(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のデータを第１の電波を用いて送信する第１の無線機器と、
送信対象である第２のデータに応じて前記第１の電波を変調することで生成された第２の電波を出力するデータ送信機と、
前記第１の電波および前記第２の電波を受信すると共に、当該受信した電波に含まれている前記第１の無線機器から送信された前記第１のデータと前記データ送信機から送信された前記第２のデータとを分離し復調する分離復調回路を備える第２の無線機器と、を有し、
前記データ送信機は前記第２のデータに応じて前記第１の電波に対して外乱を与えることで当該第１の電波のビット誤り率を変化させ、
前記第２の無線機器は前記第１の電波の前記ビット誤り率の変化に基づき前記データ送信機から送信された前記第２のデータを復調する、
無線通信システム。
【請求項２】
前記データ送信機は前記第１の電波を負荷変調することで前記第２の電波を生成する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記データ送信機は、ビット誤り率の無線規格値よりも低い範囲内で前記第１の電波のビット誤り率を変化させる、請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第２のデータを伝送するビット誤り率の変調周期は、前記第１のデータを伝送する前記第１の電波の変調周期よりも遅い、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第２の無線機器が有する前記分離復調回路は、前記第１の無線機器から送信された前記第１のデータを復調する復調回路と、前記第１の無線機器から送信された前記第１のデータを復調した後にビット誤り率の評価を行ない、当該ビット誤り率の時間変動に基づいて前記データ送信機から送信された前記第２のデータを復調する誤り率評価回路と、を備える請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記誤り率評価回路は、前記第１の無線機器から送信された前記第１のデータを復調した後のフレーム処理出力のビット誤り率、軟判定・ビタビ出力でのビット誤り率、およびデマッピング出力でのビット誤り率の少なくとも一つを用いて、前記データ送信機から送信された前記第２のデータを復調する、請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記誤り率評価回路は、前記第１の無線機器から送信された前記第１のデータを復調した後のフレーム処理出力のビット誤り率およびデマッピング出力でのビット誤り率の差分に基づき前記データ送信機から送信された前記第２のデータを復調する、請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記誤り率評価回路は、前記フレーム処理出力のビット誤り率、前記軟判定・ビタビ出力でのビット誤り率、および前記デマッピング出力でのビット誤り率の少なくとも一つに対して多数決処理および符号拡散処理の少なくとも一つを実施する、請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記誤り率評価回路は、前記フレーム処理出力のビット誤り率および前記デマッピング出力でのビット誤り率の少なくとも一つに対して多数決処理および符号拡散処理の少なくとも一つを実施する、請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記無線通信システムは前記データ送信機を複数有し、前記第２の無線機器は、各々の前記データ送信機が前記第２のデータにそれぞれ付与した識別情報に基づき、前記第２のデータの送信元を識別する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記データ送信機は送信対象である前記第２のデータを取得するためのセンサを備える、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記データ送信機は前記第１の電波を用いて電力を生成する電力生成回路を備える、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記分離復調回路は、前記第２の無線機器が備えるプロトコル処理部に対してソフトウェア処理を施すことで構成される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
第１のデータを送信する第１の無線機器と当該第１のデータを受信する第２の無線機器とを備える無線ネットワークにデータ送信機を用いて第２のデータを送信する無線通信方法であって、
第１の無線機器から前記第１のデータを第１の電波を用いて送信し、
前記データ送信機において前記第２のデータに応じて前記第１の電波を変調して第２の電波を生成すると共に、当該第２の電波を出力し、
前記第２の無線機器において前記第１の電波および前記第２の電波を受信すると共に、当該受信した電波に含まれている前記第１の無線機器から送信された前記第１のデータと前記データ送信機から送信された前記第２のデータとを分離し復調し、
前記データ送信機は前記第２のデータに応じて前記第１の電波に対して外乱を与えることで当該第１の電波のビット誤り率を変化させ、
前記第２の無線機器は前記第１の電波の前記ビット誤り率の変化に基づき前記データ送信機から送信された前記第２のデータを復調する、
無線通信方法。
【請求項１５】
前記データ送信機は前記第１の電波を負荷変調することで前記第２の電波を生成する、請求項１４に記載の無線通信方法。
【請求項１６】
第１のデータを含む第１の電波と、第２のデータに応じて前記第１の電波を変調することで生成され、前記第１の電波に外乱を与える第２の電波と、を受信すると共に、前記第１の電波のビット誤り率に基づき、前記受信した電波に含まれている前記第１のデータと前記第２のデータとを分離し復調する分離復調回路、を備える無線機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムおよび無線通信方法に関し、特に無線ネットワーク環境にＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術を利用したシステムを導入することが可能な無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦＩＤを利用したシステムが注目されており、様々な用途に適用され始めている。ＲＦＩＤを使用したシステムの基本構成は、ＲＦＩＤ用の無線タグと無線を介してデータ通信をするＲＦＩＤリーダ・ライタと、このＲＦＩＤリーダ・ライタを制御するコンピュータ端末とを含んで構成されている。ＲＦＩＤリーダ・ライタは、無線タグに記憶されたデータに対して、読み出しまたは書き込みを行うことができる（非特許文献１参照）。
【０００３】
ＲＦＩＤ用の無線タグは、ＲＦＩＤリーダ・ライタとの間でデータの送受信を行う際に、電源電圧を無線の電波を用いて生成するため電池を搭載しない。このような無線タグは一般に"パッシブ型"と呼ばれる。具体的には、ＲＦＩＤ用の無線タグはＲＦＩＤリーダ・ライタから供給された電波（搬送波の一部）を全波整流器で交流から直流に整流する。そして、内部電圧制御回路やブースタ回路を用いて回路電源として好適な電圧に昇降圧した後、この電力を電流モード復調器やロジックなど内部回路の電源として供給する。この場合、ＲＦＩＤ用の無線タグにおける交流から直流への変換効率は、全波整流器の中に含まれるＰＭＯＳ／ＮＭＯＳ整流ダイオードの素子サイズの最適化や、整流ダイオードに入力される前の寄生容量等による損失、およびアンテナと整流入力部のミスマッチによる損失を抑えることで高めることができる。
