JP2009124197A - 無線タグ通信装置及び無線タグ通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信装置を提供する。
【解決手段】予め定められた関係から、第１の通信に対応して複数のアンテナ１８により受信された受信信号に基づいて、その受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離する受信信号処理部５４と、その受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち少なくとも１つの無線タグ１４との間で前記第１の通信に継続する第２の通信を行う情報通信制御部５０とを、備えたものであることから、第１の通信において複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグ１４との間で好適に情報の通信を続行することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線にて情報の書き込みや読み出しができる無線タグとの間で通信を行う無線タグ通信装置及び無線タグ通信システムに関し、特に、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行うための改良に関する。

所定の情報が記憶された小型の無線タグ（応答器）から所定の無線タグ通信装置（質問器）により非接触にて情報の読み出しを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。このＲＦＩＤシステムは、無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であっても無線タグ通信装置との通信によりその無線タグに記憶された情報を読み出すことが可能であることから、商品管理や検査工程等の様々な分野において実用が期待されている。

ところで、上記無線タグ通信装置により複数の無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信システムにおいては、それら複数の無線タグからの応答が併行して（同時に）行われることにより、上記無線タグ通信装置の側で混信が発生して情報を読み取ることができなくなるという不具合があった。そこで、斯かる不具合を解消するための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された移動体識別装置がそれである。この技術によれば、複数の通信要求信号を発生させる通信要求信号発生部と、その通信要求信号発生部により発生させられる通信開始要求信号に同期した複数のタイムスロットで受信した複数の無線タグ（応答器）から応答要求信号により通信可能な無線タグを選定する交信判定部とを、備えた無線タグ通信装置（質問器）において、上記交信判定部によりタイムスロットの数を交信領域内の無線タグの数に応じて変化させることで、複数の無線タグとの間で確実な通信動作を実現することができるとされている。

特開２０００−２０９１２１号公報

しかし、前記従来の技術では、通信可能な無線タグの選定においてはそれら無線タグとの間の通信に比較的長い時間がかかる上に、混信の発生を十分には防止できないという弊害があった。また、前記無線タグ通信装置の側から送信される質問波と無線タグの応答波とは通常同じ周波数であり、複数の無線タグの応答波を周波数分離できず、効果的な分離方法がないことから、その無線タグの応答波を読みとれない等の問題が生じるおそれがあった。このため、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信装置及び無線タグ通信システムの開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信装置及び無線タグ通信システムを提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、所定の無線タグに向けて送信信号を送信すると共に、その無線タグから返信される返信信号を複数のアンテナにより受信してその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、予め定められた関係から、第１の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号に基づいて、その受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する受信信号処理部と、その受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグのうち少なくとも１つの無線タグとの間で前記第１の通信に継続する第２の通信を行う情報通信制御部とを、備えたことを特徴とするものである。

また、前記目的を達成するために、本第２発明の要旨とするところは、上記第１発明の無線タグ通信装置により複数の無線タグとの間で情報の通信を行うことを特徴とする無線タグ通信システムである。

このように、前記第１発明によれば、予め定められた関係から、第１の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号に基づいて、その受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する受信信号処理部と、その受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグのうち少なくとも１つの無線タグとの間で前記第１の通信に継続する第２の通信を行う情報通信制御部とを、備えたものであることから、第１の通信において複数の無線タグからの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグとの間で好適に情報の通信を続行することができる。すなわち、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信装置を提供することができる。

ここで、前記第１発明において、好適には、前記受信信号処理部は、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の受信信号成分の独立性を評価し、その評価結果に基づいてその受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離するものである。このようにすれば、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の無線タグからの返信信号が混在する受信信号を、それら成分毎に分離することができる。

また、好適には、前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグのうち何れか単一の無線タグとの間で前記第２の通信を行うものである。このようにすれば、第１の通信において複数の無線タグからの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグのうち何れか１つの無線タグとの間で情報の通信を続行することができ、混信の発生を好適に防止することができる。

また、好適には、前記受信信号処理部により分離された各返信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を備え、前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグのうち前記信号強度検出部により検出される信号強度に基づいて選択される何れか単一の無線タグとの間で前記第２の通信を行うものである。このようにすれば、第１の通信において複数の無線タグからの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグのうち受信信号強度に基づいて選択される何れか１つの無線タグとの間で情報の通信を続行することができ、混信の発生を好適に防止することができる。

また、好適には、前記受信信号処理部により分離された各返信信号のＳＮ比を検出するＳＮ比検出部を備え、前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグのうち前記ＳＮ比検出部により検出されるＳＮ比に基づいて選択される何れか単一の無線タグとの間で前記第２の通信を行うものである。このようにすれば、第１の通信において複数の無線タグからの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグのうちＳＮ比に基づいて選択される何れか１つの無線タグとの間で情報の通信を続行することができ、混信の発生を好適に防止することができる。

また、好適には、前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグとの間で順次前記第２の通信を行うものである。このようにすれば、第１の通信において複数の無線タグからの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグとの間で順次情報の通信を続行することができる。

また、好適には、前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグとの間で順次前記第２の通信を行う際、所定の無線タグからの返信信号の受信中に他の無線タグに対する送信信号の送信を行うものである。このようにすれば、第１の通信において複数の無線タグからの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグとの間で可及的短時間に順次情報の通信を続行することができる。

また、好適には、前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグとの間で同時に前記第２の通信を行うと共に、その第２の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号に基づいて、前記受信信号処理部によりその受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離するものである。このようにすれば、第１の通信において複数の無線タグからの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグとの間で同時に情報の通信を続行することができる。

また、好適には、前記受信信号処理部は、前記第２の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する処理に際して、前記第１の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する処理の算出結果を利用するものである。このようにすれば、第１の通信に継続する第２の通信において複数の無線タグとの間で同時に情報の通信を続行する場合に、その第２の通信に対応する受信信号を可及的短時間に各無線タグからの返信信号に分離することができる。

また、好適には、前記受信信号処理部は、前記第１の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号を白色化し、その白色化された信号に基づいて定められる復元行列を正規直交化することで、前記受信信号に含まれる独立成分としての複数の無線タグからの返信信号を分離するものである。このようにすれば、前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を実用的な態様で分離することができる。

また、前記第２発明によれば、前記第１発明の無線タグ通信装置により複数の無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信システムであることから、第１の通信において複数の無線タグからの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグとの間で好適に情報の通信を続行することができる。すなわち、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信システムを提供することができる。

ここで、前記第２発明において、好適には、前記無線タグは、前記無線タグ通信装置から所定のコマンドを受信した場合には、新たに他の所定のコマンドを受信するまで前記無線タグ通信装置との間の通信を休止するものである。このようにすれば、複数の無線タグからの応答が併行して行われることによる混信を好適に防止することができる。

また、好適には、前記無線タグ通信装置は、最多でその無線タグ通信装置に備えられたアンテナと同数の無線タグと併行して通信を行うものである。このようにすれば、前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を前記受信信号処理部において好適に分離することができ、最多の無線タグとの間で併行して情報の通信を行うことができる。

