JP4324613B2 - 無線通信システム、通信方法及びｒｆタグリーダ - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦタグ及びＲＦタグリーダ間の無線通信の技術分野に属し、特に無線通信システム、無線通信方法及びＲＦタグリーダに関する。

この種の技術分野では、ＲＦタグと、ＲＦタグからの情報を読み取る又はそこへ情報を書き込むリーダ又はライタ装置（以下、「ＲＦタグリーダ」という。）とを用いるＲＦタグシステムが注目されている。ＲＦタグには例えばＩＤのようなデータが書き込まれている。ＲＦタグは、ＲＦＩＤタグ、無線タグ、ＩＣタグ等と言及されることもある。ＲＦタグの用途には様々なものが存在する。一例としては例えばＲＦタグの取り付けられた物品又は製品がベルトコンベアで次々と運ばれて来る場合に、ＲＦタグからの無線信号をＲＦタグリーダで読み取ることで、その物品を判別することができる。

ＲＦタグには一般に能動型（アクティブ型）と受動型（パッシブ型）がある。アクティブ型のＲＦタグは、自ら電力を用意することができ、ＲＦタグリーダ側の装置構成を簡単にすることができる。後者は、自ら電力を用意することはできず、外部からエネルギーを受けることによって、ＩＤ情報の送信等の動作が行なわれる。パッシブ型は、ＲＦタグを安価にする観点から好ましく、特に有望視されている。従来のＲＦタグシステムについては、例えば特許文献１（特開２００３−２８３３６７号公報）に記載されている。

ところで、ＲＦタグリーダからＲＦタグへの制御信号は、ＲＦタグからＲＦタグリーダへのデータ信号よりも大きな電力で送信される。特にパッシブ型では、制御信号の伝送が電力の供給をも兼ねているので、制御信号は大きな電力で送信される。従って、複数のＲＦタグリーダが近接して使用されると、ＲＦタグからの微弱な無線信号の受信が妨げられる虞が生じる。例えば、あるＲＦタグリーダが、ＲＦタグからの無線信号を受信する際に、近辺の他のＲＦタグリーダからの制御信号は干渉波になってしまう。

このような干渉を回避するための１つの手法に、多数のホッピングパターンを設定し、使用する周波数を様々にホッピングさせるものがある。この手法は、主に米国で使用されている。しかしながら、多数のホッピングパターンを設定するには、広範な周波数帯域を必要とする。従って、日本や欧州のように、比較的狭い帯域しか使用できない場合には、そのようなホッピング法は必ずしも有効ではない。

複数のＲＦタグリーダ間の干渉を回避する別の手法に、ＲＦタグリーダそれぞれの動作するタイムスロットを定め、時分割制御を行なうものもある。この手法では、ＲＦタグリーダ及びＲＦタグは、それらに割り当てられたタイムスロット以外では休止することになり、システム全体のスループットやＲＦタグの処理個数を増やす観点からは非効率的である。

更なる別の手法として、個々のＲＦタグリーダに近接する区域を電磁的にそれぞれ遮蔽したり、ＲＦタグリーダの送信する制御信号の指向性を鋭くすることも考えられる。しかしながら、付加的なハードウエア（例えば、シールド板）や、指向性制御に関する処理に起因して、ハードウエア及びソフトウエアの増加や複雑化を招き、コストを上昇させる問題が生じてしまう。

特許文献１に記載された発明は、複数のＲＦタグリーダ（リーダライタ）を統括制御する制御端末を設け、複数のＲＦタグリーダの送受信のタイミングを同期させ、ＲＦタグからの信号を適切に受信しようとしている。しかしながら、そのような制御端末を設けることは、システムの複雑化を招く虞がある。ＲＦタグリーダ数が増えるほど、制御端末の負担も重くなってしまう。更に、その手法は、ＲＦタグリーダの追加や削除が行なわれる度に制御端末も調整されることを要し、システムの拡張性や柔軟性の観点からは必ずしも有利ではない。

本発明は、上記の問題点の少なくとも１つに鑑みてなされたものであり、その課題は、ＲＦタグリーダ同士の干渉を軽減することの可能な無線通信システム、無線通信方法及びＲＦタグリーダを提供することである。

本発明では、互いに有線接続された複数のＲＦタグリーダを有する無線通信システムが用いられる。各ＲＦタグリーダは、ＲＦタグに制御信号を無線送信する送信手段と、前記ＲＦタグからのデータ信号を無線受信する受信手段と、複数の状態の内いずれか１つの状態にある受信ビジー信号を、他のＲＦタグリーダに有線送信する第１の状態通知手段とを備える。前記第１の状態通知手段は、前記データ信号の受信開始に応じて第１状態の受信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、前記データ信号の受信完了に応じて第２状態の受信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信する。前記送信手段は、複数の受信ビジー信号が状態を遷移させたことに応答して前記制御信号の無線送信を開始する。

