JP4903677B2 - 信号系列生成回路及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、信号系列生成回路及び通信システムに関し、例えば、物品や個体の識別や認証などのためのユニークな個別データ（ＩＤ）の生成に適用し得るものである。

近年、製造工程の自動化システムや物流システムの効率化が必要とされており、物品の効率的な識別システムが必要とされている。効率的な識別システムとは、（１）物品に付加する識別媒体が安価、（２）周辺環境（ノイズや汚れなど）の影響を受け難い、（３）個別データの識別の仕組みが単純でシステム運用に費用がかからない、などの特徴を持つことにより実現可能となる。

Ｍ系列は、擬似不規則系列の一つで拡散符号通信などに用いられており、シフトレジスタにより発生される確定的信号でありながら、その統計的性質が真の不規則信号に似ている。このようなＭ系列を、物品や個体の識別や認証などのための個別データとして利用することも既になされている（例えば、特許文献１参照）。

物品や個体の識別システムとして、バーコードシステムや無線タグ（ＲＦＩＤ）を利用したシステムがある。例えば、無線タグを利用したシステムにＭ系列を適用した場合には、他の無線タグとの干渉が少ない、一度に複数の無線タグをアクセス可能である、などの利点を有する。
特開２００４−１４３８０６号公報

固体の識別や認証などのための個別データ生成に用いる信号としては、多量の情報をのせられること、および耐雑音性の高いものが要求されている。

例えば、バーコードシステムの場合、バーコードの印字された表面が汚れてしまい、バーコードから読み取った信号に雑音が混入されると、物品や個別の認識が不可能になることも生じる。また、ＲＦＩＤシステムであっても、電磁ノイズの多い場合はもちろんのこと、周辺環境による反射や吸収により電波信号が乱されて識別不能となることは頻繁に起き得る。

Ｍ系列は他の信号系列に比較すると、耐雑音性が高いものであるが、Ｍ系列を適用したとしても、雑音が問題となることがあり、Ｍ系列単独ではのせられる情報量が十分でない場合もある。

因みに、携帯電話に代表される大規模な通信システムであれば、符号長を長くするなど、比較的雑音に強いシステムを構築可能だが、システムが複雑で運用に多大なコストを必要としてしまう。

そのため、システム構成などを複雑にすることなく、多量の情報をのせることができ、耐雑音性に優れた信号系列を生成可能な信号系列生成回路が望まれており、そのような信号系列の生成回路などを適用した通信システムが望まれている。

第１の本発明の信号系列生成回路は、（１）２個ずつを取り出して見た場合に互いにプリファードペアになる複数のＭ系列を生成する複数Ｍ系列生成手段と、（２）生成された複数のＭ系列にそれぞれ、遅延を付与する可変遅延付与手段と、（３）遅延が付与された複数のＭ系列に、排他的論理和演算を施し、演算後の信号系列を出力する加算手段とを備え、排他的論理和演算を施すＭ系列の数が、その次数において、２個ずつを取り出して見た場合に互いにプリファードペアになる最大個数に等しいことを特徴とする。

第２の本発明の通信システムは、第１の本発明の信号系列生成回路と、通信手段を用いて、上記信号系列生成回路で生成した個別データをＩＤとして利用することを特徴とする。

ここで、通信手段として、バーコード及びＲＦＩＤの少なくとも一方を用いることが好ましい。

第３の本発明の通信システムは、無線タグと、第１の本発明の信号系列生成回路と、ＲＦＩＤを利用した通信手段を用いて、上記信号系列生成回路で用いる遅延データをＩＤとして利用することを特徴とする。

本発明によれば、システム構成などを複雑にすることなく、多量の情報をのせることができ、耐雑音性に優れた信号系列を生成することができる。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による信号系列生成回路を、無線タグの個別データ書込装置に適用した一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、無線タグの個別データ書込装置の構成を示すブロック図であり、図２は、実施形態に係る信号系列生成回路の構成を示すブロック図である。図１において、無線タグの個別データ書込装置１は、管理番号／遅延用データ変換部２、実施形態に係る信号系列生成回路３、個別データ書込部４、データ対応付け記憶部５、及び、制御部６を有する。

