JP4345378B2 - 通信システム、通信システムの質問器及び応答器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システム、通信システムの質問器及び応答器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、質問器から複数の応答器へ主搬送波を送って、応答器がその主搬送波を応答器ＩＤなどの所定の情報信号や情報信号で変調される副搬送波で変調して反射する無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この無線通信システムでは、複数の質問器がある場合に、各質問器毎に送信する主搬送波の周波数を変えるなどして干渉を防いでいた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−４９６５６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、受信帯域内に他の質問器からの強い送信波が混入すると、応答器からの信号がマスクされてしまい、エラーが増大するという問題点があった。特にサブキャリア(副搬送波)を用いる方式では、受信帯域を広く取るほうが、より多くの応答器に同時に対応できるが、他の質問器からの干渉も受け易くなるという問題点もあった。特にオフィス内の各机に一台など質問器が多数、近接して設置されている場合、周波数が離れていても混変調などにより種々の周波数での妨害波が発生し、互いの干渉が大きくなると共に、全体としての消費電力が増加するという問題点があった。また、応答器には周波数選択性はないので、複数の質問器から異なった周波数の搬送波が照射されると照射された搬送波全てを変調し反射する。このため、質問器が送信する搬送波周波数が異なっても、質問器はその近傍に存在する全ての応答器(目的の応答器以外の応答器も含む)からの変調反射波を受信してしまうという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、質問器が多数、近接して設置されている場合に、互いの妨害を防ぎ、応答器を個別に識別でき、消費電力も小さくなる通信システム、当該通信システムの質問器及び応答器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の通信システムの質問器は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して応答器のＩＤを含む情報信号によって変調を行った反射波を質問器に返信する、複数の質問器と一つ以上の応答器で構成された通信システムの質問器において、前記主搬送波として、複数の質問器が共通に用いる共用搬送波又は各質問器毎に用いる専用搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した反射波を復調する復調手段と、当該復調手段が復調した信号からデータを検出する検出手段と、前記主搬送波送信手段による主搬送波の送信前に、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているか否かを検出する他搬送波検出手段と、当該他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出した場合に、前記主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、各応答器からの反射波を前記反射波受信手段により一括で受信し、当該一括で受信した各応答器からの反射波の中に目的の応答器のＩＤを含んだ反射波があるか否かを判定することにより、目的の応答器からの反射波が受信可能か否かを判定する受信可否判定手段と、当該受信可否判定手段が、前記主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、目的の応答器からの反射波が受信可能と判定した場合には、前記主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、前記反射波受信手段により反射波を受信し、目的の応答器からの反射波が受信されなければ前記主搬送波送信手段から前記専用搬送波を送信するように制御し、また、前記他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出しなかった場合に前記主搬送波送信手段から共用搬送波を送信するように制御する送受信制御手段とを備えている。
【０００７】
この構成の通信システムの質問器では、主搬送波送信手段は主搬送波を送信し、反射波受信手段は応答器において応答器のＩＤを含む情報信号によって変調がなされた反射波を受信し、復調手段は反射波受信手段が受信した反射波を復調し、検出手段は復調手段が復調した信号からデータを検出し、他搬送波検出手段は主搬送波送信手段による主搬送波の送信前に、他の質問器が共用搬送波を送信しているか否かを検出し、受信可否判定手段は他搬送波検出手段が、他の質問器が共用搬送波を送信しているのを検出した場合に、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、各応答器からの反射波を前記反射波受信手段により一括で受信し、当該一括で受信した各応答器からの反射波の中に目的の応答器のＩＤを含んだ反射波があるか否かを判定することにより、目的の応答器からの反射波が受信可能か否かを判定し、送受信制御手段は受信可否判定手段が、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、目的の応答器からの反射波が受信可能と判定した場合には、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、反射波受信手段により反射波を受信し、目的の応答器からの反射波が受信されなければ前記主搬送波送信手段から前記専用搬送波を送信するように制御し、また、前記他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出しなかった場合に前記主搬送波送信手段から共用搬送波を送信するように制御する。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の通信システムの質問器では、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記質問器の主搬送波送信手段が送信する主搬送波は、複数の質問器が同じ周波数を用いる前記共用搬送波と、各質問器毎に異なる周波数を用いる前記専用搬送波とに分かれており、前記他搬送波検出手段が他の質問器が主搬送波として前記共用搬送波を送信しているのを検出し、且つ、前記目的の応答器からの目的とする応答が得られない場合、前記専用搬送波を前記主搬送波送信手段から送信することを特徴とする構成となっている。
【０００９】
この構成の通信システムの質問器では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、他搬送波検出手段が他の質問器が主搬送波として前記共用搬送波を送信しているのを検出し、且つ、目的の応答器からの目的とする応答が得られない場合、専用搬送波を主搬送波送信手段から送信する。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の通信システムの質問器では、請求項２に記載の発明の構成に加えて、前記他搬送波検出手段は、共用搬送波でのみ他の質問器が主搬送波を送信しているか否かを検出することを特徴とする構成となっている。
【００１１】
この構成の通信システムの質問器では、請求項２に記載の発明の作用に加えて、他搬送波検出手段は、共用搬送波でのみ他の質問器が主搬送波を送信しているか否かを検出する。
【００１２】
また、請求項４に係る発明の通信システムの質問器では、請求項２又は３に記載の発明の構成に加えて、前記質問器の主搬送波送信手段が送信する前記共用搬送波の出力は、前記専用搬送波の出力よりも小さいことを特徴とする構成となっている。
【００１３】
この構成の通信システムの質問器では、請求項２又は３に記載の発明の作用に加えて、質問器の主搬送波送信手段が送信する共用搬送波の出力は、専用搬送波の出力よりも小さい。
【００１４】
また、請求項５に係る発明の通信システムの質問器では、請求項２乃至４の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記共用搬送波での主搬送波の送信時に、所定時間間隔で、どの質問器であるかを識別できる識別情報、或いは共用搬送波であるか専用搬送波であるかを識別できる識別情報の一方或いは両方を前記主搬送波と共に送信する識別情報送信手段を備えたことを特徴とする構成となっている。
【００１５】
この構成の通信システムの質問器では、請求項２乃至４の何れかに記載の発明の作用に加えて、識別情報送信手段は、共用搬送波での主搬送波の送信時に、所定時間間隔で、どの質問器であるかを識別できる識別情報、或いは共用搬送波であるか専用搬送波であるかを識別できる識別情報の一方或いは両方を主搬送波と共に送信する。
【００１６】
また、請求項６に係る発明の通信システムの質問器では、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記主搬送波送信手段からの主搬送波の送信を所定時間間隔で中止する主搬送波送信中止制御手段を備えたことを特徴とする構成となっている。
【００１７】
この構成の通信システムの質問器では、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の作用に加えて、主搬送波送信中止制御手は、主搬送波送信手段からの主搬送波の送信を所定時間間隔で中止する。
【００１８】
また、請求項７に係る発明の通信システムの応答器では、請求項３乃至６の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記質問器から送信された主搬送波を受信し反射するための主搬送波受信反射手段と、副搬送波を発生させ、どの応答器であるかを識別できる識別情報を含む所定の情報信号により、前記副搬送波を変調する副搬送波変調手段と、当該副搬送波変調手段により変調された副搬送波で前記主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調する主搬送波変調手段と、前記共用搬送波を受信しているか否かを判断する共用搬送波受信判断手段と、前記共用搬送波受信判断手段が、前記共用搬送波を受信していると判断した場合に、前記主搬送波変調手段が反射波を変調するように制御する変調反射制御手段とを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００１９】
この構成の通信システムの応答器では、請求項３乃至６の何れかに記載の発明の作用に加えて、主搬送波受信反射手段は質問器から送信された主搬送波を受信し反射し、副搬送波変調手段は副搬送波を発生させ、どの応答器であるかを識別できる識別情報を含む所定の情報信号により、副搬送波を変調し、主搬送波変調手段は副搬送波変調手段により変調された副搬送波で主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調し、共用搬送波受信判断手段は共用搬送波を受信しているか否かを判断し、変調反射制御手段は共用搬送波受信判断手段が、共用搬送波を受信していると判断した場合に、主搬送波変調手段が反射波を変調するように制御する。
【００２０】
また、請求項８に係る発明の通信システムの応答器では、請求項７に記載の発明の構成に加えて、前記質問器からの当該応答器宛の専用搬送波による質問を受信しているか否かを判断する専用搬送波質問検知手段と、当該専用搬送波質問検知手段が当該応答器宛の専用搬送波による質問が送信されていないと判断した場合に、前記主搬送波変調手段による変調を所定期間休止するように制御する変調休止制御手段とを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００２１】
この構成の通信システムの応答器では、請求項７に記載の発明の作用に加えて、専用搬送波質問検知手段は質問器からの応答器宛の専用搬送波による質問を受信しているか否かを判断し、変調休止制御手段は専用搬送波質問検知手段が応答器宛の専用搬送波による質問が送信されていないと判断した場合に、主搬送波変調手段による変調を所定期間休止するように制御する。
【００２２】
また、請求項９に係る発明の通信システムの応答器では、請求項７又は８に記載の発明の構成に加えて、前記専用搬送波で通信しようとする場合に、前記共用搬送波受信判断手段が共用搬送波を受信していると判断した場合は、前記特定の質問器に対しての専用搬送波での通信の要求を示す通信要求信号を、前記副搬送波変調手段で副搬送波が変調される所定の情報に付加するように制御する通信要求制御手段とを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００２３】
この構成の通信システムの応答器では、請求項７又は８に記載の発明の作用に加えて、専用搬送波で通信しようとする場合に、共用搬送波受信判断手段が共用搬送波を受信していると判断した場合は、通信要求制御手段は特定の質問器に対しての専用搬送波での通信の要求を示す通信要求信号を、副搬送波変調手段で副搬送波が変調される所定の情報に付加するように制御する。
【００２４】
また、請求項１０に係る発明の通信システムの応答器では、請求項７乃至９の何れかに記載の発明の構成に加えて、副搬送波の周波数をホッピングさせる周波数ホッピング手段と、副搬送波を所定の情報信号により変調する副搬送波変調手段とで構成される変調副搬送波ホッピング手段とを備えている。
【００２５】
