KR20060132489A - 통신 시스템, 통신 장치 및 방법, 및 프로그램 - Google Patents

Abstract

신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있도록 한다. ID 요구를 취득하면 UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각 각자의 ID를 1비트씩 리더 라이터(1001)에 송신한다. UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각, 1비트의 정보를 송신함과 함께, 그 때의 통신 매체(유저) 상을 흐르는 신호를 검출하고, 그 값으로부터 콜리전을 판정한다. 그리고, 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 그 콜리전 발생 시에 소정의 값을 송신한 UD(1002) 내지 UD(1004)는, 다음 이후의 비트의 송신을 중지한다. 본 발명은, 통신 시스템에 적용할 수 있다.

리더 라이터, 난수 생성부, TS수 설정부, 타임슬롯 제어부, 서비스 제공부, ID 무효 설정부, 콜리전 판정부, ID 회답 취득 처리부

Description

통신 시스템, 통신 장치 및 방법, 및 프로그램{COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION APPARATUS AND METHOD, AND PROGRAM}

도 1은 본 발명을 적용한 통신 시스템의 일 실시 형태에 따른 구성예를 도시하는 도면.

도 2는 이상 상태에서의, 도 1의 통신 시스템의 등가 회로의 예를 도시하는 도면.

도 3은 도 2의 모델에서, 수신 부하 저항의 양단에 발생하는 전압의 실효값의 계산 결과의 예를 도시하는 도면.

도 4는 도 1의 통신 시스템의 물리적인 구성의 모델의 예를 도시하는 도면.

도 5는 도 4의 모델에서 발생하는 각 파라미터의 모델의 예를 도시하는 도면.

도 6은 전극에 대한 전기력선의 분포의 예를 도시하는 모식도.

도 7은 전극에 대한 전기력선의 분포의, 다른 예를 도시하는 모식도.

도 8은 송신 장치에서의 전극의 모델의, 다른 예를 설명하는 도면.

도 9는 도 5의 모델의 등가 회로의 예를 도시하는 도면.

도 10은 도 9의 통신 시스템의 주파수 특성의 예를 도시하는 도면.

도 11은 수신 장치에서 수신된 신호의 예를 도시하는 도면.

도 12는 전극의 배치 장소의 예를 도시하는 도면.

도 13은 전극의 배치 장소의, 다른 예를 도시하는 도면.

도 14는 전극의 배치 장소의, 또 다른 예를 도시하는 도면.

도 15는 전극의 배치 장소의, 또 다른 예를 도시하는 도면.

도 16은 전극의 배치 장소의, 또 다른 예를 도시하는 도면.

도 17은 전극의 배치 장소의, 또 다른 예를 도시하는 도면.

도 18은 전극의 배치 장소의, 또 다른 예를 도시하는 도면.

도 19는 전극의 구성예를 도시하는 도면.

도 20은 전극의, 다른 구성예를 도시하는 도면.

도 21은 도 5의 모델의 등가 회로의, 다른 예를 도시하는 도면.

도 22는 도 1의 통신 시스템의 배치예를 도시하는 도면.

도 23은 본 발명을 적용한 통신 시스템의, 다른 구성예를 도시하는 도면.

도 24는 본 발명을 적용한 통신 시스템의 일 실시 형태에 따른 실제의 이용예를 도시하는 도면.

도 25는 본 발명을 적용한 통신 시스템의 일 실시 형태에 따른 다른 이용예를 도시하는 도면.

도 26은 본 발명을 적용한 통신 시스템의, 또 다른 구성예를 도시하는 도면.

도 27은 주파수 스펙트럼의 분포예를 도시하는 도면.

도 28은 본 발명을 적용한 통신 시스템의, 또 다른 구성예를 도시하는 도면.

도 29는 주파수 스펙트럼의 분포예를 도시하는 도면.

도 30은 본 발명을 적용한 통신 시스템의, 또 다른 구성예를 도시하는 도면.

도 31은 신호의 시간 분포의 예를 도시하는 도면.

도 32는 통신 처리의 흐름의 예를 도시하는 플로우차트.

도 33은 본 발명을 적용한 통신 시스템의, 또 다른 구성예를 도시하는 도면.

도 34는 본 발명을 적용한 통신 시스템의 일 실시 형태에 따른 실제의 이용예를 도시하는 도면.

도 35는 식별 정보의 취득 처리의 예를 도시하는 타이밍차트.

도 36은 도 34의 리더 라이터의 구성예를 설명하는 블록도.

도 37은 도 34의 UD의 구성예를 설명하는 블록도.

도 38은 도 37의 비트 단위 제어 ID 회답 처리부의 구성예를 도시하는 블록도.

도 39는 통신 상대 특정 처리의 예를 설명하는 플로우차트.

도 40은 ID 회답 요구 응답 처리의 예를 설명하는 플로우차트.

도 41은 비트 단위 제어 ID 회답 처리의 예를 설명하는 플로우차트.

도 42는 식별 정보의 취득 처리의, 다른 예를 도시하는 타이밍차트.

도 43은 난수값의 제어 방법의 일례를 설명하는 도면.

도 44는 도 34의 리더 라이터의, 다른 구성예를 설명하는 블록도.

도 45는 도 34의 UD의, 다른 구성예를 설명하는 블록도.

도 46은 통신 상대 특정 처리의 다른 예를 설명하는 플로우차트.

도 47은 ID 회답 요구 응답 처리의 다른 예를 설명하는 플로우차트.

도 48은 식별 정보의 취득 처리의, 또 다른 예를 도시하는 타이밍차트.

도 49는 타임 슬롯수의 제어의 모습의 일례를 설명하는 도면.

도 50은 도 34의 리더 라이터의, 또 다른 구성예를 설명하는 블록도.

도 51은 도 34의 UD의, 또 다른 구성예를 설명하는 블록도.

도 52는 통신 상대 특정 처리의 또 다른 예를 설명하는 플로우차트.

도 53은 통신 상대 특정 처리의 또 다른 예를 설명하는, 도 52에 계속되는 플로우차트.

도 54는 ID 회답 요구 응답 처리의 또 다른 예를 설명하는 플로우차트.

도 55는 식별 정보의 취득 처리의, 또 다른 예를 도시하는 타이밍차트.

도 56은 도 34의 리더 라이터의, 또 다른 구성예를 설명하는 블록도.

도 57은 도 34의 UD의, 또 다른 구성예를 설명하는 블록도.

도 58은 통신 상대 특정 처리의 또 다른 예를 설명하는 플로우차트.

도 59는 ID 회답 요구 응답 처리의 또 다른 예를 설명하는 플로우차트.

도 60은 본 발명을 적용한 통신 시스템의, 또 다른 구성예를 도시하는 도면.

도 61은 본 발명을 적용한 퍼스널 컴퓨터의 구성예를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1000 : 통신 시스템

1001 : 리더 라이터

1002 내지 1004 : UD

1011 : 통신부

1012 : 기준 전극

1013 : 신호 전극

1014 : 서비스 제공부

1021 내지 1023 : 유저

1051 : 제어부

1054 : 콜리전 판정부

1055 : 값 설정부

1131 : 제어부

1133 : 비트 단위 제어 ID 회답 처리부

1143 : 신호 검출부

1144 : 콜리전 판정부

1145 : 출력 제어부

1171 : ID 무효 설정부

1181 : 난수 생성부

1182 : 난수 제어부

1191 : TS수 설정부

1192 : TS수 제어부

1201 : TS수 설정부

1202 : TS수 제어부

1221 : 2타임 슬롯 제어부

1222 : ID 회답 취득 처리부

1231 : 2타임 슬롯 제어부

1232 : 1비트 난수 생성부

1233 : ID 회답 처리부

[특허 문헌1] 일본 특개 2003-317042호 공보

본 발명은, 통신 시스템, 통신 장치 및 방법, 및 프로그램에 관한 것으로, 특히, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있도록 하는 통신 시스템, 통신 장치 및 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.

종래, 통신 시스템에서, 동일한 통신 매체에 복수의 송신 장치로부터 신호가 동시에 송신되면, 신호 충돌(콜리전; Collision)이 발생하기 때문에, 수신 장치에서 올바르게 신호가 수신되지 않는 경우가 있었다. 특히, 임의의 디바이스로부터 브로드캐스트에 의해 송신된 요구에 대하여 다른 디바이스가 각각 응답하는 경우, 각 디바이스의 응답 타이밍이 서로 일치할 가능성이 높아, 신호 충돌의 발생 확률이 높아진다.

예를 들면, 근거리 무선 통신이 행해지는 비접촉형 IC 카드 시스템에서, 통신 가능한 범위에 존재하는 IC 카드에 대하여 리더 라이터가 식별 정보를 요구하는 경우, 리더 라이터는 그 요구를 브로드캐스트에 의해 송신한다(불특정 다수에 대하여 송신한다). 그 리더 라이터와 통신 가능한 범위에 복수의 IC 카드가 존재하는 경우, 각 IC 카드는, 그 요구에 대하여 각각 응답하여 각자의 식별 정보를 송신하지만, 그 송신 타이밍이 서로 일치할 가능성이 높아지기 때문에, 신호 충돌의 발생에 의해 리더 라이터가 각 식별 정보를 올바르게 취득할 수 없게 될 우려가 높아진다.

이에 대하여 예를 들면, 디바이스마다 특정한 코드나 주파수를 할당함으로써 신호 충돌을 회피하는 방법이 있지만, 예를 들면, 근거리 무선 통신이 행해지는 비접촉형 IC 카드 시스템 등과 같이, 디바이스(이 경우 IC 카드나 리더 라이터)의 수가 많은 경우, 할당하는 코드나 주파수가 부족하게 된다.

따라서, 통신 처리에 타임 슬롯을 설정하여, 신호를 송신하는 타이밍을 디바이스 사이에서 의도적으로 어긋나게 하는 방법이 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조). 즉 1개의 신호 송신 처리에서, 그 송신 타이밍(타임 슬롯)이 시간적으로 복수 설정되어 있으며, 각 디바이스는, 신호 송신 시에, 난수를 생성하고, 그 생성한 난수에 따른 타이밍(타임 슬롯)에서 신호를 송신한다. 이와 같이 함으로써, 신호의 송신 타이밍이 분산되기 때문에 신호 충돌의 발생을 억제할 수 있다.

그러나, 이와 같이 타임 슬롯을 설정하는 방법에서도, 신호를 송신하는 타이밍을 난수에 의해 결정하기 때문에, 신호 충돌이 발생하는 경우가 있다. 그 경우, 신호를 수신하는 리더 라이터는, 신호 충돌이 회피되어, 올바른 식별 정보를 수신 할 수 있을 때까지, 반복하여 요구한다. 즉, 상술한 타임 슬롯을 설정하는 방법에서도, 신호 충돌이 발생하면 통신 처리 속도가 대폭으로 저하하게 될 우려가 있었다.

또한, 타임 슬롯수를 더욱 증가시킴으로써, 신호 충돌의 발생 확률을 보다 저하시키는 것이 가능하지만, 타임 슬롯수가 증가함으로써 송신 처리에 할당되는 기간이 길어지게 되기 때문에, 신호 충돌의 발생의 유무에 상관없이 통신 처리 시간이 증대하여, 통신 처리 속도가 불필요하게 저하하게 될 우려가 있었다.

본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제하도록 하는 것이다.

본 발명의 통신 시스템은, 통신 매체를 통하여 다른 통신 장치에 송신 신호를 송신하는 통신 장치를 구비하는 통신 시스템으로서, 통신 장치에서는, 통신 매체를 통하여, 송신 신호를 다른 통신 장치에 송신하는 송신 수단과, 송신 수단에 의해 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하는 검출 수단과, 검출 수단에 의해 검출된 전송 신호에 기초하여, 통신 매체 상에서, 송신 수단에 의해 송신된 송신 신호와, 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 수단과, 신호 충돌 판정 수단의 판정 결과에 기초하여, 송신 수단에 의한 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 통신 장치는, 통신 매체를 통하여 다른 통신 장치에 송신 신호를 송신하는 통신 장치로서, 통신 매체를 통하여, 송신 신호를 다른 통신 장치에 송신하는 송신 수단과, 송신 수단에 의해 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하는 검출 수단과, 검출 수단에 의해 검출된 전송 신호에 기초하여, 통신 매체 상에서, 송신 수단에 의해 송신된 송신 신호와, 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 수단과, 신호 충돌 판정 수단의 판정 결과에 기초하여, 송신 수단에 의한 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 검출 수단은, 송신 수단에 의해 송신 신호가 1비트 송신될 때마다, 전송 신호를 검출하도록 할 수 있다.

상기 신호 충돌 판정 수단은, 검출 수단에 의해 검출된 전송 신호를, 송신 수단에 의해 송신된 송신 신호와 비교하여, 각 신호의 특징이 일치하지 않는 경우, 신호 충돌이 발생하였다고 판정하도록 할 수 있다.

상기 제어 수단은, 신호 충돌 판정 수단에 의해 신호 충돌이 발생하였다고 판정된 경우, 송신 신호의 송신을 정지하도록 송신 수단을 제어하도록 할 수 있다.

상기 제어 수단은, 신호 충돌 판정 수단에 의해 신호 충돌이 발생하였다고 판정된 경우, 신호 충돌의 발생 시에 송신 수단이 송신한 송신 신호의 값에 기초하여, 다음의 송신 기회에서의, 송신 수단에 의한 송신 신호의 송신 타이밍을 제어하도록 할 수 있다.

상기 제어 수단은, 신호 충돌의 발생 시에 송신 수단이 송신한 송신 신호의 값이 소정의 값인 경우, 송신 타이밍을 빠르게 혹은 느리게 하도록 제어하도록 할 수 있다.

상기 제어 수단은, 신호 충돌 판정 수단에 의해 신호 충돌이 발생하였다고 판정된 경우, 다음의 송신 기회에서의, 송신 수단의 송신 타이밍인 타임 슬롯의 수를 현재의 수보다도 증가시키도록 제어하도록 할 수 있다.

상기 송신 수단은, 미리 준비된 송신 타이밍인, 2개의 타임 슬롯 중 어느 하나에서 송신 신호를 송신하도록 할 수 있다.

본 발명의 통신 방법은, 통신 매체를 통하여, 송신 신호를 다른 통신 장치에 송신하도록 제어하는 송신 스텝과, 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하도록 제어하는 검출 스텝과, 검출 스텝의 처리에 의해 제어되어 검출된 전송 신호에 기초하여, 통신 매체 상에서, 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 송신된 송신 신호와, 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 스텝과, 신호 충돌 판정 스텝의 판정 결과에 기초하여, 송신 스텝의 처리에 의한 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프로그램은, 통신 매체를 통하여, 송신 신호를 다른 통신 장치에 송신하도록 제어하는 송신 스텝과, 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하도록 제어하는 검출 스텝과, 검출 스텝의 처리에 의해 제어되어 검출된 전송 신호에 기초하여, 통신 매체 상에서, 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 송신된 송신 신호와, 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 스텝과, 신호 충돌 판정 스텝의 판정 결과에 기초하여, 송신 스텝의 처리에 의한 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 통신 시스템에서는, 통신 매체를 통하여 다른 통신 장치에 송신 신호를 송신하는 통신 장치가 구비되고, 통신 장치에서는, 통신 매체를 통하여, 송신 신호가 다른 통신 장치에 송신되며, 그 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호가 검출되고, 그 검출된 전송 신호에 기초하여, 통신 매체 상에서, 송신된 송신 신호와, 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부가 판정되며, 그 판정 결과에 기초하여, 송신 신호의 송신이 제어된다.

본 발명의 통신 장치 및 방법, 및 프로그램에서는, 통신 매체를 통하여, 송신 신호가 다른 통신 장치에 송신되며, 그 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호가 검출되고, 그 검출된 전송 신호에 기초하여, 통신 매체 상에서, 송신된 송신 신호와, 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부가 판정되며, 그 판정 결과에 기초하여, 송신 신호의 송신이 제어된다.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하에 본 발명의 실시 형태를 설명하지만, 본 명세서에 기재된 발명과, 발 명의 실시 형태와의 대응 관계를 예시하면, 다음과 같이 된다. 이 기재는, 청구항에 기재되어 있는 발명을 서포트하는 실시 형태가 본 명세서에 기재되어 있는 것을 확인하기 위한 것이다. 따라서, 발명의 실시 형태 중에는 기재되어 있지만, 발명에 대응하는 것으로서, 여기에는 기재되어 있지 않은 실시 형태가 있다고 해도, 그것은, 그 실시 형태가, 그 발명에 대응하는 것이 아니라는 것을 의미하는 것이 아니다. 반대로, 실시 형태가 발명에 대응하는 것으로서 여기에 기재되어 있다고 해도, 그것은, 그 실시 형태가, 그 발명 이외의 발명에는 대응하지 않는 것이라는 것을 의미하는 것도 아니다.

또한, 이 기재는, 본 명세서에 기재되어 있는 발명의 모두를 의미하는 것이 아니다. 바꾸어 말하면, 이 기재는, 본 명세서에 기재되어 있는 발명으로서, 이 출원에서는 청구되어 있지 않은 발명의 존재, 즉, 장래, 분할 출원되거나, 보정에 의해 추가되거나 하는 발명의 존재를 부정하는 것이 아니다.

본 발명에서는, 통신 매체(예를 들면, 도 34의 유저)를 통하여 다른 통신 장치(예를 들면, 도 34의 리더 라이터)에 송신 신호를 송신하는 통신 장치(예를 들면, 도 34의 UD)를 구비하는 통신 시스템(예를 들면, 도 34의 통신 시스템)이 제공된다. 이 통신 시스템에서는, 통신 장치가, 통신 매체를 통하여, 송신 신호를 다른 통신 장치에 송신하는 송신 수단(예를 들면, 도 38의 비트 출력부)과, 송신 수단에 의해 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하는 검출 수단(예를 들면, 도 38의 신호 검출부)와, 검출 수단에 의해 검출된 전송 신호에 기초하여, 통신 매체 상에서, 송신 수단에 의해 송신된 송신 신호와, 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 수단(예를 들면, 도 38의 콜리전 판정부)과, 신호 충돌 판정 수단의 판정 결과에 기초하여, 송신 수단에 의한 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 수단(예를 들면, 도 38의 출력 제어부)을 구비한다.

본 발명에서는, 통신 매체(예를 들면, 도 34의 유저)를 통하여 다른 통신 장치(예를 들면, 도 34의 리더 라이터)에 송신 신호를 송신하는 통신 장치(예를 들면, 도 34의 UD)가 제공된다. 이 통신 장치에서는, 통신 매체를 통하여, 송신 신호를 다른 통신 장치에 송신하는 송신 수단(예를 들면, 도 38의 비트 출력부)과, 송신 수단에 의해 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하는 검출 수단(예를 들면, 도 38의 신호 검출부)과, 검출 수단에 의해 검출된 전송 신호에 기초하여, 통신 매체 상에서, 송신 수단에 의해 송신된 송신 신호와, 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 수단(예를 들면, 도 38의 콜리전 판정부)과, 신호 충돌 판정 수단의 판정 결과에 기초하여, 송신 수단에 의한 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 수단(예를 들면, 도 38의 출력 제어부)을 구비한다.

본 발명에서는, 통신 매체(예를 들면, 도 34의 유저)를 통하여 다른 통신 장치(예를 들면, 도 34의 리더 라이터)에 송신 신호를 송신하는 통신 장치(예를 들면, 도 34의 UD)의 통신 방법이 제공된다. 이 통신 방법에서는, 통신 매체를 통하여, 송신 신호를 다른 통신 장치에 송신하도록 제어하는 송신 스텝(예를 들면, 도 41의 스텝 S202)과, 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하도록 제어하는 검출 스텝(예를 들면, 도 41의 스텝 S203)과, 검출 스텝의 처리에 의해 제어되어 검출된 전송 신호에 기초하여, 통신 매체 상에서, 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 송신된 송신 신호와, 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 스텝(예를 들면, 도 41의 스텝 S204)과, 신호 충돌 판정 스텝의 판정 결과에 기초하여, 송신 스텝의 처리에 의한 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 스텝(예를 들면, 도 41의 스텝 S206 및 스텝 S207)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프로그램에서도, 각 스텝이 대응하는 실시 형태(단지 일례)는, 본 발명의 통신 방법과 마찬가지이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 최초로, 도 1 내지 도 33을 참조하여, 본 발명을 적용하는 통신 시스템의 예로서, 물리적인 기준점 경로를 불필요하게 하여, 통신 신호 전달 경로만에 의한 통신을 실현함으로써, 이용 환경의 제약을 받지 않는 통신 시스템에 대하여 설명한다.

도 1은, 물리적인 기준점 경로를 이용하지 않고 통신 신호 전달 경로에 의해서만 통신을 행하는 통신 시스템의 일 실시 형태에 따른 구성예를 도시하는 도면이다.

도 1에서, 통신 시스템(100)은, 송신 장치(110), 수신 장치(120), 및 통신 매체(130)에 의해 구성되며, 송신 장치(110)와 수신 장치(120)가 통신 매체(130)를 통하여 신호를 송수신하는 시스템이다. 즉, 통신 시스템(100)에서, 송신 장 치(110)로부터 송신된 신호는, 통신 매체(130)를 통하여 전송되고, 수신 장치(120)에 의해 수신된다.

송신 장치(110)는, 송신 신호 전극(111), 송신 기준 전극(112), 및 송신부(113)를 갖고 있다. 송신 신호 전극(111)은, 통신 매체(130)를 통하여 전송시키는 신호를 송신하기 위해 설치된 전극쌍의 한쪽의 전극으로서, 그 전극쌍의 다른쪽의 전극인 송신 기준 전극(112)보다도 통신 매체(130)에 대하여 정전 결합이 강하게 되도록 설치된다. 송신부(113)는, 송신 신호 전극(111)과 송신 기준 전극(112) 사이에 설치되며, 이들 전극 사이에 수신 장치(120)에 전달하고 싶은 전기 신호(전위차)를 공급한다.

수신 장치(120)는, 수신 신호 전극(121), 수신 기준 전극(122), 및 수신부(123)를 갖고 있다. 수신 신호 전극(121)은, 통신 매체(130)를 통하여 전송되는 신호를 수신하기 위해 설치된 전극쌍의 한쪽의 전극으로, 그 전극쌍의 다른쪽의 전극인 수신 기준 전극(122)보다도 통신 매체(130)에 대하여 정전 결합이 강하게 되도록 설치된다. 수신부(123)는, 수신 신호 전극(121)과 수신 기준 전극(122) 사이에 설치되고, 통신 매체(130)를 통하여 전송되는 신호에 의해서 이들 전극 사이에 발생한 전기 신호(전위차)를 검지하고, 그 전기 신호를 원하는 전기 신호로 변환하여, 송신 장치(110)의 송신부(113)에서 생성된 전기 신호를 복원한다.

통신 매체(130)는, 전기 신호를 전달 가능한 물리적 특성을 갖는 물질, 예를 들면, 도전체나 유전체 등에 의해 구성된다. 예를 들면, 통신 매체(130)는, 구리, 철, 또는 알루미늄 등의 금속에 대표되는 도전체, 순수, 고무, 글래스 등에 대표되 는 유전체, 또는, 이들의 복합체인 생체나, 식염수 등의 전해액과 같이, 도체로서의 성질과 유전체로서의 성질을 아울러 갖는 소재에 의해 구성된다. 또한, 이 통신 매체(130)의 형상은 어떠한 것이어도 되며, 예를 들면, 선 형상, 판 형상, 구 형상, 각기둥, 또는 원기둥 등이어도 되고, 또한 이들 이외의 임의의 형상이어도 된다.

이러한 통신 시스템(100)에서, 처음에, 각 전극과, 통신 매체 또는 장치 주변 공간과의 관계에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서, 설명의 편의상, 통신 매체(130)가 완전 도체인 것으로 한다. 또한, 송신 신호 전극(111)과 통신 매체(130) 사이, 및, 수신 신호 전극(121)과 통신 매체(130) 사이에는 공간이 존재하며, 전기적인 결합은 없는 것으로 한다. 즉, 송신 신호 전극(111) 또는 수신 신호 전극(121)과, 통신 매체(130) 사이에는, 각각 정전 용량이 형성된다.

또한, 송신 기준 전극(112)은 송신 장치(110) 주변의 공간을 향하도록 설치되어 있고, 수신 기준 전극(122)은 수신 장치(120) 주변의 공간을 향하도록 설치되어 있다. 일반적으로, 도체구가 공간에 존재하는 경우, 그 도체구와 공간 사이에는 정전 용량이 형성된다. 예를 들면, 도체의 형상을 반경 r[m]의 구로 했을 때, 그 정전 용량 C는, 이하의 수학식 1과 같이 구해진다.

수학식 1에서, π는 원주율을 나타낸다. 또한, ε는 유전율을 나타내며, 이하의 수학식 2와 같이 구해진다.

단, 수학식 2에서, ε₀은 진공 중의 유전율을 나타내며, 8.854×10^-12[F/m]이다. 또한, ε_r은 비유전율을 나타내며, 진공의 유전율 ε₀에 대한 비율을 나타낸다.

상술한 수학식 1에 나타내는 바와 같이 반경 r이 클수록, 정전 용량 C는 커진다. 또한, 구 이외의 복잡한 형상의 도체의 정전 용량 C의 크기는, 상술한 수학식 1과 같이, 간단히 나타낼 수는 없지만, 그 도체의 표면적의 크기에 따라서 변화하는 것은 분명하다.

이상과 같이, 송신 기준 전극(112)은, 송신 장치(110) 주변의 공간에 대하여 정전 용량을 형성하며, 수신 기준 전극(122)은, 수신 장치(120) 주변의 공간에 대하여 정전 용량을 형성한다. 즉, 송신 장치(110) 및 수신 장치(120)의 외부의 가상 무한원점으로부터 보았을 때, 송신 기준 전극(112)이나 수신 기준 전극(122)의 전위는, 정전 용량의 증가에 수반하여 변동이 더욱 어렵게 됨을 나타내고 있다.

다음으로, 통신 시스템(100)에서의 통신의 원리에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서, 설명의 편의상, 또는 전후 관계 등으로부터, 컨덴서를 간단하게 정전 용량으로 표현하는 경우도 있지만, 이들은 동의이다.

또한, 이하에서, 도 1의 송신 장치(110)와 수신 장치(120)는, 장치간이 충분한 거리를 유지하도록 배치되어 있어, 상호의 영향을 무시할 수 있는 것으로 한다. 또한, 송신 장치(110)에서, 송신 신호 전극(111)은 통신 매체(130)하고만 정전 결합하며, 송신 기준 전극(112)은 송신 신호 전극(111)에 대하여 충분한 거리가 떨어져, 상호의 영향은 무시할 수 있는(정전 결합하지 않는) 것으로 한다. 마찬가지로, 수신 장치(120)에서, 수신 신호 전극(121)은 통신 매체(130)하고만 정전 결합하며, 수신 기준 전극(122)은 수신 신호 전극(121)에 대하여 충분한 거리가 떨어져, 상호의 영향은 무시할 수 있는(정전 결합하지 않는) 것으로 한다. 또한, 실제로는, 송신 신호 전극(111), 수신 신호 전극(121), 및 통신 매체(130)도, 공간 내에 배치되어 있는 이상, 각각 공간에 대한 정전 용량을 갖게 되지만, 여기서는, 설명의 편의상, 이들을 무시할 수 있는 것으로 한다.

도 2는, 도 1의 통신 시스템(100)을 등가 회로로 나타낸 도면이다. 통신 시스템(200)은, 통신 시스템(100)을 등가 회로로 나타낸 것으로, 실질적으로 통신 시스템(100)과 등가이다.

즉, 통신 시스템(200)은, 송신 장치(210), 수신 장치(220), 및 접속선(230)을 갖고 있지만, 이 송신 장치(210)는 도 1에 도시되는 통신 시스템(100)의 송신 장치(110)에 대응하며, 수신 장치(220)는 도 1에 도시되는 통신 시스템(100)의 수신 장치(120)에 대응하고, 접속선(230)은 도 1에 도시되는 통신 시스템(100)의 통신 매체(130)에 대응한다.

도 2의 송신 장치(210)에서, 신호원(213-1) 및 송신 장치내 기준점(213-2)은, 도 1의 송신부(113)에 대응한다. 신호원(213-1)은, 송신용의 신호로서, 특정 주기 ω×t[rad]의 정현파를 생성한다. 여기서, t[s]는 시간을 나타낸다. 또한, ω[rad/s]는 각 주파수를 나타내며, 이하의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 3에서, π는 원주율, f[Hz]는 신호원(213-1)이 생성하는 신호의 주파수를 나타낸다. 송신 장치내 기준점(213-2)은, 송신 장치(210) 내에서의 회로의 그라운드에 접속되는 점이다. 즉 신호원(213-1)의 단자의 한쪽은, 송신 장치(210) 내에서의 회로의, 소정의 기준 전위로 설정된다.

Cte(214)는, 컨덴서로서, 도 1의 송신 신호 전극(111)과 통신 매체(130) 사이의 정전 용량을 나타내는 것이다. 즉, Cte(214)은, 신호원(213-1)의 송신 장치내 기준점(213-2)과 반대측의 단자와, 접속선(230) 사이에 설치되어 있다. 또한, Ctg(215)는, 컨덴서로서, 도 1의 송신 기준 전극(112)의 공간에 대한 정전 용량을 나타내는 것이다. Ctg(215)는, 신호원(213-1)의 송신 장치내 기준점(213-2)측의 단자와, 공간 상의, 송신 장치(210)를 기준으로 한 무한원점(가상점)을 나타내는 기준점(216) 사이에 설치되어 있다.

