JP5207898B2

JP5207898B2 - 制御装置、無線タグシステムおよび無線タグ制御方法

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Publication number: JP5207898B2
Application number: JP2008244499A
Authority: JP
Inventors: 晃平水野; 雅史清水
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: JP2010081063A

Description

本発明は、例えば、ＨＦ帯を用いた制御装置、無線タグシステムおよび無線タグ制御方法に関する。

現在、ＨＦ（High Frequency）帯を用いた無線タグシステムにおいて、ＨＦリーダ（送信機能付）から制御信号を送信して、ＨＦ帯を受信可能な無線タグを制御する場合に、ＨＦ帯では通信距離が短いため、無線タグ内に受信信号（制御信号）を増幅するアンプを内蔵することによって、通信距離を伸ばす技術が存在する。

また、ＨＦ帯を用いた無線タグシステムにおいて、ＨＦリーダからの距離がばらばらである広範囲に位置する無線タグを制御する場合には、以下の対策がなされる可能性がある。
（１）ＨＦリーダを多数設置する。
または、
（２）ＨＦリーダによる制御信号の送信レベルが制御できる場合、制御対象である無線タグまでの距離を把握した後に、当該距離に到達する送信レベルにて所望の制御信号を送信する。

なお、ＨＦリーダが無線タグまでの距離を把握する方法は、例えば、無線タグがＨＦリーダから受信した制御信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）を測定し、ＨＦリーダにＲＳＳＩ値を送信し、無線タグから送信されたＲＳＳＩ値に基づいてＨＦリーダが当該無線タグまでの距離を算出するという方法が考えられる（特許文献１参照）。なお、特許文献１には、ＲＳＳＩを用いて、無線通信端末の存在位置を推定する技術が開示されている。
特許第３８２９７８４号公報

しかしながら、上記（１）に関しては、ＨＦリーダを多数設置する必要があるためコストが増大するという問題がある。上記（２）に関しては、ＨＦリーダを多数設置する必要はないものの、無線タグまでの距離を把握する機能が必要となるためＨＦリーダの制御が複雑化するという問題がある。また、無線タグの移動を想定する場合、移動中の無線タグまでの距離を予測する機能も必要となるため、ＨＦリーダの制御が一層複雑化するという問題がある。更に、消費電力削減のため、間欠動作する無線タグを想定する場合、無線タグ毎の間欠動作による送受信タイミングを調整する機能も必要となるため、ＨＦリーダの制御が一層複雑化するという問題がある。

また、ＨＦ帯を用いた無線タグシステムにおいて、例えば、ＩＳＯ１５６９３−２を用いた場合、ＨＦリーダから無線タグへの信号は、符号化方式が２５６値ＰＰＭ、変調方式が変調度１００％のＡＳＫ、または、符号化方式が４値ＰＰＭ、変調方式が変調度１０％のＡＳＫを用いることが規定されている。変調度１００％のＡＳＫを用いた場合、周波数スペクトラムが拡がるため、電波法の規定によるスペクトラムマスク以下に収めるため、送信電力を例えば１００ｍＷ程度に下げる必要がある。従って、制御信号の到達距離が短くなるため、遠距離に位置する無線タグを制御できなくなる場合がある。なお、電波法の規定によるスペクトラムマスク（１３．５６Ｍｈｚの場合）を図１０に示す。

一方、変調度が１０％のＡＳＫを用いた場合、周波数スペクトラムが狭くなるため、送信電力を例えば４Ｗ程度にまで上げることもできる。従って、送信電力を例えば４Ｗ程度にまで上げた場合、比較的遠距離に位置する無線タグを制御できるようになるが、ＨＦリーダの近傍の無線タグを制御できなくなる場合がある。ＨＦリーダの近傍の無線タグにとっては、信号の受信レベルが高すぎるため、変調波をＣＷ（Continuous Wave）と誤認し、制御信号を読み取ることができなくなるからである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コストを抑えつつ、広い範囲に位置する無線タグを制御する技術を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、無線タグとの距離に応じて送信電力とＡＳＫ変調における変調度とを前記変調度と前記送信電力との関係が逆相関の関係を有するように予め設定された複数の組み合わせを順に用いて、前記無線タグを制御する制御信号を前記変調度でＡＳＫ変調して、前記変調度と組み合わされた前記送信電力で送信することを特徴とする制御装置である。

上記制御装置は、変調度を時間的に変化させて制御信号を変調する変調部と、送信電力を時間的に変化させて変調部によって変調された制御信号を送信する送信部とを備えるようにしてもよい。
上記制御装置は、前記送信電力を増加させる場合、送信する信号における送信電力の全てのピークレベルが、前記送信電力を増加させる前の信号における最大のピークレベル以上になる変調度を新たな送信電力に応じて選択し、前記送信電力を減少させる場合、送信する信号における送信電力の全てのピークレベルが、前記送信電力を減少させる前の信号における最小のピークレベル以下になる変調度を新たな送信電力に応じて選択する制御部を更に備えるようにしてもよい。