管理番号／遅延用データ変換部２は、個別データが記憶されていない白紙の無線タグが新たに書込み対象となったときに、制御部６から与えられた管理番号を、後述する遅延用データ群Ｒ０〜Ｒｒに変換して信号系列生成回路３に与えるものである。

信号系列生成回路３は、ハードウェア的に構成されていても良く、また、信号系列生成プログラムをＣＰＵが実行することにより機能が実現されるソフトウェア的に構成されたものであっても良く、いずれで実現されたとしても、機能的には図２に示すような詳細構成を有する。なお、詳細構成については後述する。信号系列生成回路３は、後述する詳細構成と、管理番号／遅延用データ変換部２から与えられた遅延用データ群とによって定まる個別データを生成するものである。

個別データ書込部４は、例えば、白紙の無線タグを当初はロット単位分だけ貯蔵している第１貯蔵部や、この第１貯蔵部から１枚の無線タグを繰り出して書込み位置にセットする繰り出し機構部や、書込み位置にセットされた白紙の無線タグに信号系列生成回路３から出力された個別データを書き込む書込み実行部や、個別データが書き込まれた無線タグを貯蔵する第２貯蔵部や、個別データが書き込まれた無線タグを書込み位置から第２貯蔵部へ移動させる移動機構部等を備え、白紙の無線タグに、個別データを書き込むものである。

データ対応付け記憶部５は、遅延用データ群（又は管理番号）と、生成された個別データとを対応付けて記憶するものである。この記憶された対応付けデータは、製造工程の自動化システムや物流システムなどの、無線タグからのデータを処理するデータ処理システムによって、識別用又は認証用として利用されるものである。なお、生成された個別データをＩＤとして利用するシステムであっても良く、また、遅延用データ群（又は管理番号）をＩＤとして利用するシステムであっても良い。

制御部６は、当該個別データ書込装置１の全体を制御し、上述したように、白紙の無線タグに個別データを書き込むようにさせるものである。

実施形態の信号系列生成回路３は、図２に示すように、ｒ＋１個のＭ系列生成部１０−０〜１０−ｒと、全てのＭ系列生成部１０−０〜１０−ｒからのＭ系列の排他的論理和（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ ＯＲ）をとる、加算手段である排他的論理和回路１１とを有する。

各Ｍ系列生成部１０−０〜１０−ｒはそれぞれ、複数Ｍ系列生成手段であるＭ系列生成本体２０−０〜２０−ｒと、可変遅延付与手段である可変遅延器２１−０〜２１−ｒとでなる。

Ｍ系列生成本体２０−０〜２０−ｒはそれぞれ、次数ｎの異なる特性多項式ｆ_０（ｘ）〜ｆ_ｒ（ｘ）に従うＭ系列を発生するものであり、ｎ段のシフトレジスタＳＲ０〜ＳＲｒと、特性多項式によって定まる段の出力の排他的論理和をとる１又は複数の排他的論理和回路ＥｘＯＲ０１〜ＥｘＯＲｒ１とでなる周知の構成を有する。

この実施形態の場合、Ｍ系列生成本体２０−０〜２０−ｒが発生するｒ＋１個のＭ系列は、その任意の２個ずつが全て、プリファードペア（ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ ｐａｉｒ）の関係になっている。ここで、Ｍ系列について、同じ次数のＭ系列で異なる特性多項式をもつＭ系列との相互相関関数の最大値が最少になるＭ系列のペアは、プリファードペアと呼ばれている。なお、プリファードペアについては、例えば、文献Ａ「Ｄ．Ｖ．Ｓａｒｗａｔｅ ａｎｄ Ｍ．Ｂ．Ｐｕｒｓｌｅｙ，“Ｃｒｏｓｓｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｅｓ”，ＰＲＯＣ．ＩＥＥＥ，Ｖｏｌ．６８，Ｎｏ．５，ｐｐ．５９３−６１９，１９８０．」に記載されている。