도 2의 수신 장치(220)에서, Rr(223-1), 검출기(223-2), 및 수신 장치내 기준점(223-3)은, 도 1의 수신부(123)에 대응한다. Rr(223-1)은, 수신 신호를 취출하기 위한 부하 저항(수신 부하)이다. 증폭기에 의해 구성되는 검출기(223-2)는, 이 Rr(223-1)의 양측의 단자간의 전위차를 검출하여 증폭시킨다. 수신 장치내 기준점(223-3)은, 수신 장치(220) 내에서의 회로의 그라운드에 접속되는 점이다. 즉 Rr(223-1)의 단자의 한쪽(검출기(223-2)의 입력 단자의 한쪽)은, 수신 장치(220) 내에서의 회로의, 소정의 기준 전위로 설정된다.

또한, 검출기(223-2)가, 예를 들면, 검출한 변조 신호를 복조하거나, 검출된 신호에 포함되는 부호화된 정보를 복호하거나 하는 등, 그 밖의 기능을 더 구비하도록 해도 된다.

Cre(224)는, 컨덴서로서, 도 1의 수신 신호 전극(121)과 통신 매체(130) 사이의 정전 용량을 나타내는 것이다. 즉, Cre(224)는, Rr(223-1)의 수신 장치내 기준점(223-3)과 반대측의 단자와, 접속선(230) 사이에 설치되어 있다. 또한, Crg(225)는, 컨덴서로서, 도 1의 수신 기준 전극(122)의 공간에 대한 정전 용량을 나타내는 것이다. Crg(225)는, Rr(223-1)의 수신 장치내 기준점(223-3)측의 단자와, 공간 상의, 수신 장치(120)를 기준으로 한 무한원점(가상점)을 나타내는 기준점(226) 사이에 설치되어 있다.

접속선(230)은, 완전 도체인 통신 매체(130)를 나타내고 있다. 또한, 도 2의 통신 시스템(200)에서, Ctg(215)와 Crg(225)는, 등가 회로상, 기준점(216)과 기준점(226)을 통하여, 서로 전기적으로 접속되어 있도록 표현되어 있지만, 실제로는, 이들은 서로 전기적으로 접속되어 있을 필요는 없으며, 각각이, 송신 장치(210) 또는 수신 장치(220) 주변의 공간에 대하여 정전 용량을 형성하고 있으면 된다. 도체가 있으면, 주위의 공간에 대하여, 반드시 그 표면적의 크기에 비례한 정전 용량이 형성되는 것이 중요하다. 또한, 기준점(216)과 기준점(226)이 전기적으로 접속되어 있을 필요는 없으며, 서로 독립되어도 된다.

또한, 도 1의 통신 매체(130)가 완전 도체인 경우, 접속선(230)의 도전율은 무한대로 간주할 수 있기 때문에, 도 2의 접속선(230)의 길이는 통신에 영향을 미치지 않는다. 또한, 통신 매체(130)가 도전율이 충분한 도체이면, 실용상, 송신 장치와 수신 장치간의 거리는 통신의 안정성에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 이러한 경우, 송신 장치(210)와 수신 장치(220)의 거리는 아무리 길어도 된다.

통신 시스템(200)에서, 신호원(213-1), Rr(223-1), Cte(214), Ctg(215), Cre(224), 및 Crg(225)로 이루어지는 회로가 형성되어 있다. 직렬 접속된 4개의 컨덴서(Cte(214), Ctg(215), Cre 컨덴서(224), 및 Crg(225))의 합성 용량 C_x는 이하의 수학식 4로 나타낼 수 있다.

또한, 신호원(213-1)이 생성하는 정현파 v_t(t)를, 이하의 수학식 5와 같이 나타낸다.

여기서, V_m[V]은 신호원 전압의 최대 진폭 전압을 나타내고 있고, θ[rad]는 초기 위상각을 나타내고 있다. 이 때, 신호원(213-1)에 의한 전압의 실효값 V_trms[V]는 이하의 수학식 6과 같이 구할 수 있다.

회로 전체에서의 합성 임피던스 Z는, 다음의 수학식 7과 같이 구할 수 있다.

즉, Rr(223-1)의 양단에 발생하는 전압의 실효값 V_rrms는 수학식 8과 같이 구할 수 있다.

따라서, 수학식 8에 나타내는 바와 같이, Rr(223-1)의 저항값이 클수록, 또한, 정전 용량 C_x가 크고, 신호원(213-1)의 주파수 f[Hz]가 높을수록, 1/((2×π×f×C_x)²)의 항이 작아져, Rr(223-1)의 양단에, 보다 큰 신호를 발생시킬 수 있다.

예를 들면, 송신 장치(210)의 신호원(213-1)에 의한 전압의 실효값 V_trms를 2[V]로 고정하고, 신호원(213-1)이 생성하는 신호의 주파수 f를 1[MHz], 10[MHz], 또는 100[MHz]로 하며, Rr(223-1)의 저항값을 10K[Ω], 100K[Ω], 또는 1M[Ω]으로 하고, 회로 전체의 정전 용량 C_x를 0.1[pF], 1[pF], 또는 10[pF]으로 했을 때의, Rr(223-1)의 양단에 발생하는 전압의 실효값 V_rrms의 계산 결과는 도 3에 도시되는 표(250)와 같이 된다.

표(250)에 나타내는 바와 같이, 전압의 실효값 V_rrms의 계산 결과는, 그 밖의 조건이 동일한 경우, 주파수 f가 1[MHz]일 때보다도 10[MHz]일 때 쪽이 커지고, 수신 부하인 Rr(223-1)의 저항값이 10K[Ω]일 때보다도 1M[Ω]일 때 쪽이 커지고, 정전 용량 C_x가 0.1[pF]일 때보다도 10[pF]일 때 쪽이 큰 값을 취한다. 즉, 주파수 f의 값, Rr(223-1)의 저항값, 및 정전 용량 C_x가 클수록, 큰 전압의 실효값 V_rrms가 얻어진다.

또한, 표(250)로부터, 피코파라드 이하의 정전 용량이라도, Rr(223-1)에는 전기 신호가 발생하는 것을 알 수 있다. 즉, 전송되는 신호의 신호 레벨이 미소한 경우, 수신 장치(220)의 검출기(223-2)에 의해서 검출한 신호를 증폭하는 등으로 하면, 통신이 가능하게 된다.

다음으로, 이상으로 나타낸 등가 회로의 통신 시스템(200)의 각 파라미터의 산출예를, 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 4는, 통신 시스템(100)의 물리적인 구성에 의한 영향도 포함시켜 연산예를 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시되는 통신 시스템(300)은, 도 1의 통신 시스템(100)에 대응하는 시스템으로서, 도 2의 통신 시스템(200)에 통신 시스템(100)의 물리적인 구성에 관한 정보를 부가한 것이다. 즉, 통신 시스템(300)은, 송신 장치(310), 수신 장치(320), 및 통신 매체(330)를 갖고 있다. 도 1의 통신 시스템(100)과 대비하여 설명하면, 송신 장치(310)는 송신 장치(110)에 대응하고, 수신 장치(320)는 수신 장치(120)에 대응하며, 통신 매체(330)는, 통신 매체(130)에 대응한다.

송신 장치(310)는, 송신 신호 전극(111)에 대응하는 송신 신호 전극(311), 송신 기준 전극(112)에 대응하는 송신 기준 전극(312), 및 송신부(113)에 대응하는 신호원(313-1)을 갖고 있다. 즉, 신호원(313-1)의 양측의 단자의 한쪽에 송신 신호 전극(311)이 접속되며, 다른쪽에 송신 기준 전극(312)이 접속되어 있다. 송신 신호 전극(311)은, 통신 매체(330)에 근접하도록 설치되어 있다. 송신 기준 전극(312)은, 통신 매체(330)에 영향을 받지 않을 정도로 통신 매체(330)로부터 분리되어 설치되어 있으며, 송신 장치(310)의 외부 공간에 대하여 정전 용량을 갖도록 구성되어 있다. 또한, 도 2에서는, 송신부(113)에는, 신호원(213-1) 및 송신 장치내 기준점(213-2)이 대응하도록 설명했지만, 도 4의 경우, 설명의 편의상, 이 송신 장치내 기준점은 생략하고 있다.

수신 장치(320)도, 송신 장치(310)의 경우와 마찬가지로, 수신 신호 전극(121)에 대응하는 수신 신호 전극(321), 수신 기준 전극(122)에 대응하는 수신 기준 전극(322), 및 수신부(123)에 대응하는 Rr(323-1) 및 검출기(323-2)를 갖고 있다. 즉, Rr(323-1)의 양측의 단자의 한쪽에 수신 신호 전극(321)이 접속되며, 다른쪽에 수신 기준 전극(322)이 접속되어 있다. 수신 신호 전극(321)은, 통신 매 체(330)에 근접하도록 설치되어 있다. 수신 기준 전극(322)은, 통신 매체(330)에 영향을 받지 않을 정도로 통신 매체(330)로부터 분리되어 설치되어 있으며, 수신 장치(320)의 외부 공간에 대하여 정전 용량을 갖도록 구성되어 있다. 또한, 도 2에서 수신부(123)에는, Rr(223-1), 검출기(223-2), 및 수신 장치내 기준점(223-3)이 대응하도록 설명했지만, 도 4의 경우, 설명의 편의상, 이 수신 장치내 기준점은 생략하고 있다.

또한, 통신 매체(330)는, 도 1이나 도 2의 경우와 마찬가지로 완전 도체인 것으로 한다. 송신 장치(310)와 수신 장치(320)는, 서로 충분한 거리를 두고 배치되어 있어, 상호의 영향은 무시할 수 있는 것으로 한다. 또한, 송신 신호 전극(311)은 통신 매체(330)하고만 정전 결합하고 있다. 또한, 송신 기준 전극(312)은 송신 신호 전극(311)에 대하여 충분한 거리를 두고 배치되어 있어, 상호의 영향은 무시할 수 있는 것으로 한다. 마찬가지로, 수신 신호 전극(321)은 통신 매체(330)하고만 정전 결합하고 있다. 또한, 수신 기준 전극(322)은 수신 신호 전극(321)에 대하여 충분한 거리를 두고 배치되어 있어, 상호의 영향은 무시할 수 있는 것으로 한다. 또한 엄밀하게는, 송신 신호 전극(311), 수신 신호 전극(321), 및 통신 매체(330)는, 공간에 대한 정전 용량을 갖지만, 여기서는, 설명의 편의상, 이들에 대하여 무시할 수 있는 것으로 한다.

도 4에 도시되는 바와 같이, 통신 시스템(300)에서, 통신 매체(330)의 한쪽의 끝에 송신 장치(310)가 배치되고, 다른 한쪽의 끝에 수신 장치(320)가 배치되어 있다.

송신 신호 전극(311)과 통신 매체(330) 사이에는 거리 dte[m]의 간격이 있는 것으로 한다. 또한, 송신 신호 전극(311)이, 한쪽 면의 표면적이 Ste[㎡]인 도체 원판인 것으로 하면, 통신 매체(330)와의 사이에서 형성되는 정전 용량 Cte(314)는 다음의 수학식 9와 같이 구할 수 있다.

수학식 9는, 일반적으로 평행 평판의 정전 용량으로서 알려져 있는 산출식이다. 상기 식에서, ε는 유전율을 나타내지만, 여기서, 통신 시스템(300)은 공기 중에 놓여져 있는 것으로 하면, 비유전율 ε_r은 대략 1로 간주할 수 있기 때문에, 유전율 ε는, 진공에서의 유전율 ε₀과 등가로 간주할 수 있다. 송신 신호 전극(311)의 표면적 Ste를 2×10^-3[㎡](직경 약 5[㎝])으로 하여, 간격 dte를 5×10^-3[m](5[㎜])로서, 정전 용량 Cte(314)을 구하면, 이하의 수학식 10과 같이 된다.

또한, 실제의 물리 현상으로서 상술한 수학식 9가 엄밀하게 성립하는 것은, Ste>>dte의 관계를 만족시키고 있는 경우이지만, 여기서는, 수학식 9에서 근사할 수 있는 것으로 한다.

다음으로, 송신 기준 전극(312)과 공간으로 이루어지는 정전 용량(송신 기준 전극(312)과, 송신 기준 전극(312)으로부터의 가상적인 무한원점을 나타내는 기준점(316) 사이의 정전 용량) Ctg(315)에 대하여 설명한다. 일반적으로, 반경 r[m]의 원판이 공간에 놓여져 있던 경우, 그 원판과 공간 사이에 형성되는 정전 용량 C[F]은 다음의 수학식 11에서 구할 수 있다.

송신 기준 전극(312)이 반경 rtg=2.5×10^-2[m](반경 2.5[㎝])의 도체 원판인 것으로 하면, 송신 기준 전극(317)과 공간으로 이루어지는 정전 용량 Ctg(315)는, 상술한 수학식 11을 이용하여, 다음의 수학식 12와 같이 구해진다. 또한, 통신 시스템(300)은 공기 중에 놓이며, 그 공간의 유전율은 진공의 유전율 ε₀으로 근사할 수 있는 것으로 한다.

수신 신호 전극(321)의 크기를 송신 신호 전극(311)과 동일한(Sre[㎡]=Ste[㎡]의 도체 원판) 것으로 하고, 통신 매체(330)와의 간격도 동일한(dre[m]=dte[m]) 것으로 하면, 수신 신호 전극(321)과 통신 매체(330)로 이루어지는 정전 용량 Cre(324)는, 송신측과 마찬가지로 3.5[pF]로 된다. 또한, 수신 기 준 전극(322)의 크기를 송신 기준 전극(312)과 동일한(반경 rrg[m]=rtg[m]의 도체 원판) 것으로 하면, 수신 기준 전극(322)과 공간으로 이루어지는 정전 용량(수신 기준 전극(322)과, 수신 기준 전극(322)로부터의 가상적인 무한원점을 나타내는 기준점(326) 사이의 정전 용량) Crg(325)는, 송신측과 마찬가지로 1.8[pF]로 된다. 이상으로부터, Cte(314), Ctg(315), Cre(324), 및 Crg(325)의 4개의 정전 용량으로 이루어지는 합성 정전 용량 C_x는 상술한 수학식 4를 이용하여 다음의 수학식 13과 같이 구할 수 있다.

신호원(313-1)의 주파수 f를 1[㎒]로 하고, 전압의 실효값 V_trms를 2[V]로 하며, Rr(323-1)을 100K[Ω]로 하면, Rr(323-1)의 양단에 발생하는 전압 V_rrms는, 이하의 수학식 14와 같이 구할 수 있다.

이상의 결과로부터, 기본 원리로서, 공간과 이루는 정전 용량을 이용함으로써, 송신 장치로부터 수신 장치로의 신호의 교환이 가능하다.

이상에서 설명한 송신 기준 전극이나 수신 기준 전극의 공간에 대한 정전 용량은, 각 전극의 위치에 공간이 존재하면 형성 가능하다. 따라서, 상술한 송신 장치 및 수신 장치는, 통신 매체에 의해서 송신 신호 전극과 수신 신호 전극이 결합되어 있으면, 서로의 거리에 의존하지 않고 통신의 안정성을 얻을 수 있다.

다음으로, 실제로 본 통신 시스템을 물리적으로 구성하는 경우에 대하여 설명한다. 도 5는, 이상에서 설명한 통신 시스템의, 실제로 물리적으로 구성하는 경우에서의, 시스템 상에 발생하는 각 파라미터의 연산용 모델의 예를 도시하는 도면이다.

즉, 통신 시스템(400)은, 송신 장치(410), 수신 장치(420), 및 통신 매체(430)를 갖고 있고, 상술한 통신 시스템(100)(통신 시스템(200) 및 통신 시스템(300))에 대응하는 시스템으로서, 평가하는 파라미터가 서로 다를 뿐이며, 그 구성은, 통신 시스템(100) 내지 통신 시스템(300)과 기본적으로 마찬가지이다.

즉, 통신 시스템(300)과 대비하여 설명하면, 송신 장치(410)는 송신 장치(310)에 대응하고, 송신 장치(410)의 송신 신호 전극(411)은 송신 신호 전극(311)에 대응하며, 송신 기준 전극(412)은 송신 기준 전극(312)에 대응하고, 신호원(431-1)은 신호원(331-1)에 대응한다. 또한, 수신 장치(420)는 수신 장치(320)에 대응하고, 수신 장치(420)의 수신 신호 전극(421)은 수신 신호 전극(321)에 대응하며, 수신 기준 전극(422)은 수신 기준 전극(322)에 대응하고, Rr(423-1)은 Rr(323-1)에 대응하며, 검출기(423-2)는 검출기(323-2)에 대응한다. 또한, 통신 매체(430)는 통신 매체(330)에 대응한다.

또한, 파라미터에 대하여 설명하면, 송신 신호 전극(411)과 통신 매체(430) 사이의 정전 용량 Cte(414)은 통신 시스템(300)의 Cte(314)에 대응하고, 송신 기준 전극(412)의 공간에 대한 정전 용량 Ctg(415)은 통신 시스템(300)의 Ctg(315)에 대응하며, 송신 장치(410)로부터의 공간 상의 가상적인 무한원점을 나타내는 기준점(416-1) 및 기준점(416-2)은 통신 시스템(300)의 기준점(316)에 대응한다. 또한, 송신 신호 전극(411)은, 면적 Ste[㎡]의 원판 형상의 전극이며, 통신 매체(430)로부터 미소 거리 dte[m]만큼 떨어진 위치에 설치된다. 송신 기준 전극(412)도 원판 형상의 전극이며, 그의 반경은, rtg[m]이다.

수신 장치(420)측에서는, 수신 신호 전극(421)과 통신 매체(430) 사이의 정전 용량 Cre(424)는 통신 시스템(300)의 Cre(324)에 대응하고, 수신 기준 전극(422)의 공간에 대한 정전 용량 Crg(425)는 통신 시스템(300)의 Crg(325)에 대응하며, 수신 장치(420)로부터의 공간 상의 가상적인 무한원점을 나타내는 기준 점(426-1) 및 기준점(426-2)은 통신 시스템(300)의 기준점(326)에 대응한다. 또한, 수신 신호 전극(421)은, 면적 Sre[㎡]의 원판 형상의 전극이며, 통신 매체(430)로부터 미소 거리 dre[m]만큼 떨어진 위치에 설치된다. 수신 기준 전극(422)도 원판 형상의 전극이며, 그의 반경은, rrg[m]이다.

도 5의 통신 시스템(400)은, 이상의 파라미터 외에 추가로, 이하와 같은 새로운 파라미터가 추가된 모델이다.

예를 들면, 송신 장치(410)에 대해서는, 송신 신호 전극(411)과 송신 기준 전극(412) 사이에 형성되는 정전 용량 Ctb(417-1), 송신 신호 전극(411)과 공간 사이에 형성되는 정전 용량 Cth(417-2), 및, 송신 기준 전극(412)과 통신 매체(430) 사이에 형성되는 정전 용량 Cti(417-3)이 새로운 파라미터로서 추가되어 있다.

또한, 수신 장치(420)에 대해서는, 수신 신호 전극(421)과 수신 기준 전극(422) 사이에 형성되는 정전 용량 Crb(427-1), 수신 신호 전극(421)과 공간 사이에 형성되는 정전 용량 Crh(427-2), 및, 수신 기준 전극(422)과 통신 매체(430) 사이에 형성되는 정전 용량 Cri(427-3)이 새로운 파라미터로서 추가되어 있다.

또한, 통신 매체(430)에 대해서는, 통신 매체(430)와 공간 사이에 형성되는 정전 용량(통신 매체(430)와, 통신 매체(430)로부터의 가상적인 무한원점을 나타내는 기준점(436) 사이의 정전 용량) Cm(432)이 새로운 파라미터로서 추가되어 있다. 또한, 실제로는, 통신 매체(430)는, 그 크기나 재질 등에 의해서 전기 저항을 갖기 때문에, 그 저항 성분으로서 저항값 Rm(431) 및 Rm(433)이 새로운 파라미터로서 추가되어 있다.

또한, 도 5의 통신 시스템(400)에서는 생략되어 있지만, 통신 매체가 도전성뿐만 아니라, 유전성을 갖는 경우에는, 그 유전율에 따른 정전 용량도 아울러 형성된다. 또한, 통신 매체에 도전성이 없고, 유전성만으로 형성되는 경우에는, 송신 신호 전극(411)과 수신 신호 전극(421) 사이에, 유전체의 유전율, 거리, 크기, 배치로 결정되는 정전 용량으로 결합되게 된다.

또한, 여기서는, 송신 장치(410)와 수신 장치(420)가, 서로 정전 결합적인 요소를 무시할 수 있을 정도로 거리가 떨어져 있는 경우(송신 장치(410)와 수신 장치(420) 사이의 정전 결합의 영향을 무시할 수 있는 경우)를 상정하고 있다. 만약, 거리가 가까운 경우에는, 상술한 개념에 따라, 송신 장치(410) 내의 각 전극과 수신 장치(420) 내의 각 전극의 위치 관계에 의해서는, 이들 전극끼리의 정전 용량도 고려할 필요가 생기는 경우도 있다.

다음으로, 도 5의 통신 시스템(400)의 동작을, 전기력선을 이용하여 설명한다. 통신 시스템(400)의 송신 장치(410)의, 전극끼리, 또는 전극과 통신 매체(430)와의 관계를, 전기력선을 이용하여 표현한 모식도를 도 6 및 도 7에 도시한다.

도 6은, 통신 시스템(400)의 송신 장치(410)에 대하여, 통신 매체(430)가 존재하지 않는 경우의 전기력선의 분포의 예를 도시하는 모식도이다. 여기서, 송신 신호 전극(411)은 플러스의 전하를 갖고(플러스로 대전하고), 송신 기준 전극(412)은 마이너스의 전하를 갖고 있는(마이너스로 대전하고 있는) 것으로 한다. 도면 중의 화살표는 전기력선을 나타내며, 그 방향은, 플러스의 전하로부터 마이너스의 전하를 향하고 있다. 전기력선은, 도중에 돌연히 소멸되는 일은 없으며, 이부호(異符號)의 전하를 갖는 물체에 도달하거나, 가상 무한원점에 도달하는 것 중의 어느 하나의 성질을 갖는다.

여기서, 전기력선(451)은, 송신 신호 전극(411)으로부터 방출된 전기력선 중 무한원점에 도달해 있는 것을 나타낸다. 전기력선(452)은, 송신 기준 전극(412)을 향하고 있는 전기력선 중 가상 무한원점으로부터 도달해 있는 것을 나타낸다. 전기력선(453)은, 송신 신호 전극(411)과 송신 기준 전극(412) 사이에서 발생하고 있는 전기력선을 나타낸다. 이들 전기력선의 분포는, 각 전극의 크기나 위치 관계에 의해서 영향을 받는다.

도 7은, 이러한 송신 장치(410)에 통신 매체(430)를 근접시킨 경우의 전기력선의 분포의 예를 도시하는 모식도이다. 송신 신호 전극(411)에 통신 매체(430)가 근접했기 때문에, 양자간의 결합이 강해져, 도 6에서 무한원점에 도달해 있던 전기력선(451)의 대부분이, 통신 매체(430)에 도달하는 전기력선(461)으로 되고, 무한원점으로의 전기력선(463)(도 6에서의 전기력선(451))은 감소한다. 이것에 수반하여, 통신 신호 전극(411)으로부터 보았을 때의 무한원점에 대한 정전 용량(도 5의 Cth(417-2))은 약해져, 통신 매체(430)와의 사이의 정전 용량(도 5의 Cte(414))이 증가한다. 또한, 실제로는, 송신 기준 전극(412)과, 통신 매체(430)간의 정전 결합(도 5의 Cti(417-3))도 존재하지만, 여기서는 무시할 수 있는 것으로 한다.

가우스의 법칙에 따르면, 임의의 폐곡면 S를 통하여 나가는 전기력선의 수 N[개]은, 그 폐곡면 S 내에 포함되는 전체 전하를 유전율 ε로 나눈 것과 동일하 며, 폐곡면 S의 밖에 있는 전하에는 영향을 받지 않는다. 여기서 폐곡면 S에 n개의 전하가 존재할 때, 다음의 식이 성립한다.

여기서, i는 정수로 한다. 변수 q_i는 개개의 전하의 전하량을 나타낸다. 이 법칙은, 폐곡면 S로부터 솟아 나오는 전기력선은, 이 폐곡면 S 내에 존재하는 전하로부터 발생되는 전기력선만으로 결정되며, 외측으로부터 들어오는 전기력선의 모두는, 다른 장소로부터 나가는 것을 나타내고 있다.

이 법칙에 따르면, 도 7에서, 통신 매체(430)가 접지되어 있지 않은 것으로 하면, 이 통신 매체(430) 근방의 폐곡면(471)에는 전하의 발생원은 존재하지 않기 때문에, 전기력선(461) 근방의 통신 매체의 영역(472)에서는, 정전 유도에 의해 전하 Q3이 유기된다. 통신 매체(430)는 접지되어 있지 않기 때문에, 통신 매체(430)가 갖는 총 전하량은 변화하지 않으므로, 전하 Q3이 유기된 영역(472) 밖의 영역(473)에서는, 전하 Q3과 등량으로 이부호의 전하 Q4가 유기되며, 이것에 의해서 발생하는 전기력선(464)이 폐곡면(471)으로부터 나가게 된다. 전하 Q4는 통신 매체가 클수록, 더욱 확산하게 되고, 전하 밀도도 감소하므로, 이것에 수반하여 단위 면적당의 전기력선의 개수도 감소한다.

통신 매체(430)가 완전 도체인 경우, 완전 도체의 성질로부터, 부위에 상관없이 전위가 동일하게 되는 특성상, 부위에 상관없이 전하 밀도도 거의 동등하게 되는 성질이 있다. 통신 매체(430)가 저항분을 가진 도전체인 경우에는, 그 저항분에 따라, 거리에 따라서 전기력선의 수도 감소한다. 또한 통신 매체(430)가 도전성을 갖지 않는 유전체인 경우에는, 그 분극 작용에 의해, 전기력선은 확산되어, 전파된다. 여기서 공간에 n개의 도전체가 존재하고 있을 때, 각 도전체의 전하 Q_i는, 다음의 식에서 구할 수 있다.

여기서, i, j는 정수이고, C_ij는 도전체 i와 도전체 j로 이루어지는 용량 계수를 나타내며, 정전 용량과 동일한 성질로 생각해도 된다. 용량 계수는, 도전체의 형상과 이들의 위치 관계로부터만 결정된다. 용량 계수 C_ij는, 도전체 i 자신이 공간에 대하여 형성하는 정전 용량으로 된다. 또한, C_ij=C_ji이다. 수학식 16에서는, 복수의 도전체로 이루어지는 계가 중첩의 원리에 기초하여 동작하는 것이 표현되어 있고, 도전체간의 정전 용량과 각 도전체의 전위와의 곱의 총합에 의해서 해당하는 도전체의 전하가 정해지는 것이 표현되어 있다.

여기서, 도 7과 수학식 16에서 서로 관련되는 각 파라미터를 이하와 같이 정한다. 예를 들면, Q1은, 송신 신호 전극(411)에 유기되는 전하를 나타내고, Q2는, 송신 기준 전극(412)에 유기되는 전하를 나타내며, Q3은, 송신 신호 전극(411)에 의해서 통신 매체(430)에 유기되는 전하를 나타내고, Q4는, 통신 매체(430) 상의, 전하 Q3과 이부호 등량의 전하를 나타내고 있는 것으로 한다.

또한, V1이 송신 신호 전극(411)의, 무한원점을 기준으로 했을 때의 전위를 나타내고, V2가 송신 기준 전극(412)의, 무한원점을 기준으로 했을 때의 전위를 나타내며, V3이 통신 매체(430)의, 무한원점을 기준으로 했을 때의 전위를 나타내고, C12가 송신 신호 전극(411)과 송신 기준 전극(412) 사이의 용량 계수를 나타내며, C13이 송신 신호 전극(411)과 통신 매체(430) 사이의 용량 계수를 나타내고, C15가 송신 신호 전극(411)과 공간의 용량 계수를 나타내며, C25가 송신 신호 전극(411)과 공간의 용량 계수를 나타내고, 또한 C45가 통신 매체(430)와 공간의 용량 계수를 나타내고 있는 것으로 한다.

이 때 전하 Q3은 다음의 식과 같이 구할 수 있다.

통신 매체(430)에 의해 많은 전계를 주입하기 위해서는, 전하 Q3을 크게 하면 되지만, 그것을 위해서는, 송신 신호 전극(411)과 통신 매체(430) 사이의 용량 계수 C13을 높이며, 또한, 충분한 전위 V1을 공급하면 된다. 용량 계수 C13은, 형상과 위치 관계만으로 결정되지만, 상호간의 거리가 가깝고, 대향 면적이 클수록, 정전 용량이 높아진다. 다음으로, 전위 V1인데, 이 전위는 무한원점으로부터 보았을 때 충분한 전위가 발생하고 있을 필요가 있다. 송신 장치(410)로부터 보면 신호원에 의해서, 송신 신호 전극(411)과 송신 기준 전극(412) 사이에 전위차가 공급되고 있지만, 이 전위차가 무한원점으로부터 보았을 때에도 충분한 전위차로서 발 생하기 위해서는, 송신 기준 전극(412)의 동작이 중요하게 된다.

만약 송신 기준 전극(412)이 미소하며, 송신 신호 전극(411)이 충분한 크기인 것으로 하면, 용량 계수 C12 및 C25가 작아진다. 한편, 용량 계수 C13, C15, C45는 큰 정전 용량을 갖기 때문에, 전기적으로 더욱 변동하기 어렵게 되어, 신호원에서 발생시키고 있는 전위차의 대부분은, 송신 기준 전극(412)의 전위 V2로서 나타나며, 송신 신호 전극(411)의 전위 V1은 작아지게 된다.