また、好適には、前記無線タグ通信装置は、最多でその無線タグ通信装置に備えられたアンテナの数より１少ない個数の無線タグと併行して通信を行うものである。このようにすれば、前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を前記受信信号処理部において更に好適に分離することができ、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行うことができる。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本第２発明の一実施例である無線タグ通信システム１０を説明する図である。この無線タグ通信システム１０は、本第１発明の一実施例である無線タグ通信装置１２と、その無線タグ通信装置１２の通信対象である単数乃至は複数（図１では４つ）の無線タグ１４とから構成される所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムであり、上記無線タグ通信装置１２はそのＲＦＩＤシステムの質問器として、上記無線タグ１４は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置１２から質問波Ｆ_c（送信信号）が上記無線タグ１４に向けて送信されると、その質問波Ｆ_cを受信した上記無線タグ１４において所定の情報信号（データ）によりその質問波Ｆ_cが変調され、応答波Ｆ_r（返信信号）として上記無線タグ通信装置１２に向けて返信されることで、その無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間で情報の通信が行われる。この無線タグ通信システム１０は、例えば、所定の通信領域内における物品の管理等に用いられるものであり、上記無線タグ１４は、好適には、管理対象である物品に貼られる等してその物品と一体的に設けられている。

図２は、上記無線タグ通信装置１２の構成を説明する図である。この図２に示すように、本実施例の無線タグ通信装置１２は、上記無線タグ１４に対する情報の読み書きや、その無線タグ１４の方向検知等を実行するためにその無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、送信データをディジタル信号として出力したり、上記無線タグ１４からの返信信号に基づいてその無線タグ１４からの応答データを読み出す等のディジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６と、上記質問波Ｆ_cの送信及び応答波Ｆ_rの受信に共用される複数（図２では３つ）のアンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ（以下、特に区別しない場合には単にアンテナ１８と称する）と、それら複数のアンテナ１８のうち少なくとも１つのアンテナ１８から上記質問波Ｆ_cを送信するための送信処理を行うと共に、上記複数のアンテナ１８により受信される受信信号の受信処理を行う送受信回路２０とを、備えて構成されている。

上記送受信回路２０は、前記質問波Ｆ_cの搬送波に対応する所定の周波数信号を出力させる搬送波出力部２２と、その搬送波出力部２２から出力された周波数信号に上記ＤＳＰ１６から供給される送信データを乗算する送信データ乗算部２４と、その送信データ乗算部２４から出力される信号を各アンテナ１８に対応して増幅する複数（図２では３つ）の送信増幅部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送信増幅部２６と称する）と、それら送信増幅部２６から出力される信号を各アンテナ１８へ供給すると共に、各アンテナ１８により受信された受信信号を後述するキャンセル合成部３６へ供給する複数（図２では３つ）の送受信分離部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部２８と称する）と、各送受信分離部２８とアンテナ１８との間の信号伝達経路に設けられた複数（図２では３つ）のフィルタ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ（以下、特に区別しない場合には単にフィルタ３０と称する）と、上記搬送波出力部２２から出力された周波数信号の位相を各アンテナ１８に対応して制御する複数（図２では３つ）のキャンセル移相部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（以下、特に区別しない場合には単にキャンセル移相部３２と称する）と、各キャンセル移相部３２から出力される信号を増幅する複数（図２では３つ）のキャンセル増幅部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ（以下、特に区別しない場合には単にキャンセル増幅部３４と称する）と、各アンテナ１８により受信されて上記フィルタ３０及び送受信分離部２８を介して供給される受信信号に各キャンセル増幅部３４から出力されるキャンセル信号を合成する複数（図２では３つ）のキャンセル合成部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ（以下、特に区別しない場合には単にキャンセル合成部３６と称する）と、各キャンセル合成部３６から出力される信号に上記搬送波出力部２２から出力される周波数信号を乗算して復調を行う複数（図２では３つ）の復調部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に復調部３８と称する）と、各復調部３８から出力される信号を増幅する複数（図２では３つ）の受信増幅部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信増幅部４０と称する）と、各受信増幅部４０から出力される信号のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させる複数（図２では３つ）の受信フィルタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信フィルタ４２と称する）と、各受信フィルタ４２から出力される信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１６へ供給する複数（図２では３つ）の受信Ａ／Ｄ変換部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信Ａ／Ｄ変換部４４と称する）とを、備えている。

前記ＤＳＰ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から成り、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、前記無線タグ１４との間の情報の通信制御及びその無線タグ１４の方向検出制御等を行うための制御機能として、情報通信制御部５０、受信信号処理部５４、信号強度検出部６２、及びＳＮ比検出部６４を備えている。これらの制御機能に関しては、図４乃至図１６を用いて後述する。また、前記ＤＳＰ１６は、上記受信信号処理部５４による受信信号の処理に関する情報を記憶するためのメモリ部６６を備えている。

図３は、前記無線タグ１４に備えられた無線タグ回路素子７０の構成を説明する図である。この図３に示すように、斯かる無線タグ回路素子７０は、前記無線タグ通信装置１２との間で信号の送受信を行うためのアンテナ部７２と、そのアンテナ部７２に接続されて前記無線タグ通信装置１２との間の情報通信処理を行うためのＩＣ回路部７４とを、備えて構成されている。そのＩＣ回路部７４は、上記アンテナ部７２により受信された前記無線タグ通信装置１２からの質問波Ｆ_cを整流する整流部７６と、その整流部７６により整流された質問波Ｆ_cのエネルギを蓄積するための電源部７８と、上記アンテナ部７２により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部８６に供給するクロック抽出部８０と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部８２と、上記アンテナ部７２に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部８４と、上記整流部７６、クロック抽出部８０、及び変復調部８４等を介して上記無線タグ回路素子７０の作動を制御するための制御部８６とを、機能的に含んでいる。この制御部８６は、前記無線タグ通信装置１２と通信を行うことにより上記メモリ部８２に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部７２により受信された質問波Ｆ_cを上記変復調部８４において上記メモリ部８２に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波Ｆ_rとして上記アンテナ部７２から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。

図２に戻って、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６に備えられた情報通信制御部５０は、前記無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の情報の通信を制御する。具体的には、通信対象である無線タグ１４に対して送信される送信信号の制御を行う。斯かる送信信号の制御を行うために、送信データ生成部５２を含んでいる。この送信データ生成部５２は、前記無線タグ１４への送信データとして例えば所定のコマンドビット列（送信ビット列）を生成し、その生成されたコマンドビット列をＦＳＫ方式等により符号化して前記送信データ乗算部２４へ供給する。上記送信データ生成部５２により生成された送信データは、その送信データ乗算部２４において前記搬送波出力部２２から出力される搬送波に乗せられ、前記送信増幅部２６、送受信分離部２８、及びフィルタ３０等を介して各アンテナ１８から送信信号として前記無線タグ１４へ向けて送信される。

受信信号処理部５４は、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号の処理を行うことで前記無線タグ１４からの応答データを読み出す。具体的には、各受信Ａ／Ｄ変換部４４から供給される信号をＦＳＫ方式等により復号し、その復号された信号を解釈して前記無線タグ１４の変調に関する情報信号（応答データ）を読み出す。また、上記受信信号処理部５４は、予め定められた関係から、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に基づいて、その受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離する信号分離処理を行う。この信号分離処理を行うために、ウェイト計算部５８、及び信号分離部６０を含んでいる。以下、これらウェイト計算部５８、及び信号分離部６０による信号分離処理の具体的な方法の一例を説明する。