【０００４】
また、特許文献１には室内侵入者検知装置に関する技術が開示されている。特許文献１に開示されている室内侵入者検知装置は、送信装置と、受信装置と、警報装置と、を備える。送信装置は、所定搬送周波数の無変調波信号を送信する。受信装置は、当該送信装置から出力された信号を受信する受信部と、当該受信した信号を検波する検波部と、当該検波して得た信号のレベルが所定範囲を超えるときには検出信号を出力するレベル変動検出部とを備える。警報装置は、当該受信装置のレベル変動検出部から出力された検出信号に基づき警報を発する。特許文献１に開示されている室内侵入者検知装置は、送信装置から出力された電波の受信電界変動や復調した信号の符号誤り率の変動から室内への侵入者を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４１５７７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】国際固体回路会議２００６予稿集  講演番号１７．２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
背景技術で説明したように、ＲＦＩＤ用の無線タグ（以下、データ送信機ともいう）が保持するデータを読み出すためには、専用のＲＦＩＤリーダ・ライタが必要となる。よって、例えば、無線ネットワーク（ＷＬＡＮ）環境下において、ＲＦＩＤ用の無線タグが保持するデータを読み出すためには、無線ネットワークと有線または無線で接続された専用のＲＦＩＤリーダ・ライタが必要となる。このため、無線ネットワーク環境下においてＲＦＩＤ技術を利用したシステムを導入するにはコストがかかるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる無線通信システムは、第１のデータを第１の電波を用いて送信する第１の無線機器と、送信対象である第２のデータに応じて前記第１の電波を変調することで生成された第２の電波を出力するデータ送信機と、前記第１の電波および前記第２の電波を受信すると共に、当該受信した電波に含まれている前記第１の無線機器から送信された前記第１のデータと前記データ送信機から送信された前記第２のデータとを分離し復調する分離復調回路を備える第２の無線機器と、を有する。
【０００９】
本発明にかかる無線通信方法は、第１のデータを送信する第１の無線機器と当該第１のデータを受信する第２の無線機器とを備える無線ネットワークにデータ送信機を用いて第２のデータを送信する無線通信方法であって、第１の無線機器から前記第１のデータを第１の電波を用いて送信し、前記データ送信機において前記第２のデータに応じて前記第１の電波を変調して第２の電波を生成すると共に、当該第２の電波を出力し、前記第２の無線機器において前記第１の電波および前記第２の電波を受信すると共に、当該受信した電波に含まれている前記第１の無線機器から送信された前記第１のデータと前記データ送信機から送信された前記第２のデータとを分離し復調する。
【００１０】
本発明にかかる無線通信システムおよび無線通信方法では、データ送信機が、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波を変調し第２の電波として出力している。ここで、変調された第２の電波は第１の電波に対する外乱として働く。そして、第２の無線機器において、第１の電波に対する外乱の有無を用いて第１の無線機器から送信された第１のデータとデータ送信機から送信された第２のデータを分離し、第１および第２のデータを復調している。これにより、データ送信機が保持するデータを読み出すために、専用のＲＦＩＤリーダ・ライタを設ける必要がないため、無線ネットワーク環境下においてＲＦＩＤ技術を利用したシステムを導入する際のコストを低減することができる。
【００１１】
また、本発明にかかるデータ送信機は、送信対象であるデータを取得するためのセンサと、前記送信対象であるデータに応じて無線ネットワークで用いられている第１の電波を変調することで当該第１の電波に外乱を与える第２の電波を生成する変調回路と、を備える。
【００１２】
また、本発明にかかる無線機器は、第１のデータを含む第１の電波と、第２のデータに応じて前記第１の電波を変調することで生成され、前記第１の電波に外乱を与える第２の電波と、を受信すると共に、前記第１の電波のビット誤り率に基づき、前記受信した電波に含まれている前記第１のデータと前記第２のデータとを分離し復調する分離復調回路、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、無線ネットワーク環境下においてＲＦＩＤ技術を利用したシステムを導入する際のコストを低減することが可能な無線通信システムおよび無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１にかかる無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる第２の無線機器が受信する電波のビット誤り率を説明するための図である。
【図３】実施の形態１にかかる無線通信システムの他の例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１にかかる無線通信システムが備える第２の無線機器の他の例を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２にかかる無線通信システムを示すブロック図である。
【図６】実施の形態２にかかる無線通信システムに用いられる第２の無線機器を示すブロック図である。
【図７】実施の形態２にかかる無線通信システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】有限インパルス応答フィルタによるノイズ除去を説明するための図である。
【図９】無線通信システムの搬送波周波数とデータレートとの関係を示す図である。
【図１０】実施の形態３にかかる無線通信システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】（ａ）実施の形態４にかかる無線通信システムを示すブロック図である。（ｂ）複数のデータ送信機のそれぞれが第１の電波に与える外乱の一例を示す図である。
【図１２】Ｍ系列ＰＮ符号を用いた場合のＳＮ比を示す図である。
【図１３】実施の形態１にかかる無線通信システムにおける問題を説明するための図である。
【図１４】実施の形態１にかかる無線通信システムにおける問題を説明するための図である。
【図１５】実施の形態５にかかる無線通信システムを示すブロック図である。
【図１６】（ａ）は、実施の形態５にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機の詳細を示すブロック図である。（ｂ）は、（ａ）に示したデータ送信機の具体的な回路の一例を示す図である。
【図１７】実施の形態５にかかる無線通信システムにおいて、式２の条件を満たす場合を説明するための図である。
【図１８】（ａ）は、実施の形態６にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機を示すブロック図である。（ｂ）は、（ａ）に示したデータ送信機の具体的な回路の一例を示す図である。