上記制御装置において、時間的に変化させる変調度の各値および時間的に変化させる送信電力の各値は、無線タグとの距離に応じて予め設定した設定値であってもよい。

上記制御装置において、変調度の各設定値および送信電力の各設定値は、制御信号の受信レベルと所定のスペクトルマスク幅とに基づいて設定されたものであってもよい。

上記制御装置において、制御信号の内容は、無線タグとの距離に応じて異なるものであってもよい。

上記問題を解決するために、本発明の他の態様は、無線タグと、前記無線タグを制御する制御装置とを備える無線タグシステムであって、前記制御装置は、前記無線タグとの距離に応じて送信電力とＡＳＫ変調における変調度とを前記変調度と前記送信電力との関係が逆相関の関係を有するように予め設定された複数の組み合わせを順に用いて、前記無線タグを制御する制御信号を前記変調度でＡＳＫ変調して、前記変調度と組み合わされた前記送信電力で送信し、前記無線タグは、前記変調度および前記送信電力の異なる複数の前記制御信号のうち、一の変調度および送信電力によって送信された前記制御信号をＡＳＫ復調して動作することを特徴とする。

上記問題を解決するために、本発明の他の態様は、無線タグと、前記無線タグを制御する制御装置とを備える無線タグシステムにおける無線タグ制御方法であって、前記無線タグとの距離に応じて送信電力とＡＳＫ変調における変調度とを前記変調度と前記送信電力との関係が逆相関の関係を有するように予め設定された複数の組み合わせから順に一の組み合わせを選択するステップと、前記無線タグを制御する制御信号を、選択した組み合わせの前記変調度でＡＳＫ変調する変調ステップと、前記変調ステップによって変調された制御信号を、選択した組み合わせの前記送信電力で送信するステップとを有することを特徴とする。

上記問題を解決するために、本発明の他の態様は、無線タグを制御する制御装置であって、前記無線タグとの距離に応じて送信電力とＡＳＫ変調における変調度とを前記変調度と前記送信電力との関係が逆相関の関係を有するように予め設定された複数の組み合わせから順に一の組み合わせを選択する制御部と、前記無線タグとの距離に応じて内容の異なる複数の制御信号を、選択した組み合わせの前記変調度でＡＳＫ変調する変調部と、前記変調部によって変調された前記制御信号を、選択した組み合わせの前記送信電力によって送信する送信部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、制御装置（ＨＦリーダ）は、変調度および送信電力の異なる制御信号を送信するので、様々な距離に位置する無線タグを制御することができる。このため、従来の制御装置を用いる場合に必要となる台数に比べて少ない台数で、広範囲に位置する無線タグを制御することができるようになる。従って、広範囲に位置する無線タグを制御しようとする場合のコスト（初期コスト、維持コスト、廃棄コスト）を抑えることができるようになる。

また、制御装置の制御を然程複雑化させることなく、広い範囲に位置する無線タグを制御することができるようになる。即ち、無線タグまでの距離を把握する制御に比べてより簡便に、広い範囲に位置する無線タグを制御することができるようになる。更に、無線タグの移動を想定する場合、又は、間欠動作する無線タグを想定する場合において、より一層複雑な制御（移動中の無線タグまでの距離を予測する制御、又は、無線タグ毎の間欠動作による送受信タイミングを調整する制御）を実装することなく、移動中の無線タグ、又は、間欠動作する無線タグを制御することができるようになる。結果、制御装置の処理が然程複雑化しないため、無線タグへのコマンド送信完了までの時間を他の方法による場合に比べて短縮させることができるようになる。

また、制御装置は、所望の制御信号として、例えば、遠距離に位置する無線タグをターゲットとして遠距離用のコマンド（例えばwakeup）を送信し、中距離に位置する無線タグをターゲットとして中距離用のコマンド（例えば受信間隔時間短縮）を送信し、近距離（例えば制御装置の近傍）に位置する無線タグをターゲットとして近距離用のコマンド（例えばゲートＩＤ通知）を送信する場合、遠距離用のコマンド、中距離用のコマンド、近距離用のコマンドを一斉に送信（厳密には、非常に短い周期で各コマンドを繰り返し送信）すれば、各距離に点在する無線タグを、各無線タグまでの距離を把握することなく、同時に制御することができるようになる。

また、現行システム（広い範囲に位置する無線タグを制御できない無線タグシステム）から、次期システム（広い範囲に位置する無線タグを制御できる無線タグシステム）に移行するような場合に、無線タグ側にも変更がある場合（例えば、無線タグにＲＳＳＩを測定する機能を追加する場合）に比べ、早期に次期システムを稼動させることができる。本発明によれば、無線タグ側に変更が及ばないため、現行の無線タグを活かせるからである。また、現行の無線タグを活かせるため、無線タグ側にも変更が及ぶ場合の無線タグ側の変更（開発）コストを節約することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るＨＦ送信機１０を含む無線タグシステム１の概略図である。無線タグシステム１は、図１に示すように、ＨＦ送信機１０（本願の制御装置に相当する）、無線タグ３０、ＵＨＦ送受信機２０（ＵＨＦリーダ）から構成される。

