JP4256889B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナの交信領域内に存在する複数の応答装置と無線通信を行い、各応答装置がそれぞれ有する固有の識別情報を非接触で読取る無線通信装置に関する。

近年、電磁波あるいは電波を利用して無線通信装置との間で無線通信を行うことにより、メモリ内に保持したデータを送信したり、受信したデータをメモリ内に書き込んだりできる小型の応答装置が開発され、流通，物流，交通，セキュリティなどの様々な分野で使用されている。この種の応答装置は、一般にはＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification），無線タグ，ＩＣタグ，電子タグなどと称されている。また、無線通信装置は、タグリーダ，タグリーダ・ライタ，質問器，基地局等と称されている。

このような無線通信装置と応答装置とを用いた無線通信システムの特徴的な機能の１つに、無線通信装置が複数の応答装置から略同時にデータを受信できる機能がある。この機能により、例えば多数の物品にそれぞれ応答装置を取り付けた場合には各物品の応答装置からその物品特有の情報を略同時に非接触で読取ることができるので、在庫管理や物品認証等の作業の効率化を図れるようになる。

この機能を実現するための一つとしてアンチコリジョン（衝突防止）と称している応答装置の応答手順を制御する機能がある。国際標準規格に採用されている代表的なアルゴリズムとしてバイナリツリー方式とタイムスロット方式とがある。タイムスロット方式は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等のパケット通信において広く使われているアクセス制御方式で、アロハ（ＡＬＯＨＡ）方式とも呼ばれている。因みに、ＲＦＩＤの標準化団体であるＥＰＣ（Electronic Product Code）グローバルにより提案されたＲＦＩＤの通信規格の１つであるＧｅｎ．２（Generation2）規格でも、タイムスロット方式を採用している。

一般的なタイムスロット方式のアンチコリジョン機能の動作について説明する。
先ず、無線通信装置は、そのアンテナの交信領域内に存在する複数の応答装置に対し、特定のスロット数（２^０〜２^Ｑ：Ｑは１以上の固定値）を指定して所定数のタイムスロットを割り当てる。一方、各応答装置は、指定を受けたスロット数の範囲内で乱数を生成する。例えば２ビット（Ｑ＝１）のスロット数が指定された場合には、各応答装置は２ビットの乱数［００］，［０１］，［１０］，［１１］のいずれかを生成する。そして、生成された乱数に一致したタイミングのタイムスロットを利用して無線通信装置に識別情報の応答を返す。

この際、１つのタイムスロットに対して１つの応答装置しか応答を返さなかった場合には、その応答装置の識別情報を無線通信装置が読取ることができる。しかし、１つのタイムスロットに対して複数の応答装置が同時に応答を返した場合には衝突が発生するので、それらの応答装置の識別情報を無線通信装置は読取ることができない。

無線通信装置は、応答装置の識別情報を読み残している場合は、新たに所定数のタイムスロットを割り当てる。これに応じて、衝突の発生等により識別情報の応答を完了していない応答装置では、再度乱数を生成する。そして、生成された乱数に一致したタイミングのタイムスロットを利用して無線通信装置に応答を返す。このような一連の処理を短時間で繰り返すことにより、無線通信装置は複数の応答装置から略同時に識別情報を読取れるようになる。

ところで、無線通信装置が全ての応答装置の識別情報を読取るのに要する時間は、無線通信装置が割り当てるタイムスロット（以下、割当スロットと称する）の数と応答装置の数との相互関係によって変化する。そこで無線通信装置は、各応答装置にタイムスロットを割り当てる際に最適な割当スロット数を計算し直して決定している。この割当スロット数の計算には、所定の確率計算が利用される。

