WO2006030497A1 - 無線通信システム及び電力生成装置及び通信装置及び電力生成方法 - Google Patents

無線通信システム及び電力生成装置及び通信装置及び電力生成方法 Download PDF

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    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a power generation device, a communication device, and a power generation method.
  • the present invention relates to a wireless communication system including an interrogator that transmits radio waves and a responder that receives radio waves transmitted by the interrogator and generates operating power based on the received radio waves.
  • a single interrogator also transmits a single carrier wave and supplies power to a responder (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-147082: page 3-4) Page, Fig. 1).
  • the transponder rectified a single carrier wave from the interrogator received by the antenna to obtain direct current power necessary for internal circuit operation.
  • the transponder controls the antenna impedance based on the data to be transmitted, modulates by reflection, and transmits the data.
  • the carrier wave modulated by the transponder is received and demodulated by the interrogator.
  • the interrogator extracts the data transmitted by the responder.
  • a wireless ID system can be constructed by transmitting a response identifier (ID: IDentification) as data from the response.
  • ID response identifier
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 4-147082
  • An object of the present invention is to realize a wireless data communication system capable of long-distance communication between an interrogator and a responder.
  • the wireless communication system of the present invention comprises:
  • a plurality of communication devices each transmitting radio waves of at least one type of frequency, and a combined wave obtained by combining the radio waves transmitted by the plurality of communication devices are received, and electric power is generated based on the received combined waves Power generator and
  • a radio wave having a frequency different from that of another communication device is transmitted.
  • the plurality of communication devices include:
  • a first communication device that transmits a first radio wave having a predetermined frequency
  • a second communication device that transmits a second radio wave having a frequency different from that of the first radio wave
  • a communication device that transmits multiple radio waves
  • a power generation device that receives a combined wave in which a plurality of radio waves transmitted by the communication device are combined, and generates power based on the received combined wave;
  • the communication device comprises:
  • a plurality of radio waves having different frequencies are transmitted.
  • the communication device comprises:
  • a first radio wave having a predetermined frequency and a second radio wave having a frequency different from the first radio wave are transmitted.
  • the power generation device of the present invention includes:
  • It is characterized in that it receives a synthesized wave composed of a plurality of radio waves and generates electric power based on the received synthesized wave.
  • the power generation device comprises:
  • It is characterized by receiving a synthesized wave in which a plurality of radio waves having different frequencies are synthesized.
  • the power generation device comprises: A radio wave is transmitted from each of a plurality of communication devices each transmitting a radio wave having a different frequency, and a combined wave obtained by combining the radio waves transmitted from each of the plurality of communication devices is received.
  • the power generation device comprises:
  • the first radio wave and the second radio wave are transmitted from the first communication device that transmits the first radio wave of the specified frequency and the second communication device that transmits the second radio wave having a frequency different from the first radio wave. It is characterized by receiving a synthesized wave in which the first radio wave and the second radio wave are synthesized.
  • the power generation device includes:
  • a communication device that transmits multiple radio waves with different frequencies. Transmitted with multiple radio waves with different frequencies, and receives a composite wave composed of multiple transmitted radio waves.
  • the power generation device comprises:
  • the first radio wave and the second radio wave are transmitted from the communication device that transmits the first radio wave with a predetermined frequency and the second radio wave with a frequency different from the first radio wave, and the transmitted first radio wave and second radio wave are It is characterized by receiving the synthesized wave.
  • the power generation device comprises:
  • a modulation unit that modulates and transmits a received synthesized wave with a modulation wavelength corresponding to predetermined data based on the generated power.
  • the power generation device further includes:
  • a data storage unit for storing predetermined data
  • the modulator is a modulator
  • the received composite wave is modulated and transmitted by a modulation wavelength corresponding to predetermined data stored in the data storage unit.
  • a communication device that transmits radio waves to a power generation device that generates power using the received radio waves.
  • the power generation device By transmitting a plurality of radio waves to the power generation device, the power generation device receives a synthesized wave in which the transmitted plurality of radio waves are synthesized, and based on the received synthesized wave, The power generation device generates power.
  • the communication device comprises:
  • Radio waves having different frequencies are transmitted as a plurality of radio waves to be transmitted to the power generation device.
  • the communication device comprises:
  • a first radio wave having a predetermined frequency and a second radio wave having a frequency different from the first radio wave are transmitted.
  • the plurality of communication devices include:
  • a communication device other than the predetermined communication device stops the transmission of the radio wave, and the predetermined communication device modulates the radio wave transmitted by the modulation device corresponding to the predetermined data to generate the power.
  • the predetermined communication device modulates the radio wave transmitted by the modulation device corresponding to the predetermined data to generate the power.
  • the power generation device includes:
  • the modulated radio wave transmitted from the predetermined communication device is received and demodulated.
  • Each of the plurality of communication devices includes:
  • the power generation device includes:
  • the power generation device includes:
  • the received synthesized wave is demodulated based on the generated power.
  • the communication device comprises:
  • a plurality of radio waves transmitted by itself are synchronously modulated by the same modulation waveform, and the radio waves modulated in synchronization are transmitted to the power generation device,
  • the power generation device includes:
  • the power generation device comprises:
  • the received synthesized wave is demodulated based on the generated power.
  • the power generation method of the present invention includes:
  • It is characterized in that it receives a synthesized wave composed of a plurality of radio waves and generates electric power based on the received synthesized wave.
  • the responder since the responder receives the composite wave with the maximum amplitude increased, the DC power obtained by rectifying the received composite wave can be increased. Therefore, the communication distance between the responder and the interrogator can be increased.
  • Embodiment 1 will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
  • the interrogator reader device 110 transmits carrier waves 130 and 131 having different frequencies, and the responder tag 120 receives the combined wave of the carrier waves 130 and 131 to generate operating power. It is an embodiment.
  • the same reference numerals are assigned to components having similar functions, and description thereof may be omitted.
  • FIG. 1 shows a configuration diagram of a wireless communication system 1000 according to the first embodiment.
  • the wireless communication system 1000 includes a host computer 100 (hereinafter referred to as a host), a reader device 110 (an example of a communication device) as an interrogator, and a tag 120 (an example of a power generation device) as a responder. Composed.
  • a host hereinafter referred to as a host
  • reader device 110 an example of a communication device
  • tag 120 an example of a power generation device
  • the host 100 controls the reader device 110.
  • the reader device 110 transmits two types of carrier waves 130 (an example of a first radio wave) and carrier waves 131 (an example of a second radio wave) having different frequencies.
  • the frequency of the carrier wave 130 is f0
  • the frequency of the carrier 131 is fl (fO ⁇ fl).
  • the tag 120 receives the combined wave of the carrier waves 130 and 131 transmitted from the reader device 110 and generates operating power.
  • the tag 120 transmits a response 140 to the reader device 110.
  • FIG. Figure 2 shows the sequence of operations for collecting the identifiers of tags.
  • the host 100 requests the reader device 110 to search for the tag 120 existing around the reader device 110 and collect the identifiers (S101).
  • the reader device 110 Upon receiving the request, the reader device 110 issues an inquiry to search for the tag 120 (S105). However, prior to this issuance, the tag 120 is charged (period during which charge is stored: S102 to S104). Therefore, the reader device 110 outputs a plurality of carrier waves 130 and 131 having different frequencies at the same time to supply power to the tag 120 (S102, S103).
  • the tag 120 receives the combined radio wave (combined wave) of the carrier waves 130 and 131 and rectifies the received combined wave. As a result, the tag 120 obtains electric power necessary for the operation of the internal circuit (S104).
  • the reader device 110 After the power storage period (S102-S104), the reader device 110 transmits inquiry request data (S105).
  • the tag 120 receives the inquiry data request, interprets the inquiry data, and determines that the request is an identifier (S106).
  • the reader device 110 transmits carrier waves 130 and 131 (S107).
  • the tag 120 controls the antenna impedance based on the data to be transmitted and modulates the reflection based on the data to be transmitted, and transmits the tag 120 identifier as data (response). Equivalent to 140) (S108, S109).
  • the reader device 110 Upon receiving the response 140 transmitted by the tag 120, the reader device 110 demodulates it and extracts the data transmitted by the tag 120 (S110).
  • FIG. 3 is a diagram showing a waveform 200 of the carrier wave 130.
  • FIG. 4 is a diagram showing a waveform 201 of the carrier wave 131.
  • FIG. 5 is a diagram showing a combined waveform of the waveform 200 and the waveform 201.
  • the amplitude of the carrier wave 130 having the frequency fO is 1.
  • the waveform of carrier 130 is shown as waveform 200 in FIG.
  • the waveform of the carrier 131 is shown as a waveform 201 in FIG.
  • a waveform obtained by synthesizing the carriers 130 and 131 at the above point is shown as a synthesized waveform 210.
  • the synthesized composite waveform 210 repeats amplitudes with period T. It can be seen that the maximum amplitude is the sum of the amplitudes of the original carrier waveforms 200 and 201.
  • the sum of the amplitudes is “2”. This is true for any point around the reader device 110. This means that there is no point dependence when combining carriers of the same frequency compared to the point where the maximum amplitude is always the sum of the carriers and the point where the maximum amplitude is always zero (interference fringes are generated). , And is advantageous in terms of
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the output power of each of the carriers 130 and 131.
  • a carrier wave 130 shows a frequency spectrum 220 (when not modulated).
  • a carrier 131 indicates a frequency spectrum 221 (when not modulated).
  • the figure shows the output power upper limit 230 (value P) defined by laws and regulations, for example.
  • power required for the operation of the tag 120 is supplied by transmitting a single carrier wave (for example, only the carrier wave 130) from the reader device 110. When only the carrier wave 130 is transmitted, only the frequency spectrum 220 is obtained.
  • the reader device 110 supplies a plurality of carriers 130 and 131 having different frequencies to supply power necessary for the operation of the tag 120.
  • the frequency spectrum is a frequency spectrum 220 and a frequency spectrum 221.
  • the output power of each carrier wave must be smaller than the value P of the output power upper limit 230 defined by law or the like.
  • the output power of each of the carrier waves 130 and 131 is maintained to be equal to the carrier wave 130 in the conventional wireless data communication system while combining them to obtain a combined waveform 210 shown in FIG.
  • the amplitude can be increased.
  • the output power of each carrier wave from the reader device 110 is kept below a certain level.
  • the maximum amplitude of the radio wave at any point around the reader device 110 can be increased while keeping it.
  • the tag 120 can increase the DC power obtained by rectification by receiving the combined wave with the maximum amplitude increased. Therefore, the communication distance between the reader device 110 and the tag 120 can be increased.
  • carrier waves 130 and 131 having different frequencies are transmitted from one reader device 110, and a combined wave of the carrier waves 130 and 131 is received by the tag 120 to generate power.
  • the number of radio waves transmitted by the reader device and the frequency of radio waves can be freely selected.
  • the reader device 110 may transmit a carrier wave having the same frequency.
  • the reader apparatus 110 may be a system that transmits two carriers of frequency fO and two carriers of frequency fl.
  • the tag 120 may be a system that receives a composite wave of a plurality of carrier waves transmitted from the reader device 110 and generates electric power from the received composite wave.
  • the number and frequency of radio waves transmitted by the reader device can be freely selected.
  • the reader device transmits a plurality of carrier waves.
  • the tag receives a composite wave of a plurality of carriers, and generates power based on the received composite wave.
  • the maximum amplitude of the combined wave becomes larger than the maximum amplitude of the carrier alone, so that the tag can obtain larger power than when the power is generated by the carrier alone.
  • the reader device transmits a plurality of carrier waves having different frequencies.
  • the tag receives a composite wave of a plurality of carrier waves having different frequencies, and generates power based on the received composite wave.
  • the maximum amplitude of the combined wave is larger than the maximum amplitude of the carrier alone, so that the tag can obtain a larger amount of power than when the power is generated by the carrier alone.
  • the reader device transmits two radio waves having different frequencies. Therefore, with a simple configuration, the power generated by the tag is increased and communication between the reader device and the tag is performed. The distance can be increased.
  • the reader device according to Embodiment 1 transmits a plurality of carrier waves to the tag, thereby causing the tag to receive a combined wave in which the plurality of transmitted carrier waves are combined. Based on the received combined wave, the tag To generate power. In this case, since the maximum amplitude of the combined wave is larger than the maximum amplitude of a single carrier wave, the tag can acquire a larger power than when receiving a single carrier wave.
  • the reader device of the first embodiment transmits carrier waves having different frequencies as a plurality of radio waves to be transmitted to the tag. Then, the combined wave of the carrier waves having different frequencies is received by the tag, and electric power is generated by the combined wave. In this case, since the maximum amplitude of the combined wave is larger than the maximum amplitude of a single carrier wave, the tag can acquire a larger power than when receiving a single carrier wave.
  • the reader device of the first embodiment transmits a carrier wave 130 having a frequency fO and a carrier wave 131 having a frequency fl as a plurality of radio waves to be transmitted to the tag. For this reason, the tag receives the combined wave of the carrier wave 130 and the carrier wave 131 and generates power based on the received combined wave. Therefore, it is possible to acquire larger power than when receiving the carrier wave alone and generating power.
  • Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.
  • a specific configuration of the above-described reader device 110 will be described.
  • the reader device 110 transmits the carrier waves 130 and 131 using a single amplifier circuit 320 and a single antenna 330 will be described.
  • the third embodiment to be described later a configuration in which carrier waves 130 and 131 are transmitted using a plurality of amplifier circuits 321 and 322 and a plurality of antennas 331 and 332 will be described.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of the reader device 110.
  • the configuration of the reader device 110 will be described with reference to FIG.
  • the reader device 110 includes a control circuit 300, oscillation Z modulation circuits 310 and 311, an amplification circuit 320, an antenna 330, a demodulation circuit 340, and a circulator 350.
  • the control circuit 300 controls data transmission / reception and data transfer with the host 100.
  • Oscillation Z modulation circuits 310 and 311 oscillate and modulate the carrier wave 130 and the carrier wave 131.
  • the amplifier circuit 320 amplifies the outputs of the oscillation Z modulation circuits 310 and 311.
  • the antenna 330 transmits and receives radio waves.
  • Demodulator circuit 340 extracts data from response 140 received by antenna 330.
  • Circulator 350 provides the output of amplifier circuit 320 to antenna 330, while antenna 350 The received signal from 330 is applied to the demodulation circuit 340.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an inquiry operation for searching for the tag 120 by the reader device 110. With reference to FIG. 8, this operation will be described.
  • control circuit 300 Upon receiving a request from the host 100, the control circuit 300 starts controlling the oscillation Z modulation circuits 310 and 311 (S201).
  • control circuit 300 instructs the oscillation Z modulation circuits 310 and 311 to generate signals that are the basis of the carrier waves 130 and 131 (S202).