ＨＦ送信機１０は、無線タグ３０を制御する制御信号をＡＳＫ変調しＨＦ帯で送信する装置であって、変調度および送信電力を時間的に変化させて制御信号を送信する。換言すれば、ＨＦ送信機１０は、時間的に異なる変調度、および、時間的に異なる送信電力によって制御信号を送信する。例えば、ＨＦ送信機１０は、変調度および送信電力を周期的に変化させて制御信号を送信する。なお、ＨＦ送信機１０によってＨＦ帯で送信される信号をＨＦ信号という。

図２は、図１に示すＨＦ送信機１０のブロック図である。ＨＦ送信機１０は、図２に示すように、クロック生成部１００、制御部１１０、符号化部１２０、変調部１３０および送信部１４０を備える。

クロック生成部１００は、ＨＦ送信機１０の動作に必要なタイミングを生成する。制御部１１０は、クロック生成部１００によって生成されたタイミングを利用して、符号化部１２０、変調部１３０および送信部１４０を制御する。

符号化部１２０に対する制御として、制御部１１０は、周期的に（例えばＴ_０）、制御信号を符号化すべき旨の命令を符号化部１２０に通知し、符号化部１２０を制御する。なお、Ｔ_０はＨＦ送信機１０がＨＦ信号を送信する周期の基礎となる基準周期である。

変調部１３０に対する制御として、制御部１１０は、周期的に（例えばＴ_０の３分の１であるＴ_０／３）、符号化部１２０によって符号化された制御信号を変調すべき旨の命令を変調部１３０に通知し、変調部１３０を制御する。例えば、制御部１１０は、変調部１３０が、時刻ＴがｎＴ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１／３）Ｔ_０の間は、変調度Ａ％で制御信号を変調し、時刻Ｔが（ｎ＋１／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋２／３）Ｔ_０の間は、変調度Ｂ％で制御信号を変調し、時刻Ｔが（ｎ＋２／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１）Ｔ_０の間は、変調度Ｃ％で制御信号を変調するように変調部１３０を制御する。なお、ｎは１以上の整数である。

送信部１４０に対する制御として、制御部１１０は、周期的に（例えばＴ_０／３）、変調部１３０によって変調された制御信号を送信すべき旨の命令を送信部１４０に通知し、送信部１４０を制御する。例えば、制御部１１０は、送信部１４０が、時刻ＴがｎＴ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１／３）Ｔ_０の間は、送信電力Ｅで制御信号を送信し、時刻Ｔが（ｎ＋１／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋２／３）Ｔ_０の間は、送信電力Ｆで制御信号を送信し、時刻Ｔが（ｎ＋２／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１）Ｔ_０の間は、送信電力Ｇで制御信号を送信するように送信部１４０を制御する。

符号化部１２０は、制御部１１０から命令により制御信号を符号化する。なお、ＨＦ送信機１０は、所定の制御信号を記憶する記憶部（非図示）を備え、符号化部１２０は、制御部１１０から命令を取得した場合に、当該記憶部から制御信号を取得して符号化してもよい。また、ＨＦ送信機１０は、所定の制御信号を生成する制御信号生成部（非図示）を備え、符号化部１２０は、制御部１１０から命令を取得した場合に、制御信号生成部から制御信号を取得して符号化してもよい。

変調部１３０は、制御部１１０からの命令に従って符号化部１２０によって符号化された制御信号を変調する。即ち、変調部１３０は、符号化された制御信号を周期的に異なる変調度によって変調する。例えば、変調部１３０は、時刻ＴがｎＴ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１／３）Ｔ_０の間は、変調度Ａ％で制御信号を変調すべき旨の命令を制御部１１０から取得して変調度Ａ％で制御信号を変調し、時刻Ｔが（ｎ＋１／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋２／３）Ｔ_０の間は、変調度Ｂ％で制御信号を変調すべき旨の命令を制御部１１０から取得して変調度Ｂ％で制御信号を変調し、時刻Ｔが（ｎ＋２／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１）Ｔ_０の間は、変調度Ｃ％で制御信号を変調すべき旨の命令を制御部１１０から取得して変調度Ｃ％で制御信号を変調する。なお、変調部１３０は、制御信号を各時間帯において１回以上変調する。以下の説明においては、変調部１３０は制御信号を各時間帯に各１回ずつ変調するものとする。

送信部１４０は、制御部１１０からの命令に従って変調部１３０によって変調された制御信号を送信する。即ち、送信部１４０は、変調された制御信号を周期的に異なる送信電力によって送信する。例えば、送信部１４０は、時刻ＴがｎＴ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１／３）Ｔ_０の間は、送信電力Ｅで制御信号を送信すべき旨の命令を制御部１１０から取得して送信電力Ｅで制御信号を送信し、時刻Ｔが（ｎ＋１／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋２／３）Ｔ_０の間は、送信電力Ｆで制御信号を送信すべき旨の命令を制御部１１０から取得して送信電力Ｆで制御信号を送信し、時刻Ｔが（ｎ＋２／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１）Ｔ_０の間は、送信電力Ｇで制御信号を送信すべき旨の命令を制御部１１０から取得して送信電力Ｇで制御信号を送信する。なお、送信部１４０は、制御信号を各時間帯において１回以上送信する。以下の説明においては、送信部１４０は制御信号を各時間帯に各１回ずつ送信するものとする。