可変遅延器２１−０〜２１−ｒはそれぞれ、対応するＭ系列生成本体２０−０〜２０−ｒが生成したＭ系列を指示された分だけ遅延させて、排他的論理和回路１１に与えるものである。可変遅延器２１−０〜２１−ｒにおける遅延量は必ずしも同一ではなく、これら遅延量の組み合わせが、当該信号系列生成回路３が生成する個別データのユニーク性を規定する１つのパラメータとなっている。

この実施形態の場合、Ｍ系列の周期２^ｎ−１より短い任意の遅延量を簡単な構成で与えることができるように、可変遅延器２１−０〜２１−ｒはそれぞれ、対応するＭ系列生成本体２０−０〜２０−ｒにおけるシフトレジスタＳＲ０〜ＳＲｒの各段の値にそれぞれ、設定された値を乗算する乗算器群Ｄ０〜Ｄｒと、対応する乗算器群Ｄ０〜Ｄｒの出力の排他的論理和をとる排他的論理和回路ＥｘＯＲ０２〜ＥｘＯＲｒ２とでなる。

各乗算器群Ｄ０〜Ｄｒに設定されるｎ個のデータは、管理番号／遅延用データ変換部２から与えられた遅延用データＲ０〜Ｒｒである。例えば、乗算器群Ｄ０には、遅延用データＲ０｛ｒ_０，０，…，ｒ_{０，ｎ−１}｝が設定される。

（Ａ−２）遅れたＭ系列を得る方法
次に、可変遅延器２１−０〜２１−ｒを、図２に示すような演算構成によって実現できることを、図３に示すＭ系列生成本体及び可変遅延器のモデルを用いて説明する。

Ｍ系列は、ｎ段のシフトレジスタＳＲのある初期状態が与えられれば、それから後の全ての状態が定まるから、任意の遅延量ｄだけ遅れたＭ系列ｘ^ｄは、シフトレジスタＳＲの各段の内容ｘ_０、…、ｘ_ｎ−１の（１）式で表される線形結合で与えられることが分かる。

ｘ^ｄ＝ｒ_０ｘ_０＋ｒ_１ｘ_１＋ｒ_２ｘ_２＋…＋ｒ_ｎ−１ｘ_ｎ−１ …（１）
係数ｒ_ｉ（ｉは０〜（ｎ−１））は「０」又は「１」をとり、係数ｒ_ｉが分かれば、シフトレジスタＳＲのどの段の出力を加算すれば良いかが分かる。

遅延量ｄは、Ｍ系列の１周期２^ｎ−１より短い範囲の値をとることができ、シフトレジスタＳＲの段数ｎより小さい値をとることも、段数ｎ以上をとることもあり得る。

遅延量ｄがシフトレジスタＳＲの段数ｎより小さいときは、シフトレジスタＳＲの遅延量ｄに応じた段ｊから、遅延したＭ系列を取り出すことができる。この場合は、その段ｊの内容ｘ_ｊに対する係数ｒ_ｊだけを「１」とし、他の段の内容に対する係数を全て「０」とすれば良い。

遅延量ｄがシフトレジスタＳＲの段数ｎ以上の場合を検討する。遅延されたＭ系列ｘ^ｄをＭ系列生成本体に係る特性多項式ｆ（ｘ）で割ったとした場合、次の（２）式が成立する。（２）式において、Ｑ（ｘ）は商、Ｒ（ｘ）は剰余の多項式である。

ｘ^ｄ＝Ｑ（ｘ）ｆ（ｘ）＋Ｒ（ｘ） …（２）
（２）式の右辺に着目する。ここで、剰余多項式Ｒ（ｘ）の次数はｎより小さく、Ｑ（ｘ）ｆ（ｘ）における、剰余多項式Ｒ（ｘ）に委ねている次数部分は０である。ここで、（１）式の右辺と同様な次数を考慮すると、（２）式は、（３）式のように書くことができる。