  • the oscillation Z modulation circuit 310 oscillates a signal of frequency fO, and at the same time, the oscillation Z modulation circuit 311 oscillates a signal of frequency fl (S203), and the amplification circuit 320 amplifies these signals (S204 ), Is applied to the circulator 350 force S antenna 330 (S205) and transmitted as antenna 330 force S carrier waves 130 and 131 (S206).
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation when the reader device 110 receives the response 140 from the tag 120. This operation will be described with reference to FIG.
  • the radio wave of response 140 is received by the antenna 330 (S301, S302), the circulator 350 gives the signal to the demodulation circuit 340 (S303), and the demodulation circuit 340 extracts the data (S304).
  • the control circuit 300 generates the identifier of the tag 120 requested by the host 100 based on the data and transfers it to the host 100. (S305)
  • a plurality of carrier waves 130 and 131 having different frequencies are simultaneously transmitted using a single amplifier circuit 320 and a single antenna 330, whereby each carrier wave output from the reader device 110 is output. While the power is kept below a certain level, the maximum amplitude of the radio wave at any point around the reader device 110 can be increased, and the DC power obtained by rectifying it with the tag 120 can be increased. Therefore, the communication distance between the reader device 110 and the tag 120 can be increased.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a line communication system 2000.
  • FIG. FIG. 11 is a configuration diagram of the reader device 111 according to the third embodiment.
  • the configuration of the reader device 111 is different from the reader device 110 of the first embodiment. That is, the reader apparatus 110 of the first embodiment transmits the carrier waves 130 and 131 using the single amplifier circuit 320 and the single antenna 330.
  • the reader device 111 of the third embodiment transmits the carrier waves 130 and 131 by the two amplifier circuits 321 and 322 and the two antennas 331 and 332.
  • control circuit 300 As shown in FIG. 11, the control circuit 300, the oscillation Z modulation circuit 310, the oscillation Z modulation circuit 311, the demodulation circuit 340, and the circulator 350 are the same as those in FIG.
  • the amplifier circuit 321 amplifies the output of the oscillation Z modulation circuit 310.
  • the amplifier circuit 322 amplifies the output of the oscillation Z modulation circuit 311.
  • the antenna 331 transmits the output of the amplifier circuit 321.
  • the antenna 332 transmits the output of the amplifier circuit 322.
  • the oscillation Z modulation circuit 310 oscillates the signal of the frequency fO, and at the same time, the oscillation Z modulation circuit 311 oscillates the signal of the frequency fl. This is the same as the device 110.
  • Amplifier circuits 321 and 322 amplify each signal.
  • the output of the amplifier circuit 321 is given to the antenna 331 via the circulator 350.
  • the output of the amplifier circuit 322 is directly given to the antenna 332. Then, the antenna 331 transmits the carrier wave 130, and the antenna 3 32 transmits the carrier wave 131.
  • the manner in which the tag 120 receives and operates the combined wave in which the carrier waves 130 and 131 are combined is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the operation of the reader device 111 when the antenna 140 receives the response 140 from the tag 120 and the demodulation circuit 340 demodulates it via the circulator 350 is the same as that in the second embodiment (FIG. 9). Is omitted.
  • each carrier output power from the reader device is unified.
  • the maximum amplitude of radio waves at any point around the reader device can be increased while keeping it below a certain level.
  • the tag can increase DC power by rectifying radio waves having an increased maximum amplitude. Therefore, the communication distance between the reader device and the tag can be increased.
  • the maximum amplitude of radio waves can be increased without increasing the output per amplifier circuit, thereby reducing the price of the reader device.
  • Embodiment 4 is a wireless communication system that transmits a plurality of carrier waves 130 and 131 using a plurality of reader apparatuses.
  • FIG. 12 is a configuration diagram of the wireless communication system 3000 according to the fourth embodiment.
  • the wireless communication system 3000 includes a host 100, a reader device 401a (an example of a first communication device), a reader device 401b (an example of a second communication device), and a tag 120 (an example of a power generation device).
  • the reader device 4 Ola transmits a carrier wave 130 (an example of a first radio wave).
  • the reader device 401b transmits a carrier wave 131 (an example of a second radio wave).
  • FIG. 13 is a configuration diagram of the reader device 401a.
  • the reader device 401b is not shown because it has the same configuration as the reader device 401a.
  • the reader device 401b includes a control circuit 300a, an oscillation Z modulation circuit 310a, an amplification circuit 320a, an antenna 330a, a demodulation circuit 340a, and a circulator 350a.
  • the reader device 401b includes a control circuit 300b, an oscillation Z modulation circuit 310b, an amplification circuit 320b, an antenna 330b, a demodulation circuit 340b, and a circulator 350.
  • the host device 100a, the reader devices 401a, 401b, and the reader devices 401a, 401b and the vicinity of the reader devices 401a, 401b are searched for, and a request is made to collect their identifiers.
  • the reader devices 401a and 401b Upon receiving the request, the reader devices 401a and 401b issue an inquiry to search for the tag 120, and at that time, simultaneously output a plurality of carriers 130 and 131 having different frequencies.
  • the reader device 401a Upon receiving a request from the host 100, the reader device 401a causes the control circuit 300a to oscillate. Control of the modulation circuit 310a is started.
  • control circuit 300a instructs the oscillation Z modulation circuit 310a to generate a signal that is the source of the carrier wave 130 (or 131), and the control circuit 300b transmits the signal to the oscillation Z modulation circuit 310b.
  • the generation of a signal that is the basis of the carrier 131 is instructed.
  • the oscillation Z modulation circuit 310a of the reader device 401a oscillates a signal of frequency fO
  • the amplification circuit 320a amplifies this signal
  • the circulator 350a gives the antenna 330a
  • the antenna 330a transmits it as the carrier wave 130.
  • the oscillation Z modulation circuit 310b of the reader device 401b oscillates a signal of frequency fl
  • the amplification circuit 320b amplifies this signal
  • the circulator 350b provides the antenna 330b
  • the antenna 330b transmits as the carrier wave 131.
  • the tag 120 receives the combined wave in which the carrier waves 130 and 131 transmitted from the reader devices 401a and 401b are combined.
  • the subsequent operation that is, the operation in which the tag 120 receives the composite wave and the reader device 401a and 401b receives the response 140 from the tag 120 is the same as in the first and second embodiments, and thus the description thereof is omitted. .
  • the carrier waves 130 and 131 having different frequencies are transmitted from the two reader devices 401a and 401b, and the combined wave is received by the tag 120 to generate power.
  • the number of reader devices is not limited to two.
  • the frequency of the radio wave transmitted by the reader device may be freely determined.
  • Each of the plurality of reader devices may transmit radio waves having at least one type of frequency.
  • the tag 120 may be a system that receives a combined wave in which radio waves transmitted from a plurality of reader devices are combined and generates electric power based on the received combined wave.
  • the frequency transmitted by the plurality of reader devices is not limited. For example, two The reader device may transmit a carrier wave having the same frequency.
  • the sum of the carrier waves is always zero.
  • a system in which two of the four reader devices transmit a carrier wave having a frequency fO and the remaining two devices transmit a carrier wave having a frequency fl may be used.
  • a system in which three reader devices transmit a carrier wave having a frequency fO and the other one transmits a carrier wave having a frequency fl may be used.
  • the tag 120 may receive a composite wave, and the received composite wave power may be a system that generates electric power. In this way, the number of reader devices and the frequency of radio waves transmitted by the reader device can be freely selected.
  • each of the plurality of reader devices that transmits radio waves of at least one type of frequency, and the combined wave obtained by combining the radio waves transmitted by the plurality of reader devices Since the power generation device that generates power based on the received composite wave is provided, the maximum amplitude of the composite wave becomes larger than the maximum amplitude of the single radio wave, so that the tag generates power with the single radio wave. Larger power can be obtained than when it is generated.
  • each of the plurality of reader devices may transmit radio waves having a frequency different from that of radio waves transmitted by other reader devices.
  • the tag receives a composite wave of a plurality of radio waves having different frequencies, and generates power based on the received composite wave.
  • the maximum amplitude of the combined wave becomes larger than the maximum amplitude of the single radio wave, and the tag can obtain a large amount of power compared to the case where the power is generated by the single radio wave.
  • the plurality of reader devices are configured by a reader device that transmits carrier wave 130 and a reader device that transmits carrier wave 131.
  • the tag receives a combined wave of the carrier wave 130 and the carrier wave 131 having different frequencies, and generates electric power based on the received combined wave.
  • the maximum amplitude of the combined wave is larger than the maximum amplitude of a single carrier wave, and thus the tag can obtain a larger amount of power than when generating power with a single carrier wave.
  • Embodiment 5 will be described with reference to FIGS.
  • the tag The generation of power by 120 will be described. That is, an operation of receiving a combined wave of a plurality of carrier waves with different tags 120 and obtaining operating power of the circuit from the received combined wave cover will be described.
  • FIG. 14 is a configuration diagram of the tag 120.
  • the tag 120 includes a power circuit 410 that supplies power to each circuit, a demodulator circuit 420 that extracts data from the received radio wave power, a modulation circuit 430 that puts data in the response 140 (an example of a modulation unit), and an identifier ( Memory 440 (an example of a data storage unit) that stores (predetermined data), a control circuit 450 that controls each circuit, and an antenna 490 that transmits and receives radio waves.
  • FIG. 15 shows a configuration example of the power supply circuit 410.
  • the power supply circuit 410 includes a signal input 455 for inputting a reception signal from the antenna 490, diodes 460 and 461, capacitors 470 and 471, and power outputs 480 (positive electrode) and 481 (negative electrode).
  • FIG. 16 is a flowchart of the operation in which the tag 120 generates power.
  • the operation in which the power supply circuit 410 generates power will be described with reference to FIG.
  • the case of the wireless communication system 1 000 according to the first embodiment is assumed.
  • the reader device 110 When issuing an inquiry to the tag 120, the reader device 110 simultaneously transmits a plurality of carriers 130 and 131 having different frequencies in order to supply power to the tag 120 during the period of power storage. Output (S401). At this time, for example, if the received waveform components of the carrier waves 130 and 131 in the tag 120 are the waveform 200 in FIG. 3 and the waveform 201 in FIG. 4, respectively, the combined waveform becomes the combined waveform 210 in FIG.
  • the tag 120 receives the combined wave of the carrier waves 130 and 131 with the antenna 490 (S402).
  • DC power is generated and stored by rectification in the power supply circuit 410 and used as an operating power supply for each circuit of the tag 120 (S403). At this time, if the operating power supply voltage output from the power supply circuit 410 does not exceed a certain level (for example, 1 volt), each internal circuit of the tag 120 cannot operate.
  • a certain level for example, 1 volt
  • the operation of the power supply circuit 410 will be described.
  • the received signal (combined wave) received by the antenna 490 is given to the signal input 455. Then, it is rectified from the diodes 460 and 461 and stored in the capacitors 470 and 471. As a result, power for operation of the internal circuit of the tag 120 is supplied from the power output 480, 481.
  • the tag 120 receives the combined wave and generates electric power based on the received combined wave.
  • the operation of the tag 120 can also be implemented as a form of power generation method. In other words, in a power generation method that generates power using received radio waves, a power generation method that receives a composite wave that is a combination of multiple radio waves and generates power based on the received composite wave. Can be implemented.
  • the operation of the tag 120 is as described above.
  • a power source necessary for the operation of each circuit is obtained from a combined waveform 210 obtained by combining the waveforms 200 and 201 of the carrier waves 130 and 131 during the period of storage. Therefore, by synthesizing a plurality of carrier waves having different frequencies, the amplitude of the combined wave increases as compared with the amplitude of the carrier wave.
  • the tag can increase the DC power obtained by rectifying the synthesized wave. Therefore, the communication distance between the reader device and the tag can be increased.
  • the operation of the diode in the power supply circuit is generally more efficient as the amplitude of the input signal is larger.
  • the combined wave which is composed of multiple carriers with different frequencies, has an increased amplitude compared to the carrier wave. For this reason, the tag can improve the conversion efficiency to DC power by receiving the synthesized wave. Therefore, the communication distance between the reader device and the tag can be increased so much.
  • the tag of the fifth embodiment receives a combined wave in which a plurality of radio waves are combined, and generates electric power based on the received combined wave. For this reason, since the maximum amplitude of the combined wave is larger than the maximum amplitude of a single radio wave, the tag can obtain more power than when receiving a single radio wave.
  • the tag according to the fifth embodiment receives a combined wave in which a plurality of radio waves having different frequencies are combined, and generates electric power based on the received combined wave having a different frequency. For this reason, since the maximum amplitude of the combined wave is larger than the maximum amplitude of a single radio wave, the tag can acquire a larger power than when receiving a single radio wave.
  • the tag according to the fifth embodiment transmits a combined wave, in which radio waves are transmitted from each of a plurality of reader devices that transmit radio waves having different frequencies, and the radio waves transmitted from each of the plurality of reader devices are combined. Receive. Then, the tag generates power based on the received composite wave. For this reason, the maximum amplitude of the combined wave is larger than the maximum amplitude of a single radio wave. Therefore, the tag can acquire larger power than when receiving a single radio wave.
  • the tag of the fifth embodiment is transmitted by transmitting the carrier 130 and the carrier 131 from the reader device that transmits the carrier wave 130 of the frequency fO and the reader device that transmits the carrier wave 131 of the frequency fl.
  • a combined wave in which 130 and the carrier 131 are combined is received.
  • a tag produces
  • the tag of Embodiment 5 is a reader device that transmits a plurality of radio waves having different frequencies.
  • the tag receives a plurality of radio waves having different frequencies and receives a synthesized wave obtained by synthesizing the plurality of transmitted radio waves. .
  • a tag produces
  • the tag of Embodiment 5 is transmitted from carrier device 130 and carrier 131 transmitted from a reader device that transmits carrier 130 of frequency fO and carrier 131 of frequency fl. And a synthesized wave synthesized.
  • the tag generates power based on the received composite wave. For this reason, since the maximum amplitude of the combined wave is larger than the maximum amplitude of a single radio wave, the tag can acquire larger power than when receiving a single radio wave.
  • the tag 120 receives the combined wave of the carrier waves 130 and 131, modulates the received combined wave with the modulation waveform corresponding to the identifier held by the tag 120, and transmits it to the reader device 110. It is a form.
  • the wireless communication system 1000 of Embodiment 1 is assumed. The same applies to the radio communication system 2000 according to the third embodiment and the radio communication system 3000 according to the fourth embodiment.
  • the tag 120 has the configuration shown in FIGS. An outline of modulation by the tag 120 will be described with reference to FIG.
  • the reader device 110 modulates the carrier wave by the oscillation Z modulation circuit 310 under the control of the control circuit 300 after the period during which the tag 120 is charged, and the data (command) indicating the inquiry request is generated.
  • Send Figure 2: S105.
  • the tag 120 receives this by the antenna 490, extracts the data by the demodulation circuit 420, and interprets the data by the control circuit 450.