例えば、識別情報を読み残した応答装置、すなわち未読応答装置の数が未知の場合には、無線通信装置が割り当てたタイムスロットのうち、応答装置から識別情報が１つも送られなかったタイムスロット、いわゆる空スロットの数と、識別情報を伝送した応答装置が１つだったタイムスロット、いわゆる読取成功スロットの数と、複数の応答装置が同じタイムスロットで識別情報を伝送したタイムスロット、いわゆる衝突スロットの数との各計数値に基づき、未読応答装置の数を確率変数とした確率密度関数を求める。そして、この確率密度関数から未読応答装置の推定数を算出し、この推定数に基づき新たに割当スロット数を決定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２８２９７５号公報

しかしながら、従来のこの種の無線通信装置においては、各応答装置にタイムスロットを割り当てる都度、所定の確率計算を行って新たな割当スロット数を決定していたので、複雑な確率計算を何度も高速で繰り返すことに対応できる高い演算処理能力が要求されていた。

本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、割当スロット数の決定に要する演算負荷を軽減することができる無線通信装置を提供しようとするものである。

本発明は、アンテナから１以上の応答装置に所定数のスロットを割り当てる信号を送信すると、この信号を受信した応答装置のうち未だ識別情報が読取られていない未読応答装置が個別に１つのスロットを選択しそのスロットに当該応答装置固有の識別情報を含ませて伝送する無線通信方式を用いて各応答装置の識別情報を読取る無線通信装置において、割当可能なスロット数の種類毎に、当該スロット数とこのスロット数の次に大きいスロット数とで、１つのスロットに識別情報を含ませて伝送する未読応答装置が１つである確率が等しくなるときの未読応答装置数を記憶する対応データ記憶部と、信号を送信する前の時点の未読応答装置の実数と対応データ記憶部に記憶されている未読応答装置数とを比較し、実数より大きい最小の未読応答装置数を選択して当該未読応答装置数に対応したスロット数を読み出す検索手段と、この検索手段により記憶部から読み出した数のスロットを割り当てる信号をアンテナから送信させる制御手段とを備えたものである。

かかる手段を講じた本発明によれば、割当スロット数の決定に要する演算負荷を軽減することができる効果を奏し得る。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。
なお、この実施の形態は、無線通信方式の１種であるタイムスロット方式を利用して、ＲＦＩＤ，無線タグ等と称される複数の応答装置から固有の識別情報を非接触で読取るようにした無線通信装置に本発明を適用した場合である。

図１は本実施の形態における無線通信装置１の要部構成を示すブロック図と、無線通信装置1のアンテナ２と、アンテナ２の交信領域３を示す図である。図示するように無線通信装置１は、データ入出力部１１、送受信処理部１２、記憶部１３及びこれらを制御する制御部１４等で構成されている。

データ入出力部１１は、通信ケーブル等を介してデータ通信可能に接続された外部装置（不図示）からデータを受信し前記制御部１４に与える機能と、制御部１４の制御により所定のデータを前記外部装置に送信する機能とを有する。送受信処理部１２は、制御部１４から与えられる送信信号を変調しアンテナ２から無線発信させる機能と、アンテナ２で受信した信号を復調し制御部１４に与える機能とを有する。記憶部１３は、不揮発性の書換可能なメモリ領域である。

かかる構成の無線通信装置１は、そのアンテナ２の交信領域３内に存在する複数（図では６個）の応答装置４Ａ〜４Ｆとタイムスロット方式の無線通信を行い、各応答装置４Ａ〜４Ｆがそれぞれ有する固有の識別情報を非接触で読取る。

すなわち、無線通信装置１は、アンテナ２から１以上の応答装置４（以下、各応答装置４Ａ〜４Ｆを総称する場合は符号を“４”とする）に所定数のタイムスロットを割り当てる信号を送信する。すると、この信号を受信した応答装置４のうち未だ識別情報が読取られていない応答装置４が個別に１つのタイムスロットを選択する。そして、その選択したタイムスロットに当該応答装置固有の識別情報を含ませて伝送する。

ここで、１つのタイムスロットに対して１つの応答装置４だけが識別情報を伝送した場合、無線通信装置１は、このタイムスロットから当該応答装置４の識別情報を取得できる。このようなタイムスロットを以後、読取成功スロットと称する。