本発明によれば、ＲＦタグリーダ同士の干渉を軽減できるという効果が得られる。

本発明の一実施例によるＲＦタグシステムの全体図を示す。 ＲＦタグリーダからＲＦタグへ送信される制御信号のフォーマットを示す図である。 ＲＦタグリーダの詳細なブロック図を示す。 ＲＦタグの詳細なブロック図を示す。 本発明の一実施例による動作を説明するためのタイミング図を示す。 本発明の一実施例によるＲＦタグリーダの部分ブロック図を示す。

符号の説明

１０ ＲＦタグ； １２−１〜３ ＲＦタグリーダ； １４ ローカルエリアネットワーク；
２１ プリアンブル部； ２２ コマンド部； ２３ パラメータ部； ２４ データ部； ２５ ＣＲＣ部；
３０２ バッファ； ３０４ タイミング制御部； ３０６ モニタ部； ３０８ ダミー挿入部； ３０９ 変調器； ３１０ フィルタ； ３１２ ミキサ； ３１４ 発振器； ３１６ 増幅器； ３１８ 共用器； ３２０ アンテナ； ３２２ 増幅器； ３２４ ミキサ； ３２６ フィルタ； ３２８ 復調器； ３３０ 受信ビジー信号生成部；
４１ アンテナ； ４２ 復調器； ４３ 変調器； ４４ 論理部； ４５ メモリ； ４６ 電源生成部；
６０４ タイミング制御部； ６０６ 送信ビジー信号用のモニタ部； ６０８ 送信ビジー信号生成部

本発明の一態様によるＲＦタグリーダでは、ＲＦタグからの無線データ信号の受信開始に応じて、複数の状態の内の第１状態の受信ビジー信号が、ＲＦタグリーダから他のＲＦタグリーダに有線送信される。ＲＦタグからの無線データ信号の受信完了に応じて、複数の状態の内の第２状態の受信ビジー信号が、前記ＲＦタグリーダから他のＲＦタグリーダに有線送信される。複数の受信ビジー信号が状態を遷移させたことに応答して、ＲＦタグへの制御信号の無線送信が開始される。

各ＲＦタグリーダが受信ビジー信号を互いに監視するので、複数のＲＦタグリーダは、総てのＲＦタグリーダがＲＦタグの応答信号を受信していない状況になった時点で、一斉に制御信号をそれぞれ無線送信することができる。これにより、ＲＦタグの応答信号が、他のＲＦタグリーダからの制御信号により妨害されることを効果的に抑制することができる。

本発明の一態様では、ＲＦタグリーダの送信手段が、制御信号に続いてダミービットを無線送信する。これにより、ＲＦタグリーダが応答を開始する時点を、ダミービット数により調整できる。

本発明の一態様では、送信されるダミービット数が、前記制御信号の長さと所定の最大長との差分に合わせて定められる。これにより、制御信号の開始時点と、ダミービットの送信完了時点との間の期間を、システムに固定的な期間にすることができる。この態様は、複数のＲＦタグリーダによる制御信号の送信期間を簡易に同期させる観点から好ましい。

本発明の一態様によれば、ＲＦタグに制御信号を無線送信する送信手段と、前記ＲＦタグからのデータ信号を無線受信する受信手段と、複数の状態の内いずれか１つの状態にある送信ビジー信号を、他のＲＦタグリーダに有線送信する状態通知手段とを備えるＲＦタグリーダが用いられる。前記状態通知手段は、前記制御信号の送信開始に応じて第１状態の送信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、前記制御信号の送信完了に応じて第２状態の送信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信する。前記送信手段は、複数の送信ビジー信号が状態を遷移させるまで、前記制御信号又はダミービットを無線送信する。

各ＲＦタグリーダが送信ビジー信号を互いに監視するので、複数のＲＦタグリーダは、総てのＲＦタグリーダがＲＦタグへ制御信号を送信していない状況になった時点で、一斉にＲＦタグから応答信号を受信し始めることができる。これにより、ＲＦタグの応答信号が、他のＲＦタグリーダからの制御信号により妨害されることを効果的に抑制することができる。更に、送信ビジー信号の状態を監視することで、総てのＲＦタグリーダが制御信号の送信を終了した時点が判明するので、速やかにＲＦタグの応答を開始させることができる。この態様は、制御信号を送信するための応答指令期間をできるだけ短縮し、システムのスループットを向上させる観点から好ましい。