この構成の通信システムの応答器では、請求項７乃至９の何れかに記載の発明の作用に加えて、周波数ホッピング手段により副搬送波の周波数をホッピングされ、変調副搬送波ホッピング手段により、副搬送波を所定の情報信号により変調する。
【００２６】
また、請求項１１に係る発明の質問器及び応答器を備えた通信システムでは、請求項３乃至１０の何れかに記載の発明の構成に加えて、主として共用搬送波を送信する主送信質問器が設けられ、当該主送信質問器以外の他の質問器は前記主送信質問器に共用搬送波の送出を要求する搬送波送信信号を送り、その後受信動作に入り、前記主送信質問器は搬送波送信信号に基づいて、共用搬送波を送信することを特徴とする構成となっている。
【００２７】
この構成の質問器及び応答器を備えた通信システムでは、請求項３乃至１０の何れかに記載の発明の作用に加えて、主として共用搬送波を送信する主送信質問器が設けられ、当該主送信質問器以外の他の質問器は主送信質問器に共用搬送波の送出を要求する搬送波送信信号を送り、その後受信動作に入り、主送信質問器は搬送波送信信号に基づいて、共用搬送波を送信することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１２に係る発明の通信システムでは、請求項１１に記載の発明の構成に加えて、前記主送信質問器は、前記共用搬送波とともに、共用搬送波であること、或いは、主送信質問器であること、を識別するための識別信号を含む所定の情報信号を送信することを特徴とする構成となっている。
【００２９】
この構成の通信システムでは、請求項１１に記載の発明の作用に加えて、主送信質問器は、前記共用搬送波とともに、共用搬送波であること、或いは、主送信質問器であること、を識別するための識別信号を含む所定の情報信号を送信する。
【００３０】
また、請求項１３に係る発明の通信システムの質問器では、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の構成に加えて、指向性の広い送信アンテナと、指向性の狭い受信アンテナとを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００３１】
この構成の通信システムの質問器では、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の作用に加えて、指向性の広い送信アンテナと、指向性の狭い受信アンテナとを備えている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の通信システムを具体化した一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、通信システム１の構成の一例を示す図であり、図２は、通信システム１で使用される主搬送波と反射波の関係を示す図である。
【００３３】
図１に示すように、通信システム１は、一例として、質問器１０，１１，１２と応答器２０，２１，２２，２３，２４，２５とから構成されている。質問器１０からは、主搬送波ＦＣ１が送信されて、近傍に存在する各応答器２０〜２５に照射されている。応答器２０からは、反射波ｆ１が返送され、応答器２１からは、反射波ｆ２が返送され、応答器２２からは、反射波ｆ３が返送され、応答器２３からは、反射波ｆ４が返送され、応答器２４からは、反射波ｆ５が返送され、応答器２５からは、反射波ｆ６が返送されている。即ち、質問器１０から受信した主搬送波ＦＣ１を、応答器２０が情報信号（データ）により１次変調した副搬送波（サブキャリア）信号ｆｓ１で変調して、反射波ｆ１が生成される。他の反射波も同様である。
【００３４】
各応答器２０〜２５は、受信した主搬送波を情報信号（データ）により、１次変調した副搬送波（サブキャリア）信号ｆｓ１〜ｆｓ６で、２次変調し反射波ｆ１〜反射波ｆ６が返送される。具体的には、図２に示すように、反射波ｆ１〜反射波ｆ６の副搬送波信号の周波数は応答器毎に異なって、ホッピングされている。例えば、図２に示すように、Ｔ１タイミングでは、周波数の低い方からＦＣ１＋ｆｓ３，ＦＣ１＋ｆｓ２，ＦＣ１＋ｆｓ６、ＦＣ１＋ｆｓ１、ＦＣ１＋ｆｓ４、ＦＣ１＋ｆｓ５の順だったものが、Ｔ２タイミング、Ｔ３タイミング、Ｔ４タイミングと時間が変化するごとに、ランダムに位置が入れ替わる。従って、互いに衝突する確率は非常に小さいので、各応答器２０〜２５の情報信号を取り出すことができる。質問器１０は応答器２０，２１からの、質問器１１は応答器２２，２３，２４からの、質問器１２は応答器２５からの応答波を受信する。このとき質問器１０からの主搬送波ＦＣ１が共用搬送波として使われ、質問器１１、１２からは搬送波は送信しない。すなわち、送信電力は１台の質問器分でよく省電力となる。
【００３５】
次に、質問器１０の電気的構成を図３を参照して説明する。図３は、質問器１０の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、質問器１０は、デジタル回路部３０とアナログ回路部４０とから構成され、アナログ回路部４０は、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ等の周波数の主搬送波を発振する発振器４１と、必要に応じて、当該質問器のＩＤやホッピングタイミングあるいはホッピングパターン等をＡＳＫ変調で、発振器４１で発振された主搬送波を変調する変調器４２と、当該変調器４２で変調された主搬送波を電力増幅する電力増幅器４３と、当該電力増幅器４３からの出力をアンテナ４７に伝え、また、当該アンテナ４７が受信した電波を後述する低雑音増幅器（以下、「ＬＮＡ」と称す。）４５に伝えるように出力と入力の分離を行うサーキュレータ４４と、前記アンテナ４７が受信した応答器からの受信信号を増幅するＬＮＡ４５と、ＬＮＡ４５で増幅された受信信号（つまり、変調搬送波）を発振器４１からの信号をミキシングしてホモダイン検波する主搬送波復調器４６と前記受信信号から他の質問器から送信される主搬送波の強度を検出しコントローラ３１に送る振幅検波器４８とから構成されている。尚、変調器４２には、送信スイッチ４２ａが設けられ、コントローラ３１の制御により、変調器４２への電源の供給をオン・オフし、搬送波の送信または送信を中止できるようになっている。
【００３６】
また、デジタル回路部３０は、前記主搬送波復調器４６でホモダイン検波された復調信号を、デジタル信号にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された復調信号をフィルター処理によりホッピング周波数帯域に対応したチャンネルに分離する帯域分割フィルタ３２と、帯域分割フィルタ３２で分離された副搬送波信号を復調して元の情報信号を生成する副搬送波復調器３３と、副搬送波復調器３３で生成された各チャンネルからの出力を適正なフレームに分離するフレーム分割器３４と、フレーム分割器３４で分割されたフレームを仕分けするフレーム仕分け器３５と、当該フレーム仕分け器３５で仕分けられたフレームを応答器毎に時系列に連結するフレーム連結器３６と、質問器１０全体の制御を司るコントローラ３１とから構成されている。尚、フレーム連結器３６で連結された応答器毎に時系列に連結されたデータ信号はコントローラ３１に入力されている。尚、質問器１１，１２も質問器１０と同様の構成となっている。
【００３７】
次に、図４を参照して、応答器２０〜２５の構造を説明する。図４は、応答器２０〜２５のブロック図である。図４に示すように、アンテナ６１に接続された変復調器６０とデジタル回路部５０とから構成されている。デジタル回路部５０には、応答器２０の制御を司るコントローラ５１と、副搬送波を発振する副搬送波発振器５３と、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波をコントローラ５１を介して入力される情報信号で位相変調（ＰＳＫ）で変調する副搬送波変調器５２とが設けられている。副搬送波変調器５２で変調された副搬送波は、変復調器６０に入力されて質問器１０から受信した主搬送波を変調して反射としてアンテナ６１から送信するように構成されている。尚、副搬送波発振器５３及び副搬送波変調器５２は、コントローラ５１のクロックを利用して、ソフト的に構成しても良い。また、副搬送波の変調は位相変調（ＰＳＫ）以外に、周波数変調（ＦＳＫ）としても良い。また、副搬送波発振器５３、副搬送波変調器５２は、コントローラ内に設け１チップ化しても良い。
【００３８】
尚、本実施の形態では、例えば、図５に示すように、複数のパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）７０内に質問器が内蔵され、応答器が内蔵されたキーボード７１、マウス７２からの入力信号を受信したり、ＰＤＡ７３や個人識別装置７４からの情報を受信するようにしても良い。この場合には、ＰＣ７０の上面に１／４波長ホイップ等の指向性の広い送信アンテナ７７を備え、また、ＰＣ７０の前面の内部に、平面アレイアンテナ等の指向性の狭い受信アンテナ７６を備え、指向性の広い送信アンテナ７７により共用搬送波による質問波を広い範囲に送り、特定の狭い範囲から送られてきた反射波を指向性の狭い受信アンテナ７６により受信するようにしても良い。このようにすることにより、関係のない応答器からの反射波の影響を受けにくくなる。
【００３９】
この場合、キーボード７１やマウス７２などのように定常的、継続的に使用され、通信情報量が少ない機器については、共用搬送波を用いて通信を行なう。すなわち、キーボード７１やマウス７２など、所定のデータ(ＩＤ＋キーコード、ＩＤ＋移動量)を断続的に送る場合に特に有効である。この場合、他のＰＣに付属するキーボードやマウスからの信号も同時に受信するが、ＩＤを基にして必要なデータのみ選択して処理すればよい。また、ＰＤＡ７３のように比較的データ量が多い文書ファイルや画像データの通信を行う場合や、個人識別装置のように応答器を特定して通信を行う場合は専用搬送波を用いて、特定応答器に対して通信を行なう。なお、ＰＤＡ７３が通信を開始したい場合は、まず、共用搬送波が送信されている時に質問器を指定して通信要求を出し、そのＰＤＡ７３の応答による反射波を受信しその通信要求を検知した質問器は専用搬送波を送信して通信要求を出した質問器と通信を行う。
【００４０】
前記通信要求は、具体的には、質問器を指定し専用搬送波での通信を要求する通信要求信号を自応答器の識別信号等の所定の信号に付加した信号で変調された副搬送波で、受信した共用搬送波を変調して反射返信する等の実施形態で行われる場合が多いが、前記通信要求信号を直接、変調反射する前記共用搬送波と共に送信したり、変調された前記副搬送波に前記通信要求信号を付加した信号で前記共用搬送波を変調し反射返信する形態でも実施可能なことは言うまでもない。これにより、質問器は絶えず通信希望応答器がないか問い掛け続ける必要がなくなり、省電力化を実現できる。
【００４１】
次に、上記のように構成された本発明の通信システムの動作について、図１乃至図９を参照して説明する。図６は、質問器１０〜１２及び応答器２０〜２５の各部での信号の状態を示す図であり、図７は、各チャンネルの出力を示す概念図であり、図８は、質問器１０〜１２の動作のフローチャートであり、図９は、応答器２０〜２５の動作のフローチャートである。
【００４２】
質問器１０では、主搬送波を発信する前に、アンテナ４７で受信しサーキュレータ４４、ＬＮＡ４５を経て振幅検波器４８で検出された検波信号の強度で他質問器の主搬送波の送出の有無を検出し、その検出結果を基に質問器１０は特徴的な動作をするが、その場合の動作は後述するので、まず、基本的な動作である他の質問器の主搬送波の検出ができなかった場合について説明する。
【００４３】
まず、質問器１０では、発振器４１から９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ等の周波数の主搬送波ＦＣ１を発信する。発振器４１で発信された主搬送波ＦＣ１は、変調器４２で、コントローラ３１の制御により、質問器のＩＤ番号やホッピングタイミングあるいはホッピングパターン等を示す情報に加えて指定応答器のＩＤ情報によりＡＳＫ変調が行われて、サーキュレータ４４を介して、アンテナ４７から送信される。
【００４４】
質問器１０からの主搬送波ＦＣ１を受信した応答器２０では、図６（ａ）に示す応答器のＩＤを示す情報信号により、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波を副搬送波変調器５２で、位相変調すると図６（ｂ）に示す副搬送波となり、この副搬送波を変復調器６０に印加する。
【００４５】
そして、応答器２０では、変復調器６０で、主搬送波ＦＣ１を副搬送波信号ｆｓ１で振幅変調あるいは位相変調して反射し、アンテナ６１から反射波ｆ１（図１参照）として放射する。アンテナ６１から放射された電波は、例えば、図１に示すように、質問器１０で受信される。
【００４６】
尚、質問器１０からの主搬送波ＦＣ１を受信した応答器２１〜２５でも、応答器２０と同様の処理が行われ、図６（ｃ）に示す情報信号により、副搬送波発振器５３で発信された副搬送波を副搬送波変調器５２で、位相変調すると図６（ｄ）に示す副搬送波となり、この副搬送波信号を変復調器６０に印加する。
【００４７】
尚、副搬送波ｆｓ１，ｆｓ２は、図６（ｅ）に示すような周波数配置となっている（横軸は、周波数で、原点「０」はベースバンドの周波数を表している。）。そして、応答器２０では、変復調器６０で、主搬送波ＦＣ１を副搬送波信号ｆｓ１で振幅変調あるいは位相変調されて反射され、アンテナ６１から放射される。アンテナ６１から放射された電波は、図６（ｆ）に示すようなスペクトラムを有する（尚、図６（ｆ）に示すスペクトラムは、片側のみを示している。）。図６（ｆ）では、ＦＣ１が質問器１０からの主搬送波を示し、ＦＣ２が質問器１１からの主搬送波を示し、ＦＣ１＋ｆｓ１が応答器２０からの反射波ｆ１を示し、ＦＣ１＋ｆｓ２が応答器２１からの反射波ｆ２を示している。
