If there are 3 or more past average free channels, it is next determined whether there are 5 or more past average free channels (step 708). As a result, when there are five or more average free channels in the past, a used channel is selected from the free channels searched by the current carrier sense (step 710). If there are 5 or more average free channels in the past, it can be estimated that the number of other reader / writers that have recently performed communication is small. Therefore, the communication speed is set to the maximum high speed (160 kbps) by LBF. Is started (step 707). Note that the carrier sense in step 701 is always executed before communication is completed and new communication is performed.

一方、ステップ708において、過去の平均空きチャネル数が5個以上存在しない場合にも、今回のキャリアセンスで検索された空きチャネルの中から使用チャネルを選択するが、ここでは伝送速度を最大よりも低下させた中速(80kbps)に設定する(ステップ709)。そして、伝送速度を中速に設定することにより、上下側波帯の占有帯域幅を狭めて隣接チャネルとの電波干渉が起こらないようにしてから通信を開始する(ステップ707)。   On the other hand, in step 708, even when the average number of free channels in the past does not exist 5 or more, the channel to be used is selected from the free channels searched by the current carrier sense. The lowered medium speed (80 kbps) is set (step 709). Then, by setting the transmission speed to medium speed, the occupied bandwidth of the upper and lower sidebands is narrowed so that radio wave interference with the adjacent channel does not occur, and communication is started (step 707).

さらに、ステップ705において、過去の平均空きチャネル数が3個以上存在しない場合にも、今回のキャリアセンスで検索された空きチャネルの中から使用チャネルを選択するが、この場合には伝送速度を最小の低速(40kbps)に設定する(ステップ706)。そして、伝送速度を低速に設定することにより、上下側波帯の占有帯域幅をより一層狭めて隣接チャネルとの電波干渉が起こらないようにしてから通信を開始する(ステップ707)。   Further, in step 705, even when there is no past average free channel number of 3 or more, the used channel is selected from the free channels searched by the current carrier sense. In this case, the transmission rate is minimized. Is set to a low speed (40 kbps) (step 706). Then, by setting the transmission speed to a low speed, the occupied bandwidth of the upper and lower sidebands is further narrowed so that radio wave interference with the adjacent channel does not occur, and communication is started (step 707).

このように、図7に示したチャネル選択処理では、キャリアセンスの度に過去のチャネル使用履歴を保持して蓄積していき、通信前に直近の各チャネルの電波状態を参照できるようにした。これにより、キャリアセンスによって測定した瞬時の空きチャネル状況ではなく、蓄積された過去の統計から空きチャネルの割合を推測し、電波干渉する恐れがあるリーダライタの台数を推定してそれに応じた伝送速度を決定するようになっている。このため、より実際の環境に即した効果を発揮することができる。特に、運用上システム内のリーダライタの設置台数が増減するような環境において好適である
As described above, in the channel selection process shown in FIG. 7, the past channel use history is held and accumulated every time carrier sense is performed, so that the radio wave state of each latest channel can be referred to before communication. As a result, the ratio of idle channels is estimated from accumulated past statistics, not the instantaneous idle channel status measured by carrier sense, and the number of reader / writers that may cause radio wave interference is estimated, and the transmission speed corresponding to that is estimated. Is to decide . For this reason, the effect according to the actual environment can be exhibited. In particular, it is suitable in an environment where the number of installed reader / writers in the system increases or decreases in operation .

なお、上述した実施形態では、本発明の無線通信装置を高出力型UHF帯のリーダライタに適用した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。キャリアセンスによる混信防止対策が必要なシステムに使用されるものであれば、低出力型UHF帯のリーダライタやその他の周波数帯域の通信機器にも同様に適用できる。
In the above-described embodiment, an example in which the wireless communication apparatus of the present invention is applied to a high-power UHF band reader / writer has been described. However, the present invention is not limited to this . As long as it is used in a system that requires countermeasures against interference by carrier sense, it can be similarly applied to a low-output UHF band reader / writer and other frequency band communication devices.