上記信号分離部６０は、前記複数のアンテナ１８により受信された衝突信号すなわち複数の無線タグ１４からの返信信号が混在した受信信号から、上記ウェイト計算部５８により算出される適切なウェイト（荷重）をかけて干渉させることによって、各無線タグ１４からの返信信号を分離する。ここで、ｘを各アンテナによる受信信号、ｓを各タグの信号、Ａをチャンネル行列、ｙを推定出力信号とすると、次の（１）式で示す関係が成立する。適切なウェイトを決定することは、ｘのみが既知の場合にｙ＝ｓとするようなＷを決定することに等しい。斯かる適切なウェイトを決定するための方法として、信号の独立性に着目して信号分離する独立成分分析（Independent Component Analysis：ＩＣＡ）アルゴリズムを用いる方法がある。本実施例では、斯かるＩＣＡアルゴリズムを用いて適切なウェイトを決定する。ＩＣＡアルゴリズムでは、次の（２）式に示すように、確率変数を統計的に独立な変数の線形結合に分解する。ここで、ξ＝（ξ₁,ξ₂・・・ξ_N）^Tは確率変数ベクトルを、ζ_jは独立変数を、α_j＝（α_1j,α_2j・・・α_Mj）^Tは結合係数ベクトルをそれぞれ示している。以下、この（２）式を基本ＩＣＡモデルと称し、その関係を図４に示す。統計的独立性は以下のように定義され、（３）式のように、確率変数ζ_jの結合確率密度関数ｐ_12…Mが周辺確率密度関数ｐ_jの積で表せるとき、確率変数ζ_jは互いに独立である。

ｙ(ｔ)＝Ｗｘ(ｔ)＝ＷＡｓ(ｔ) （１）

ξ(ｔ)＝α₁ζ₁(ｔ)＋α₂ζ₂(ｔ)＋・・・＋α_Mζ_M(ｔ) （２）

ｐ(ζ₁,ζ₂・・・ζ_M)＝ｐ₁(ζ₁)ｐ₂(ζ₂)・・・ｐ_M(ζ_M) （３）

多くのＩＣＡアルゴリズムは、確率変数ｘ_iの線形結合ｙ_jを互いに最も独立にする結合係数ｗ_iを決定する。次の（４）式にｙ_jを示す。ここで、ｙ＝（ｙ₁,ｙ₂・・・ｙ_N）^Tは推定ベクトルを、ｗ_i＝（ｗ_1i,ｗ_2i・・・ｗ_Mi）^Tは復元ベクトルをそれぞれ示している。この（４）式により得られたｙ_jは、その順序と分散を除いてｓ_jと一致する。これらの任意性を示す行列をＱとおくと、ｙ＝Ｑｓの関係がある。ｙ_jの統計的独立性を最大にする操作には、独立性を測る基準が必要となる。統計理論の中心極定原理によれば、多数の独立成分の混合から成る確率変数の密度分布は、独立成分の数が増加するにつれてガウス分布に近づく。従って、ｙ_jの分布がガウス分布からどれだけ離れているかを判断する量が、独立性を測る基準として好適である。ある確率変数の分布がガウス分布からどれだけ離れているかを判断する基準として、情報エントロピと密接な関連のあるネゲントロピ（Negentropy）がしばしば用いられる。次の（５）式に複素確率変数のネゲントロピを示す。ここで、Ｊ（ｘ）は確率変数ｘに対するネゲントロピ、ｘgaussはガウス分布を示す任意の確率変数、Ｈ（ｘ）＝−∫ｐx（ｙ）ｌｏｇｐx（ｙ）ｄｙは確率変数ｘに対するエントロピである。ネゲントロピは常に非負であり、確率変数の分布がガウス分布に十分近ければ０を示す。

ｙ(ｔ)＝ｗ₁ｘ₁(ｔ)＋ｗ₂ｘ₂(ｔ)＋・・・＋ｗ_Nｘ_N(ｔ) （４）

Ｊ(ｘ)＝Ｈ(ｘgauss)−Ｈ(ｘ) （５）

多くのＩＣＡアルゴリズムは、独立基準をコスト関数とした勾配法や不動点法を用いて復元ベクトルｗ_jを決定する。ネゲントロピを用いた複素数値ｆａｓｔｌＣＡ（E.Bingham and A.Hyvarinen, "A fast fixed-point algorithm for independent component analysis of complex-valued signals," Int. J. of Neural Systems, 10(1):1-8, 2000を参照）が最も一般的な手法である。このアルゴリズムを概略的に説明すると、先ず、第１の計算工程において、観測信号ｘを白色化したｚを計算する。次に、第２の計算工程において、復元行列Ｗ＝（ｗ₁,ｗ₂・・・ｗ_M）^Tを乱数要素で初期化した後、固有値展開を行い、直交化する。次に、第３の計算工程において、復元行列の変化であるδＷが十分小さくなるまで以下の第４及び第５の計算工程の処理を繰り返す。次に、第４の計算工程において、次に示す（６）式でＷを更新する。ここで、ｇ（ｘ）＝ｔａｎｈ（ｘ）、ｇ′（ｘ）＝１＋ｔａｎｈ（ｘ）である。次に、第５の計算工程において、更新されたＷを正規化、直交化する。以上、第１乃至第５の計算工程により復元ベクトルｗ_jがが決定される。推定ベクトルｙは複素共役転置行列Ｗ^Hと白色化観測信号ｚの行列積で次の（７）式で表すことができる。

Ｗ←Ｅ{ｚ(ｗ^Hｚ)^*ｇ(|ｗ^Hｚ|²)}−Ｅ{ｇ(|ｗ^Hｚ|²)＋|ｗ^Hｚ|²ｇ′(|ｗ^Hｚ|²)} （６）

ｙ(ｔ)＝Ｗ^Hｚ(ｔ) （７）

ブラインド信号分離は多数の信号源から発せられた信号ｓ_jが混合して到来する環境において、異なる混合係数で混合される複数の点において観測した結果ｘ_iのみから源信号を推定する問題である。源信号が互いに統計的に独立である場合、この問題は基本的にＩＣＡモデルに帰着されるため、観測信号を独立成分分析で処理することで源信号が推定できるのである。このように、前記受信信号処理部５４は、白色化された信号に基づいて定められる復元行列Ｗを推定出力信号ｙの各要素が互いに統計的に独立となるよう決定することで、観測結果ｘとしての受信信号に含まれる独立成分としての複数の無線タグ１４からの返信信号ｓを分離する。換言すれば、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の受信信号ｘの独立性を評価し、その評価結果に基づいてその受信信号ｘに含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号ｓを分離する。ここで、斯かる信号分離処理において前記ウェイト計算部５８により算出されたウェイトが前記メモリ部６６に記憶される。なお、前記受信信号処理部５４は、以上に説明した方法に加えて、フーリエ変換やウェーブレット変換等の事前信号処理、コスト関数の最適化等の調整を行うものであってもよい。