【図１９】（ａ）は、実施の形態７にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機を示すブロック図である。（ｂ）は、（ａ）に示したデータ送信機の具体的な回路の一例を示す図である。
【図２０】（ａ）は、実施の形態８にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機を示すブロック図である。（ｂ）は、（ａ）に示したデータ送信機の具体的な回路の一例を示す図である。
【図２１】（ａ）は、データ送信機を粘着部材に取り付けた場合を説明するための図である。（ｂ）は、データ送信機を粘着部材に取り付けた場合を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は実施の形態１にかかる無線通信システムを示すブロック図である。図１に示すように本実施の形態にかかる無線通信システムは、第１の無線機器１と、第２の無線機器２と、データ送信機（ＲＦＩＤ用の無線タグに対応する）３と、を備える。第１の無線機器１は、第１のデータを第１の電波１２、１３を用いて送信する。データ送信機３は、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３を変調して第２の電波１４を生成し出力する。第２の無線機器２は、第１の電波１２および第２の電波１４を受信すると共に、当該受信した電波に含まれている第１の無線機器１から送信された第１のデータとデータ送信機３から送信された第２のデータとを分離し復調する分離復調回路２４を備える。本実施の形態にかかる無線通信システムの特徴は、従来技術ではノイズとして除去されていたＲＦＩＤ等のデータ送信機３からの外乱が、第２の無線機器２の分離復調回路２４において分離され、データとして取り出すことができる点である。以下、本実施の形態にかかる無線通信システムを構成する各要素について詳細に説明する。
【００１６】
第１の無線機器１は、第２の無線機器２との無線通信を実現するための内部回路（不図示）とアンテナ１１とを備え、第１のデータを第１の電波１２、１３を用いて送信する。ここで、第１の電波１２は第２の無線機器２に直接送信される直接波である。また、第１の電波１３はデータ送信機に対して送信される。
【００１７】
第２の無線機器２は、第１の無線機器１との無線通信を実現するための内部回路（不図示）とアンテナ２３とを備える。また、第２の無線機器２が備える分離復調回路２４は、受信した第１および第２の電波に含まれている第１の無線機器１から送信された第１のデータとデータ送信機３から送信された第２のデータとを分離する。更に、分離復調回路２４は、第１の無線機器１から送信された第１のデータとデータ送信機３から送信された第２のデータをそれぞれ復調する。
【００１８】
ここで、第１の無線機器１と第２の無線機器２は、無線ネットワーク（ＷＬＡＮ）を構成しており、例えば第１の無線機器１はＷＬＡＮ基地局（ＷＬＡＮ親機）であり、第２の無線機器２はＷＬＡＮ受信機（ＷＬＡＮ子機）とすることができる。また、例えば第１の無線機器１と第２の無線機器２は双方向の通信ができるように構成されている。なお、本実施の形態では第１の無線機器１と第２の無線機器２との間の通常のデータ通信は、第１の無線機器１と第２の無線機器２がそれぞれ備える内部回路を用いて実施される。第１の無線機器１と第２の無線機器２の通常のデータ通信については、従来の技術と同様であるので詳細な説明を省略する。
【００１９】
また、本実施の形態にかかる無線通信システムはＷＬＡＮに限定されるものではなく、ＷＬＡＮ以外にもＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や携帯電話などの既存の無線規格の機器に対しても広く適用することができる。
【００２０】
データ送信機３は、アンテナ３１と、変調回路３２と、センサ３３とを備える。データ送信機３は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３をアンテナ３１で受信し、変調回路３２を用いて送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３を変調して第２の電波１４を生成し出力する。ここで、データ送信機３が送信する第２のデータは、例えばセンサ３３を用いて収集されたデータである。センサ３３は、例えば人の体温を測定する温度センサ、人の血圧を測定する圧力センサ等である。例えば、温度センサ内蔵のデータ送信機を被測定対象に貼り付け、被測定対象の温度情報を無線送信し無線ネットワークで受信することで、被測定対象の温度を逐次チェックすることができる。
【００２１】
なお、センサ３３は温度センサ、圧力センサに限定されることはなく、所定のデータを取得できるセンサであればどのようなセンサであってもよい。また、データ送信機３が送信する第２のデータは、データ送信機３が予め備えるデータであってもよく、この場合、データ送信機３はセンサ３３を備えていない構成であってもよい。
【００２２】
変調回路３２は、例えば、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３を負荷変調することで第２の電波１４を生成することができる。また、データ送信機３は、図３に示す本実施の形態にかかる無線通信システムの他の例のように、電力生成回路３４を備えていてもよい。すなわち、図３に示すデータ送信機３０が備える電力生成回路３４は、アンテナ３１を用いて第１の電波（環境電波）１３を受信し、この第１の電波（環境電波）１３を全波整流器で交流から直流に整流する。そして、内部電圧制御回路やブースタ回路を用いて回路電源として好適な電圧に昇降圧した後、この電力を変調回路３２やセンサ３３等に供給することができる。この場合、データ送信機３０は電池を搭載する必要はなく、いわゆるパッシブ型のデータ送信機を構成する。一方、データ送信機３は電池を内蔵していてもよく、この場合はいわゆるアクティブ型のデータ送信機を構成する。なお、アクティブ型の場合はデータ送信機３が送信する第２のデータとして電池の残量を含めてもよい。
【００２３】
次に、本実施の形態にかかる無線通信システムの動作について説明する。
第１の無線機器１と第２の無線機器２は無線ネットワーク（ＷＬＡＮ）を構成している。このとき、第１の無線機器１と第２の無線機器２は規格に準拠した変調要素を備える第１の電波１２を用いて通信ができるように構成されている。
【００２４】
図２は、第２の無線機器２が受信する電波（第１の電波１２と第２の電波１４）のビット誤り率を説明するための図である。データ送信機３からのデータ送信がない場合は、第１の電波１２はデータ送信機３から送信された第２の電波１４の影響を受けない。つまりこの場合は、データ送信機３から送信された第２の電波１４が第１の電波１２に対する外乱として働かないため、図２に示すようにビット誤り率は上昇しない。よって、第１の無線機器１と第２の無線機器２は、図２に示す低いビット誤り率７１で通信することができる。そして、第２の無線機器２は第１の電波１２をアンテナ２３で受信し、分離復調回路２４は第１の無線機器１から送信された第１のデータを復調する。
【００２５】
次に、データ送信機３がデータを送信する場合について説明する。この場合は、まずデータ送信機３は第１の無線機器１から出力された第１の電波１３を受信する。また、センサ３３はセンサ３３で取得したデータを変調回路３２へ出力する。そして、変調回路３２はセンサ３３で取得したデータ（送信対象である第２のデータ）に応じて、受信した第１の電波１３を負荷変調し、変調後の電波を第２の電波１４として出力する（この動作を反射ともいう）。