これに対し、１つのタイムスロットに対して複数の応答装置４が識別情報を伝送した場合には、伝送信号が乱されるため、無線通信装置１はこれら応答装置４の識別情報を取得することができない。このようなタイムスロットを以後、衝突スロットと称する。また、１つのタイムスロットに対して識別情報を伝送した応答装置４が１つも無かった場合も識別情報を取得できない。このようなタイムスロットを以後、空スロットと称する。

なお、衝突スロットと空スロットとの識別は、読取成功スロット以外のタイムスロットにおいて、無線通信装置１が受信した電波強度が所定のしきい値を超えたか否かによって判断可能である。すなわち、電波強度がしきい値より高いタイムスロットは衝突スロットとし、低いスロットは空スロットとすればよい。

さて、無線通信装置１は、アンテナ２の交信領域３内に存在する応答装置４の識別情報を取得できた場合、当該識別情報を含む信号を送信することにより、当該識別情報を有する応答装置４に識別情報の読み取りが成功した旨を通知する。すると、この通知を受けた応答装置４は、それ以後は識別情報を伝送しなくなる。その後、無線通信装置１は、必要に応じて、取得した識別情報を含む信号を伝送することで該当識別情報を有する応答装置４と交信を行い、該当応答装置４が有する他の情報を取得したり、該当応答装置４に任意の情報を書き込んだりする。

なお、ＲＦＩＤの通信規格の１つであるＧｅｎ．２規格では、アンチコリジョンを行う際の応答装置４の識別情報に１６ビットの乱数を使用している。この１６ビットの乱数は、応答装置４が識別情報を送信するたびに変化する、言わば一度きりの使い捨ての識別情報である。そしてＧｅｎ．２規格では、無線通信装置１が該当応答装置４に使い捨ての識別情報の読み取りが成功したことを通知した直後、応答装置４は、無線通信装置１に応答装置固有の識別情報を送信する。一般に、応答装置固有の識別情報は、１６ビットの十倍前後の大きさを持つため、Ｇｅｎ．２規格では、無線通信装置１が多数の応答装置４から１つの応答装置４を選びリンクを確保する際、すなわちアンチコリジョンを行う際に、応答装置固有の識別情報とは別の短い識別情報を利用することでアンチコリジョンに要する時間を短縮している。

本実施の形態において、識別情報とは、上述したアンチコリジョンを行う際の識別情報を指している。ただし、説明を簡単にするために、応答装置固有の識別情報とアンチコリジョンを行う際の識別情報が同じものとする。

図２は無線通信装置１と、そのアンテナ２の交信領域３内に存在する６個の応答装置４Ａ〜４Ｆとの間で送受される信号の一例を１サイクル分のみ示したタイミング図であり、図中左から右に時間が経過している。

無線通信装置１は、先ず、サイクル開始信号start1により各応答装置４Ａ〜４Ｆに対して割当スロット数を指定する。図２の場合は、割当スロット数“８”を指定する。すると、各応答装置４Ａ〜４Ｆは、割当スロット番号ｓ１〜ｓ８の８つのタイムスロットのうちのいずれか１つのタイムスロットを選択して、自身の識別情報を無線通信装置１に伝送しようとする。

図２の場合、応答装置４Ａが割当スロット番号ｓ１のタイムスロットを選択して識別情報ａを伝送している。また、応答装置４Ｃが割当スロット番号ｓ４のタイムスロットを選択して識別情報ｃを伝送している。一方、２つの応答装置４Ｂ及び４Ｄは、いずれも割当スロット番号ｓ２のタイムスロットを選択して各々の識別情報ｂ及びｄを伝送している。同様に、２つの応答装置４Ｅ及び４Ｆは、いずれも割当スロット番号ｓ５のタイムスロットを選択して各々の識別情報ｅ及びｆを伝送している。残りの割当スロット番号ｓ３，ｓ６，ｓ７及びｓ８の４つのタイムスロットを選択して識別情報を伝送する応答装置４は存在しない。すなわち、割当スロット番号ｓ１及びｓ４のタイムスロットが読取成功スロットとなり、割当スロット番号ｓ２及びｓ５のタイムスロットが衝突スロットとなり、割当スロット番号ｓ３及びｓ６〜ｓ８のタイムスロットが空スロットとなる。