이 모습을 도 8에 도시한다. 송신 기준 전극(481)은 미소하기 때문에, 어떤 도전체나 무한원점과도 결합하지 않는다. 송신 신호 전극(411)은, 통신 매체(430)와의 사이에서 정전 용량 Cte를 형성함과 함께, 공간에 대하여 정전 용량 Cth(417-2)를 형성한다. 또한, 통신 매체(430)는 공간에 대하여 정전 용량 Cm(432)을 형성한다. 송신 신호 전극(411)과 송신 기준 전극(412)에 전위가 발생해도, 송신 신호 전극(411)에 관계되는 정전 용량 Cte(414), Cth(417-2), 및 Cm(432)이 압도적으로 크기 때문에, 이 전위를 변동시키기 위해서는, 큰 에너지가 필요하게 되지만, 신호원(413-1)의 대향측의 송신 기준 전극(481)의 정전 용량이 약하기 때문에, 송신 신호 전극(411)의 전위는 거의 변화하지 않고, 신호원(413-1)의 전위 변동의 대부분은, 송신 기준 전극(481) 측에 나타나게 된다.

반대로, 송신 신호 전극(411)이 미소하며, 송신 기준 전극(481)이 충분한 크기인 것으로 하면, 송신 기준 전극(481)의 정전 용량이 높아져, 전기적으로 변동하기 어렵게 되고, 송신 신호 전극(411)에 충분한 전위 V1은 발생하지만, 통신 매체(430)와의 정전 결합이 약해지기 때문에, 충분한 전계를 주입할 수 없다.

따라서, 전체의 밸런스 중에서, 통신에 필요한 전계를 송신 신호 전극으로부터 통신 매체에 주입하면서도, 충분한 전위를 공급할 수 있을 만큼의 송신 기준 전극을 설치할 필요가 있다. 여기서는, 송신측만을 고려했지만, 도 5에서의 수신 장치(420)의 전극과 통신 매체(430) 사이에 관해서도 마찬가지로 고려할 수 있다.

무한원점은, 물리적으로 원거리이어야 하는 것은 아니며, 실용상은 장치 주변의 공간을 고려하면 되지만, 보다 이상적으로는, 시스템 전체의 계 중에서, 보다 안정적이고 전위 변동이 적은 것이 바람직하다. 실제의 이용 환경 하에서는, AC 전원 라인이나 조명 기구, 기타 전기 기기 등으로부터 발생하는 노이즈가 존재하지만, 적어도 신호원이 이용하는 주파수 대역에 이들 노이즈가 중첩되지 않거나, 무시할 수 있는 레벨이면 된다.

도 9는, 도 5에 도시되는 모델(통신 시스템(400))을 등가 회로로 도시한 도면이다. 즉, 도 2와 도 4의 관계와 같이, 도 9에 도시되는 통신 시스템(500)은 도 5에 도시되는 통신 시스템(400)에 대응하고, 통신 시스템(500)의 송신 장치(510)는 통신 시스템(400)의 송신 장치(410)에 대응하며, 통신 시스템(500)의 수신 장치(520)는 통신 시스템(400)의 수신 장치(420)에 대응하고, 통신 시스템(500)의 접속선(530)은 통신 시스템(400)의 통신 매체(430)에 대응한다.

마찬가지로, 도 9의 송신 장치(510)에서, 신호원(513-1)은 신호원(413-1)에 대응한다. 또한, 도 9의 송신 장치(510)에서는, 도 5에서 생략된, 도 2의 송신 장치내 기준점(213-2)에 대응하는, 도 1의 송신부(113) 내부의 회로에서의 그라운드를 나타내는 송신 장치내 기준점(513-2)이 도시되어 있다.

또한, 도 9의 Cte(514)는, 도 5의 Cte(414)에 대응하는 정전 용량이며, Ctg(515)는, 도 5의 Ctg(415)에 대응하는 정전 용량이고, 기준점(516-1) 및 기준점(516-2)은, 각각, 기준점(416-1) 및 기준점(416-2)에 대응한다. 또한 Ctb(517-1)는 Ctb(417-1)에, Cth(517-2)는 Cth(417-2)에, Cti(517-3)는 Cti(417-3)에 각각 대응하는 정전 용량이다.

수신 장치(520)의 각 부도 마찬가지로, 수신 저항인 Rr(523-1) 및 검출기(523-2)는, 각각, 도 5의 Rr(423-1) 및 검출기(423-2)에 대응한다. 또한, 도 9의 수신 장치(520)에서는, 도 5에서 생략된, 도 2의 수신 장치내 기준점(223-3)에 대응하는, 도 1의 수신부(123) 내부의 회로에서의 그라운드를 나타내는 수신 장치내 기준점(523-3)이 도시되어 있다.

또한, 도 9의 Cre(524)는, 도 5의 Cre(424)에 대응하는 정전 용량이며, Crg(525)는, 도 5의 Crg(425)에 대응하는 정전 용량이고, 기준점(526-1) 및 기준점(526-2)은, 각각, 기준점(426-1) 및 기준점(426-2)에 대응한다. 또한 Crb(527-1)는 Crb(427-1)에, Crh(527-2)는 Crh(427-2)에, Cri(527-3)는 Cri(427-3)에 각각 대응하는 정전 용량이다.

접속선(530)에 접속되는 각 부도 마찬가지로, 접속선의 저항 성분인 Rm(531)과 Rm(533)은, 각각, Rm(431)과 Rm(433)에 대응하며, Cm(532)은 Cm(432)에 대응하고, 기준점(536)은, 기준점(436)에 대응한다.

이러한 통신 시스템(500)은, 이하와 같은 성질을 갖는다.

예를 들면, 송신 장치(510)는, Cte(514)의 값이 클(용량이 높을)수록, 통신 매체(430)에 대응하는 접속선(530)에 큰 신호를 인가할 수 있다. 또한, 송신 장치(510)는, Ctg(515)의 값이 클(용량이 높을)수록, 접속선(530)에 큰 신호를 인가할 수 있다. 또한, 송신 장치(510)는, Ctb(517-1)의 값이 작을(용량이 낮을)수록, 접속선(530)에 큰 신호를 인가할 수 있다. 또한, 송신 장치(510)는, Cth(517-2)의 값이 작을(용량이 낮을)수록, 접속선(530)에 큰 신호를 인가할 수 있다. 또한, 송신 장치(510)는, Cti(517-3)의 값이 작을(용량이 낮을)수록, 접속선(530)에 큰 신호를 인가할 수 있다.

수신 장치(520)는, Cre(524)의 값이 클(용량이 높을)수록, 통신 매체(430)에 대응하는 접속선(530)으로부터 큰 신호를 취출할 수 있다. 또한, 수신 장치(520)는, Crg(525)의 값이 클(용량이 높을)수록, 접속선(530)으로부터 큰 신호를 취출할 수 있다. 또한, 수신 장치(520)는, Crb(527-1)의 값이 작을(용량이 낮을)수록, 접속선(530)으로부터 큰 신호를 취출할 수 있다. 또한, 수신 장치(520)는, Crh(527-2)의 값이 작을(용량이 낮을)수록, 접속선(530)으로부터 큰 신호를 취출할 수 있다. 또한, 수신 장치(520)는, Cri(527-3)의 값이 작을(용량이 낮을)수록, 접속선(530)으로부터 큰 신호를 취출할 수 있다. 또한, 수신 장치(520)는, Rr(523-1)의 값이 낮을(저항이 클)수록, 접속선(530)으로부터 큰 신호를 취출할 수 있다.

접속선(530)의 저항 성분인 Rm(531) 및 Rm(533)의 값이 낮을(저항이 낮을)수록, 송신 장치(510)는, 접속선(530)에 큰 신호를 인가할 수 있다. 또한, 접속선(530)의 공간에 대한 정전 용량인 Cm(532)의 값이 작을(용량이 낮을)수록, 송신 장치(510)는, 접속선(530)에 큰 신호를 인가할 수 있다.

컨덴서 용량의 대소는, 전극의 표면적의 크기에 대략 비례하기 때문에, 일반적으로는 각 전극의 크기가 클수록 좋지만, 단순하게 전극의 크기를 크게 하면, 전극끼리의 사이의 정전 용량도 증가하게 될 우려도 있다. 또한, 전극의 크기비가 극단적인 경우도 효율이 저하할 우려가 있다. 따라서, 전극의 크기나 그 배치 장소 등은, 전체의 밸런스 중에서 결정할 필요가 있다.

또한, 상술한 통신 시스템(500)의 성질은, 신호원(513-1)의 주파수가 높은 주파수 대역에서는, 임피던스·매칭의 개념으로 본 등가 회로를 파악하여, 각 파라미터를 결정함으로써 효율적인 통신이 가능하게 된다. 주파수를 높임으로써, 작은 정전 용량이라도 리액턴스를 확보할 수 있기 때문에, 각 장치를 용이하게 소형화할 수 있다.

또한, 일반적으로 컨덴서의 리액턴스는 주파수의 감소와 함께 상승한다. 이에 대하여, 통신 시스템(500)은 정전 용량 결합에 기초하는 동작을 하기 때문에, 신호원(513-1)이 생성하는 신호의 주파수의 하한은, 이것에 의해서 결정된다. 또한, Rm(531), Cm(532), 및 Rm(533)은, 그 배치로부터 저역 통과 필터를 형성하게 되기 때문에, 이 특성에 의해 주파수의 상한이 정해진다.

즉, 통신 시스템(500)의 주파수 특성은, 도 10에 도시되는 그래프의 곡선(551)과 같이 된다. 도 10에서, 횡축은 주파수를, 종축은 계 전체의 이득을 나타내고 있다.

다음으로, 도 5의 통신 시스템(400), 및 도 9의 통신 시스템(500)의 각 파라미터의 구체적인 수치를 검토한다. 또한, 이하에서, 설명의 편의상, 통신 시스 템(400)(통신 시스템(500))은 공기 중에 설치되어 있는 것으로 한다. 또한, 통신 시스템(400)의 송신 신호 전극(411), 송신 기준 전극(412), 수신 신호 전극(421), 및 수신 기준 전극(422)(통신 시스템(500)의 송신 신호 전극(511), 송신 기준 전극(512), 수신 신호 전극(521), 및 수신 기준 전극(522))은, 모두 직경 5㎝의 도체 원판으로 한다.

도 5의 통신 시스템(400)에서, 송신 신호 전극(411)과 통신 매체(430)로 이루어지는 정전 용량 Cte(414)(도 9의 Cte(514))는, 서로의 간격 dte가 5㎜인 것으로 하면, 그 값은, 상술한 수학식 9를 이용하여, 이하의 수학식 18과 같이 구해진다.

전극간의 정전 용량인 Ctb(417-1)(도 9의 Ctb(517-1))에 대해서는, 수학식 9를 적응할 수 있는 것으로 한다. 본래는 상술한 바와 같이 전극의 면적이 간격에 비하여 충분히 큰 경우에 성립하는 식이지만, 여기서는, 이것으로 근사할 수 있다고 해도 지장이 없다. 전극간의 간격을 5㎝로 하면, Ctb(417-1)(도 9의 Ctb(517-1))는 이하의 수학식 19와 같이 된다.

여기에서의 상정은, 송신 신호 전극(411)과 통신 매체(430)의 간격이 좁다고 한다면, 공간과의 결합은 약해지기 때문에, Cth(417-2)(도 9의 Cht(517-2))의 값은, Cte(414)(Cte(514))의 값보다도 충분히 작아, 수학식 20과 같이 Cte(414)(Cte(514))의 값의 10분의 1로 설정되는 것으로 한다.

송신 기준 전극(412)과 공간에서 형성되는 정전 용량을 나타내는 Ctg(415)(도 9의 Ctg(515))는 도 4의 경우(수학식 12)와 마찬가지이며, 다음의 수학식 21과 같이 구할 수 있다.

Cti(417-3)(도 9의 Cti(517-3))의 값은, 이하와 같이, Ctb(417-1)(도 9의 Ctb(517-1))와 동등하다고 생각한다.

수신 장치(420)(도 9의 수신 장치(520))의 각 파라미터에 관해서도, 각 전극의 구성(크기나 설치 위치 등)을 송신 장치(410)의 경우와 마찬가지로 하면, 이하 와 같이, 송신 장치(410)의 각 파라미터와 마찬가지로 설정된다.

또한, 설명의 편의상, 이하에서, 통신 매체(430)(도 9의 접속선(530))는 인체의 사이즈 정도의 생체에 가까운 특성을 갖는 물체인 것으로 한다. 그리고, 통신 매체(430)의 송신 신호 전극(411)의 위치로부터 수신 신호 전극(421)의 위치(도 9의 송신 신호 전극(511)의 위치로부터 수신 신호 전극(521)의 위치)까지의 전기 저항이 1M[Ω]인 것으로 하고, Rm(431) 및 Rm(433)(도 9의 Rm(531) 및 Rm(533))의 값을 각각 500K[Ω]로 한다. 또한, 통신 매체(430)와 공간 사이에서 형성하는 정전 용량 Cm(432)(도 9의 Cm(532))의 값을 100[pF]으로 한다.

또한, 신호원(413-1)(도 9의 신호원(513-1))은, 최대값 1[V]이며 주파수가 10M[Hz]인 정현파로 한다.

이상의 파라미터를 사용하여 시뮬레이션을 행하면, 도 11에 도시되는 바와 같은 파형의 수신 신호가 시뮬레이션 결과로서 얻어진다. 도 11에 도시되는 그래프는, 종축이, 수신 장치(420)(도 9의 수신 장치(520))의 수신 부하인 Rr(423-1)(Rr(523-1))의 양단 전압을 나타내며, 횡축이 시간을 나타내고 있다. 도 11의 양 화살표(552)에 의해 도시된 바와 같이, 수신 신호의 파형의 최대값 A와 최소값 B와의 차(피크값의 차)가 약 10[㎶] 정도로 관측된다. 따라서, 이것을 충분한 게인을 갖는 증폭기(검출기(423-2))로 증폭함으로써, 송신측의 신호(신호원(413-1)에 서 생성된 신호)를 수신측에서 복원할 수 있다.

이와 같이, 이상에서 설명한, 본 발명을 적용한 통신 시스템은, 물리적인 기준점 경로를 불필요로 하며, 통신 신호 전달 경로만에 의한 통신을 실현할 수 있기 때문에, 이용 환경의 제약을 받지 않는 통신 환경을 용이하게 제공할 수 있다.

다음으로, 각 장치에서의 각 전극의 배치에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 각 전극은, 서로 다른 역할을 담당하고 있으며, 통신 매체나 공간 등에 대하여 정전 용량을 형성한다. 즉, 각 전극은 각각 서로 다른 상대와 정전 결합하며, 그 정전 결합을 이용하여 작용한다. 따라서, 각 전극의 배치 방법은, 그와 같이 각 전극을 원하는 대상물에 유효하게 정전 결합시키기 위해서 매우 중요한 요인으로 된다.

예를 들면, 도 5의 통신 시스템(400)에서, 송신 장치(410)와 수신 장치(420) 사이에서 효율적으로 통신을 행하기 위해서는, 이하의 조건과 같이 각 전극을 배치할 필요가 있다. 즉, 각 장치는, 예를 들면, 송신 신호 전극(411)과 통신 매체(430) 사이의 정전 용량, 및, 수신 신호 전극(421)과 통신 매체(422) 사이의 정전 용량의 크기가 모두 충분한 것, 송신 기준 전극(412)과 공간의 정전 용량, 및, 수신 기준 전극(422)과 공간의 정전 용량의 크기가 모두 충분한 것, 송신 신호 전극(411)과 송신 기준 전극(412) 사이, 및, 수신 신호 전극(421)과 수신 기준 전극(422) 사이의 정전 용량의 크기가 더 작은 것, 그리고, 송신 신호 전극(411)과 공간의 정전 용량, 및, 수신 신호 전극(421)과 공간의 정전 용량의 크기가 더 작은 것을 충족시킬 필요가 있다.

각 전극의 배치예를 도 12 내지 도 18에 도시한다. 또한, 이하에 설명하는 전극 배치의 예는, 송신 장치 및 수신 장치 중 어느 것에도 적용할 수 있다. 따라서, 이하에서는, 수신 장치에 대한 설명을 생략하고, 송신 장치에 대해서만 설명한다. 또한, 이하에 기재하는 예를 수신 장치에 적용하는 경우, 송신 신호 전극을 수신 신호 전극에 대응시키고, 송신 기준 전극을 수신 신호 전극에 대응시킨다.

도 12에서, 송신 신호 전극(554)과 송신 기준 전극(555)의 2개의 전극은, 케이스(553)의 동일 평면 상에 배치되어 있다. 이 구성에 따르면, 2개의 전극(송신 신호 전극(554)과 송신 기준 전극(555))이 서로 대향하도록 배치된 경우와 비교하여, 전극간의 정전 용량을 작게 할 수 있다. 이러한 구성의 송신 장치를 이용하는 경우, 2개의 전극 중, 한쪽의 전극만을 통신 매체에 근접시키도록 한다. 예를 들면, 케이스(553)가 2개의 유닛과 힌지부에 의해 구성되며, 그 2개의 유닛의 상대적인 각도가 가변으로 되도록, 힌지부를 통하여 접속되고, 케이스(553)의 전체에서 본 경우, 그 힌지부에 의해서, 케이스(553)가 그 길이 방향 중앙 부근에서 절첩할 수 있게 된 절첩형 휴대형 전화기인 것으로 한다. 이러한 절첩형 휴대형 전화기에 대하여, 도 12에 도시되는 바와 같은 전극 배치를 응용함으로써, 한쪽의 전극은 조작 버튼측의 유닛 배면에 배치하고, 다른쪽의 전극은 표시부가 설치된 유닛의 배면에 배치할 수 있다. 이와 같이 배치함으로써, 조작 버튼측의 유닛에 배치된 전극은 유저의 손에 의해서 덮여지고, 표시부 배면에 설치된 전극은 공간을 향하여 배치되게 된다. 즉, 상술한 조건을 충족시키도록 2개의 전극을 배치할 수 있다.

도 13은, 케이스(553)에서, 2개의 전극(송신 신호 전극(554)과 송신 기준 전 극(555))을 대향하도록 배치한 것이다. 이 경우, 도 12의 배치와 비교하여, 2 전극간의 정전 결합은 강해지지만, 케이스(553)가 비교적 작은 경우에 적합하다. 이 경우, 2개의 전극은, 케이스(553) 내의 가능한 한, 거리가 멀어지는 방향에 배치되는 것이 바람직하다.

도 14는, 케이스(553)에서, 2개의 전극(송신 신호 전극(554)과 송신 기준 전극(555))을 직접 대향하지 않도록 배치하며, 또한, 케이스(553)의, 서로 대향하는 면에 배치한 것이다. 이 구성의 경우, 2개의 전극의 정전 결합은, 도 13보다 작은 것으로 된다.

도 15는, 케이스(553)에서, 2개의 전극(송신 신호 전극(554)과 송신 기준 전극(555))을, 서로 수직으로 되도록 배치한 것이다. 이 구성에 따르면, 송신 신호 전극(554)의 면과 그 대향면이 통신 매체에 근접하는 용도에서, 측면(송신 기준 전극(555)이 배치되는 면)은, 공간과의 정전 결합이 남겨지기 때문에, 통신이 가능하게 된다.

도 16은, 도 13에 도시되는 배치에서, 전극의 한쪽인 송신 기준 전극(555)을 케이스(553) 내부에 배치한 것이다. 즉, 도 16의 (a)에 도시되는 바와 같이, 송신 기준 전극(555)만이 케이스(553)의 내부에 설치된다. 도 16의 (b)는, 도 16의 (a)의 면(556)으로부터 본 경우의 전극 위치의 예를 도시하는 도면이다. 도 16의 (b)에 도시되는 바와 같이, 송신 신호 전극(554)은, 케이스(553)의 표면에 배치되며, 송신 기준 전극(555)만이 케이스(553)의 내부에 설치되어 있다. 이 구성에 따르면, 케이스(553)가 통신 매체로 넓게 덮여지게 되어도, 한쪽의 전극 주변에는 케이 스(553)의 내부의 공간이 있기 때문에, 통신이 가능하게 된다.

도 17은, 도 12 또는 도 14에 도시되는 배치에서, 전극의 한쪽인 송신 기준 전극(555)을 케이스(553) 내부에 배치한 것이다. 즉, 도 17의 (a)에 도시되는 바와 같이, 송신 기준 전극(555)만이 케이스(553)의 내부에 설치된다. 도 17의 (b)는, 도 17의 (a)의 면(556)으로부터 본 경우의 전극 위치의 예를 도시하는 도면이다. 도 17의 (b)에 도시되는 바와 같이, 송신 신호 전극(554)은, 케이스(553)의 표면에 배치되며, 송신 기준 전극(555)만이 케이스(553)의 내부에 설치되어 있다. 이 구성에 따르면, 케이스(553)가 통신 매체로 넓게 덮여지게 되어도, 한쪽의 전극 주변에는 케이스 내부의 공간 여유가 있기 때문에, 통신이 가능하게 된다.

도 18은 도 15에 도시되는 배치에서, 전극의 한쪽을 케이스 내부에 배치한 것이다. 즉, 도 18의 (a)에 도시되는 바와 같이, 송신 기준 전극(555)만이 케이스(553)의 내부에 설치된다. 도 18의 (b)는, 도 18의 (a)의 면(556)으로부터 본 경우의 전극 위치의 예를 도시하는 도면이다. 도 18의 (b)에 도시되는 바와 같이, 송신 신호 전극(554)은, 케이스(553)의 표면에 배치되며, 송신 기준 전극(555)만이 케이스(553)의 내부에 설치되어 있다. 이 구성에 따르면, 케이스(553)가 통신 매체로 넓게 덮여지게 되어도, 한쪽의 전극인 송신 기준 전극(555)의 주변에는 케이스 내부의 공간 여유가 있기 때문에, 통신이 가능하게 된다.

이상으로 설명한 어떠한 전극 배치도, 한쪽의 전극보다도 다른쪽의 전극 쪽이 통신 매체에 가깝고, 다른쪽은 공간과의 정전 결합이 강해지는 배치로 되도록 이루어져 있다. 또한, 각 배치에서는, 2개의 전극간의 정전적 결합이 더욱 약해지 도록 배치하는 것이 바람직하다.

송신 장치 혹은 수신 장치는 어떠한 케이스에 내장되도록 해도 된다. 본 발명의 기기에서는, 적어도 2개의 전극이 존재하며, 이들은 전기적으로 절연 상태에 있기 때문에, 케이스도 임의의 두께를 가진 절연체로 구성된다. 도 19는, 송신 신호 전극 주변의 단면도를 도시한 것이다. 송신 기준 전극, 수신 신호 전극, 및 수신 기준 전극은 모두, 송신 신호 전극과 마찬가지의 구성이기 때문에, 이하의 설명을 적용할 수 있다. 따라서, 이들에 대한 설명은 생략한다.

도 19의 (a)는, 전극 주변의 단면도를 도시한 것이다. 케이스(563) 및 케이스(564)는, 반드시 양 화살표(565)에 의해 표시되는 물리적인 두께(d[m])를 갖기 때문에, 전극과 통신 매체(예를 들면, 송신 전극(561)과 통신 매체(562)), 혹은 전극과 공간 사이에는, 최저라도 이 두께분의 간격을 발생시키게 된다. 지금까지의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 전극과 통신 매체, 혹은 전극과 공간 사이는, 정전 용량을 높인 쪽이 일반적으로 바람직하다.

여기서, 케이스(563) 및 케이스(564)에 통신 매체(562)가 밀착되어 있는 경우를 고려한다. 이 경우의 송신 기준 전극(561)과 통신 매체(562) 사이의 정전 용량 C는 수학식 9에 의해서 구해지기 때문에, 다음의 수학식 22와 같이 된다.

여기서, ε₀은 진공의 유전율로서 8.854×10^-12[F/m]라고 하는 고정값이다. ε_r은 그 장소의 비유전율, S는 송신 신호 전극(561)의 표면적이다. 송신 신호 전극(561)의 상측에 형성되는 공간(566)에, 높은 비유전율을 갖는 유전체를 배치함으로써, 정전 용량을 증가시켜, 성능의 향상을 도모할 수 있다.

마찬가지로 주위의 공간에 대해서도 정전 용량의 증가를 도모할 수 있다. 또한, 도 19의 (a)의 경우, 케이스의 두께(양 화살표(565))의 부분에 유전체를 삽입했지만, 반드시 이럴 필요는 없으며, 임의의 위치에 있으면 된다.

이에 대하여, 도 19의 (b)는, 전극을 케이스에 매립한 경우의 예이다. 도 19의 (b)에서 송신 신호 전극(561)은, 케이스(567)에 매립되어(케이스(567)의 일부로 되도록) 배치되어 있다. 이렇게 함으로써, 통신 매체(562)는, 케이스(567)에 접촉함과 동시에, 송신 신호 전극(561)에도 접촉한다. 또한, 송신 신호 전극(561)의 표면에 절연층을 형성함으로써, 통신 매체(562)와 송신 신호 전극(561)이 비접촉으로 되도록 할 수도 있다.

도 19의 (c)는, 도 19의 (b)의 경우에 대하여, 케이스(567)를 전극의 표면적이며 또한 두께 d'로 오목 형상으로 도려내어, 송신 신호 전극(561)을 매립한 것이다. 케이스가 일체 성형인 경우에는, 본 방법에 의해, 제조 코스트나 부품 코스트를 억제하여, 간단히 정전 용량을 높일 수 있다.

이상의 설명에 따르면, 예를 들면, 도 12와 같이 동일 평면 상에 복수의 전극을 배치한 경우에, 송신 신호 전극(554) 측에 유전체를 삽입함으로써(또는, 송신 기준 전극(555) 측보다도 높은 유전율을 갖는 유전체를 송신 신호 전극(554) 측에 삽입함으로써), 송신 신호 전극(554)과 송신 기준 전극(555)의 양쪽이 통신 매체와 결합하게 되는 상황이어도, 송신 신호 전극(554) 쪽이 통신 매체와의 결합이 강하기 때문에 전극 사이에 전위차를 발생하여 통신하는 것이 가능하다.

다음으로 전극의 크기에 관해서 설명한다. 적어도, 송신 기준 전극 및 수신 기준 전극은, 통신 매체가 충분한 전위를 얻기 위해서, 충분한 공간과의 정전 용량을 형성할 필요가 있지만, 송신 신호 전극 및 수신 신호 전극은, 통신 매체와의 정전적 결합이나 통신 매체에 흘리는 신호의 성질을 근거로 한 후에, 최적의 크기로 하면 된다. 따라서, 통상적으로, 송신 기준 전극의 크기를 송신 신호 전극의 크기보다 크게 함과 함께, 수신 기준 전극의 크기를 수신 신호 전극의 크기보다 크게 한다. 그러나, 통신을 행하기 위해 충분한 신호가 얻어지면, 이 이외의 관계이어도 물론 된다.

특히, 송신 기준 전극의 크기와 송신 신호 전극의 크기를 일치시키며, 또한, 수신 기준 전극의 크기와 수신 신호 전극의 크기를 일치시킨 경우, 무한원점의 기준점으로부터 보면, 이들 전극은 서로 동등한 특성으로 보인다. 이 때문에, 어느 쪽의 전극을 기준 전극(신호 전극)으로서 사용하도록 해도(기준 전극과 신호 전극을 교체할 수 있도록 해도), 동등한 통신 성능을 얻을 수 있다는 특징이 있다.

바꾸어 말하면, 기준 전극과 신호 전극의 크기가 서로 다르게 설계된 경우, 한쪽의 전극(신호 전극으로서 설정된 전극)을 통신 매체에 근접시킨 경우에만 통신 허 가능하게 할 수 있다는 특징을 갖는다.

다음으로, 회로의 실드에 대하여 설명한다. 이상에서는, 전극 이외의 송신 부나 수신부 등은 통신 시스템의 물리적인 구성을 고려하는 데에 있어서 투명한 존재로서 고려해 왔지만, 실제로 이 통신 시스템을 실현하기 위해서는 전자 부품 등으로 구성되는 것이 일반적이다. 전자 부품은, 그 성질상, 도전성, 유전성 등의 어떠한 전기적인 성질을 갖는 물질로 구성되지만, 이들이 전극 주변에 존재하는 이상, 동작에 영향을 주게 된다. 본 발명에서는, 공간 중의 정전 용량 등이 여러 가지 영향을 주기 때문에, 기판 상에 실장되어 있는 전자 회로 자신도 이 영향을 주고 받게 된다. 따라서, 보다 안정화된 동작을 기대하는 경우에는, 전체를 도체로 실드하는 것이 바람직하다.

실드한 도체는, 통상은, 송수신 장치의 기준 전위로도 되어 있는 송신 기준 전극 또는 수신 기준 전극에 접속하는 것이 고려되지만, 동작에 문제가 없으면, 송신 신호 전극 또는 수신 신호 전극에 접속해도 된다. 본 실드의 도체 자체도 물리적인 크기를 갖기 때문에, 지금까지 설명해 온 원리에 따라, 다른 전극이나, 통신 매체, 공간과의 상호 관계에서 동작하는 것을 고려할 필요가 있다.

도 20에, 이 실시예를 도시한다. 본 예는, 기기가 배터리로 동작하는 것을 상정하고 있고, 배터리를 포함한 전자 부품이 실드 케이스(571) 내에 수용되어 있으며, 기준 전극도 겸하고 있다. 전극(572)은 신호 전극이다.