つまり、ＨＦ送信機１０は、時刻ＴがｎＴ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１／３）Ｔ_０の間は、変調度Ａ％および送信電力Ｅで制御信号を送信し、時刻Ｔが（ｎ＋１／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋２／３）Ｔ_０の間は、変調度Ｂ％および送信電力Ｆで制御信号を送信し、時刻Ｔが（ｎ＋２／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１）Ｔ_０の間は、変調度Ｃ％および送信電力Ｇで制御信号を送信する。即ち、ＨＦ送信機１０は、変調度および送信電力を周期的に変化させて制御信号（ＨＦ信号）を送信する。なお、変調度の各値および送信電力の各値の具体例については後述する。

図３は、図１に示す無線タグ３０のブロック図である。無線タグ３０は、いわゆるアクティブ無線タグであって、図３に示すように、電池３００、メモリ３１０、制御部３２０、通信部３３０、増幅器３４０、ＵＨＦ送受信アンテナ３５０およびＨＦ受信アンテナ３６０を備える。

電池３００は、無線タグ３０の電源である。メモリ３１０は、無線タグ３０の動作に必要な種々の情報を記憶する。制御部３２０は、通信部３３０を制御する。ＵＨＦ送受信アンテナ３５０（例えばアクティブ通信用アンテナ）は、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を送受信する。ＨＦ受信アンテナ３６０（例えばパッシブ通信用コイル）は、ＨＦ帯の電波を受信する。通信部３３０は制御部３２０から命令により、ＵＨＦ送受信アンテナ３５０を介したＵＨＦ送受信機２０との通信（送受信）を制御し、ＨＦ受信アンテナ３６０および増幅器３４０を介したＨＦ送信機１０との通信（受信）を制御する。増幅器３４０は、ＨＦ受信アンテナ３６０によって受信されたＨＦ信号を増幅する。そのため、一般的なＨＦ帯を用いたパッシブ無線タブに比べて数倍の通信距離を実現することができる。

つまり、無線タグ３０は、ＵＨＦ送受信アンテナ３５０を用いる通信機能（以下、「ＵＨＦ通信機能」という。）とＨＦ受信アンテナ３６０を用いる通信機能（以下、「ＨＦ通信機能」という。）とを備える。無線タグ３０は、両通信機能を状況によって使い分けている。即ち、ＨＦ通信機能は、ＨＦ送信機１０と通信するための機能であって、専らＨＦ送信機１０の制御による受動的な通信である（専らＨＦ送信機１０から送信されるＨＦ信号を受信する）。ＵＨＦ通信機能は、ＵＨＦ送受信機２０と通信するための機能であって、無線タグ３０自身（制御部３２０）の制御による能動的な通信も可能である（ＵＨＦ送受信機２０との間で各種信号を送受信する）。

周期的に変化させる変調度の各値は、無線タグ３０との距離に応じて予め設定した設定値である。例えば、上述の変調度Ａ％、変調度Ｂ％、変調度Ｃ％は、無線タグ３０との距離（例えば、近距離、中距離、遠距離）に応じて予め設定された設定した設定値である。また、周期的に変化させる送信電力の各値は、無線タグ３０との距離に応じて予め設定した設定値である。例えば、上述の送信電力Ｅ、送信電力Ｆ、送信電力Ｇは、無線タグ３０との距離（例えば、近距離、中距離、遠距離）に応じて予め設定された設定した設定値である。また、変調度の各設定値と送信電力の各設定値の関係は、逆相関の関係を有する。また、変調度の各設定値と送信電力の各設定値は、制御信号の受信レベルと所定のスペクトルマスク幅とに基づいて設定されたものである。以下、変調度の各値および送信電力の各値について具体例を用いて説明する。

図４、図５は、ＨＦ送信機１０から送信されるＨＦ信号の一例である。図６は、ＨＦ送信機１０と無線タグ３０との位置関係を説明する説明図である。ＨＦ送信機１０は、例えば、図４に示すように、時刻ＴがｎＴ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１／３）Ｔ_０の間は、高程度の変調度（１００％）、低程度の送信電力（基準送信電力Ｐ）で送信される制御信号１を送信し、時刻Ｔが（ｎ＋１／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋２／３）Ｔ_０の間は、中程度の変調度（７５％）、中程度の送信電力（基準送信電力Ｐの４倍の送信電力）で送信される制御信号２を送信し、時刻Ｔが（ｎ＋２／３）Ｔ_０≦Ｔ＜（ｎ＋１）Ｔ_０の間は、低程度の変調度（５５．６％）で変調され高程度の送信電力（基準送信電力Ｐの９倍の送信電極）で送信される制御信号３を送信する。以下、基準送信電力Ｐを単にＰ、基準送信電力Ｐの４倍の電力を４Ｐ、基準送信電力Ｐの９倍の電力を９Ｐという（図４において同じ）。