したがって、割当スロット番号ｓ８のタイムスロットを受信した時点では、応答装置４Ａと応答装置４Ｃの識別情報を無線通信装置１が取得している。無線通信装置１は、応答装置４の識別情報を取得したならば、次に送信するタイムスロット開始信号ｎＳに、取得した識別情報を含ませる。その結果、これらの応答装置４Ａ，４Ｃは、以後のサイクルで識別情報を伝送しなくなる。このように、無線通信装置１によって識別情報が読取られ、識別情報を伝送しなくなる応答装置４を既読応答装置５と称する。

一方、他の応答装置４Ａ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆの識別情報は、無線通信装置１において取得されていない。したがって、これらの応答装置４Ａ，４Ｄ，４Ｅ及び４Ｆの識別情報がタイムスロット開始信号ｎＳに含まれることはない。その結果、これらの応答装置４Ａ，４Ｄ，４Ｅ及び４Ｆは、次のサイクルでも指定されたタイムスロットを利用して識別情報を伝送しようとする。このように、無線通信装置１によって識別情報が読取られておらず、次のサイクルでも識別情報を伝送する応答装置４を未読応答装置６と称する。

無線通信装置１は、１サイクル分の全てのタイムスロットの受信信号から、識別情報を読み残している未読応答装置６があるか否かを判断する。例えば、１サイクルの中に衝突スロットがある場合には、未読応答装置６があると判断する。逆に、１サイクルの全てのタイムスロットが空スロットである場合には、未読応答装置６がないと判断する。

未読応答装置６がないと判断した場合には、無線通信装置１は、識別情報の読取を終了する。これに対し、未読応答装置６があると判断した場合には、無線通信装置１は、新たな割当スロット数を決定する。そして、次のサイクル開始信号startｎ（ｎはサイクル開始信号の送信回数）により各応答装置４に対して新たな割当スロット数を指定する。

ここで、新たな割当スロット数を決定するには、従来から確率計算が利用されている。そこで次に、割当スロット数を決定するための確率計算について説明する。

先ず、１つのタイムスロットに対して識別情報を伝送する応答装置４が１つとなる確率を考える。このように、１つのタイムスロットに対して識別情報を伝送する応答装置４が１つであった場合、無線通信装置１は、この応答装置４の識別情報を取得することができる。すなわち、この確率は、１つのタイムスロットで無線通信装置１が応答装置４の識別情報を取得することができる確率と等価である。

無線通信装置１が応答装置４に指定する割当スロット数をＳとし、アンテナ２の交信領域内に存在する応答装置４のうち未読応答装置６の数をｔとした場合、確率Ｐ１（Ｓ，ｔ）は、次の数式［数１］で示される。

数式［数１］は、あるタイムスロットに対して、１つの未読応答装置６が識別情報を伝送する確率を１／Ｓとし、その他の（ｔ−１）個の未読応答装置６が識別情報を伝送しない確率を（１−１／Ｓ）^(t-1)とし、これらの確率と未読応答装置６の数tとを積算した式である。なお、前記確率（１−１／Ｓ）^(t-1)の記号“＾”は、累乗を示している。

数式［数１］においてＳ＝８の場合、すなわち確率Ｐ１（８，ｔ）をグラフにすると、図３のようになる。同グラフにおいて、横軸は未読応答装置６の数ｔであり、縦軸はその数ｔに対する識別情報取得確率Ｐ１（８，ｔ）である。