다음으로, 통신 매체에 대하여 설명한다. 통신 매체에 관해서는, 지금까지의 예에서는, 도전체를 주된 예로 들었지만, 도전성을 갖지 않는 유전체이어도 통신이 가능하다. 유전체 중에는, 송신 신호 전극으로부터 통신 매체에 주입된 전계가, 유전체의 분극 작용에 의해서 전파되기 때문이다.

구체적으로, 도전체로서는 전선 등의 금속물이, 또한 유전체로서는 순수 등이 고려되지만, 양쪽의 성질을 아울러 가진 생체, 정리 식염수 등이어도 통신은 가능하다. 또한, 진공 중이나 공기 중에도 유전율을 갖기 때문에, 통신 매체로서 통신 가능하다.

다음으로 노이즈에 대하여 설명한다. 공간 중에는, AC 전원으로부터의 노이즈, 형광등이나 각종 가전 기기, 전기기기로부터의 노이즈, 공기 중의 대전 미립자의 영향 등 여러 가지 요인에 의해서 전위가 변동하고 있다. 지금까지는, 이들 전위 변동을 무시해 왔지만, 이들 노이즈는 송신 장치, 통신 매체, 수신 장치의 각 부에 중첩되게 된다.

도 21은, 도 1의 통신 시스템(100)을, 노이즈 성분을 포함시킨 등가 회로에 의해 도시한 모식도이다. 즉, 도 21의 통신 시스템(600)은, 도 9의 통신 시스템(500)에 대응하고, 통신 시스템(600)의 송신 장치(610)는, 통신 시스템(500)의 송신 장치(510)에 대응하고, 수신 장치(620)는 수신 장치(520)에 대응하고, 접속선(630)은 접속선(630)에 대응한다.

송신 장치(610)에서, 신호원(613-1), 송신 장치내 기준점(613-2), Cte(614), Ctg(615), 기준점(616-1), 기준점(616-2), Ctb(617-1), Cth(617-2), 및 Cti(617-3)는, 각각, 송신 장치(510)의, 신호원(513-1), 송신 장치내 기준점(513-2), Cte(514), Ctg(515), 기준점(516-1), 기준점(516-2), Ctb(517-1), Cth(517-2), 및 Cti(517-3)에 대응한다. 단, 도 9의 경우와 달리, 송신 장치(610)에는, 노이즈(641) 및 노이즈(642)의 2개의 신호원이, 각각, Ctg(615)와 기준점(616-1) 사이, 및 Cth(617-2)와 기준점(616-2) 사이에 설치되어 있다.

수신 장치(620)에서, Rr(623-1), 검출기(623-2), 수신 장치내 기준점(623-3), Cre(624), Crg(625), 기준점(626-1), 기준점(626-2), Crb(627-1), Crh(627-2), 및 Cri(627-3)는, 각각, 수신 장치(520)의, Rr(523-1), 검출기(523-2), 수신 장치내 기준점(523-3), Cre(524), Crg(525), 기준점(526-1), 기준점(526-2), Crb(527-1), Crh(527-2), 및 Cri(527-3)에 대응한다. 단, 도 9의 경우와 달리, 수신 장치(620)에는, 노이즈(644) 및 노이즈(645)의 2개의 신호원이, 각각, Crh(627-2)와 기준점(626-2) 사이, 및 Crg(625)와 기준점(626-1) 사이에 설치되어 있다.

접속선(630)에서, Rm(631), Cm(632), Rm(633), 및 기준점(636)은, 각각, 접속선(530)의, Rm(531), Cm(532), Rm(533), 및 기준점(536)에 대응한다. 단, 도 9의 경우와 달리, 접속선(630)에는, 신호원에 의해 구성되는 노이즈(643)가, Cm(532)과 기준점(536) 사이에 설치되어 있다.

각 장치는, 자신이 갖는 그라운드 전위인 송신 장치내 기준점(613-2), 또는 수신 장치내 기준점(623-3)을 기준으로 동작하고 있기 때문에, 이들에 거듭되는 노이즈가, 송신 장치, 통신 매체, 및 수신 장치에 대하여 상대적으로 동일 성분이면, 동작상은 영향을 미치지 않는다. 한편, 특히 장치간의 거리가 떨어져 있는 경우나 노이즈가 많은 환경 하에서는, 각 장치간에서 노이즈의 상대적인 차이를 발생시킬 가능성이 높아진다. 즉, 노이즈(641) 내지 노이즈(645)의 움직임이 서로 다르다. 이 차이도, 시간적인 변동이 없는 경우에는, 사용하는 신호 레벨의 상대차가 전달되면 되기 때문에, 문제없지만, 노이즈의 변동 주기가 사용하는 주파수대에 중첩되 는 경우에는, 그 노이즈 특성을 고려하여, 이용하는 주파수나 신호 레벨을 정할 필요가 있지만, 바꾸어 말하면, 노이즈 특성을 고려하면서 이용하는 주파수나 신호 레벨을 정하는 것만으로, 통신 시스템(600)은, 노이즈 성분에 대한 내성도 갖고, 물리적인 기준점 경로를 불필요하게 하여, 통신 신호 전달 경로만에 의한 통신을 실현할 수 있기 때문에, 용이하게 이용 환경의 제약을 받지 않는 통신 환경을 제공할 수 있다.

다음으로, 송신 장치와 수신 장치 사이의 거리의 크기에 의한 통신에의 영향에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 원리에 따르면, 송신 기준 전극과 수신 기준 전극의 공간에 충분한 정전 용량을 형성할 수 있으면, 송수신 장치간 부근의 대지에 의한 경로나, 그 밖의 전기적인 경로를 필요로 하지 않아, 송신 신호 전극과 수신 신호 전극의 거리에 의존하지 않는다. 따라서, 예를 들면, 도 22에 도시되는 통신 시스템(700)과 같이, 송신 장치(710)와 수신 장치(720)를 원거리에 두고, 충분한 도전성 혹은 유전성을 가진 통신 매체(730)에 의해 송신 신호 전극(711), 수신 신호 전극(721)을 정전적으로 결합함으로써 통신이 가능하다. 이 때, 송신 기준 전극(712)은 송신 장치(710)의 외부의 공간과 정전 결합하고, 수신 기준 전극(722)은 수신 장치(720)의 외부의 공간과 정전 결합한다. 따라서, 송신 기준 전극(712)과 수신 기준 전극(722)은, 서로 정전 결합할 필요가 없다. 단, 통신 매체(730)가 더 길고, 커짐에 따라 공간에 대한 정전 용량도 증가하기 때문에, 각 파라미터를 결정할 때에 이들에 대하여 고려할 필요가 있다.

또한, 도 22의 통신 시스템(700)은, 도 1의 통신 시스템(100)에 대응하는 시 스템으로서, 송신 장치(710)는 송신 장치(110)에 대응하고, 수신 장치(720)는 수신 장치(120)에 대응하며, 통신 매체(730)는 통신 매체(130)에 대응한다.

송신 장치(710)에서, 송신 신호 전극(711), 송신 기준 전극(712), 및 신호원(713-1)은, 각각, 송신 신호 전극(111), 송신 기준 전극(112), 및 송신부(113)(또는 그 일부)에 대응한다. 마찬가지로, 수신 장치(720)에서, 수신 신호 전극(721), 수신 기준 전극(722), 및 신호원(723-1)은, 각각, 수신 신호 전극(121), 수신 기준 전극(122), 및 수신부(123)(또는 그 일부)에 대응한다.

따라서, 이들 각 부에 대한 설명은 생략한다.

이상과 같이 통신 시스템(700)은, 물리적인 기준점 경로를 불필요하게 하여, 통신 신호 전달 경로만에 의한 통신을 실현할 수 있기 때문에, 이용 환경의 제약을 받지 않는 통신 환경을 제공할 수 있다.

또한, 이상에서는, 송신 신호 전극 및 수신 신호 전극이 통신 매체와 비접촉이 되도록 설명했지만, 이것에 한하지 않고, 송신 기준 전극 및 수신 기준 전극이 각각의 장치 주변 공간과의 사이에서 충분한 정전 용량이 얻어지는 것이면, 송신 신호 전극과 수신 신호 전극 사이를, 도전성을 갖는 통신 매체로 접속하도록 해도 된다.

도 23은, 송신 기준 전극 및 수신 기준 전극을, 통신 매체를 통하여 접속하는 경우의 통신 시스템의 예에 대하여 설명하는 모식도이다.

도 23에서, 통신 시스템(740)은, 도 22의 통신 시스템(700)에 대응하는 시스템이다. 단, 통신 시스템(740)의 경우, 송신 장치(710)에 송신 신호 전극(711)이 존재하지 않고, 송신 장치(710)와 통신 매체(730)는, 접점(741)에서 접속된다. 마찬가지로, 통신 시스템(740)에서의 수신 장치(720)에는 수신 신호 전극(721)이 존재하지 않고, 수신 장치(710)와 통신 매체(730)는, 접점(742)에서 접속된다.

통상의 유선 통신 시스템에서는, 적어도 2개의 신호선이 있고, 이들 신호 레벨의 상대차를 이용하여 통신을 행하도록 이루어져 있지만, 본 발명에 따르면, 1개의 신호선으로 통신을 행할 수 있다.

즉, 통신 시스템(740)도, 물리적인 기준점 경로를 불필요하게 하여, 통신 신호 전달 경로만에 의한 통신을 실현할 수 있기 때문에, 이용 환경의 제약을 받지 않는 통신 환경을 제공할 수 있다.

다음으로, 이상과 같은 통신 시스템의 구체적인 적용예에 대하여 설명한다. 예를 들면, 이상과 같은 통신 시스템은, 생체를 통신 매체로 할 수도 있다. 도 24는, 인체를 통하여 통신을 행하는 경우의 통신 시스템의 예를 도시하는 모식도이다. 도 24에서, 통신 시스템(750)은, 인체의 아암부에 부착된 송신 장치(760)로부터 음악 데이터를 송신하고, 인체의 머리부에 부착된 수신 장치(770)에 의해서 그 음악 데이터를 수신하여 음성으로 변환하고, 출력하여 유저에게 시청시키는 시스템이다. 이 통신 시스템(750)은, 상술한 통신 시스템(예를 들면, 통신 시스템(100))에 대응한 시스템으로서, 송신 장치(760)나 수신 장치(770)는, 각각, 송신 장치(110)나 수신 장치(120)에 대응한다. 또한, 통신 시스템(750)에서 인체(780)는, 통신 매체이며, 도 1의 통신 매체(130)에 대응한다.

즉, 송신 장치(760)는, 송신 신호 전극(761), 송신 기준 전극(762), 및 송신 부(763)를 갖고 있으며, 각각, 도 1의 송신 신호 전극(111), 송신 기준 전극(112), 및 송신부(113)에 대응한다. 또한, 수신 장치(770)는, 수신 신호 전극(771), 수신 기준 전극(772), 및 수신부(773)를 갖고 있으며, 각각, 도 1의 수신 신호 전극(121), 수신 기준 전극(122), 및 수신부(123)에 대응한다.

따라서, 통신 매체인 인체(780)에, 송신 신호 전극(761) 및 수신 신호 전극(771)이 접촉 또는 근접되도록, 송신 장치(760) 및 수신 장치(770)가 설치된다. 송신 기준 전극(762) 및 수신 기준 전극(772)은, 공간에 접하고 있으면 되기 때문에, 주변에 대지와의 결합이나, 송수신 장치(또는 전극)끼리의 결합도 불필요하다.

도 25는, 통신 시스템(750)을 실현하는 다른 예에 대하여 설명하는 도면이다. 도 25에서, 수신 장치(770)는, 인체(780)에 대하여 발바닥부에서 접촉(또는 근접)하며, 인체(780)의 아암부에 부착된 송신 장치(760)와의 사이에서 통신을 행한다. 이 경우도, 통신 매체인 인체(780)에 접촉(또는 근접)되도록, 송신 신호 전극(761)과 수신 신호 전극(771)이 설치되고, 공간을 향하여 송신 기준 전극(762)과 수신 기준 전극(772)이 설치되어 있다. 특히, 대지를 통신 경로의 하나로 하고 있던 종래 기술로서는 실현 불가능한 응용예이다.

즉, 이상과 같은 통신 시스템(750)은, 물리적인 기준점 경로를 불필요하게 하여, 통신 신호 전달 경로만에 의한 통신을 실현할 수 있기 때문에, 이용 환경의 제약을 받지 않는 통신 환경을 제공할 수 있다.

이상과 같은 통신 시스템에서, 통신 매체에 흘리는 신호의 변조 방식으로서는, 송신 장치와 수신 장치의 양쪽에서 대응 가능하면, 특별히 제한은 없으며, 통 신 시스템 전체의 계의 특성을 근거로 한 후에, 최적의 방식을 선택할 수 있다. 구체적으로, 변조 방식으로서는, 베이스 밴드, 또는 진폭 변조, 또는 주파수 변조된 아날로그 신호나, 베이스 밴드, 또는 진폭 변조, 또는 주파수 변조, 또는 위상 변조된 디지털 신호 중의 어느 하나, 또는 복수의 혼합이어도 된다.

또한, 이상과 같은 통신 시스템에서, 1개의 통신 매체를 이용하여, 복수의 통신을 성립시켜, 전체 이중 통신이나, 단일의 통신 매체에 의한 복수의 장치끼리에 의한 통신 등을 실행할 수 있도록 해도 된다.

상기한 다중 통신을 실현하는 방법의 예를 설명한다. 첫번째는, 스펙트럼 확산 방식을 적용시키는 방법이다. 이 경우, 송신 장치와 수신 장치 사이에서 서로 주파수 대역폭과 특정 시계열 코드를 결정해 둔다. 그리고 송신 장치는, 이 주파수 대역폭 중에서, 원래의 신호를 시계열 코드에 의해서 주파수적으로 변화시켜, 주파수 대역 전체에 확산시키고나서 송신한다. 수신 장치는, 이 확산된 성분을 수신한 후, 그 수신한 신호를 적분함으로써 수신 신호를 복호한다.

주파수의 확산에 의해서 얻어지는 효과를 설명한다. 섀넌과 하틀리의 채널 용량의 원리에 따르면, 다음의 식이 성립한다.

여기서, C[bps]는 채널 용량을 나타내며, 통신로에 흘릴 수 있는 논리상의 최대 데이터 레이트를 나타낸다. B[㎐]는 채널 대역폭을 나타낸다. S/N은 신호대 노이즈 전력비(SN비)를 나타낸다. 또한, 상기 식을 매클로린 전개하여, S/N이 낮은 것으로 하면, 상술한 수학식 23은, 다음의 수학식 24와 같이 근사할 수 있다.

이것에 의해, 예를 들면 S/N이 노이즈 플로어 이하의 레벨이었다고 하면, S/N<<1로 되지만, 채널 대역폭 B를 넓힘으로써, 채널 용량 C를 원하는 레벨로 인상할 수 있다.

시계열 코드를 통신로마다 서로 다르게 하고, 주파수 확산의 움직임을 서로 다르게 하면, 상호 간섭하는 일 없이 주파수가 확산되어, 상호의 혼신이 없어짐으로써, 동시에 복수의 통신을 행할 수 있다.

도 26은 본 발명을 적용한 통신 시스템의 다른 구성예를 도시하는 도면이다. 도 26에 도시되는 통신 시스템(800)에서는, 4개의 송신 장치(810-1 내지 810-4)와, 5개의 수신 장치(820-1 내지 820-5)가, 스펙트럼 확산 방식을 이용하여, 통신 매체(830)를 통하여 다중 통신을 행한다.

송신 장치(810-1)는, 도 1의 송신 장치(110)에 대응하고 있으며, 송신 신호 전극(811), 송신 기준 전극(812)을 갖고, 또한, 송신부(113)에 대응하는 구성으로서, 원신호 공급부(813), 승산기(814), 확산 신호 공급부(815) 및 증폭기(816)를 갖고 있다.

원신호 공급부(813)는, 주파수를 확산시키기 전의 신호인 원신호를 승산 기(814)에 공급한다. 또한, 확산 신호 공급부(815)는, 주파수를 확산시키기 위한 확산 신호를 승산기(814)에 공급한다. 또한, 이 확산 신호에 의한 확산 방식에는, 대표적인 것으로서, 다이렉트 시퀀스 방식(이하, DS 방식으로 칭함)과 주파수 홉핑 방식(이하, FH 방식으로 칭함)의 2종류의 방식이 있다. DS 방식은, 적어도 원신호보다도 높은 주파수 성분을 가진 상기한 시계열 코드를 승산기(814)에서 승산시키고, 그 승산 결과를 소정의 반송파에 실어, 증폭기(815)에서 증폭한 후 출력하는 방식이다.

또한, FH 방식은, 상기한 시계열 코드에 의해서 반송파의 주파수를 변화시켜 확산 신호로 하고, 원신호 공급부(813)로부터 공급되는 원신호와 승산기(814)에 의해서 승산하며, 증폭기(815)에서 증폭한 후 출력하는 방식이다. 증폭기(815)의 한쪽의 출력은, 송신 신호 전극(811)에 접속되며, 다른쪽은, 송신 기준 전극(812)에 접속된다.

송신 장치(810-2) 내지 송신 장치(810-4)도 마찬가지의 구성으로, 상술한 송신 장치(810-1)에 대한 설명을 적용 가능하기 때문에 그 설명을 생략한다.

수신 장치(820-1)는, 도 1의 수신 장치(120)에 대응하고 있으며, 수신 신호 전극(821), 수신 기준 전극(822)을 갖고, 또한, 수신부(123)에 대응하는 구성으로서, 증폭기(823), 승산기(824), 확산 신호 공급부(825), 및 원신호 출력부(826)를 갖고 있다.

수신 장치(820-1)는, 우선, 본 발명의 방법에 기초하여 전기 신호를 복원한 후, 송신 장치(810-1)와 반대의 신호 처리에 의해서 원래의 원신호(원신호 공급 부(813)가 공급하는 신호)를 복원한다.

이 방식에 의한 주파수 스펙트럼을 도 27에 도시한다. 횡축은 주파수를, 종축은 에너지를 나타내고 있다. 스펙트럼(841)은 주파수를 고정한 방식의 스펙트럼이지만, 특정 주파수에 에너지가 집중해 있다. 이 방식에서는, 노이즈 플로어(843) 이하로 에너지가 저하하게 되면 신호를 복원할 수 없다. 한편, 스펙트럼(842)은 스펙트럼 확산 방식의 스펙트럼을 도시하고 있지만, 넓은 주파수 대역에 걸쳐 에너지가 분산되고 있다. 도면의 장방형의 면적이 전체의 에너지를 나타내고 있다고 생각할 수 있기 때문에, 스펙트럼(842)의 신호는, 각 주파수 성분이 노이즈 플로어(843) 이하에도 상관없이, 주파수 대역 전체에 걸쳐 에너지를 적분함으로써 원래의 신호를 복원할 수 있어, 통신이 가능하게 된다.

이상과 같은 스펙트럼 확산 방식을 이용하여 통신을 행함으로써, 통신 시스템(800)은, 도 26에 도시되는 바와 같이, 동일한 통신 매체(830)를 이용하여 동시 통신을 행할 수 있다. 도 26에서, 경로(831) 내지 경로(835)는 통신 매체(830) 상의 통신 경로를 나타내고 있다. 또한, 스펙트럼 확산 방식을 이용함으로써, 통신 시스템(800)은, 경로(831)와 경로(832)로 나타내는 바와 같은 다 대 일 통신이나, 다 대 다 통신도 행할 수 있다.

두번째는, 송신 장치와 수신 장치 사이에서 서로 주파수 대역폭을 결정하고, 그것을 다시 복수의 영역으로 분할하는 주파수 분할 방식을 적용시키는 방법이다. 이 경우, 송신 장치(또는 수신 장치)는, 특정한 주파수 대역 배당의 규칙에 따르거나, 통신 개시 시에 비어 있는 주파수 대역을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 주파수 대역의 배당을 행한다.

도 28은, 본 발명을 적용한 통신 시스템의 다른 구성예를 도시하는 도면이다. 도 28에 도시되는 통신 시스템(850)에서는, 4개의 송신 장치(860-1 내지 860-4)와, 5개의 수신 장치(870-1 내지 870-5)가, 주파수 분할 방식을 이용하여, 통신 매체(880)를 통한 다중 통신을 행한다.

송신 장치(860-1)는, 도 1의 송신 장치(110)에 대응하고 있으며, 송신 신호 전극(861), 송신 기준 전극(862)을 갖고, 또한, 송신부(113)에 대응하는 구성으로서, 원신호 공급부(863), 승산기(864), 주파수 가변형 발신원(865), 및 증폭기(866)를 갖고 있다.

주파수 가변형 발진원(865)에 의해서 생성된 특정한 주파수 성분을 가진 발진 신호는, 승산기(864)에서 원신호 공급부(863)로부터 공급된 원신호와 승산되어, 증폭기(866)에서 증폭된 후, 출력된다(적절하게 필터링을 행하는 것으로 한다). 증폭기(866)의 한쪽의 출력은 송신 신호 전극(861)에 접속되며, 다른쪽은 송신 기준 전극(862)에 접속된다.

송신 장치(860-2) 내지 송신 장치(860-4)도 마찬가지의 구성으로, 상술한 송신 장치(860-1)에 대한 설명을 적용 가능하기 때문에 그 설명을 생략한다.

수신 장치(870-1)는, 도 1의 수신 장치(120)에 대응하고 있으며, 수신 신호 전극(871), 수신 기준 전극(872)을 갖고, 또한, 수신부(123)에 대응하는 구성으로서, 증폭기(873), 승산기(874), 주파수 가변형 발신원(875), 및 원신호 출력부(876)를 갖고 있다.

수신 장치(870-1)는, 우선, 본 발명의 방법에 기초하여 전기 신호를 복원한 후, 송신 장치(860-1)와 반대의 신호 처리에 의해서 원래의 원신호(원신호 공급부(863)가 공급하는 신호)를 복원한다.

이 방식에 의한 주파수 스펙트럼의 예를 도 29에 도시한다. 횡축은 주파수를, 종축은 에너지를 나타내고 있다. 또한, 여기서는, 설명의 편의상, 도 29에 도시되는 바와 같이, 전체의 주파수 대역폭(890)(BW)을, 5개의 대역폭(891 내지 895)(FW)으로 분할한 예를 도시하고 있다. 이와 같이 분할된 각 주파수 대역은, 서로 다른 통신 경로의 통신에 이용된다. 즉, 통신 시스템(850)의 송신 장치(860)(수신 장치(870))는, 통신 경로마다 서로 다른 주파수 대역을 이용함으로써, 도 28에 도시되는 바와 같이, 상호의 혼신을 억제하여, 1개의 통신 매체(880)에서, 동시에 복수의 통신을 행할 수 있다. 도 28에서, 경로(881) 내지 경로(885)는 통신 매체(880) 상의 통신 경로를 나타내고 있다. 또한, 주파수 분할 방식을 이용함으로써, 통신 시스템(850)은, 경로(881)와 경로(882)로 나타내는 바와 같은 다 대 일 통신이나, 다 대 다 통신도 행할 수 있다.

또한, 여기서는, 통신 시스템(850)(송신 장치(860) 또는 수신 장치(870))이, 전체 대역폭(890)을 5개의 대역폭(891 내지 895)으로 분할하도록 설명했지만, 분할수는 몇 개이어도 되며, 각 대역폭의 크기가 서로 다르도록 해도 된다.

세번째는, 송신 장치와 수신 장치 사이에서 서로 통신 시간을 복수로 분할하는 시분할 방식을 적용시키는 방법이다. 이 경우, 송신 장치(또는 수신 장치)는, 특정한 시간 분할 규칙에 따르거나, 통신 개시 시에 비어 있는 시간 영역을 검출하 고, 그 검출 결과에 기초하여 통신 시간의 분할을 행한다.

도 30은, 본 발명을 적용한 통신 시스템의 다른 구성예를 도시하는 도면이다. 도 30에 도시되는 통신 시스템(900)에서는, 4개의 송신 장치(910-1 내지 910-4)와, 5개의 수신 장치(920-1 내지 920-5)가, 시분할 방식을 이용하여, 통신 매체(930)를 통한 다중 통신을 행한다.

송신 장치(910-1)는, 도 1의 송신 장치(110)에 대응하고 있으며, 송신 신호 전극(911), 송신 기준 전극(912)을 갖고, 또한, 송신부(113)에 대응하는 구성으로서, 시간 제어부(913), 승산기(914), 발신원(915), 및 증폭기(916)를 갖고 있다.

시간 제어부(913)에 의해서 소정 시간에 원신호가 출력된다. 승산기(914)는, 원신호와, 발진원(915)에 의해 공급되는 발진 신호를 승산하여, 증폭기(916)로부터 출력한다(적절하게 필터링을 행하는 것으로 한다). 증폭기(916)의 한쪽의 출력은, 송신 신호 전극(911)에 접속되며, 다른쪽은, 송신 기준 전극(912)에 접속된다.

송신 장치(910-2) 내지 송신 장치(910-4)도 마찬가지의 구성으로, 상술한 송신 장치(910-1)에 대한 설명을 적용 가능하기 때문에 그 설명을 생략한다.

수신 장치(920-1)는, 도 1의 수신 장치(120)에 대응하고 있으며, 수신 신호 전극(921), 수신 기준 전극(922)을 갖고, 또한, 수신부(123)에 대응하는 구성으로서, 증폭기(923), 승산기(924), 발신원(925), 및 원신호 출력부(926)를 갖고 있다.

수신 장치(920-1)는, 우선, 본 발명의 방법에 기초하여 전기 신호를 복원한 후, 송신 장치(920-1)와 반대의 신호 처리에 의해서 원래의 원신호(시간 제어 부(913)가 공급하는 원신호)를 복원한다.

이 방식에 의한 시간축 상의 스펙트럼의 예를 도 31에 도시한다. 횡축은 시간을, 종축은 에너지를 나타내고 있다. 또한, 여기서는, 설명의 편의상, 5개의 시간 대역(941 내지 945)을 도시하고 있지만, 실제로는, 시간 대역은, 이 이후 마찬가지로 계속된다. 이와 같이 분할된 각 시간 대역은, 서로 다른 통신 경로의 통신에 이용된다. 즉, 통신 시스템(900)의 송신 장치(910)(수신 장치(920))는, 통신 경로마다 서로 다른 시간 대역에서 통신을 행함으로써, 도 30에 도시되는 바와 같이, 상호의 혼신을 억제하여, 1개의 통신 매체(930)에서, 동시에 복수의 통신을 행할 수 있다. 도 30에서, 경로(931) 내지 경로(935)는 통신 매체(930) 상의 통신 경로를 나타내고 있다. 또한, 시분할 방식을 이용함으로써, 통신 시스템(900)은, 경로(931)와 경로(932)로 나타내는 바와 같은 다 대 일 통신이나, 다 대 다 통신도 행할 수 있다.

또한, 여기서는, 통신 시스템(900)(송신 장치(910) 또는 수신 장치(920))이 분할하는 각 시간대의 시간폭의 크기가 서로 다르도록 해도 된다.

또한, 상술한 것 이외의 방법으로서, 첫번째 내지 세번째까지의 통신 방식 중의 2개 이상을 조합하도록 해도 된다.

송신 장치 및 수신 장치가, 동시에 복수의 다른 장치와 통신을 행할 수 있다는 것은, 특정 어플리케이션에서는, 특히 중요하게 된다. 예를 들면, 교통 기관의 티켓에의 응용을 상정하면, 정기권의 정보를 갖는 장치 A와 전자 화폐 기능을 갖는 장치 B의 양쪽을 소지한 이용자가, 자동 개찰기를 이용할 때, 상기한 바와 같은 방 식을 사용함으로써, 장치 A 및 장치 B와 동시에 통신함으로써, 예를 들면, 이용 구간이 정기권 밖의 구간도 포함되어 있었던 경우에, 부족 금액분을 장치 B의 전자 머니로부터 감한다고 한 편리한 용도로 이용할 수 있다.

이상과 같은 송신 장치와 수신 장치 사이의 통신에서 실행되는 통신 처리의 흐름에 대하여, 도 1의 통신 시스템(100)의 송신 장치(110)와 수신 장치(120)와의 통신인 경우를 예로, 도 32의 플로우차트를 참조하여 설명한다.

송신 장치(110)의 송신부(113)는, 스텝 S1에서, 송신 대상으로 되는 신호를 발생하고, 스텝 S2에서, 그 발생한 신호를, 송신 신호 전극(111)을 통하여, 통신 매체(130) 상에 송신한다. 신호를 송신하면 송신 장치의 송신부(113)는, 통신 처리를 종료한다. 송신 장치(110)로부터 송신된 신호는, 통신 매체(130)를 통하여 수신 장치(120)에 공급된다. 수신 장치(120)의 수신부(123)는, 스텝 S21에서, 수신 신호 전극(121)을 통하여, 그 신호를 수신하고, 스텝 S22에서, 그 수신한 신호를 출력한다. 수신한 신호를 출력한 수신부(123)는, 통신 처리를 종료한다.

이상과 같이, 송신 장치(110) 및 수신 장치(120)는, 기준 전극을 이용하여 폐회로를 구축할 필요가 없어, 신호 전극을 통하여 신호를 송수신하는 것만으로, 환경에 영향을 받지 않고 안정된 통신 처리를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 통신 처리의 구조가 단순하기 때문에, 통신 시스템(100)은, 변조, 부호화, 암호화, 또는 다중화 등, 다양한 통신 방식을 용이하게 병용할 수 있다.

또한, 이상의 통신 시스템에서는, 송신 장치와 수신 장치를 별개의 부재로서 구성하도록 설명했지만, 이것에 한하지 않고, 상술한 송신 장치와 수신 장치의 양 쪽의 기능을 갖는 송수신 장치를 이용하여 통신 시스템을 구축하도록 해도 된다.