ｘ^ｄ＝Ｒ（ｘ） …（３）
（１）式と（３）式との比較から、剰余多項式Ｒ（ｘ）の係数が、遅延量ｄだけ遅れたＭ系列ｘ^ｄを形成させるための、ｒ_０〜ｒ_ｎ−１になっている。すなわち、遅延量ｄだけ遅れたＭ系列ｘ^ｄを形成させるためには、ｘ^ｄを特性多項式ｆ（ｘ）で割って得られた剰余多項式Ｒ（ｘ）の係数を取り出せば良い。

（Ａ−３）無線タグの個別データ書込装置の動作
次に、無線タグの個別データ書込装置の動作を説明する。

制御部６は、新たな白紙の無線タグが書込み対象となったときには、信号系列生成回路３の全てのシフトレジスタＳＲ０〜ＳＲｒに初期値を設定させると共に、書込み対象の無線タグに関する管理番号を管理番号／遅延用データ変換部２に与える。管理番号／遅延用データ変換部２は、管理番号を遅延用データ群Ｒ０〜Ｒｒに変換し、信号系列生成回路３の乗算器群Ｄ０〜Ｄｒに設定させる。

このような初期化処理が終了すると、制御部６は、信号系列生成回路３に対して、クロックに基づいた動作を起動させる。

Ｍ系列生成部１０−０のＭ系列生成本体２０−０は、クロック毎に、シフトレジスタＳＲ０の段の内容を書き換える。可変遅延器２１−０の乗算器群Ｄ０は、シフトレジスタＳＲ０の段の内容に対し、設定された遅延用データ群Ｒ０の値を乗算し、乗算結果が、排他的論理和回路ＥｘＯＲ０２によって加算（排他的論理和）され、遅延用データ群Ｒ０の値に応じた遅延量だけ遅延されたＭ系列ａ_０（ｊ＋ｄ_０）として出力される。

他のＭ系列生成部１０−１〜１０−ｒも同様に動作し、遅延されたＭ系列ａ_１（ｊ＋ｄ_１）〜ａ_ｒ（ｊ＋ｄ_ｒ）を出力する。

排他的論理和回路１１は、全てのＭ系列生成部１０−０〜１０−ｒからの遅延されたＭ系列ａ_０（ｊ＋ｄ_０）〜ａ_ｒ（ｊ＋ｄ_ｒ）を加算（排他的論理和）して個別データとして出力する。

出力された個別データは、個別データ書込部４によって、書込み対象の無線タグに書き込まれる。また、データ対応付け記憶部５によって、遅延用データ群（又は管理番号）と、生成された個別データとが対応付けて記憶される。

（Ａ−４）信号生成の考え方
Ｍ系列については、同じ次数のＭ系列で、異なる特性多項式をもつＭ系列との相互相関関数の最大値が最小になるＭ系列のペアは、上述のように、プリファードペアと呼ばれている。互いにプリファードペアになるＭ系列の個数の最大値Ｈは、図４に示すようになることが分かっている（上記文献Ａ参照）。しかし、具体的にどのペアがプリファードペアになるかということは示されていない。

この実施形態は、互いにプリファードペアになるＭ系列を組み合わせて発生させた系列は、互いに相関の小さい系列になることに着目したものである。

図４において、仮に、互いにプリファードペアになる集合の最大のもの（要素数はＨ）を全て信号発生に用いるとすると、ｎ×Ｈが大きいほど沢山の情報を送ることができる。互いにプリファードペアになる集合要素の最大値がＨとなる組み合わせがｒ個あったとすると、送ることのできる情報は、合計ｒ×２^ｎ×Ｈ個となる。

この実施形態は、２つのＭ系列を用いるＧｏｌｄ系列や、３つのＭ系列を用いるＫａｓａｍｉ系列などとは異なり、互いにプリファードペアになるＨ個のＭ系列の全て又はその大半を用いて、そのそれぞれに遅延を与えた後、加算することにより、入れる情報の型を大きくした干渉の少ない信号系列の発生法である。

図４によると、Ｍ系列の次数ｎと、プリファードペアになる個数の最大値Ｈとの積が大きいほど、載せられる情報は大きくなるので、次数ｎとして７と１１を例に選んで信号の発生法を説明する。