ここで、未読応答装置６の数ｔは非負整数である。この場合、確率Ｐ１（Ｓ，ｔ）は、割当スロット数Ｓが未読応答装置６の数ｔと等しいとき最大となることが知られている。したがって、無線通信装置１が応答装置４に対して割り当てるタイムスロットの数、すなわち割当スロット数Ｓを常に未読応答装置６の数ｔと同数にすることによって、無線通信装置１が全ての応答装置４の識別情報を取得するのに要する時間を短縮することができる。

しかし、無線通信装置１が選択できる割当スロット数Ｓは、実装上の制約により離散的な値をとることが多い。例えば前述したＧｅｎ．２規格においては、無線通信装置１が選択できる割当スロット数Ｓは２の累乗あるいはベキ乗となっており、２の０乗から２の１５乗の１６種類となっている。すなわち、割当スロット数Ｓは、１，２，４，８，１６，３２，６４，…というように離散的な値をとる。このため、割当スロット数Ｓを常に未読応答装置６の数ｔと同数にすることは困難である。

そこで、無線通信装置１が選択可能な割当スロット数Ｓがｎ種類ある場合の割当スロット数ＳをＳ(i){i=1,2,・・・,n}と表記し、Ｓ(i)とＳ(i+1)とはＳ(i)＜Ｓ(i+1)なる関係を有するものとする。この場合において、未読応答装置６の数ｔが、無線通信装置１で選択可能な割当スロット数Ｓ(i)とＳ(i+1)の間の値であるとき、割当スロット数Ｓ(i)を指定した場合に１つのタイムスロットに対して識別情報を伝送する応答装置４が１つとなる確率Ｐ１（Ｓ（ｉ），ｔ）と、割当スロット数Ｓ(i+1) を指定した場合に１つのタイムスロットに対して識別情報を伝送する応答装置４が１つとなる確率Ｐ１（Ｓ（ｉ＋１），ｔ）とをそれぞれ計算する。そして、確率Ｐ１（Ｓ（ｉ），ｔ）と確率Ｐ１（Ｓ（ｉ＋１），ｔ）とを比較し、高い方の割当スロット数（Ｓ(i)またはＳ(i+1)）を選択する。こうすることにより、無線通信装置１が応答装置に対して割り当てるタイムスロットの数（割当スロット数Ｓ）を決定することができる。

今、アンテナ２の交信領域３内に存在する応答装置４の数の情報を無線通信装置１が予め持っているものとする。また、無線通信装置１が選択できる割当スロット数がＳ(1)＝２、Ｓ(2)＝４、Ｓ(3)＝８の３種類とする。

この場合において、各スロット数Ｓ(1)＝２、Ｓ(2)＝４、Ｓ(3)＝８をそれぞれ数式［数１］に代入して、各々の割当スロット数Ｓ(1)＝２、Ｓ(2)＝４、Ｓ(3)＝８を指定した場合に１つのタイムスロットに対して識別情報を伝送する応答装置４が１つとなる確率Ｐ１(２，ｔ)、Ｐ１(４，ｔ)、Ｐ１(８，ｔ)を算出すると、各々の確率Ｐ１(２，ｔ)、Ｐ１(４，ｔ)、Ｐ１(８，ｔ)と、未読応答装置６の数ｔとの関係は、図４のグラフで示されるようになる。

同図において、確率Ｐ１(２，ｔ)と確率Ｐ１(４，ｔ)とが等しくなる未読応答装置６の数ｔを値ｔ１(1)とする。また、確率Ｐ１(４，ｔ)と確率Ｐ１(８，ｔ)とが等しくなる未読応答装置６の数ｔを値ｔ１(2)とする。同図から明らかなように、１つのタイムスロットに対して識別情報を伝送する応答装置４が１つとなる確率、つまりは未読応答装置６の識別情報を取得できる確率Ｐ１（Ｓ，ｔ）を高くするには、未読応答装置６の数tが値ｔ１(1)より小さいときには割当スロット数Ｓを“２”とすればよい。同様に、未読応答装置６の数tが値ｔ１(1)以上で値ｔ１(2)未満のときには割当スロット数Ｓを“４”とし、値ｔ１(2)以上のときには割当スロット数Ｓを“８”とすればよい。