【００４８】
次に、質問器１０では、応答器からの受信信号はサーキュレータ４４を介して、ＬＮＡ４５で増幅され、主搬送波復調器４６において、発振器４１からの信号がミキシングされてホモダイン検波が行われる。また、ＬＮＡ４５で増幅された受信信号の強度は振幅検波器４８で検出され、コントローラ３１に送られ、後述する図８、９等の共用搬送波、或いは専用搬送波による通信に利用される。受信帯域は、最高ホッピング周波数の側波帯を含む帯域で、隣接する主搬送波周波数は含まない帯域に選ばれる。これは、隣接する主搬送波帯域を含むと、この主搬送波の強度は応答器によって変調反射される反射波より非常に大きいため、相対的に反射波の強度が低下しＳ／Ｎ比、すなわち信号に対する干渉比が悪くなるためである。
【００４９】
ホモダイン検波が行われると、図６（ｇ）に示すように、応答器２０からの反射波のｆｓ１の副搬送波信号と、応答器２１からの反射波のｆｓ２の副搬送波信号とが混ざった信号が復調される。この信号は、帯域分割フィルタ３２に内蔵されたＡ／Ｄ変換器（図示外）によりデジタル値に変換され、帯域分割フィルタ３２の処理により、応答器２０からの反射波ｆ１の副搬送波信号及び応答器２１からの反射波ｆ２の副搬送波信号は、フーリエ変換によるフィルタリング処理がされて、ホッピング周波数帯域に対応したチャンネル（ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，・・・・）に分離され、応答器２０からの反射波ｆ１の副搬送波信号は、図６（ｈ）に示すように変調された副搬送波信号として取り出される。また、応答器２１からの反射波ｆ２の副搬送波信号は、図６（ｉ）に示すように変調された副搬送波信号として取り出される。尚、実際には、図６（ｈ）、（ｉ）に示す波形に対応した数値列）が取り出される。
【００５０】
副搬送波周波数がホッピングすると、ホッピング毎に異なったチャンネルから副搬送波信号が出力される。これをそれぞれ副搬送波復調器３３で復調することにより、ものと情報信号が取り出される。具体的には、応答器２０からの反射波ｆ１では、図６（ｈ）に示す波形から図６（ｊ）に示す波形の情報信号が復調され、応答器２０からの反射波ｆ２では、図６（ｉ）に示す波形から図６（ｋ）に示す波形の情報信号が復調される。
【００５１】
各チャンネルからはホッピング周波数に切り換わった副搬送波の信号からの情報信号が次々に出力されるので、フレーム分割器３４により、各チャンネルからの出力を適切なフレームに分離し、フレーム仕分け器３５により各応答器毎に仕分けし、フレーム連結器３６により、時系列に連結して再構築し、コントローラ３１に入力する。
【００５２】
次に、各チャンネルからの出力を図７を参照して説明する。図７は、各チャンネルからの出力を表した模式図であり、四角枠内の数字は、応答器の番号を示し、数字の後のアルファベットは、時系列を表している。ここでは、「応答器１」が図１に示す応答器２０に該当し、「応答器２」が図１に示す応答器２１に該当し、「応答器３」が図１に示す応答器２２に該当し、「応答器４」が図１に示す応答器２３に該当し、「応答器５」が図１に示す応答器２４に該当し、「応答器６」が図１に示す応答器２５に該当する。即ち、「応答器１」からのデータは、「１ａ」→「１ｂ」→「１ｃ」→「１ｄ」→「１ｅ」→「１ｆ」→「１ｇ」・・・と続くことになる。
【００５３】
各チャンネルからの出力は、具体的には、図７に示す一例のように、チャンネル１からは、応答器５，６からの信号が出力され、チャンネル２からは、応答器４，５からの信号が出力され、チャンネル３からは、応答器１，６からの信号が出力され、チャンネル４からは、応答器５，２からの信号が出力され、チャンネル５からは、応答器６，３からの信号が出力され、チャンネル６からは、応答器２，３，１，４からの信号が出力され、チャンネル７からは、応答器３，２からの信号が出力され、チャンネル８からは、応答器５，１からの信号が出力され、チャンネル９からは、応答器２，４，３，１からの信号が出力され、チャンネル１０からは、応答器１，６からの信号が出力され、チャンネル１１からは、応答器６，２，４からの信号が出力され、チャンネル１２からは、応答器４，３からの信号が出力され、チャンネル１３からは、応答器１，２，４からの信号が出力され、チャンネル１４からは、応答器３，５からの信号が出力され、チャンネル１５からは、応答器４，５，６からの信号が出力され、チャンネル１６からは、応答器３，１からの信号が出力される。
【００５４】
上記の出力をフレーム仕分け器３５により各応答器毎に仕分けし、フレーム連結器３６により、時系列に連結して再構築する。例えば、応答器１からの出力は、Ｔ１タイミングでチャンネル３からの出力のフレームの識別符号が「１ａ」、Ｔ２タイミングでチャンネル１３からの出力のフレームの識別符号が「１ｂ」、Ｔ３タイミングでチャンネル１０からの出力フレームの識別符号が「１ｃ」、Ｔ４タイミングでチャンネル６からの出力のフレームの識別符号が「１ｄ」、Ｔ５タイミングでチャンネル８からの出力のフレームの識別符号が「１ｅ」、Ｔ６タイミングでチャンネル９からの出力のフレームの識別符号が「１ｆ」、Ｔ７タイミングでチャンネル１６からの出力のフレームの識別符号が「１ｇ」の場合には、これらのフレームが識別符号に従って「１ａ」、「１ｂ」、「１ｃ」、「１ｄ」、「１ｅ」、「１ｆ」、「１ｇ」と再構築される。
【００５５】
尚、上記の方法では、各応答器からの反射波のホッピングする副搬送波を一括して受信しているので、副搬送波の周波数の衝突が生じたチャンネルをコントローラ５１が判断できる。従って、副搬送波の周波数の衝突が生じたチャンネルを応答器に報知するようにしても良い。
【００５６】
従来の周波数ホッピングでは、特定の２つの送受信機（トランシーバ）間で同期して行われていた。従って、１つの送受信機は、他方の送受信機から時系列的に送信された信号のみを復調し、これら特定の２つ以外の送受信機から送信された信号は不要波と見なし、無視していた。これに対して、本実施の形態の通信システムでは、質問器がホッピング周波数の全帯域を一度に受信するので、全応答器からの信号が、何れかのチャンネルから必ず出力される。従って、これらの出力信号を応答器のＩＤ毎に時系列に再構築することにより、複数の応答器からの信号を同時に検出することができる。従って、応答器からは、周波数ホップする毎に応答器のＩＤやホップする前にフレーム終了マーカを送信するようにする。尚、ホッピングパターンが既知であれば、そのパターンに従ってフレームを再構築することもできる。
【００５７】
次に、図８及び図９に示すフローチャートを参照して、本実施の形態の通信システム１の動作の詳細について説明する。
【００５８】
まず、質問器１０のコントローラ３１の動作を中心に図８に示すフローチャートを参照して説明する。図８に示すように、質問器１０が共用搬送波で通信する場合は（Ｓ１：ＹＥＳ）、質問器１０の変調器４２の送信スイッチ４２ａをオフにして（Ｓ２）、振幅検波器４８によって検波信号強度を検出し（Ｓ３）、その検波信号強度から他の質問器が共用搬送波を送出しているか判定し（Ｓ４）、既に共用搬送波があれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、そのまま受信を行う（Ｓ５）。目的の応答器からのＩＤ信号を受信でき（Ｓ６）、通信終了ならば（Ｓ７：ＹＥＳ）、通信を終了する。また、共用搬送波がない場合には（Ｓ４：ＮＯ）、質問器１０の変調器４２の送信スイッチ４２ａをオンにして（Ｓ８）、共用搬送波を送信し、この共用搬送波を用いて送受信を行い（Ｓ９）、その後、通信終了ならば（Ｓ７：ＹＥＳ）、通信を終了する。
【００５９】
目的の応答器からの信号が受信できず（Ｓ６：ＮＯ）、応答器が正常動作をしていることを確認したい場合(応答器が送るべきデータが無いので信号を送らず質問器で受信できない場合)、特定応答器と通信したい場合、あるいは目的応答器が共用搬送波で通信要求信号を送ってきた場合は、共用搬送波で通信をしないので（Ｓ１：ＮＯ）、共用搬送波から専用搬送波に主搬送波周波数を切換えて（Ｓ１０）、変調器４２の送信スイッチ４２ａをオンにして（Ｓ１１）、専用搬送波で送受信を行う（Ｓ１２）。通信が終了した後、変調器４２の送信スイッチ４２ａをオフにして（Ｓ１３）、Ｓ１に戻る。質問器１０ではホモダイン検波を行うので、質問器１０から送信され、応答器２０〜２５に到達した共用及び専用搬送波は全て変調反射されるが、サブキャリアホッピングにより応答器のサブキャリア周波数が衝突する確率は非常に小さくなり、応答器２０〜２５間の干渉は大幅に減らすことができる。尚、共用搬送波出力は、専用搬送波出力よりも小さくなっている。このため、応答器が共用搬送波と専用搬送波を同時に受信しても、専用搬送波による呼出しを確実に識別することができる。
【００６０】
Ｓ９の制御において、コントローラ３１はアナログ回路部４０と協働して、質問器１０が共用搬送波を送信した時に、質問器１０を他の質問器１１，１２と区別して識別するための第１の識別情報及び質問器１０〜１２から送信されている全搬送波の各々と区別して共用搬送波を識別するための第２の識別情報の少なくとも一つを共用搬送波と共に定期的（例えば、所定の第１の時間毎）に送信する識別情報送信手段として機能する。詳細には、変調器４２の送信スイッチ４２ａがオン（Ｓ８）となってから所定の第１の時間が経過すると、識別情報送信手段が共用搬送波と共に第１の識別情報及び／又は第２の識別情報を送信し、その後、定期的に第１の識別情報及び／又は第２の識別情報の送信を繰り返す。
【００６１】
また、Ｓ９において、コントローラ３１は、定期的（例えば、前記第１時間より長い所定の第２の時間毎）に質問器１０の共用搬送波の送信を停止する主搬送波送信中止手段として機能する。詳細には、変調器４２の送信スイッチ４２ａがオン（Ｓ８）となってから所定の第２の時間が経過すると、コントローラ３１の制御はＳ７に移行する。多くの場合、Ｓ７でＮＯと判定され、Ｓ１に戻り、ＹＥＳと判定される。従って、Ｓ２の制御に移行し、共用搬送波の送信を停止するために変調器４２の送信スイッチ４２ａをオフにする。その後、主搬送波送信中止手段は、定期的に質問器１０の共用搬送波の送信を停止する。
【００６２】
次に、図９に示すフローチャートを参照して、応答器２０〜２５のコントローラ３１の動作について説明する。図９に示すように、応答器２０〜２５は、スリープ状態からウェイク（起動）すると（Ｓ２１）、搬送波があるか否かを判断する（Ｓ２２）、搬送波が無い場合に（Ｓ２２：ＮＯ）、スリープ状態になり（Ｓ２７）、搬送波が有る場合に（Ｓ２２：ＹＥＳ）、搬送波が連続するすなわち情報で変調されていない（共用搬送波が存在する）場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、データを送信する（Ｓ２４）。データの送信が終了していない場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、Ｓ２２の判断処理に戻るが、データの送信が終了している場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、スリープ状態になる（Ｓ２７）。
【００６３】
搬送波が有り（Ｓ２２：ＹＥＳ）、搬送波が連続しないすなわち情報で変調されている場合に（Ｓ２３：ＮＯ）、その情報を復調し自局宛でないと判断した場合には（Ｓ２６：ＮＯ）、スリープ状態になるが（Ｓ２７）、其の情報を復調し自局宛と判断した場合には（Ｓ２６：ＹＥＳ）、Ｓ２３の判断処理に戻る。搬送波が変調され、連続すると応答器が判断した場合に、応答器は情報やデータを送信する。スリープ状態になると（Ｓ２７）、所定時間が経過するまでは（Ｓ２８：ＮＯ）、スリープ状態を維持し（Ｓ２７）、所定時間が経過した場合には（Ｓ２８：ＹＥＳ）、スリープ状態からウェイク（起動）する（Ｓ２１）。すなわち、その後変調が終了し連続した搬送波となったらデータを送信する。このように主搬送波が連続であれば共用搬送波、質問器ＩＤや呼び出す応答器ＩＤ等の情報で変調された部分があれば専用搬送波と判別することができる。これとは別に質問器が共用搬送波を送信するときに適時共用搬送波であることを示す識別信号で変調された部分を設けてもよい。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態の通信システム１では、複数質問器１０〜１２が比較的近接して存在した場合には、送信前に共用搬送波の検出及び応答器信号の検出を行い、先に別の質問器が共用搬送波を送信しており、その共用搬送波を変調反射している目的の応答器の信号を検出できれば、引き続き検出のみ行うので、むやみに共用搬送波を送信して信号波の衝突を誘発することがない。また、電力消費の大きい搬送波送信を行わないため質問器の省電力化を図ることができる。
【００６５】
また、質問器１０〜１２は、通常は共用搬送波周波数を利用し、特定の応答器に質問する場合は、専用搬送波周波数を利用することで、共用搬送波を用いた通信に妨害を与えずに特定の応答器と通信できる。専用搬送波出力は共用搬送波出力より大きいので、質問時のコマンドが共用搬送波によって妨害される割合が低く、応答器が安定して受信することができる。応答器がサブキャリアホッピングしていれば、他の応答器と通信が衝突する確率がさらに低くなり、より安定した通信が行える(応答器は専用搬送波、共用搬送波の区別無く全て変調反射する)。
【００６６】
また、質問器を主として共用搬送波を送信する主送信質問器と主として専用搬送波を送信する通常質問器とで構成し、通常質問器は共用搬送波の送信を要求する送信要求信号を主送信質問器に送り、主送信質問器はその送信要求信号を受信し、共用搬送波を応答器に向けて送信する。そして、前記通常質問器は、要求信号を送った後、すぐ、応答器からの反射波を受信するようにしてもよい。その場合、主送信質問器は、主送信質問器であること或いは共用搬送波であることを識別できる識別信号を、共用搬送波と共に送信するようにしてもよい。実際にはその識別信号、或いは、その識別信号を含む情報で変調された副搬送波で共用搬送波を変調して送信する場合が多い。