本発明の無線通信装置であるリーダライタの構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of a reader / writer which is a wireless communication apparatus of the present invention. リーダライタにおける制御部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the control part in a reader / writer. パッシブ型RFIDの通信方式と各通信期間のスペクトル状態を示す図。The figure which shows the communication state of a passive type RFID, and the spectrum state of each communication period. 通信速度と周波数帯域の関係を示す図。The figure which shows the relationship between a communication speed and a frequency band. 受信電力強度分布データと空きチャネルの関係を示す図。The figure which shows the relationship between received power intensity distribution data and an empty channel. 制御部でのチャネル選択処理の一例を示すフローチャート図。The flowchart figure which shows an example of the channel selection process in a control part. 制御部でのチャネル選択処理の他の例を示すフローチャート図。The flowchart figure which shows the other example of the channel selection process in a control part. UHF帯のチャネル配置例を示す図。The figure which shows the channel arrangement | positioning example of a UHF band.

符号の説明Explanation of symbols

1 リーダライタ(無線通信装置)
2 制御部
21 送信データ生成部
22 符号化部
23 復号化部
24 受信データ処理部
25 FFT処理部
26 チャネル選択処理部
27 FIFOメモリ
3 発信器
4 送信部
41 ディジタルアナログ変換器
42 変調器
43 高周波増幅器
5 受信部
51 帯域制限フィルタ
52 ローノイズアンプ
53 復調器
54 増幅器
55 アナログディジタル変換器
6 サーキュレータ
7 アンテナ
8 低域通過フィルタ
1 送信信号
2 受信信号
3 制御信号
4 ベースバンド信号
0 搬送波
1 Reader / Writer (wireless communication device)
2 Control Unit 21 Transmission Data Generation Unit 22 Encoding Unit 23 Decoding Unit 24 Reception Data Processing Unit 25 FFT Processing Unit 26 Channel Selection Processing Unit 27 FIFO Memory 3 Transmitter 4 Transmitting Unit 41 Digital Analog Converter 42 Modulator 43 High Frequency Amplifier 5 Receiving Unit 51 Band Limit Filter 52 Low Noise Amplifier 53 Demodulator 54 Amplifier 55 Analog to Digital Converter 6 Circulator 7 Antenna 8 Low-Pass Filter S 1 Transmitted Signal S 2 Received Signal S 3 Control Signal S 4 Baseband Signal f 0 Carrier

Claims (7)