ここで、あるタイムスロット数Ｓ(i)のタイムスロットを指定した場合に１つのタイムスロットに対して識別情報を伝送する応答装置４が１つとなる確率Ｐ１(Ｓ(i),ｔ)と、当該タイムスロット数Ｓ(i)の次に大きいタイムスロット数Ｓ(i+1)のタイムスロットを指定した場合に１つのタイムスロットに対して識別情報を伝送する応答装置４が１つとなる確率Ｐ１(Ｓ(i+1),ｔ)とが等しくなる未読応答装置６の値をｔ１(i){i=1,2,・・・,n}と表記すると、この値ｔ１(i)は、次の数式［数２］によって算出される。なお、数式［数２］において、記号“ｌｎ”は自然対数を示している。

したがって、未読応答装置６の数ｔと値ｔ１(i) {i=1,2,・・・,n}とを比較し、数ｔ以上の値で最小の値min[ｔ１(i)]を求める。そして、この最小の値min[ｔ１(i)]をとるタイムスロット数Ｓ(i)，Ｓ（i+1）のうち小さい方のタイムスロット数Ｓ(i)を新たな割当スロット数Ｓとして決定する。こうすることにより、未読応答装置６の識別情報を取得できる確率Ｐ１（Ｓ，ｔ）を最も高くすることができる。

そこで本実施の形態では、割当可能なタイムスロット数Ｓ(i) {i=1,2,・・・,n}の種類毎に、当該タイムスロット数Ｓ(i)とこのタイムスロット数Ｓ(i)の次に大きいタイムスロット数Ｓ(i+1)とで、前記確率Ｐ１（Ｓ，ｔ）が等しくなるときの未読応答装置数ｔ１(i) {i=1,2,・・・,n}を予め算出する。そして、図５に示すように、これらタイムスロット数Ｓ(i)とそれに対応する未読応答装置数ｔ１(i)とを関連付けて設定した対応データメモリ１５を作成し、記憶部１３で記憶しておく。なお、値ｔ１(ｎ)は無限大である。また、値ｔ１(i)は、小数点以下について切り捨て，切り上げ，四捨五入等の丸め処理を行ってもよい。

因みに、図５の例は、割当可能なタイムスロット数Ｓ(i)がＳ(1)＝２、Ｓ(2)＝４、Ｓ(3)＝８、Ｓ(4)＝１６、Ｓ(5)＝３２の５種類の場合であり、この場合、Ｓ(1)とＳ(2)とで確率Ｐ１（Ｓ，ｔ）が等しくなる未読応答装置数ｔ１(1) の整数部分が“２”、Ｓ(2)とＳ(3)とで確率Ｐ１（Ｓ，ｔ）が等しくなる未読応答装置数ｔ１(2) の整数部分が“５”、Ｓ(3)とＳ(4)とで確率Ｐ１（Ｓ，ｔ）が等しくなる未読応答装置数ｔ１(3) の整数部分が“１１”、Ｓ(4)とＳ(5)とで確率Ｐ１（Ｓ，ｔ）が等しくなる未読応答装置数ｔ１(4) の整数部分が“２２”とそれぞれ算出されて、対応データメモリ１５に設定される。

なお、数式［数２］の計算については、無線通信装置１の外部装置で行い、その結果を、データ入出力部１１を介して記憶部１３の対応データメモリ１５に記憶する。こうすることにより、無線通信装置１の計算負荷とはならない。

しかして無線通信装置１の制御部１４は、図７の流れ図に示す手順に従い、アンテナ２の交信領域３内に存在する各応答装置４の識別情報を読取る動作を行う。なお、この動作を実行する上で利用するメモリエリアとして、図６に示すように、未読応答装置実数ｔのカウンタ１６と、読取成功スロット数Ａのカウンタ１７と、サイクル回数ｎのカウンタ１８とを記憶部１３に形成している。