  • the request is an identifier inquiry request (S106).
  • the reader device 110 transmits the carrier waves 130 and 131 through the oscillation Z modulation circuit 310, the amplification circuit 320, the antenna 330, and the circulator 350 under the control of the control circuit 300.
  • the tag 120 the combined wave of the carrier waves 130 and 131 is received by the antenna 490 (S107).
  • the control circuit 450 gives the identifier stored in the memory 440 to the modulation circuit 430.
  • the modulation circuit 430 modulates and transmits the carrier wave (synthetic wave) received by the antenna 490 by controlling the impedance of the antenna 490 (S108). As a result, a response 140 is transmitted from the antenna 490 and reaches the reader device 110.
  • FIG. 17 is a diagram showing a composite waveform 500 of the composite wave (the composite wave of the carrier waves 130 and 131) received by the tag 120.
  • FIG. This synthesized waveform 500 corresponds to a long time of the synthesized waveform 210 shown in FIG. 5, and corresponds to the cycle T force of the magnitude of the synthesized waveform amplitude in FIG.
  • FIG. 18 is a diagram showing a modulation waveform 510 applied to the composite waveform 500 of the composite wave.
  • FIG. 19 shows a response waveform 511 obtained by modulating the composite waveform 500 with the modulation waveform 510. This response waveform 511 is transmitted from the tag 120.
  • the modulation circuit 430 of the tag 120 shown in FIG. 14 controls the impedance of the antenna 490 by the modulation waveform 510 corresponding to the data (identifier) to be transmitted.
  • the modulation of the composite waveform 500 received by the antenna 490 results in the response waveform 511 being transmitted from the antenna 490 (the amplitude of the response waveform 511 is (Depends on gain of antenna 490).
  • the response waveform 511 corresponds to the response 140 of the tag 120.
  • the response 140 is received by the antenna 330, and the circulator 350 provides the demodulation circuit 340 with the demodulation circuit 340.
  • Path 340 demodulates the data and control circuit 300 obtains the tag 120 identifier.
  • the demodulation circuit 340 may extract only frequency components near the frequency fO of the carrier wave 130 from the response waveform 511, and perform normal demodulation based on the result.
  • the present invention is not limited to this method, and other demodulation methods may be used.
  • the synthesized wave is modulated using the modulation wavelength 510 corresponding to the identifier (an example of the predetermined data) stored in the memory 440 (data storage unit).
  • the data (predetermined data) modulated by the modulation circuit 430 is not limited to the data stored in the memory 440.
  • the modulation circuit 430 may modulate and transmit the synthesized wave using the modulation wavelength corresponding to the received sensor value (an example of predetermined data).
  • the tag of the sixth embodiment modulates and transmits a combined wave of a plurality of carrier waves transmitted by the reader device.
  • the reader device receives and demodulates the modulated composite wave transmitted by the tag. Thereby, data transfer can be performed.
  • the tag since the tag modulates the received composite wave, the amplitude of the radio wave used for data transfer can be increased. Therefore, the communication distance between the reader device and the tag can be increased.
  • Embodiment 7 relates to a system in which a plurality of reader devices transmit a plurality of carrier waves, and each reader device synchronizes to transmit predetermined data to a tag 120.
  • FIG. 20 is a configuration diagram of the wireless communication system 4000 according to the seventh embodiment.
  • the wireless communication system 4000 is characterized in that the reader device 600a and the reader device 600b are synchronized with the wireless communication system 3000 of the fourth embodiment.
  • the wireless communication system 4000 includes a host 100, reader devices 600a and 600b, and a tag 120.
  • the reader devices 600a and 600b have a synchronization function.
  • a synchronization signal 610 for synchronizing the reader devices 600a and 600b is transmitted from the reader device 600a to the reader device 600b. Details of the synchronization will be described later.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of the reader device 600a and the reader device 600b.
  • the oscillation Z modulation circuit 310a, the amplification circuit 320a, the antenna 330a, the demodulation circuit 340a, and the circulator 350a are the same as those in FIG. Also, oscillation Z modulation circuit 310b
  • the circulator 350b has the same function as the oscillation Z modulation circuit 310a-circulator 350a.
  • the control circuit 620a and the control circuit 620b have a synchronization function.
  • FIG. 22 is a sequence showing an inquiry operation for searching for the tag 120 from the reader devices 600a and 600b. This operation will be described with reference to FIG.
  • the control circuit 6 20a of the reader device 600a Upon receiving a request from the host 100 (S501, S502), the control circuit 6 20a of the reader device 600a starts controlling the oscillation Z modulation circuit 310a (S503), and similarly, the control circuit 620b of the reader device 600b. Starts control of the oscillation Z modulation circuit 310b (S504).
  • control circuit 620a of the reader device 600a outputs the operation timing of the oscillation Z modulation circuit 310a as the “synchronization signal 610” and controls the timing of the oscillation Z control circuit 310a (S505, S506).
  • the control circuit 620b of the reader device 600b inputs the “synchronization signal 610” and controls the operation timing of the oscillation Z modulation circuit 310b based on the input “synchronization signal 610” (S5 07).
  • the oscillation Z modulation circuit 310a of the reader device 600a and the oscillation Z modulation circuit 310b of the reader device 600b operate in synchronization.
  • the reader devices 600a and 600b output the carrier waves 130 and 131 in synchronization.
  • this synchronization for example, in order to avoid radio wave interference in the state transition to the period in which data transmission is performed for the period power for power storage, it is possible to stop the output of the carrier 131 and perform data transfer using only the carrier 130 . That is, by synchronizing the stop timing of the carrier 131 with the data transmission start timing by the carrier wave 130, it is possible to transmit only the modulated carrier 130 and transmit data to the tag 120 without interference. This will be described in more detail with reference to FIG.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a case where the output of the carrier wave 131 is stopped and the data transfer is performed using only the carrier wave 130 by synchronizing the operation states of the reader devices 600a and 600b.
  • the horizontal axis indicates the passage of time.
  • an initial storage state 700—response reception state 700 is shown. That is, the initial storage state 700 to the tag 120, the command transmission state 701 to the tag 120, the re-storage state 702 to the tag 120, the response 140 from the tag 120 is received, the response reception state 703, the re-storage state to the tag 120 704, response 140 from tag 120 received
  • the response reception status 705 is shown.
  • the initial power storage state 700 and the re-power storage states 702 and 704 correspond to steps for supplying power to the tag 120.
  • the command transmission state 701 corresponds to a step of transmitting data to the tag 120.
  • code A710 to code D715 indicate code changes of the synchronization signal 610.
  • the code of the synchronization signal 610 in response to a change in the operating state, includes a code A710 indicating the initial power storage state 700, a code B711 indicating the command transmission state 701, a code C712 indicating the recharge state 702, and a response receiving state.
  • the code changes to a code D713 indicating 703, a code C714 indicating the re-storage state 704, and a code D715 indicating the response reception state 705.
  • unmodulated transmission 720-unmodulated transmission Z data reception 725 indicates a temporal transition of the operation of reader device 600a.
  • the reader device 600a transmits the carrier wave without modulating it in order to store electricity in the tag 120.
  • the reader device 600a modulates the carrier wave 130 for command transmission.
  • the reader device 600a supplies a carrier wave necessary for the tag 120 to transmit data, and receives data from the tag 120.
  • Unmodulated transmission 730 Unmodulated transmission 735 indicates a time transition of the operation of the reader device 600b.
  • the reader device 600b transmits the carrier wave 131 without modulation in order to store power in the tag 120.
  • the reader device 600b stops the output of the carrier wave 131 in order to avoid interference with command transmission from the reader device 600a.
  • the reader device 60 Ob supplies the carrier necessary for the tag 120 to transmit data.
  • the control circuit 620a controls the oscillation Z modulation circuit 310a to output the carrier wave 130 having the frequency f0 without modulation (unmodulated transmission 720).
  • the code A710 is output as the synchronization signal 610 from the control circuit 620a of the reader device 600a.
  • the control circuit 620b inputs the code A710 as the synchronization signal 610.
  • the control circuit 620b controls the oscillation Z modulation circuit 310b to output the carrier 131 having the frequency f 1 without modulation (unmodulated transmission 730).
  • the control circuit 620a is activated.
  • a carrier wave 130 which has been subjected to data modulation with a command to be output is output (modulation transmission 721).
  • the control circuit 620a of the reader device 600a outputs the code B711 as the synchronization signal 610.
  • the control circuit 620b inputs the code B711 as the synchronization signal 610.
  • the control circuit 620b controls the oscillation Z modulation circuit 310b to stop the output of the carrier 131 (transmission stop 731).
  • the reader device 600a when the re-charge state 702 is entered, the reader device 600a outputs the carrier wave 130 without modulation (unmodulated transmission 722), and outputs the code C712 as the synchronization signal 610.
  • the code C712 is input as the synchronization signal 610, and the carrier wave 131 is output unmodulated (unmodulated transmission 732).
  • reader device 600a outputs carrier wave 130 without modulation and receives response 140 from tag 120 (unmodulated transmission Z data reception 723), and receives a synchronization signal.
  • the code D713 is output as 610.
  • the code D713 is input as the synchronization signal 610, and the carrier wave 131 is output unmodulated (unmodulated transmission 733).
  • the operation when moving to the recharge state 704 is the same as in the recharge state 702 (however, the code C714, the unmodulated transmission 724, and the unmodulated transmission 734).
  • the operation when moving to the response reception state 705 is the same as that in the response reception state 703 (however, the code D 715, the unmodulated transmission Z data reception 725, and the unmodulated transmission 735).
  • Embodiment 8 relates to an embodiment in which reader devices 600a and 600b transmit data using carrier waves 130 and 131, respectively.
  • the system configuration is the same as that of wireless communication system 4000 of the seventh embodiment.
  • the reader device 600b is stopped in the case of data transmission.
  • the eighth embodiment is characterized in that, in data transmission, both reader apparatuses 600a and 600b transmit data using carrier waves 130 and 131, respectively.
  • the mode in which the carrier waves 130 and 131 having different frequencies are simultaneously transmitted in the operation state other than the command transmission state 701 in which a command is transmitted from the reader device 600a to the tag 120 has been described.
  • the transmission of the carrier wave 131 by the reader device 600b is stopped and transmitted (transmission stopped state 731).
  • the power source power obtained by the tag 120 can be increased so much.
  • the modulated carriers 130 and 131 having different frequencies in the command transmission state 701 are simultaneously transmitted, and the tag 120 receives the combined wave of the modulated carriers 130 and 131, and A case where power is generated from the received composite wave will be described.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a modulation waveform 520 that modulates the carrier waves 130 and 131.
  • FIG. 25 is a diagram showing a combined waveform 521 of a combined wave in which the carrier wave 130 modulated with the modulation waveform 520 and the carrier wave 131 modulated with the modulation waveform 520 are combined.
  • FIG. 26 is a flowchart for explaining the operation when the reader apparatuses 600a and 600b transmit data using the carrier waves 130 and 131, respectively.
  • the reader devices 600a and 600b Upon receiving a request from the host 100, the reader devices 600a and 600b operate in the same manner as in the seventh embodiment up to the initial power storage state 700. In the subsequent command transmission state 701, the reader devices 600a and 600b transmit data synchronously. At this time, the reader device 600a transmits a modulation waveform 520 corresponding to transmission data (command or the like) to the reader device 600b as a synchronization signal 610 in addition to the code B711 indicating the operation state.
  • the control circuit 620a controls the oscillation Z modulation circuit 310a so that the oscillation Z modulation circuit 310a modulates the carrier wave 130 using the modulation waveform 520 and transmits data. At that time, the control circuit 620a of the reader device 600a uses the modulation waveform 520 described above. It outputs as a period signal 610 (S601, S602).
  • the control circuit 620b inputs the modulation waveform 520 as the synchronization signal 610. Based on the input modulation waveform 520, the control circuit 620b modulates the carrier 131 in the oscillation Z modulation circuit 31 Ob and transmits data (S603).
  • the reader devices 600a and 600b transmit the modulated carriers 130 and 131 (S604).
  • the tag 120 receives this synthesized wave and generates electric power using the received synthesized wave. Further, the tag 120 receives this composite wave and demodulates transmission data (command or the like) by the demodulation circuit 420.
  • the reader device can perform data transmission to the tag with the reader device power by synchronizing and modulating a plurality of carrier waves to be transmitted. Further, since the amplitude of the radio wave received by the tag during that period can be increased, the communication distance between the reader device and the tag can be increased. Furthermore, since the tag receives the combined wave having an increased amplitude and rectifies the received combined wave to obtain power, the acquired power can be increased. Therefore, the communication distance between the reader device and the tag can be increased.
  • the case has been described in which the reader device 600a and the reader device 600b are synchronized with each other in the configuration of the wireless communication system 4000 shown in FIG. That is, the case where a plurality of reader devices are synchronized has been described.
  • a single reader device may synchronize the transmission of the carrier waves 130 and 131. Even when a single reader device synchronizes, the same effect as in the case of a plurality of reader devices can be obtained.
  • the reader device 600b when the reader device 600a transmits data, the reader device 600b stops transmitting the carrier wave 131 by synchronizing. Also in the case of a single reader device, transmission of the carrier 131 can be stopped as in the seventh embodiment. That is, in the reader device 110 in FIG. 7 and the reader device 111 shown in FIG. 11, each control circuit 300 transmits the carrier wave 130 by the oscillation Z modulation circuit 310 and the carrier wave 131 by the oscillation Z modulation circuit 311. Control to synchronize with the transmission of. Due to the synchronization control by the control circuit 300, the transmission of the oscillation Z modulation circuit 311 is stopped, and only the oscillation Z modulation circuit 310 receives the data. By performing data transmission, a system similar to that of Embodiment 7 can be obtained by a single reader device.
  • each control circuit 300 performs transmission of the carrier wave 130 by the oscillation Z modulation circuit 310 and transmission of the carrier wave 131 by the oscillation Z modulation circuit 311. Perform control to synchronize.
  • Each control circuit 300 causes the oscillation Z modulation circuit 310 and the oscillation Z modulation circuit 311 to modulate the carrier wave 130 and the carrier wave 131 in synchronization using the modulation waveform 520. Control of synchronized modulation by the control circuit 300 allows data transmission by both of the carriers 130 and 131. Therefore, a system similar to that of Embodiment 8 can be obtained with a single reader device.
  • a plurality of carrier waves are synthesized for the purpose of increasing the communication distance by increasing the amplitude, but instead of increasing the amplitude, the output of the reader device may be reduced to reduce the cost.
  • the carrier wave transmitted by the reader device which is necessary for supplying the operation power to the tag and for the tag to transmit data, may or may not be modulated.
  • the modulation method of the carrier used by the reader device for data transmission is not limited. For example, amplitude modulation, frequency modulation, or the like may be used, or modulation may be performed using a plurality of carriers. Also, the modulation method of the carrier used by the tag for data transmission is not limited. [0118] Further, the method of synchronizing a plurality of carriers is not limited to the above, and may be another method. For example, the synchronization signal may be wired or wireless.