【００６７】
また、本発明の実施形態では、主搬送波を送信する前の他の質問器の搬送波の有無の検出を、ＬＮＡ４５で増幅された受信信号の強度を振幅検波器４８で検出することで行っているが、前記振幅検波器４８を使用せず、代わりに、主搬送波復調器４６の出力をＬＰＦ（ローパスフィルタ）で高周波成分を取り除き、主に直流、或いは副搬送波周波数よりも十分低い低周波成分の信号強度を検出することで行ってもよい。その場合、所定の信号強度以上で継続的であれば、その質問器から共用搬送波が送信されていると判定される。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１に記載の通信システムの質問器では、主搬送波送信手段が主搬送波を送信し、反射波受信手段は、応答器において応答器のＩＤを含む情報信号によって変調がなされた反射波を受信し、復調手段は反射波受信手段が受信した反射波を復調し、検出手段は復調手段が復調した信号からデータを検出し、他搬送波検出手段は、主搬送波送信手段による主搬送波の送信前に、他の質問器が共用搬送波を送信しているか否かを検出し、受信可否判定手段は、他搬送波検出手段が他の質問器が共用搬送波を送信しているのを検出した場合に、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、各応答器からの反射波を前記反射波受信手段により一括で受信し、当該一括で受信した各応答器からの反射波の中に目的の応答器のＩＤを含んだ反射波があるか否かを判定することにより、目的の応答器からの反射波が受信可能か否かを判定し、当該受信可否判定手段が、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、目的の応答器からの反射波が受信可能と判定した場合には、送受信制御手段は、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、反射波受信手段により反射波を受信し、目的の応答器からの反射波が受信されなければ前記主搬送波送信手段から前記専用搬送波を送信するように制御し、また、前記他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出しなかった場合に前記主搬送波送信手段から共用搬送波を送信するように制御できる。従って、複数の質問器が比較的近接して存在している場合に、主搬送波の送信前に他の質問器が共用搬送波を送信しているか否かの検出及び応答器信号の検出を行い、先に別の質問器が共用搬送波を送信しており、そのキャリアを変調反射している目的応答器の信号を検出できれば、引き続き検出のみ行うので、むやみに搬送波を送信して衝突を誘発することを防止できる。また、電力消費の大きい搬送波送信を行わないため質問器の省電力化を図ることができる。
【００６９】
また、請求項２に記載の通信システムの質問器は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、他搬送波検出手段が他の質問器が主搬送波を送信しているのを検出し、且つ、目的の応答器からの目的とする応答が得られない場合、その主搬送波とは異なる周波数である搬送波を主搬送波送信手段から送信することができる。従って、混信を防止しながら目的とする応答を得ることができる。
【００７０】
また、請求項３に記載の通信システムの質問器は、請求項２に記載の発明の効果に加えて、質問器の主搬送波送信手段が送信する主搬送波は、複数の質問器が同じ周波数を用いる共用搬送波と、各質問器毎に異なる周波数を用いる専用搬送波とに分かれており、他搬送波検出手段は、共用搬送波でのみ他の質問器が主搬送波を送信しているか否かを検出することができる。従って、他の質問器の送信する主搬送波の検出を簡易化できる。
【００７１】
また、請求項４に記載の通信システムにおける質問器は、請求項２又は３に記載の発明の効果に加えて、質問器の主搬送波送信手段が送信する共用搬送波の出力は、専用搬送波の出力よりも小さいので、専用搬送波により送信される質問時のコマンドが共用搬送波によって妨害される割合が低く、応答器がコマンドを安定して受信することができる。
【００７２】
また、請求項５に記載の通信システムにおける質問器は、請求項２乃至４の何れかに記載の発明の効果に加えて、識別情報送信手段は、共用搬送波での主搬送波の送信時に、所定時間間隔で、どの質問器であるかを識別できる識別情報、或いは共用搬送波であるか専用搬送波であるかを識別できる識別情報の一方或いは両方を主搬送波と共に送信することができる。従って、応答器では、質問器の特定が可能となる。これにより、特定の質問器に情報を送りたい場合、目的の質問器が共用搬送波を出していれば、そのまま送信し、共用搬送波を出していなければ、目的質問器を呼び出す信号を送信できる。
【００７３】
また、請求項６に記載の通信システムにおける質問器は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果に加えて、主搬送波送信中止制御手段は主搬送波送信手段からの主搬送波の送信を所定時間間隔で中止できる。従って、その間に他の質問器が送信可能となるので、他の質問器が特定コマンドを送信できる。
【００７４】
また、請求項７に記載の通信システムの応答器は、請求項３乃至６の何れかに記載の発明の効果に加えて、主搬送波受信反射手段は質問器から送信された主搬送波を受信し反射し、副搬送波変調手段は副搬送波を発生させ、どの応答器であるかを識別できる識別情報を含む所定の情報信号により、副搬送波を変調し、主搬送波変調手段は当該副搬送波変調手段により変調された副搬送波で主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調し、共用搬送波受信判断手段は共用搬送波を受信しているか否かを判断し、変調反射制御手段は共用搬送波受信判断手段が共用搬送波を受信していると判断した場合に、主搬送波変調手段が反射波を変調するように制御できる。従って、反射波の変調を効率的に行え、結果として、応答器の省電力化を実現できる。
【００７５】
また、請求項８に記載の通信システムの応答器は、請求項７に記載の発明の効果に加えて、専用搬送波質問検知手段は、質問器からの当該応答器宛の専用搬送波による質問を受信しているか否かを判断すると、当該専用搬送波質問検知手段が当該応答器宛の専用搬送波による質問が送信されていないと判断した場合に、変調休止制御手段が主搬送波受信変調手段による変調を所定期間休止するように制御することができる。従って、応答器の省電力化を実現できる。
【００７６】
また、請求項９に記載の通信システムの応答器は、請求項７又は８に記載の発明の効果に加えて、専用搬送波で通信しようとする場合に、共用搬送波受信判断手段が共用搬送波を受信していると判断した場合は、通信要求制御手段は特定の質問器に対しての専用搬送波での通信の要求を示す通信要求信号を、副搬送波変調手段で副搬送波が変調される所定の情報に付加するように制御できる。従って、受信した共用搬送波を有効利用し、共用搬送波での通信中であっても特定の質問器と異なる通信ができる等、自由度の高い通信が実現できる。
【００７７】
また、請求項１０に記載の通信システムの通信システムの応答器は、請求項７乃至９の何れかに記載の発明の効果に加えて、周波数ホッピング手段により副搬送波の周波数をホッピングされ、変調副搬送波ホッピング手段により、副搬送波を所定の情報信号により変調するので、反射波の衝突を防ぐことができる。更に、秘匿性の高い通信も実現できる。
【００７８】
また、請求項１１に記載の通信システムは、請求項３乃至１０の何れかに記載の発明の効果に加えて、主送信質問器が主として共用搬送波を送信し、当該主送信質問器以外の他の質問器は主送信質問器に共用搬送波の送出を要求する搬送波送信信号を送り、その後受信動作に入り、主送信質問器は搬送波送信信号に基づいて、共用搬送波を送信できる。従って、待機状態では他の質問器は間欠送信でよく、必要時のみ連続送信するため、省電力効果を大きくできる。質問器以外は、連続送信の必要がないので、さらに省電力効果を大きくできる。
【００７９】
また、請求項１２に記載の通信システムは、請求項１１に記載の発明の効果に加えて、主送信質問器が共用搬送波と共に送信する識別信号によって、応答器は受信した主搬送波が共用であるか否か、或いは、主送信質問器から送信されてきたか否か等の識別処理が容易となり、従って、応答を早くできる効果が生まれる。
【００８０】
また、請求項１３に記載の通信システムの質問器は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の効果に加えて、指向性の広い送信アンテナが広範囲に電波を送信して、広い範囲の応答器に搬送波を照射でき、指向性の狭い受信アンテナにより、受信は特定領域にある応答器を高感度で受信でき、受信特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、通信システム１の構成の一例を示す図である。
【図２】 図２は、通信システム１で使用される主搬送波と反射波の関係を示す図である。
【図３】 図３は、質問器１０の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】 図４は、応答器２０〜２５のブロック図である。
【図５】 図５は、通信システム１をパーソナルコンピュータに応用した場合の構成を示す図である。
【図６】 図６は、質問器１０〜１２及び応答器２０〜２５の各部での信号の状態を示す図である。
【図７】 図７は、各チャンネルの出力を示す概念図である。
【図８】 図８は、質問器１０〜１２の動作のフローチャートである。
【図９】 図９は、応答器２０〜２５の動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 通信システム
１０，１１，１２ 質問器
２０，２１，２２，２３，２４，２５ 応答器
３０ デジタル回路部
３２ 帯域分割フィルタ
３３ 副搬送波復調器
３４ フレーム分割器
４０ アナログ回路部
４１ 発振器
４２ 変調器
４３ 電力増幅器
４５ ＬＮＡ
４６ 主搬送波復調器
４７ アンテナ
５０ デジタル回路部
５１ コントローラ
５２ 副搬送波変調器
５３ 副搬送波発振器
６０ 変復調器
６１ アンテナ
７０ パーソナルコンピュータ
７１ キーボード
７２ マウス
７３ ＰＤＡ
７４ 個人識別装置
７６ 受信アンテナ
７７ 送信アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する通信システム、通信システムの質問器及び応答器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、質問器から複数の応答器へ主搬送波を送って、応答器がその主搬送波を応答器ＩＤなどの所定の情報信号や情報信号で変調される副搬送波で変調して反射する無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この無線通信システムでは、複数の質問器がある場合に、各質問器毎に送信する主搬送波の周波数を変えるなどして干渉を防いでいた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−４９６５６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、受信帯域内に他の質問器からの強い送信波が混入すると、応答器からの信号がマスクされてしまい、エラーが増大するという問題点があった。特にサブキャリア(副搬送波)を用いる方式では、受信帯域を広く取るほうが、より多くの応答器に同時に対応できるが、他の質問器からの干渉も受け易くなるという問題点もあった。特にオフィス内の各机に一台など質問器が多数、近接して設置されている場合、周波数が離れていても混変調などにより種々の周波数での妨害波が発生し、互いの干渉が大きくなると共に、全体としての消費電力が増加するという問題点があった。また、応答器には周波数選択性はないので、複数の質問器から異なった周波数の搬送波が照射されると照射された搬送波全てを変調し反射する。このため、質問器が送信する搬送波周波数が異なっても、質問器はその近傍に存在する全ての応答器(目的の応答器以外の応答器も含む)からの変調反射波を受信してしまうという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、質問器が多数、近接して設置されている場合に、互いの妨害を防ぎ、応答器を個別に識別でき、消費電力も小さくなる通信システム、当該通信システムの質問器及び応答器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の通信システムの質問器は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して応答器のＩＤを含む情報信号によって変調を行った反射波を質問器に返信する、複数の質問器と一つ以上の応答器で構成された通信システムの質問器において、前記主搬送波として、複数の質問器が共通に用いる共用搬送波又は各質問器毎に用いる専用搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した反射波を復調する復調手段と、当該復調手段が復調した信号からデータを検出する検出手段と、前記主搬送波送信手段による主搬送波の送信前に、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているか否かを検出する他搬送波検出手段と、当該他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出した場合に、前記主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、各応答器からの反射波を前記反射波受信手段により一括で受信し、当該一括で受信した各応答器からの反射波の中に目的の応答器のＩＤを含んだ反射波があるか否かを判定することにより、目的の応答器からの反射波が受信可能か否かを判定する受信可否判定手段と、当該受信可否判定手段が、前記主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、目的の応答器からの反射波が受信可能と判定した場合には、前記主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、前記反射波受信手段により反射波を受信し、目的の応答器からの反射波が受信されなければ前記主搬送波送信手段から前記専用搬送波を送信するように制御し、また、前記他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出しなかった場合に前記主搬送波送信手段から共用搬送波を送信するように制御する送受信制御手段とを備えている。