次数７については、特性多項式の総数が１８であることが分かっているから、この中から６個（最大値Ｈ）選んで、その中のいずれのペアもプリファードペアになる組み合わせを探索した結果、図５に示される１８組のＭ系列を見出した。

なお、図５における特性多項式を規定する値は８進表示であり、以下のようなことを表している。次数は７ではないが、特性多項式ｆ（ｘ）＝１＋ｘ^４＋ｘ^５＋ｘ^６＋ｘ^８の場合を例とする。この場合に、各べき乗の係数を０、１で表し、係数だけを取り出して表現すると、特性多項式ｆ（ｘ）を、ｆ（ｘ）＝１０００１１１０１（２進数）のように表現することができる。このような２進表示を８進表示すると、特性多項式ｆ（ｘ）を、ｆ（ｘ）＝４３５（８進数）のように表現することができる。図５は、このような８進表示を適用している。

図５の１８組中の１組を選択し、その１組の６個の特性多項式ｆ_０（ｘ）〜ｆ_５（ｘ）に従うように、図２の信号系列生成回路３を形成するｒ＋１個（＝Ｈ個＝６個）の７次のＭ系列生成部１０−０〜１０−ｒを形成する。また、遅延用データ群Ｒ０〜Ｒｒも、選択した組の６個の特性多項式ｆ_０（ｘ）〜ｆ_５（ｘ）を利用して得る。

７次のＭ系列を用いる場合の信号の生成は、Ｍ系列生成部１０−０〜１０−ｒの個数が６個であるので、（４）式のようになる。

１１次のＭ系列については、そのいずれをとってもプリファードペアになる集合要素の最大数Ｈは４個であることが分かっている。１１次の特性多項式の総数は１７６個あり、その中から４個選んで、どのベアもプリファードペアになる組合わせは、探索の結果、図６〜図１３に示すように、合計３３６組あることを見出した。図６〜図１３における特性多項式は８進表示である。

図６〜図１３の３３６組中の１組を選択し、その１組の４個の特性多項式ｆ_０（ｘ）〜ｆ_３（ｘ）に従うように、図１の信号系列生成回路３を形成するｒ＋１個（＝Ｈ個＝４個）の１１次のＭ系列生成部１０−０〜１０−ｒを形成する。また、遅延用データ群Ｒ０〜Ｒｒも、選択した組の４個の特性多項式ｆ_０（ｘ）〜ｆ_３（ｘ）を利用して得る。

１１次のＭ系列を用いる場合の信号の生成は、Ｍ系列生成部１０−０〜１０−ｒの個数が４個であるので、（５）式のようになる。

（Ａ−５）実施形態の効果
上記実施形態は、発生が容易なＭ系列を用いて、互いにプリファードペアになるＨ個（例えば、７次の場合、Ｈ＝６、１１次の場合、Ｈ＝４）のＭ系列に、それぞれ遅延を加えた後、排他的論理和によって加算し、出力する信号系列（個別データ）を得るようにしたので、互いに相互相関が小さく、干渉も少ない多量の情報量を載せることができる耐雑音性の良い信号系列を生成することができる。

載せられる情報量としては、例えば、７次のＭ系列（系列長１２７）を用いる場合、１８×２^４２個、１１次の場合（系列長２０４７）、３３６×２^４４個の情報量になり、極めて多量の情報量を載せることができる。

しかも、この系列は異なる情報を持つほかの系列とは相関が小さく、かつ耐雑音特性も優れているため、上記実施形態のような無線タグ等を利用した物品や個体の識別又は認証システムなどに応用すると極めて大きな効果をもたらすことができる。

以下、上記実施形態の効果を確認した、複数のシミュレーションの結果について説明する。

図１４（Ａ）は、７次のＭ系列の各々に、図１４（Ｂ）に示すような遅延を与えて発生した信号系列Ｃ_ｋ（ｊ）の自己相関関数φ_ｋｋ（ｉ）を示している。原点ｉ＝０における自己相関関数φ_ｋｋ（０）が１２７と最も大きく、次に大きい自己相関関数φ_ｋｋ（ｉ）がｉ＝２のときの２３であった。これにより、無線タグに記憶された個別データと、同じ系列との相関を求めることにより、個別データを認識できることが分かる。