  • the configurations of the communication device and the tag are not limited to the above, and may be other configurations.
  • the transmitting antenna and the receiving antenna may have different configurations, or the transmitting device and the receiving device may have different configurations.
  • the reader device may be provided with a function of writing data to a tag or a function of erasing data.
  • the tag may have a function of transferring data other than the identifier! ,.
  • the configuration of the wireless communication system is not limited to the above, and the number of hosts, reader devices, and tags may be any combination. Also, the connection between the host and the reader device can be made by any method, for example, a dedicated line or a wireless or wired network.
  • a function equivalent to the host may be incorporated in the reader device.
  • the present invention is not limited to a wireless ID system using a tag, and may be another configuration such as a non-contact IC card system.
  • an interrogator having a function of transmitting radio waves and supplying power to a responder (tag) and a function of receiving data on the responder (tag).
  • a responder that receives radio wave power received from the interrogator (reader device) and transmits data, and responds by simultaneously transmitting multiple carriers of different frequencies. Power is supplied to the device (tag).
  • the interrogator transmits a plurality of carriers using a single amplifier that amplifies the carrier and a single antenna that transmits the carrier. It is characterized by.
  • the interrogator transmits a plurality of carrier waves using a plurality of amplifiers that amplify the carrier waves.
  • the radio communication system of the above embodiment is characterized in that the interrogator (reader apparatus) transmits a plurality of carrier waves using a plurality of antennas that transmit the carrier waves.
  • the wireless communication system of the above embodiment is characterized in that a plurality of carrier waves are transmitted using a plurality of interrogators (reader devices).
  • the radio communication system of the above embodiment is characterized in that the responder (tag) obtains the operating power of the circuit from the combined wave of a plurality of carrier waves transmitted by the interrogator (reader device).
  • the responder (tag) modulates a plurality of carrier waves transmitted by the interrogator (reader device), and the interrogator (reader device) demodulates the modulated carrier waves.
  • the interrogator reader device
  • the wireless communication system of the above embodiment is characterized in that it has a function of changing a plurality of carrier waves transmitted by an interrogator (reader device) in synchronization.
  • the step of supplying power from the interrogator (reader device) to the responder (tag) and the data transmission from the interrogator (reader device) to the responder (tag) A step of supplying power to the responder (tag) by a plurality of carriers in the step of supplying power, and one of the plurality of carriers in the step of transmitting data.
  • the data communication is performed by modulating the signal, and the other carrier waves are stopped in synchronization with the shift to the step of data transmission.
  • the step of supplying power from the interrogator (reader device) to the responder (tag) and the data from the interrogator (reader device) to the responder (tag) A step of performing transmission,
  • the responder In the step of supplying power, the responder is supplied with power by a plurality of carriers, and in the step of transmitting data, the data transmission is performed by modulating the plurality of carriers in synchronization. .
  • the wireless data communication method of the above embodiment has an interrogator (reader device) having a function of transmitting electric waves and supplying power to a responder (tag) and a function of receiving data of the responder (tag). ) And a responder (tag) that obtains the radio wave power received from the interrogator (reader device) and transmits data, and responds by simultaneously transmitting multiple carriers of different frequencies. It is characterized by supplying power to the (tag).
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless communication system 1000 according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a waveform 200 of a carrier wave 130 in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a waveform 200 of a carrier wave 130 in Embodiment 1.
  • FIG. 4 shows a waveform 201 of a carrier wave 131 in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing a combined waveform 210 of a waveform 200 and a waveform 201 in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining output power of carrier waves 130 and 131 by reader apparatus 110 in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of a reader device 110 according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an operation of the reader device 110 in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the reader device 110 in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a wireless communication system 2000 according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a reader device 111 in the third embodiment.
  • FIG. 12 is a configuration diagram of a wireless communication system 3000 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of a reader device 401a according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a configuration diagram of a tag 120 in the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration example of a power supply circuit 410 of the tag 120 in the fifth embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the tag 120 in the fifth embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram showing a composite waveform 500 in the sixth embodiment.
  • FIG. 18 shows a modulation waveform 510 in the sixth embodiment.
  • FIG. 19 shows a response waveform 511 in the sixth embodiment.
  • FIG. 20 is a configuration diagram of a wireless communication system 4000 in the seventh embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining synchronization between the reader device 600a and the reader device 600b in the seventh embodiment.
  • Embodiment 7 is a diagram for explaining synchronization between the reader device 600a and the reader device 600b in the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is a sequence diagram showing an operation of radio communication system 4000 in the seventh embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram showing a modulation waveform 520 in the eighth embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram showing a composite waveform 521 in the eighth embodiment.
  • FIG. 26 shows an operation sequence of reader devices 600a and 600b in the eighth embodiment.

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Abstract

　リーダ装置１１０とタグ１２０との通信距離の増大を目的とする。無線通信システム１０００は、ホストコンピュータ１００、リーダ装置１１０、タグ１２０で構成される。リーダ装置１１０は、周波数の異なる２種類の搬送波１３０、１３１を送信する。タグ１２０は、リーダ装置１１０の送信する搬送波１３０と送波１３１との合成波を受信し、受信した合成波を用いて動作電力を生成する。合成波の最大振幅は単独の搬送波の最大振幅よりも大きい。このため、タグ１２０は単独の搬送波を使用して電力を生成する場合に比べて大きな電力を生成する。従って、リーダ装置１１０とタグ１２０は通信距離を増大することができる。

Description

明 細 書
無線通信システム及び電力生成装置及び通信装置及び電力生成方法 技術分野
[0001] 本発明は、電波を送信する質問器と、質問器の送信した電波を受信し、受信した電 波をもとに動作電力を生成する応答器とから構成される無線通信システムに関する。 背景技術
[0002] 従来の無線データ通信システムでは、単一の質問器力も単一の搬送波を送信し、 応答器に電力を供給していた (例えば、特開平 4-147082号公報:第 3頁一 4頁、第 1図）。応答器では、アンテナで受信した上記質問器からの単一の搬送波を整流する ことにより、内部回路動作に必要な直流の電力を得ていた。また、応答器は、送信す べきデータをもとに、アンテナのインピーダンスを制御して反射による変調を行い、デ ータを送信する。応答器で変調された搬送波は、質問器が受信、復調する。これによ り、質問器は、応答器が送信したデータを抽出する。例えば、応答器からデータとし て応答器の識別子 (ID :IDentification)を送信することにより、無線 IDシステムを構 築することができる。
特許文献 1：特開平 4-147082号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 従来の無線データ通信システムでは、応答器への電力供給に単一の搬送波を使 つていた。このため、同一周波数による搬送波の送信出力に上限がある場合、質問 器と応答器の間の距離を十分離すことができな 、と 、う問題点があった。
[0004] また、質問器が長距離通信に必要な大出力の搬送波を送信するためには、質問器 内の増幅器を高出力にする必要がある。従って、質問器の価格が高くなるという問題 もあった。これらにより、従来は無線データ通信システムの用途が限定されていた。
[0005] この発明は、質問器と応答器との間で長距離通信できる無線データ通信システム の実現を目的とする。
課題を解決するための手段 [0006] 本発明の無線通信システムは、
それぞれが少なくとも 1種類の周波数の電波を送信する複数の通信装置と、 前記複数の通信装置の送信した電波が合成された合成波を受信し、受信した合成 波に基づ 、て電力を生成する電力生成装置と
を備えたことを特徴とする。
[0007] 前記複数の通信装置のそれぞれは、
他の通信装置の送信する電波と異なる周波数の電波を送信することを特徴とする。
[0008] 前記複数の通信装置は、
所定の周波数の第 1電波を送信する第 1通信装置と、第 1電波と異なる周波数の第 2電波を送信する第 2通信装置と
カゝら構成されることを特徴とする。
[0009] 本発明の無線通信システムは、
複数の電波を送信する通信装置と、
前記通信装置の送信した複数の電波が合成された合成波を受信し、受信した合成 波に基づ 、て電力を生成する電力生成装置と
を備えたことを特徴とする。
[0010] 前記通信装置は、
周波数の異なる複数の電波を送信することを特徴とする。
[0011] 前記通信装置は、
所定の周波数の第 1電波と、第 1電波と異なる周波数の第 2電波とを送信することを 特徴とする。
[0012] 本発明の電力生成装置は、
受信した電波を使用して電力を生成する電力生成装置において、
複数の電波が合成された合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力を生成 することを特徴とする。
[0013] 前記電力生成装置は、
周波数の異なる複数の電波が合成された合成波を受信することを特徴とする。
[0014] 前記電力生成装置は、 それぞれが周波数の異なる電波を送信する複数の通信装置のそれぞれから電波 を送信され、複数の通信装置のそれぞれから送信された電波が合成された合成波を 受信することを特徴とする。
[0015] 前記電力生成装置は、
所定の周波数の第 1電波を送信する第 1通信装置と、第 1電波と異なる周波数の第 2電波を送信する第 2通信装置とから第 1電波と第 2電波とを送信され、送信された第 1電波と第 2電波とが合成された合成波を受信することを特徴とする。
[0016] 前記電力生成装置は、
周波数の異なる複数の電波を送信する通信装置力 周波数の異なる複数の電波 を送信され、送信された複数の電波が合成された合成波を受信することを特徴とする
[0017] 前記電力生成装置は、
所定の周波数の第 1電波と、第 1電波と異なる周波数の第 2電波とを送信する通信 装置から第 1電波と第 2電波とを送信され、送信された第 1電波と第 2電波とが合成さ れた合成波を受信することを特徴とする。
[0018] 前記電力生成装置は、
生成した電力に基づいて、所定のデータに対応する変調波長により、受信した合 成波を変調して送信する変調部を備えたことを特徴とする。
[0019] 前記電力生成装置は、さらに、
所定のデータを記憶するデータ記憶部を備え、
前記変調部は、
生成した電力に基づ!/、て、前記データ記憶部が記憶する所定のデータに対応する 変調波長により、受信した合成波を変調して送信することを特徴とする。
[0020] 本発明の通信装置は、
受信した電波を使用して電力を生成する電力生成装置に電波を送信する通信装 ¾【こ; i l /、て、
前記電力生成装置に複数の電波を送信することにより、送信した複数の電波が合 成された合成波を前記電力生成装置に受信させ、受信させた合成波に基づいて、 前記電力生成装置に電力を生成させることを特徴とする。
[0021] 前記通信装置は、
前記電力生成装置に送信する複数の電波として、互いに周波数の異なる電波を送 信することを特徴とする。
[0022] 前記通信装置は、
前記電力生成装置に送信する複数の電波として、所定の周波数の第 1電波と、第 1 電波と異なる周波数の第 2電波とを送信することを特徴とする。
[0023] 前記複数の通信装置は、
互いに同期をとることにより所定の通信装置以外の通信装置が電波の送信を停止 するとともに、所定の通信装置が所定のデータに対応する変調波形により自己の送 信する電波を変調して前記電力生成装置に送信し、
前記電力生成装置は、
生成した電力に基づ!、て、前記所定の通信装置が送信した変調された電波を受信 し復調することを特徴とする。
[0024] 前記複数の通信装置のそれぞれは、
互いに同期して同一の変調波形により自己の送信する電波を変調して前記電力生 成装置に送信し、
前記電力生成装置は、
前記複数の通信装置のそれぞれが送信した変調された電波が合成された合成波 を受信することを特徴とする。
[0025] 前記電力生成装置は、
生成した電力に基づ!ヽて、受信した合成波を復調することを特徴とする。
[0026] 前記通信装置は、
同一の変調波形により自己の送信する複数の電波を同期して変調し、同期して変 調した電波を前記電力生成装置に送信し、
前記電力生成装置は、
前記通信装置が送信した複数の変調された電波が合成された合成波を受信するこ とを特徴とする。 [0027] 前記電力生成装置は、
生成した電力に基づ!ヽて、受信した合成波を復調することを特徴とする。
[0028] 本発明の電力生成方法は、
受信した電波を使用して電力を生成する電力生成方法において、
複数の電波が合成された合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力を生成 することを特徴とする。
発明の効果
[0029] 本発明により、応答器は最大振幅の増大した合成波を受信するので、この受信した 合成波を整流して得られる直流電力を増大させることができる。従って、応答器と質 問器の通信距離を増大させることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0030] 実施の形態 1.