制御信号１は、近距離にある無線タグ３０（例えば、図６（ｄ）に示すように、ＨＦ送信機１０からの距離ｄが０≦ｄ＜Ｄに位置する無線タグ３０）への送信を目的とする制御信号である。制御信号１の変調度は、無線タグ３０がＨＦ送信機１０の近傍に位置した場合であっても、ＬＯＷ側の信号をＨＩＧＨ側の信号と誤認しないよう１００％としている。制御信号１のＨＩＧＨ側の信号の電力である送信電力（Ｐ）は、無線タグ３０が近距離内の最も遠いところに位置した場合（図６（ａ）に示すように、距離ｄ≒Ｄの場合）であっても、ＨＩＧＨ側の信号をＬＯＷ側の信号と誤認しないような電力である。

制御信号２は、中距離にある無線タグ３０（例えば、図６（ｅ）に示すように、ＨＦ送信機１０からの距離ｄがＤ≦ｄ＜２Ｄに位置する無線タグ３０）への送信を目的とする制御信号である。一般に見通し伝播時の受信レベルは伝播距離の２乗に反比例するため、制御信号２のＨＩＧＨ側の信号の電力である送信電力（４Ｐ）は、無線タグ３０が中距離内の最も遠いところに位置した場合（図６（ｂ）に示すように、距離ｄ≒２Ｄの場合）を想定して、制御信号１の送信電力（Ｐ）の４倍としたものである。また、制御信号２のＬＯＷ側の信号の電力（Ｐ）は、無線タグ３０が中距離内の最も近いところに位置した場合（距離ｄ＝Ｄの場合）であっても、ＨＩＧＨ側の信号と誤認しないようにしたものである。従って、制御信号２の変調度は、ＨＩＧＨ側の信号の電力（４Ｐ）に対する、ＨＩＧＨ側の信号の電力（４Ｐ）からＬＯＷ側の信号の電力（Ｐ）を減算した電力（３Ｐ）の割合であるから、７５％となっている。なお、図５（ａ）は、距離ｄ＝２Ｄに位置する無線タグ３０が、制御信号１、制御信号２、制御信号３を受信した場合の電力（受信レベル）を示している。図５において、９／４Ｐ、１／４Ｐ、４／９Ｐ、１／９Ｐは、それぞれ、Ｐの９／４倍、１／４倍、４／９倍、１／９倍の電力を示している。

制御信号３は、遠距離にある無線タグ３０（例えば、図６（ｆ）に示すように、ＨＦ送信機１０からの距離ｄが２Ｄ≦ｄ＜３Ｄに位置する無線タグ３０）への送信を目的とする制御信号である。制御信号３のＨＩＧＨ側の信号の電力である送信電力（９Ｐ）は、無線タグ３０が遠距離内の最も遠いところに位置した場合（図６（ｃ）に示すように、距離ｄ≒３Ｄの場合）を想定して、制御信号１の送信電力（Ｐ）の９倍としたものである。また、制御信号３のＬＯＷ側の信号の電力（４Ｐ）は、無線タグ３０が遠距離内の最も近いところに位置した場合（距離ｄ＝２Ｄの場合）であっても、ＨＩＧＨ側の信号と誤認されないようにしたものである。従って、制御信号３の変調度は、ＨＩＧＨ側の信号の電力（９Ｐ）に対する、ＨＩＧＨ側の信号の電力（９Ｐ）からＬＯＷ側の信号の電力（４Ｐ）を減算した電力（５Ｐ）の割合であるから、５５．６％となっている。なお、図５（ｂ）は、距離ｄ＝３Ｄに位置する無線タグ３０が、制御信号１、制御信号２、制御信号３を受信した場合の電力（受信レベル）を示している。

図７は、ＨＦ送信機１０の動作の一例を示すフローチャートである。なお、本フローチャートは、無線タグ３０を制御すべきときにＴ_０周期に開始する。符号化部１２０は、制御部１１０から命令により、制御信号を符号化する（ステップＳ１００）。符号化部１２０は、符号化した制御信号を変調部１３０に供給する。

符号化部１２０から復号化された制御信号を取得した変調部１３０は、制御部１１０から命令により、制御信号を高程度の変調度（１００％）で変調する（ステップＳ１１０）。変調部１３０は、高程度の変調度で変調した制御信号を送信部１４０に供給する。

高程度の変調度で変調された制御信号を変調部１３０から取得した送信部１４０は、制御部１１０から命令により、当該制御信号を低程度の送信電力（基準送信電力Ｐ）で送信（発射）する（ステップＳ１２０）。つまり、ステップＳ１２０によって図４に示す制御信号１が送信される。

１／３Ｔ_０経過したときに（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、変調部１３０は、制御部１１０から命令により、先に取得している制御信号を中程度の変調度（７５％）で変調する（ステップＳ１４０）。変調部１３０は、中程度の変調度で変調した制御信号を送信部１４０に供給する。

中程度の変調度で変調された制御信号を変調部１３０から取得した送信部１４０は、制御部１１０から命令により、当該制御信号を中程度の送信電力（基準送信電力Ｐの４倍の送信電力）で送信（発射）する（ステップＳ１５０）。つまり、ステップＳ１５０によって図４に示す制御信号２が送信される。