本発明の一態様による受信ビジー信号に関する状態通知手段と、本発明の一態様による送信ビジー信号に関する状態通知手段は、別々の要素として実現されてもよいし、双方の機能を有する１つの要素として実現されてもよい。また、これらの要素は、本発明に関する他の要素と同様に、ソフトウエアにより、ハードウエアにより又はそれらの組合せにより実現されてもよい。

以下、各図を参照しながら本発明の実施例が説明される。各図を通じて同一の要素には同一の参照番号が付される。

図１は、本発明の一実施例によるＲＦタグシステムの全体図を示す。図中、「１」から始まる参照番号を有する要素は、原則として図１に最初に登場する要素である。このシステムは、ＲＦタグ１０と、複数のＲＦタグリーダ１２−１〜３と、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１４とを含む。複数のＲＦタグリーダは互いに有線１６で接続されている。簡単のため、１つのＲＦタグと３つのＲＦタグリーダが描かれているが、それらの数は任意である。

図２は、ＲＦタグリーダからＲＦタグへ送信される制御信号の模式的なフォーマットを示す図である。図示されるように、制御信号は、プリアンブル部２１と、コマンド部２２と、パラメータ部２３と、データ部２４と、ＣＲＣ部２５とを含む。プリアンブル部２１には同期を維持するための既知信号が含まれている。コマンド部２２には、「読み取り」（リード）や「書き込み」（ライト）のようなＲＦタグへの指示内容を示す情報が含まれる。コマンドの典型例は、ＲＦタグ中のＩＤ番号を無線送信させる「読み取り」コマンドであるが、コマンドの指示内容はそれに限定されない。パラメータ部２３は、コマンドに応じたパラメータが必要に応じて設定される。データ部２４には、ＲＦタグに与える又は書き込む内容が含まれ、「読み取り」コマンドの場合にはメモリアドレス等が含まれる。ＣＲＣ部２５には、巡回冗長検査による誤り検出用のビットが含まれる。

図３は、ＲＦタグリーダ１２−１の詳細なブロック図を示す。図中、「３」から始まる参照番号を有する要素は、原則として図３に最初に登場する要素である。他のＲＦタグリーダ１２−２，３も同一構成を有する。ＲＦタグリーダは、その無線送信経路に、バッファ３０２と、タイミング制御部３０４と、モニタ部３０６と、ダミー挿入部３０８と、変調器３０９と、フィルタ３１０と、ミキサ３１２と、発振器３１４と、増幅器３１６と、共用器３１８と、アンテナ３２０とを有する。ＲＦタグリーダは、その無線受信経路に、増幅器３２２と、ミキサ３２４と、フィルタ３２６と、復調器３２８と、（状態通知手段を構成する）受信ビジー信号生成部３３０とを有する。

バッファ３０２は、ＬＡＮ１４側から入力された又は自ら作成した送信内容（図２に示されるような制御信号）を格納する。この送信内容は、最終的にはアンテナ３２０から送信される。

タイミング制御部３０４は、モニタ部３０６からの指示に応答して、バッファ３０２に格納されている制御信号を出力する。制御信号の長さ（ビット数又は時間）が、制御信号の最大長に満たない場合は、制御信号に続いてダミービットが送信されるように、ダミー挿入部３０８がダミービットを付加し、出力する。

モニタ部３０６には、受信ビジー信号（Ｒｘビジー）が入力される。この受信ビジー信号は、他のＲＦタグリーダから有線１６を介して送信されたものである。モニタ部３０６は、受信ビジー信号の状態変化を検出し、自ら生成した受信ビジー信号の状態変化の時点に加えて、他のＲＦタグリーダで生成された受信ビジー信号の状態変化の時点とを比較し、最も遅い時点を検出する。その検出に応答し、タイミング制御手段３０４は、制御信号の送信を開始する。

受信ビジー信号が例えば、高レベルならば、ＲＦタグリーダはＲＦタグからの無線信号を受信中であることを意味する。受信ビジー信号が低レベルならば、ＲＦタグリーダはＲＦタグからの無線信号をもはや受信していないことを意味する。受信ビジー信号の状態数や信号レベル等は用途に応じて任意に設定できる。例えば、受信ビジー信号の状態を「１」又は「０」を表す１ビットで表現してもよいし、２以上のビットを用いて表現してもよい。自他を含む総てのＲＦタグリーダによる複数の受信ビジー信号が、総て高レベルから低レベルに状態遷移した後は、どのＲＦタグからも無線信号が送信されないことになる。従って、総ての受信ビジー信号が高レベルから低レベルに状態遷移したことに応答して、ＲＦタグリーダが制御信号を送信すれば、他のＲＦタグリーダに干渉を与えることを回避できる。