制御部１４は、先ず、ＳＴ（ステップ）１として未読応答装置実数ｔの初期値Tsをカウンタ１６にセットする。この初期値Tsは、アンテナ２の交信領域３内に存在する応答装置４の総数であり、例えばデータ入出力部１１を介して接続された外部装置から入力される。

次に、制御部１４は、ＳＴ２としてサイクル回数カウンタ１８のカウント値ｎを一旦“０”にリセットし、続いて、ＳＴ３として上記サイクル回数カウンタ１８を“１”だけカウントアップする。すなわち、タイムスロット方式の１回目のサイクルを開始する。

先ず、制御部１４は、ＳＴ４として未読応答装置実数カウンタ１６のカウント値ｔで前記対応データメモリ１５を参照して、当該カウント値ｔ以上で最小の値ｔ１（i）を選択する。次に、制御部１４は、ＳＴ５として対応データメモリ１５を検索して、選択した値ｔ１（i）に対応して設定されているタイムスロット数Ｓ（i）を取得する（検索手段）。そして、ＳＴ６としてこのタイムスロット数Ｓ（i）を割当スロット数とするサイクル開始信号start.ｎ（ｎはサイクル回数カウンタ１８のカウント値ｎ）を送受信処理部１２に送信する（制御手段）。また、ＳＴ７として読取成功スロット数カウンタ１７のカウント値Ａを“０”にリセットする。

その後、制御部１４は、ＳＴ８として受信したタイムスロットが読取成功スロットであるか否かを判断する。そして、読取成功スロットであった場合には、ＳＴ９として読取成功スロット数カウンタ１７のカウント値Ａを“１”だけカウントアップする。また、ＳＴ１０としてタイムスロット方式の１サイクルを終了したか否かを判断する。終了していない場合には、ＳＴ８の処理に戻る。こうして、制御部１４は、１サイクルを終了するまでの間に受信した読取成功スロットの数を読取成功スロット数カウンタ１７で計数する。

１サイクルを終了した場合には、制御部１４は、ＳＴ１１として未読応答装置実数カウンタ１６のカウント値ｔから読取成功スロット数カウンタ１７のカウント値Ａを減算して、カウント値ｔを最新の未読応答装置実数に更新する（実数更新手段）。

次に、制御部１４は、ＳＴ１２として識別情報の読取終了か否かを判断する。例えば全てのタイムスロットが空スロットであるサイクルがＮ（Ｎ≧１）回連続した場合には読取終了と判断する。読取終了と判断できなかった場合には、ＳＴ３の処理に戻り、サイクル回数カウンタ１８のカウント値をカウントアップして、次の１サイクルを実行する。読取終了と判断した場合には、制御部１４は、今回の読取処理を終了する。

このように、本実施の形態によれば、無線通信装置１が各応答装置４の識別情報を読取る際の最適な割当スロット数を演算で求めるのでなく、対応データメモリ１５の検索によって求めるので、無線通信装置１の演算負荷を大幅に軽減することができる。したがって、演算処理能力が低い低級機種でも無線通信装置１として適用できるので、低コスト化を図ることができる。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

例えば、前記数式［数１］は、変量を“１”とした二項分布となっている。一方、変量Ｘの二項分布は、確率変数Ｘのポアソン分布で近似できることが知られている。そこで、数式［数１］をポアソン分布として近似した場合の値t1(i)を数式で表すと数式［数３］のようになる。

さらにＳ(i)が初項a、等比ｒの等比数列である場合、数式［数３］は数式［数４］のようになる。

数式［数３］や数式［数４］は、数式［数２］と比べて計算に要する負荷が小さい。そこで、あるタイムスロット数Ｓ(i)のタイムスロットを指定した場合に１つのタイムスロットに１つの応答装置４のみが識別情報を伝送する確率Ｐ１(Ｓ(i),ｔ)と、当該タイムスロット数Ｓ(i)の次に大きいタイムスロット数Ｓ(i+1)のタイムスロットを指定した場合に１つのタイムスロットに１つの応答装置４のみが識別情報を伝送する確率Ｐ１(Ｓ(i+1),ｔ)とが等しくなる未読応答装置６の値ｔ１(i){i=1,2,・・・,n}を、数式［数２］の代わりに、数式［数３］や数式［数４］を用いて算出してもよい。