更に、１／３Ｔ_０経過したときに（ステップＳ１６０：Ｙｅｓ）、変調部１３０は、制御部１１０から命令により、先に取得している制御信号を低程度の変調度（５５．６％）で変調する（ステップＳ１７０）。変調部１３０は、低程度の変調度で変調した制御信号を送信部１４０に供給する。

低程度の変調度で変調された制御信号を変調部１３０から取得した送信部１４０は、制御部１１０から命令により、当該制御信号を高程度の送信電力（基準送信電力の９倍の送信電力）で送信（発射）する（ステップＳ１８０）。つまり、ステップＳ１８０によって図４に示す制御信号３が送信される。そして、本フローチャートは一旦終了し、ステップＳ１１０またはステップＳ１２０から再実行する。なお、ステップＳ１２０から再実行する場合、初回のステップＳ１００にて符号化された制御信号を変調する。

図８は、無線タグ３０の動作の一例を示すフローチャートである。具体的には、無線タグ３０がＨＦ送信機１０に接近している場面における無線タグの動作である。なお、本フローチャートにおいて、無線タグ３０は、消費電力を低減するため、間欠的に受信回路（ＨＦ受信機能に係る回路）のＯＮ／ＯＦＦを行っているものとする。また、本フローチャートは、無線タグ３０がＨＦ信号を受信することによって開始する（ステップＳ２００）。

ステップＳ２００に続いて、無線タグ３０は、受信したＨＦ信号が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。具体的には、無線タグ３０は、受信回路のＯＮ状態において、ＨＦ信号を受信したときは、復調回路（非図示）に給電され、復調回路においてＨＦ信号を一定時間毎にサンプリングし、ＨＦ信号の受信レベルが所定の閾値以上であるか否かを判断する。なお、閾値は、基準送信電力であるＰである。

無線タグ３０は、受信したＨＦ信号が閾値以上でないと判断した場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、再度、ＨＦ信号を受信するまで待機する（本フローチャートは終了する）。

一方、無線タグ３０は、受信したＨＦ信号が閾値以上であると判断した場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、一定時間連続してＨＦ信号を受信し、ＨＦ信号の復調を試みる（ステップＳ２２０）。なお、ＨＦ信号の受信レベルは、フェージング等の影響により時間的に大きく変動するため、一定時間連続してＨＦ信号を受信し、ＨＦ信号の復調を試みるようにしている。

無線タグ３０は、ＨＦ信号の復調を試みた結果、ＨＦ信号を復調できたか否かを判断する（ステップＳ２３０）。無線タグ３０は、ＨＦ信号を復調できたと判断した場合（ステップＳ２３０：Ｙｅｓ）、復調した内容に応じて動作する（ステップＳ２４０）。そして本フローチャートは終了する。

一方、無線タグ３０は、ＨＦ信号を復調できなかったと判断した場合（ステップＳ２３０：Ｎｏ）、自身（無線タグ３０）がＨＦ送信機１０のエリア端に到達した旨を示すビーコン信号をＵＨＦ帯にて送信する（Ｓ２５０）。そして本フローチャートは終了する。つまり、無線タグ３０は、ＨＦ信号の受信レベルが閾値を超えるが連続して受信してもＨＦ信号を復調できなかった場合には、復調不能な何かしらの信号がＨＦ信号であると見做して、上記ビーコン信号を送信するようにしている。なお、ＵＨＦ送受信機２０は、無線タグ３０からビーコン信号を受信した場合（ＨＦ帯に比べＵＨＦ帯の方が通信距離は長いため、上記ビーコン信号はＵＨＦ送受信機２０に受信されやすい）、ＨＦ送信機１０のエリア端に無線タグ３０が存在していると把握（検知）する。

図９は、位置の相違による無線タグ３０の復調の可否を説明する説明図である。図９に示すように、近距離に位置する無線タグ３０は、制御信号１を復調することができる。近距離に位置する無線タグ３０は、制御信号１のＬＯＷ側の信号（電力）を閾値Ｐ未満と判断し、制御信号１のＨＩＧＨ側の信号（電力）を閾値Ｐ以上と判断できるからである。一方、近距離に位置する無線タグ３０は、制御信号２を復調することができない。近距離に位置する無線タグ３０は、制御信号２のＬＯＷ側の信号（電力）も閾値Ｐ以上と判断してしまうからである。つまり、制御信号２の受信レベルが高すぎるため、ＣＷと誤認してしまうからである。同理由から、近距離に位置する無線タグ３０は、制御信号３も復調することができない。

中距離に位置する無線タグ３０は、制御信号２を復調することができる。中距離に位置する無線タグ３０は、制御信号２のＬＯＷ側の信号（電力）を閾値Ｐ未満と判断し、制御信号２のＨＩＧＨ側の信号（電力）を閾値Ｐ以上と判断できるからである。一方、中距離に位置する無線タグ３０は、制御信号１を復調することができない。中距離に位置する無線タグ３０は、制御信号１のＨＩＧＨ側の信号（電力）も閾値Ｐ未満と判断してしまうからである。つまり、制御信号１の受信レベルが低すぎるからである。また、中距離に位置する無線タグ３０は、制御信号３を復調することができない。中距離に位置する無線タグ３０は、制御信号３のＬＯＷ側の信号（電力）も閾値Ｐ以上と判断してしまうからである。つまり、制御信号３の受信レベルが高すぎるため、ＣＷと誤認してしまうからである。