図 1一図 6を用いて実施の形態 1を説明する。実施の形態 1は、質問器であるリーダ 装置 110が周波数の異なる搬送波 130、 131を送信し、応答器であるタグ 120が搬 送波 130、 131の合成波を受信して動作電力を生成する実施形態である。なお、以 下の実施の形態 1一実施の形態 8では、機能の同様な構成要素には同じ符号を付し 、説明は省略する場合がある。
[0031] 図 1は、実施の形態 1における無線通信システム 1000の構成図を示す。図に示す ように、無線通信システム 1000は、ホストコンピュータ 100 (以下ホストという）、質問 器としてのリーダ装置 110 (通信装置の一例）、応答器としてのタグ 120 (電力生成装 置の一例）で構成される。図 1では、タグ 120は 1台のみを示している力 タグは複数 存在することを想定している。また、それぞれのタグは識別子を保有しているものとす る。
[0032] ホスト 100は、リーダ装置 110の制御を行う。リーダ装置 110は、周波数の異なる 2 種類の搬送波 130 (第 1電波の一例）、搬送波 131 (第 2電波の一例）を送信する。搬 送波 130の周波数は f0、搬送波 131の周波数は flである（fO≠fl)。タグ 120は、リ ーダ装置 110の送信する搬送波 130、 131の合成波を受信して動作電力を生成す る。また、タグ 120は、リーダ装置 110に応答 140を送信する。 [0033] 次に、図 2を用いて動作を説明する。図 2は、タグの有する識別子を収集する動作 のシーケンスを示す。
(1)ホスト 100は、リーダ装置 110に対して、リーダ装置 110の周辺に存在するタグ 1 20を探し出し、その識別子を収集するよう要求する（S101)。
(2)リーダ装置 110は、その要求を受けると、タグ 120を探すため問い合わせを発行 する（S105)。しかし、この発行に先立ち、タグ 120に蓄電させる（蓄電を行う期間： S 102— S104)。このため、リーダ装置 110は、タグ 120へ電力を供給するために、相 異なる周波数の複数の搬送波 130、 131を同時に出力する（S102、 S103)。
(3)タグ 120は、搬送波 130、 131の合成された電波 (合成波）を受信し、受信した合 成波を整流する。これにより、タグ 120は、内部回路の動作に必要な電力を得る（S1 04)。
(4)蓄電を行う期間（S102— S104)の後、リーダ装置 110は、問い合わせ要求のデ ータを送信する（S 105)。
(5)タグ 120は、問合わせデータの要求を受信して問合わせデータを解釈し、識別 子の要求であることを判別する（S106)。
(6)さらにリーダ装置 110は、搬送波 130, 131を送信する（S107)。
(7)そして、タグ 120は、受信した搬送波に対して、送信すべきデータをもとにアンテ ナのインピーダンスを制御して反射による変調を行って、タグ 120の識別子をデータ として送信する（応答 140に相当）（S108、 S109)。
(8)リーダ装置 110は、タグ 120が送信する応答 140を受信すると、それを復調して タグ 120が送信したデータを抽出する（S 110)。
(9)得られたデータは、リーダ装置 110力らホスト 100に転送される（Sl l l、 S112) 0
(10)このようにして、リーダ装置 110とタグ 120間の無線データ通信が行われ、その 結果得られたタグ 120の識別子をホスト 100が収集することができる。
[0034] 次に、図 3— 5を用いて、搬送波 130、 131の合成について説明する。図 3は、搬送 波 130の波形 200を示す図である。図 4は、搬送波 131の波形 201を示す図である。 図 5は、波形 200と波形 201の合成した波形を示す図である。
[0035] リーダ装置 110の周辺のある地点において、周波数 fOの搬送波 130の振幅が 1で ある場合、搬送波 130の波形は図 3の波形 200のように示される。同様に、上記地点 において、周波数 flの搬送波 131の振幅が 1である場合、搬送波 131の波形は図 4 の波形 201のように示される。この場合、上記地点での搬送波 130、 131を合成した 波形は、合成波形 210のように示される。図 5に示すように、合成した合成波形 210 は、周期 Tで振幅の大小を繰り返す。そして、その最大振幅は、もとの搬送波の波形 200、 201の振幅の和になることがわかる。この場合、振幅の和は「2」となる。これは 、リーダ装置 110の周辺の任意の地点について成立する。このことは、同一周波数の 搬送波を合成した場合には、最大振幅が搬送波の和になる地点と常にゼロになる地 点がある（干渉縞ができる）ことに比較して、地点依存性がな 、と 、う点で優位である
[0036] 次に、図 6を用いて、リーダ装置 110における各搬送波 130、 131の出力電力につ いて説明する。図 6は、各搬送波 130、 131の出力電力を説明する図である。図 6に おいて、搬送波 130は、周波数スペクトラム 220 (無変調時)を示す。搬送波 131は、 周波数スペクトラム 221 (無変調時)を示す。また、図には、例えば法令等で規定され る出力電力上限 230 (値 P)を示している。従来の無線データ通信システムにおいて は、リーダ装置 110から単一の搬送波（例えば搬送波 130のみ）を送信することにより 、タグ 120の動作に必要な電力を供給していた。搬送波 130のみを送信する場合は 、周波数スペクトラム 220のみとなる。一方、本実施の形態 1による無線通信システム 1000では、リーダ装置 110は、周波数の相異なる複数の搬送波 130、 131を送信す ることにより、タグ 120の動作に必要な電力を供給する。この場合、周波数スぺクトラ ムは、周波数スペクトラム 220と周波数スペクトラム 221になる。
[0037] 例えば、各搬送波による出力電力は、法律等で規定される出力電力上限 230の値 Pよりも小さくなければならないとする。その場合、無線通信システム 1000では、各搬 送波 130、 131の出力電力を従来の無線データ通信システムにおける搬送波 130と 同等に保ちながら、それらを合成することにより図 5に示す合成波形 210のように、振 幅を増大させることが可能である。
[0038] 以上のように、リーダ装置 110から相異なる周波数の複数の搬送波 130, 131を同 時に送信することにより、リーダ装置 110からの各搬送波の出力電力を一定以下に 保ちながら、リーダ装置 110装置周辺の任意の地点における電波の最大振幅を増大 させることができる。これにより、タグ 120は、最大振幅の増大した合成波を受信する ことにより、整流して得られる直流電力を増大させることができる。従って、リーダ装置 110とタグ 120との通信距離を増大させることができる。
[0039] 以上では、 1つのリーダ装置 110から異なる周波数の搬送波 130、 131を送信し、 その搬送波 130、 131の合成波をタグ 120が受信して電力を生成する場合を説明し た。しかし、リーダ装置の送信する複数の電波の数、及び電波の周波数は自由に選 択できるものとする。例えば、リーダ装置 110が同じ周波数の搬送波を送信しても構 わない。ただし、この場合は前記のように、搬送波の和が常にゼロになる地点が存在 すること〖こなる。また、例えば、リーダ装置 110が 4つの電波を送信するとする。その 場合、リーダ装置 110は周波数 fOの搬送波を 2つ送信し、周波数 flの搬送波を 2つ 送信するシステムでもよい。あるいは、周波数 fOの搬送波を 3つ送信し、周波数 flの 搬送波を 1つ送信するシステムでもよい。タグ 120が、リーダ装置 110の送信した複 数の搬送波の合成波を受信し、受信した合成波から電力を生成するシステムであれ ばよい。このように、リーダ装置の送信する電波の数及びその周波数は、自由に選択 することがでさるちのとする。
[0040] 実施の形態 1の無線通信システムは、リーダ装置が複数の搬送波を送信する。そし て、タグが複数の搬送波の合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力を生成 する。これにより、搬送波単独の最大振幅よりも合成波の最大振幅が大きくなるので、 タグは、搬送波単独で電力を生成する場合に比べ大きな電力を得ることができる。
[0041] 実施の形態 1の無線通信システムは、リーダ装置が周波数の異なる複数の搬送波 を送信する。そして、タグが周波数の異なる複数の搬送波の合成波を受信し、受信し た合成波に基づいて電力を生成する。これにより、搬送波単独の最大振幅よりも合成 波の最大振幅が大きくなるので、タグは、搬送波単独で電力を生成する場合に比べ 大きな電力を得ることができる。
[0042] 実施の形態 1の無線通信システムは、リーダ装置が異なる周波数の 2つの電波を送 信するので、簡易な構成により、タグの生成する電力を増大させて、リーダ装置とタグ との通信距離を大きくすることができる。 [0043] 実施の形態 1のリーダ装置は、タグに複数の搬送波を送信することにより、送信した 複数の搬送波が合成された合成波をタグに受信させ、受信させた合成波に基づいて 、タグに電力を生成させる。この場合、合成波の最大振幅は単独の搬送波の最大振 幅よりも大きくなるので、タグは単独の搬送波を受信する場合に比べて大きな電力を 取得できる。
[0044] 実施の形態 1のリーダ装置は、タグに送信する複数の電波として、互いに周波数の 異なる搬送波を送信する。そして、互いに周波数の異なる搬送波の合成波をタグに 受信させ、この合成波で電力を生成させる。この場合、合成波の最大振幅は単独の 搬送波の最大振幅よりも大きくなるので、タグは単独の搬送波を受信する場合に比 ベて大きな電力を取得できる。
[0045] 実施の形態 1のリーダ装置は、タグに送信する複数の電波として、周波数 fOの搬送 波 130と、周波数 flの搬送波 131とを送信する。このためタグは搬送波 130と搬送波 131の合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力を生成するので、搬送波単 独を受信して電力を生成する場合に比べて大きな電力を取得できる。
[0046] 実施の形態 2.
次に、図 7— 9を用いて、実施の形態 2を説明する。実施の形態 2では、前述のリー ダ装置 110の具体的な構成を説明する。実施の形態 2では、リーダ装置 110が単一 の増幅回路 320と単一のアンテナ 330を用いて搬送波 130、 131を送信する構成を 説明する。なお、後述する実施の形態 3では、複数の増幅回路 321、 322及び複数 のアンテナ 331, 332を用いて搬送波 130、 131を送信する構成を説明する。
[0047] 図 7は、リーダ装置 110の構成図である。図 7を用いてリーダ装置 110の構成を説 明する。リーダ装置 110は、制御回路 300、発振 Z変調回路 310、 311、増幅回路 3 20、アンテナ 330、復調回路 340、及びサーキユレータ 350を備える。
[0048] 制御回路 300は、データの送受信とホスト 100とのデータ転送を制御する。発振 Z 変調回路 310、 311は、搬送波 130、搬送波 131を発振し変調する。増幅回路 320 は、発振 Z変調回路 310、 311の出力を増幅する。アンテナ 330は、電波の送受信 を行う。復調回路 340は、アンテナ 330が受信した応答 140からデータを抽出する。 サーキユレータ 350は、増幅回路 320の出力をアンテナ 330に与える一方、アンテナ 330からの受信信号を復調回路 340に与える。
[0049] 図 8は、リーダ装置 110による、タグ 120を探すための問い合わせの動作を示すフ ローチャートである。図 8を用いて、この動作について説明する。
(1)ホスト 100からの要求を受けると、制御回路 300は、発振 Z変調回路 310、 311 の制御を開始する（S201)。
(2)制御回路 300は、まず発振 Z変調回路 310、 311に対して、搬送波 130、 131 のもととなる信号の生成を指示する（S202)。
(3)すると、発振 Z変調回路 310が周波数 fOの信号を発振し、同時に発振 Z変調回 路 311が周波数 flの信号を発振し (S203)、増幅回路 320がこれらの信号を増幅し (S204)、サーキユレータ 350力 Sアンテナ 330に与え（S205)、アンテナ 330力 S搬送 波 130、 131として送信する（S206)。
(4)その結果、搬送波 130、 131が合成された電波をタグ 120が受信して動作する様 子は、実施形態 1と同様であるので説明を省略する。
[0050] 図 9は、リーダ装置 110がタグ 120から応答 140を受信する際の動作を示すフロー チャートである。図 9を用いて、この動作を説明する。
(1)応答 140の電波をアンテナ 330が受信し（S301、 S302)、その信号をサーキュ レータ 350が復調回路 340に与え (S303)、復調回路 340がデータを抽出する（S3 04)。
(2)制御回路 300がそのデータをもとに、ホスト 100が要求したタグ 120の識別子を 生成して、ホスト 100に転送する。（S305)
[0051] 以上のように、単一の増幅回路 320、単一のアンテナ 330を用いて、相異なる周波 数の複数の搬送波 130, 131を同時に送信することにより、リーダ装置 110からの各 搬送波出力電力を一定以下に保ちながら、リーダ装置 110周辺の任意の地点にお ける電波の最大振幅を増大させ、タグ 120でそれを整流して得られる直流電力を増 大させることができる。従ってリーダ装置 110とタグ 120との通信距離を増大させるこ とがでさる。
[0052] 実施の形態 3
次に、図 10、図 11を用いて実施の形態 3を説明する。図 10は、実施の形態 3の無 線通信システム 2000の構成図である。また、図 11は、実施の形態 3のリーダ装置 11 1の構成図である。実施の形態 3では、実施の形態 1のリーダ装置 110に対して、リー ダ装置 111の構成が異なる。すなわち、実施の形態 1のリーダ装置 110は単一の増 幅回路 320及び単一のアンテナ 330とにより搬送波 130、 131を送信する。これに対 し、実施の形態 3のリーダ装置 111は、 2つの増幅回路 321、 322及び 2つのアンテ ナ 331、 332により搬送波 130、 131を送信する。
[0053] 次に、図 11を用いて、複数の増幅回路と複数のアンテナを使って複数の搬送波 13 0、 131を送信する方法について説明する。
[0054] 図 11に示すように、制御回路 300、発振 Z変調回路 310、発振 Z変調回路 311、 復調回路 340、サーキユレータ 350は、図 7の場合と同様なので説明を省略する。
[0055] リーダ装置 111において、増幅回路 321は、発振 Z変調回路 310の出力を増幅する 。増幅回路 322は、発振 Z変調回路 311の出力を増幅する。アンテナ 331は、増幅 回路 321の出力を送信する。アンテナ 332は、増幅回路 322の出力を送信する。
[0056] 以下、リーダ装置 111からのタグ 120を探すための問い合わせの動作について説 明する。この動作は、図 8の動作と類似である。