도 33은, 본 발명을 적용한 통신 시스템의 다른 구성예를 도시하는 도면이다.

도 33에서, 통신 시스템(950)은, 송수신 장치(961), 송수신 장치(962), 및 통신 매체(130)를 갖는다. 통신 시스템(950)은, 송수신 장치(961)와 송수신 장치(962)가 통신 매체(130)를 통하여 쌍방향으로 신호를 송수신하는 시스템이다.

송수신 장치(961)는, 도 1의 송신 장치(110)와 마찬가지의 송신부(110)와, 수신 장치(120)와 마찬가지의 수신부(120)의 양쪽의 구성을 갖고 있다. 즉, 송수신 장치(961)는, 송신 신호 전극(111), 송신 기준 전극(112), 송신부(113), 수신 신호 전극(121), 수신 기준 전극(122), 및 수신부(123)를 갖고 있다.

즉 송수신 장치(961)는, 송신부(110)를 이용하여 통신 매체(130)를 통하여 신호를 송신하고, 수신부(120)를 이용하여 통신 매체(130)를 통하여 공급되는 신호를 수신한다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 통신 방식에서는 다중 통신이 가능하기 때문에, 이 경우의 송수신 장치(961)에서도, 송신부(110)에 의한 통신과, 수신부(120)에 의한 통신을 동시에(시간적으로 중첩되도록) 행해지도록 해도 된다.

송수신 장치(962)는, 송수신 장치(961)와 마찬가지의 구성을 갖고, 마찬가지로 동작하기 때문에 그 설명을 생략한다. 즉 송수신 장치(961)와 송수신 장치(962)는, 서로 마찬가지의 방법으로, 통신 매체(130)를 통하여, 쌍방향으로 통신을 행한다.

이와 같이 함으로써, 통신 시스템(950)(송수신 장치(961) 및 송수신 장 치(962))은, 이용 환경에 제약을 받지 않는 쌍방향 통신을 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 이 송수신 장치(961)나 송수신 장치(962)의 경우도, 도 23을 참조하여 설명한 송신 장치나 수신 장치의 경우와 마찬가지로, 송신 신호 전극이나 수신 신호 전극을 통신 매체에 전기적으로 접속(접점(741) 또는 접점(742)으로서 설치)하도록 해도 물론 된다. 또한, 이상에서는 송신 신호 전극(111), 송신 기준 전극(112), 수신 신호 전극(121), 및 수신 기준 전극(122)을 서로 별개의 부재로서 구성하도록 설명했지만, 이것에 한하지 않고, 예를 들면, 송신 신호 전극(111)과 수신 신호 전극(121)을 하나의 전극에 의해 구성하도록 해도 되고, 또한, 송신 기준 전극(112)과 수신 기준 전극(122)을 하나의 전극에 의해 구성(송신부(113) 및 수신부(123)가 신호 전극 또는 기준 전극을 공유)하도록 해도 된다.

또한, 이상에서, 본 발명을 적용한 통신 시스템의 각 장치(송신 장치, 수신 장치, 및 통신 장치)는, 각 장치 내의 기준 전위가 기준 전극과 접속되도록 설명했지만, 이것에 한하지 않고, 예를 들면, 서로 위상이 다른 2개의 신호로 동작하는 차동 회로에 의해 구성해도 되며, 차동 회로의 한쪽의 신호를 신호 전극에 접속하여 통신 매체 중에 전송하고, 차동 회로의 다른쪽의 신호를 기준 전극에 접속하는 것에 의해서도 정보의 전송이 가능하다.

다음으로, 본 발명을 적용한 통신 시스템에 대하여 설명한다. 도 34는, 본 발명을 적용한 통신 시스템의 일 실시 형태에 따른 구성예를 도시하는 도면이다.

도 34에 도시되는 통신 시스템(1000)은, 각 디바이스가 인체를 통하여 통신 을 행하는 통신 시스템으로서, 이상으로 설명한 바와 같은, 기준 전극을 이용하여 폐회로를 구축할 필요가 없어, 신호 전극을 통하여 신호를 송수신하는 것만으로, 환경에 영향을 받지 않고 안정된 통신 처리를 용이하게 행하는 통신 시스템이다.

도 34에서 통신 시스템(1000)은, 리더 라이터(1001), 유저 디바이스(이하, UD로 칭함)(1002) 내지 UD(1004)를 갖고 있다. 리더 라이터(1001)와, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 예를 들면 인체 등의, 도전체나 유전체로 이루어지는 통신 매체를 통하여 통신을 행한다.

리더 라이터(1001)는, 통신에 관한 처리를 행하는 통신부(1011), 신호를 송수신하기 위한 기준 전극(1012) 및 신호 전극(1013), 및, UD를 갖는 유저에게 제공하는 서비스에 관한 처리를 행하는 서비스 제공부(1014)를 갖고 있다. 이 통신 시스템(1000)은, 도 1의 통신 시스템(100)과 마찬가지의 방법에 의해 통신을 행하는 통신 시스템으로서, 통신부(1011)는 예를 들면 송신부(113)나 수신부(123)에 대응하고, 기준 전극(1012)은 예를 들면 송신 기준 전극(112)이나 수신 기준 전극(122)에 대응하며, 신호 전극(1013)은 예를 들면 송신 신호 전극(111)이나 수신 신호 전극(121)에 대응한다. 즉, 신호 전극(1013)과 통신 매체 사이에 형성되는 정전 용량은, 기준 전극(1012)과 통신 매체 사이에 형성되는 정전 용량에 대하여 크다 ．

또한, 도 34에서, UD(1002)는 유저(1021)가 갖고 있고, UD(1003)는 유저(1022)가 갖고 있으며, UD(1004)는 유저(1023)가 갖고 있다. UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각, 도 1의 통신 시스템(100)과 마찬가지의 방법에 의해, 리더 라이터(1001)와 통신을 행하는 디바이스이다.

리더 라이터(1001)의 통신부(1011)는, 마루에 설치된 신호 전극(1013) 상에 위치하는 유저(1021) 내지 유저(1023)의 인체 등을 통하여, UD(1002) 내지 UD(1004)와 통신을 행한다. 또한, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각 고유의 식별 정보를 갖고 있고, 통신부(1011)는, 이들 식별 정보를 이용하여 통신 상대(신호를 송수신하는 상대)를 특정한다. 도 34에서, 이 식별 정보는 4비트의 2진수의 정보이며, UD(1002)의 식별 정보의 값은 「0001」이고, UD(1003)의 식별 정보의 값은 「1111」이며, UD(1004)의 식별 정보의 값은 「1010」이다. 이 식별 정보는 그 값이 디바이스마다 서로 다른 것이면 어떠한 내용이어도 되고, 비트수도 임의이다.

서비스 제공부(1014)는, 통신부(1011)를 제어하며, 통신부(1011)가 UD(1002) 내지 UD(1004)와 통신을 행함으로써, 신호 전극(1013) 상의 유저(1021) 내지 유저(1023)에 대하여 소정의 서비스를 제공한다.

또한, 도 34에서는, 1대의 리더 라이터와 3대의 UD에 의해 구성되도록 설명했지만, 이들 디바이스의 수는 임의이다. 또한, 기준 전극(1012)이나 신호 전극(1013)의 수나 크기도 임의이다. 또한, 통신 시스템(1000)으로서는, 1명의 유저가 복수의 UD를 가져도 되고, 복수의 유저가 1개의 UD를 가져도 된다. 단, 예를 들면, UD와 유저의 수나 위치의 관계가, 서비스 제공부(1014)가 제공하는 서비스의 룰에 위반되어 있는 경우, 그 서비스가 제공되지 않는 경우도 있다.

이상과 같이, 리더 라이터(1001)는, UD(1002) 내지 UD(1004)의 식별 정보를 이용하여, 각각에 대하여 서로 독립하여 통신을 행하고, 각각에 서비스를 제공하지만, 그 때문에, 우선, 통신 가능한 범위에 존재하는 UD를 특정할 필요가 있다. 즉, 예를 들면, 도 34의 경우, 리더 라이터(1001)와 통신을 행하기 위해, UD는, 신호 전극(1013) 상에 위치하는 유저에게 장착(접촉 또는 근접)되어 있을 필요가 있지만, 유저가 임의로 위치를 이동할 수 있기 때문에, 리더 라이터(1001)와 통신 가능한 UD는 고정적이 아니다. 따라서 리더 라이터(1001)의 통신부(1011)는, UD와 통신을 행하기 위해, 우선, 현재 통신 가능한 상태에 있는 UD를 검색한다(UD의 식별 정보를 취득한다).

도 35는, 리더 라이터(1001)가 UD의 식별 정보를 취득할 때의 처리의 흐름의 예를 설명하기 위한 타이밍차트이다. 또한, 이하에서, 설명의 편의상, 리더 라이터(1001)의 신호 전극(1013) 상에는, UD(1002)를 장착하는 유저(1021), UD(1003)를 장착하는 유저(1022), 및 UD(1004)를 장착하는 유저(1023)가 존재하는 것으로 한다.

도 35의 스텝 S101에 도시되는 바와 같이, 리더 라이터(1001)는, 최초로, 전회의 처리와 금회의 처리를 구별하기 위해, 소정의 시간 대기한다. 그 후, 스텝 S102에서, 리더 라이터(1001)는, 신호 전극(1013) 상의 UD에 대하여 식별 정보(ID(IDentification))를 요구하는 ID 요구를 브로드캐스트에 의해 송신한다(불특정 다수에 대하여 송신한다). UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각, 스텝 S111, 스텝 S121, 스텝 S131에 도시되는 바와 같이, 이 브로드캐스트된 ID 요구를 취득한다.

ID 요구를 취득하면 UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각, 각자의 ID를 1비트씩 리더 라이터(1001)에 송신한다. 이 ID의 송신 처리에서는 타임 슬롯이 설정되어 있지 않고, 도 35에 도시되는 바와 같이, UD(1002) 내지 UD(1004)에 의한 각 비트 의 송신 타이밍은 서로 대략 동일하다. 즉, 스텝 S112, 스텝 S122, 및 스텝 S132에 도시되는 바와 같이, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 서로 대략 동일한 타이밍에서 ID의 1비트째(1st bit)를 리더 라이터(1001)에 송신한다.

이 때, 도 35에 도시되는 바와 같이, UD(1002)는 값 「0」을 송신하고, UD(1003) 및 UD(1004)는 값 「1」을 송신하기 때문에, 서로 다른 2개의 값의 신호가 리더 라이터(1001)에 공급되어, 신호 충돌(콜리전(Collision))이 발생한다.

UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각, 1비트의 정보를 송신함과 함께, 그 때의 통신 매체(유저) 상을 흐르는 신호를 검출하고, 그 값으로부터 콜리전의 발생을 검출한다. 즉, 상세에 대해서는 후술하지만, 자기 자신이 송신한 신호의 값과 서로 다른 값을 검출한 경우, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 콜리전이 발생하였다고 판정한다. 그리고, 예를 들면 콜리전 발생 시에 값 「0」을 송신한 디바이스는, 다음 이후의 비트의 송신을 중지한다. 도 35의 예의 경우, 「1st bit」에서 콜리전이 발생하고 있고, 그 때에 값 「0」을 송신한(스텝 S112) UD(1002)는, 「2nd bit」 이후의 비트의 송신 처리를 중지한다.

또한, 리더 라이터(1001)의 통신부(1011)도, 마찬가지로, 그 때의 통신 매체(유저) 상을 흐르는 신호를 검출하고, 그 값으로부터 콜리전의 발생을 검출한다. 그리고, 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 실제로 수신한 신호의 값에 상관없이, 도 35의 스텝 S103에 도시되는 바와 같이, 값 「1」을 수신한 것으로 한다.

다음으로, UD(1003) 및 UD(1004)는, 도 35의 스텝 S123 및 스텝 S133에 도시되는 바와 같이, 각각, ID의 「2nd bit」를 송신한다. 이 때에도 서로 다른 값을 송신하고 있기 때문에, 콜리전이 발생한다. 따라서 값 「0」을 송신한 UD(1004)는, ID의 「3rd bit」 이후의 송신을 중지한다. 또한, 리더 라이터(1001)는, 신호 충돌이 발생하고 있기 때문에, 실제로 수신한 신호의 값에 상관없이, 도 35의 스텝 S104에 도시되는 바와 같이, 값 「1」을 수신한 것으로 한다.

계속해서, 여기까지 ID의 송신이 중지되어 있지 않은 UD(1003)는, 도 35의 스텝 S124 및 스텝 S125에 도시되는 바와 같이, ID의「3rd bit」와 「4th bit」를 차례로 송신한다. 이 때 다른 디바이스는 신호를 송신하고 있지 않기 때문에, 콜리전은 발생하지 않는다. 따라서 리더 라이터(1001)는, UD(1004)가 송신한 값을 수신한다(스텝 S105 및 스텝 S106).

즉, 도 35의 경우, 리더 라이터(1001)는, UD(1003)의 ID를 수신할 수 있다. 따라서, 타임 슬롯을 설정한 경우에 발생하는 불필요한 대기 시간의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 리더 라이터(1001)는, 보다 고속으로 UD의 ID를 취득할 수 있다.

또한, 리더 라이터(1001)는, UD(1003)에 ID를 취득한 것을 통지하여 ID 요구에 응답하지 않도록 시키고나서, 재차 ID 요구를 행하는 등, 상술한 처리를 반복함으로써, UD(1002)나 UD(1004)의 ID도 취득할 수 있다.

또한, 도 35에서는, 콜리전 발생 시에 값 「0」을 출력한 UD의 그 이후의 비트의 출력을 정지하도록 설명했지만, 물론, 콜리전 발생 시에 값 「1」을 출력한 UD의 그 이후의 비트의 출력을 정지하도록 해도 된다. 또한, UD는, ID를 1비트 송신하면서 동시에 통신 매체 상에서 전송되는 신호를 검출하도록 해도 되고, ID를 1비트 송신한 후에 통신 매체 상에서 전송되는 신호를 검출하도록 해도 된다.

또한, 콜리전 발생의 판정은, 수신한 신호에, 값 「0」을 나타내는 특징과 값 「1」을 나타내는 특징의 양쪽이 포함(콜리전 발생을 나타내는 특징이 포함)되는지의 여부에 의해 행하지만, 그 특징은 각 디바이스가 대응하는 변조 방식에 의해 서로 다르다. 예를 들면, ID가 FM 변조 방식에 의해 변조되어 송신되는 경우, 리더 라이터(1001)나 UD(1002) 내지 UD(1004)는, 값 「0」을 나타내는 주파수 성분과 값 「1」을 나타내는 주파수 성분의 양쪽이 수신 신호에 포함되는 경우, 콜리전이 발생하였다고 판정한다.

이 때, 예를 들면, UD(1002) 내지 UD(1004)가 모두 「0」을 송신한 경우, 수신한 신호에는, 값 「0」을 나타내는 특징만이 포함된다. 반대로, UD(1002) 내지 UD(1004)가 모두 「1」을 송신한 경우, 수신한 신호에는, 값 「1」을 나타내는 특징만이 포함된다. 즉, 모든 UD가 서로 동일한 값을 송신한 경우, 리더 라이터(1001)나 UD(1002) 내지 UD(1004)는, 콜리전이 발생하였다고 판정하지 않는다.

그러나, 바꾸어 말하면, 이 경우, 어떠한 UD도 동일한 값을 송신하고 있기 때문에, 리더 라이터(1001)는, 올바른 ID의 1비트분의 값으로서, 그 값을 수신할 수 있다.

다음에 각 디바이스의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

도 36은, 도 34의 리더 라이터(1001)의 내부의 구성예를 설명하는 블록도이다.

도 36에서, 리더 라이터(1001)의 통신부(1011)는, 통신의 제어 처리를 행하는 통신 제어부(1031)와, 기준 전극(1012)이나 신호 전극(1013)에 접속되며, 신호 전극(1013)을 통하여 신호를 송수신하는 송수신부(1032)를 갖고 있다. 통신 제어부(1031)는, 송수신부(1032)에 의한 신호의 송수신을 제어하며, UD(1002) 내지 UD(1004)와의 통신을 행하게 한다.

통신 제어부(1031)는, 통신 상대 특정부(1041), ID 보유부(1042), 및 통신 상대별 통신 처리부(1043)를 갖고 있다. 통신 상대 특정부(1041)는, 통신 가능한 UD를 특정하는(UD의 식별 정보를 취득하는) 처리를 행한다. ID 보유부(1042)는, 예를 들면 RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리, 또는 하드디스크 등의 기록 매체로 이루어지며, 통신 상대 특정부(1041)에 의해 취득된 ID를 보유한다. 통신 상대별 통신 처리부(1043)는, 그 ID 보유부(1042)에 보유되어 있는 UD의 ID를 이용하여, 특정한 UD에 대한 통신에 관한 제어 처리를 행한다. 예를 들면, 통신 상대별 통신 처리부(1043)는, 서비스 제공부(1014)에 제어되며, 서비스 제공부(1014)가 서비스를 제공하는 유저에 대응하는 UD와의 통신 처리를 제어한다.

통신 상대 특정부(1041)는, 제어부(1051), ID 회답 요구 처리부(1052), ID 회답 취득 처리부(1053), 콜리전 판정부(1054), 값 설정부(1055), ID 등록 처리부(1056), 및 타이머(1057)를 갖고 있다.

제어부(1051)는, 타이머(1057)로부터 공급되는 시각 정보에 기초하여, 통신 상대를 특정(식별 정보를 취득)하기 위한 처리에서의 제어 처리를 실행한다. ID 회답 요구 처리부(1052)는, 송수신부(1032)를 제어하여, 통신 가능한 UD에 대하여 ID를 송신하도록 요구하는 요구 정보를 브로드캐스트에 의해 송신시킨다(불특정 다수에 대하여 송신시킨다).

ID 회답 취득 처리부(1053)는, 송수신부(1032)를 제어하여, ID 회답 요구 처리부(1052)의 처리에 의해 송신된 요구에 따라서 공급된 정보인 ID 회답을 취득하는 처리를 행한다. 이 ID 회답에는, 송신원의 UD의 ID가 1비트분 포함된다.

콜리전 판정부(1054)는, ID 회답 취득 처리부(1053)의 제어 처리에 의해 ID 회답이 수신되었을 때에, 콜리전이 발생하였는지의 여부를 판정한다. 값 설정부(1055)는, 콜리전 판정부(1054)에 콜리전이 발생하였다고 판정된 경우, 수신한 값으로서 특정 값을 설정한다. 예를 들면, ID 회답 취득 처리부(1053)에 의해 수신된 ID 회답에 포함되는 값이 「0」이든 「1」이든, 콜리전 판정부(1054)에 의해 콜리전이 발생하였다고 판정된 경우, 값 설정부(1055)는, ID 회답 취득 처리부(1053)가 수신한 값을 「1」로 설정한다.

ID 등록 처리부(1056)는, 이상과 같이 제어되어 얻어진 ID를 ID 보유부(1042)에 공급하여, 보유시킨다.

도 37은, 도 34의 UD(1002)의 내부의 구성예를 설명하는 블록도이다.

도 37에서 UD(1002)는, 통신에 관한 처리를 행하는 통신부(1101), 신호를 송수신하기 위한 기준 전극(1102) 및 신호 전극(1103), 및, 리더 라이터(1001)로부터 제공되는 서비스에 관한 처리를 행하는 서비스 처리부(1104)를 갖고 있다.

통신부(1101)는 예를 들면 도 1의 송신부(113)나 수신부(123)에 대응하고, 기준 전극(1102)은 예를 들면 도 1의 송신 기준 전극(112)이나 수신 기준 전극(122)에 대응하며, 신호 전극(1103)은 예를 들면 도 1의 송신 신호 전극(111)이나 수신 신호 전극(121)에 대응한다. 즉, 신호 전극(1103)과 통신 매체 사이에 형 성되는 정전 용량은, 기준 전극(1102)과 통신 매체 사이에 형성되는 정전 용량에 대하여 크다.

통신부(1101)는, 통신의 제어 처리를 행하는 통신 제어부(1111)와, 기준 전극(1102)이나 신호 전극(1103)에 접속되며, 신호 전극(1103)을 통하여 신호를 송수신하는 송수신부(1112)를 갖고 있다. 통신 제어부(1111)는, 송수신부(1112)에 의한 신호의 송수신을 제어하여, 리더 라이터(1001)와의 통신을 행하게 한다.

통신 제어부(1111)는, ID 회답 요구 응답부(1121), 통신 상대별 통신 처리부(1122), 및 ID 보유부(1123)를 갖고 있다. ID 회답 요구 응답부(1121)는, 리더 라이터(1001)로부터 공급되는 ID를 요구하는 요구 정보인 ID 회답 요구에 대한 통신 처리를 제어한다. 통신 상대별 통신 처리부(1122)는, ID 보유부(1123)에 보유되어 있는 UD(1002)의 ID를 이용하여, 리더 라이터(1001)에 통신 상대로서 UD(1002)가 지정되었을 때의 통신에 관한 제어 처리를 행한다. 예를 들면, 통신 상대별 통신 처리부(1122)는, 서비스 처리부(1104)에 제어되며, 리더 라이터(1001)로부터 공급되는 서비스에 관한 정보를 취득하거나, 그 정보에 대한 응답을 리더 라이터(1001)에 공급하거나 하는 통신 처리를 제어한다. ID 보유부(1123)는, 예를 들면 RAM, ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리, 또는 하드디스크 등의 기록 매체로 이루어지며, UD(1002)의 ID를 보유한다.

ID 회답 요구 응답부(1121)는, 제어부(1131), ID 회답 요구 취득 처리부(1132), 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133), 및 타이머(1134)를 갖는다.

제어부(1131)는, 타이머(1134)로부터 공급되는 시각 정보에 기초하여 ID 회 답 요구 취득 처리부(1132) 및 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)를 제어하여, ID 회답 요구에 대한 응답 처리를 실행시킨다. ID 회답 요구 취득 처리부(1132)는, 제어부(1131)에 제어되며, 송수신부(1112)를 통하여, 리더 라이터(1001)로부터 송신된 ID 회답 요구를 취득한다. 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)에 의해 취득된 ID 회답 요구에 대하여, 송수신부(1112)를 제어하여, 도 35를 참조하여 설명한 바와 같이, ID 회답의 송신을 비트 단위로 제어하는 처리를 행한다.

도 38은, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)의 상세한 구성예를 도시하는 블록도이다.

도 38에서, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, ID 취득부(1141), 비트 출력부(1142), 신호 검출부(1143), 콜리전 판정부(1144), 및 출력 제어부(1145)를 갖고 있다.

ID 취득부(1141)는, ID 보유부(1123)에 보유되어 있는 UD(1002)의 ID를 취득하고, 그것을 비트 출력부(1142)에 공급한다. 비트 출력부(1142)는, ID 취득부(1141)로부터 ID가 공급되면, 그 ID를 1비트씩, ID 회답으로서 송수신부(1112)에 공급한다. 송수신부(1112)는, 그 ID 회답을, 유저(1021)를 통하여 리더 라이터(1001)에 송신한다. 또한, 비트 출력부(1142)는, 그 출력한 값을 콜리전 판정부(1144)에 공급한다.

신호 검출부(1143)는, 비트 출력부(1142)가 ID 회답을 출력하면, 송수신부(1112)를 통하여 통신 매체를 전송되는 신호인 ID 회답을 검출하고, 그 신호(ID 회답)의 값을 콜리전 판정부(1144)에 공급한다.

콜리전 판정부(1144)는, 비트 출력부(1142)로부터 공급된 값과, 신호 검출부(1143)로부터 공급된 값을 비교하여, 그 비교 결과에 기초하여 콜리전이 발생하였는지의 여부를 판정한다. 그리고, 콜리전 판정부(1144)는, 그 판정 결과를 출력 제어부(1145)에 공급한다. 즉, 콜리전 판정부(1144)는, 신호 검출부(1143)에서 검출된 신호값이, 비트 출력부(1142)로부터 공급된 값과 서로 다른 경우, 콜리전이 발생하였다고 판정하고, 그 취지를 출력 제어부(1145)에 통지한다. 이 때, 콜리전 판정부(1144)는, 그 때의 비트 출력부(1142)에 의한 출력값도 출력 제어부(1145)에 통지한다.

또한, 신호 검출부(1143)에서 검출된 신호값과, 비트 출력부(1142)로부터 공급된 값이 일치한 경우, 콜리전 판정부(1144)는, 그 취지를 출력 제어부(1145)에 통지한다.

출력 제어부(1145)는, 콜리전 판정부(1144)로부터 공급되는 판정 결과에 기초하여, 비트 출력부(1142)에 의한 ID의 출력 처리를 제어한다. 즉, 출력 제어부(1145)는, 콜리전 판정부(1144)에서 콜리전이 발생하였다고 판정되며, 또한, 그 때 비트 출력부(1142)로부터 출력된 ID의 값이 「0」인 경우, 비트 출력부(1142)를 제어하여, ID의 출력을 중지시킨다.

또한, UD(1003) 및 UD(1004)도 UD(1002)와 마찬가지의 구성을 갖고, 마찬가지의 처리를 행한다. 즉, 도 37 및 도 38에 도시되는 UD(1002)의 구성, 및, 이들 도면을 참조하여 상세하게 기술한 설명은, UD(1003) 및 UD(1004) 중 어느 것에도 적용할 수 있다. 따라서, UD(1003) 및 UD(1004)의 설명은 생략한다.

다음으로, 도 35를 참조하여 일례를 설명한, 리더 라이터(1001)가 통신 가능한 UD의 식별 정보(ID)를 취득하는 처리의 흐름을 실현하기 위한, 각 디바이스에 의해 실행되는 처리에 대하여 설명한다.

최초로 리더 라이터(1001)에 의해 실행되는 통신 상대 특정 처리를 도 39의 플로우차트를 참조하여 설명한다.

리더 라이터(1001)의 통신부(1011)의 통신 상대 특정부(1041)는, 예를 들면, 서비스 제공부(1014)가 서비스를 제공하는 처리를 행하고 있지 않을 때 등, 소정의 타이밍에서 통신 상대 특정 처리를 반복하여 실행한다.

통신 상대 특정 처리를 개시하면 통신 상대 특정부(1041)의 제어부(1051)는, 스텝 S151에서, 소정 시간 대기하고, 그 후, ID 회답 요구 처리부(1052)를 제어하고, 스텝 S152로 처리를 진행시킨다. ID 회답 요구 처리부(1052)는, 스텝 S152에서 송수신부(1032)를 제어하여, ID 회답 요구를 UD에 대하여 브로드캐스트에 의해 송신한다(불특정 다수에 대하여 송신한다). 스텝 S152의 처리를 종료하면, ID 회답 요구 처리부(1052)는, 처리 종료를 제어부(1051)에 통지한다. 제어부(1051)는, 그 통지를 받으면 ID 회답 취득 처리부(1053)를 제어하고, 처리를 스텝 S153으로 진행시킨다. 스텝 S153에서, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 송수신부(1032)를 제어하여, UD로부터 송신되는 ID 회답을 취득하는 ID 회답 취득 처리를 개시한다.

ID 회답 취득 처리를 개시한 ID 회답 취득 처리부(1053)는, 스텝 S154에서, ID 회답 취득 처리에 의해, ID 회답으로서, ID를 1비트 취득하였는지의 여부를 판 정하여, 취득하였다고 판정한 경우, 그 ID 회답을 콜리전 판정부(1054)에 공급하고, 처리를 스텝 S155로 진행시킨다. 스텝 S155에서 콜리전 판정부(1054)는, 콜리전의 판정을 행한다. 구체적으로는, 콜리전 판정부(1054)는, ID 회답 취득 처리부(1053)로부터 공급된 ID 회답이 「0」 및 「1」의 양쪽의 특징을 갖는 경우, 콜리전이 발생하였다고 판정한다. 스텝 S156에서 콜리전 판정부(1054)는, 그 판정 결과에 기초하여 콜리전이 발생하였는지의 여부를 판정하여, 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 그 취지를 값 설정부(1055)에 통지하고, 처리를 스텝 S157로 진행시킨다. 스텝 S157에서, 값 설정부(1055)는, ID 회답 취득 처리부(1053)를 제어하여, ID 회답으로서 취득한 비트의 값을 「1」로 하고, 처리를 스텝 S158로 진행시킨다.

또한, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 스텝 S154에서, ID 회답을 취득하지 않아, ID를 1비트 취득하지 않았다고 판정한 경우, 스텝 S155 내지 스텝 S157의 처리를 생략하고, 스텝 S158로 처리를 진행시킨다. 또한, 스텝 S156에서, 콜리전이 발생하지 않았다고 판정한 경우, 콜리전 판정부(1054)는, 그 취지를 ID 회답 취득 처리부(1053)에 통지하고, 처리를 스텝 S158로 진행시킨다.

스텝 S158에서, ID 회답 취득 처리부(1053)를 제어하는 제어부(1051)는, 타이머(1057)로부터 공급되는 시각 정보에 기초하여, ID 회답 취득 기간이 종료되었는지의 여부를 판정하여, 종료되지 않다고 판정한 경우, 처리를 스텝 S154로 되돌아가, 그 이후의 처리를 반복한다. 즉, 제어부(1051), 및, ID 회답 취득 처리부(1053) 내지 값 설정부(1055)는, 스텝 S154 내지 스텝 S158의 처리를 반복함으로 써, UD의 ID를 1비트씩 취득한다.