遠距離に位置する無線タグ３０は、制御信号３を復調することができる。遠距離に位置する無線タグ３０は、制御信号３のＬＯＷ側の信号（電力）を閾値Ｐ未満と判断し、制御信号３のＨＩＧＨ側の信号（電力）を閾値Ｐ以上と判断できるからである。一方、遠距離に位置する無線タグ３０は、制御信号１を復調することができない。遠距離に位置する無線タグ３０は、制御信号１のＨＩＧＨ側の信号（電力）も閾値Ｐ未満と判断してしまうからである。つまり、制御信号１の受信レベルが低すぎるからである。同理由から、遠距離に位置する無線タグ３０は、制御信号２も復調することができない。

以上のように、ＨＦ送信機１０のエリア内（０≦ｄ≦３Ｄ）に位置する無線タグ３０は、ＨＦ送信機１０から送信される制御信号１、制御信号２、制御信号３の何れかを定期的に受信し復調することができる。

以上、上記実施形態によれば、ＨＦ送信機１０は、変調度および送信電力の異なる制御信号を送信するので、様々な距離に位置する無線タグ３０を制御することができる。従って、従来の制御装置を用いる場合に必要となる台数に比べて少ない台数で、広範囲に位置する無線タグ３０を制御することができるようになる。よって、広範囲に位置する無線タグ３０を制御しようとする場合のコスト（初期コスト、維持コスト、廃棄コスト）を抑えることができるようになる。

また、ＨＦ送信機１０の制御を然程複雑化させることなく、広い範囲に位置する無線タグ３０を制御することができるようになる。即ち、無線タグ３０までの距離を把握する制御に比べてより簡便に、広い範囲に位置する無線タグ３０を制御することができるようになる。更に、無線タグ３０の移動を想定する場合、又は、間欠動作する無線タグ３０を想定する場合において、より一層複雑な制御（移動中の無線タグ３０までの距離を予測する制御、又は、無線タグ３０毎の間欠動作による送受信タイミングを調整する制御）を採用することなく、移動中の無線タグ３０、又は、間欠動作する無線タグ３０を制御することができるようになる。結果、ＨＦ送信機１０の処理が然程複雑化しないため、無線タグ３０へのコマンド送信完了までの時間を他の方法による場合に比べて短縮させることができるようになる。

また、現行システム（広範囲に位置する無線タグ３０を制御できない無線タグシステム）から、次期システム（広い範囲に位置する無線タグ３０を制御できる無線タグシステム）に移行するような場合に、無線タグ３０側にも変更がある場合（例えば、無線タグ３０にＲＳＳＩを測定する機能を追加する場合）に比べ、早期に次期システムを稼動させることができる。本発明によれば、無線タグ３０側に変更が及ばないため、現行の無線タグ３０を活かせるからである。また、現行の無線タグ３０を活かせるため、無線タグ３０側にも変更が及ぶ場合の無線タグ３０側の変更（開発）コストを節約することができる。

また、上記実施形態において、ＨＦ送信機１０は、時刻ｎＴ_０から時刻（ｎ＋１）Ｔ_０までの１基準周期内に、制御信号１、制御信号２、制御信号３を各１回ずつ送信する例を説明したが、ＨＦ送信機１０は、１基準周期内に、制御信号１、制御信号２、制御信号３を複数回ずつ送信してもよい。例えば、ＨＦ送信機１０は、１基準周期内に、制御信号１を３度送信し、続いて制御信号２を３度送信し、続いて制御信号３を３度送信してもよい。

また、上記実施形態において、制御信号１、制御信号２、制御信号３の送信電力をＰ、４Ｐ、９Ｐは一例であって、無線タグシステム１の利用場所、距離（遠距離、中距離、近距離）を規定などに応じて変更してもよい。

なお、上記実施形態は、変調度および送信電力が周期的に変化する態様であったが、変調度および送信電力がランダムに変化する態様としてもよい。例えば、ＨＦ送信機１０は、時刻Ｔ_１に制御信号１から制御信号３のなかからランダムに選択された制御信号を送信し、時刻Ｔ_１からランダムな時間を経過した時刻Ｔ_２に制御信号１から制御信号３のなかからランダムに選択された制御信号を送信してもよい。

なお、上記実施形態において、ＨＦ送信機１０から受信エリア端迄の距離を３等分し、無線タグ３０との距離（例えば、遠距離、中距離、近距離）を規定したが、各範囲の幅は同じでなくてもよい。例えば、近距離（例えば０＜ｄ＜１／２Ｄ）、中距離（例えば１／２Ｄ≦ｄ＜５／２Ｄ）、遠距離（例えば５／２Ｄ≦ｄ＜３Ｄ）としてもよい。