【０００７】
この構成の通信システムの質問器では、主搬送波送信手段は主搬送波を送信し、反射波受信手段は応答器において応答器のＩＤを含む情報信号によって変調がなされた反射波を受信し、復調手段は反射波受信手段が受信した反射波を復調し、検出手段は復調手段が復調した信号からデータを検出し、他搬送波検出手段は主搬送波送信手段による主搬送波の送信前に、他の質問器が共用搬送波を送信しているか否かを検出し、受信可否判定手段は他搬送波検出手段が、他の質問器が共用搬送波を送信しているのを検出した場合に、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、各応答器からの反射波を前記反射波受信手段により一括で受信し、当該一括で受信した各応答器からの反射波の中に目的の応答器のＩＤを含んだ反射波があるか否かを判定することにより、目的の応答器からの反射波が受信可能か否かを判定し、送受信制御手段は受信可否判定手段が、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、目的の応答器からの反射波が受信可能と判定した場合には、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、反射波受信手段により反射波を受信し、目的の応答器からの反射波が受信されなければ前記主搬送波送信手段から前記専用搬送波を送信するように制御し、また、前記他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出しなかった場合に前記主搬送波送信手段から共用搬送波を送信するように制御する。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の通信システムの質問器では、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記質問器の主搬送波送信手段が送信する主搬送波は、複数の質問器が同じ周波数を用いる前記共用搬送波と、各質問器毎に異なる周波数を用いる前記専用搬送波とに分かれており、前記他搬送波検出手段が他の質問器が主搬送波として前記共用搬送波を送信しているのを検出し、且つ、前記目的の応答器からの目的とする応答が得られない場合、前記専用搬送波を前記主搬送波送信手段から送信することを特徴とする構成となっている。
【０００９】
この構成の通信システムの質問器では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、他搬送波検出手段が他の質問器が主搬送波として前記共用搬送波を送信しているのを検出し、且つ、目的の応答器からの目的とする応答が得られない場合、専用搬送波を主搬送波送信手段から送信する。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の通信システムの質問器では、請求項２に記載の発明の構成に加えて、前記他搬送波検出手段は、共用搬送波でのみ他の質問器が主搬送波を送信しているか否かを検出することを特徴とする構成となっている。
【００１１】
この構成の通信システムの質問器では、請求項２に記載の発明の作用に加えて、他搬送波検出手段は、共用搬送波でのみ他の質問器が主搬送波を送信しているか否かを検出する。
【００１２】
また、請求項４に係る発明の通信システムの質問器では、請求項２又は３に記載の発明の構成に加えて、前記質問器の主搬送波送信手段が送信する前記共用搬送波の出力は、前記専用搬送波の出力よりも小さいことを特徴とする構成となっている。
【００１３】
この構成の通信システムの質問器では、請求項２又は３に記載の発明の作用に加えて、質問器の主搬送波送信手段が送信する共用搬送波の出力は、専用搬送波の出力よりも小さい。
【００１４】
また、請求項５に係る発明の通信システムの質問器では、請求項２乃至４の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記共用搬送波での主搬送波の送信時に、所定時間間隔で、どの質問器であるかを識別できる識別情報、或いは共用搬送波であるか専用搬送波であるかを識別できる識別情報の一方或いは両方を前記主搬送波と共に送信する識別情報送信手段を備えたことを特徴とする構成となっている。
【００１５】
この構成の通信システムの質問器では、請求項２乃至４の何れかに記載の発明の作用に加えて、識別情報送信手段は、共用搬送波での主搬送波の送信時に、所定時間間隔で、どの質問器であるかを識別できる識別情報、或いは共用搬送波であるか専用搬送波であるかを識別できる識別情報の一方或いは両方を主搬送波と共に送信する。
【００１６】
また、請求項６に係る発明の通信システムの質問器では、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記主搬送波送信手段からの主搬送波の送信を所定時間間隔で中止する主搬送波送信中止制御手段を備えたことを特徴とする構成となっている。
【００１７】
この構成の通信システムの質問器では、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の作用に加えて、主搬送波送信中止制御手は、主搬送波送信手段からの主搬送波の送信を所定時間間隔で中止する。
【００１８】
また、請求項７に係る発明の通信システムの応答器では、請求項３乃至６の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記質問器から送信された主搬送波を受信し反射するための主搬送波受信反射手段と、副搬送波を発生させ、どの応答器であるかを識別できる識別情報を含む所定の情報信号により、前記副搬送波を変調する副搬送波変調手段と、当該副搬送波変調手段により変調された副搬送波で前記主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調する主搬送波変調手段と、前記共用搬送波を受信しているか否かを判断する共用搬送波受信判断手段と、前記共用搬送波受信判断手段が、前記共用搬送波を受信していると判断した場合に、前記主搬送波変調手段が反射波を変調するように制御する変調反射制御手段とを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００１９】
この構成の通信システムの応答器では、請求項３乃至６の何れかに記載の発明の作用に加えて、主搬送波受信反射手段は質問器から送信された主搬送波を受信し反射し、副搬送波変調手段は副搬送波を発生させ、どの応答器であるかを識別できる識別情報を含む所定の情報信号により、副搬送波を変調し、主搬送波変調手段は副搬送波変調手段により変調された副搬送波で主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調し、共用搬送波受信判断手段は共用搬送波を受信しているか否かを判断し、変調反射制御手段は共用搬送波受信判断手段が、共用搬送波を受信していると判断した場合に、主搬送波変調手段が反射波を変調するように制御する。
【００２０】
また、請求項８に係る発明の通信システムの応答器では、請求項７に記載の発明の構成に加えて、前記質問器からの当該応答器宛の専用搬送波による質問を受信しているか否かを判断する専用搬送波質問検知手段と、当該専用搬送波質問検知手段が当該応答器宛の専用搬送波による質問が送信されていないと判断した場合に、前記主搬送波変調手段による変調を所定期間休止するように制御する変調休止制御手段とを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００２１】
この構成の通信システムの応答器では、請求項７に記載の発明の作用に加えて、専用搬送波質問検知手段は質問器からの応答器宛の専用搬送波による質問を受信しているか否かを判断し、変調休止制御手段は専用搬送波質問検知手段が応答器宛の専用搬送波による質問が送信されていないと判断した場合に、主搬送波変調手段による変調を所定期間休止するように制御する。
【００２２】
また、請求項９に係る発明の通信システムの応答器では、請求項７又は８に記載の発明の構成に加えて、前記専用搬送波で通信しようとする場合に、前記共用搬送波受信判断手段が共用搬送波を受信していると判断した場合は、前記特定の質問器に対しての専用搬送波での通信の要求を示す通信要求信号を、前記副搬送波変調手段で副搬送波が変調される所定の情報に付加するように制御する通信要求制御手段とを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００２３】
この構成の通信システムの応答器では、請求項７又は８に記載の発明の作用に加えて、専用搬送波で通信しようとする場合に、共用搬送波受信判断手段が共用搬送波を受信していると判断した場合は、通信要求制御手段は特定の質問器に対しての専用搬送波での通信の要求を示す通信要求信号を、副搬送波変調手段で副搬送波が変調される所定の情報に付加するように制御する。
【００２４】
また、請求項１０に係る発明の通信システムの応答器では、請求項７乃至９の何れかに記載の発明の構成に加えて、副搬送波の周波数をホッピングさせる周波数ホッピング手段と、副搬送波を所定の情報信号により変調する副搬送波変調手段とで構成される変調副搬送波ホッピング手段とを備えている。
【００２５】
この構成の通信システムの応答器では、請求項７乃至９の何れかに記載の発明の作用に加えて、周波数ホッピング手段により副搬送波の周波数をホッピングされ、変調副搬送波ホッピング手段により、副搬送波を所定の情報信号により変調する。
【００２６】
また、請求項１１に係る発明の質問器及び応答器を備えた通信システムでは、請求項３乃至１０の何れかに記載の発明の構成に加えて、主として共用搬送波を送信する主送信質問器が設けられ、当該主送信質問器以外の他の質問器は前記主送信質問器に共用搬送波の送出を要求する搬送波送信信号を送り、その後受信動作に入り、前記主送信質問器は搬送波送信信号に基づいて、共用搬送波を送信することを特徴とする構成となっている。
【００２７】
この構成の質問器及び応答器を備えた通信システムでは、請求項３乃至１０の何れかに記載の発明の作用に加えて、主として共用搬送波を送信する主送信質問器が設けられ、当該主送信質問器以外の他の質問器は主送信質問器に共用搬送波の送出を要求する搬送波送信信号を送り、その後受信動作に入り、主送信質問器は搬送波送信信号に基づいて、共用搬送波を送信することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１２に係る発明の通信システムでは、請求項１１に記載の発明の構成に加えて、前記主送信質問器は、前記共用搬送波とともに、共用搬送波であること、或いは、主送信質問器であること、を識別するための識別信号を含む所定の情報信号を送信することを特徴とする構成となっている。
【００２９】
この構成の通信システムでは、請求項１１に記載の発明の作用に加えて、主送信質問器は、前記共用搬送波とともに、共用搬送波であること、或いは、主送信質問器であること、を識別するための識別信号を含む所定の情報信号を送信する。
【００３０】
また、請求項１３に係る発明の通信システムの質問器では、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の構成に加えて、指向性の広い送信アンテナと、指向性の狭い受信アンテナとを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００３１】
この構成の通信システムの質問器では、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の作用に加えて、指向性の広い送信アンテナと、指向性の狭い受信アンテナとを備えている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の通信システムを具体化した一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、通信システム１の構成の一例を示す図であり、図２は、通信システム１で使用される主搬送波と反射波の関係を示す図である。
【００３３】
図１に示すように、通信システム１は、一例として、質問器１０，１１，１２と応答器２０，２１，２２，２３，２４，２５とから構成されている。質問器１０からは、主搬送波ＦＣ１が送信されて、近傍に存在する各応答器２０〜２５に照射されている。応答器２０からは、反射波ｆ１が返送され、応答器２１からは、反射波ｆ２が返送され、応答器２２からは、反射波ｆ３が返送され、応答器２３からは、反射波ｆ４が返送され、応答器２４からは、反射波ｆ５が返送され、応答器２５からは、反射波ｆ６が返送されている。即ち、質問器１０から受信した主搬送波ＦＣ１を、応答器２０が情報信号（データ）により１次変調した副搬送波（サブキャリア）信号ｆｓ１で変調して、反射波ｆ１が生成される。他の反射波も同様である。