(1)ホスト 100からの要求をもとに、発振 Z変調回路 310が周波数 fOの信号を発振し 、同時に発振 Z変調回路 311が周波数 flの信号を発振するまでは、実施形態 2のリ ーダ装置 110と同様である。
(2)増幅回路 321、 322が各々の信号を増幅する。増幅回路 321の出力は、サーキ ユレータ 350経由でアンテナ 331に与えられる。また、増幅回路 322の出力は、直接 アンテナ 332に与えられる。そして、アンテナ 331が搬送波 130を送信し、アンテナ 3 32が、搬送波 131を送信する。
(3)その結果、搬送波 130、 131が合成された合成波をタグ 120が受信して動作する 様子は、実施形態 1と同様であるので説明を省略する。また、タグ 120からの応答 14 0をアンテナ 331が受信し、サーキユレータ 350を介して復調回路 340が復調する場 合のリーダ装置 111の動作は、実施形態 2 (図 9)と同様であるので説明を省略する。
[0057] 以上のように、複数の増幅回路と複数のアンテナとを用いて、相異なる周波数の複 数の搬送波を同時に送信することにより、リーダ装置からの各搬送波出力電力を一 定以下に保ちながら、リーダ装置周辺の任意の地点における電波の最大振幅を増 大させることができる。これにより、タグでは、最大振幅の増大した電波を整流すること により直流電力を増大させることができる。従って、リーダ装置とタグとの通信距離を 増大させることができる。また、増幅回路 1台あたりの出力を大きくすることなく電波の 最大振幅を増大できるので、リーダ装置の価格を低減できる。
[0058] 実施の形態 4
次に、図 12、図 13を用いて実施の形態 4を説明する。実施の形態 4は、複数のリー ダ装置を使って複数の搬送波 130、 131を送信する無線通信システムである。
[0059] 図 12は、実施の形態 4の無線通信システム 3000の構成図である。無線通信システ ム 3000は、ホスト 100、リーダ装置 401a (第 1通信装置の一例）、リーダ装置 401b ( 第 2通信装置の一例)及びタグ 120 (電力生成装置の一例）とを備える。リーダ装置 4 Olaは、搬送波 130 (第 1電波の一例）を送信する。また、リーダ装置 401bは、搬送 波 131 (第 2電波の一例）を送信する。
[0060] 図 13は、リーダ装置 401aの構成図である。リーダ装置 401bはリーダ装置 401aと 同様の構成であるので図示していない。リーダ装置 401bは、図のように、リーダ装置 401aは、制御回路 300a、発振 Z変調回路 310a、増幅回路 320a、アンテナ 330a、 復調回路 340a、及びサーキユレータ 350aを備える。なお、リーダ装置 401bは、図 示しないが、制御回路 300b、発振 Z変調回路 310b、増幅回路 320b、アンテナ 33 0b、復調回路 340b、及びサーキユレータ 350を備える。
[0061] 次に動作について説明する。
(1)ホス卜 100ίま、リーダ装置 401a、 401b【こ対して、リーダ装置 401a、 401b周辺【こ 存在するタグ 120を探し出し、その識別子を収集するよう要求する。
(2)リーダ装置 401a、 401bは、その要求を受けると、タグ 120を探すため問い合わ せを発行するが、その際に相異なる周波数の複数の搬送波 130、 131を同時に出力 する。
[0062] 以下、リーダ装置 401a、 401bからのタグ 120を探すための問い合わせの動作に ついて説明する。この動作は、図 8のリーダ装置 110の動作と類似である。
(1)リーダ装置 401aは、ホスト 100からの要求を受けると、制御回路 300aが発振 Z 変調回路 310aの制御を開始する。
(2)制御回路 300aは、まず発振 Z変調回路 310aに対して、搬送波 130 (または 13 1)のもととなる信号の生成を指示し、制御回路 300bは、発振 Z変調回路 310bに対 して、搬送波 131のもととなる信号の生成を指示する。
(3)すると、リーダ装置 401aの発振 Z変調回路 310aが周波数 fOの信号を発振し、 増幅回路 320aがこの信号を増幅し、サーキユレータ 350aがアンテナ 330aに与え、 アンテナ 330aが搬送波 130として送信する。同時に、リーダ装置 401bの発振 Z変 調回路 310bが周波数 flの信号を発振し、増幅回路 320bがこの信号を増幅し、サ ーキユレータ 350bがアンテナ 330bに与え、アンテナ 330bが搬送波 131として送信 する。
(4)その結果、リーダ装置 401a、 401bから送信された搬送波 130、 131が合成され た合成波をタグ 120が受信する。これ以降の動作、すなわち、タグ 120が合成波を受 信し、タグ 120からの応答 140をリーダ装置 401a、 401bが受信する動作は、実施形 態 1、 2と同様であるので説明を省略する。
[0063] 以上のように、複数のリーダ装置を用いて、相異なる周波数の複数の搬送波を同時 に送信することにより、リーダ装置からの各搬送波出力電力を一定以下に保ちながら 、リーダ装置周辺の任意の地点における電波の最大振幅を増大させることができる。 これにより、タグでは最大振幅の増大した電波を整流することにより直流電力を増大 させることができる。従って、リーダ装置とタグとの通信距離を増大させることができる 。また、リーダ装置 1台あたりの出力電力を大きくすることなく電波の最大振幅を増大 できるので、無線データ通信システムの価格を低減できる。
[0064] 前記では、 2つのリーダ装置 401a, 401bから異なる周波数の搬送波 130、 131を 送信し、その合成波をタグ 120が受信して電力を生成した。しかし、リーダ装置は 2つ に限定するものではなぐ台数は問わない。またリーダ装置が送信する電波の周波数 も自由に決めてよい。複数のリーダ装置は、それぞれが少なくとも 1種類の周波数の 電波を送信して構わない。タグ 120が、複数のリーダ装置の送信した電波が合成され た合成波を受信し、受信した合成波に基づ 、て電力を生成するシステムであればよ い。前記のように、複数のリーダ装置の送信する周波数は限定しない。例えば 2台の リーダ装置が同じ周波数の搬送波を送信しても構わない。ただし、この場合は、搬送 波の和が常にゼロになる地点が存在することになる。また、例えば 4台のリーダ装置 のうち、 2台が周波数 fOの搬送波を送信し、残りの 2台が周波数 flの搬送波を送信す るシステムでもよい。あるいは、 3台のリーダ装置が周波数 fOの搬送波を送信し、残り の 1台が周波数 flの搬送波を送信するシステムでもよい。タグ 120が合成波を受信し 、受信した合成波力も電力を生成するシステムであればよい。このように、リーダ装置 の台数、及びリーダ装置の送信する電波の周波数は、自由に選択することができるも のとする。
[0065] 実施の形態 4の無線通信システムでは、それぞれが少なくとも 1種類の周波数の電 波を送信する複数のリーダ装置と、複数のリーダ装置の送信した電波が合成された 合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力を生成する電力生成装置とを備え たことので、これにより単独の電波の最大振幅よりも合成波の最大振幅が大きくなる ので、タグは、単独の電波で電力を生成する場合に比べ大きな電力を得ることができ る。
[0066] 実施の形態 4の無線通信システムでは、複数のリーダ装置のそれぞれは、他のリー ダ装置の送信する電波と異なる周波数の電波を送信しても構わない。この場合、タグ が周波数の異なる複数の電波の合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力 を生成する。これにより、単独の電波の最大振幅よりも合成波の最大振幅が大きくな るので、タグは、単独の電波で電力を生成する場合に比べ、大きな電力を得ることが できる。
[0067] 実施の形態 4の無線通信システムでは、複数のリーダ装置は、搬送波 130を送信 するリーダ装置と、搬送波 131を送信するリーダ装置とから構成される。この場合、タ グは、周波数の異なる搬送波 130と搬送波 131との合成波を受信し、受信した合成 波に基づいて電力を生成する。これにより、単独の搬送波の最大振幅よりも合成波の 最大振幅が大きくなるので、タグは、単独の搬送波で電力を生成する場合に比べ、 大きな電力を得ることができる。
[0068] 実施の形態 5
次に、図 14一図 16を用いて、実施の形態 5を説明する。実施の形態 5は、前記タグ 120による電力の生成を説明する。すなわち、タグ 120が相異なる複数の搬送波の 合成波を受信し、受信した合成波カゝら回路の動作電力を得る動作を説明する。
[0069] 図 14は、タグ 120の構成図である。タグ 120は、各回路に電源を供給する電源回 路 410、受信した電波力もデータを抽出する復調回路 420、応答 140にデータをの せる変調回路 430 (変調部の一例）、タグ 120の識別子 (所定のデータ）を記憶するメ モリ 440 (データ記憶部の一例）、各回路を制御する制御回路 450、及び電波の送受 信を行うアンテナ 490を備える。
[0070] 図 15は、電源回路 410の構成例を示す。電源回路 410は、アンテナ 490からの受 信信号を入力する信号入力 455、ダイオード 460、 461、コンデンサ 470、 471、電 源出力 480 (正極）、 481 (負極)を備える。
[0071] 図 16は、タグ 120が電力を生成する動作のフローチャートである。図 16を用いて電 源回路 410が電力を生成する動作を説明する。実施の形態 1の無線通信システム 1 000の場合を想定する。実施の形態 3の無線通信システム 2000、実施の形態 4の無 線通信システム 3000の場合も同様である。
(1)リーダ装置 110は、タグ 120への問い合わせを発行する際に、まず蓄電を行う期 間において、タグ 120へ電力を供給するために、相異なる周波数の複数の搬送波 13 0、 131を同時に出力する（S401)。この時、例えば、タグ 120における搬送波 130、 131の受信波形成分がそれぞれ図 3の波形 200、図 4の波形 201とすると、その合成 波形は図 5の合成波形 210のようになる。
(2)タグ 120は、搬送波 130、 131の合成波をアンテナ 490で受信する（S402)。
(3)アンテナ 490での受信信号をもとに、電源回路 410において、整流により直流電 力が生成および蓄電され、タグ 120の各回路の動作電源として使用される（S403)。 この時、電源回路 410が出力する動作電源の電圧がある程度 (例えば 1ボルト）以上 にならない場合は、タグ 120の各内部回路は動作できない。
[0072] 次に、電源回路 410動作を説明する。図 15の電源回路 410では、アンテナ 490で 受信された受信信号 (合成波）が信号入力 455に与えられる。そして、ダイオード 46 0、 461〖こより整流され、それがコンデンサ 470、 471〖こおいて蓄電される。これにより 、電源出力 480、 481からタグ 120の内部回路動作のための電源が供給される。 [0073] 以上のように、タグ 120は合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力を生成 する。このタグ 120の動作は、電力生成方法の形態として実施することもできる。すな わち、受信した電波を使用して電力を生成する電力生成方法において、複数の電波 が合成された合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力を生成する電力生 成方法として実施することができる。
[0074] タグ 120の動作は以上のようである。各回路の動作に必要な電源は、蓄電を行う期 間における搬送波 130、 131の波形 200、 201が合成された合成波形 210から得る 。したがって、相異なる周波数の複数の搬送波が合成されることにより、合成波の振 幅は搬送波の振幅に比べて増大する。タグでは、合成波を整流して得られる直流電 力を増大させることができる。従って、リーダ装置とタグとの通信距離を増大させること ができる。
[0075] また、電源回路におけるダイオードの動作は、一般に入力信号の振幅が大きいほ ど効率が高い。相異なる周波数の複数の搬送波が合成された合成波は、振幅が搬 送波に比べて増大する。このため、合成波を受信することにより、タグは直流電力へ の変換効率を向上できる。従って、リーダ装置とタグとの通信距離をいつそう増大させ ることがでさる。
[0076] 実施の形態 5のタグは、複数の電波が合成された合成波を受信し、受信した合成 波に基づいて電力を生成する。このため、合成波の最大振幅は単独の電波の最大 振幅よりも大きいので、タグは、単独の電波を受信する場合よりもより大きな電力を取 得できる。
[0077] 実施の形態 5のタグは、周波数の異なる複数の電波が合成された合成波を受信し 、受信した周波数の異なる合成波に基づいて電力を生成する。このため、合成波の 最大振幅は単独の電波の最大振幅よりも大きいので、タグは、単独の電波を受信す る場合よりも大きな電力を取得できる。
[0078] 実施の形態 5のタグは、それぞれが周波数の異なる電波を送信する複数のリーダ 装置のそれぞれから電波を送信され、複数のリーダ装置のそれぞれから送信された 電波が合成された合成波を受信する。そして、タグは、受信した合成波に基づいて電 力を生成する。このため、合成波の最大振幅は単独の電波の最大振幅よりも大きい ので、タグは、単独の電波を受信する場合よりも大きな電力を取得できる。
[0079] 実施の形態 5のタグは、周波数 fOの搬送波 130を送信するリーダ装置と、周波数 fl の搬送波 131を送信するリーダ装置とから搬送波 130と搬送波 131とを送信され、送 信された搬送波 130と搬送波 131とが合成された合成波を受信する。そして、タグは 、受信した合成波に基づいて電力を生成する。このため、合成波の最大振幅は単独 の電波の最大振幅よりも大きいので、タグは、単独の電波を受信する場合よりも大き な電力を取得できる。
[0080] 実施の形態 5のタグは、周波数の異なる複数の電波を送信するリーダ装置力 周波 数の異なる複数の電波を送信され、送信された複数の電波が合成された合成波を受 信する。そして、タグは、受信した合成波に基づいて電力を生成する。このため、合 成波の最大振幅は単独の電波の最大振幅よりも大きいので、タグは、単独の電波を 受信する場合よりも大きな電力を取得できる。
[0081] 実施の形態 5のタグは、周波数 fOの搬送波 130と、周波数 flの搬送波 131とを送 信するリーダ装置から搬送波 130と搬送波 131とを送信され、送信された搬送波 130 と搬送波 131ととが合成された合成波を受信する。そして、タグは、受信した合成波 に基づいて電力を生成する。このため、合成波の最大振幅は単独の電波の最大振 幅よりも大きいので、タグは、単独の電波を受信する場合よりも大きな電力を取得でき る。
[0082] 実施の形態 5の電力生成方法によれば、複数の電波が合成された合成波を受信し 、受信した合成波に基づいて電力を生成するので、単独の電波を受信する場合より も大きな電力を取得できる。
[0083] 実施の形態 6.