なお、無線通信装置１が選択可能な割当スロット数Ｓ(i)は、ｉ＝1,2,・・・,nの場合のみである。このため、ｉ＝ｎの場合は数式［数２］のＳ(i+1)が定義されないので、値t1(n)を算出できない。そこで、値t1(n)は無限大とする。数式［数２］の近似式である数式［数３］及び数式［数４］においても、値t1(n)は無限大とする。

また、前記実施の形態では、アンテナ２の交信領域３内に存在する応答装置４の総数をデータ入出力部を介して外部から入力すると、応答装置４の識別情報読取処理を開始するようにしたが、予め無線通信装置１がアンテナ２の交信領域３内に存在する応答装置４の総数を記憶しており、データ入出力部を介して外部から読取開始が指令されると、応答装置４の識別情報読取処理を開始するようにしてもよい。

また、値t1(i)は小数点以下の値となる場合があるが、その場合には、小数点以下を切り捨てた値とすればよい。こうすることにより、対応データ記憶部１５の記憶容量を節約できる効果を奏する。

この他、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。

本発明の一実施の形態である無線通信装置の要部構成を示すブロック図。 同実施の形態において、無線通信装置とそのアンテナの交信領域内に存在する複数の応答装置との間で送受される信号の一例を１サイクル分のみ示したタイミング図。 未読応答装置の数に対する確率Ｐ１（８，ｔ）の対応関係を示すグラフ。 未読応答装置の数に対する確率Ｐ１（２，ｔ），確率Ｐ１（４，ｔ），確率Ｐ１（８，ｔ）の対応関係を示すグラフ。 本実施の形態の対応データメモリに記憶されるデータの一例を示す模式図。 本実施の形態の記憶部に形成される主要なメモリエリアを示す模式図。 本実施の形態において制御部がアンテナの交信領域内に存在する各応答装置の識別情報を読取る際の制御手順の要部を示す流れ図。

符号の説明

１…無線通信装置、２…アンテナ、３…交信領域、４（４Ａ〜４Ｆ）…応答装置、１１…データ入出力部、１２…送受信処理部、１３…記憶部、１４…制御部、１５…対応データメモリ。

Claims (2)

1. アンテナから１以上の応答装置に所定数のスロットを割り当てる信号を送信すると、この信号を受信した応答装置のうち未だ識別情報が読取られていない未読応答装置が個別に１つのスロットを選択しそのスロットに当該応答装置固有の識別情報を含ませて伝送する無線通信方式を用いて各応答装置の識別情報を読取る無線通信装置において、
   割当可能なスロット数の種類毎に、当該スロット数とこのスロット数の次に大きいスロット数とで、１つのスロットに前記識別情報を含ませて伝送する未読応答装置が１つである確率が等しくなるときの未読応答装置数を記憶する対応データ記憶部と、
   前記信号を送信する前の時点の前記未読応答装置の実数と前記対応データ記憶部に記憶されている未読応答装置数とを比較し、前記実数より大きい最小の未読応答装置数を選択して当該未読応答装置数に対応したスロット数を読み出す検索手段と、
   この検索手段により前記記憶部から読み出した数のスロットを割り当てる信号を前記アンテナから送信させる制御手段と、
   を具備したことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記信号を送信する前の時点の前記未読応答装置の実数を記憶する実数記憶部と、
   前記信号の送信により前記識別情報を読取れた応答装置数を計数する計数手段と、
   前記実数記憶部に記憶された実数から前記計数手段により計数された応答装置数を減算して前記実数を更新する実数更新手段とを具備し、
   前記検索手段は、前記実数記憶部に記憶された未読応答装置の実数で前記対応データ記憶部を検索して当該実数に対応するスロット数を読み出すことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。

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