図１５（Ａ）は、７次の２つのＭ系列の各々に、図１５（Ｂ）に示すような遅延を与えて発生した２つの信号系列Ｃ_ｋ１（ｊ）及びＣ_ｋ２（ｊ）の相互相関関数φ_１２（ｉ）を示している。ｉ＝１２３における相互相関関数φ_１２（ｉ）が３１と最も大きく、この最大値でも、自己相関関数φ_ｋｋ（ｉ）の最大値１２７より十分に小さくなっている。

すなわち、２つの信号系列Ｃ_ｋ１（ｊ）及びＣ_ｋ２（ｊ）は、相互相関処理によって同一のものを取り出すことができ、他の信号系列と干渉していないことが分かる。

図１６（Ａ）は、７次のＭ系列の各々に、図１６（Ｂ）に示すような遅延を与えて発生した信号系列Ｃ_ｋ（ｊ）と、その信号系列Ｃ_ｋ（ｊ）に７０％の雑音を混入したものとの相互相関関数φ_１２（ｉ）を示している。原点ｉ＝０における相互相関関数φ_１２（０）が４１と最も大きく、次に大きい相互相関関数φ_１２（ｉ）がｉ＝７８のときの２５であった。これにより、７次では、少なくとも７０％までの雑音に耐えられることが分かる。

図１７は、８個の異なる信号系列Ｃ_ｋ１（ｊ）〜Ｃ_ｋ８（ｊ）を加算した信号と、８個中の１個の信号系列Ｃ_ｋ１（ｊ）との相互相関関数φ_１２（ｉ）を示している。原点ｉ＝０における相互相関関数φ_１２（０）が１５と最も大きく、次に大きい相互相関関数φ_１２（ｉ）がｉ＝４１のときの１１であった。これにより、７次の場合には、８個の無線タグの同時読取がある程度はできることが分かる。因みに、他のシミュレーションによって、７次の場合には、５個の無線タグの同時読取には十分対応できることが分かっている。

図１８（Ａ）は、１１次のＭ系列の各々に、図１８（Ｂ）に示すような遅延を与えて発生した信号系列Ｃ_ｋ（ｊ）の自己相関関数φ_ｋｋ（ｉ）を示している。原点ｉ＝０における自己相関関数φ_ｋｋ（０）が２０４７と最も大きく、次に大きい自己相関関数φ_ｋｋ（ｉ）がｉ＝１５３のときの１４５であった。これにより、無線タグに記憶された個別データと、同じ系列との相関を求めることにより、個別データを認識できることが分かる。

図１９（Ａ）は、１１次の２つのＭ系列の各々に、図１９（Ｂ）に示すような遅延を与えて発生した２つの信号系列Ｃ_ｋ１（ｊ）及びＣ_ｋ２（ｊ）の相互相関関数φ_１２（ｉ）を示している。ｉ＝１１２０における相互相関関数φ_１２（ｉ）が１５９と最も大きく、この最大値でも、自己相関関数φ_ｋｋ（ｉ）の最大値２０４７より十分に小さくなっている。

すなわち、１１次でも、２つの信号系列Ｃ_ｋ１（ｊ）及びＣ_ｋ２（ｊ）は、相互相関処理によって同一のものを取り出すことができ、他の信号系列と干渉していないことが分かる。

図２０（Ａ）は、１１次のＭ系列の各々に、図２０（Ｂ）に示すような遅延を与えて発生した信号系列Ｃ_ｋ（ｊ）と、その信号系列Ｃ_ｋ（ｊ）に９０％の雑音を混入したものとの相互相関関数φ_１２（ｉ）を示している。原点ｉ＝０における相互相関関数φ_１２（０）が２８５と最も大きく、次に大きい相互相関関数φ_１２（ｉ）がｉ＝１２０３のときの１５７であった。これにより、１１次では、少なくとも９０％までの雑音に耐えられることが分かる。