【００３４】
各応答器２０〜２５は、受信した主搬送波を情報信号（データ）により、１次変調した副搬送波（サブキャリア）信号ｆｓ１〜ｆｓ６で、２次変調し反射波ｆ１〜反射波ｆ６が返送される。具体的には、図２に示すように、反射波ｆ１〜反射波ｆ６の副搬送波信号の周波数は応答器毎に異なって、ホッピングされている。例えば、図２に示すように、Ｔ１タイミングでは、周波数の低い方からＦＣ１＋ｆｓ３，ＦＣ１＋ｆｓ２，ＦＣ１＋ｆｓ６、ＦＣ１＋ｆｓ１、ＦＣ１＋ｆｓ４、ＦＣ１＋ｆｓ５の順だったものが、Ｔ２タイミング、Ｔ３タイミング、Ｔ４タイミングと時間が変化するごとに、ランダムに位置が入れ替わる。従って、互いに衝突する確率は非常に小さいので、各応答器２０〜２５の情報信号を取り出すことができる。質問器１０は応答器２０，２１からの、質問器１１は応答器２２，２３，２４からの、質問器１２は応答器２５からの応答波を受信する。このとき質問器１０からの主搬送波ＦＣ１が共用搬送波として使われ、質問器１１、１２からは搬送波は送信しない。すなわち、送信電力は１台の質問器分でよく省電力となる。
【００３５】
次に、質問器１０の電気的構成を図３を参照して説明する。図３は、質問器１０の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、質問器１０は、デジタル回路部３０とアナログ回路部４０とから構成され、アナログ回路部４０は、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ等の周波数の主搬送波を発振する発振器４１と、必要に応じて、当該質問器のＩＤやホッピングタイミングあるいはホッピングパターン等をＡＳＫ変調で、発振器４１で発振された主搬送波を変調する変調器４２と、当該変調器４２で変調された主搬送波を電力増幅する電力増幅器４３と、当該電力増幅器４３からの出力をアンテナ４７に伝え、また、当該アンテナ４７が受信した電波を後述する低雑音増幅器（以下、「ＬＮＡ」と称す。）４５に伝えるように出力と入力の分離を行うサーキュレータ４４と、前記アンテナ４７が受信した応答器からの受信信号を増幅するＬＮＡ４５と、ＬＮＡ４５で増幅された受信信号（つまり、変調搬送波）を発振器４１からの信号をミキシングしてホモダイン検波する主搬送波復調器４６と前記受信信号から他の質問器から送信される主搬送波の強度を検出しコントローラ３１に送る振幅検波器４８とから構成されている。尚、変調器４２には、送信スイッチ４２ａが設けられ、コントローラ３１の制御により、変調器４２への電源の供給をオン・オフし、搬送波の送信または送信を中止できるようになっている。
【００３６】
また、デジタル回路部３０は、前記主搬送波復調器４６でホモダイン検波された復調信号を、デジタル信号にＡ／Ｄ変換し、当該Ａ／Ｄ変換された復調信号をフィルター処理によりホッピング周波数帯域に対応したチャンネルに分離する帯域分割フィルタ３２と、帯域分割フィルタ３２で分離された副搬送波信号を復調して元の情報信号を生成する副搬送波復調器３３と、副搬送波復調器３３で生成された各チャンネルからの出力を適正なフレームに分離するフレーム分割器３４と、フレーム分割器３４で分割されたフレームを仕分けするフレーム仕分け器３５と、当該フレーム仕分け器３５で仕分けられたフレームを応答器毎に時系列に連結するフレーム連結器３６と、質問器１０全体の制御を司るコントローラ３１とから構成されている。尚、フレーム連結器３６で連結された応答器毎に時系列に連結されたデータ信号はコントローラ３１に入力されている。尚、質問器１１，１２も質問器１０と同様の構成となっている。
【００３７】
次に、図４を参照して、応答器２０〜２５の構造を説明する。図４は、応答器２０〜２５のブロック図である。図４に示すように、アンテナ６１に接続された変復調器６０とデジタル回路部５０とから構成されている。デジタル回路部５０には、応答器２０の制御を司るコントローラ５１と、副搬送波を発振する副搬送波発振器５３と、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波をコントローラ５１を介して入力される情報信号で位相変調（ＰＳＫ）で変調する副搬送波変調器５２とが設けられている。副搬送波変調器５２で変調された副搬送波は、変復調器６０に入力されて質問器１０から受信した主搬送波を変調して反射としてアンテナ６１から送信するように構成されている。尚、副搬送波発振器５３及び副搬送波変調器５２は、コントローラ５１のクロックを利用して、ソフト的に構成しても良い。また、副搬送波の変調は位相変調（ＰＳＫ）以外に、周波数変調（ＦＳＫ）としても良い。また、副搬送波発振器５３、副搬送波変調器５２は、コントローラ内に設け１チップ化しても良い。
【００３８】
尚、本実施の形態では、例えば、図５に示すように、複数のパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）７０内に質問器が内蔵され、応答器が内蔵されたキーボード７１、マウス７２からの入力信号を受信したり、ＰＤＡ７３や個人識別装置７４からの情報を受信するようにしても良い。この場合には、ＰＣ７０の上面に１／４波長ホイップ等の指向性の広い送信アンテナ７７を備え、また、ＰＣ７０の前面の内部に、平面アレイアンテナ等の指向性の狭い受信アンテナ７６を備え、指向性の広い送信アンテナ７７により共用搬送波による質問波を広い範囲に送り、特定の狭い範囲から送られてきた反射波を指向性の狭い受信アンテナ７６により受信するようにしても良い。このようにすることにより、関係のない応答器からの反射波の影響を受けにくくなる。
【００３９】
この場合、キーボード７１やマウス７２などのように定常的、継続的に使用され、通信情報量が少ない機器については、共用搬送波を用いて通信を行なう。すなわち、キーボード７１やマウス７２など、所定のデータ(ＩＤ＋キーコード、ＩＤ＋移動量)を断続的に送る場合に特に有効である。この場合、他のＰＣに付属するキーボードやマウスからの信号も同時に受信するが、ＩＤを基にして必要なデータのみ選択して処理すればよい。また、ＰＤＡ７３のように比較的データ量が多い文書ファイルや画像データの通信を行う場合や、個人識別装置のように応答器を特定して通信を行う場合は専用搬送波を用いて、特定応答器に対して通信を行なう。なお、ＰＤＡ７３が通信を開始したい場合は、まず、共用搬送波が送信されている時に質問器を指定して通信要求を出し、そのＰＤＡ７３の応答による反射波を受信しその通信要求を検知した質問器は専用搬送波を送信して通信要求を出した質問器と通信を行う。
【００４０】
前記通信要求は、具体的には、質問器を指定し専用搬送波での通信を要求する通信要求信号を自応答器の識別信号等の所定の信号に付加した信号で変調された副搬送波で、受信した共用搬送波を変調して反射返信する等の実施形態で行われる場合が多いが、前記通信要求信号を直接、変調反射する前記共用搬送波と共に送信したり、変調された前記副搬送波に前記通信要求信号を付加した信号で前記共用搬送波を変調し反射返信する形態でも実施可能なことは言うまでもない。これにより、質問器は絶えず通信希望応答器がないか問い掛け続ける必要がなくなり、省電力化を実現できる。
【００４１】
次に、上記のように構成された本発明の通信システムの動作について、図１乃至図９を参照して説明する。図６は、質問器１０〜１２及び応答器２０〜２５の各部での信号の状態を示す図であり、図７は、各チャンネルの出力を示す概念図であり、図８は、質問器１０〜１２の動作のフローチャートであり、図９は、応答器２０〜２５の動作のフローチャートである。
【００４２】
質問器１０では、主搬送波を発信する前に、アンテナ４７で受信しサーキュレータ４４、ＬＮＡ４５を経て振幅検波器４８で検出された検波信号の強度で他質問器の主搬送波の送出の有無を検出し、その検出結果を基に質問器１０は特徴的な動作をするが、その場合の動作は後述するので、まず、基本的な動作である他の質問器の主搬送波の検出ができなかった場合について説明する。
【００４３】
まず、質問器１０では、発振器４１から９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ等の周波数の主搬送波ＦＣ１を発信する。発振器４１で発信された主搬送波ＦＣ１は、変調器４２で、コントローラ３１の制御により、質問器のＩＤ番号やホッピングタイミングあるいはホッピングパターン等を示す情報に加えて指定応答器のＩＤ情報によりＡＳＫ変調が行われて、サーキュレータ４４を介して、アンテナ４７から送信される。
【００４４】
質問器１０からの主搬送波ＦＣ１を受信した応答器２０では、図６（ａ）に示す応答器のＩＤを示す情報信号により、副搬送波発振器５３で発振された副搬送波を副搬送波変調器５２で、位相変調すると図６（ｂ）に示す副搬送波となり、この副搬送波を変復調器６０に印加する。
【００４５】
そして、応答器２０では、変復調器６０で、主搬送波ＦＣ１を副搬送波信号ｆｓ１で振幅変調あるいは位相変調して反射し、アンテナ６１から反射波ｆ１（図１参照）として放射する。アンテナ６１から放射された電波は、例えば、図１に示すように、質問器１０で受信される。
【００４６】
尚、質問器１０からの主搬送波ＦＣ１を受信した応答器２１〜２５でも、応答器２０と同様の処理が行われ、図６（ｃ）に示す情報信号により、副搬送波発振器５３で発信された副搬送波を副搬送波変調器５２で、位相変調すると図６（ｄ）に示す副搬送波となり、この副搬送波信号を変復調器６０に印加する。
【００４７】
尚、副搬送波ｆｓ１，ｆｓ２は、図６（ｅ）に示すような周波数配置となっている（横軸は、周波数で、原点「０」はベースバンドの周波数を表している。）。そして、応答器２０では、変復調器６０で、主搬送波ＦＣ１を副搬送波信号ｆｓ１で振幅変調あるいは位相変調されて反射され、アンテナ６１から放射される。アンテナ６１から放射された電波は、図６（ｆ）に示すようなスペクトラムを有する（尚、図６（ｆ）に示すスペクトラムは、片側のみを示している。）。図６（ｆ）では、ＦＣ１が質問器１０からの主搬送波を示し、ＦＣ２が質問器１１からの主搬送波を示し、ＦＣ１＋ｆｓ１が応答器２０からの反射波ｆ１を示し、ＦＣ１＋ｆｓ２が応答器２１からの反射波ｆ２を示している。
【００４８】
次に、質問器１０では、応答器からの受信信号はサーキュレータ４４を介して、ＬＮＡ４５で増幅され、主搬送波復調器４６において、発振器４１からの信号がミキシングされてホモダイン検波が行われる。また、ＬＮＡ４５で増幅された受信信号の強度は振幅検波器４８で検出され、コントローラ３１に送られ、後述する図８、９等の共用搬送波、或いは専用搬送波による通信に利用される。受信帯域は、最高ホッピング周波数の側波帯を含む帯域で、隣接する主搬送波周波数は含まない帯域に選ばれる。これは、隣接する主搬送波帯域を含むと、この主搬送波の強度は応答器によって変調反射される反射波より非常に大きいため、相対的に反射波の強度が低下しＳ／Ｎ比、すなわち信号に対する干渉比が悪くなるためである。
【００４９】
ホモダイン検波が行われると、図６（ｇ）に示すように、応答器２０からの反射波のｆｓ１の副搬送波信号と、応答器２１からの反射波のｆｓ２の副搬送波信号とが混ざった信号が復調される。この信号は、帯域分割フィルタ３２に内蔵されたＡ／Ｄ変換器（図示外）によりデジタル値に変換され、帯域分割フィルタ３２の処理により、応答器２０からの反射波ｆ１の副搬送波信号及び応答器２１からの反射波ｆ２の副搬送波信号は、フーリエ変換によるフィルタリング処理がされて、ホッピング周波数帯域に対応したチャンネル（ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，・・・・）に分離され、応答器２０からの反射波ｆ１の副搬送波信号は、図６（ｈ）に示すように変調された副搬送波信号として取り出される。また、応答器２１からの反射波ｆ２の副搬送波信号は、図６（ｉ）に示すように変調された副搬送波信号として取り出される。尚、実際には、図６（ｈ）、（ｉ）に示す波形に対応した数値列）が取り出される。
【００５０】
副搬送波周波数がホッピングすると、ホッピング毎に異なったチャンネルから副搬送波信号が出力される。これをそれぞれ副搬送波復調器３３で復調することにより、ものと情報信号が取り出される。具体的には、応答器２０からの反射波ｆ１では、図６（ｈ）に示す波形から図６（ｊ）に示す波形の情報信号が復調され、応答器２０からの反射波ｆ２では、図６（ｉ）に示す波形から図６（ｋ）に示す波形の情報信号が復調される。
【００５１】
各チャンネルからはホッピング周波数に切り換わった副搬送波の信号からの情報信号が次々に出力されるので、フレーム分割器３４により、各チャンネルからの出力を適切なフレームに分離し、フレーム仕分け器３５により各応答器毎に仕分けし、フレーム連結器３６により、時系列に連結して再構築し、コントローラ３１に入力する。
【００５２】
次に、各チャンネルからの出力を図７を参照して説明する。図７は、各チャンネルからの出力を表した模式図であり、四角枠内の数字は、応答器の番号を示し、数字の後のアルファベットは、時系列を表している。ここでは、「応答器１」が図１に示す応答器２０に該当し、「応答器２」が図１に示す応答器２１に該当し、「応答器３」が図１に示す応答器２２に該当し、「応答器４」が図１に示す応答器２３に該当し、「応答器５」が図１に示す応答器２４に該当し、「応答器６」が図１に示す応答器２５に該当する。即ち、「応答器１」からのデータは、「１ａ」→「１ｂ」→「１ｃ」→「１ｄ」→「１ｅ」→「１ｆ」→「１ｇ」・・・と続くことになる。
【００５３】