変調器３０９は、制御信号（送信信号）を変調する。変調方式は、例えば振幅変調（ＡＳＫ）である。フィルタ３１０は、変調された送信信号を帯域制限し、それをミキサ３１２に与える。ミキサ３１２は、発振器３１４からの搬送波信号を用いてフィルタ３１０から出力された送信信号を変調する。増幅器３１６は、変調後の送信信号を適切に増幅する。増幅された送信信号は、共用器３１８を介して送受共用のアンテナ３２０から無線送信される。

受信経路では、アンテナ３２０及び共用器３１８を介して受信された受信信号が、増幅器３２２に入力される。増幅器３２２では、受信信号が適切に増幅され、ミキサ３２４に与えられる。ミキサ３２４は、増幅された振幅変調信号を、発振器３１４からの搬送波信号により復調された信号にする。フィルタ３２６は、その高周波成分を除去し、それを復調器３２８へ与える。復調器３２８は、フィルタ３２６から得られた信号を所望のＩＤ番号等を表すデータに復調する。このデータは、受信データ（Ｒｘデータ）としてＬＡＮ１４に与えられる。

受信ビジー信号生成部３３０は、復調器３２８から信号が出力されている間、第１の状態（例えば、高レベル）の受信ビジー信号を出力し、その受信ビジー信号は有線１６を介して他のＲＦタグリーダに送信される。受信ビジー信号生成部３３０は、復調器３２８から信号が出力されていない間、第２の状態（例えば、低レベル）の受信ビジー信号を出力し、この受信ビジー信号も他のＲＦタグリーダに有線送信される。なお、自身の受信ビジー信号に関し、ＲＦタグリーダ１２−１内の受信ビジー信号生成部３３０で作成した受信ビジー信号は、有線１６を介してＲＦタグリーダ１２−１内のモニタ３０６に入力されてもよいし、有線１６とは別のＲＦタグリーダ１２−１の内部経路（図示せず）を経由してモニタ部３０６に入力されてもよい。

図４は、ＲＦタグ１０の詳細なブロック図を示す。図中、「４」から始まる参照番号を有する要素は、原則として図４に最初に登場する要素である。ＲＦタグは、アンテナ４１と、復調器４２と、変調器４３と、論理部４４と、メモリ４５と、電源生成部４６とを有する。

アンテナ４１は、ＲＦタグリーダからの制御信号を受信し、それは電源生成部４６に与えられる。電源生成部４６は、受信した振幅変調信号（振幅変調後の制御信号）を整流し、直流電圧に変換し、ＲＦタグ内の各要素に電力を供給する。復調器４２は、受信した振幅変調信号を復調し、論理部４４に与える。論理部４４は、復調された制御信号の内容に応じた動作を行なう。ＲＦタグリーダからの制御信号が、読み出し動作を指示する場合には、メモリ４５に格納されているＩＤ番号等のデータが変調器４３に与えられる。変調器４３は、論理部４４から与えられた情報を変調し、それがアンテナ４１から無線送信されるようにする。ＲＦタグリーダからの制御信号が、書き込み動作を指示する場合には、制御信号に示される情報がメモリ４５に書き込まれる。

図５は、本発明の一実施例による動作を説明するためのタイミング図を示す。図には、３つのＲＦタグリーダＲ／Ｗ＃１〜３に関する信号と、各ＲＦタグリーダとそれぞれ通信する３つのＲＦタグに関する信号とが、３段に分かれて示されている。３つの段の各々は、ＲＦタグリーダが送信する信号（Ｒ／Ｗ＃１Ｔｘ等）、タグの応答信号、受信ビジー信号（Ｒ／Ｗ＃１Ｒｘビジー等）及び送信ビジー信号（Ｒ／Ｗ＃１Ｔｘビジー等）のタイミングをそれぞれ示す。送信ビジー信号は、後述の実施例２で説明される。簡単のため、各ＲＦタグリーダが、読み出しコマンドを無線送信し、それに応答してＲＦタグがＩＤ番号を無線送信するものとする。図中、横軸は時間であり、概して、ＲＦタグリーダからＲＦタグへの応答指令期間と、ＲＦタグからＲＦタグリーダへの応答期間とが交互に繰り返される。以下、図３及び図５を参照しながら、各期間の動作が説明される。上述したように、「３」から始まる参照番号を有する要素は、原則として図３に最初に登場する要素である。

（第１の応答指令期間）
ＲＦタグリーダ１２−１（Ｒ／Ｗ＃１）は、読み出しコマンドを含む制御信号をバッファ３０２及びタイミング制御部３０４にて作成し、アンテナ３２０から送信する。時刻ｔ_１１にて制御信号の送信が完了する。図示の例では、制御信号の最大長が、システムに予め固定的に設定されている。実際に通信される制御信号は、コマンドの種類、パラメータの内容等に応じて長さ（ビット数又は伝送時間）が異なる。最大長は、制御信号がとり得る長さの最大値を示す。本実施例では、時刻ｔ_１１の後、次の応答期間が開始される時刻ｔ_Ａまでの間に、ダミービットがダミー挿入部３０８にて制御信号の後に付加され、アンテナ３２０から送信される。従って、ＲＦタグは、時刻０から時刻ｔ_１１までは制御信号を受信し、時刻ｔ_１１から時刻ｔ_Ａまではダミービットを受信する。