【００２６】
データ送信機３がデータを送信する場合、図２に示すように第１の電波１２はデータ送信機３から送信された第２の電波１４の影響を受ける。よって、この場合は、データ送信機３から送信された第２の電波１４が第１の電波１２に対する外乱として働くため、図２の符号７２に示すようにビット誤り率が上昇する。
【００２７】
すなわち、データ送信機３において負荷変調により変調された第２の電波は、第１の無線機器１から送信された電波を撹乱して受信ＳＮ比を低下させるため、ビット誤り率を上昇させる。つまり、データ送信機３においてｏｎ／ｏｆｆキーイングの負荷変調をかければ、図２に示すようにビット誤り率の時間変動を用いて第２のデータを送信することができる。そして、第２の受信機器２においてこのビット誤り率の時間変動を検出することで、データ送信機３から送信された第２のデータを復調することができる。
【００２８】
なお、この時のビット誤り率７２は、第１の無線機器１と第２の無線機器２の通信に悪影響を及ぼさないように、ビット誤り率の無線規格値よりも低い範囲内としている。つまり、ビット誤り率７１とビット誤り率７２は、共にビット誤り率の無線規格値よりも低い範囲内としている。一般的に、通信環境は常に変化し様々な外乱（反射波）が混入するため、このような外乱に対する通信のロバストネスが保障されるように無線規格が策定される。
【００２９】
第２の無線機器２は第１の電波１２および第２の電波１４をアンテナ２３で受信する。そして、分離復調回路２４は、受信したこれらの電波に含まれている第１の無線機器１から送信された第１のデータとデータ送信機３から送信された第２のデータを分離すると共に、これらのデータを復調して第１の無線機器１からの復調データ２５およびデータ送信機３からの復調データ２６を生成する。
【００３０】
ここで、第１の無線機器１が送信する第１のデータは、第１の無線機器１と第２の無線機器２の規格に準拠した変調要素を備える第１の電波１２（つまり、規格に準拠した搬送波周波数を備える電波）を用いて伝送される。一方、データ送信機３が送信する第２のデータは、第２の無線機器２が受信した電波（第１および第２の電波）におけるビット誤り率の変化（つまりビット誤り率の高低）を用いて伝送される。
【００３１】
この時、第２の無線機器２が受信した電波のビット誤り率の変化の周期（つまりビット誤り率の変調周期）は、規格に準拠した搬送波周波数を備える第１の電波１２の変調周期よりも遅い。このため、分離復調回路２４を用いて、第１の無線機器１から送信された第１のデータとデータ送信機３から送信された第２のデータを分離することができる。
例えば、分離復調回路２４はローパスフィルタ（ＬＰＦ）を有し、当該ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いることで、ビット誤り率の変調周期が遅い第２のデータを分離することができる。また、例えば分離復調回路２４はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を備えていてもよく、この場合もバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いることで、ビット誤り率の変調周期が遅い第２のデータを分離することができる。ここで、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を組み合わせることで構成することができる。このとき、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いることで、変調周期が第２のデータの変動周期よりも遅い環境電波の変動成分を第２のデータから除去することができる。
なお、分離復調回路２４はアナログ信号に対するフィルタ回路でもよく、またＡ／Ｄ変換後のディジタル信号に対するフィルタ回路であってもよい。
【００３２】
図３は、本実施の形態にかかる無線通信システムの他の例を示すブロック図である。図３に示すように、第２の無線機器２のアンテナ２３で受信された第１の電波１２および第２の電波１４は、増幅器２７で増幅してもよい。また、図３に示すように、分離復調回路２４としてベースバンドフィルタ２８を用いてもよい。また、周辺の電波状況に応じて適宜フィルタを追加してもよく、第２の電波１４の強い周波数帯域でフィルタ処理を行なってもよい。増幅器２７やフィルタ処理により、後段の分離復調回路２４（ベースバンドフィルタ２８）で分離復調処理ができる程度まで信号振幅を増加させることができる。
【００３３】
また、図１に示した第２の無線機器２が備える分離復調回路２４は、次のように構成することもできる。図４は本実施の形態にかかる無線通信システムの第２の無線機器２２の構成を示す図である。図４に示す第２の無線機器２２は、アンテナ２３、受信回路８１、プロトコル処理部８２を備えており、この構成は既存の無線機器と同様である。そして、第２の無線機器２２のプロトコル処理部８２が上記分離復調回路２４として動作するように、プロトコル処理部８２に対してソフトウェア処理を施す。このように、プロトコル処理部８２に対してソフトウェア処理を施すことで、図１に示した第２の無線機器２を既存の無線機器を用いて構成することができる。なお、本実施の形態では図４に示すプロトコル処理部の一部をハードウェアで構成してもよく、この場合はプロトコル処理部のハードウェアで構成した部分以外にソフトウェア処理を施すことで第２の無線機器２を構成することができる。
【００３４】
つまり、第１の無線機器１が送信する第１のデータは、第１の無線機器１と第２の無線機器２の規格に準拠した変調要素を備える第１の電波１２（つまり、規格に準拠した搬送波周波数を備える電波）を用いて伝送される。一方、データ送信機３が送信する第２のデータは、第２の無線機器２が受信した電波（第１および第２の電波）におけるビット誤り率の変化（つまりビット誤り率の高低）を用いて伝送される。そして、プロトコル処理部８２に対して、第１の無線機器１が送信する第１のデータ（つまり、規格に準拠した搬送波周波数で送信されるデータ）とデータ送信機３が送信する第２のデータ（つまり、所定の変調周波数で変調されたビット誤り率を用いて送信されるデータ）をそれぞれ分離し復調するようにソフトウェア処理を施すことで、第１の無線機器１からの復調データ２５とデータ送信機３からの復調データ２６を得ることができる。プロトコル処理部８２におけるこのような処理はベースバンドドメインで行なわれている。
【００３５】
従来では、無線ネットワーク環境下において、ＲＦＩＤ用の無線タグ（データ送信機）が保持するデータを読み出すためには、無線ネットワークと有線または無線で接続された専用のＲＦＩＤリーダ・ライタが必要であった。このため、無線ネットワーク環境下においてＲＦＩＤ技術を利用したシステムを導入するにはコストがかかるという問題があった。
【００３６】
しかしながら、本実施の形態にかかる無線通信システムでは、第１の無線機器１と第２の無線機器２とで構成される無線ネットワーク環境下において、データ送信機３が、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３を変調することで第２の電波１４を生成し出力している。ここで、変調された第２の電波１４は第１の電波１２に対する外乱として働く。そして、第２の無線機器２の分離復調回路２４において、第１の電波１２に対する外乱の有無を用いて第１の無線機器１から送信された第１のデータとデータ送信機３から送信された第２のデータを分離し、第１および第２のデータを復調している。