各チャンネルからの出力は、具体的には、図７に示す一例のように、チャンネル１からは、応答器５，６からの信号が出力され、チャンネル２からは、応答器４，５からの信号が出力され、チャンネル３からは、応答器１，６からの信号が出力され、チャンネル４からは、応答器５，２からの信号が出力され、チャンネル５からは、応答器６，３からの信号が出力され、チャンネル６からは、応答器２，３，１，４からの信号が出力され、チャンネル７からは、応答器３，２からの信号が出力され、チャンネル８からは、応答器５，１からの信号が出力され、チャンネル９からは、応答器２，４，３，１からの信号が出力され、チャンネル１０からは、応答器１，６からの信号が出力され、チャンネル１１からは、応答器６，２，４からの信号が出力され、チャンネル１２からは、応答器４，３からの信号が出力され、チャンネル１３からは、応答器１，２，４からの信号が出力され、チャンネル１４からは、応答器３，５からの信号が出力され、チャンネル１５からは、応答器４，５，６からの信号が出力され、チャンネル１６からは、応答器３，１からの信号が出力される。
【００５４】
上記の出力をフレーム仕分け器３５により各応答器毎に仕分けし、フレーム連結器３６により、時系列に連結して再構築する。例えば、応答器１からの出力は、Ｔ１タイミングでチャンネル３からの出力のフレームの識別符号が「１ａ」、Ｔ２タイミングでチャンネル１３からの出力のフレームの識別符号が「１ｂ」、Ｔ３タイミングでチャンネル１０からの出力フレームの識別符号が「１ｃ」、Ｔ４タイミングでチャンネル６からの出力のフレームの識別符号が「１ｄ」、Ｔ５タイミングでチャンネル８からの出力のフレームの識別符号が「１ｅ」、Ｔ６タイミングでチャンネル９からの出力のフレームの識別符号が「１ｆ」、Ｔ７タイミングでチャンネル１６からの出力のフレームの識別符号が「１ｇ」の場合には、これらのフレームが識別符号に従って「１ａ」、「１ｂ」、「１ｃ」、「１ｄ」、「１ｅ」、「１ｆ」、「１ｇ」と再構築される。
【００５５】
尚、上記の方法では、各応答器からの反射波のホッピングする副搬送波を一括して受信しているので、副搬送波の周波数の衝突が生じたチャンネルをコントローラ５１が判断できる。従って、副搬送波の周波数の衝突が生じたチャンネルを応答器に報知するようにしても良い。
【００５６】
従来の周波数ホッピングでは、特定の２つの送受信機（トランシーバ）間で同期して行われていた。従って、１つの送受信機は、他方の送受信機から時系列的に送信された信号のみを復調し、これら特定の２つ以外の送受信機から送信された信号は不要波と見なし、無視していた。これに対して、本実施の形態の通信システムでは、質問器がホッピング周波数の全帯域を一度に受信するので、全応答器からの信号が、何れかのチャンネルから必ず出力される。従って、これらの出力信号を応答器のＩＤ毎に時系列に再構築することにより、複数の応答器からの信号を同時に検出することができる。従って、応答器からは、周波数ホップする毎に応答器のＩＤやホップする前にフレーム終了マーカを送信するようにする。尚、ホッピングパターンが既知であれば、そのパターンに従ってフレームを再構築することもできる。
【００５７】
次に、図８及び図９に示すフローチャートを参照して、本実施の形態の通信システム１の動作の詳細について説明する。
【００５８】
まず、質問器１０のコントローラ３１の動作を中心に図８に示すフローチャートを参照して説明する。図８に示すように、質問器１０が共用搬送波で通信する場合は（Ｓ１：ＹＥＳ）、質問器１０の変調器４２の送信スイッチ４２ａをオフにして（Ｓ２）、振幅検波器４８によって検波信号強度を検出し（Ｓ３）、その検波信号強度から他の質問器が共用搬送波を送出しているか判定し（Ｓ４）、既に共用搬送波があれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、そのまま受信を行う（Ｓ５）。目的の応答器からのＩＤ信号を受信でき（Ｓ６）、通信終了ならば（Ｓ７：ＹＥＳ）、通信を終了する。また、共用搬送波がない場合には（Ｓ４：ＮＯ）、質問器１０の変調器４２の送信スイッチ４２ａをオンにして（Ｓ８）、共用搬送波を送信し、この共用搬送波を用いて送受信を行い（Ｓ９）、その後、通信終了ならば（Ｓ７：ＹＥＳ）、通信を終了する。
【００５９】
目的の応答器からの信号が受信できず（Ｓ６：ＮＯ）、応答器が正常動作をしていることを確認したい場合(応答器が送るべきデータが無いので信号を送らず質問器で受信できない場合)、特定応答器と通信したい場合、あるいは目的応答器が共用搬送波で通信要求信号を送ってきた場合は、共用搬送波で通信をしないので（Ｓ１：ＮＯ）、共用搬送波から専用搬送波に主搬送波周波数を切換えて（Ｓ１０）、変調器４２の送信スイッチ４２ａをオンにして（Ｓ１１）、専用搬送波で送受信を行う（Ｓ１２）。通信が終了した後、変調器４２の送信スイッチ４２ａをオフにして（Ｓ１３）、Ｓ１に戻る。質問器１０ではホモダイン検波を行うので、質問器１０から送信され、応答器２０〜２５に到達した共用及び専用搬送波は全て変調反射されるが、サブキャリアホッピングにより応答器のサブキャリア周波数が衝突する確率は非常に小さくなり、応答器２０〜２５間の干渉は大幅に減らすことができる。尚、共用搬送波出力は、専用搬送波出力よりも小さくなっている。このため、応答器が共用搬送波と専用搬送波を同時に受信しても、専用搬送波による呼出しを確実に識別することができる。
【００６０】
Ｓ９の制御において、コントローラ３１はアナログ回路部４０と協働して、質問器１０が共用搬送波を送信した時に、質問器１０を他の質問器１１，１２と区別して識別するための第１の識別情報及び質問器１０〜１２から送信されている全搬送波の各々と区別して共用搬送波を識別するための第２の識別情報の少なくとも一つを共用搬送波と共に定期的（例えば、所定の第１の時間毎）に送信する識別情報送信手段として機能する。詳細には、変調器４２の送信スイッチ４２ａがオン（Ｓ８）となってから所定の第１の時間が経過すると、識別情報送信手段が共用搬送波と共に第１の識別情報及び／又は第２の識別情報を送信し、その後、定期的に第１の識別情報及び／又は第２の識別情報の送信を繰り返す。
【００６１】
また、Ｓ９において、コントローラ３１は、定期的（例えば、前記第１時間より長い所定の第２の時間毎）に質問器１０の共用搬送波の送信を停止する主搬送波送信中止手段として機能する。詳細には、変調器４２の送信スイッチ４２ａがオン（Ｓ８）となってから所定の第２の時間が経過すると、コントローラ３１の制御はＳ７に移行する。多くの場合、Ｓ７でＮＯと判定され、Ｓ１に戻り、ＹＥＳと判定される。従って、Ｓ２の制御に移行し、共用搬送波の送信を停止するために変調器４２の送信スイッチ４２ａをオフにする。その後、主搬送波送信中止手段は、定期的に質問器１０の共用搬送波の送信を停止する。
【００６２】
次に、図９に示すフローチャートを参照して、応答器２０〜２５のコントローラ３１の動作について説明する。図９に示すように、応答器２０〜２５は、スリープ状態からウェイク（起動）すると（Ｓ２１）、搬送波があるか否かを判断する（Ｓ２２）、搬送波が無い場合に（Ｓ２２：ＮＯ）、スリープ状態になり（Ｓ２７）、搬送波が有る場合に（Ｓ２２：ＹＥＳ）、搬送波が連続するすなわち情報で変調されていない（共用搬送波が存在する）場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、データを送信する（Ｓ２４）。データの送信が終了していない場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、Ｓ２２の判断処理に戻るが、データの送信が終了している場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、スリープ状態になる（Ｓ２７）。
【００６３】
搬送波が有り（Ｓ２２：ＹＥＳ）、搬送波が連続しないすなわち情報で変調されている場合に（Ｓ２３：ＮＯ）、その情報を復調し自局宛でないと判断した場合には（Ｓ２６：ＮＯ）、スリープ状態になるが（Ｓ２７）、其の情報を復調し自局宛と判断した場合には（Ｓ２６：ＹＥＳ）、Ｓ２３の判断処理に戻る。搬送波が変調され、連続すると応答器が判断した場合に、応答器は情報やデータを送信する。スリープ状態になると（Ｓ２７）、所定時間が経過するまでは（Ｓ２８：ＮＯ）、スリープ状態を維持し（Ｓ２７）、所定時間が経過した場合には（Ｓ２８：ＹＥＳ）、スリープ状態からウェイク（起動）する（Ｓ２１）。すなわち、その後変調が終了し連続した搬送波となったらデータを送信する。このように主搬送波が連続であれば共用搬送波、質問器ＩＤや呼び出す応答器ＩＤ等の情報で変調された部分があれば専用搬送波と判別することができる。これとは別に質問器が共用搬送波を送信するときに適時共用搬送波であることを示す識別信号で変調された部分を設けてもよい。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態の通信システム１では、複数質問器１０〜１２が比較的近接して存在した場合には、送信前に共用搬送波の検出及び応答器信号の検出を行い、先に別の質問器が共用搬送波を送信しており、その共用搬送波を変調反射している目的の応答器の信号を検出できれば、引き続き検出のみ行うので、むやみに共用搬送波を送信して信号波の衝突を誘発することがない。また、電力消費の大きい搬送波送信を行わないため質問器の省電力化を図ることができる。
【００６５】
また、質問器１０〜１２は、通常は共用搬送波周波数を利用し、特定の応答器に質問する場合は、専用搬送波周波数を利用することで、共用搬送波を用いた通信に妨害を与えずに特定の応答器と通信できる。専用搬送波出力は共用搬送波出力より大きいので、質問時のコマンドが共用搬送波によって妨害される割合が低く、応答器が安定して受信することができる。応答器がサブキャリアホッピングしていれば、他の応答器と通信が衝突する確率がさらに低くなり、より安定した通信が行える(応答器は専用搬送波、共用搬送波の区別無く全て変調反射する)。
【００６６】
また、質問器を主として共用搬送波を送信する主送信質問器と主として専用搬送波を送信する通常質問器とで構成し、通常質問器は共用搬送波の送信を要求する送信要求信号を主送信質問器に送り、主送信質問器はその送信要求信号を受信し、共用搬送波を応答器に向けて送信する。そして、前記通常質問器は、要求信号を送った後、すぐ、応答器からの反射波を受信するようにしてもよい。その場合、主送信質問器は、主送信質問器であること或いは共用搬送波であることを識別できる識別信号を、共用搬送波と共に送信するようにしてもよい。実際にはその識別信号、或いは、その識別信号を含む情報で変調された副搬送波で共用搬送波を変調して送信する場合が多い。
【００６７】
また、本発明の実施形態では、主搬送波を送信する前の他の質問器の搬送波の有無の検出を、ＬＮＡ４５で増幅された受信信号の強度を振幅検波器４８で検出することで行っているが、前記振幅検波器４８を使用せず、代わりに、主搬送波復調器４６の出力をＬＰＦ（ローパスフィルタ）で高周波成分を取り除き、主に直流、或いは副搬送波周波数よりも十分低い低周波成分の信号強度を検出することで行ってもよい。その場合、所定の信号強度以上で継続的であれば、その質問器から共用搬送波が送信されていると判定される。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１に記載の通信システムの質問器では、主搬送波送信手段が主搬送波を送信し、反射波受信手段は、応答器において応答器のＩＤを含む情報信号によって変調がなされた反射波を受信し、復調手段は反射波受信手段が受信した反射波を復調し、検出手段は復調手段が復調した信号からデータを検出し、他搬送波検出手段は、主搬送波送信手段による主搬送波の送信前に、他の質問器が共用搬送波を送信しているか否かを検出し、受信可否判定手段は、他搬送波検出手段が他の質問器が共用搬送波を送信しているのを検出した場合に、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、各応答器からの反射波を前記反射波受信手段により一括で受信し、当該一括で受信した各応答器からの反射波の中に目的の応答器のＩＤを含んだ反射波があるか否かを判定することにより、目的の応答器からの反射波が受信可能か否かを判定し、当該受信可否判定手段が、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、目的の応答器からの反射波が受信可能と判定した場合には、送受信制御手段は、主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、反射波受信手段により反射波を受信し、目的の応答器からの反射波が受信されなければ前記主搬送波送信手段から前記専用搬送波を送信するように制御し、また、前記他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出しなかった場合に前記主搬送波送信手段から共用搬送波を送信するように制御できる。従って、複数の質問器が比較的近接して存在している場合に、主搬送波の送信前に他の質問器が共用搬送波を送信しているか否かの検出及び応答器信号の検出を行い、先に別の質問器が共用搬送波を送信しており、そのキャリアを変調反射している目的応答器の信号を検出できれば、引き続き検出のみ行うので、むやみに搬送波を送信して衝突を誘発することを防止できる。また、電力消費の大きい搬送波送信を行わないため質問器の省電力化を図ることができる。
【００６９】
また、請求項２に記載の通信システムの質問器は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、他搬送波検出手段が他の質問器が主搬送波を送信しているのを検出し、且つ、目的の応答器からの目的とする応答が得られない場合、その主搬送波とは異なる周波数である搬送波を主搬送波送信手段から送信することができる。従って、混信を防止しながら目的とする応答を得ることができる。