なお、以上に詳述した本実施例の受信信号処理では、最多で前記無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８と同数の独立成分を分離することができる。すなわち、本実施例の無線タグ通信装置１２によれば、最多でその無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８と同数の無線タグ１４と併行して通信を行うことができる。また、信号の直交性を保証し、正確な出力信号を得るために、最多で前記無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８より１少ない個数の無線タグと併行して通信を行う態様も考えられる。

図２に戻って、信号強度検出部６２は、前記受信信号処理部５４により分離された各無線タグ１４からの返信信号の信号強度を検出する。また、ＳＮ比検出部６４は、前記受信信号処理部５４により分離された各無線タグ１４からの返信信号のＳＮ比（signal-to-noise ratio：信号対雑音比）を検出する。これら信号強度検出部６２及びＳＮ比検出部６４により検出された各無線タグ１４に対応する返信信号の信号強度及びＳＮ比は、前記情報通信制御部５０へ供給され、その情報通信制御部５０において、それら各無線タグ１４に対応する返信信号の信号強度及び／又はＳＮ比に基づいて、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち少なくとも１つの無線タグ１４との間で次なる通信を行うように、前記送信データ生成部５２から出力される送信データが制御される。以下、斯かる情報通信制御部５０による複数の無線タグ１４との間の情報通信制御について詳述する。

図５は、従来の技術による複数の無線タグ１４との間の通信において、各無線タグ１４からの応答が時間領域に関して重ならない場合の処理の一例について説明する図である。この図５に示す例では、先ず、前記無線タグ通信装置１２（リーダ）から「Query」コマンドが送信される。このとき、通信対象となる無線タグ１４では、返答をするスロット番号と、返答信号としてのランダム変数「RN16」が決められる。第２の無線タグ１４（以下、Ｔａｇ２と称する）がスロット番号「0」となっている場合、「Query」コマンドに応じて、「RN16_2」が返信される。前記無線タグ通信装置１２においては、「RN16_2」が受信されたらその「RN16_2」を用いて前記無線タグ通信装置１２から上記Ｔａｇ２に対してＩＤを読み出すための「ACK(+RN16_2)」コマンドが送信される。Ｔａｇ２が「ACK(+RN16_2)」コマンドを受信すると、その「ACK(+RN16_2)」コマンドに応じて、上記Ｔａｇ２からＩＤに相当する「ID_2」が返信される。前記無線タグ通信装置１２においては、この返信データの受信が完了した時点で「QueryRep」コマンドが送信され、次のスロットが開始される。「QueryRep」コマンドに対し「RN16」にが一定時間内に返信されない場合は、再度「QueryRep」コマンドを送付することで、次のスロットへ移動する。その「QueryRep」コマンドに応じて、第１の無線タグ１４（以下、Ｔａｇ１と称する）からスロット番号「n」にて応答する「RN16_1」が返信されると、その「RN16_1」を用いて、前記無線タグ通信装置１２から上記Ｔａｇ１に対してＩＤを読み出すための「ACK(+RN16_1)」コマンドが送信される。Ｔａｇ１が「ACK(+RN16_1)」コマンドを受信すると、その「ACK(+RN16_1)」コマンドに応じて、上記Ｔａｇ１からＩＤ及びエラー検出信号に相当する「ID_1」が返信される。前記無線タグ通信装置１２においては、この返信データの受信が完了した時点で前記無線タグ通信装置１２から「QueryRep」コマンドが送信される。各無線タグ１４からの応答が時間領域共に関して重ならない場合には、以上のように決められた数のスロットを用いて、それら無線タグ１４との間で順次情報の通信が行われる。

図６は、従来の技術による複数の無線タグ１４との間の通信において、各無線タグ１４からの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の一例について説明する図である。この図６に示す例では、前記無線タグ通信装置１２から送信された「Query」コマンドに応じて、上記Ｔａｇ１及びＴａｇ２が「RN16_1」及び「RN16_2」に対応する返信信号を同じ時間領域において返信している。従来の技術においてこのように複数の無線タグ１４からの応答が併行して（同時に）行われた場合、リーダの側ではそれら複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号を各返信信号に分離することができなかったため、混信が発生して情報を読み取ることができなくなる。これにより、「ACK」コマンドを送信することができないことからＴａｇ１のＩＤである「ID_1」及びＴａｇ２のＩＤである「ID_2」共に読み取ることができず、各無線タグ１４の側においては決められたスロットでの応答が完了せず、次回の「Query」コマンドまで応答することができない。

図７は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６（或いは従来の無線タグ通信装置）による無線タグ通信制御の一例を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ０において、通信対象となるタグを選択する「Select」コマンドが送信される。次に、Ｓ１において、スロット数の最大値に相当するｎ＿ｍａｘが設定される。次に、ＳＡにおいて、後述する図１０（従来の技術では図８）に示すようなタグ列挙制御が行われる。次に、Ｓ２において、読取タグすなわち通信対象となる無線タグ１４が検出されたか否かが判断される。このＳ２の判断が肯定される場合には、Ｓ３において、スロット数の最大値に相当するｎ＿ｍａｘが再設定（更新）された後、Ｓ４において、応答が完了していないタグを選択する「select」コマンドが送信され、ＳＡ以下の処理が再び実行されるが、Ｓ２の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられる。この制御において、ｎ＿ｍａｘ＝２^Qは、好適には、２^Qがコリジョン（応答が重なって読めなかった）スロット数に近くなるように設定されるが、後述するようにｍ個の複数読み出しが可能な場合には、２^n_max／ｍがコリジョンスロット数に近くなるように設定されるものであってもよい。

図８は、従来の技術による、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の一例を説明するフローチャートである。この制御では、先ず、ＳＡ１において、スロット数に相当するｎと、コリジョンスロット数をカウントするコリジョンカウンタが０とされる。次に、ＳＡ２において、「Query」コマンドが送信される。次に、ＳＡ３において、ＳＡ２にて送信された送信信号に応じて所定の無線タグ１４から返信される返信信号（ＲＮ１６）の受信処理が行われる。次に、ＳＡ３′において、タグからの応答があったか否かが判断される。このＳＡ３′の判断が否定される場合には、ＳＡ７以下の処理が実行されるが、ＳＡ３′の判断が肯定される場合には、ＳＡ４において、受信信号が１６ビットのデータとして検出できたか否かが判断される。このＳＡ４の判断が否定される場合には、ＳＡ４′において、コリジョンカウンタの値が１加算された後、ＳＡ７以下の処理が実行されるが、ＳＡ４の判断が肯定される場合には、ＳＡ５において、受信信号に応じて「ACK」コマンドが送信される。次に、ＳＡ６において、ＳＡ５にて送信された送信信号に応じて所定の無線タグ１４から返信される返信信号（タグＩＤ）の受信処理が行われる。次に、ＳＡ７において、スロット数に相当するｎに１が加算される。次に、ＳＡ８において、ｎがｎ＿ｍａｘであるか否かが判断される。このＳＡ８の判断が否定される場合には、ＳＡ９において、「QueryRep」コマンドが送信された後、ＳＡ３以下の処理が実行されるが、ＳＡ８の判断が肯定される場合には、それをもって図７に示す無線タグ通信制御に復帰させられる。