また、近距離、中距離、遠距離の３つの距離の範囲を規定したが、２つまたは４つ以上の距離の範囲を規定してもよい。

また、ＨＦ送信機１０によって送信される制御信号の内容は、無線タグ３０との距離に応じて異なるものであってもよい。例えば、制御信号１は近距離用のコマンド、制御信号２は中距離用のコマンド、制御信号３は遠距離用のコマンドであってもよい。これにより、各距離に点在する無線タグ３０を、各無線タグ３０までの距離を把握することなく制御することができるようになる。

なお、図１に示すように、無線タグシステム１は、ＨＦ送信機１０、無線タグ３０およびＵＨＦ送受信機２０から構成されるが、無線タグシステム２（本願の無線タグシステムに相当する）は、ＨＦ送信機１０および無線タグ３０から構成される（ＵＨＦ送受信機２０は必須の構成要件ではない）。

なお、ＨＦ送信機１０の各処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、ＨＦ送信機１０に係る上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明の実施形態に係るＨＦ送信機１０を含む無線タグシステムの概略図である。図１に示すＨＦ送信機１０のブロック図である。図１に示す無線タグ３０のブロック図である。ＨＦ送信機１０から送信されるＨＦ信号の一例である。ＨＦ送信機１０から送信されるＨＦ信号の一例である。ＨＦ送信機１０と無線タグ３０との位置関係を説明する説明図である。ＨＦ送信機１０の動作の一例を示すフローチャートである。無線タグ３０の動作の一例を示すフローチャートである。位置の相違による無線タグ３０の復調の可否を説明する説明図である。スペクトラムマスクの一例である。

符号の説明

１、２無線タグシステム１０ＨＦ送信機２０ＵＨＦ送受信機３０無線タグ１００クロック生成部１１０制御部１２０符号化部１３０変調部１４０送信部３００電池３１０メモリ３２０制御部３３０通信部３４０増幅器３５０ＵＨＦ送受信アンテナ３６０ＨＦ受信アンテナ

Claims

無線タグとの距離に応じて送信電力とＡＳＫ変調における変調度とを前記変調度と前記送信電力との関係が逆相関の関係を有するように予め設定された複数の組み合わせを順に用いて、前記無線タグを制御する制御信号を前記変調度でＡＳＫ変調して、前記変調度と組み合わされた前記送信電力で送信することを特徴とする制御装置。
変調度を時間的に変化させて前記制御信号を変調する変調部と、
送信電力を時間的に変化させて前記変調部によって変調された制御信号を送信する送信部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記送信電力を増加させる場合、送信する信号における送信電力の全てのピークレベルが、前記送信電力を増加させる前の信号における最大のピークレベル以上になる変調度を新たな送信電力に応じて選択し、前記送信電力を減少させる場合、送信する信号における送信電力の全てのピークレベルが、前記送信電力を減少させる前の信号における最小のピークレベル以下になる変調度を新たな送信電力に応じて選択する制御部
を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
時間的に変化させる変調度の各値および時間的に変化させる送信電力の各値は、
無線タグとの距離に応じて予め設定した設定値であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。
変調度の各設定値および送信電力の各設定値は、前記制御信号の受信レベルと所定のスペクトルマスク幅とに基づいて設定されたものであることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
前記制御信号の内容は、無線タグとの距離に応じて異なるものであることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
無線タグと、前記無線タグを制御する制御装置とを備える無線タグシステムであって、
前記制御装置は、
前記無線タグとの距離に応じて送信電力とＡＳＫ変調における変調度とを前記変調度と前記送信電力との関係が逆相関の関係を有するように予め設定された複数の組み合わせを順に用いて、前記無線タグを制御する制御信号を前記変調度でＡＳＫ変調して、前記変調度と組み合わされた前記送信電力で送信し、
前記無線タグは、
前記変調度および前記送信電力の異なる複数の前記制御信号のうち、一の変調度および送信電力によって送信された前記制御信号をＡＳＫ復調して動作する
ことを特徴とする無線タグシステム。
無線タグと、前記無線タグを制御する制御装置とを備える無線タグシステムにおける無線タグ制御方法であって、
前記無線タグとの距離に応じて送信電力とＡＳＫ変調における変調度とを前記変調度と前記送信電力との関係が逆相関の関係を有するように予め設定された複数の組み合わせから順に一の組み合わせを選択するステップと、
前記無線タグを制御する制御信号を、選択した組み合わせの前記変調度でＡＳＫ変調する変調ステップと、
前記変調ステップによって変調された制御信号を、選択した組み合わせの前記送信電力で送信するステップと
を有することを特徴とする無線タグ制御方法。
無線タグを制御する制御装置であって、
前記無線タグとの距離に応じて送信電力とＡＳＫ変調における変調度とを前記変調度と前記送信電力との関係が逆相関の関係を有するように予め設定された複数の組み合わせから順に一の組み合わせを選択する制御部と、
前記無線タグとの距離に応じて内容の異なる複数の制御信号を、選択した組み合わせの前記変調度でＡＳＫ変調する変調部と、
前記変調部によって変調された前記制御信号を、選択した組み合わせの前記送信電力によって送信する送信部と
を備えることを特徴とする制御装置。