【００７０】
また、請求項３に記載の通信システムの質問器は、請求項２に記載の発明の効果に加えて、質問器の主搬送波送信手段が送信する主搬送波は、複数の質問器が同じ周波数を用いる共用搬送波と、各質問器毎に異なる周波数を用いる専用搬送波とに分かれており、他搬送波検出手段は、共用搬送波でのみ他の質問器が主搬送波を送信しているか否かを検出することができる。従って、他の質問器の送信する主搬送波の検出を簡易化できる。
【００７１】
また、請求項４に記載の通信システムにおける質問器は、請求項２又は３に記載の発明の効果に加えて、質問器の主搬送波送信手段が送信する共用搬送波の出力は、専用搬送波の出力よりも小さいので、専用搬送波により送信される質問時のコマンドが共用搬送波によって妨害される割合が低く、応答器がコマンドを安定して受信することができる。
【００７２】
また、請求項５に記載の通信システムにおける質問器は、請求項２乃至４の何れかに記載の発明の効果に加えて、識別情報送信手段は、共用搬送波での主搬送波の送信時に、所定時間間隔で、どの質問器であるかを識別できる識別情報、或いは共用搬送波であるか専用搬送波であるかを識別できる識別情報の一方或いは両方を主搬送波と共に送信することができる。従って、応答器では、質問器の特定が可能となる。これにより、特定の質問器に情報を送りたい場合、目的の質問器が共用搬送波を出していれば、そのまま送信し、共用搬送波を出していなければ、目的質問器を呼び出す信号を送信できる。
【００７３】
また、請求項６に記載の通信システムにおける質問器は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果に加えて、主搬送波送信中止制御手段は主搬送波送信手段からの主搬送波の送信を所定時間間隔で中止できる。従って、その間に他の質問器が送信可能となるので、他の質問器が特定コマンドを送信できる。
【００７４】
また、請求項７に記載の通信システムの応答器は、請求項３乃至６の何れかに記載の発明の効果に加えて、主搬送波受信反射手段は質問器から送信された主搬送波を受信し反射し、副搬送波変調手段は副搬送波を発生させ、どの応答器であるかを識別できる識別情報を含む所定の情報信号により、副搬送波を変調し、主搬送波変調手段は当該副搬送波変調手段により変調された副搬送波で主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調し、共用搬送波受信判断手段は共用搬送波を受信しているか否かを判断し、変調反射制御手段は共用搬送波受信判断手段が共用搬送波を受信していると判断した場合に、主搬送波変調手段が反射波を変調するように制御できる。従って、反射波の変調を効率的に行え、結果として、応答器の省電力化を実現できる。
【００７５】
また、請求項８に記載の通信システムの応答器は、請求項７に記載の発明の効果に加えて、専用搬送波質問検知手段は、質問器からの当該応答器宛の専用搬送波による質問を受信しているか否かを判断すると、当該専用搬送波質問検知手段が当該応答器宛の専用搬送波による質問が送信されていないと判断した場合に、変調休止制御手段が主搬送波受信変調手段による変調を所定期間休止するように制御することができる。従って、応答器の省電力化を実現できる。
【００７６】
また、請求項９に記載の通信システムの応答器は、請求項７又は８に記載の発明の効果に加えて、専用搬送波で通信しようとする場合に、共用搬送波受信判断手段が共用搬送波を受信していると判断した場合は、通信要求制御手段は特定の質問器に対しての専用搬送波での通信の要求を示す通信要求信号を、副搬送波変調手段で副搬送波が変調される所定の情報に付加するように制御できる。従って、受信した共用搬送波を有効利用し、共用搬送波での通信中であっても特定の質問器と異なる通信ができる等、自由度の高い通信が実現できる。
【００７７】
また、請求項１０に記載の通信システムの通信システムの応答器は、請求項７乃至９の何れかに記載の発明の効果に加えて、周波数ホッピング手段により副搬送波の周波数をホッピングされ、変調副搬送波ホッピング手段により、副搬送波を所定の情報信号により変調するので、反射波の衝突を防ぐことができる。更に、秘匿性の高い通信も実現できる。
【００７８】
また、請求項１１に記載の通信システムは、請求項３乃至１０の何れかに記載の発明の効果に加えて、主送信質問器が主として共用搬送波を送信し、当該主送信質問器以外の他の質問器は主送信質問器に共用搬送波の送出を要求する搬送波送信信号を送り、その後受信動作に入り、主送信質問器は搬送波送信信号に基づいて、共用搬送波を送信できる。従って、待機状態では他の質問器は間欠送信でよく、必要時のみ連続送信するため、省電力効果を大きくできる。質問器以外は、連続送信の必要がないので、さらに省電力効果を大きくできる。
【００７９】
また、請求項１２に記載の通信システムは、請求項１１に記載の発明の効果に加えて、主送信質問器が共用搬送波と共に送信する識別信号によって、応答器は受信した主搬送波が共用であるか否か、或いは、主送信質問器から送信されてきたか否か等の識別処理が容易となり、従って、応答を早くできる効果が生まれる。
【００８０】
また、請求項１３に記載の通信システムの質問器は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の効果に加えて、指向性の広い送信アンテナが広範囲に電波を送信して、広い範囲の応答器に搬送波を照射でき、指向性の狭い受信アンテナにより、受信は特定領域にある応答器を高感度で受信でき、受信特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、通信システム１の構成の一例を示す図である。
【図２】 図２は、通信システム１で使用される主搬送波と反射波の関係を示す図である。
【図３】 図３は、質問器１０の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】 図４は、応答器２０〜２５のブロック図である。
【図５】 図５は、通信システム１をパーソナルコンピュータに応用した場合の構成を示す図である。
【図６】 図６は、質問器１０〜１２及び応答器２０〜２５の各部での信号の状態を示す図である。
【図７】 図７は、各チャンネルの出力を示す概念図である。
【図８】 図８は、質問器１０〜１２の動作のフローチャートである。
【図９】 図９は、応答器２０〜２５の動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 通信システム
１０，１１，１２ 質問器
２０，２１，２２，２３，２４，２５ 応答器
３０ デジタル回路部
３２ 帯域分割フィルタ
３３ 副搬送波復調器
３４ フレーム分割器
４０ アナログ回路部
４１ 発振器
４２ 変調器
４３ 電力増幅器
４５ ＬＮＡ
４６ 主搬送波復調器
４７ アンテナ
５０ デジタル回路部
５１ コントローラ
５２ 副搬送波変調器
５３ 副搬送波発振器
６０ 変復調器
６１ アンテナ
７０ パーソナルコンピュータ
７１ キーボード
７２ マウス
７３ ＰＤＡ
７４ 個人識別装置
７６ 受信アンテナ
７７ 送信アンテナ
Claims (13)
- 質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して応答器のＩＤを含む情報信号によって変調を行った反射波を質問器に返信する、複数の質問器と一つ以上の応答器で構成された通信システムの質問器において、
前記主搬送波として、複数の質問器が共通に用いる共用搬送波又は各質問器毎に用いる専用搬送波を送信する主搬送波送信手段と、
前記反射波を受信する反射波受信手段と、
当該反射波受信手段が受信した反射波を復調する復調手段と、
当該復調手段が復調した信号からデータを検出する検出手段と、
前記主搬送波送信手段による主搬送波の送信前に、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているか否かを検出する他搬送波検出手段と、
当該他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出した場合に、前記主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、各応答器からの反射波を前記反射波受信手段により一括で受信し、当該一括で受信した各応答器からの反射波の中に目的の応答器のＩＤを含んだ反射波があるか否かを判定することにより、目的の応答器からの反射波が受信可能か否かを判定する受信可否判定手段と、
当該受信可否判定手段が、前記主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、目的の応答器からの反射波が受信可能と判定した場合には、前記主搬送波送信手段から主搬送波を送信せずに、前記反射波受信手段により反射波を受信し、目的の応答器からの反射波が受信されなければ前記主搬送波送信手段から前記専用搬送波を送信するように制御し、また、前記他搬送波検出手段が、他の質問器が前記共用搬送波を送信しているのを検出しなかった場合に前記主搬送波送信手段から共用搬送波を送信するように制御する送受信制御手段と
を備えたことを特徴とする通信システムの質問器。 - 前記質問器の主搬送波送信手段が送信する主搬送波は、複数の質問器が同じ周波数を用いる前記共用搬送波と、各質問器毎に異なる周波数を用いる前記専用搬送波とに分かれており、
前記他搬送波検出手段が他の質問器が主搬送波として前記共用搬送波を送信しているのを検出し、且つ、前記目的の応答器からの目的とする応答が得られない場合、前記専用搬送波を前記主搬送波送信手段から送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システムの質問器。 - 前記他搬送波検出手段は、共用搬送波でのみ他の質問器が主搬送波を送信しているか否かを検出することを特徴とする請求項２に記載の通信システムの質問器。
- 前記質問器の主搬送波送信手段が送信する前記共用搬送波の出力は、前記専用搬送波の出力よりも小さいことを特徴とする請求項２又は３に記載の通信システムの質問器。
- 前記共用搬送波での主搬送波の送信時に、所定時間間隔で、どの質問器であるかを識別できる識別情報、或いは共用搬送波であるか専用搬送波であるかを識別できる識別情報の一方或いは両方を前記主搬送波と共に送信する識別情報送信手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の通信システムの質問器。
- 前記主搬送波送信手段からの主搬送波の送信を所定時間間隔で中止する主搬送波送信中止制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の通信システムの質問器。
- 前記質問器から送信された主搬送波を受信し反射するための主搬送波受信反射手段と、
副搬送波を発生させ、どの応答器であるかを識別できる識別情報を含む所定の情報信号により、前記副搬送波を変調する副搬送波変調手段と、
当該副搬送波変調手段により変調された副搬送波で前記主搬送波受信反射手段が受信した主搬送波を反射する際の反射波を変調する主搬送波変調手段と、
前記共用搬送波を受信しているか否かを判断する共用搬送波受信判断手段と、
前記共用搬送波受信判断手段が、前記共用搬送波を受信していると判断した場合に、前記主搬送波変調手段が反射波を変調するように制御する変調反射制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の通信システムの応答器。 - 前記質問器からの当該応答器宛の専用搬送波による質問を受信しているか否かを判断する専用搬送波質問検知手段と、
当該専用搬送波質問検知手段が当該応答器宛の専用搬送波による質問が送信されていないと判断した場合に、前記主搬送波変調手段による変調を所定期間休止するように制御する変調休止制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の通信システムの応答器。 - 前記専用搬送波で通信しようとする場合に、
前記共用搬送波受信判断手段が共用搬送波を受信していると判断した場合は、
前記特定の質問器に対しての専用搬送波での通信の要求を示す通信要求信号を、前記副搬送波変調手段で副搬送波が変調される所定の情報に付加するように制御する通信要求制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の通信システムの応答器。 - 副搬送波の周波数をホッピングさせる周波数ホッピング手段と、副搬送波を所定の情報信号により変調する副搬送波変調手段とで構成される変調副搬送波ホッピング手段と
を備えたことを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の通信システムの応答器。 - 主として共用搬送波を送信する主送信質問器が設けられ、
当該主送信質問器以外の他の質問器は前記主送信質問器に共用搬送波の送出を要求する搬送波送信信号を送り、その後受信動作に入り、前記主送信質問器は搬送波送信信号に基づいて、共用搬送波を送信することを特徴とする請求項２乃至１０の何れかに記載の質問器及び応答器を備えた通信システム。 - 前記主送信質問器は、前記共用搬送波とともに、共用搬送波であること、或いは、主送信質問器であること、を識別するための識別信号を含む所定の情報信号を送信することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
- 指向性の広い送信アンテナと、指向性の狭い受信アンテナとを備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の通信システムの質問器。
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