図９は、前記無線タグ通信装置１２から送信される送信信号に応じて、前記無線タグ回路素子７０の制御部８６により実行される応答制御の一例を説明するフローチャートである。この制御では、先ず、ＳＴ１において、「Select」コマンドが受信されたか否かが判断される。このＳＴ１の判断が否定されるうちは、ＳＴ１の判断が繰り返されることにより待機させられるが、ＳＴ１の判断が肯定される場合には、ＳＴ２において、受信された「Select」コマンドにより自己が選択されたか否かが判断される。このＳＴ２の判断が否定される場合には、ＳＴ１以下の処理が再び実行されるが、ＳＴ２の判断が肯定される場合には、ＳＴ３において、応答完了状態であるか否かが判断される。このＳＴ３の判断が肯定される場合には、ＳＴ５以下の処理が実行されるが、ＳＴ３の判断が否定される場合には、ＳＴ４において、「Query」コマンドが受信されたか否かが判断される。このＳＴ４の判断が肯定される場合には、ＳＴ６以下の処理が実行されるが、ＳＴ４の判断が否定される場合には、ＳＴ５において、それ以外のコマンドすなわち「Select」コマンド及び「Query」コマンド以外のコマンドに対応する受信信号が受信されたか否かが判断される。このＳＴ５の判断が肯定される場合には、ＳＴ１以下の処理が再び実行されるが、ＳＴ５の判断が否定される場合には、ＳＴ３以下の処理が再び実行される。

ＳＴ６においては、ＲＮ１６及び応答スロットの番号ｎが決定され、現在のスロット番号ｍが０とされる。次に、ＳＴ７において、ｎが０であるか否かが判断される。このＳＴ７の判断が肯定される場合には、ＳＴ１３以下の処理が実行されるが、ＳＴ７の判断が否定される場合には、ＳＴ８において、「QueryRep」コマンドが受信されたか否かが判断される。このＳＴ８の判断が肯定される場合には、ＳＴ１１以下の処理が実行されるが、ＳＴ８の判断が否定される場合には、ＳＴ９において、「QueryAdjust」コマンドが受信されたか否かが判断される。このＳＴ９の判断が肯定される場合には、ＳＴ６以下の処理が実行されるが、ＳＴ９の判断が否定される場合には、ＳＴ１０において、それ以外のコマンドすなわち「QueryRep」コマンド及び「QueryAdjust」コマンド以外のコマンドに対応する受信信号が受信されたか否かが判断される。このＳＴ１０の判断が否定される場合には、ＳＴ３以下の処理が再び実行されるが、ＳＴ１０の判断が肯定される場合には、ＳＴ１以下の処理が再び実行される。

ＳＴ１１においては、ｍに１が加算される。次に、ＳＴ１２において、ｍがｎと等しいか否かが判断される。このＳＴ１２の判断が肯定される場合には、ＳＴ８以下の処理が再び実行されるが、ＳＴ１２の判断が否定される場合には、ＳＴ１３において、ＲＮ１６に相当する返信信号が生成されて返信される。次に、ＳＴ１４において、受信された「ACK」コマンドのＲＮ１６と一致するか否かが判断される。このＳＴ１４の判断が否定される場合には、ＳＴ８以下の処理が再び実行されるが、ＳＴ１４の判断が肯定される場合には、ＳＴ１５において、タグのＩＤの返信が開始される。次に、ＳＴ１５′において、ＩＤ応答中に「NAK」コマンドが受信されたか否かが検出され、これが肯定される場合にはタグＩＤの応答が完了していないためＳＴ８に移行するが、否定される場合にはＳＴ１５″に移行して「NAK」コマンド以外のコマンドが受信されたかどうかが判断される。このＳＴ１５″の判断が否定される場合には、ＳＴ１５′以下の処理が再び実行されるが、このＳＴ１５″の判断が肯定される場合には、ＳＴ１６において、応答完了状態に移行させられた後、ＳＴ１以下の処理が再び実行される。なお、このＳＴ１６において応答完了状態に移行させられた場合、ＳＴ４において「Query」コマンドが受信されたと判断される場合であってもＳＴ６には移行しない。すなわち、前記無線タグ１４は、前記無線タグ通信装置１２から「ACK」コマンドを受信してＩＤを返信した場合には、新たに他の所定のコマンドを受信するまで前記無線タグ通信装置１２との間の通信を休止するものである。

図１０は、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４との間の通信において、各無線タグ１４からの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の一例について説明する図である。この図１０に示すように、前記情報通信制御部５０は、好適には、第１の通信において所定の送信信号に応じての複数の無線タグ１４からの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合には、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち何れか単一の無線タグ１４との間で前記第２の通信を行う。換言すれば、第１の通信において複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグ１４のうち何れか１つの無線タグ１４（図１０ではＴａｇ１）との間で情報の通信を続行する。このようにすることで、併行して応答した複数の無線タグ１４のうち所定の無線タグ１４に対する情報の読み取りが可能となり、次回の通信時の「Query」コマンドのスロット数を少なくできる。ここで、前記情報通信制御部５０は、好適には、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち前記信号強度検出部６２により検出される信号強度に基づいて選択される何れか単一の無線タグ１４との間で前記第２の通信を行う。また、好適には、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち前記ＳＮ比検出部６４により検出されるＳＮ比に基づいて選択される何れか単一の無線タグ１４との間で前記第２の通信を行う。このように、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち１つの無線タグ１４との間で前記第１の通信に継続する第２の通信を行うように制御することで、複数の無線タグ１４の読み取りを行った回数分のスロットを用意すればよく、通信に要する時間を短縮することができる。

図１１は、本実施例の無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の一例を説明するフローチャートであり、図１０の処理に対応するものである。この制御において、前述した図８に示す制御と共通するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。この制御では、前述したＳＡ３′の処理においてタグ応答が検出された場合、ＳＡ１０において、複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号を個々の無線タグ１４に対応する信号に分離するためのウェイトが計算される。次に、ＳＡ１１において、ＳＡ１０にて算出されたウェイトに基づいて、複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号が個々の無線タグ１４に対応する信号に分離された後、次にＳＡ１１′において、複数のタグからの応答が検出されたかどうかが判断される。このＳＡ１１′の判断が否定される場合には、受信された一つの無線タグ１４を対象にしてＳＡ１４以降の処理が行なわれるが、ＳＡ１１′の判断が肯定される場合には、ＳＡ４′においてコリジョンカウンタに１が加えられた後に、前記信号強度検出部６２及びＳＮ比検出部６４の動作に対応するＳＡ１２において、ＳＡ１１にて分離された各無線タグ１４に対応する返信信号の信号強度及び／又はＳＮ比が検出される。次に、ＳＡ１３において、ＳＡ１２にて検出された信号強度及び／又はＳＮ比に基づいて、次なる通信の対象となる無線タグ１４が選択される。次に、ＳＡ１４において、ＳＡ１３にて選択された無線タグ１４に対して「ACK」コマンドに対応する送信データが生成され、前記送信データ乗算部２４及び送信増幅部２６等を介して前記アンテナ１８から送信信号として送信される。次に、ＳＡ１５において、ＳＡ１４にて送信された送信信号に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号の受信処理が行われた後、ＳＡ７以下の処理が実行される。また、ＳＡ８の判断が肯定される場合、すなわちｎがｎ＿ｍａｘと等しいと判断される場合には、前述した図７に示す無線タグ通信制御に復帰させられる。以上の処理において、ＳＡ１乃至ＳＡ４、ＳＡ７乃至ＳＡ９、及びＳＡ１３乃至ＳＡ１６が前記情報通信制御部５０の動作に、ＳＡ１０及びＳＡ１１’が前記受信信号処理部５４の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、予め定められた関係から、第１の通信に対応して前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に基づいて、その受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離する受信信号処理部５４（ＳＡ１０及びＳＡ１１）と、その受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち少なくとも１つの無線タグ１４との間で前記第１の通信に継続する第２の通信を行う情報通信制御部５０（ＳＡ１乃至ＳＡ４、ＳＡ７乃至ＳＡ９、及びＳＡ１３乃至ＳＡ１６）とを、備えたものであることから、第１の通信において複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグ１４との間で好適に情報の通信を続行することができる。すなわち、複数の無線タグ１４との間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信装置１２及び無線タグ通信システム１０を提供することができる。