스텝 S158에서, ID 회답 취득 기간이 종료되었다고 판정한 경우, 제어부(1051)는, 처리를 스텝 S159로 진행시킨다. 스텝 S159에서, 제어부(1051)는, ID 회답 취득 처리부(1053)의 ID 회답 취득 처리에 의해 ID를 취득하였는지의 여부를 판정하여, 취득하였다고 판정한 경우, 그 ID를 ID 등록 처리부(1056)에 공급하고, 처리를 스텝 S160으로 진행시킨다. 스텝 S160에서, ID 등록 처리부(1056)는, 그 취득한 ID를 ID 보유부(1042)에 공급하여 보유시키고, 통신 가능한 UD의 ID로서 등록한다. ID 등록 처리부(1056)가 스텝 S160의 처리를 종료하면, 제어부(1051)는, 통신 상대 특정 처리를 종료한다.

또한, 스텝 S159에서, ID를 취득하지 않았다고 판정한 경우, 제어부(1051)는, 스텝 S160의 처리를 생략하고, 통신 상대 특정 처리를 종료한다.

또한, 이상의 예에서, 값 설정부(1055)는, 스텝 S157에서, 취득한 비트의 값을 「1」로 설정하고 있지만, 이것은, 콜리전 발생 시에 값 「0」을 출력한 UD가 그 이후의 ID의 송신을 정지하는 데 대응한 것이며, 예를 들면, 콜리전 발생 시에 값 「1」을 출력한 UD가 그 이후의 ID의 송신을 정지하는 경우에는, 값 설정부(1055)는, 스텝 S157에서, 취득한 비트의 값을 「0」으로 설정한다.

다음으로, 이러한 리더 라이터(1001)의 처리에 대응하여 UD(1002) 내지 UD(1004)에 의해 실행되는 ID 회답 요구 응답 처리를 도 40의 플로우차트를 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서는, UD(1002)가 실행하는 경우에 대해서만 설명한다. UD(1002) 내지 UD(1004)는 서로 마찬가지의 처리를 실행하기 때문에, UD(1003) 및 UD(1004)가 실행하는 경우에 대해서는, 설명이 UD(1002)의 경우와 중복되므로 생략한다.

UD(1002)의 통신 제어부(1111)의 ID 회답 요구 응답부(1121)는, 소정의 타이밍에서 ID 회답 요구 응답 처리를, 정기적 또는 부정기적으로 반복하여 실행한다.

ID 회답 요구 응답 처리가 개시되면, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)는, 최초로 스텝 S181에서, ID 회답 요구를 접수한다. 스텝 S182에서, 제어부(1131)는, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)를 제어하여, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)가 ID 회답 요구를 취득하였는지의 여부를 판정한다. 취득하였다고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S183으로 진행시킨다. 스텝 S183에서, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, 비트 단위 제어 ID 회답 처리를 실행한다. 비트 단위 제어 ID 회답 처리의 상세 내용은 후술한다. 비트 단위로 ID 회답을 제어하는 비트 단위 제어 ID 회답 처리를 종료하면, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다. 또한, 스텝 S182에서, ID 회답 요구를 취득하지 않았다고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 스텝 S183의 처리를 생략하고, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다.

다음으로 도 40의 스텝 S183에서 실행되는 비트 단위 제어 ID 회답 처리를 도 41의 플로우차트를 참조하여 설명한다.

비트 단위 제어 ID 회답 처리가 개시되면, ID 취득부(1141)는, 스텝 S201에서, ID 보유부(1123)로부터 ID를 취득하고, 그 ID를 비트 출력부(1142)에 공급하고, 스텝 S202로 처리를 진행시킨다. 비트 출력부(1142)는, ID를 취득하면, 스텝 S202에서, 그 ID의 1비트를 소정의 순서로 추출하고, 그 추출한 값을 ID 회답으로서, 송수신부(1112)를 통하여 출력한다. 예를 들면, 비트 출력부(1142)는, ID의 상위 비트로부터 하위 비트를 향하여 차례로 1비트씩 추출하여 송수신부(1112)에 공급하고, 출력시킨다. 또한, 이 때, 비트 출력부(1142)는, 출력하는 ID 회답의 값을 콜리전 판정부(1144)에도 공급한다. ID 회답이 출력되면 비트 출력부(1142)는, 처리를 스텝 S203으로 진행시킨다.

스텝 S203에서, 신호 검출부(1143)는, 송수신부(1112)를 제어하여, 통신 매체인 유저(1021)에게 있어서 전송되는 전송 신호를 검출한다. 즉, 신호 검출부(1143)는, 스텝 S202에서 비트 출력부(1142)가 출력한 신호뿐만 아니라, 리더 라이터(1001), UD(1003), 및 UD(1004)의 다른 디바이스가 출력한 신호도 포함하는, 유저(1021)에게 있어서 전송되는 전송 신호를 검출하고, 그 신호값을 콜리전 판정부(1144)에 공급하고, 처리를 스텝 S204로 진행시킨다.

스텝 S204에서 콜리전 판정부(1144)는, 비트 출력부(1142)로부터 공급된 값과, 신호 검출부(1143)로부터 공급된 값을 비교하여, 그 비교 결과로부터 콜리전(신호 충돌)의 발생을 판정한다. 다른 디바이스로부터, 비트 출력부(1142)가 출력한 신호값과 서로 다른 값의 신호가 출력되고 있는 경우, 유저(1021)에게 있어서 전송되는 전송 신호의 값이, 비트 출력부(1142)가 출력한 신호값과 서로 달라진다. 혹은, 비트 출력부(1142)가 출력한 값에, 「0」 및 「1」의 양쪽의 신호가 혼재하게 된다. 즉, 유저(1021)에게 있어서 전송되는 전송 신호의 값이, 비트 출력부(1142)가 출력한 신호값과 서로 다른 경우, 콜리전이 발생하고 있는 것으로 된 다. 따라서, 콜리전 판정부(1144)는, 비트 출력부(1142)로부터 공급된 값과, 신호 검출부(1143)로부터 공급된 값을 비교함으로써, 콜리전의 발생을 판정한다.

그 판정 결과로부터, 스텝 S205에서, 콜리전 판정부(1144)는, 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 그 때의 비트 출력부(1142)가 출력한 신호값(즉, ID의 1비트분의 값)을 출력 제어부(1145)에 공급함과 함께, 처리를 스텝 S206으로 진행시킨다. 스텝 S206에서, 출력 제어부(1145)는, 그 공급된 출력값이 「0」인지의 여부를 판정하여, 「0」이라고 판정한 경우, 처리를 스텝 S207로 진행시켜, 비트 출력부(1142)를 제어하여, ID 회답의 출력을 중지한다.

스텝 S207의 처리를 종료하면, 출력 제어부(1145)는, 처리를 스텝 S208로 진행시킨다. 또한, 스텝 S205에서 콜리전이 발생하지 않았다고 판정한 경우, 콜리전 판정부(1144)는, 처리를 스텝 S208로 진행시킨다. 또한, 스텝 S206에서, 출력값이 「1」이라고 판정한 경우, 출력 제어부(1145)는, 처리를 스텝 S208로 진행시킨다.

스텝 S208에서, 비트 출력부(1142)는, ID 회답 출력이 완료되었는지의 여부를 판정하여, 아직, 미송신된 비트가 존재하여, ID 회답 출력이 완료되지 않았다고 판정한 경우, 스텝 S202로 처리를 되돌려, 그 이후의 처리를 반복한다. 또한, 스텝 S208에서, ID의 모든 비트를 출력하여, ID 회답 출력을 완료하였다고 판정한 경우, 비트 출력부(1142)는, 비트 단위 제어 ID 회답 처리를 종료하고, 처리를 도 40의 스텝 S183으로 되돌려, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다.

이상과 같이, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각에 있어서, ID 출력 시에, 1비트씩 콜리전의 발생을 확인하여, 콜리전 발생 시에 소정의 값을 출력한 UD의 ID 회 답을 중지시키기 때문에, ID 회답 처리에 타임 슬롯을 설정하지 않아도, 콜리전의 발생의 유무에 상관없이, 리더 라이터(1001)는, ID를 취득할 수 있다. 즉, 리더 라이터(1001)는, 콜리전의 유무에 상관없이, 단시간에 ID를 취득할 수 있다. 따라서, 리더 라이터(1001), 및 UD(1002) 내지 UD(1004)의 각 디바이스는, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 통신 시스템(1000)은, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 물론, ID 회답 처리에서 타임 슬롯을 병용하도록 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 통신 시스템(1000)(리더 라이터(1001), 및 UD(1002) 내지 UD(1004)의 각 디바이스)은, 콜리전의 발생 확률도 억제할 수 있으며, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

타임 슬롯을 병용하는 경우에서 콜리전이 발생하였을 때, 각 UD는, 재차 ID 회답 처리를 타임 슬롯에 할당한다(ID 회답 처리를 실행하는 타임 슬롯을 선택한다). 이 ID 회답 처리의 할당은, 통상적으로, 각 UD가 생성한 난수에 의해 행해진다. 이 ID 회답 처리의 할당에 대하여, 상술한 바와 같이 각 UD가, 각각에 있어서, ID 출력 시에 1비트씩 콜리전의 발생을 확인하도록 하고, 그 확인 결과에 기초하여 다음회의 할당을 제어하도록 해도 된다.

도 42는, 각 UD가 ID 회답 처리의 타임 슬롯에의 할당을 제어하는 경우의, 리더 라이터(1001)가 UD의 식별 정보를 취득할 때의 처리의 흐름의 예를 설명하기 위한 타이밍차트이다. 또한, 이하에서, 설명의 편의상, 리더 라이터(1001)의 신호 전극(1013) 상에는, UD(1002)을 장착하는 유저(1021), UD(1003)를 장착하는 유 저(1022), 및 UD(1004)를 장착하는 유저(1023)가 존재하는 것으로 한다.

도 42에 도시되는 바와 같이, 리더 라이터(1001)는, 스텝 S221에서 소정의 시간 대기한 후, 스텝 S222에서 신호 전극(1013) 상의 UD에 대하여 식별 정보(ID)를 요구하는 ID 요구를 브로드캐스트에 의해 송신한다(불특정 다수에 대하여 송신한다). UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각, 스텝 S231, 스텝 S241, 스텝 S251에 도시되는 바와 같이, 이 브로드캐스트된 ID 요구를 취득한다.

ID 요구를 취득하면 UD(1002) 내지 UD(1004)는, 스텝 S232, 스텝 S242, 및 스텝 S252에서, 각각, ID 회답 처리를 행하는 타임 슬롯을 선택(ID 회답 처리를 타임 슬롯에 할당)하기 위한 난수를 생성한다. 도 42에서는, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 2비트의 난수를 생성하고, 그 값에 의해서 ID 회답 처리를 4개의 타임 슬롯(TS=0 내지 TS=3) 중, 어느 하나에 할당한다. 또한, 도 42의 예의 경우, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 모두 타임 슬롯 번호 「0」의 타임 슬롯(TS=0)에 ID 회답 처리를 할당하고 있다.

따라서, UD(1002) 내지 UD(1004)는, TS=0의 타이밍에서, 각각, 스텝 S233, 스텝 S243, 및 스텝 S253과 같이 ID 회답 처리를 실행하여, 요구된 ID를 1비트씩 리더 라이터(1001)에 송신한다. 이에 대하여, 리더 라이터(1001)는, 스텝 S223의 ID 취득 처리에 의해, 공급된 ID를 취득하지만, 도 42의 예의 경우, UD(1002) 내지 UD(1004)가 동일한 타이밍(타임 슬롯)에서 ID 회답을 송신하고 있기 때문에, 콜리전(신호 충돌)이 발생한다.

따라서, 리더 라이터(1001)는, 스텝 S223의 ID 취득 처리에서 취득한 ID를 모두 무효로 하고, 재차, 상술한 바와 같은 ID 취득 처리(스텝 S221 내지 스텝 S223의 처리)를 행한다. 이에 대하여, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 그 다음회의 처리(사이클)에서 콜리전의 발생을 억제하도록 하기 위해, 다음회의 사이클에서의 ID 회답 처리의 타임 슬롯에의 할당(ID 회답 처리를 실행하는 타임 슬롯의 선택)을 제어한다. 구체적으로는, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 스텝 S234, 스텝 S244, 및 스텝 S254에서, 각각, 다음회의 사이클용의 난수값을 결정하는 난수 제어 처리를 행한다. 다음회의 사이클에서의 ID 회답 처리의 타임 슬롯의 할당은, 이 처리에서 생성된 값을 이용하여 행해진다. 즉, 콜리전 발생 후의 사이클에서, ID 회답 처리의 타임 슬롯의 할당은, 난수값이 아니라(난수값 대신에), 각 UD에 의해 제어된 값을 이용하여 행해진다.

도 43은, 도 42의 난수 제어 처리에서의 난수값의 제어 방법의 일례를 설명하는 도면이다.

도 43의 예의 경우, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 도 35의 타이밍차트를 참조하여 설명한 경우와 마찬가지로, 각각, 1비트씩 ID를 출력하고, 콜리전의 발생을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 ID 출력을 제어한다. 도 43의 예의 경우, 또한,콜리전 발생 시에 값 「0」을 출력한 디바이스가, 난수 제어 처리에서 다음회의 난수값을 크게 하도록 설정하고, 콜리전 발생 시에 값 「1」을 출력한 디바이스가, 난수 제어 처리에서 다음회의 난수값을 작게 하도록 설정한다. 예를 들면, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 콜리전 발생 시에 값 「0」을 출력한 경우, 난수 제어 처리에서, 2비트의 난수값 중, 상위 비트의 값을 「1」로 고정하고, 콜리전 발생 시에 값 「1」을 출력한 경우, 난수 제어 처리에서, 2비트의 난수값 중, 상위 비트의 값을 「0」으로 고정하도록 한다.

이와 같이 함으로써, 콜리전 발생 시에 값 「0」을 출력한 UD는, 다음회의 사이클에서, ID 회답 처리를 타임 슬롯 번호 「2」의 타임 슬롯(TS=2) 또는 타임 슬롯 번호 「3」의 타임 슬롯(TS=3)에 할당하게 되며, 콜리전 발생 시에 값 「1」을 출력한 UD는, 다음회의 사이클에서, ID 회답 처리를 타임 슬롯 번호 「0」의 타임 슬롯(TS=0) 또는 타임 슬롯 번호 「1」의 타임 슬롯(TS=1)에 할당하게 된다. 즉, 이와 같이 난수값을 제어함으로써 각 UD는, 동일한 UD끼리에 의한 콜리전의 연속 발생을 억제할 수 있다. 즉, 리더 라이터(1001), 및 UD(1002) 내지 UD(1004)의 각 디바이스는, 콜리전의 발생 확률을 억제하여, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 통신 시스템(1000)은, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

도 44는, 이 경우의, 리더 라이터(1001)의 내부의 구성예를 도시하는 블록도이다.

도 44에 도시되는 바와 같이, 이 경우의 리더 라이터(1001)는, 도 36에 도시되는 경우의 리더 라이터(1001)와 기본적으로 마찬가지의 구성을 갖지만, 값 설정부(1055) 대신에 ID 무효 설정부(1171)를 갖는다. ID 무효 설정부(1171)는, 콜리전 판정부(1054)에서 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 그 타임 슬롯에서 취득되는 ID의 값을 무효로 설정하는 처리부이다. 즉, 도 36의 예의 리더 라이터(1001)는, 콜리전이 발생하면 그 때 취득한 값을 강제적으로 「1」로 설정했었지 만, 도 44의 예의 리더 라이터(1001)는, 그 취득한 ID를 무효로 하여, ID 취득 처리를 다시 하도록 한다.

도 45는, 이 경우의, UD(1002)의 내부의 구성예를 도시하는 블록도이다.

도 45에 도시되는 바와 같이, 이 경우의 UD(1002)의 ID 회답 요구 응답부(1121)는, 도 37에 도시되는 경우의 UD(1002)의 ID 회답 요구 응답부(1121)와 마찬가지로, 제어부(1131), ID 회답 요구 취득 처리부(1132), 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133), 및 타이머(1134)를 갖고 있지만, 그 외에, 또한, 난수 생성부(1181) 및 난수 제어부(1182)를 갖는다.

난수 생성부(1181)는, 제어부(1131)에 제어되며, ID 회답 처리를 복수 준비된 타임 슬롯 중 어느 하나에 할당하기 위한, 소정의 비트수의 난수를 생성하는 처리를 행한다(도 42의 스텝 S232). 난수 제어부(1182)는, 제어부(1131)에 제어되며, 콜리전이 발생한 경우, 다음회의 사이클에서 이용되는 난수의 값을 제어하는 처리를 행한다(도 42의 스텝 S234).

또한, UD(1003) 및 UD(1004)의 구성도 UD(1002)와 마찬가지로, 이상의 설명을 적용할 수 있기 때문에, 이들의 설명은 생략한다.

다음으로, 각 디바이스에서 실행되는 처리에 대하여 설명한다.

최초로, 리더 라이터(1001)의 통신 상대 특정부(1041)에 의해 실행되는 통신 상대 특정 처리를, 도 46의 플로우차트를 참조하여 설명한다.

제어부(1051)는, 타이머(1057)로부터 공급되는 시각 정보를 이용하여, 스텝 S271에서 소정 시간 대기한다. 소정 시간 경과 후, 제어부(1051)는, 처리를 스텝 S272로 진행시킨다. 스텝 S272에서, ID 회답 요구 처리부(1052)는, 송수신부(1032)를 제어하여, UD에 대한 ID 회답 요구를 브로드캐스트에 의해 송신한다(불특정 다수에 대하여 송신한다). ID 회답 요구를 송신하면, ID 회답 요구 처리부(1052)는, 처리를 스텝 S273으로 진행시킨다.

스텝 S273에서, 제어부(1051)는, ID 회답 취득 처리가 행해지고 있는 타임 슬롯의 번호를 나타내는 처리 대상 타임 슬롯 번호를 「0」으로 설정하고, 스텝 S274로 처리를 진행시킨다. 스텝 S274에서 ID 회답 취득 처리부(1053)는, ID 회답 취득 처리를 개시한다. ID 회답 취득 처리부(1053)는, 스텝 S275에서, ID 회답 취득 처리에 의해 ID를 1비트 취득하였는지의 여부를 판정하여, 취득하였다고 판정한 경우, 그 취득한 값을 콜리전 판정부(1054)에 공급하고, 처리를 스텝 S276으로 진행시킨다.

콜리전 판정부(1054)는, 스텝 S276에서, 그 공급된 값에 기초하여 콜리전의 판정을 행하고, 스텝 S277에서, 그 판정 결과로부터 콜리전이 발생하였는지의 여부를 판정한다. 예를 들면 ID 회답 취득 처리부(1053)가 취득한 값이 「0」 및 「1」의 양쪽의 특징을 갖고 있으며, 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 콜리전 판정부(1054)는, 그 판정 결과를 ID 무효 설정부(1171)에 공급하고, 처리를 스텝 S278로 진행시킨다.

스텝 S278에서, ID 무효 설정부(1171)는, 금회(이 타임 슬롯 또는 이 사이클 전체에서) 취득하는 ID를 무효로 설정한다. 즉, ID 무효 설정부(1171)는, 콜리전이 발생한 경우, 재차, 통신 상대 특정 처리를 실행하도록, 적어도 콜리전이 발생 한 ID를 무시하도록(취득하지 않도록) 설정을 행한다.

스텝 S278의 처리가 종료하면, ID 무효 설정부(1171)는, 처리를 스텝 S279로 진행시킨다. 또한, 스텝 S275에서, ID를 1비트 취득하지 않았다고 판정한 경우, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 처리를 스텝 S279로 진행시킨다. 또한, 스텝 S277에서,콜리전이 발생하지 않았다고 판정한 경우, 콜리전 판정부(1054)는, 처리를 스텝 S279로 진행시킨다.

스텝 S279에서, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 타임 슬롯 기간이 종료되었는지의 여부를 판정하여, 종료되지 않았다고 판정한 경우, 처리를 스텝 S275로 되돌려, 그 이후의 처리를 반복한다. 즉, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 스텝 S275 내지 스텝 S279의 처리를 반복함으로써, 콜리전이 발생하지 않는 한, 1개의 타임 슬롯기간 중에, UD로부터 공급되는 ID의 전체 비트를 취득한다. 단, 콜리전이 발생한 경우, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 스텝 S275의 처리에서, ID 무효 설정부(1171)에 의해 행해진 무효 설정(스텝 S278의 처리)에 기초하여, 취득한 값은 무효이다(유효한 값을 취득하지 않았다)라고 판정하고, 처리를 스텝 S279로 진행시킨다.

스텝 S279에서, 타임 슬롯 기간이 종료되었다고 판정한 경우, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 처리를 스텝 S280으로 진행시킨다. 스텝 S280에서, 제어부(1051)는, 미리 준비된 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하였는지의 여부를 판정한다. 처리 대상 타임 슬롯 번호의 값이 최대값에 도달해 있지 않아, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하지 않았다고 판정한 경우, 제어부(1051)는, 처리를 스텝 S281로 진행시켜, 처리 대상 타임 슬롯 번호의 값에 「1」을 가산한다. 그리고 제어부(1051)는, 처리를 스텝 275로 되돌려, 그 이후의 처리를 반복한다. 즉, 제어부(1051)는, 스텝 S275 내지 스텝 S281의 처리를 반복시킴으로써, 전체 타임 슬롯에 대하여 ID 회답 취득 처리를 실행시킨다.

또한, 예를 들면, 콜리전이 발생한 경우에, 스텝 S278에서, ID 무효 설정부(1171)가 모든 타임 슬롯에 대하여 취득한 ID를 무효로 하도록 설정하면, 그 이후의 전체 타임 슬롯에 있어서, 스텝 S275의 처리에서 ID는 취득되지 않았다고 판정되어, 스텝 S276 내지 스텝 S278의 처리는 생략된다. 또한, 예를 들면, 콜리전이 발생한 경우에, 스텝 S278에서, ID 무효 설정부(1171)가 그 타임 슬롯에 대해서만, 취득한 ID를 무효로 하도록 설정하면, 다음의 타임 슬롯 이후에서는, ID의 무효 설정이 해제된다.

스텝 S280에서, 처리 대상 타임 슬롯 번호의 값이 최대값에 도달해 있어, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하였다고 판정한 경우, 제어부(1051)는, 처리를 스텝 S282로 진행시킨다. 스텝 S282에서, 제어부(1051)는, 상술한 ID 회답 취득 처리에 의해, ID를 취득하였는지의 여부를 판정하여, 취득하였다고 판정한 경우, 그 취득한 ID를 ID 등록 처리부(1056)에 공급하고, 처리를 스텝 S283으로 진행시킨다. 스텝 S283에서, ID 등록 처리부(1056)는, 공급된 ID를 ID 보유부(1042)에 등록하여, 보유시키고, 통신 상대 특정 처리를 종료한다. 또한, 스텝 S282에서, 예를 들면 콜리전 발생 등에 의해, ID를 취득하지 않았다고 판정한 경우, 제어부(1051)는, 통신 상대 특정 처리를 종료한다.

다음으로, 이러한 리더 라이터(1001)의 처리에 대응하여 UD(1002) 내지 UD(1004)에 의해 실행되는 ID 회답 요구 응답 처리를 도 47의 플로우차트를 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서는, UD(1002)가 실행하는 경우에 대해서만 설명한다. UD(1002) 내지 UD(1004)는 서로 마찬가지의 처리를 실행하기 때문에, UD(1003) 및 UD(1004)가 실행하는 경우에 대해서는, 설명이 UD(1002)의 경우와 중복되므로 생략한다.

ID 회답 요구 응답 처리가 개시되면, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)는, 스텝 S301에서, ID 회답 요구를 접수하여, 스텝 S302에서, ID 회답 요구를 취득하였는지의 여부를 판정한다. 도 42의 스텝 S231의 처리와 같이 리더 라이터(1001)로부터의 ID 요구(ID 회답 요구)를 취득하였다고 판정한 경우, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)는, 처리를 스텝 S303으로 진행시킨다.

스텝 S303에서, 난수 생성부(1181)는, 제어부(1131)에 제어되며, 제어부(1131)로부터 공급되는 난수 제어 정보에 기초하여 난수를 생성한다. 난수 제어 정보는, 난수 생성부(1181)가 생성하는 난수값의 일부 또는 전부를 먼저 지정하는 제어 정보로서, 후술하는 난수 제어부(1182)에 의한 난수 제어 처리(스텝 S310 또는 스텝 S312의 처리)에서 생성되어, 제어부(1131)에 의해 보유된다. 즉, 제어부(1131)는, 2회째 이후의 사이클에서, 그 전의 사이클에서 작성된 난수 제어 정보를 보유하고 있는 경우, 그것을 난수 생성부(1181)에 공급한다. 난수 생성부(1181)는, 그 공급된 난수 제어 정보에 의해 지정되어 있지 않은 부분을 랜덤하게 설정하여, 난수를 생성한다. 즉, 난수 제어 정보에 의한 지정이 있는 경우, 난 수 생성부(1181)는, 예를 들면, 난수 제어 정보가 지정하는 1 또는 복수의 값의 1 또는 복수의 자릿수와, 랜덤하게 설정되는 난수값의 1 또는 복수의 자릿수에 의해 구성되는 수, 또는, 난수 제어 정보가 지정하는 방법에 의해, 랜덤하게 설정되는 난수를 이용하여 생성되는 수와 같은, 난수 제어 정보의 내용에 따른 의사적인 「난수」로서 상기 난수를 생성한다.

또한, 통상의 경우, 난수 생성부(1181)가 랜덤하게 설정하는 「난수」도, 실제로는, 소정의 방법에 따라서 작성되는 「의사적인」 난수이지만, 본 명세서에서는, 설명의 간략화를 위해, 이 난수 생성부(1181)가 랜덤하게 설정하는 「난수」를「참된 난수」(의사적이 아닌 난수)로 하고, 난수 제어 정보의 내용에 따라서 생성되는 「난수」를 「의사적인 난수」로 한다.

이상과 같이 난수(참된 난수 또는 의사적인 난수)를 생성하면 난수 생성부(1181)는, 그 난수를 제어부(1131)에 공급하고, 처리를 스텝 S304로 진행시킨다. 스텝 S304에서, 제어부(1131)는, 비트 단위 제어 ID 회답 처리가 행해지고 있는(현재의) 타임 슬롯의 번호를 나타내는 처리 대상 타임 슬롯 번호를 「0」으로 설정하고, 처리를 스텝 S305로 진행시킨다.

스텝 S305에서, 제어부(1131)는, 처리 대상 타임 슬롯 번호와, 난수 생성부(1181)에서 생성된 난수의 값(난수값)이 일치하는지의 여부를 판정한다. 처리 대상 타임 슬롯 번호와 난수값이 일치한다(즉, 현재의 타임 슬롯이 ID 회답 처리의 할당된 타임 슬롯이다)라고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S306으로 진행시킨다. 스텝 S306에서, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, 도 41의 플 로우차트를 참조하여 설명한 바와 같이 비트 단위 제어 ID 회답 처리를 실행한다. 즉, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, 현재의 타임 슬롯에서, ID의 비트 단위마다 제어하면서, ID 회답을 리더 라이터(1001)에 송신한다. 비트 단위 제어 ID 회답 처리가 종료하면, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, 처리를 스텝 S307로 진행시킨다.

또한, 스텝 S305에서, 처리 대상 타임 슬롯 번호와 난수값이 일치하지 않아, 현재의 타임 슬롯이 ID 회답 처리의 할당된 타임 슬롯이 아니라고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 스텝 S306의 비트 단위 제어 ID 회답 처리를 생략하고, 통상의 ID 회답 시간의 대기 시간을 거친 후에, 스텝 S307로 처리를 진행시킨다.

스텝 S307에서, 제어부(1131)는, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하였는지의 여부를 판정한다. 아직, 처리 대상 타임 슬롯 번호가 최대값(미리 준비된 타임 슬롯수)에 도달해 있지 않아, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하지 않았다고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S308로 진행시켜, 처리 대상 타임 슬롯 번호의 값에 「1」을 가산한다. 스텝 S308의 처리를 종료하면, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S305로 되돌려, 그 이후의 처리를 반복한다. 즉, 제어부(1131)는, 모든 타임 슬롯에 대하여 ID 회답에 관한 처리가 종료할 때까지, 각 부를 제어하여, 스텝 S305 내지 스텝 S308의 처리를 반복시킨다.

그리고, 스텝 S307에서, 처리 대상 타임 슬롯 번호가 최대값(미리 준비된 타임 슬롯수)에 도달해 있어, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하였다고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S309로 진행시켜, 비트 단위 제어 ID 회답 처 리부(1133)를 제어하여, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)가 스텝 S306에서 실행한 비트 단위 제어 ID 회답 처리에서, ID 회답의 출력을 도중에 중지하였는지의 여부(스텝 S207의 처리를 실행하였는지의 여부)를 판정한다. 즉, 제어부(1131)는, 비트 단위 제어 ID 회답 처리에서, 콜리전이 발생하며, 또한, 그 때의 출력값이 「0」이었는지의 여부를 판정한다.

단, 이 판정 처리는, 도 41의 예에 대응하는 처리로서, 그 판정 조건은, 도 41의 플로우차트를 참조하여 상술한 비트 단위 제어 ID 회답 처리에 대응한다. 즉, 도 41의 예에서, 콜리전 발생 시의 출력값이 「1」인 경우에 ID 회답의 출력을 도중에 중지할 때에는, 제어부(1131)는, 비트 단위 제어 ID 회답 처리에서, 콜리전이 발생하며, 또한, 그 때의 출력값이 「1」이었는지의 여부를 판정한다.

제어부(1131)는, 이 판정 결과를 난수 제어부(1182)에 공급한다.