図２１は、６０個の異なる信号系列Ｃ_ｋ１（ｊ）〜Ｃ_ｋ６０（ｊ）を加算した信号と、６０個中の１個の信号系列Ｃ_ｋ１（ｊ）との相互相関関数φ_１２（ｉ）を示している。原点ｉ＝０における相互相関関数φ_１２（０）が４０と最も大きく、次に大きい相互相関関数φ_１２（ｉ）がｉ＝１９６６のときの２０であった。これにより、１１次の場合には、６０個程度の無線タグの同時読取にも対応できることが分かる。

（Ｂ）他の実施形態
上記では、本発明の信号系列生成回路を、無線タグの個別データ書込装置に適用したものを示したが、本発明の信号系列生成回路の用途はこれに限定されるものではない。例えば、認証側の装置に、本発明の信号系列生成回路を適用することができる。例えば、遅延データ群でなるパスワード又はＩＤをキーボードなどから入力させ、その入力された遅延データ群で生成させた信号系列と、無線タグから読み取った信号系列との照合によって、認証や識別を行うようにしても良い。また例えば、バーコードとして記述するための信号系列を、本発明の信号系列生成回路によって生成するようにしても良い。

また、上記実施形態では、生成されたＭ系列を遅延させる構成が、乗算器群と排他的論理和とでなるものを示したが、他の可変遅延構成を適用するようにしても良い。例えば、遅延量の範囲が狭いものであれば、遅延用のシフトレジスタと、その遅延用のシフトレジスタの任意の段の出力を取り出す構成を、可変遅延構成とするようにしても良い。

さらに、上記実施形態では、互いにプリファードペアになる最大個数（Ｈ）分のＭ系列を発生させ、遅延を付与して加算するものを示したが、Ｍ系列の発生数を、最大個数（Ｈ）より少なくするようにしても良く、また、発生数そのものも可変できるようにしても良い。

本発明の信号系列生成回路は、通信システムに適用可能であり、本発明の信号系列生成回路を適用した通信システムは、本発明の通信システムとなる。

本発明の通信システムの第１の実施形態としては、本発明の信号系列生成回路と、信号系列生成回路で生成した個別データをＩＤとして利用して、通信手段を用いるものがある。通信手段としては、バーコードやＲＦＩＤを用いるものであることが好ましく、具体的には、２次元バーコードや３次元バーコード、電波を利用したＲＦＩＤリーダライタなどを利用することが挙げられる。

バーコードを用いる場合、信号系列生成回路で生成した個別データＣ_ｋ（ｊ）をバーコードとしてラベル等に印字して、その後、必要なときにバーコードリーダを用いてバーコードから個別データを読み取る。予めリーダあるいはリーダから接続されているパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に、各信号の相互相関係数を演算して識別する識別手段を設けておき、リーダで読み取った個別データを識別手段を用いて識別する。

ＲＦＩＤを用いる場合、信号生成回路で生成した個別データＣ_ｋ（ｊ）をＲＦＩＤリーダライタを用いて無線タグに入力して、その後必要なときに、ＲＦＩＤリーダライタを用いて無線タグから個別データを読み取る。予めリーダあるいはリーダから接続されているパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に、各信号の相互相関係数を演算して識別する識別手段を設けておき、リーダで読み取った個別データを識別手段を用いて識別する。

本発明の通信システムの第２の実施形態としては、無線タグと、本発明の信号系列生成回路と、信号系列生成回路で用いる遅延データをＩＤとして利用して、ＲＦＩＤを利用した通信手段を用いるものがある。予め無線タグ（ＲＦＩＤタグ）に信号系列生成回路を設けておき、各々の無線タグに別々の遅延データを入力しておく。各無線タグでは、与えられた遅延データから信号系列生成回路を用いて個別データが生成され、その後必要なときに、ＲＦＩＤリーダライタを用いて無線タグから個別データを読み取る。予めリーダあるいはリーダから接続されているパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に、各信号の相互相関係数を演算して識別する識別手段を設けておき、リーダで読み取った個別データを識別手段を用いて遅延データに変換して、個々の無線タグを識別する。

