JP5514707B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents
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Description
なお、以下に説明する実施形態においては、RFIDタグの標準化団体であるEPC(Electronic Product Code)グローバルにより提唱されたUHF帯(950MHz帯)RFIDの標準プロトコルであるC1G2(Class 1 Generation 2)タイプの通信方式を用いて無線タグと通信する無線通信装置を例示する。
先ず、C1G2における通信の概略について説明する。
C1G2においては、Inventory Tagsと呼ばれるコマンドシーケンスによって、無線タグの読み取りを実現している。Inventory Tagsには、通信タグの選択をおこなうSelectコマンド、アンチコリジョン(衝突回避)処理をおこなうQuery,Query Rep,Query Adjustコマンド、アンチコリジョン処理後にタグデータを取得(要求)するACKコマンドからなり、これらのコマンドを組み合わせてタグデータを取得するコマンドシーケンスを実現する。
次に、本実施形態における無線通信装置として機能するリーダ1について説明する。リーダ1およびリーダ1で読み取られる無線タグは、C1G2に従って相互通信する。
なお、応答時間設定部12は、リーダ1固有のパラメータを用いて応答時間T2を設定するが、その詳細については後述する。
次に、応答時間T1,T2について説明する。
C1G2においては、図4に示すように応答時間T1,T2が定められている。
ここで、応答時間T1の最小値T1minと最大値T1maxは、以下の式(2)(3)で定められる。
T1max=MAX(RTcal,10Tpri)×(1+FT)+2μsec …(3)
ここに、RTcal(Interrogator-to-Tag calibration symbol)は、リーダ1から無線タグへの通信速度を決定する値であり、図5に示したようにQueryコマンドの先頭に付加されるプリアンブルの中で定義される。図示したプリアンブルは、コマンドとコマンドの区切りであるデリミッタ(delimiter)を示すビットデータ、データシンボル“0”の時間間隔Tari(Type a reference interval)を示すためのビットデータ、リーダ1から無線タグへの通信速度を決定する値である上記RTcalを示すビットデータ、および無線タグからリーダ1への通信速度を決定する値であるTRcal(Tag-to-Interrogator calibration symbol)を示すビットデータから構成されている。また、FT(Frequency Tolerance)は、無線タグのバックスキャッタ変調のゆらぎ(周波数公差)であり、C1G2によって規定された図6に示す対応関係に基づき決定される。図示した表には、分割比DR(Divide Ratio)、TRcal、無線タグの応答周波数LF(Link Frequency)、定格温度(nominal temp)での上記周波数公差FT、拡張温度(extended temp)での上記周波数公差FT、およびバックスキャッタ変調時の周波数変動(Frequency variation)の対応関係が定義されている。分割比DRは、上記TRcalと1ビットの応答時間を示す応答周期Tpri(Backscatter-link pulse-repetition interval)との比であり(DR=TRcal/Tpri)、“64/3”および“8”のいずれかに設定される。また、応答周波数LFは、応答周期Tpriの逆数である(LF=1/Tpri)。通常は、定格温度でのFTを式(2)(3)の計算に用いればよい。
次に、図7を参照して、上記比較開始時間Tsおよび比較終了時間Teについて説明する。
本実施形態においては、無線タグからの応答信号の先頭に付加されるプリアンブルは、“0000000000001010V1”の18シンボルにて表されるものとする。このうち上位の12個の“0”はパイロットトーンであり、このパイロットトーンに続く“1010V1”がプリアンブル検出用のビットデータである。なお、“V”はFM0符合のルールに従わないビットであり、プリアンブルの中でのみ使用される。このプリアンブルをFM0符合で符号化すると、“101010101010101010101010110100100011”のビットデータとなる。このビットデータのうち、上記プリアンブル検出用のビットデータに相当する“110100100011”が判定用データ設定部330に記憶されている。また、サンプリング部31I,31Qにおいては、それぞれ2値化されたI信号およびQ信号が0.5Tpriでサンプリングされ、ビットデータが生成されて、それぞれプリアンブル検出部33I,33Qのシフトレジスタ331に順次格納される。
Te=T1max+18×Tpri …(5)
式(4)(5)より、比較終了時間Teおよび比較開始時間Tsの差分、すなわちプリアンブルを比較する時間窓Δtは、次の式(6)で表される。
Δt=T1max−T1min …(6)
式(6)で示される時間窓Δtは、応答時間T2の設定に用いられるが、その詳細は後述する。
次に、応答時間設定部12が行う応答時間T2の設定について説明する。なお、本実施形態においては、リーダ1固有のパラメータとして周波数設定部2bによって設定された周波数チャネルを用いる場合を例示する。
ここで、図4から分かるように、C1G2における応答時間T2の最小値T2minおよび最大値T2maxは、次の式(8)(9)で表される。
T2min=3×Tpri …(8)
T2max=20×Tpri …(9)
これら式(7)〜(9)で示される範囲内で、応答時間T2は設定される。
応答時間設定部12は、図10に示すフローチャートに沿って動作し、応答時間T2を設定する。この動作は、例えばリーダ1が通信に使用する周波数が周波数設定部2bにより変更されたことに応じて開始される。
上記のような構成の作用について説明する。