ＲＦタグリーダ１２−２（Ｒ／Ｗ＃２）も、読み出しコマンドを含む制御信号を無線送信する。図示の例では、最大長に等しい制御信号が送信される。

ＲＦタグリーダ１２−３（Ｒ／Ｗ＃３）も、読み出しコマンドを含む制御信号を無線送信し、時刻ｔ_３１にて完了する。以後、次の応答期間が開始される時刻ｔ_Ａまでの間に、ダミービットが送信される。

（第１の応答期間）
時刻ｔ_Ａに至ると、ＲＦタグは、ＲＦタグリーダから何らの信号も受信されなくなったことに応じて、読み出しコマンドに対する応答を開始する。図５の「応答」として示される期間に、ＲＦタグに格納されているＩＤ番号等の情報が、無線送信される。ＲＦタグリーダ１２−１からの制御信号に応答するＲＦタグは、時刻ｔ_１３にて応答を完了する。ＲＦタグリーダ１２−１は、ＲＦタグの応答の開始（ＲＦタグリーダによる受信開始）と共に、高レベルの受信ビジー信号（Ｒｘビジー）を、受信ビジー信号生成部３３０にて作成し、有線１６に出力する。時刻ｔ_Ａ以前の受信ビジー信号は、低レベルである。ＲＦタグリーダ１２−１は、ＲＦタグの応答の終了と共に、受信ビジー信号を低レベルにし、有線１６に出力する。

同様に、ＲＦタグリーダ１２−２からの制御信号に応答するＲＦタグは、時刻ｔ_２３にて応答を完了する。ＲＦタグリーダ１２−２は、ＲＦタグの応答の開始と共に、高レベルの受信ビジー信号を有線１６に出力する。ＲＦタグリーダ１２−２は、ＲＦタグの応答の終了と共に、受信ビジー信号を低レベルにし、有線１６に出力する。

ＲＦタグリーダ１２−３からの制御信号に応答するＲＦタグは、時刻ｔ_Ｂにて応答を完了する。ＲＦタグリーダ１２−３も、ＲＦタグの応答の開始と共に、高レベルの受信ビジー信号を有線１６に出力する。ＲＦタグリーダ１２−３は、ＲＦタグの応答の終了と共に、受信ビジー信号を低レベルにし、有線１６に出力する。

各ＲＦタグリーダ１２−１〜３から出力された受信ビジー信号は、ＲＦタグリーダのモニタ部にて監視される。モニタ部では、特に、受信ビジー信号の状態遷移する時点を監視している。モニタ部は、自他を含む複数の受信ビジー信号の状態遷移のタイミングを検出し、そのうち最も遅いタイミングをタイミング制御部に通知する。言い換えれば、総てのＲＦタグリーダは各自のＲＦタグからの情報を受信し終えたことが、タイミング制御部に通知される。

例えば、ＲＦタグリーダ１２−１は、自身の受信ビジー信号（Ｒ／Ｗ＃１Ｒｘビジー）と、他のＲＦタグリーダ１２−２，３からの受信ビジー信号を、モニタ部３０６で監視する。図示の例では、受信ビジー信号の状態遷移は、時刻ｔ_１３、時刻ｔ_２３及び時刻ｔ_Ｂにそれぞれ起こっている。このうち、時刻ｔ_Ｂが最も遅いので、この時刻ｔ_Ｂのタイミングで、タイミング制御部３０４への通知が行なわれる。タイミング制御部３０４は、時刻ｔ_Ｂから、次の応答指令期間に移行するように、次の制御信号を送信する。他のＲＦタグリーダ１２−２，３でも同様な処理が行なわれる。ＲＦタグリーダ１２−３は、自身の状態遷移の時刻ｔ_Ｂが最も遅いので、自身のタイミングで第２の応答指令期間に移行する点が、ＲＦタグリーダ１２−１，２と異なる。

（第２の応答指令期間）
時刻ｔ_Ｂからは、第２の応答指令期間が始まる。ＲＦタグリーダ１２−１は、読み出しコマンドを含む制御信号を作成し、無線送信する。時刻ｔ_１６にて制御信号の送信が完了する。時刻ｔ_１６の後、次の応答期間が開始される時刻ｔ_Ｃまでの間に、ダミービットが送信される。ＲＦタグは、時刻ｔ_Ｂから時刻ｔ_１６までは制御信号を受信し、時刻ｔ_６１から時刻ｔ_Ｃまではダミービットを受信する。