また、前記受信信号処理部５４は、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の受信信号成分の独立性を評価し、その評価結果に基づいてその受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離するものであるため、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号を、それら成分毎に分離することができる。

また、前記情報通信制御部５０は、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち何れか単一の無線タグ１４との間で前記第２の通信を行うものであるため、第１の通信において複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグ１４のうち何れか１つの無線タグ１４との間で情報の通信を続行することができ、混信の発生を好適に防止することができる。

また、前記受信信号処理部５４により分離された各返信信号の信号強度を検出する信号強度検出部６２（ＳＡ１２）を備え、前記情報通信制御部５０は、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち前記信号強度検出部６２により検出される信号強度に基づいて選択される何れか単一の無線タグ１４との間で前記第２の通信を行うものであるため、第１の通信において複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグ１４のうち受信信号強度に基づいて選択される何れか１つの無線タグ１４との間で情報の通信を続行することができ、混信の発生を好適に防止することができる。

また、前記受信信号処理部５４により分離された各返信信号のＳＮ比を検出するＳＮ比検出部６４（ＳＡ１２）を備え、前記情報通信制御部５０は、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４のうち前記ＳＮ比検出部６４により検出されるＳＮ比に基づいて選択される何れか単一の無線タグ１４との間で前記第２の通信を行うものであるため、第１の通信において複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグ１４のうちＳＮ比に基づいて選択される何れか１つの無線タグ１４との間で情報の通信を続行することができ、混信の発生を好適に防止することができる。

また、前記受信信号処理部５４は、前記第１の通信に対応して前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号を白色化し、その白色化された信号に基づいて定められる復元行列Ｘを正規直交化することで、前記受信信号に含まれる独立成分としての複数の無線タグ１４からの返信信号を分離するものであるため、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を実用的な態様で分離することができる。

また、前記無線タグ１４は、前記無線タグ通信装置１２から所定のコマンドを受信した場合には、新たに他の所定のコマンドを受信するまで前記無線タグ通信装置１２との間の通信を休止するものであるため、複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われることによる混信を好適に防止することができる。

また、前記無線タグ通信装置１２は、最多でその無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８と同数の無線タグ１４からの信号を分離できるものであるため、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を前記受信信号処理部５４において好適に分離することができ、最多の無線タグ１４との間で併行して情報の通信を行うことができる。

また、前記無線タグ通信装置１２は、最多でその無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８の数より１少ない個数の無線タグ１４からの信号を分離できるものであるため、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を前記受信信号処理部５４において更に好適に分離することができることに加え、前記複数のアンテナ１８の数以上の無線タグ１４からの応答があった場合にウェイトが誤っていることを検出でき、複数の無線タグ１４との間で併行して情報の通信を行うことができる。

続いて、本実施例の無線タグ通信装置１２による、各無線タグ１４からの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の他の態様を説明する。図１２は、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４との間の通信において、各無線タグ１４からの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の他の一例について説明する図である。この図１２に示すように、本実施例の情報通信制御部５０は、第１の通信において所定の送信信号に応じての複数の無線タグ１４からの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合には、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４との間で順次前記第２の通信を行う。図１２に示す例では、「QueryRep」コマンドに応じてＴａｇ１及びＴａｇ２からそれぞれ「RN16_1」及び「RN16_2」に対応する返信信号が返信された場合、先ず、前記Ｔａｇ１に対してＩＤを読み出すための「ACK(+RN16_1)」コマンドを送信し、そのＴａｇ１からＩＤを読み出すための通信を行った後、前記Ｔａｇ２に対してＩＤを読み出すための「ACK(+RN16_2)」コマンドを送信し、そのＴａｇ２からＩＤを読み出すための通信を行う。このようにすることで、併行して応答した複数の無線タグ１４との間で順次通信を行うことで「Query」コマンド再送時のスロット数を減らすことが可能となり、それら複数の無線タグ１４を列挙する制御に要する時間を短縮することができる。

図１３は、本実施例の無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の一例を説明するフローチャートであり、図１２の処理に対応するものである。この制御において、前述した図８及び図１１に示す制御と共通するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。この制御では、前述したＳＡ１１の処理に続いて、ＳＡ１７において、ＳＡ１１において分離された受信信号要素数が０より大きくアンテナ１８の総数以下の範囲内であるか否かが判断される。このＳＡ１７の判断が否定される場合には、ＳＡ４′の処理が実行された後、前述したＳＡ７以下の処理が実行されるが、ＳＡ１７の判断が肯定される場合には、ＳＡ１８において、ｍが０とされると共に、ｍ＿ｍａｘが読み取られたＲＮ数とされる。次に、ＳＡ１９において、ｍに１が加算される。次に、ＳＡ２０において、ｍ個目のＲＮ１６を用いて「ACK」コマンドに対応する送信データが生成され、前記送信データ乗算部２４及び送信増幅部２６等を介して前記アンテナ１８から送信信号として送信される。次に、ＳＡ２１において、ＳＡ２０にて送信された送信信号に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号の受信処理が行われる。次に、ＳＡ２２において、ｍがｍ＿ｍａｘと等しいか否かが判断される。このＳＡ２２の判断が否定される場合には、ＳＡ１９以下の処理が再び実行されるが、ＳＡ２２の判断が肯定される場合には、前述したＳＡ７以下の処理が実行される。以上の制御において、ＳＡ１乃至ＳＡ３、ＳＡ７乃至ＳＡ９、及びＳＡ１６乃至ＳＡ２２が前記情報通信制御部５０の動作に対応する。

このように、本実施例によれば、前記情報通信制御部５０（ＳＡ１乃至ＳＡ３、ＳＡ７乃至ＳＡ９、及びＳＡ１６乃至ＳＡ２２）は、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４との間で順次前記第２の通信を行うものであるため、第１の通信において複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグ１４との間で順次情報の通信を続行することができる。