複数個に区分された周波数帯域上のチャネルを1個または複数個利用してデータキャリアとの間で無線によるデータ通信を行なう無線通信装置であって、
データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、周波数帯域が連続した奇数個の空きチャネルを検索し、
検索によって抽出された前記の奇数個の連続した空きチャネル全体の周波数帯域幅が広いほど大きな通信速度に設定して、データキャリアとの通信を開始することを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device for performing wireless data communication with a data carrier by using one or a plurality of channels on a frequency band divided into a plurality,
Before wireless communication with the data carrier, in a predetermined range of continuous channel groups, based on the received power intensity measured in units of channels, search for an odd number of free channels with continuous frequency bands,
A wireless communication apparatus, wherein a communication speed with a larger data rate is set as the frequency bandwidth of the entire odd number of consecutive free channels extracted by the search is increased, and communication with a data carrier is started.
データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、第1の閾値以下の受信電力強度である空きチャネルを検索して1つの空きチャネルを抽出し、
抽出した前記1つの空きチャネルの高周波数側に隣接したチャネルの受信電力強度と、抽出した前記1つの空きチャネルの低周波数側に隣接したチャネルの受信電力強度が、共に前記の第1の閾値よりも大なる第2の閾値以下である場合に、連続した奇数個の空きチャネルとすることを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
Before wireless communication with the data carrier, in a continuous channel group within a predetermined range, an empty channel having a received power intensity equal to or less than the first threshold is searched based on the received power intensity measured in units of channels. Extract two free channels,
The received power intensity of the channel adjacent to the high frequency side of the extracted one empty channel and the received power intensity of the channel adjacent to the low frequency side of the extracted one empty channel are both from the first threshold value. 2. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein an odd number of continuous idle channels are set when the second threshold is less than or equal to a second threshold value.
複数個に区分された周波数帯域上のチャネルを1個または複数個利用してデータキャリアとの間で無線によるデータ通信を行なう無線通信装置であって、
データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、第1の閾値以下の受信電力強度である空きチャネルを検索し、
前記の空きチャネルの検索の度にチャネル単位の受信電力強度データを蓄積し、空きチャネルの探索時に過去の受信電力強度に基づいて空きチャネル状況を推定して通信速度を設定することを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device for performing wireless data communication with a data carrier by using one or a plurality of channels on a frequency band divided into a plurality,
Before the wireless communication with the data carrier, in a continuous channel group in a predetermined range, based on the received power intensity measured in units of channels, search for an empty channel having a received power intensity equal to or lower than the first threshold,
The received power intensity data for each channel is accumulated every time the empty channel is searched, and the communication speed is set by estimating the empty channel status based on the past received power intensity when searching for an empty channel. Wireless communication device.
請求項1〜3いずれか1項に記載の無線通信装置と、該無線通信装置とデータ通信可能なデータキャリアとからなることを特徴とする無線通信システム。A wireless communication system comprising the wireless communication device according to claim 1 and a data carrier capable of data communication with the wireless communication device. 複数個に区分された周波数帯域上のチャネルを1個または複数個利用してデータキャリアとの間で無線によるデータ通信を行なう無線通信方法であって、A wireless communication method for performing wireless data communication with a data carrier using one or a plurality of channels on a frequency band divided into a plurality,
データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、周波数帯域が連続した奇数個の空きチャネルを検索する検索工程と、A search step of searching for an odd number of free channels having continuous frequency bands based on the received power intensity measured in units of channels in a predetermined range of continuous channel groups before wireless communication with the data carrier;
前記検索工程によって抽出された前記の奇数個の連続した空きチャネル全体の周波数帯域幅が広いほど大きな通信速度に設定する設定工程と、を有し、A setting step of setting a higher communication speed as the frequency bandwidth of the entire odd number of consecutive free channels extracted by the search step is wider, and
前記設定工程により設定した通信速度により、前記データキャリアとの通信を開始することを特徴とする無線通信方法。A wireless communication method, wherein communication with the data carrier is started at a communication speed set in the setting step.
前記検索工程は
データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、第1の閾値以下の受信電力強度である空きチャネルを検索して1つの空きチャネルを抽出し、
抽出した前記1つの空きチャネルに高周波数側で隣接したチャネルと低周波数側で隣接したチャネルの両者での受信電力強度が、前記の第1の閾値よりも大なる第2の閾値以下である場合に、連続した奇数個の空きチャネルとして検索することを特徴とする請求項5に記載の無線通信方法。
The search step includes
Before wireless communication with the data carrier, in a continuous channel group within a predetermined range, an empty channel having a received power intensity equal to or less than the first threshold is searched based on the received power intensity measured in units of channels. Extract two free channels,
When the received power intensity in both the channel adjacent to the extracted one free channel on the high frequency side and the channel adjacent on the low frequency side is equal to or lower than the second threshold value that is larger than the first threshold value. 6. The wireless communication method according to claim 5, wherein the search is performed as a continuous odd number of empty channels.
複数個に区分された周波数帯域上のチャネルを1個または複数個利用してデータキャリアとの間で無線によるデータ通信を行なう無線通信方法であって、A wireless communication method for performing wireless data communication with a data carrier using one or a plurality of channels on a frequency band divided into a plurality,
データキャリアとの無線通信の前に、所定範囲の連続したチャネル群において、チャネル単位で測定された受信電力強度に基づいて、第1の閾値以下の受信電力強度である空きチャネルを検索する空きチャネル検索工程と、An empty channel that searches for an empty channel having a received power intensity equal to or less than a first threshold based on the received power intensity measured in units of channels in a continuous channel group within a predetermined range before wireless communication with a data carrier. The search process;
空きチャネルの検索の度にチャネル単位の受信電力強度データを蓄積する蓄積工程と、An accumulation process for accumulating received power intensity data in units of channels every time an empty channel is searched;
空きチャネルの探索時に過去の受信電力強度に基づいて空きチャネル状況を推定して通信速度を設定する通信速度設定工程と、を有し、A communication speed setting step for estimating a free channel state based on the past received power intensity when searching for a free channel and setting a communication speed,
前記通信速度設定工程により設定した通信速度により、前記データキャリアとの通信を開始することを特徴とする無線通信方法。A wireless communication method, wherein communication with the data carrier is started at a communication speed set in the communication speed setting step.
JP2006335876A 2006-12-13 2006-12-13 Wireless communication apparatus, wireless communication system, and wireless communication method Active JP4203832B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006335876A JP4203832B2 (en) 2006-12-13 2006-12-13 Wireless communication apparatus, wireless communication system, and wireless communication method
PCT/JP2007/071900 WO2008072441A1 (en) 2006-12-13 2007-11-12 Wireless communication device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006335876A JP4203832B2 (en) 2006-12-13 2006-12-13 Wireless communication apparatus, wireless communication system, and wireless communication method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008148215A JP2008148215A (en) 2008-06-26
JP2008148215A5 JP2008148215A5 (en) 2008-10-09
JP4203832B2 true JP4203832B2 (en) 2009-01-07