ＲＦタグリーダ１２−２も、読み出しコマンドを含む制御信号を無線送信する。図示の例では、最大長に等しい制御信号が送信される。

ＲＦタグリーダ１２−３も、読み出しコマンドを含む制御信号を無線送信し、時刻ｔ_３６にて完了する。以後、次の応答期間が開始される時刻ｔ_Ｃまでの間に、ダミービットが送信される。

（第２の応答期間）
時刻ｔ_Ｃに至ると、ＲＦタグは、ＲＦタグリーダから何らの信号も受信されなくなったことに応じて、読み出しコマンドに対する応答を開始する。ＲＦタグリーダ１２−１からの制御信号に応答するＲＦタグは、時刻ｔ_１９にて応答を完了する。ＲＦタグリーダ１２−１は、ＲＦタグの応答の開始と共に、受信ビジー信号を高レベルにし、有線１６に出力する。ＲＦタグリーダ１２−１は、ＲＦタグの応答の終了と共に、受信ビジー信号を低レベルにし、有線１６に出力する。

同様に、ＲＦタグリーダ１２−２からの制御信号に応答するＲＦタグは、時刻ｔ_２９にて応答を完了する。ＲＦタグリーダ１２−２は、ＲＦタグの応答の開始と共に、受信ビジー信号を高レベルにし、有線１６に出力する。ＲＦタグリーダ１２−２は、ＲＦタグの応答の終了と共に、受信ビジー信号を低レベルにし、有線１６に出力する。

ＲＦタグリーダ１２−３からの制御信号に応答するＲＦタグは、時刻ｔ_Ｄにて応答を完了する。ＲＦタグリーダ１２−３も、ＲＦタグの応答の開始と共に、高受信ビジー信号を高レベルにし、有線１６に出力する。ＲＦタグリーダ１２−３は、ＲＦタグの応答の終了と共に、受信ビジー信号を低レベルにし、有線１６に出力する。

ＲＦタグリーダ１２−１は、自身の受信ビジー信号と、他のＲＦタグリーダ１２−２，３からの受信ビジー信号を、モニタ部３０６で監視する。図示の例では、受信ビジー信号の状態遷移は、時刻ｔ_１９、時刻ｔ_２９及び時刻ｔ_Ｄにそれぞれ起こっている。このうち、時刻ｔ_Ｄが最も遅いので、この時刻ｔ_Ｄのタイミングで、タイミング制御部３０４への通知が行なわれる。タイミング制御部３０４は、時刻ｔ_Ｄから次の制御信号を送信し、次の応答指令期間に移行する。他のＲＦタグリーダ１２−２，３でも同様な処理が行なわれる。

本実施例によれば、ＲＦタグが応答している応答期間では、ＲＦタグリーダが受信ビジー信号を自他のモニタ部に有線送信し、総てのＲＦタグの応答が完了した後に、総てのＲＦタグリーダが一斉に次の応答指令期間に移行する。更に、総てのＲＦタグリーダは、最大長で決められる一定期間経過後に応答指令期間を終了し、次の応答期間に移行する。その移行と共に、ＲＦタグは応答を開始する。このように、複数のＲＦタグリーダの動作は同期しているので、あるＲＦタグリーダがＲＦタグからの微弱な応答信号を受信している間に、別のＲＦタグリーダが強い制御信号を送信してしまうことを効果的に回避できる。

また、ＲＦタグリーダは、送信する制御信号が最大長に満たない場合は、制御信号の後にダミービットを送信する。これにより、ＲＦタグが応答を開始するタイミングを、制御信号の送信開始後、最大長に相当する期間経過後に一律に揃えることができる。ＲＦタグの応答開始時点は、あたかも、最大長の長さを有する制御信号が、複数のＲＦタグリーダから常に同時に送信された場合に、ＲＦタグが応答を開始する時点に等しい。（仮にこのようなダミービットが送信されなかった場合には、ＲＦタグは、個々に異なる長さを有する制御信号の受信終了と共に、個々に応答を開始し、大きな干渉を受けてしまうであろう。）

図６は、本発明の第２実施例によるＲＦタグリーダの部分ブロック図である。図中、「６」から始まる参照番号を有する要素は、原則として図６に最初に登場する要素である。本実施例では、ＲＦタグリーダは、バッファ３０２と、タイミング制御部６０４と、受信ビジー信号用のモニタ部（Ｒｘビジー用モニタ部）３０６と、送信ビジー信号用のモニタ部（Ｔｘビジー用モニタ部）６０６と、（状態通知手段を構成する）送信ビジー信号生成部６０８と、ダミー挿入部３０８と、受信ビジー信号生成部３３０とを有する。図中、図３で説明されたものと同じ要素については、説明済みであるので更には説明されない。