【００３７】
このような構成を備える本実施の形態にかかる無線通信システムでは、ＲＦＩＤ用の無線タグ（データ送信機３）が保持するデータを読み出すために、専用のＲＦＩＤリーダ・ライタを設ける必要がない。よって、本実施の形態にかかる発明により、無線ネットワーク環境下においてＲＦＩＤ技術を利用したシステムを導入する際のコストを低減することが可能な無線通信システムを提供することができる。
【００３８】
また、本実施の形態にかかる無線通信システムでは、図４に示した既存のハードウェア構成を備える第２の無線機器２２のプロトコル処理部８２に対して、図１に示した分離復調回路２４として動作するようにソフトウェア処理を施すことで、第２の無線機器を構成することができる。よって、既存のハードウェア構成にソフトウェアを導入するのみで本実施の形態にかかる第２の無線機器を構成することができるので、無線ネットワーク環境下においてＲＦＩＤ技術を利用したシステムを導入する際のコストを低減することができる。
【００３９】
また、無線の電波を用いて電源電圧を生成するパッシブ型のデータ送信機３では、専用のＲＦＩＤリーダ・ライタからデータ送信機３に給電する場合、データ送信機３に向かわない電波も存在していた。つまり、ＲＦＩＤリーダ・ライタのアンテナに指向性がない場合はデータ送信機３に向かわずに無駄になる電力が存在していた。また、ＲＦＩＤリーダ・ライタのアンテナに指向性を持たせて電力伝達効率を高めたとしても、電力を電波で送電する以上は空間で無駄に捨てられる電力が存在していた。
【００４０】
これに対して図３に示した本実施の形態にかかる無線通信システムでは、第１の無線機器１と第２の無線機器２の通信に用いられる電波（環境電波）を用いて、データ送信機３０の電力生成回路３４が電力を生成している。よって、新たにＲＦＩＤリーダ・ライタを導入し、給電用の電波を出力する必要がないため無線通信システムの消費電力を低減することができる。
【００４１】
また、特許文献１に開示されている技術は、外乱の有無を検知するのみであり、時間的に変動する外乱をデータと区別すること、および所望でない外乱発生源を所望の外乱と判別することはできなかった。つまり、このような無線通信システムでは、通信環境の変化により様々な外乱（反射波）が混入し、ビット誤り率もこれに伴い変化していた。そして、特許文献１に開示されている技術は、単にビット誤り率に基づき外乱の変化の有無を検知するのみで、所望の外乱を意味のあるデータとして取り出してはいない。
これに対して本実施の形態にかかる無線通信システムでは、ビット誤り率の変調周期が遅い第２のデータ（データ送信機から送信されたデータ）を、分離復調回路を用いて分離し、この第２のデータを復調している。
よって、特許文献１に開示されている技術では不可能であった、所望の外乱からの通信データの取得、無線データ通信の成立にとって必須であるノイズ除去、および１対複数通信での通信相手の選別（詳細は実施の形態４を参照）が可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態にかかる無線通信方法は、第１のデータを送信する第１の無線機器１と当該第１のデータを受信する第２の無線機器２とを備える無線ネットワークにデータ送信機３を用いて第２のデータを送信する無線通信方法であって、次のステップを有する。（１）第１の無線機器１から第１のデータを第１の電波１２、１３を用いて送信するステップ。（２）データ送信機３において第２のデータに応じて第１の電波１３を変調して第２の電波１４を生成すると共に、当該第２の電波１４を出力するステップ。（３）第２の無線機器２において第１の電波１２および第２の電波１４を受信すると共に、当該受信した電波に含まれている第１の無線機器１から送信された第１のデータとデータ送信機３から送信された第２のデータとを分離し復調するステップ。
【００４３】
以上で説明した本実施の形態にかかる本発明により、無線ネットワーク環境下においてＲＦＩＤ技術を利用したシステムを導入する際のコストを低減することが可能な無線通信システムおよび無線通信方法を提供することができる。
【００４４】
実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図５は、実施の形態２にかかる無線通信システムを示すブロック図である。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、第２の無線機器２１が、分離復調回路２４として復調回路４１と誤り率評価回路４２を有する点が、図１で説明した実施の形態１にかかる無線通信システムと異なる。これ以外は実施の形態１の場合と同様であるので、同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００４５】
図５に示すように、本実施の形態にかかる無線通信システムの第２の無線機器２１は、増幅器２７と、復調回路４１と、誤り率評価回路４２とを備える。なお、増幅器２７は、第１の電波１２と第２の電波１４の信号レベルが高い場合、つまり後段の分離復調回路２４で処理をすることができる信号レベルであれば、適宜省略することができる。
【００４６】
復調回路４１は、受信した電波に含まれている第１の無線機器１から送信された第１のデータを復調し、復調後のデータを第１の無線機器１からの復調データ２５として出力する。誤り率評価回路４２は、第１の無線機器１から送信された第１のデータを復調した後にビット誤り率の評価を行ない、このビット誤り率の時間変動に基づいてデータ送信機３からのデータを読み取り復調を行ない、データ送信機３からの復調データ２６を生成する。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、復調を行なう回路が、第１の無線機器１から送信された第１のデータを復調する復調回路４１のみであり、データ送信機３から送られたデータは、その後段のベースバンド処理の中で復調される。
【００４７】
例えば、このような構成の無線通信システムに対して第三者の妨害波がさらに入った場合、またデータ送信機３からの第２の電波１４に比べて第１の無線機器１からの第１の電波（直接波）１２が優勢である位置関係にある場合は、データ送信機３からの第２のデータの受信ＳＮ比が低下する。このような場合は、多数決処理や符号拡散処理を実施することで、データ送信機３からの第２のデータの受信ＳＮ比を高くすることができ、第２の無線機器２１においてデータ送信機３からの第２のデータの受信を可能にすることができる。
【００４８】
例えば、第１の無線機器１と第２の無線機器２１の距離、および第１の無線機器１とデータ送信機３の距離が等しく、かつ第２の無線機器２１とデータ送信機３の距離がそれらの半分である二等辺三角形として配置されており、データ送信機３においては、第１の無線機器１からの電波を反射する反射係数が約０．５であるとする。この場合、第１の無線機器１から第２の無線機器２１へ直接入る距離に比べて、データ送信機を経由して第２の無線機器２１へ間接的に入る距離は１．５倍となり、到達電力が距離自乗の逆数に比例すると仮定すれば、間接波は直接波に比べて１０＊ｌｏｇ(１/(１．５＊１．５))＝−４ｄＢの分、距離減衰が加わる。さらに反射係数が０．５であるので、１０＊ｌｏｇ(０．５)＝−３ｄＢの反射減衰が加わる。これによって、第１の無線機器１からの電波が直接第２の無線機器２１にノイズとして入る電力Ｎと、データ送信機３を経由してデータとして第２の無線機器２１に入る電力Ｓの比は、信号成分の減衰量＝距離減衰＋反射減衰、かつノイズ電力は増減なしとしてＳ／Ｎ＝−３ｄＢ−４ｄＢ＝−７ｄＢとなり、ノイズに埋もれてしまう。