次に、図 17—図 19を用いて、実施の形態 6を説明する。実施の形態 6は、タグ 120 が搬送波 130、 131の合成波を受信し、受信した合成波をタグ 120の保有する識別 子に対応する変調波形で変調して、リーダ装置 110に向けて送信する形態である。 システムとして、実施の形態 1の無線通信システム 1000を想定する。実施の形態 3の 無線通信システム 2000、実施の形態 4の無線通信システム 3000の場合も同様であ る。タグ 120は、図 14、図 15に示した構成である。 [0084] タグ 120による変調の概要を図 2を参照して説明する。
(1)リーダ装置 110はタグ 120への蓄電を行う期間の後、制御回路 300の制御のもと 、発振 Z変調回路 310により搬送波に変調をかけることで、問い合わせ要求を示す データ（コマンド）を送信する（図 2 : S105)。タグ 120では、これをアンテナ 490で受 信し、復調回路 420でデータを抽出し、制御回路 450がデータを解釈することにより
、識別子の問い合わせ要求であると判別する（S106)。
(2)その後、リーダ装置 110は、制御回路 300の制御のもと、発振 Z変調回路 310、 増幅回路 320、アンテナ 330、サーキユレータ 350により搬送波 130, 131を送信す る。タグ 120では、搬送波 130, 131の合成波をアンテナ 490で受信する（S107)。
(3)タグ 120では、メモリ 440に格納される識別子を制御回路 450が変調回路 430に 与える。変調回路 430は、アンテナ 490のインピーダンスを制御することにより、アン テナ 490が受信した搬送波 (合成波）に変調をかけて送信する（S108)。その結果、 アンテナ 490から応答 140が送信され、リーダ装置 110に届く。
[0085] 次に、図 17—図 19を用いて、タグ 120による、受信した合成波の変調について説 明する。図 17は、タグ 120が受信する合成波 (搬送波 130、 131の合成波）の合成波 形 500を示す図である。この合成波形 500は、図 5に示す合成波形 210の長時間分 に相当し、図 5における合成波形振幅の大小の周期 T力 図 17の周期 Tに相当する 。図 18は、合成波の合成波形 500に施す変調波形 510を示す図である。図 19は、 合成波形 500を変調波形 510で変調した応答波形 511である。この応答波形 511が タグ 120から送信される。
[0086] 次に、変調の動作について説明する。
(1)図 14に示すタグ 120の変調回路 430は、送信すべきデータ (識別子）に対応し た変調波形 510により、アンテナ 490のインピーダンスを制御する。
(2)アンテナ 490のインピーダンスが変化することにより、アンテナ 490の受信する合 成波形 500に対して変調がカゝる結果、応答波形 511がアンテナ 490から送信される ( 応答波形 511の振幅は、アンテナ 490の利得等に依存)。
(3)応答波形 511は、タグ 120の応答 140に相当する。リーダ装置 110では、応答 1 40をアンテナ 330が受信して、サーキユレータ 350が復調回路 340に与え、復調回 路 340がデータを復調し、制御回路 300がタグ 120の識別子を得る。
(4)復調回路 340では、応答波形 511相当から、例えば、搬送波 130の周波数 fOの 近傍の周波数成分だけを抽出し、その結果をもとに通常の復調を行ってもよい。ただ し、この方法に限定されず、他の復調方法であってもよい。
なお、以上では、メモリ 440 (データ記憶部）が記憶する識別子 (所定のデータの一 例）に対応する変調波長 510を用いて合成波を変調した。変調回路 430が変調する データ（所定のデータ）はメモリ 440が記憶するデータに限らない。例えば、変調回路 430は、受信したセンサー値 (所定のデータの一例）に対応する変調波長を用いて 合成波を変調して送信しても構わな 、。
[0087] 実施の形態 6のタグは、リーダ装置が送信する複数の搬送波の合成された合成波 を変調し送信する。リーダ装置は、タグの送信した変調された合成波を受信して復調 する。これにより、データ転送を行うことができる。さらに、タグは受信した合成波を用 いて変調をかけるのでデータ転送に使う電波の振幅も増大できる。従って、リーダ装 置とタグとの通信距離を増大させることができる。
[0088] 実施の形態 7
次に、図 20—図 23を用いて、実施の形態 7を説明する。実施の形態 7は、複数のリ ーダ装置が複数の搬送波を送信するシステムにおいて、それぞれのリーダ装置が同 期することにより、所定のデータをタグ 120に送信するシステムに関する。
[0089] 図 20は、実施の形態 7の無線通信システム 4000の構成図である。無線通信システ ム 4000は、実施の形態 4の無線通信システム 3000に対して、リーダ装置 600aとリ ーダ装置 600bとが同期をとることが特徴である。図に示すように、無線通信システム 4000は、ホス卜 100、リーダ装置 600a、 600b,タグ 120を備える。リーダ装置 600a、 600bは，同期機能を有する。リーダ装置 600aからリーダ装置 600bには、リーダ装 置 600a、 600b間の同期を取るための同期信号 610が送信される。同期の詳細につ いては後述する。
[0090] 図 21は、リーダ装置 600aとリーダ装置 600bの構成例を示す図である。発振 Z変 調回路 310a、増幅回路 320a、アンテナ 330a、復調回路 340a、サーキユレータ 35 0aは、図 13の場合と同様であり説明を省略する。また、発振 Z変調回路 310b—サ ーキユレータ 350bは、発振 Z変調回路 310a—サーキユレータ 350aと同様の機能 である。制御回路 620a、及び制御回路 620bは同期機能を有する。
[0091] 図 22は、リーダ装置 600a、 600bからタグ 120を探すための問い合わせの動作を 示すシーケンスである。図 22を用いて、この動作を説明する。
(1)ホスト 100からの要求を受けると（S501、 S502)、リーダ装置 600aの制御回路 6 20aは発振 Z変調回路 310aの制御を開始し (S503)、同様に、リーダ装置 600bの 制御回路 620bは発振 Z変調回路 310bの制御を開始する（S504)。
(2)その際、リーダ装置 600aの制御回路 620aは、発振 Z変調回路 310aの動作タイ ミングを「同期信号 610」として出力するとともに、発振 Z制御回路 310aのタイミング を制御する（S505、 S506) o
(3)—方、リーダ装置 600bの制御回路 620bは、「同期信号 610」を入力し、入力し た「同期信号 610」をもとに、発振 Z変調回路 310bの動作タイミングを制御する（S5 07)。これにより、リーダ装置 600aの発振 Z変調回路 310aと、リーダ装置 600bの発 振 Z変調回路 310bとは、同期して動作する。
[0092] このようにして、リーダ装置 600a、 600bは、搬送波 130、 131を同期させて出力す る。この同期により、例えば、蓄電を行う期間力もデータ送信を行う期間への状態遷 移において、電波の混信を避けるために、搬送波 131の出力を停止し、搬送波 130 のみでデータ転送を行うことができる。すなわち、搬送波 131の停止タイミングと、搬 送波 130によるデータ送信開始タイミングの同期を取ることで変調された搬送波 130 のみを送信し、混信なくデータをタグ 120に送信することが可能になる。これについて は図 23を用いてさらに詳しく説明する。
[0093] 図 23は、リーダ装置 600a、 600bの動作状態を同期させることにより、搬送波 131 の出力を停止し、搬送波 130のみでデータ転送を行う場合を説明する図である。横 軸方向は時間の経過を示す。
[0094] 図 23では、まず、システムの動作状態として、初期蓄電状態 700—応答受信状態 7 05を示している。すなわち、タグ 120への初期蓄電状態 700、タグ 120へのコマンド 送信状態 701、タグ 120への再蓄電状態 702、タグ 120からの応答 140を受信する 応答受信状態 703、タグ 120への再蓄電状態 704、タグ 120からの応答 140を受信 する応答受信状態 705を示している。初期蓄電状態 700、再蓄電状態 702、 704が 、タグ 120へ電力を供給するステップに相当する。コマンド送信状態 701が、タグ 120 へデータ送信を行うステップに相当する。
[0095] また、コード A710—コード D715は、同期信号 610のコード変化を示している。す なわち、動作状態の変化に対応して、同期信号 610のコードが、初期蓄電状態 700 を示すコード A710、コマンド送信状態 701を示すコード B711、再蓄電状態 702を 示すコード C712、応答受信状態 703を示すコード D713、再蓄電状態 704を示すコ ード C714、応答受信状態 705を示すコード D715と変化する。
[0096] また、無変調送信 720—無変調送信 Zデータ受信 725は、リーダ装置 600aの動 作の時間的遷移を示す。無変調送信 720、無変調送信 722、無変調送信 724では、 リーダ装置 600aは、タグ 120での蓄電のために搬送波を変調せず送信する。変調 送信 721では、リーダ装置 600aは、コマンド送信のために搬送波 130を変調する。 無変調送信 Zデータ受信 723、 725では、リーダ装置 600aは、タグ 120がデータ送 信するために必要な搬送波を供給し、タグ 120からのデータを受信する。
[0097] 無変調送信 730—無変調送信 735は、リーダ装置 600bの動作の時間的遷移を示 す。無変調送信 730、無変調送信 732、無変調送信 734では、リーダ装置 600bは、 タグ 120での蓄電のために、搬送波 131を変調せず送信する。送信停止 731では、 リーダ装置 600bは、リーダ装置 600aからのコマンド送信との混信を避けるために、 搬送波 131の出力を止める。無変調送信 733、無変調送信 735では、リーダ装置 60 Obは、タグ 120がデータ送信するために必要な搬送波を供給する。
[0098] 図 23を参照して動作を説明する。まず、初期蓄電状態 700においては、リーダ装 置 600aでは、制御回路 620aが発振 Z変調回路 310aを制御することにより、周波数 f0の搬送波 130を無変調で出力する（無変調送信 720)。同時にリーダ装置 600aの 制御回路 620aから同期信号 610としてコード A710を出力する。リーダ装置 600bで は、制御回路 620bが同期信号 610としてコード A710を入力する。制御回路 620b は、コード A710を入力すると、発振 Z変調回路 310bを制御することにより、周波数 f 1の搬送波 131を無変調で出力する（無変調送信 730)。
[0099] 次に、コマンド送信状態 701に移ると、リーダ装置 600aでは、制御回路 620aが発 振 Z変調回路 310aを制御することにより、出力すべきコマンドでデータ変調をかけ た搬送波 130を出力する（変調送信 721 )。同時にリーダ装置 600aの制御回路 620 aは、同期信号 610としてコード B711を出力する。リーダ装置 600bでは、制御回路 6 20bが同期信号 610としてコード B711を入力する。制御回路 620bはコード B711を 入力すると、発振 Z変調回路 310bを制御することにより、搬送波 131の出力を停止 する (送信停止 731)。
[0100] 以下同様に、再蓄電状態 702に移ると、リーダ装置 600aでは、搬送波 130を無変 調で出力し (無変調送信 722)、同期信号 610としてコード C712を出力する。リーダ 装置 600bでは、同期信号 610としてコード C712を入力し、搬送波 131を無変調で 出力する (無変調送信 732)。
[0101] 次に、応答受信状態 703に移ると、リーダ装置 600aでは、搬送波 130を無変調で 出力するとともに、タグ 120からの応答 140を受信し (無変調送信 Zデータ受信 723) 、同期信号 610としてコード D713を出力する。リーダ装置 600bでは、同期信号 610 としてコード D713を入力し、搬送波 131を無変調で出力する（無変調送信 733)。
[0102] 次に、再蓄電状態 704に移った際の動作は、上記再蓄電状態 702と同様である（ ただし、コード C714、無変調送信 724、無変調送信 734である)。また、応答受信状 態 705に移った際の動作は、上記応答受信状態 703と同様である (ただし、コード D 715、無変調送信 Zデータ受信 725、無変調送信 735である)。
[0103] 以上のように、複数のリーダ装置を同期させて動作させることにより、複数の搬送波 出力を同期させて変化させることができる。このため、動作状態の時間的遷移におけ るタイミング精度を向上できる。また、あるリーダ装置がコマンド送信中には、他のリー ダ装置を送信停止とすることにより、タグへのデータ送信における混信を防止すること ができる。
[0104] 実施の形態 8
次に、図 24—図 26を用いて、実施の形態 8を説明する。実施の形態 8は、リーダ装 置 600a、 600bが、それぞれ搬送波 130、 131を用いてデータ送信する実施形態に 関する。システム構成は、実施の形態 7の無線通信システム 4000と同様である。ただ し、実施の形態 7では、データ送信の場合、リーダ装置 600bが停止していた。これに 対して実施の形態 8では、データ送信において、リーダ装置 600a、 600bの両者がそ れぞれ搬送波 130、 131を用 ヽてデータ送信することが特徴である。
[0105] 実施形態 7では、リーダ装置 600aからタグ 120へのコマンドを送信するコマンド送 信状態 701を除く動作状態において、相異なる周波数の搬送波 130、 131を同時に 送信する形態について説明した。言い換えれば、リーダ装置 600aからタグ 120への コマンドを送信する場合は、リーダ装置 600bによる搬送波 131の送信を停止して!/ヽ た (送信停止状態 731)。しかし、データ送信ステップとしてのコマンド送信状態 701 においても、相異なる周波数の搬送波 130、 131を同時に送信することができれば、 タグ 120で得られる電源電力をいつそう増大することができる。このため本実施の形 態 8では、コマンド送信状態 701において相異なる周波数の変調された搬送波 130 、 131を同時に送信し、タグ 120は、変調された搬送波 130、 131の合成波を受信し て、受信した合成波から電力を生成する場合を説明する。
[0106] 以下、図 24—図 26を用いて、図 23に示したコマンド送信状態 701において、リー ダ装置 600a、 600bが、それぞれ搬送波 130、 131を用いてデータ送信する場合の 動作を説明する。図 24は、搬送波 130、 131に変調を施す変調波形 520を示す図 である。図 25は、変調波形 520で変調された搬送波 130と、変調波形 520で変調さ れた搬送波 131とが合成された合成波の合成波形 521を示す図である。図 26は、リ ーダ装置 600a、 600bが、それぞれ搬送波 130、 131を用いてデータ送信する場合 の動作を説明するフローチャートである。
[0107] 図 26を用いて動作を説明する。ホスト 100からの要求を受けると、リーダ装置 600a 、 600bは，初期蓄電状態 700までは実施形態 7と同様に動作する。続くコマンド送 信状態 701において、リーダ装置 600a、 600bは，同期してデータを送信する。この 時、リーダ装置 600aは、リーダ装置 600bに対して、同期信号 610として、動作状態 を示すコード B711に加えて、送信データ (コマンド等）に対応する変調波形 520を送 信する。
(1)リーダ装置 600aでは、制御回路 620aが発振 Z変調回路 310aを制御することに より、発振 Z変調回路 310aに変調波形 520を用いて搬送波 130を変調させ、データ 送信を行う。その際、リーダ装置 600aの制御回路 620aは、上記変調波形 520を同 期信号 610として出力する（S601, S602)。
(2)—方、リーダ装置 600bは、制御回路 620bが同期信号 610として変調波形 520 を入力する。制御回路 620bは、入力した変調波形 520をもとに発振 Z変調回路 31 Obに搬送波 131を変調させデータ送信を行う（S603)。
(3)以上により、リーダ装置 600a、 600bは変調された搬送波 130, 131を送信する（ S604)。
(4)搬送波 130、 131は、変調波形 520に基づき同期して変調された結果、これらの 合成波形は、合成波形 521となる（S605)。タグ 120は、この合成波を受信して、受 信した合成波を使用して電力を生成する。また、タグ 120は、この合成波を受信して 復調回路 420により送信データ (コマンド等)を復調する。
[0108] 以上のようにして、リーダ装置は、送信する複数の搬送波を同期させて変調すること により、リーダ装置力もタグへのデータ送信を行うことができる。また、タグがその期間 に受信する電波の振幅も増大できるので、リーダ装置とタグとの通信距離を増大させ ることができる。さらに、タグは振幅の増大した合成波を受信し、受信した合成波を整 流して電力を得るので、取得する電力を増大させることができる。従って、リーダ装置 とタグとの通信距離を増大させることができる。
[0109] 以上の実施の形態 7、実施の形態 8では、図 20に示す無線通信システム 4000の 構成において、リーダ装置 600a、リーダ装置 600bが互いに同期する場合を説明し た。すなわち、複数のリーダ装置が同期する場合を説明した。これに対して、単一の リーダ装置が搬送波 130、 131の送信の同期をとつても構わない。単一のリーダ装置 が同期をとる場合も、複数のリーダ装置の場合と同様の効果を得ることができる。