図１４は、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４との間の通信において、各無線タグ１４からの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の更に別の一例について説明する図である。この図１４に示すように、本実施例の情報通信制御部５０は、第１の通信において所定の送信信号に応じての複数の無線タグ１４からの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合には、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４との間で同時に前記第２の通信を行うと共に、その第２の通信に対応して前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に基づいて、前記受信信号処理部５４によりその受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離する。また、好適には、前記第１の通信に対応して前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離する処理の算出結果としてのウェイトを前記メモリ部６６に記憶しておき、そのメモリ部６６に記憶されたウェイトを読み出して前記第２の通信における信号分離に用いる。図１４に示す例では、「QueryRep」コマンドに応じてＴａｇ１及びＴａｇ２からそれぞれ「RN16_1」及び「RN16_2」に対応する返信信号が返信された場合、前記Ｔａｇ１及び前記Ｔａｇ２に対して同時にＩＤを読み出すための「ACK(+RN16_1+RN16_2)」コマンドを送信する。そして、その「ACK(+RN16_1+RN16_2)」コマンドに応じて前記Ｔａｇ１及び前記Ｔａｇ２から返信される返信信号を同じ時間領域において受信し、その受信された受信信号から前記Ｔａｇ１に対応する返信信号とＴａｇ２に対応する返信信号とを分離する。このようにすることで、併行して応答した複数の無線タグ１４との間で同時に通信を行うことができ、読取可能個数を限度として複数の無線タグ１４のＩＤを同時に読み取ることができる。これにより、最初のスロット数を減らすことができると共に、「Query」コマンド再送時のスロット数を減らすことが可能となり、それら複数の無線タグ１４を列挙する制御に要する時間を可及的に短縮することができる。

また、上述の方法を用いる場合、複数のタグからの応答を受信する際に用いるウェイトは、「Query」コマンドに対する応答受信時に計算したウェイトを前記メモリ部６６に保持しておき、「ACK(+RN16_1+RN16_2)」コマンドに対する応答を受信処理する際に前記ウェイトを前記メモリ部６６から読み出して使用することができる。このようにウェイトを再利用することで、ウェイト計算部５８における計算量を減らすことが可能になる。

図１５は、本実施例の無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の一例を説明するフローチャートであり、図１４の処理に対応するものである。この制御において、前述した図８等に示す制御と共通するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。この制御では、前述したＳＡ１７の判断が肯定される場合、すなわちＳＡ１１において分離された受信信号要素数が０より大きくアンテナ１８の総数以下の範囲内であると判断される場合には、ＳＡ２３において、受信信号に含まれる全てのＲＮ１６を指定して「ACK」コマンドに対応する送信データが生成され、前記送信データ乗算部２４及び送信増幅部２６等を介して前記アンテナ１８から送信信号として送信される。次に、ＳＡ２４において、ＳＡ２３にて送信された送信信号に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号の受信処理が行われる。次に、ＳＡ２５において、複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号を個々の無線タグ１４に対応する信号に分離するためのウェイトが計算される。なお、前記メモリ部６６に記憶されたウェイトを読み出して利用する場合には、このＳＡ２５のステップは省略される。次に、ＳＡ２６において、ＳＡ２５にて算出された（又はメモリ部６６から読み出された）ウェイトに基づいて、複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号が個々の無線タグ１４に対応する信号に分離された後、前述したＳＡ７以下の処理が実行される。以上の制御において、ＳＡ１乃至ＳＡ３、ＳＡ７乃至ＳＡ９、及びＳＡ１６、ＳＡ１７、ＳＡ２３、及びＳＡ２４が前記情報通信制御部５０の動作に、ＳＡ１０、ＳＡ１１、ＳＡ２５、及びＳＡ２６が前記受信信号処理部５４の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、前記情報通信制御部５０（ＳＡ１乃至ＳＡ３、ＳＡ７乃至ＳＡ９、及びＳＡ１６、ＳＡ１７、ＳＡ２３、及びＳＡ２４）は、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４との間で同時に前記第２の通信を行うと共に、その第２の通信に対応して前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に基づいて、前記受信信号処理部５４によりその受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離するものであるため、第１の通信において複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグ１４との間で同時に情報の通信を続行することができる。

また、前記受信信号処理部５０は、前記第２の通信に対応して前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離する処理に際して、前記第１の通信に対応して前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離する処理の算出結果を利用するものであるため、第１の通信に継続する第２の通信において複数の無線タグ１４との間で同時に情報の通信を続行する場合に、その第２の通信に対応する受信信号を可及的短時間に各無線タグ１４からの返信信号に分離することができる。

図１６は、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４との間の通信において、各無線タグ１４からの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の更に別の一例について説明する図である。この図１６に示すように、本実施例の情報通信制御部５０は、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４との間で順次前記第２の通信を行う際、所定の無線タグ１４からの返信信号の受信中に他の無線タグ１４に対する送信信号の送信を行う。すなわち、図１６に示す例では、先ず、前記Ｔａｇ１に対してＩＤを読み出すための「ACK(+RN16_1)」コマンドを送信し、そのＴａｇ１からＩＤを読み出すための通信を行うと共に、そのＴａｇ１からのＩＤに対応する返信信号の受信中に前記Ｔａｇ２に対してＩＤを読み出すための「ACK(+RN16_2)」コマンドを送信し、そのＴａｇ２からＩＤを読み出すための通信を行う。このようにすることで、併行して応答した複数の無線タグ１４との間で順次併行して通信を行うことができ、読取可能個数を限度として複数の無線タグ１４のＩＤを同時に読み取ることができる。これにより、最初のスロット数を減らすことができると共に、「Query」コマンド再送時のスロット数を減らすことが可能となり、それら複数の無線タグ１４を列挙する制御に要する時間を短縮することができる。なお、送信信号の送信と無線タグ１４からの返信信号の返信とか時間領域において重なった場合には、送信信号の波形が既知であるため前記受信信号処理部５４により判別乃至は分離が可能である。

図１７は、本実施例の無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の一例を説明するフローチャートであり、図１６の処理に対応するものである。この制御において、前述した図８等に示す制御と共通するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。この制御では、前述したＳＡ１９の処理に続いて、ＳＡ２７において、ｍ個目のＲＮ１６を用いて「ACK」コマンドに対応する送信データが生成され、前記送信データ乗算部２４及び送信増幅部２６等を介して前記アンテナ１８から送信信号として送信されると共に、送信された送信信号に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号の受信処理が行われる。次に、ＳＡ２８において、複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号を個々の無線タグ１４に対応する信号に分離するためのウェイトが計算される。なお、前記メモリ部６６に記憶されたウェイトを読み出して利用する場合には、このＳＡ２８のステップは省略される。次に、ＳＡ２９において、ＳＡ２８にて算出された（又はメモリ部６６から読み出された）ウェイトに基づいて、複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号が個々の無線タグ１４に対応する信号に分離された後、前述したＳＡ２２以下の処理が実行される。以上の制御において、ＳＡ１乃至ＳＡ３、ＳＡ７乃至ＳＡ９、及びＳＡ１６乃至ＳＡ１９、及びＳＡ２７が前記情報通信制御部５０の動作に、ＳＡ１０、ＳＡ１１、ＳＡ２８、及びＳＡ２９が前記受信信号処理部５４の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、前記情報通信制御部５０は、前記受信信号処理部５４により分離された返信信号に対応する複数の無線タグ１４との間で順次前記第２の通信を行う際、所定の無線タグ１４からの返信信号の受信中に他の無線タグ１４に対する送信信号の送信を行うものであるため、第１の通信において複数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においてそれら複数の無線タグ１４との間で可及的短時間に順次情報の通信を続行することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例において、前記情報通信制御部５０、受信信号処理部５４、信号強度検出部６２、及びＳＮ比検出部６４等の制御機能は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６に機能的に備えられたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、それら制御機能を有する制御装置がそれぞれ個別に備えられたものであってもよい。また、それら制御機能による制御は、ディジタル信号処理であるとアナログ信号処理であるとを問わない。