【００４９】
しかし、例えばデータ送信機３から同じデータを１２回送信し、第２の無線機器２において多数決処理を行いランダムノイズを抑制すると、
H(z-1)=1+z-1+z-2+…+z-11
で定義される１２タップの有限インパルス応答フィルタＳ／Ｎは、図８に示されるように７．６ｄＢ向上するので、Ｓ／Ｎ=−７ｄＢのデータを受信することが可能となる。
【００５０】
ここで、図９に示すようにＷＬＡＮ搬送波の周波数２．４ＧＨｚ帯ではデータレートは最低でも１Ｍｂｐｓ以上である。よって、データレートが１Ｍｂｐｓを下る低周波での周期性が環境電波には無いため、データ送信機３の通信帯域内で十分白色的に拡散していると考えられる。よって、多数決処理を実施することでＳＮ比を向上させることができる。なお、多数決処理や符号拡散処理は冗長性を必要とするため、実効的なデータ通信速度は低下する。この場合は、従来のＲＦＩＤシステムに比べて扱えるデータの規模が小さくなる。
【００５１】
次に、図６を用いて本実施の形態にかかる無線通信システムに用いられる第２の無線機器２１に関して具体的に説明する。図６に示す第２の無線機器２１の復調回路４１は、復調部５１、デマッピング処理部５２、軟判定デインターリーブビタビ復調処理部５３、フレーム処理部５４を含む。
【００５２】
デマッピング処理部５２からのデマッピング出力は、軟判定デインターリーブビタビ復調処理部５３および誤り率評価回路４２に出力される。軟判定デインターリーブビタビ復調処理部５３からの軟判定・ビタビ出力はフレーム処理部５４および誤り率評価回路４２に出力される。フレーム処理部５４からのフレーム処理出力は、第１の無線機器１からの復調データ２５として出力される。また、フレーム処理部５４からのフレーム処理出力は、誤り率評価回路４２にも出力される。
【００５３】
また、誤り率評価回路４２は記憶部６１を含む。誤り率評価回路４２は、デマッピング出力、軟判定・ビタビ出力、およびフレーム処理出力のうちの少なくとも一つに基づいてデータ送信機３からの第２のデータを復調し、データ送信機３からの復調データ２６を出力する。
【００５４】
図７は、図６に示す第２の無線機器２１の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、第１の無線機器１から送信された第１のデータが復調部５１で復調される。復調部５１で復調された復調データは、デマッピング処理後のビット列、軟判定・ビタビ処理後のビット列、フレーム処理後のビット列のようにプロトコル処理の各階層から分岐されて復調回路４１から出力される。デマッピング処理部５２、軟判定デインターリーブビタビ復調処理部５３、フレーム処理部５４におけるプロトコル処理が進むにつれて妨害波などの外乱の影響が緩和される。このため、デマッピング処理後のビット列は、フレーム処理後のビット列に比べて外乱の影響が大きい。
【００５５】
次に、フレーム処理出力でのビット誤り率をサンプリングする（ステップＳ１）。この時、データ送信機３から送られるデータのシンボルレート以上の速度でこのビット誤り率をサンプリングする。そして、得られたサンプリング結果を配列で記憶部に保持する（ステップＳ２）。
【００５６】
次に、ステップＳ１、Ｓ２で取得した配列に対して符号逆拡散処理を施しＳＮ比を向上させる（ステップＳ３）。この時、第２の無線機器２１内に予め保持しておいた拡散符号と保持しているサンプリング結果との間で相関を取り逆拡散処理を実施し、得られた結果のビット列をさらに記憶部に保持する。
また、データ送信機３から同じデータが繰り返し送信されているので、これらの間で多数決処理を実施し、この結果を記憶部に保持する（ステップＳ４）。
【００５７】
次に、この多数決処理の後で得られた結果の中で、パリティビットが反転している等の明確な誤りがあるか否か判断する（ステップＳ５）。ステップＳ５において明確な誤りがないと判断された場合、得られた結果をデータ送信機３から送信されたデータ（第２のデータ）として出力する（ステップＳ６）。一方、ステップＳ５において明確な誤りがあると判断された場合、データ送信機３からのデータがノイズに埋もれやすい伝送環境にあるといえる。
【００５８】
このような場合は、より外乱の影響が大きい軟判定・ビタビ出力でのビット誤り率をサンプリングする（ステップＳ７）。そして、上記のステップＳ２からステップＳ４までの処理と同様の処理を、軟判定・ビタビ出力でのビット誤り率のサンプリング結果に対して実施する（ステップＳ８）。さらに、多数決処理後の結果の中で、パリティビットが反転している等の明確な誤りがあるか否か判断する（ステップＳ９）。ステップＳ９において明確な誤りがないと判断された場合、得られた結果をデータ送信機３から送信されたデータ（第２のデータ）として出力する（ステップＳ６）。
【００５９】
一方、ステップＳ９において明確な誤りがあると判断された場合は、より外乱の影響が大きいデマッピング出力でのビット誤り率をサンプリングする（ステップＳ１０）。そして、上記のステップＳ２からステップＳ４までの処理と同様の処理を、デマッピング出力でのビット誤り率のサンプリング結果に対して実施する（ステップＳ１１）。そして、得られた結果をデータ送信機３から送信されたデータ（第２のデータ）として出力する（ステップＳ６）。
【００６０】
サンプリングの対象を、フレーム処理出力でのビット誤り率、軟判定・ビタビ出力でのビット誤り率、デマッピング出力でのビット誤り率とするにつれてノイズに敏感になる。この場合は、上記の拡散符号の長さを増加させたり、多数決処理におけるサンプリングの回数を増加させたりすることでノイズの影響を低減することができる。
なお、ノイズの少ない環境、例えばデータ送信機３と第２の無線機器２との距離が近い環境での使用に限定される場合は、上記のような複雑な構成をとる必要はなく、フレーム処理後の誤り率のみをトレースすることでデータ送信機３から送信された第２のデータを復調することができる。
【００６１】
本実施の形態にかかる無線通信システムにおいても、無線ネットワーク環境下においてＲＦＩＤ技術を利用したシステムを導入する際のコストを低減することが可能な無線通信システムを提供することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態にかかる無線通信システムおける第２の無線機器２１も、既存の無線機器にソフトウェア処理を実施すことで構成することができる。つまり、図６に示した第２の無線機器２１におけるデマッピング処理以降の処理はプロトコル処理であるため、例えば図４に示すプロトコル処理部にソフトウェア処理を実施することで、図６に示す第２の無線機器２１を構成することができる。なお、本実施の形態では図４に示すプロトコル処理部の一部をハードウェアで構成してもよく、この場合はプロトコル処理部のハードウェアで構成した部分以外にソフトウェア処理を施すことで第２の無線機器２１を構成することができる。
【００６３】
実施の形態３
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、図６に示した第２の無線機器２１における処理が実施の形態２における処理と異なる。これ以外は実施の形態２の場合と同様であるので、同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００６４】
図１０は、本実施の形態にかかる第２の無線機器２１の処理を説明するためのフローチャートである。実施の形態２で説明した図７に示すフローと図１０に示すフローとの違いは、図１０に示すフローでは図７で説明したパリティビットを用いた判別（ステップＳ５、Ｓ９）が不要となっている点である。