제어부(1131)가 ID 회답의 출력을 도중에 중지하였다고 판정한 경우, 난수 제어부(1182)는, 그 판정 결과에 기초하여, 처리를 스텝 S310으로 진행시켜, 다음회의 난수값(2비트의 정보인 난수의 다음회의 사이클에서의 값)의 상위 비트의 값을 「1」로 설정하도록 난수 제어 정보를 생성한다. 난수 제어 정보를 생성하면 난수 제어부(1182)는, 그 난수 제어 정보를 제어부(1131)에 공급하고, 처리를 스텝 S311로 진행시킨다. 난수 제어 정보를 공급받은 제어부(1131)는, 스텝 S311에서 그 난수 제어 정보를 다음회의 사이클에 사용하기 위해 보존하고, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다.

또한, 제어부(1131)가 ID 회답의 출력을 도중에 중지하지 않았다고 판정한 경우, 난수 제어부(1182)는, 그 판정 결과에 기초하여, 처리를 스텝 S312로 진행시켜, 다음회의 난수값(2비트의 정보인 난수의 다음회의 사이클에서의 값)의 상위 비트의 값을 「0」으로 설정하도록 난수 제어 정보를 생성한다. 난수 제어 정보를 생성하면 난수 제어부(1182)는, 그 난수 제어 정보를 제어부(1131)에 공급하고, 처리를 스텝 S311로 복귀시킨다. 제어부(1131)는, 스텝 S311에서 그 난수 제어 정보를 다음회의 사이클에 사용하기 위해 보존하고, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다.

또한, 스텝 S302에서, ID 회답 요구를 취득하지 않았다고 판정한 경우, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)는, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다.

이상과 같이, 리더 라이터(1001), 및, UD(1002) 내지 UD(1004)(즉 통신 시스템(1000))는, ID 회답의 처리를 행하는 복수의 타임 슬롯을 미리 설정하도록 했기 때문에, 콜리전의 발생 확률을 억제할 수 있어, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 리더 라이터(1001), 및, UD(1002) 내지 UD(1004)(즉 통신 시스템(1000))는, ID 회답에 관한 일련의 처리를, 콜리전의 발생이 없어질 때까지 반복하여 실행하고, 그 반복 시에, 다음 사이클에서 난수의 값을 제어하도록 했기 때문에, 콜리전의 발생 확률을 더욱 억제할 수 있어, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 더욱 억제할 수 있다.

또한, 리더 라이터(1001), 및, UD(1002) 내지 UD(1004)(즉 통신 시스템(1000))는, 비트 단위 제어 ID 회답 처리의 처리 결과에 기초하여 행하며, 콜리 전 발생 시에 출력한 값에 의해서, 그 난수값의 제어 방법을 변화시키도록 했기 때문에, ID 회답에 관한 일련의 처리의 반복에 있어서, 동일한 UD끼리에 의한 연속적인 콜리전 발생을 억제할 수 있다.

또한, 이상에서, 난수 제어부(1182)는, 스텝 S310 및 스텝 S312의 처리에 의해, ID 회답의 출력을 도중에 중지했을 때이든 중지하지 않았을 때이든, 각각, 서로 다른 방법으로 난수값을 제어하도록 설명했지만, 이것에 한하지 않고, 예를 들면, 스텝 S310 또는 스텝 S312 중 어느 한쪽의 스텝을 생략하고, ID 회답의 출력을 도중에 중지했을 때, 또는 중지하지 않았을 때 중 어느 한쪽의 경우만, 난수값을 제어하도록 해도 된다.

또한, 스텝 S310 및 스텝 S312에서의 난수값의 제어 방법은, 상술한 것 이외이어도 물론 되며, 어떠한 방법이어도 된다. 예를 들면, 소정의 상수가 설정되도록 해도 되고, 난수값이 서로 다른 비트의 값이 설정되도록 해도 되며, 난수값의 생성 방법이 지정되도록 해도 된다.

또한, 예를 들면, 난수 생성부(1181)에 의해 생성되는 난수의 값마다의 생성 확률에 가중치 부여가 행해지도록 해도 된다. 예를 들면, 난수 제어부(1182)는, 난수 생성부(1181)가 값 「0」의 난수를 생성할 확률을 40%로 하고, 난수 생성부(1181)가 값 「1」의 난수를 생성할 확률을 30%로 하며, 난수 생성부(1181)가 값 「2」의 난수를 생성할 확률을 20%로 하고, 난수 생성부(1181)가 값 「3」의 난수를 생성할 확률을 10%로 한다. 즉, 이 경우, 난수 제어부(1182)는, 난수 생성부(1181)에 의해 생성되는 난수의 값을 확률적으로 제어한다. 이와 같이 생성 확 률에 가중을 행함으로써, 난수값 제어부(1182)는, 소정의 값의 난수를 생성하기 쉽게 하거나, 생성하기 어렵게 하거나 할 수 있다.

이상에서는, 타임 슬롯수는 미리 정해진 수가 되도록 설명했지만, 타임 슬롯수를 가변으로 하도록 해도 된다. 예를 들면, 초기값에서 타임 슬롯수를 1(또는 0)로 하고, 콜리전이 발생할 때마다, 타임 슬롯수를 증가(예를 들면 난수 생성부(1181)에서 생성되는 난수값의 비트수를 「1」씩 증가)시키도록 해도 된다.

도 48은, 각 UD가 타임 슬롯수를 제어하는 경우의, 리더 라이터(1001)가 UD의 식별 정보를 취득할 때의 처리의 흐름의 예를 설명하기 위한 타이밍차트이다. 또한, 이하에서, 설명의 편의상, 리더 라이터(1001)의 신호 전극(1013) 상에는, UD(1002)를 장착하는 유저(1021), UD(1003)를 장착하는 유저(1022), 및 UD(1004)를 장착하는 유저(1023)가 존재하는 것으로 한다.

도 48에 도시되는 바와 같이, 리더 라이터(1001)는, 스텝 S331에서 소정의 시간 대기한 후, 스텝 S332에서 신호 전극(1013) 상의 UD에 대하여 식별 정보(ID)를 요구하는 ID 요구를 브로드캐스트에 의해 송신한다(불특정 다수에 대하여 송신한다). UD(1002) 내지 UD(1004)는, 각각, 스텝 S341, 스텝 S351, 스텝 S361에 도시되는 바와 같이, 이 브로드캐스트된 ID 요구를 취득한다.

ID 요구를 취득하면 UD(1002) 내지 UD(1004)는, 스텝 S342, 스텝 S352, 및 스텝 S362에서, 각각, 타임 슬롯수, 즉, 난수값의 취득할 수 있는 범위(예를 들면 난수값의 비트수)를 설정한다(TS수 설정). UD(1002) 내지 UD(1004)는, 스텝 S343, 스텝 S353, 및 스텝 S363에서, 이 설정 정보(타임 슬롯수)에 기초하여, ID 회답 처 리를 행하는 타임 슬롯을 선택(ID 회답 처리를 타임 슬롯에 할당)하기 위한 난수를 생성한다. 도 47의 예의 경우, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 타임 슬롯수를 1개(타임 슬롯 번호 TS=0만)로 설정하고 있다(또는, 타임 슬롯을 마련하지 않도록 설정하고 있다). 이 경우, 난수값의 비트수는 「0」으로 설정되어 있다(난수를 생성하지 않도록 설정되어 있다).

따라서, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 스텝 S344, 스텝 S354, 및 스텝 S364에 도시되는 바와 같이, 타임 슬롯 번호 「0」의 타임 슬롯(TS=0)에서 ID 회답 처리를 실행하고, 요구된 ID를 1비트씩 리더 라이터(1001)에 송신한다. 이에 대하여, 리더 라이터(1001)는, 스텝 S333의 ID 취득 처리에 의해, 공급된 ID를 취득하지만, 도 48의 예의 경우, UD(1002) 내지 UD(1004)가 동일한 타이밍(타임 슬롯)에서 ID 회답을 송신하고 있기 때문에, 콜리전(신호 충돌)이 발생한다.

따라서, 리더 라이터(1001)는, 스텝 S333의 ID 취득 처리에서 취득한 ID를 모두 무효로 하고, 재차, 상술한 바와 같은 ID 취득 처리(스텝 S331 내지 스텝 S333의 처리)를 행한다. 이에 대하여, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 그 다음 사이클에서 콜리전의 발생을 억제하도록 하기 위해, 스텝 S345, 스텝 S355, 및 스텝 S365에서, 각각, 다음 사이클에서의 타임 슬롯수를 제어하는 처리(TS수 제어)를 실행한다.

구체적으로는, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 통상적으로, 콜리전 발생 확률을 저하시키기 위해서, 예를 들면 난수값의 비트수를 증가시키는 등으로 하여, 다음 사이클에서의 타임 슬롯수를 현재보다 증가시키도록 제어한다.

도 49는, 타임 슬롯수의 제어의 모습의 일례를 설명하는 도면이다. 도 49에서는 설명의 간략화를 위해, UD(1002) 및 UD(1003)에 대해서만 설명한다. 예를 들면, 도 49의 (a)에 도시되는 바와 같이, UD(1002)와 UD(1003)는, 난수의 비트수를 초기값인 「0」으로 설정한다. 즉, 이 경우, ID 회답을 행하는 타임 슬롯은 타임 슬롯 번호가 「0」(TS=0)인 1개밖에 존재하지 않는다. 따라서, 이 경우, 도 49의 (a)에 도시되는 바와 같이, UD(1002)와 UD(1003)가 동시에 ID 회답을 행하기 때문에 콜리전이 발생한다. UD(1002)와 UD(1003)는, 각각, 다음 사이클에서의 타임 슬롯수를 증가시키도록(난수값을 1비트 늘리도록) 설정한다(TS수 증가).

이에 의해, UD(1002)와 UD(1003)는, 도 49의 (b)에 도시되는 바와 같이, 다음 사이클에서, 타임 슬롯 번호가 「0」(TS=0)인 타임 슬롯과, 타임 슬롯 번호가 「1」(TS=1)인 타임 슬롯의 2개의 타임 슬롯을 갖는다. 도 49의 (b)의 예에서는, UD(1002)와 UD(1003) 중의 어느 쪽에서도 타임 슬롯 번호가 「0」(TS=0)인 타임 슬롯에 ID 회답 처리가 할당되어 있기 때문에, 도 49의 (a)의 경우와 마찬가지로 콜리전이 발생한다. UD(1002)와 UD(1003)는, 각각, 다음 사이클에서의 타임 슬롯수를 더욱 증가시키도록(난수값을 다시 1비트 늘리도록) 설정한다(TS수 증가).

이에 의해, UD(1002)와 UD(1003)는, 도 49의 (c)에 도시되는 바와 같이, 다음 사이클에서, 타임 슬롯 번호가 「0」 내지「3」(TS=0 내지 TS=3)인 4개의 타임 슬롯을 갖는다. 도 49의 (c)의 예에서는, UD(1002)에서는, 타임 슬롯 번호가 「0」(TS=0)인 타임 슬롯에 ID 회답 처리가 할당되고, UD(1003)에서는, 타임 슬롯 번호가 「2」(TS=2)인 타임 슬롯에 ID 회답 처리가 할당되어 있다. 따라서, 이 경우 콜리전은 발생하지 않는다.

이와 같이, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 스텝 S345, 스텝 S355, 및 스텝 S365에서, 각각, 난수값의 비트수를 증가시키는 등으로 하여, 다음 사이클에서의 타임 슬롯수를 현재보다 증가시키도록 제어하여, 콜리전의 발생 확률을 저하시켜 간다. 바꾸어 말하면, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 콜리전의 발생에 따라서 타임 슬롯수를 증가시키기 때문에, 콜리전이 발생하지 않는 경우에는, 타임 슬롯수를 증가시키지 않게 된다. 즉, UD(1002) 내지 UD(1004)는, 불필요한 타임 슬롯(불필요한 처리 시간)을 삭감할 수 있다. 따라서, 리더 라이터(1001), 및, UD(1002) 내지 UD(1004)(즉 통신 시스템(1000))는, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 물론, UD(1002) 내지 UD(1004)가, 다음 사이클의 타임 슬롯수를 현재보다 줄이도록 제어해도 되며, 다음 사이클의 타임 슬롯수를 변화시키지 않도록(현재 그대로 하도록) 제어해도 된다.

도 50은, 이 경우의, 리더 라이터(1001)의 내부의 구성예를 도시하는 블록도이다.

도 50에 도시되는 바와 같이, 이 경우의 리더 라이터(1001)는, 도 44에 도시되는 경우의 리더 라이터(1001)와 기본적으로 마찬가지의 구성을 갖지만, 타임 슬롯수 설정부(TS수 설정부)(1191) 및 타임 슬롯수 제어부(TS수 제어부)(1192)를 갖는다. TS수 설정부(1191)는, TS수 제어부(1192)에 의해 생성되며, 제어부(1051)가 보유하는 제어 정보에 기초하여 타임 슬롯수를 설정한다. TS수 제어부(1192)는, 콜리전이 발생한 경우, 미리 정해진 소정의 알고리즘에 따라서, 다음 사이클에서의 타임 슬롯수를 변화시키도록(예를 들면 현재보다 증가시키도록) 하기 위한 제어 정보를 생성하고, 그것을, ID 회답 취득 처리부(1053)를 통하여 제어부(1051)에 보유시킨다. 또한, 이 알고리즘은 통신 상대로 되는 UD와 공통의 알고리즘일 필요가 있다. 즉, 상술한 바와 같이 ID의 수수에 관한 처리를 반복함으로써, 타임 슬롯수는 변화하지만, 통신 시스템(1000)의 각 디바이스간에서 타임 슬롯수의 설정은 항상 공통이다. 또한, TS수 제어부(1192)는, 콜리전이 발생하지 않았던 경우, 타임 슬롯수의 설정을 초기화하도록 해도 된다.

도 51은, 이 경우의, UD(1002)의 내부의 구성예를 도시하는 블록도이다.

도 51에 도시되는 바와 같이, 이 경우의 UD(1002)의 ID 회답 요구 응답부(1121)는, 도 45에 도시되는 경우의 UD(1002)의 ID 회답 요구 응답부(1121)와 마찬가지로, 제어부(1131), ID 회답 요구 취득 처리부(1132), 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133), 타이머(1134), 및 난수 생성부(1181)를 갖고 있지만, 그 외에, 또한, 타임 슬롯수 설정부(TS수 설정부)(1201) 및 타임 슬롯수 제어부(TS수 제어부)(1202)를 갖는다.

TS수 설정부(1201)는, 제어부(1131)에 제어되며, ID 회답 처리를 할당하는 타임 슬롯의 수를 설정한다. 예를 들면, TS수 설정부(1201)는, 제어부(1131)가 보유하는 제어 정보에 기초하여, 타임 슬롯수를 설정한다. TS수 제어부(1202)는, 비트 단위 제어 ID 회답 처리에서의 콜리전의 발생에 수반하여, 소정의 알고리즘에 따라서, 다음 사이클의 타임 슬롯수를 설정하는 제어 정보를 생성하고, 그것을 제 어부(1131)에 보유시킨다. 또한, 이 알고리즘은 통신 상대로 되는 리더 라이터와 공통의 알고리즘일 필요가 있다.

다음으로, 각 디바이스에서 실행되는 처리에 대하여 설명한다.

최초로, 이 경우의 리더 라이터(1001)가 실행하는 통신 상대 특정 처리에 대하여, 도 52 및 도 53의 플로우차트를 참조하여 설명한다.

통신 상대 특정 처리를 개시하면, 제어부(1051)는, 스텝 S381에서 소정 시간 대기 후, 스텝 S382로 처리를 진행시킨다. 스텝 S382에서, ID 회답 요구 처리부(1052)는, 송수신부(1032)를 제어하여 ID 회답 요구를 송신한다.

스텝 S383에서 TS수 설정부(1191)는, 제어부(1051)로부터 타임 슬롯수에 관한 제어 정보를 취득하고, 그 제어 정보에 기초하여 타임 슬롯수를 설정하고, 처리를 스텝 S384로 진행시킨다.

스텝 S384에서, 제어부(1051)는, 처리 대상 타임 슬롯 번호를 「0」으로 설정하고, 처리를 스텝 S385로 진행시킨다. 스텝 S385에서 ID 회답 취득 처리부(1053)는, 송수신부(1032)를 제어하여 ID 회답 취득 처리를 개시한다. 그리고, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 스텝 S386에서, UD로부터 ID를 1비트분 취득하였는지의 여부를 판정하여, 취득하였다고 판정한 경우, 그 취득한 정보를 콜리전 판정부(1054)에 공급하고, 처리를 스텝 S387로 진행시킨다.

콜리전 판정부(1054)는, 스텝 S387에서, 그 공급된 값에 기초하여 콜리전의 판정을 행하고, 스텝 S388에서, 그 판정 결과로부터 콜리전이 발생하였는지의 여부를 판정한다. 예를 들면 ID 회답 취득 처리부(1053)가 취득한 값이 「0」 및 「1 」의 양쪽의 특징을 갖고 있으며, 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 콜리전 판정부(1054)는, 그 판정 결과를 ID 무효 설정부(1171)에 공급하고, 처리를 스텝 S389로 진행시킨다.

스텝 S389에서, ID 무효 설정부(1171)는, 금회(이 타임 슬롯 또는 이 사이클 전체에서) 취득하는 ID를 무효로 설정한다. 즉, ID 무효 설정부(1171)는, 콜리전이 발생한 경우, 재차, 통신 상대 특정 처리를 실행하도록, 적어도 콜리전이 발생한 ID를 무시하도록(취득하지 않도록) 설정을 행한다.

스텝 S389의 처리가 종료하면, ID 무효 설정부(1171)는, 처리를 스텝 S390으로 진행시킨다. 스텝 S390에서, TS수 제어부(1192)는, 미리 정해진 소정의 알고리즘에 기초하여 타임 슬롯의 제어 정보를 생성하고, 그것을, ID 회답 취득 처리부(1053)를 통하여 제어부(1051)에 보유시킴으로써, 다음회의 타임 슬롯수를 현재보다도 증가시키도록 설정한다. 또한, 설명의 간략화를 위해, 여기서는, 타임 슬롯수를 증가시키는 것으로서 설명하지만, 알고리즘에서 타임 슬롯수를 감소시키도록 지시되어 있는 경우에는, TS수 제어부(1192)는, 그 알고리즘에 따라, 다음 사이클에서의 타임 슬롯수를 감소시키도록 설정하는 제어 정보를 생성한다. 스텝 S390의 처리를 종료한 TS수 제어부(1192)는, 처리를 도 53의 스텝 S401로 진행시킨다.

또한, 스텝 S386에서, ID를 1비트 취득하지 않았다고 판정한 경우, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 처리를 도 53의 스텝 S401로 진행시킨다. 또한, 스텝 S388에서, 콜리전이 발생하지 않았다고 판정한 경우, 콜리전 판정부(1054)는, 처리를 스텝 S391로 진행시킨다. 스텝 S391에서, TS수 제어부(1192)는, ID 회답 취득 처 리부(1053)를 통하여 제어부(1051)에, 제어부(1051)가 보유하고 있는 제어 정보를 삭제시켜, 타임 슬롯수의 설정을 초기화한다. 스텝 S391의 처리를 종료하면, TS수 제어부(1192)는, 처리를 도 53의 스텝 S401로 진행시킨다.

도 53의 스텝 S401에서, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 타임 슬롯 기간이 종료되었는지의 여부를 판정하여, 종료되지 않았다고 판정한 경우, 처리를 도 52의 스텝 S386으로 되돌려, 그 이후의 처리를 반복한다. 즉, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 도 52의 스텝 S386 내지 도 53의 스텝 S401의 처리를 반복시킴으로써, 콜리전이 발생하지 않는 한, 1개의 타임 슬롯 기간 중에, UD로부터 공급되는 ID의 전체 비트를 취득한다. 단, 콜리전이 발생한 경우, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 도 52의 스텝 S386의 처리에서, 전회, ID 무효 설정부(1171)에 의해 행해진 무효 설정(도 52의 스텝 S389의 처리)에 기초하여, 금회 취득한 값은 무효이다(유효한 값의 ID를 취득하지 않았다)라고 판정하고, 처리를 도 53의 스텝 S401로 진행시킨다.

도 53의 스텝 S401에서, 타임 슬롯 기간이 종료되었다고 판정한 경우, ID 회답 취득 처리부(1053)는, 처리를 스텝 S402로 진행시킨다. 스텝 S402에서, 제어부(1051)는, 도 52의 스텝 S383의 처리에서 설정된 타임 슬롯의 모두에 대하여 처리가 종료하였는지의 여부를 판정한다. 처리 대상 타임 슬롯 번호의 값이 최대값에 도달해 있지 않아, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하지 않았다고 판정한 경우, 제어부(1051)는, 처리를 도 53의 스텝 S403으로 진행시켜, 처리 대상 타임 슬롯 번호의 값에 「1」을 가산한다. 그리고 제어부(1051)는, 처리를 도 52의 스 텝 S386으로 되돌려, 그 이후의 처리를 반복한다. 즉, 제어부(1051)는, 도 52의 스텝 S386 내지 도 53의 스텝 S403의 처리를 반복시킴으로써, 전체 타임 슬롯에 대하여 ID 회답 취득 처리를 실행시킨다.

또한, 예를 들면, 콜리전이 발생한 경우에, 도 52의 스텝 S389에서, ID 무효 설정부(1171)가 모든 타임 슬롯에 대하여 취득한 ID를 무효로 하도록 설정하면, 그 이후의 전체 타임 슬롯에서, 도 52의 스텝 S386의 처리에서 ID는 취득되지 않았다고 판정되어, 도 52의 스텝 S387 내지 도 52의 스텝 S391의 처리는 생략된다.

도 53의 스텝 S402에서, 처리 대상 타임 슬롯 번호의 값이 최대값에 도달해 있어, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하였다고 판정한 경우, 제어부(1051)는, 처리를 스텝 S404로 진행시킨다. 스텝 S404에서, 제어부(1051)는, 상술한 ID 회답 취득 처리에 의해, ID를 취득하였는지의 여부를 판정하여, 취득하였다고 판정한 경우, 그 취득한 ID를 ID 등록 처리부(1056)에 공급하고, 처리를 스텝 S405로 진행시킨다. 스텝 S405에서, ID 등록 처리부(1056)는, 공급된 ID를 ID 보유부(1042)에 등록하여, 보유시키고, 통신 상대 특정 처리를 종료한다. 또한, 스텝 S404에서, 예를 들면 콜리전 발생 등에 의해, ID를 취득하지 않았다고 판정한 경우, 제어부(1051)는, 통신 상대 특정 처리를 종료한다.

다음으로, 이러한 리더 라이터(1001)의 처리에 대응하여 UD(1002) 내지 UD(1004)에 의해 실행되는 ID 회답 요구 응답 처리를 도 54의 플로우차트를 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서는, UD(1002)가 실행하는 경우에 대해서만 설명한다. UD(1002) 내지 UD(1004)는 서로 마찬가지의 처리를 실행하기 때문에, UD(1003) 및 UD(1004)가 실행하는 경우에 대해서는, 설명이 UD(1002)의 경우와 중복되기 때문에 생략한다.

ID 회답 요구 응답 처리가 개시되면, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)는, 스텝 S421에서, ID 회답 요구를 접수하여, 스텝 S422에서, ID 회답 요구를 취득하였는지의 여부를 판정한다. 도 48의 스텝 S341의 처리와 같이 리더 라이터(1001)로부터의 ID 요구(ID 회답 요구)를 취득하였다고 판정한 경우, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)는, 처리를 스텝 S423으로 진행시킨다.

스텝 S423에서, TS수 설정부(1201)는, 제어부(1131)에 제어되며, 제어부(1131)로부터 공급되는, 타임 슬롯수를 제어하는 제어 정보에 기초하여 타임 슬롯수를 설정한다. 이 제어 정보는, TS수 제어부(1202)가 생성하는 제어 정보로서, 후술하는 TS수 제어부(1202)에 의한 TS수 제어 처리(스텝 S431 또는 스텝 S432의 처리)에서 생성되어, 제어부(1131)에 의해 보유된다. 즉, 제어부(1131)는, TS수 설정부(1201)에 이 제어 정보를 공급하여 스텝 S423의 처리를 실행시킨다. TS수 설정부(1201)는, 스텝 S423의 처리를 종료하면, 스텝 S424로 처리를 진행시킨다.

스텝 S424에서, 난수 생성부(1181)는, 제어부(1131)에 제어되며, 제어부(1131)에 지정된(스텝 S423에서 설정되는 타임 슬롯수에 대응하는) 비트수로 난수를 생성한다. 즉, 제어부(1131)는, 타임 슬롯수를 설정하기 위한 제어 정보에 기초하여, 그 설정에 따른 비트수를 지정한다.

난수를 생성하면 난수 생성부(1181)는, 그 난수를 제어부(1131)에 공급하고, 처리를 스텝 S425로 진행시킨다. 스텝 S425에서, 제어부(1131)는, 비트 단위 제어 ID 회답 처리가 행해지고 있는(현재의) 타임 슬롯의 번호를 나타내는 처리 대상 타임 슬롯 번호를 「0」으로 설정하고, 처리를 스텝 S426으로 진행시킨다.

스텝 S426에서, 제어부(1131)는, 처리 대상 타임 슬롯 번호와, 난수 생성부(1181)에서 생성된 난수의 값(난수값)이 일치하는지의 여부를 판정한다. 처리 대상 타임 슬롯 번호와 난수값이 일치한다(즉, 현재의 타임 슬롯이 ID 회답 처리의 할당된 타임 슬롯이다)라고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S427로 진행시킨다. 스텝 S427에서, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, 도 41의 플로우차트를 참조하여 설명한 바와 같이 비트 단위 제어 ID 회답 처리를 실행한다. 즉, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, 현재의 타임 슬롯에서, ID의 비트 단위마다 제어하면서, ID 회답을 리더 라이터(1001)에 송신한다. 비트 단위 제어 ID 회답 처리가 종료하면, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)는, 처리를 스텝 S428로 진행시킨다.

또한, 스텝 S426에서, 처리 대상 타임 슬롯 번호와 난수값이 일치하지 않아, 현재의 타임 슬롯이 ID 회답 처리의 할당된 타임 슬롯이 아니라고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 스텝 S427의 비트 단위 제어 ID 회답 처리를 생략하고, 통상의 ID 회답 시간의 대기 시간을 거친 후에, 스텝 S428로 처리를 진행시킨다.

스텝 S428에서, 제어부(1131)는, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하였는지의 여부를 판정한다. 아직, 처리 대상 타임 슬롯 번호가 최대값(미리 준비된타임 슬롯수)에 도달해 있지 않아, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하지 않았다고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S429로 진행시켜, 처리 대상 타임 슬롯 번호의 값에 「1」을 가산한다. 스텝 S429의 처리를 종료하면, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S426으로 되돌려, 그 이후의 처리를 반복한다. 즉, 제어부(1131)는, 모든 타임 슬롯에 대하여 ID 회답에 관한 처리가 종료할 때까지, 각 부를 제어하여, 스텝 S426 내지 스텝 S429의 처리를 반복하게 한다.

그리고, 스텝 S428에서, 처리 대상 타임 슬롯 번호가 최대값(미리 준비된 타임 슬롯수)에 도달해 있어, 모든 타임 슬롯에 대하여 처리가 종료하였다고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S430으로 진행시켜, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)를 제어하여, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133)가 스텝 S427에서 실행한 비트 단위 제어 ID 회답 처리에서, 콜리전이 발생하였는지의 여부를 판정한다.

콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S431로 진행시킨다. TS수 제어부(1202)는, 제어부(1131)에 제어되며, 미리 정해진 소정의 알고리즘에 따라서, 다음회의 타임 슬롯수를 증가시키도록 설정한다. 또한, 이 알고리즘은 리더 라이터(1001)와 공유되어 있는 것이며, 타임 슬롯수의 설정은 리더 라이터(1001)와 항상 공통이다.

타임 슬롯수의 설정을 종료하면, TS수 제어부(1202)는, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다.

또한, 스텝 S430에서, 콜리전이 발생하지 않았다고 판정한 경우, 제어부(1131)는, 처리를 스텝 S432로 진행시켜, 예를 들면 제어부(1131)에 보유되어 있는 제어 정보를 삭제시키는 등으로 하여, 미리 정해진 소정의 알고리즘에 따라서, 타임 슬롯수의 설정을 초기화한다. 초기화가 완료되면, TS수 제어부(1202)는, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다. 또한, 스텝 S422에서, ID 회답 요구를 취득하지 않았다고 판정한 경우, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)는, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다.

이상과 같이, 리더 라이터(1001), 및, UD(1002) 내지 UD(1004)(즉 통신 시스템(1000))는, ID 회답의 처리를 행하는 타임 슬롯의 수를 콜리전의 발생에 대응하여 제어하도록 했기 때문에, 불필요한 타임 슬롯에 의한 통신 처리의 지연을 억제할 수 있어, 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 이상에서, TS수 제어부(1202)는, 다음 사이클의 타임 슬롯수를 확률적으로 제어하도록 해도 된다. 즉, TS수 제어부(1202)는, TS수 설정부(1201)에 의한 타임 슬롯수의 설정을 확률적으로 제어하는 제어 정보를 생성한다. 예를 들면, TS수 제어부(1202)는, TS수 설정부(1201)가 다음 사이클의 타임 슬롯수를 현재보다도 많게 하도록 설정하는 확률(N%)을 설정하는 제어 정보를 생성한다. TS수 설정부(1201)는, 그 제어 정보의 가중을 참조하여 랜덤하게 TS수를 설정한다. 즉, 이 경우 TS수 설정부(1201)는, N%의 확률로, 다음 사이클의 타임 슬롯수가 현재보다도 많아지도록 설정한다.