[0110] 例えば、実施の形態 7では、リーダ装置 600aがデータ送信する場合は、同期をとる ことにより、リーダ装置 600bは搬送波 131の送信を停止した。単一のリーダ装置の場 合も、実施の形態 7と同様に搬送波 131の送信を停止することができる。すなわち、 図 7のリーダ装置 110や図 11に示すリーダ装置 111にお 、て、それぞれの制御回路 300が、発振 Z変調回路 310による搬送波 130の送信と、発振 Z変調回路 311によ る搬送波 131の送信との同期をとる制御を行う。この制御回路 300による同期をとる 制御により、発振 Z変調回路 311の送信を停止し、発振 Z変調回路 310からのみデ ータ送信を行うことで、単一のリーダ装置により、実施の形態 7と同様のシステムとす ることがでさる。
[0111] また、同様にして、単一のリーダ装置により、実施の形態 8と同様に、搬送波 130, 1 31の両者によりデータ送信を行うことができる。すなわち、図 7のリーダ装置 110や図 11に示すリーダ装置 111において、それぞれの制御回路 300が、発振 Z変調回路 3 10による搬送波 130の送信と、発振 Z変調回路 311による搬送波 131の送信との同 期をとる制御を行う。それぞれの制御回路 300は、発振 Z変調回路 310と発振 Z変 調回路 311とに、変調波形 520を用いて搬送波 130と搬送波 131とを同期して変調 させる。制御回路 300による同期した変調の制御により、搬送波 130, 131の両者に よりデータ送信を行うことができる。よって、単一のリーダ装置により、実施の形態 8と 同様のシステムとすることができる。
[0112] なお、以上の実施形態では、タグでの蓄電状態を設ける場合について説明したが 、これに限定されず、蓄電状態を備えずデータ送信と並行して動作電力を得る方法 であってもよい。
[0113] また、再蓄電状態において複数の搬送波による無変調送信を行う例について説明 したが、これには限定されず、例えば単一の搬送波のみを送信するようにしてもよい
[0114] また、タグ応答受信状態において複数の搬送波による無変調送信を行う例につい て説明したが、これには限定されず、例えば単一の搬送波のみを送信するようにして ちょい。
[0115] また、振幅を拡大して通信距離を増大させる目的で複数の搬送波を合成したが、 振幅は拡大させることなぐ代わりにリーダ装置の出力を低下させて安価にしてもよい
[0116] また、タグへ動作電源を供給するため、および、タグがデータを送信するために必 要な、リーダ装置が送信する搬送波は、変調されていてもされていなくてもよい。
[0117] また、リーダ装置がデータ送信に使う搬送波の変調方法は限定されず、例えば振 幅変調、周波数変調等でもよぐあるいは複数の搬送波を用いて変調してもよい。ま た、タグがデータ送信に使う搬送波の変調方法も限定されない。 [0118] また、複数の搬送波の同期方法は上記に限定されず、他の方法であってもよい。 例えば、同期信号は有線であってもよぐ無線であってもよい。
[0119] また、ネットワーク経由でリーダ装置間を同期してもよぐ GPS (Global Positionin g System)や電波時計等をもとに同期してもよぐリーダ装置内部の時計をあわせ それをもとに同期する等してもよい。
[0120] また、通信装置やタグの構成は上記に限定されず、他の構成であってもよい。例え ば、リーダ装置において送信用アンテナと受信用アンテナが別の構成や、送信装置 と受信装置が別の構成等であってもよ 、。
[0121] また、リーダ装置にタグへのデータ書き込み機能やデータの消去機能を備える等し てもよい。
[0122] また、タグには識別子以外のデータを転送する機能を備える等してもよ！、。
[0123] また、無線通信システムの構成は上記に限定されず、ホスト、リーダ装置、タグの数 は任意の組合せであってよい。また、ホストとリーダ装置の接続は任意の方法でよぐ 例えば専用線であってもよぐ無線または有線ネットワーク等でもよ 、。
[0124] また、ホストは必須ではなぐ例えばホスト相当の機能がリーダ装置に内蔵されても よい。
[0125] また、タグを用いた無線 IDシステムに限定されず、非接触 ICカードシステム等の他の 構成であってもよい。
[0126] 上記実施の形態の無線通信システムにでは、電波を送信して応答器 (タグ）に電力 を供給する機能と応答器 (タグ)力ものデータを受信する機能を備える質問器 (リーダ 装置)と、質問器 (リーダ装置)から受信した電波力 電力を得てデータを送信する応 答器 (タグ）とからなる無線通信システムにおいて、相異なる周波数の複数の搬送波 を同時に送信することにより応答器 (タグ）に電力を供給することを特徴とする。
[0127] 上記実施の形態の無線通信システムでは、質問器 (リーダ装置）は、搬送波を増幅 する単一の増幅器と、搬送波を送信する単一のアンテナを用いて複数の搬送波を送 信することを特徴とする。
[0128] 上記実施の形態の無線通信システムでは、質問器 (リーダ装置）は、搬送波を増幅 する複数の増幅器を用いて複数の搬送波を送信することを特徴とする。 [0129] 上記実施の形態の無線通信システムでは、質問器 (リーダ装置）は、搬送波を送信 する複数のアンテナを用いて複数の搬送波を送信することを特徴とする。
[0130] 上記実施の形態の無線通信システムでは、複数の質問器 (リーダ装置）を用いて複 数の搬送波を送信することを特徴とする。
[0131] 上記実施の形態の無線通信システムでは、応答器 (タグ）は、質問器 (リーダ装置） が送信する複数の搬送波の合成波から回路の動作電力を得ることを特徴とする。
[0132] 上記実施の形態の無線通信システムでは、応答器 (タグ）は、質問器 (リーダ装置） が送信する複数の搬送波を変調し、この変調した搬送波を質問器 (リーダ装置)が復 調することにより、データ通信を行うことを特徴とする。
[0133] 上記実施の形態の無線通信システムでは、質問器 (リーダ装置）が送信する複数の 搬送波を同期させて変化させる機能を有することを特徴とする。
[0134] 上記実施の形態の無線通信システムでは、質問器 (リーダ装置)から応答器 (タグ） に対して電力を供給するステップと、質問器 (リーダ装置)から応答器 (タグ)へデータ 送信を行うステップとを備え、電力を供給するステップにお ヽては複数の搬送波によ り応答器 (タグ）に電力を供給し、データ送信を行うステップにおいては複数の搬送波 の内のひとつの搬送波を変調することによりデータ通信を行い、その他の搬送波は データ送信を行うステップに移るのに同期して停止することを特徴とする。
[0135] 上記実施の形態の無線通信システムでは、上記質問器 (リーダ装置)から応答器 ( タグ)に対して電力を供給するステップと、質問器 (リーダ装置)から応答器 (タグ)へ データ送信を行うステップとを備え、
電力を供給するステップにおいては複数の搬送波により応答器に電力を供給し、デ ータ送信を行うステップにおいては複数の搬送波を同期させて変調することによりデ ータ送信を行うことを特徴とする。
[0136] 上記実施の形態の無線データ通信方法は、電波を送信して応答器 (タグ）に電力 を供給する機能と応答器 (タグ)力ものデータを受信する機能を備える質問器 (リーダ 装置)と、質問器 (リーダ装置)から受信した電波力 電力を得てデータを送信する応 答器 (タグ)からなる無線通信システムにおいて、相異なる周波数の複数の搬送波を 同時に送信することにより応答器 (タグ）に電力を供給することを特徴とする。 図面の簡単な説明
[図 1]実施の形態 1における無線通信システム 1000の構成図である。
圆 2]実施の形態 1における識別子の収集のシーケンスを示す。
[図 3]実施の形態 1における搬送波 130の波形 200を示す図である。
[図 4]実施の形態 1における搬送波 131の波形 201を示す図である。
[図 5]実施の形態 1における波形 200と波形 201の合成波形 210を示す図である。
[図 6]実施の形態 1におけるリーダ装置 110による搬送波 130、 131の出力電力を説 明する図である。
[図 7]実施の形態 2におけるリーダ装置 110の構成図である。
[図 8]実施の形態 2におけるリーダ装置 110の動作を示すフローチャートである。
[図 9]実施の形態 2におけるリーダ装置 110の動作を示すフローチャートである。
[図 10]実施の形態 3における無線通信システム 2000の構成図である。
[図 11]実施の形態 3におけるリーダ装置 111の構成図である。
[図 12]実施の形態 4における無線通信システム 3000の構成図である。
[図 13]実施の形態 4におけるリーダ装置 401aの構成図である。
[図 14]実施の形態 5におけるタグ 120の構成図である。
[図 15]実施の形態 5におけるタグ 120の電源回路 410の構成例を示す図である。
[図 16]実施の形態 5におけるタグ 120の動作を示すフローチャートである。
[図 17]実施の形態 6における合成波形 500を示す図である。
[図 18]実施の形態 6における変調波形 510を示す図である。
[図 19]実施の形態 6における応答波形 511を示す図である。
[図 20]実施の形態 7における無線通信システム 4000の構成図である。
[図 21]実施の形態 7におけるリーダ装置 600aとリーダ装置 600bとの同期を説明する 図である。実施の形態 7における
[図 22]実施の形態 7における無線通信システム 4000の動作を示すシーケンス図であ る。
圆 23]実施の形態 7におけるリーダ装置 600a、 600bの動作状態の同期を説明する 図である。 [図 24]実施の形態 8における変調波形 520を示す図である。
[図 25]実施の形態 8における合成波形 521を示す図である。
[図 26]実施の形態 8におけるリーダ装置 600a、 600bの動作のシーケンスを示す図 である。
符号の説明
100 ホスト、 110, 111 リーダ装置、 120 タグ、 130 搬送波、 131 搬送波、 14 0 応答、 200 搬送波 130の波形、 201 搬送波 131の波形、 210 合成波形、 22 0 周波数スペクトラム、 221 周波数スペクトラム、 230 出力電力上限、 300, 300a 制御回路、 310, 310a, 310b 発振 Z変調回路、 311 発振 Z変調回路、 320, 320a, 320b 増幅回路、 321, 322 増幅回路、 330, 330a, 330b, 331, 332 アンテナ、 340, 340a, 340b 復調回路、 350, 350a, 350b サーキユレータ、 40 la, 401b リーダ装置、 410 電源回路、 420 復調回路、 430 変調回路、 440 メ モリ、 450 制御回路、 455 信号入力、 460, 461 ダイオード、 470, 471 コンデ ンサ、 480, 481 電源出力、 490 アンテナ、 500 合成波形、 510 変調波形、 51 1 応答波形、 520 変調波形、 521 合成波形、 600a, 600b リーダ装置、 610 同期信号、 620a, 620b 制御回路、 700 初期蓄電状態、 701 コマンド送信状態 、 702 再蓄電状態、 703 応答受信状態、 704 再蓄電状態、 705 応答受信状態 、 710 コード A、 711 コード B、 712 コード C、 713 コード D、 714 コード C、 715 コード D、 720 無変調送信、 721 変調送信、 722 無変調送信、 723 無変調送 信 Zデータ受信、 724 無変調送信、 725 無変調送信 Zデータ受信、 730 無変 調送信、 731 送信停止、 732, 733, 734, 735 無変調送信、 1000, 2000, 300 0, 4000 無線通信システム。

Claims

請求の範囲
[1] それぞれが少なくとも 1種類の周波数の電波を送信する複数の通信装置と、
前記複数の通信装置の送信した電波が合成された合成波を受信し、受信した合成
Figure imgf000032_0001
、て電力を生成する電力生成装置と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
[2] 前記複数の通信装置のそれぞれは、
他の通信装置の送信する電波と異なる周波数の電波を送信することを特徴とする 請求項 1記載の無線通信システム。
[3] 前記複数の通信装置は、
所定の周波数の第 1電波を送信する第 1通信装置と、第 1電波と異なる周波数の第 2電波を送信する第 2通信装置と
から構成されることを特徴とする請求項 2記載の無線通信システム。
[4] 複数の電波を送信する通信装置と、
前記通信装置の送信した複数の電波が合成された合成波を受信し、受信した合成 波に基づ 、て電力を生成する電力生成装置と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
[5] 前記通信装置は、
周波数の異なる複数の電波を送信することを特徴とする請求項 4記載の無線通信 システム。
[6] 前記通信装置は、
所定の周波数の第 1電波と、第 1電波と異なる周波数の第 2電波とを送信することを 特徴とする請求項 5記載の無線通信システム。
[7] 受信した電波を使用して電力を生成する電力生成装置において、
複数の電波が合成された合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力を生成 することを特徴とする電力生成装置。
[8] 前記電力生成装置は、
周波数の異なる複数の電波が合成された合成波を受信することを特徴とする請求 項 7記載の電力生成装置。
[9] 前記電力生成装置は、
それぞれが周波数の異なる電波を送信する複数の通信装置のそれぞれから電波 を送信され、複数の通信装置のそれぞれから送信された電波が合成された合成波を 受信することを特徴とする請求項 8記載の電力生成装置。
[10] 前記電力生成装置は、
所定の周波数の第 1電波を送信する第 1通信装置と、第 1電波と異なる周波数の第 2電波を送信する第 2通信装置とから第 1電波と第 2電波とを送信され、送信された第 1電波と第 2電波とが合成された合成波を受信することを特徴とする請求項 9記載の 電力生成装置。
[11] 前記電力生成装置は、
周波数の異なる複数の電波を送信する通信装置力 周波数の異なる複数の電波 を送信され、送信された複数の電波が合成された合成波を受信することを特徴とする 請求項 8記載の電力生成装置。
[12] 前記電力生成装置は、
所定の周波数の第 1電波と、第 1電波と異なる周波数の第 2電波とを送信する通信 装置から第 1電波と第 2電波とを送信され、送信された第 1電波と第 2電波とが合成さ れた合成波を受信することを特徴とする請求項 11記載の電力生成装置。
[13] 前記電力生成装置は、
生成した電力に基づいて、所定のデータに対応する変調波長により、受信した合 成波を変調して送信する変調部を備えたことを特徴とする請求項 7記載の電力生成 装置。
[14] 前記電力生成装置は、さらに、
所定のデータを記憶するデータ記憶部を備え、
前記変調部は、
生成した電力に基づ!/、て、前記データ記憶部が記憶する所定のデータに対応する 変調波長により、受信した合成波を変調して送信することを特徴とする請求項 13記 載の電力生成装置。
[15] 受信した電波を使用して電力を生成する電力生成装置に電波を送信する通信装 置【こお!、て、
前記電力生成装置に複数の電波を送信することにより、送信した複数の電波が合 成された合成波を前記電力生成装置に受信させ、受信させた合成波に基づいて、 前記電力生成装置に電力を生成させることを特徴とする通信装置。
[16] 前記通信装置は、
前記電力生成装置に送信する複数の電波として、互いに周波数の異なる電波を送 信することを特徴とする請求項 15記載の通信装置。
[17] 前記通信装置は、
前記電力生成装置に送信する複数の電波として、所定の周波数の第 1電波と、第 1 電波と異なる周波数の第 2電波とを送信することを特徴とする請求項 16記載の通信 装置。
[18] 前記複数の通信装置は、
互いに同期をとることにより所定の通信装置以外の通信装置が電波の送信を停止 するとともに、所定の通信装置が所定のデータに対応する変調波形により自己の送 信する電波を変調して前記電力生成装置に送信し、
前記電力生成装置は、
生成した電力に基づ!、て、前記所定の通信装置が送信した変調された電波を受信 し復調することを特徴とする請求項 1記載の無線通信システム。
[19] 前記複数の通信装置のそれぞれは、
互いに同期して同一の変調波形により自己の送信する電波を変調して前記電力生 成装置に送信し、
前記電力生成装置は、
前記複数の通信装置のそれぞれが送信した変調された電波が合成された合成波 を受信することを特徴とする請求項 1記載の無線通信システム。
[20] 前記電力生成装置は、
生成した電力に基づいて、受信した合成波を復調することを特徴とする請求項 19 記載の無線通信システム。
[21] 前記通信装置は、 同一の変調波形により自己の送信する複数の電波を同期して変調し、同期して変 調した電波を前記電力生成装置に送信し、
前記電力生成装置は、
前記通信装置が送信した複数の変調された電波が合成された合成波を受信するこ とを特徴とする請求項 4記載の無線通信システム。
[22] 前記電力生成装置は、
生成した電力に基づ!ヽて、受信した合成波を復調することを特徴とする請求項 21 記載の無線通信システム。
[23] 受信した電波を使用して電力を生成する電力生成方法において、
複数の電波が合成された合成波を受信し、受信した合成波に基づいて電力を生成 することを特徴とする電力生成方法。
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