【００６５】
すなわち、図１０に示すフローでは、まず、フレーム処理出力でのビット誤り率をサンプリングする（ステップＳ２１）。そして、得られたサンプリング結果を配列で記憶部に保持する（ステップＳ２２）。
【００６６】
次に、ステップＳ２１、Ｓ２２で取得した配列に対して符号逆拡散処理を施しＳＮ比を向上させる（ステップＳ２３）。この時、第２の無線機器２１内に予め保持しておいた拡散符号と保持しているサンプリング結果との間で相関を取り逆拡散処理を実施し、得られた結果のビット列をさらに記憶部に保持する。そして、繰り返し送信されているデータ送信機３からのデータを用いて多数決処理を実施し、この結果（結果１）を記憶部に保持する（ステップＳ２４）。
【００６７】
また、上記ステップＳ２１からＳ２４の処理と並行して以下の処理を実施する。
まず、デマッピング出力でのビット誤り率をサンプリングする（ステップＳ２５）。そして、得られたサンプリング結果を配列で記憶部に保持する（ステップＳ２６）。
【００６８】
次に、ステップＳ２５、Ｓ２６で取得した配列に対して符号逆拡散処理を施しＳＮ比を向上させる（ステップＳ２７）。この時、第２の無線機器２１内に予め保持しておいた拡散符号と保持しているサンプリング結果との間で相関を取り逆拡散処理を実施し、得られた結果のビット列をさらに記憶部に保持する。そして、繰り返し送信されているデータ送信機３からのデータを用いて多数決処理を実施し、この結果（結果２）を記憶部に保持する（ステップＳ２８）。
【００６９】
最後に、多数決処理結果１と多数決処理結果２の差分を、データ送信機から送信されたデータ（第２のデータ）として出力する（ステップＳ２９）。
【００７０】
このように、デマッピング出力よりも外乱の影響が小さいフレーム処理出力と、デマッピング出力と、の差分をとることで、データ送信機３から外乱として送信されたデータを取り出すことができる。また、本実施の形態にかかる無線通信システムでは、第２の無線機器２１の処理を実施の形態２にかかる処理と比べて簡単にすることができる。
【００７１】
実施の形態４
次に、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、実施の形態１乃至３で説明した無線通信システムと比べて、複数のデータ送信機３_１〜３_Ｎを備えている点が異なる。これ以外は、実施の形態１乃至３と同様であるので、同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００７２】
図１１（ａ）は、本実施の形態にかかる無線通信システムを示すブロック図である。図１１（ａ）に示すように、本実施の形態にかかる無線通信システムでは、第１の無線機器１から出力された第１の電波を受信することができる範囲内に複数のデータ送信機３_１〜３_Ｎを有する。データ送信機３_１は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３_１を受信し、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３_１を変調し、第２の電波１４_１を出力する。同様に、データ送信機３_２は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３_２を受信し、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３_２を変調し、第２の電波１４_２を出力する。同様に、データ送信機３_Ｎは、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３_Ｎを受信し、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３_Ｎを変調し、第２の電波１４_Ｎを出力する。
【００７３】
図１１（ｂ）は、複数のデータ送信機３_１〜３_Ｎのそれぞれが、第１の電波１３_１〜１３_Ｎに与える外乱の一例を示す図である。図１１（ｂ）に示すように、複数のデータ送信機３_１〜３_Ｎのそれぞれは、送信対象であるデータに拡散符号などの識別情報をヘッダとして追加している。
【００７４】
第２の無線機器２は、第１の電波１２および第２の電波１４_１〜１４_Ｎを受信すると共に、当該受信した電波に含まれている第１の無線機器１から送信された第１のデータと各データ送信機３_１〜３_Ｎから送信された各データとを、分離復調回路２４を用いて分離し復調する。ここで、分離復調回路２４は、送信対象であるデータにヘッダとして追加された識別情報に基づいて、各データ送信機３_１〜３_Ｎから送信された各データを区別することができる。分離復調回路２４で分離・復調されたデータは、第１の無線機器１からの復調データ２５および各データ送信機３_１〜３_Ｎからの復調データ２６_１〜２６_Ｎとして出力される。
【００７５】
なお、上記例では識別情報として拡散符号を用いたが、識別情報は各データを区別できる情報であればどのような情報であってもよい。また、拡散符号としては例えばＭ系列を用いることができる。しかし、自己相関性の高い擬似乱数であれば特にＭ系列に限定されるものではなく、例えばＧＯＬＤ符号を用いることもできる。また、実施の形態２、３では逆拡散処理を実施している例を示したが、この場合はこの逆拡散処理よりも先に、データ識別のための拡散処理が必要となる。
【００７６】
例えば、拡散符号として自己相関が小さい符号系列である擬似乱数パターンを用いる場合、ＰＮ４であれば、Ｍ系列に対し許される初期値により擬似乱数系は１組である。これに対してＰＮ５、ＰＮ７とすれば、それぞれ３組、９組と増加する。また図１２に示すように、ＰＮ４、ＰＮ５のそれぞれの自己相関を取った場合、相関強度のピーク値と底値との差はそれぞれ１６、３２となり、これはそれぞれ２４ｄＢ、３０ｄＢである。これにより、別の拡散符号を持ったデータに対して、ビット誤り率＞１０−２のｏｎ／ｏｆｆキーイングの復調に要求されるＳＮ比よりも高い精度で区別することができる。
【００７７】
上記ヘッダとしてＰＮ５を採用し、データ受信時の冒頭でマッチドフィルタをかけることにより所望のデータ送信機と第２の無線機器２との同期を取れば、第２の無線機器２内に３組の無線チップがあっても、所望の１つのデータ送信機からのデータのみを選択的に受信できる。４組以上のデータ送信機がある場合はＰＮ７以上の拡散符号を用いることで各データ送信機からのデータを選択的に受信することができる。
【００７８】
このような無線通信システムにより、複数のデータ送信機３_１〜３_Ｎが存在する場合であっても、混信を回避して各データ送信機から送信された各データを区別して受信することができる。
【００７９】
実施の形態５
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図１３は、実施の形態１にかかる無線通信システムにおいて、通信距離を大きくした場合に生じる問題を説明するための図である。図１３に示すように、第１の電波１２が第２の無線機器に到達した際の波形は、単純な正弦波Ａｓｉｎ（２πｆｔ）で表現されるものとする。ここで、Ａは振幅、ｆは第１の無線機器１が出力する信号の周波数（光速をｃとおくと、波長はｃ／ｆ）、ｔは時間である。
【００８０】