本発明で用いるＲＦＩＤの電波としては、特に限定されるものではないが、周波数が１００ＫＨｚ〜３ＭＨｚのＬＦ帯、３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚのＨＦ帯、３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚのＶＨＦ帯、３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚのＵＨＦ帯など広く用いることができる。

本発明で用いる無線タグとしては、特に限定されるものではないが、電池を内蔵し自ら電波を発信するものや外部の電波を利用してデータのやり取りをするものなどを用いることができる。さらには、電磁誘導を利用したものや、放射電磁界を利用したものなどを用いることができる。無線タグにおける電気回路（アンテナ回路）としては、コイル状やダイポール型などを挙げることができる。

実施形態に係る信号系列生成回路を適用した、無線タグの個別データ書込装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る信号系列生成回路の構成を示すブロック図である。 実施形態における遅れたＭ系列を得る方法を説明するためのＭ系列生成本体及び可変遅延器のモデルを示すブロック図である。 Ｍ系列の次数と、互いにプリファードペアになるＭ系列の最大個数との関係を示す説明図である。 次数７のＭ系列で、互いにプリファードペアになる最大個数のＭ系列の特性多項式を示す説明図である。 次数１１のＭ系列で、互いにプリファードペアになる最大個数のＭ系列の特性多項式を示す説明図（１）である。 次数１１のＭ系列で、互いにプリファードペアになる最大個数のＭ系列の特性多項式を示す説明図（２）である。 次数１１のＭ系列で、互いにプリファードペアになる最大個数のＭ系列の特性多項式を示す説明図（３）である。 次数１１のＭ系列で、互いにプリファードペアになる最大個数のＭ系列の特性多項式を示す説明図（４）である。 次数１１のＭ系列で、互いにプリファードペアになる最大個数のＭ系列の特性多項式を示す説明図（５）である。 次数１１のＭ系列で、互いにプリファードペアになる最大個数のＭ系列の特性多項式を示す説明図（６）である。 次数１１のＭ系列で、互いにプリファードペアになる最大個数のＭ系列の特性多項式を示す説明図（７）である。 次数１１のＭ系列で、互いにプリファードペアになる最大個数のＭ系列の特性多項式を示す説明図（８）である。 実施形態に係る信号系列生成回路の効果の説明図（１）である。 実施形態に係る信号系列生成回路の効果の説明図（２）である。 実施形態に係る信号系列生成回路の効果の説明図（３）である。 実施形態に係る信号系列生成回路の効果の説明図（４）である。 実施形態に係る信号系列生成回路の効果の説明図（５）である。 実施形態に係る信号系列生成回路の効果の説明図（６）である。 実施形態に係る信号系列生成回路の効果の説明図（７）である。 実施形態に係る信号系列生成回路の効果の説明図（８）である。

符号の説明

３…信号系列生成回路、１０−０〜１０−ｒ…Ｍ系列生成部、１１…排他的論理和回路、２０−０〜２０−ｒ…Ｍ系列生成本体、２１−０〜２１−ｒ…可変遅延器。

Claims (3)

1. ２個ずつを取り出して見た場合に互いにプリファードペアになる複数のＭ系列を生成する複数Ｍ系列生成手段と、
   生成された複数のＭ系列にそれぞれ、遅延を付与する可変遅延付与手段と、
   遅延が付与された複数のＭ系列に、排他的論理和演算を施し、演算後の信号系列を出力する加算手段とを備え、
   上記排他的論理和演算を施すＭ系列の数が、その次数において、２個ずつを取り出して見た場合に互いにプリファードペアになる最大個数に等しいことを特徴とする信号系列生成回路。
2. 請求項１に記載の信号系列生成回路と、通信手段を用いて、
   上記信号系列生成回路で生成した個別データをＩＤとして利用することを特徴とする通信システム。
3. 無線タグと、請求項１に記載の信号系列生成回路と、ＲＦＩＤを利用した通信手段を用いて、上記信号系列生成回路で用いる遅延データをＩＤとして利用することを特徴とする通信システム。

Images