送信ビジー信号生成部６０８は、タイミング制御部６０４が制御信号の送信を開始すると、高レベルの送信ビジー信号（Ｔｘビジー）を有線１６に出力する。送信ビジー信号生成部６０８は、タイミング制御部６０４が制御信号の送信を完了すると、低レベルの送信ビジー信号を有線１６に出力する。

送信ビジー信号用のモニタ部６０６は、自他の送信ビジー信号を有線１６を通じて監視する。モニタ部６０６は、自他の総ての送信ビジー信号の状態変化のうち最も遅く状態遷移するものを判別し、判別したそのタイミングをタイミング制御部６０４に通知する。

本実施例では、送信ビジー信号が高レベルならば制御信号が送信中であることを意味し、低レベルならば送信済みであることを意味する。自他を含む総ての送信ビジー信号が低レベルならば、総てのＲＦタグリーダが制御信号を送信し終えたことを意味する。従ってその時点で総てのＲＦタグリーダが信号の送信を停止し、ＲＦタグが応答を開始するようにすれば、ＲＦタグの応答信号が制御信号による干渉を受けることを回避できる。

タイミング制御部６０４は、モニタ部６０６からの指示に応答して、バッファ３０２に格納されている制御信号を出力する。制御信号の送信後、最も遅い状態遷移が訪れるまでの間は、制御信号に続いてダミービットが送信されるように、ダミー挿入部３０８が制御信号の後にダミービットを付加し、出力する。従って、ＲＦタグは、制御信号又はそれにつづくダミービットを受信する。

タイミング制御部６０４は、送信ビジー用のモニタ部６０６から通知されたタイミングに応答して、制御信号又はダミービットの送信を終了し、次の応答期間に移行するようにする。

図５に示される例では、第１の応答指令期間では、時刻０から時刻ｔ_１１の間に高レベルの送信ビジー信号が、ＲＦタグリーダ１２−１から有線送信される。時刻０から時刻ｔ_Ａの間に、高レベルの送信ビジー信号が、ＲＦタグリーダ１２−２から有線送信される。時刻０から時刻ｔ_３１の間に、高レベルの送信ビジー信号が、ＲＦタグリーダ１２−３から有線送信される。これらの送信ビジー信号の状態変化のタイミングのうち、最も遅いタイミングのｔ_Ａが、モニタ部６０６にて判別され、このタイミングで次の応答期間への移行が行なわれる。

応答期間から応答指令期間への移行は、実施例１と同様に、受信ビジー信号に基づいて行なわれる。

本実施例によれば、送信ビジー信号の状態遷移に基づいて、応答指令期間の終了（又は応答期間の開始）のタイミングを、複数のＲＦタグリーダの間で揃えることができる。本実施例では、応答指令期間の終了のタイミングを、予め設定されている固定的な時間経過後よりも早い（遅くともそれに等しい）タイミングにすることができる。例えば、制御信号の「最大長」は２００ビットであるが、制御信号として実際に送信されているものの最大長が１００ビットであったとする。この場合に、実施例１の手法では、応答指令期間は２００ビットに相当する期間になるが、実施例２の手法では１００ビットに相当する期間で済む。送信ビジー信号を利用することで、応答指令期間を可能な限り短くすることができる。

Claims (10)