Family

ID=39511466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006335876A Active JP4203832B2 (en) 2006-12-13 2006-12-13 Wireless communication apparatus, wireless communication system, and wireless communication method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4203832B2 (en)
WO (1) WO2008072441A1 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2009007037A (en) 2007-01-04 2009-07-10 Qualcomm Inc Method and apparatus for distributed spectrum sensing for wireless communication.
JP5099445B2 (en) * 2008-07-30 2012-12-19 オムロン株式会社 COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION SYSTEM, AND COMMUNICATION METHOD
JP4744572B2 (en) * 2008-09-01 2011-08-10 三菱電機株式会社 Communication equipment, communication system
JP5558033B2 (en) * 2009-06-10 2014-07-23 オリンパス株式会社 Wireless endoscope apparatus, receiving apparatus thereof, receiving method, receiving program
US9112618B2 (en) 2009-07-02 2015-08-18 Qualcomm Incorporated Coding latency reductions during transmitter quieting
US8537772B2 (en) * 2009-07-02 2013-09-17 Qualcomm Incorporated Transmitter quieting during spectrum sensing
JP2011041229A (en) * 2009-08-18 2011-02-24 Sony Corp Transmitter apparatus, receiver apparatus, radio apparatus and method for controlling transmission mode in the transmitter apparatus
JP5742359B2 (en) * 2011-03-25 2015-07-01 富士通株式会社 COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, AND COMMUNICATION PROGRAM
JP5688044B2 (en) * 2012-04-05 2015-03-25 富士通フロンテック株式会社 Reader / writer device and carrier sense control method
JP6145772B2 (en) * 2013-06-28 2017-06-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Channel determination method and wireless communication apparatus
JP2015104027A (en) * 2013-11-26 2015-06-04 株式会社ノーリツ Radio communication system
JP2020025400A (en) 2018-08-07 2020-02-13 株式会社東芝 Wireless transmission device and wireless transmission method
JP7478550B2 (en) 2020-02-25 2024-05-07 東芝テック株式会社 leader

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4397822B2 (en) * 2005-01-13 2010-01-13 三菱電機株式会社 Frequency selection device and reader / writer management device
JP2007060632A (en) * 2005-07-25 2007-03-08 Sony Corp Communication system, communication apparatus and method, and program

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008072441A1 (en) 2008-06-19
JP2008148215A (en) 2008-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4203832B2 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication system, and wireless communication method
KR101085756B1 (en) Spectrum sharing in the unlicensed band
RU2409896C2 (en) Method, module, terminal and system for providing coherent operation of radio frequency identification subsystem and wireless communication subsystem
US20070205868A1 (en) Tag communication device, control device, and tag communication method
US20100328047A1 (en) Communication session establishment
CN103716266A (en) Signal processing method, device and system
US20080143488A1 (en) Radio frequency identification device
US20070205869A1 (en) Tag communication device and tag communication method
JP4762093B2 (en) RFID interrogator and RFID interrogator control method
US8344855B2 (en) Radio frequency identification interrogator and method of operating the same
US9183422B2 (en) Wireless communication system, wireless communication method, radio equipment, and data transmitter
US10680680B2 (en) Reader-mode performance enhancement for inductively coupled communication systems
CN111147209A (en) Indication information transmission method and device
KR20090019227A (en) Rfid reader supporting dense mode
KR101697431B1 (en) MIMO transmission apparatus and energy harvesting method thereof
KR100861503B1 (en) Method for recognizing rfid tag in rfid system
US9197341B2 (en) Method, apparatus, and logic for wireless data transmission
KR100907212B1 (en) RFID reader supporting dense mode using FFT algorithm
JP5099445B2 (en) COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION SYSTEM, AND COMMUNICATION METHOD
KR20070103618A (en) Reader of rfid system and controlling methdo therefore
JP2016218814A (en) Non-contact communication device
JP2010225127A (en) Rfid reader/writer system
JP4480754B2 (en) Wireless communication device
JP6473062B2 (en) Non-contact communication device
JP4374478B2 (en) Receiving device, receiving method, program, and information recording medium

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080821

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080821

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20080821

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20080905

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080918

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081001

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111024

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4203832

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111024

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121024

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121024

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131024

Year of fee payment: 5