ここでは、図11および図12に示すように、2つのリーダ1A,1Bが近接して配置されている場合を例示する。図中の100Aはリーダ1Aのアンテナ5Aから送信されるQueryコマンドやACKコマンドが到達する範囲を示し、100Bはリーダ1Bのアンテナ5Bから送信されるQueryコマンドやACKコマンドが到達する範囲を示している。これら範囲100A,100Bが重複しないようにアンテナ5A,5Bの配置位置等が調整されている。また、各リーダ1A,1Bが使用する周波数チャネルは、それぞれ中心周波数が952.2MHz、952.4MHzのものに設定され、RTcal=75μsec、Tpri=25μsecで固定されているものとする。
上記各実施形態にて開示した構成は、種々変形実施可能である。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]無線タグに対する問合せ信号の送信および無線タグから返信される応答信号の受信を行う送受信手段と、この送受信手段が送信する問合せ信号の送信タイミングを基準として設定された時間の範囲で当該問合せ信号を受信した無線タグが返信する応答信号に含まれるプリアンブルを検出するプリアンブル検出手段と、このプリアンブル検出手段が前記応答信号のプリアンブルを検出すると当該応答信号で示されるデータを検出するデータ検出手段と、前記送受信手段が無線タグからの応答信号を受信してから同無線タグに次の問合せ信号を送信するまでの応答時間を当該装置固有のパラメータに応じて設定する応答時間設定手段と、を備えたことを特徴とする無線通信装置。
[2]前記応答時間設定手段は、前記送信タイミングを基準として設定された前記時間よりも大きい離散間隔で定められた複数の時間の中から前記パラメータに対応する1つを選択し、当該選択した時間を前記応答時間として設定することを特徴とする付記[1]に記載の無線通信装置。
[3]前記送信タイミングを基準として設定された前記時間は、前記無線タグが前記問合せ信号を受信してから前記応答信号を送信するまでの時間の最大値と最小値の差分であることを特徴とする付記[1]又は[2]に記載の無線通信装置。
[4]前記当該装置固有のパラメータは、前記送受信手段が使用する周波数チャネル、または、前記送受信手段が発生させる乱数であることを特徴とする付記[1]乃至[3]のうちいずれか1に記載の無線通信装置。
[5]無線タグに対する問合せ信号の送信および無線タグから返信される応答信号の受信を行う送受信手段を有する無線通信装置により無線タグと通信する方法であって、前記送受信手段が無線タグからの応答信号を受信してから同無線タグに次の問合せ信号を送信するまでの応答時間を当該装置固有のパラメータに応じて設定するステップと、設定された前記応答時間を用いて前記送受信手段により問合せ信号の送信および応答信号の受信を行うステップと、前記送受信手段により受信した応答信号に含まれるプリアンブルを前記問合せ信号の送信タイミングを基準として設定された時間の範囲で検出するステップと、前記プリアンブルが検出されると当該応答信号で示されるデータを検出するステップと、を備えていることを特徴とする無線通信方法。
[6]前記応答時間を設定するステップでは、前記送信タイミングを基準として設定された前記時間よりも大きい離散間隔で定められた複数の時間の中から前記パラメータに対応する1つを選択し、当該選択した時間を前記応答時間として設定することを特徴とする[5]に記載の無線通信方法。
[7]前記送信タイミングを基準として設定された前記時間は、前記無線タグが前記問合せ信号を受信してから前記応答信号を送信するまでの時間の最大値と最小値の差分であることを特徴とする付記[5]又は[6]に記載の無線通信方法。
[8]前記応答時間を設定するステップでは、前記送受信手段が使用する周波数チャネルに応じて前記応答時間を設定することを特徴とする付記[5]乃至[7]のうちいずれか1に記載の無線通信方法。
Claims (4)
- 無線タグに対する問合せ信号の送信および無線タグから返信される応答信号の受信を行う送受信手段と、
この送受信手段が送信する問合せ信号の送信タイミングを基準として設定された時間の範囲で当該問合せ信号を受信した無線タグが返信する応答信号に含まれるプリアンブルを検出するプリアンブル検出手段と、
このプリアンブル検出手段が前記応答信号のプリアンブルを検出すると当該応答信号で示されるデータを検出するデータ検出手段と、
前記送受信手段が無線タグからの応答信号を受信してから同無線タグに次の問合せ信号を送信するまでの応答時間を前記送受信手段が使用する周波数チャネルに応じて設定する応答時間設定手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記応答時間設定手段は、前記送信タイミングを基準として設定された前記時間よりも大きい離散間隔で定められた複数の時間の中から前記送受信手段が使用する周波数チャネルに対応する1つを選択し、当該選択した時間を前記応答時間として設定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
- 無線タグに対する問合せ信号の送信および無線タグから返信される応答信号の受信を行う送受信手段を有する無線通信装置により無線タグと通信する方法であって、
前記送受信手段が無線タグからの応答信号を受信してから同無線タグに次の問合せ信号を送信するまでの応答時間を前記送受信手段が使用する周波数チャネルに応じて設定するステップと、
設定された前記応答時間を用いて前記送受信手段により問合せ信号の送信および応答信号の受信を行うステップと、
前記送受信手段により受信した応答信号に含まれるプリアンブルを前記問合せ信号の送信タイミングを基準として設定された時間の範囲で検出するステップと、
前記プリアンブルが検出されると当該応答信号で示されるデータを検出するステップと、
を備えていることを特徴とする無線通信方法。 - 前記応答時間を設定するステップでは、前記送信タイミングを基準として設定された前記時間よりも大きい離散間隔で定められた複数の時間の中から前記送受信手段が使用する周波数チャネルに対応する1つを選択し、当該選択した時間を前記応答時間として設定することを特徴とする請求項3に記載の無線通信方法。
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