1. ＲＦタグと無線通信し、互いに有線で接続された複数のＲＦタグリーダの内の１つのＲＦタグリーダであって、
   前記ＲＦタグに制御信号を無線送信する送信手段と、
   前記ＲＦタグからのデータ信号を無線受信する受信手段と、
   前記データ信号の受信状態を示す受信ビジー信号を、他のＲＦタグリーダに有線送信する第１の状態通知手段と
   を備え、前記第１の状態通知手段は、前記データ信号の受信開始に応じて、データ受信開始であることを示す第１状態の受信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、前記データ信号の受信完了に応じて、データ受信完了であることを示す第２状態の受信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、
   前記送信手段は、自身の受信ビジー信号及び前記他のＲＦタグリーダから受信した受信ビジー信号が全て前記第２状態に変化したことに応答して、前記制御信号の無線送信を開始する
   ことを特徴とするＲＦタグリーダ。
2. 前記送信手段が、前記制御信号に続いてダミービットを無線送信する
   ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグリーダ。
3. 送信されるダミービット数が、前記制御信号の長さと所定の最大長との差分に合わせて定められる
   ことを特徴とする請求項２記載のＲＦタグリーダ。
4. 前記制御信号の送信状態を示す送信ビジー信号を、他のＲＦタグリーダに有線送信する第２の状態通知手段
   を更に備え、前記第２の状態通知手段は、前記制御信号の送信開始に応じて、制御信号の送信開始を示す第１状態の送信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、前記制御信号の送信完了に応じて、制御信号の送信完了を示す第２状態の送信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信する
   ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグリーダ。
5. 前記送信手段は、複数の送信ビジー信号が状態を遷移させるまで、前記制御信号又はダミービットを無線送信する
   ことを特徴とする請求項４記載のＲＦタグリーダ。
6. ＲＦタグと無線通信し、互いに有線で接続された複数のＲＦタグリーダの内の１つのＲＦタグリーダであって、
   前記ＲＦタグに制御信号を無線送信する送信手段と、
   前記ＲＦタグからのデータ信号を無線受信する受信手段と、
   前記制御信号の送信状態を示す送信ビジー信号を、他のＲＦタグリーダに有線送信する状態通知手段と
   を備え、前記状態通知手段は、前記制御信号の送信開始に応じて、制御信号の送信開始を示す第１状態の送信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、前記制御信号の送信完了に応じて、制御信号の送信完了を示す第２状態の送信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、
   前記送信手段は、自身の送信ビジー信号及び前記他のＲＦタグリーダから受信した送信ビジー信号が全て前記第２状態に変化するまで、前記制御信号又はダミービットを無線送信する
   ことを特徴とするＲＦタグリーダ。
7. 互いに有線で接続された複数のＲＦタグリーダの内の１つのＲＦタグリーダの通信方法であって、
   前記ＲＦタグからの無線データ信号の受信開始に応じて、データ受信開始であることを示す第１状態の受信ビジー信号を前記ＲＦタグリーダから他のＲＦタグリーダに有線送信し、
   前記ＲＦタグからの前記無線データ信号の受信完了に応じて、データ受信完了であることを示す第２状態の受信ビジー信号を前記ＲＦタグリーダから前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、
   自身の受信ビジー信号及び前記他のＲＦタグリーダから受信した受信ビジー信号が全て前記第２状態に変化したことに応答して、ＲＦタグへの制御信号の無線送信を開始する
   ことを特徴とする通信方法。
8. 互いに有線で接続された複数のＲＦタグリーダの内の１つのＲＦタグリーダの通信方法であって、
   前記ＲＦタグへの無線制御信号の送信開始に応じて、制御信号の送信開始を示す第１状態の送信ビジー信号を前記ＲＦタグリーダから他のＲＦタグリーダに有線送信し、
   前記ＲＦタグへの前記無線制御信号の送信完了に応じて、制御信号の送信完了を示す第２状態の送信ビジー信号を前記ＲＦタグリーダから前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、
   自身の送信ビジー信号及び前記他のＲＦタグリーダから受信した送信ビジー信号が全て前記第２状態に変化するまで、無線制御信号又はダミービットが、ＲＦタグリーダからＲＦタグへ無線送信される
   ことを特徴とする通信方法。
9. 互いに有線接続された複数のＲＦタグリーダを有する無線通信システムであって、各ＲＦタグリーダは、
   ＲＦタグに制御信号を無線送信する送信手段と、
   前記ＲＦタグからのデータ信号を無線受信する受信手段と、
   前記データ信号の受信状態を示す受信ビジー信号を、他のＲＦタグリーダに有線送信する第１の状態通知手段と
   を備え、前記第１の状態通知手段は、前記データ信号の受信開始に応じて、データ受信開始であることを示す第１状態の受信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、前記データ信号の受信完了に応じて、データ受信完了であることを示す第２状態の受信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、
   前記送信手段は、自身の受信ビジー信号及び前記他のＲＦタグリーダから受信した受信ビジー信号が全て前記第２状態に変化したことに応答して、前記制御信号の無線送信を開始する
   ことを特徴とする無線通信システム。
10. 互いに有線接続された複数のＲＦタグリーダを有する無線通信システムであって、各ＲＦタグリーダは、
    ＲＦタグに制御信号を無線送信する送信手段と、
    前記ＲＦタグからのデータ信号を無線受信する受信手段と、
    前記制御信号の送信状態を示す送信ビジー信号を、他のＲＦタグリーダに有線送信する状態通知手段と
    を備え、前記状態通知手段は、前記制御信号の送信開始に応じて、制御信号の送信開始を示す第１状態の送信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、前記制御信号の送信完了に応じて、制御信号の送信完了を示す第２状態の送信ビジー信号を前記他のＲＦタグリーダに有線送信し、
    前記送信手段は、自身の送信ビジー信号及び前記他のＲＦタグリーダから受信した送信ビジー信号が全て前記第２状態に変化するまで、前記制御信号又はダミービットを無線送信する
    ことを特徴とする無線通信システム。

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