또한, 종래의 경우, 타임 슬롯수는 4개로 고정되어 있었지만(난수가 2비트였지만), 이 타임 슬롯수를 2개로 함(난수를 1비트로 함)으로써, 통신 시스템은, 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

도 55는, 도 1의 통신 시스템에 의한, 다른 ID 수수 방법을 도시하는 타이밍 차트이다. 신호의 교환(ID의 수수)의 처리 시간에는, 도 55에 도시되는 바와 같이, 전회의 사이클과 구별하기 위한 조정 시간으로서의 프리앰블(Preamble) 시간(Tp), 명령(커맨드)을 송신하기 위한 구간인 커맨드(Co㎜and) 송신 시간(Tc), ID를 회답받기 위한 ID 회답 시간(Tr)을 갖는다. 이 경우, ID 회답 시간 Tr은, 난수의 값에 의해서 서로 다르며, R=0이면 Tr/4, R=i(i는 자연수)이면 Tr×(i+1)/4로 된다.

우선, 종래의, 타임 슬롯수가 4개(난수가 2비트)인 방식에 대하여 설명한다. 이 때, 리더 라이터(1001)와 통신 가능한 UD(디바이스)가 1개밖에 없는 경우, 평균 회답 시간은, 이하의 수학식 25와 같이 된다.

단, 수학식 25의 최후의 항(Tr×5/8)은 Tr/4 내지 Tr 중 어느 하나의 값을 취하는 Tr의 평균값(Trm)이며, 이하의 수학식 26과 같이 산출된다.

다음으로, 리더 라이터(1001)와 통신 가능한 UD(디바이스)가 2개 있었던 경우를 고려한다.

i회째에서 처리가 끝날 때의 평균 처리 시간(평균 회답 시간)을 Ti, 1회의 사이클의 처리 시간 Tt(즉, Tt=Tp+Tc+Tr)로 한다. 이 때 1회째(i=1)에서 처리가 끝날 때의 평균 처리 시간 T1은, 이하의 수학식 27과 같이 산출된다.

수학식 27의 최후의 항에 대하여 난수의 경우 분류를 고려한다. 2개의 디바이스(UD(1002) 및 UD(1003))가 발생하는, 2비트의 난수의 각 값(0 내지 3 중 어느 하나)의 조합이, 예를 들면, (0, 1), (0, 2), (0, 3), (1, 0), (2, 0), 또는 (3, 0) 중 어느 하나인 경우, 리더 라이터(1001)는 Tr/4의 시간에서 회답을 수신할 수 있다. 또한, 이 2개의 난수값의 조합이, 예를 들면, (1, 2), (1, 3), (2, 1), 또는 (3, 1) 중 어느 하나인 경우, 리더 라이터(1001)는, Tr×2/4의 시간에서 회답을 수신할 수 있다. 또한, 이 2개의 난수값의 조합이, 예를 들면, (2, 3) 또는 (3, 2) 중 어느 하나인 경우, 리더 라이터(1001)는 Tr×3/4의 시간에서 회답을 수신할 수 있다. 따라서, Tr의 평균값인 평균 회답 시간 Trm은 이하의 수학식 28과 같이 산출된다.

덧붙여서 말하면, 상술한 2개의 난수값의 조합이 (0, 0), (1, 1), (2, 2), 또는 (3, 3) 중 어느 하나인 경우, 충돌이 발생한다(콜리전이 발생한다). 따라서, 콜리전의 발생 확률은 4/16=1/4로 된다.

마찬가지로 하여 2회째에서 처리가 종료하는 평균 처리 시간 T2는, 이하의 수학식 29와 같이 산출된다.

마찬가지로, 3회째에서 처리가 종료하는 평균 처리 시간 T3은, 이하의 수학식 30과 같이 산출된다.

따라서, i회째에 처리가 종료할 때의 평균 처리 시간 Ti는, 이하의 수학식 31과 같이 산출된다.

이상으로부터, 평균 처리 시간 Ta는, 이하의 수학식 32와 같이 나타낸다. 단, 이하의 수학식 32에서 「3/4」는 충돌이 발생하지 않을 확률, 「(1/4)＾i」는 i 회 연속하여 충돌이 발생하고 있을 확률을 나타내고 있다.

여기서, 이하의 수학식 33에 나타내는 바와 같은 변수 Sn을 상정한다.

수학식 33으로부터, 이하의 수학식 34가 구해진다.

수학식 33 및 수학식 34로부터 수학식 35가 구해진다.

이 수학식 35에서, 변수 n의 값을 무한대로 크게 하면(n→∞), 수학식 35의 우변의 최종항은 값이 「0」으로 된다. 즉, 3/4Sn=4/3, Sn=16/9로 된다.

이상으로부터, 평균 처리 시간 Ta는, 이하의 수학식 36과 같이 산출된다.

다음으로 난수가 1비트인 경우에 대하여 설명한다.

도 55에서는, UD(1002) 및 UD(1003)가 리더 라이터(1001)와 통신 가능한 상태에 있다. 또한, 난수가 1비트(타임 슬롯수가 2개)로 설정되어 있다. 리더 라이터(1001)는, 스텝 S421에서, 브로드캐스트로 ID 회답 요구를 송신하고, UD(1002) 및 UD(1003)는, 각각, 스텝 S431 및 스텝 S441에서 그 ID 회답 요구를 취득한다. ID 회답 요구를 취득하면, UD(1002) 및 UD(1003)는, 각각, 스텝 S432 및 스텝 S442에서 1비트의 난수를 생성한다. 도 55인 경우, UD(1002)는 값 「0」의 난수(R=0)를 생성하고, UD(1003)는 값 「1」의 난수(R=1)를 생성하고 있다.

이들 난수값에 따라, 1개째의 타임 슬롯(T=0)에서는, 스텝 S433에 도시되는 바와 같이 UD(1002)가 ID 회답한다. 리더 라이터(1001)는, 스텝 S422에서 이 ID를 취득한다. 또한, 2개째의 타임 슬롯(T=1)에서는, 스텝 S443에 도시되는 바와 같이 UD(1003)가 ID 회답한다. 리더 라이터(1001)는, 스텝 S423에서 이 ID를 취득한다. 이와 같이, 각 UD에 의한 ID 회답이 서로 다른 타임 슬롯에서 행해지는 경우, 콜리전(충돌)은 발생하지 않는다.

다음으로, 이 경우(난수의 비트 길이를 1비트로 하는 경우)의 처리 시간에 대하여 설명한다.

상술한 2비트의 난수의 경우와 마찬가지로, 1회째(i=1)에서 처리가 끝날 때의 평균 처리 시간 T1은, 이하의 수학식 37과 같이 산출된다.

단, 1개의 타임 슬롯의 시간을 Tr/4로 한다. 즉, ID 회답 시간 Tr은, 최장 Tr/4×2=Tr/2이다. 또한, 난수가 1비트인 경우, 타임 슬롯은 2개밖에 존재하지 않기 때문에, 콜리전이 발생하지 않는 경우, 리더 라이터(1001)는, 반드시 Tr/4의 시간에서 ID를 수취할 수 있다.

또한, 2회째(i=2)에서 처리가 끝날 때의 평균 처리 시간 T2는, 이하의 수학식 38과 같이 산출된다.

단, 이 경우의, 1회의 사이클의 처리 시간을 Tt'로 한다(즉, Tt'=Tp+Tc+Tr/2로 한다). 이 Tt'는, 상술한 난수가 2비트인 경우의 1회의 사이클의 처리 시간 Tt와 비교하여, ID 회답 시간이 절반으로 되어 있다.

마찬가지로, 3회째(i=3)에서 처리가 끝날 때의 평균 처리 시간 T3은, 이하의 수학식 39와 같이 산출된다.

따라서, 평균 처리 시간 Ta는, 이하의 수학식 40과 같이 표혀된다. 단, 이하의 수학식 40에서 「1/2」는 충돌이 발생하지 않을 확률, 「(1/2)＾i」는 i회 연속하여 충돌이 발생하고 있을 확률을 나타내고 있다.

이 난수의 비트 길이가 1인 경우의 평균 처리 시간 Ta1과, 상술한, 난수의 비트 길이가 2인 경우의 평균 처리 시간 Ta2와의 차분값은, 이하의 수학식 41과 같이 구해진다.

이와 같이 비트 길이가 2인 처리 시간 쪽이, 비트 길이가 1인 처리 시간보다 도 길다. 또한, UD(디바이스)를 2개 휴대하고 있는 유저의 확률을 10%, 1개밖에 휴대하고 있지 않은 사람의 확률을 90으로 하면, 비트 길이가 2인 경우의 평균 시간 Ta2'는, 이하의 수학식 42와 같이 산출된다.

마찬가지로, 비트 길이가 1인 경우의 평균 시간 Ta1'는, 이하의 수학식 43과 같이 산출된다.

수학식 42 및 수학식 43에 기초하여, 비트 길이가 2인 경우의 평균 시간 Ta2'와, 비트 길이가 1인 경우의 평균 시간 Ta1'의 차분값은, 이하의 수학식 44와 같이 산출된다.

여기서, Tp, Tc, Tr을 어림하여 본다. 예를 들면, 커맨드 길이를 4바이트로 한다. ID를 4바이트로 하면, 난수의 비트 길이가 2비트인 경우의 ID 회답 시간 Tr은, 타임 슬롯 4개분에서 32바이트분의 시간이 필요하다. 여기서, Tc=20㎳로 하면, Tr=80㎳ 이상으로 된다. 여기서는 다소의 마진을 갖게 하는 것으로서 Tr=100㎳로 한다. 또한, Tp=10㎳로 한다. 수학식 44에 각 값을 대입하면, 이하의 수학식 45와 같이 나타낼 수 있다.

따라서, 압도적으로 비트 길이가 2인 경우 쪽이 처리 시간이 길어진다. 따라서, 실제의 휴대 디바이스 보유수가 우위인 상황에 준하여, 타임 슬롯수는 2(난수의 비트 길이는 1)로 하는 것이 바람직하다.

도 56은, 타임 슬롯수가 2(난수의 비트 길이가 1)인 경우의 리더 라이터(1001)의 내부의 구성예를 도시하는 블록도이다.

도 56에서, 리더 라이터(1001)의 통신 상대 특정부(1041)는, 도 36에 도시되는 경우와 기본적으로 마찬가지의 구성을 갖지만, 도 36의 제어부(1051) 대신에 2타임 슬롯 제어부(1221)를 갖고, 도 36의 ID 회답 취득 처리부(1053), 콜리전 판정부(1054), 및 값 설정부(1055) 대신에, ID 회답 취득 처리부(1222)를 갖고 있다. 그 이외의 구성은 도 36의 경우와 마찬가지이기 때문에 이들의 설명을 생략한다.

2타임 슬롯 제어부(1221)는, 타이머(1057)로부터 공급되는 시각 정보에 기초하여, ID 회답 요구 처리부(1052), ID 회답 취득 처리부(1222), 및 ID 등록 처리부(1056)의 각 부를 제어하고, 타임 슬롯수를 2로 설정하여, ID의 취득에 관한 제어 처리를 행한다. 또한, ID 회답 취득 처리부(1222)는, 타임 슬롯수 2의 설정에 기초하여, ID 회답의 취득에 관한 처리를 행한다.

도 57은, 이 경우의, UD(1002)의 내부의 구성예를 도시하는 블록도이다.

도 57에 도시되는 바와 같이, 이 경우의 UD(1002)의 ID 회답 요구 응답부(1121)는, 도 37에 도시되는 경우의 제어부(1131) 대신에 2타임 슬롯 제어 부(1231)를 갖고, 비트 단위 제어 ID 회답 처리부(1133) 대신에 1비트 난수 생성부(1232) 및 ID 회답 처리부(1233)를 갖는다.

2타임 슬롯 제어부(1231)는, 타임 슬롯수를 2로 설정하고, 타이머(1134)로부터 공급되는 시각 정보에 따라서, ID 회답 요구 취득 처리부(1132), 1비트 난수 생성부(1232), 및 ID 회답 처리부(1233)의 각 부를 제어하여, ID 회답 요구에 대한 응답에 관한 제어 처리를 행한다.

1비트 난수 생성부(1232)는, 2타임 슬롯 제어부(1231)에 제어되며, ID 회답을 출력하는 타임 슬롯을 결정하기 위해 이용되는 1비트의 난수를 생성하고, 그것을, 2타임 슬롯 제어부(1231)에 공급한다. ID 회답 처리부(1233)는, 2타임 슬롯 제어부(1231)에 제어되며, 1비트 난수 생성부(1232)가 생성한 난수에 대응하는 타임 슬롯에서, 송수신부(1112)를 제어하여, ID 회답을 리더 라이터에 송신하는 처리를 행한다.

또한, UD(1003)의 구성도 UD(1002)와 마찬가지이며, 이상의 설명을 적용할 수 있기 때문에, 이들의 설명은 생략한다.

다음으로, 도 58의 플로우차트를 참조하여, 타임 슬롯수가 2개인 경우의 리더 라이터(1001)에 의한 통신 상대 특정 처리의 흐름의 예를 설명한다.

스텝 S451에서, 2타임 슬롯 제어부(1221)는, 타이머(1057)로부터 공급되는 시각 정보에 기초하여 소정 시간 대기한다. 스텝 S452에서, ID 회답 요구 처리부(1052)는, ID 회답 요구를 브로드캐스트에 의해 송신한다. 스텝 S453에서 2타임 슬롯 제어부(1221)는, 타임 슬롯수를 2로 설정한다.

ID 회답 취득 처리부(1222)는, 그 2타임 슬롯 제어부(1221)에 제어되며, 스텝 S454에서, 1개째의 타임 슬롯(TS=0)에 대한 ID 회답 취득 처리를 행하고, 스텝 S455에서 ID 회답을 취득하였는지의 여부를 판정한다. ID 회답을 취득하였다고 판정한 경우, ID 회답 취득 처리부(1222)는, 그 취득한 ID 회답을 2타임 슬롯 제어부(1221)에 공급하고, 처리를 스텝 S456으로 진행시킨다. 스텝 S456에서, 2타임 슬롯 제어부(1221)는, 그 ID 회답에서 콜리전이 발생하였는지의 여부를 판정하여, 콜리전이 발생하지 않았다고 판정한 경우, 그 ID 회답에 포함되는 ID를 ID 등록 처리부(1056)에 공급하고, 처리를 스텝 S457로 진행시킨다. 스텝 S457에서, ID 등록 처리부(1056)는, 2타임 슬롯 제어부(1221)에 제어되며, 취득한 ID를 등록한다(ID 보유부(1042)에 공급하여 보유시킨다). ID를 등록하면 ID 등록 처리부(1056)는, 통신 상대 특정 처리를 종료한다.

또한, 스텝 S456에서, 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 2타임 슬롯 제어부(1221)는, 처리를 스텝 S451로 되돌려, 다음 사이클로서 그 이후의 처리를 반복한다.

또한, 스텝 S455에서, 1개째의 타임 슬롯에서 ID 회답을 취득하지 않았다고 판정한 경우, ID 회답 취득 처리부(1222)는, 처리를 스텝 S458로 진행시키고, 2개째의 타임 슬롯으로 처리를 진행시킨다.

스텝 S458에서, ID 회답 취득 처리부(1222)는, 2타임 슬롯 제어부(1221)에 제어되며, 2개째의 타임 슬롯(TS=1)에 대한 ID 회답 취득 처리를 행하고, 스텝 S459에서 ID 회답을 취득하였는지의 여부를 판정한다. ID 회답을 취득하였다고 판 정한 경우, ID 회답 취득 처리부(1222)는, 그 취득한 ID 회답을 2타임 슬롯 제어부(1221)에 공급하고, 처리를 스텝 S460으로 진행시킨다. 스텝 S460에서, 2타임 슬롯 제어부(1221)는, 그 ID 회답에서 콜리전이 발생하였는지의 여부를 판정하여, 콜리전이 발생하지 않았다고 판정한 경우, 그 ID 회답에 포함되는 ID를 ID 등록 처리부(1056)에 공급하고, 처리를 스텝 S461로 진행시킨다. 스텝 S461에서, ID 등록 처리부(1056)는, 2타임 슬롯 제어부(1221)에 제어되며, 취득한 ID를 등록한다(ID 보유부(1042)에 공급하여 보유시킨다). ID를 등록하면 ID 등록 처리부(1056)는, 통신 상대 특정 처리를 종료한다.

또한, 스텝 S459에서, 2개째의 타임 슬롯에서 ID 회답을 취득하지 않았다고 판정한 경우, ID 회답 취득 처리부(1222)는, 통신 상대 특정 처리를 종료한다. 또한, 스텝 S460에서, 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 2타임 슬롯 제어부(1221)는, 통신 상대 특정 처리를 종료한다.

또한, 스텝 S459에서 ID 회답을 취득하지 않았다고 판정한 경우, 혹은, 스텝 S460에서, 콜리전이 발생하였다고 판정한 경우, 2타임 슬롯 제어부(1221)는, 처리를 스텝 S45로 되돌려, 다음 사이클로서 그 이후의 처리를 반복한다.

다음으로, 이 통신 상대 특정 처리에 대응하여 UD(1002)나 UD(1003)에서 실행되는 ID 회답 요구 응답 처리의 흐름을 도 59의 플로우차트를 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서는, UD(1002)가 실행하는 경우에 대해서만 설명한다. UD(1002) 및 UD(1003)는 서로 마찬가지의 처리를 실행하기 때문에, UD(1003)가 실행하는 경우에 대해서는, 설명이 UD(1002)의 경우와 중복되므로 생략한다.

ID 회답 요구 응답 처리가 개시되면, ID 회답 요구 취득 처리부(1132)는, 스텝 S481에서, ID 회답 요구를 접수하여, ID 회답 요구를 취득한 경우, 그것을 2타임 슬롯 제어부(1231)에 공급한다. 2타임 슬롯 제어부(1231)는, 스텝 S482에서, 그 ID 회답 요구를 취득하였는지의 여부를 판정하여, 취득한 경우, 스텝 S483으로 처리를 진행시킨다.

스텝 S483에서, 1비트 난수 생성부(1232)는, 비트 길이가 1비트인 1비트 난수를 생성하고, 그것을 2타임 슬롯 제어부(1231)에 공급한다. 2타임 슬롯 제어부(1231)는, 그 1비트 난수의 값에 기초하여 ID 회답 처리부(1233)를 제어하여, ID 회답 처리를 행하게 한다. 스텝 S484에서, ID 회답 처리부(1233)는, 그 2타임 슬롯 제어부(1231)의 제어에 기초하여, 1비트 난수의 값에 따른 타이밍에서 ID 회답을 송신한다. ID 회답의 송신이 종료하면, ID 회답 처리부(1233)는, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다.

또한, 스텝 S482에서, ID 회답 요구를 취득하지 않았다고 판정한 경우, 2타임 슬롯 제어부(1231)는, ID 회답 요구 응답 처리를 종료한다.

이상과 같이, 리더 라이터(1001), 및, UD(1002) 및 UD(1003)(즉 통신 시스템(1000))는, 난수의 비트 길이를 종래의 2비트로부터 1비트로 삭감하고, 타임 슬롯의 수를 종래의 4개로부터 2개로 삭감함으로써, 콜리전의 발생도 고려한 평균 처리 시간을 종래의 경우보다도 단축할 수 있어, 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 도 34 내지 도 59를 참조하여 상술한 본 발명은, 도 34의 통신 시스 템(1000) 이외에도 적용 가능하다.

예를 들면, 도 60의 (a)에 도시되는 바와 같이, 리더 라이터 및 IC 카드에 의해 구성되는 비접촉형의 IC 카드 시스템이어도 된다. 도 60의 (a)의 경우, 비접촉형 IC 카드 시스템(1300)은, 비접촉형 IC 카드에 대하여 정보의 기입 및 판독을 행하는 리더 라이터(1301)와, 비접촉형의 IC 카드(1302) 및 IC 카드(1303)를 갖고 있다. 본 발명을 적용함으로써, 비접촉형 IC 카드 시스템(1300)은, IC 카드(1302) 및 IC 카드(1303)와, 리더 라이터(1301) 사이에서 행해지는 근거리 무선 통신에서 발생하는 콜리전에 의한 지연을 억제할 수 있어, 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 예를 들면, 도 60의 (b)에 도시되는 바와 같이, 무선 통신 장치끼리에 의한 무선 통신 시스템이어도 된다. 도 60의 (b)의 경우, 무선 통신 시스템(1400)은, 3대의 무선 통신 장치(무선 통신 장치(1401) 내지 무선 통신 장치(1403))를 갖고 있다. 본 발명을 적용함으로써, 무선 통신 시스템(1400)은, 각 장치간에서 행해지는 무선 통신에서 발생하는 콜리전에 의한 지연을 억제할 수 있어, 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 예를 들면, 도 60의 (c)에 도시되는 바와 같이, 유선(네트워크)에 의해 접속되는 네트워크 시스템이어도 된다. 도 60의 (c)의 경우, 네트워크 시스템(1500)은, 퍼스널 컴퓨터에 대표된다, 서버(1501), 단말기(1502), 및 단말기(1503)와, 인터넷에 대표되는 네트워크(1510)를 갖고 있다. 단말기(1502) 및 단말기(1503)는, 각각 네트워크(1510)를 통하여 서버(1501)에 접속되어 있다. 본 발 명을 적용함으로써, 네트워크 시스템(1500)은, 예를 들면, 서버(1501)가 단말기를 검색하는 경우 등에 있어서 행해지는 통신에서 발생하는 콜리전에 의한 지연을 억제할 수 있어, 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

상술한 일련의 처리는, 하드웨어에 의해 실행시킬 수도 있고, 소프트웨어에 의해 실행시킬 수도 있다. 이 경우, 예를 들면, 상술한 각 장치는, 각각, 도 61에 도시되는 바와 같은 퍼스널 컴퓨터로서 구성되도록 해도 된다.

도 61에서, 퍼스널 컴퓨터(1600)의 CPU(Central Processing Unit)(1601)는, ROM(Read Only Memory)(1602)에 기억되어 있는 프로그램, 또는 기억부(1613)로부터 RAM(Random Access Memory)(1603)에 로드된 프로그램에 따라서 각종 처리를 실행한다. RAM(1603)에는 또한, CPU(1601)가 각종 처리를 실행하는 데 있어서 필요한 데이터 등도 적절하게 기억된다.

CPU(1601), ROM(1602), 및 RAM(1603)은, 버스(1604)를 통하여 상호 접속되어 있다. 이 버스(1604)에는 또한, 입출력 인터페이스(1610)도 접속되어 있다.

입출력 인터페이스(1610)에는, 키보드, 마우스 등으로 이루어지는 입력부(1611), CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display) 등으로 이루어지는 디스플레이, 및 스피커 등으로 이루어지는 출력부(1612), 하드디스크 등으로 구성되는 기억부(1613), 모뎀 등으로 구성되는 통신부(1614)가 접속되어 있다. 통신부(1614)는, 인터넷을 포함하는 네트워크를 통한 통신 처리를 행한다.

입출력 인터페이스(1610)에는 또한, 필요에 따라 드라이브(1615)가 접속되며, 자기 디스크, 광 디스크, 광 자기 디스크, 혹은 반도체 메모리 등의 리무버블 미디어(1621)가 적절하게 장착되고, 이들로부터 판독된 컴퓨터 프로그램이, 필요에 따라 기억부(1613)에 인스톨된다.

상술한 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시키는 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 프로그램이, 네트워크나 기록 매체로부터 인스톨된다.

이 기록 매체는, 예를 들면, 도 61에 도시되는 바와 같이, 장치 본체와는 별도로, 유저에게 프로그램을 배신하기 위해 배포되는, 프로그램이 기록되어 있는 자기 디스크(플렉시블 디스크를 포함함), 광 디스크(CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disk)를 포함함), 광 자기 디스크(MD(Mini-Disk)(등록상표)를 포함함), 혹은 반도체 메모리 등으로 이루어지는 리무버블 미디어(1621)에 의해 구성될 뿐만 아니라, 장치 본체에 미리 삽입된 상태에서 유저에게 배신되는, 프로그램이 기록되어 있는 ROM(1602)이나, 기억부(1613)에 포함되는 하드디스크 등으로 구성된다.

또한, 본 명세서에서, 기록 매체에 기록되는 프로그램을 기술하는 스텝은, 기재된 순서를 따라 시계열적으로 행해지는 처리는 물론, 반드시 시계열적으로 처리되지 않아도, 병렬적 혹은 개별적으로 실행되는 처리도 포함하는 것이다.

또한, 본 명세서에서, 시스템이란, 복수의 디바이스(장치)에 의해 구성되는 장치 전체를 나타내는 것이다. 또한, 이상에서, 하나의 장치로서 설명한 구성을 분할하여, 복수의 장치로서 구성하도록 해도 된다. 반대로, 이상에서 복수의 장치로서 설명한 구성을 통합하여 하나의 장치로서 구성되도록 해도 된다. 또한, 각 장치의 구성에 상술한 것 이외의 구성을 부가하도록 해도 물론 된다. 또한, 시스 템 전체로서의 구성이나 동작이 실질적으로 동일하면, 임의의 장치의 구성의 일부를 다른 장치의 구성에 포함시키도록 해도 된다.

본 발명에 따르면, 신호 충돌에 의한 통신 처리의 속도의 저하를 억제할 수 있다.

Claims (11)

1. 통신 매체를 통하여 다른 통신 장치에 송신 신호를 송신하는 통신 장치를 구비하는 통신 시스템으로서,

   상기 통신 장치는,

   상기 통신 매체를 통하여, 상기 송신 신호를 상기 다른 통신 장치에 송신하는 송신 수단과,

   상기 송신 수단에 의해 상기 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 상기 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하는 검출 수단과,

   상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 전송 신호에 기초하여, 상기 통신 매체 상에서, 상기 송신 수단에 의해 송신된 상기 송신 신호와, 상기 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 수단과,

   상기 신호 충돌 판정 수단의 판정 결과에 기초하여, 상기 송신 수단에 의한 상기 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 수단

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
2. 통신 매체를 통하여 다른 통신 장치에 송신 신호를 송신하는 통신 장치로서,

   상기 통신 매체를 통하여, 상기 송신 신호를 상기 다른 통신 장치에 송신하는 송신 수단과,

   상기 송신 수단에 의해 상기 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 상기 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하는 검출 수단과,

   상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 전송 신호에 기초하여, 상기 통신 매체 상에서, 상기 송신 수단에 의해 송신된 상기 송신 신호와, 상기 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 수단과,

   상기 신호 충돌 판정 수단의 판정 결과에 기초하여, 상기 송신 수단에 의한 상기 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 수단

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 검출 수단은, 상기 송신 수단에 의해 상기 송신 신호가 1비트 송신될 때마다, 상기 전송 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 신호 충돌 판정 수단은, 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 전송 신호를, 상기 송신 수단에 의해 송신된 상기 송신 신호와 비교하여, 각 신호의 특징이 일치하지 않는 경우, 상기 신호 충돌이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 신호 충돌 판정 수단에 의해 상기 신호 충돌이 발생하였다고 판정된 경우, 상기 송신 신호의 송신을 정지하도록 상기 송신 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
6. 제2항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 신호 충돌 판정 수단에 의해 상기 신호 충돌이 발생하였다고 판정된 경우, 상기 신호 충돌의 발생 시에 상기 송신 수단이 송신한 상기 송신 신호의 값에 기초하여, 다음의 송신 기회에서의, 상기 송신 수단에 의한 상기 송신 신호의 송신 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 신호 충돌의 발생 시에 상기 송신 수단이 송신한 상기 송신 신호의 값이 소정의 값인 경우, 상기 송신 타이밍을 빠르게 혹은 느리게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
8. 제2항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 신호 충돌 판정 수단에 의해 상기 신호 충돌이 발생하였다고 판정된 경우, 다음의 송신 기회에서의, 상기 송신 수단의 송신 타이밍인 타임 슬롯의 수를 현재의 수보다도 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 통 신 장치.
9. 제2항에 있어서,

   상기 송신 수단은, 미리 준비된 송신 타이밍인, 2개의 타임 슬롯 중 어느 하나에서 상기 송신 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
10. 통신 매체를 통하여 다른 통신 장치에 송신 신호를 송신하는 통신 장치의 통신 방법으로서,

    상기 통신 매체를 통하여, 상기 송신 신호를 상기 다른 통신 장치에 송신하도록 제어하는 송신 스텝과,

    상기 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 상기 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 상기 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하도록 제어하는 검출 스텝과,

    상기 검출 스텝의 처리에 의해 제어되어 검출된 상기 전송 신호에 기초하여, 상기 통신 매체 상에서, 상기 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 송신된 상기 송신 신호와, 상기 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 스텝과,

    상기 신호 충돌 판정 스텝의 판정 결과에 기초하여, 상기 송신 스텝의 처리에 의한 상기 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 스텝

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
11. 통신 매체를 통하여 다른 통신 장치에 송신 신호를 송신하는 처리를 컴퓨터에 행하게 하는 프로그램으로서,

    상기 통신 매체를 통하여, 상기 송신 신호를 상기 다른 통신 장치에 송신하도록 제어하는 송신 스텝과,

    상기 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 상기 송신 신호가 소정량 송신될 때마다, 상기 통신 매체 상에서 전송되는 전송 신호를 검출하도록 제어하는 검출 스텝과,

    상기 검출 스텝의 처리에 의해 제어되어 검출된 상기 전송 신호에 기초하여, 상기 통신 매체 상에서, 상기 송신 스텝의 처리에 의해 제어되어 송신된 상기 송신 신호와, 상기 다른 통신 장치로부터 송신된 다른 신호에 의한 신호 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하는 신호 충돌 판정 스텝과,

    상기 신호 충돌 판정 스텝의 판정 결과에 기초하여, 상기 송신 스텝의 처리에 의한 상기 송신 신호의 송신을 제어하는 제어 스텝

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램.

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