また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、送受信に共用される複数のアンテナ１８を備えたものであったが、送信信号を送信するための単数乃至は複数のアンテナを別に備えたものであってもよい。また、アンテナ１８の数は設計に応じて適宜変更されるものであり、前述したようにそれらアンテナ１８の数に応じて、前記受信信号処理部５４により分離可能な無線タグ１４の最多数が決定される。

また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、前記送信信号の送信及び受信信号の受信何れにおいても指向性の制御を行わないものであったが、各アンテナ１８に対応して可変位相器を設ける等してそれらアンテナ１８から成るアレイアンテナの送信指向性や受信指向性を制御する態様も考えられる。

また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、送信側からの回り込み信号を抑制するための構成として、前記キャンセル移相部３２、キャンセル増幅部３４、及びキャンセル合成部３６等を備えたものであったが、送信側からの回り込み信号の影響が無視できる程度に小さい場合には、これらの構成は必ずしも設けられてなくともよい。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

本第２発明の一実施例である無線タグ通信システムを説明する図である。 本第１発明の一実施例である無線タグ通信装置の構成を説明する図である。 図２の無線タグ通信装置の通信対象である無線タグに備えられた無線タグ回路素子の構成を説明する図である。 図２の無線タグ通信装置による信号分離の基準とされる基本ＩＣＡモデルを説明する図である。 従来の技術による複数の無線タグとの間の通信において、各無線タグからの応答が時間領域に関して重ならない場合の処理の一例について説明する図である。 従来の技術による複数の無線タグとの間の通信において、各無線タグからの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の一例について説明する図である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる無線タグ通信制御の一例を説明するフローチャートである。 従来の技術による、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の一例を説明するフローチャートである。 図２の無線タグ通信装置から送信される送信信号に応じて、図３の無線タグ回路素子の制御部により実行される応答制御の一例を説明するフローチャートである。 図２の無線タグ通信装置による複数の無線タグとの間の通信において、各無線タグからの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の一例について説明する図である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の一例を説明するフローチャートであり、図１０の処理に対応するものである。 図２の無線タグ通信装置による複数の無線タグとの間の通信において、各無線タグからの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の他の一例について説明する図である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の他の一例を説明するフローチャートであり、図１２の処理に対応するものである。 図２の無線タグ通信装置による複数の無線タグとの間の通信において、各無線タグからの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の更に別の一例について説明する図である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の更に別の一例を説明するフローチャートであり、図１４の処理に対応するものである。 図２の無線タグ通信装置による複数の無線タグとの間の通信において、各無線タグからの応答が周波数領域及び時間領域共に重なる場合の処理の更に別の一例について説明する図である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる、図７に示す無線タグ通信制御におけるタグ列挙制御の更に別の一例を説明するフローチャートであり、図１６の処理に対応するものである。

符号の説明

１０：無線タグ通信システム
１２：無線タグ通信装置
１４：無線タグ
１８：アンテナ
５０：情報通信制御部
５４：受信信号処理部
６２：信号強度検出部
６４：ＳＮ比検出部

Claims (14)

1. 所定の無線タグに向けて送信信号を送信すると共に、該無線タグから返信される返信信号を複数のアンテナにより受信して該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、
   予め定められた関係から、第１の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号に基づいて、該受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する受信信号処理部と、
   該受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグのうち少なくとも１つの無線タグとの間で前記第１の通信に継続する第２の通信を行う情報通信制御部と
   を、備えたものであることを特徴とする無線タグ通信装置。
2. 前記受信信号処理部は、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の受信信号成分の独立性を評価し、その評価結果に基づいて該受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離するものである請求項１の無線タグ通信装置。
3. 前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグのうち何れか単一の無線タグとの間で前記第２の通信を行うものである請求項１又は２の無線タグ通信装置。
4. 前記受信信号処理部により分離された各返信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を備え、前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグのうち前記信号強度検出部により検出される信号強度に基づいて選択される何れか単一の無線タグとの間で前記第２の通信を行うものである請求項３の無線タグ通信装置。
5. 前記受信信号処理部により分離された各返信信号のＳＮ比を検出するＳＮ比検出部を備え、前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグのうち前記ＳＮ比検出部により検出されるＳＮ比に基づいて選択される何れか単一の無線タグとの間で前記第２の通信を行うものである請求項３の無線タグ通信装置。
6. 前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグとの間で順次前記第２の通信を行うものである請求項１又は２の無線タグ通信装置。
7. 前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグとの間で順次前記第２の通信を行う際、所定の無線タグからの返信信号の受信中に他の無線タグに対する送信信号の送信を行うものである請求項６の無線タグ通信装置。
8. 前記情報通信制御部は、前記受信信号処理部により分離された返信信号に対応する複数の無線タグとの間で同時に前記第２の通信を行うと共に、該第２の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号に基づいて、前記受信信号処理部により該受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離するものである請求項１又は２の無線タグ通信装置。
9. 前記受信信号処理部は、前記第２の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する処理に際して、前記第１の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する処理の算出結果を利用するものである請求項８の無線タグ通信装置。
10. 前記受信信号処理部は、前記第１の通信に対応して前記複数のアンテナにより受信された受信信号を白色化し、該白色化された信号に基づいて定められる復元行列を正規直交化することで、前記受信信号に含まれる独立成分としての複数の無線タグからの返信信号を分離するものである請求項１から９の何れかの無線タグ通信装置。
11. 請求項１から１０の何れかの無線タグ通信装置により複数の無線タグとの間で情報の通信を行うものであることを特徴とする無線タグ通信システム。
12. 前記無線タグは、前記無線タグ通信装置から所定のコマンドを受信した場合には、新たに他の所定のコマンドを受信するまで前記無線タグ通信装置との間の通信を休止するものである請求項１１の無線タグ通信システム。
13. 前記無線タグ通信装置は、最多で該無線タグ通信装置に備えられたアンテナと同数の無線タグと併行して通信を行うものである請求項１１又は１２の無線タグ通信システム。
14. 前記無線タグ通信装置は、最多で該無線タグ通信装置に備えられたアンテナの数より１少ない個数の無線タグと併行して通信を行うものである請求項１１又は１２の無線タグ通信システム。

Images