また、第１の無線機器１と第２の無線機器２との距離をＲ、第１の無線機器１とデータ送信機３との距離をｒ、データ送信機３と第２の無線機器２との距離をＤとすると、データ送信機３を経由する電波の経路は、第１の電波１２の経路と比較してｒ＋Ｄ−Ｒだけ伸びる。このため、第１の電波１３がデータ送信機３で反射され、反射後の第２の電波１４が第２の無線機器２に入力される際の波形は、振幅がα（＜１）だけ減衰し、位相がΔφだけ遅延するため、Ａαｓｉｎ（２πｆｔ＋Δφ）で表現される。
【００８１】
よって、第２の無線機器２が受信する信号は、第１の電波１２と第２の電波１４とを加算した信号となり、次の式で表すことができる。
【数１】
0005641951.tif 000002
ここで、Ψは加算で生じる定数であり、以降の議論では用いない。
【００８２】
式１から、因子（１＋２αｃｏｓ（Δφ）＋α２）１／２が１よりも大きければ、近い位相同士が重なり合う状態となる。この状態では、第１の電波１２と第２の電波１４とを第２の無線機器２で受信した際に、第１の電波１２と第２の電波１４とが互いに強め合うため受信ＳＮ比が増える。このため、第１の無線機器１が送信した第１のデータのビットエラーレートが下がる。
【００８３】
また、因子（１＋２αｃｏｓ（Δφ）＋α２）１／２が１よりも小さければ、遠い位相同士が干渉しあう状態となる。この状態では、第１の電波１２と第２の電波１４とを第２の無線機器２で受信した際に、第１の電波１２と第２の電波１４とが互いに弱め合うため、第１の無線機器１が送信した第１のデータのビットエラーレートが上がる。
【００８４】
一方、因子（１＋２αｃｏｓ（Δφ）＋α２）１／２が１に等しければ、振幅に変化はない。したがって、第１の電波１３がデータ送信機３で反射されるにもかかわらず、位相が変化するのみで振幅およびビットエラーレートに変化はない。つまり、因子（１＋２αｃｏｓ（Δφ）＋α２）１／２＝１となる下記式２の条件を満たす場合は、ビットエラーレートに変化がないので、実施の形態１で説明したデータ送信機３を用いてデータを送信することができない。
【数２】
0005641951.tif 000003
【００８５】
以下で詳細に説明するが、距離ｒが伸びるとΔφの条件によっては上記式２を満たす場合がある。
【００８６】
上記式１、式２に含まれるαは、第１の電波１２と第２の電波１４の電圧振幅比であるので、第１の電波１２および第２の電波１４のそれぞれの電力強度Ｐｒ、Ｐｒ'を用いて次の式３で表すことができる。
【数３】
0005641951.tif 000004
【００８７】
第１の無線機器１が発するアンテナ手前における電力をＰｔ、第１の無線機器１および第２の無線機器２のアンテナ利得をそれぞれＧｔ、Ｇｒとすると、第１の電波１２の電力強度Ｐｒはフリスの伝播公式から式４のように表される。
【数４】
0005641951.tif 000005
【００８８】
また、データ送信機３が第１の電波１３を反射して第２の電波１４を出力する際の反射利得をＧとすると、第２の電波１４の電力強度Ｐｒ'は上記式４と同様に式５のように表される。なお、Ｇは反射する際の回路的な損失だけではなく、データ送信機３におけるアンテナ利得を含むものとする。
【数５】
0005641951.tif 000006
【００８９】
上記式３、式４、式５から、下記の式６を得ることができる。
【数６】
0005641951.tif 000007
つまり、式６から、αの値は第１の無線機器１および第２の無線機器２のアンテナ利得に関係なく、距離Ｒ、ｒ、Ｄ、反射利得Ｇ、および周波数ｆで決まることがわかる。
【００９０】
また、上記式１、式２に含まれる周波数ｆでの位相差Δφは、データ送信機３を経由する電波の経路が第１の電波１２を経由する経路と比較してｒ＋Ｄ−Ｒだけ伸びるので、次のように表すことができる。
【数７】
0005641951.tif 000008
【００９１】
よって、式２、式６、式７、および余弦定理からＤ２＝Ｒ２＋ｒ２−２Ｒｒｃｏｓθであるので、第１の無線機器１と第２の無線機器２との距離をＲ＝１［ｍ］で固定した場合、式２を満たす部分は、図１４に示す符号１０１のようになる。
【００９２】
図１４に示すように、第１の無線機器１および第２の無線機器２に近い領域では式２の条件を満たさないので、振幅変動が生じないことによる問題、つまりビットエラーレートが変化しないためデータ送信機３を用いてデータを送信することができないという問題は生じない。一方、第１の無線機器１および第２の無線機器２から距離が離れている領域にデータ送信機３が配置されている場合は、式２の条件を満たす場合があるので、振幅変動が生じないことによる問題が生じる。この場合は、下記で説明する解決手段が必要となる。
【００９３】
図１５は、本実施の形態にかかる無線通信システムを示すブロック図である。図１５に示すように、本実施の形態にかかる無線通信システムでは、実施の形態１で説明した無線通信システムと比べて、データ送信機１０３が備える変調回路１３２の構成が異なる。これ以外は、実施の形態１の場合と同様であるので、同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００９４】
図１５に示すように、本実施の形態にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機１０３は、アンテナ３１と、変調回路１３２と、センサ３３とを備える。データ送信機１０３は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３をアンテナ３１で受信し、変調回路１３２を用いて送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３を変調して第２の電波１１４_１、１１４_２を生成し出力する。
【００９５】
すなわち、本実施の形態では、データ送信機１０３が備える変調回路１３２は、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３を変調した第２の電波１１４_１と、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３を変調し位相変更した第２の電波１１４_２とを生成し出力している。ここで、位相変更とは典型的には位相遅延である。このとき、第２の電波１１４_１と第２の電波１１４_２とが伝播する距離は共にＤで等しい。そして、第２の電波１１４_１、１１４_２は共に第２の無線機器２で受信される。
【００９６】
図１６（ａ）は、本実施の形態にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機１０３の詳細を示すブロック図である。図１６（ａ）に示すように、データ送信機１０３が備える変調回路１３２は、負荷変調回路１３４、１３５と位相変更回路１３６とを備える。
【００９７】
変調回路１３２は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３をアンテナ３１で受信し、センサ３３で生成された第２のデータに応じて負荷変調回路１３４で第１の電波１３を負荷変調して第２の電波１１４_１を生成し出力する。また、変調回路１３２は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３をアンテナ３１で受信し、センサ３３で生成された第２のデータに応じて負荷変調回路１３５で第１の電波１３を負荷変調して第２の電波１１４_２を生成し出力する。このとき、アンテナ３１と負荷変調回路１３５との間には位相変更回路１３６が設けられているので、出力された第２の電波１１４_２は遅延している。
【００９８】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示したデータ送信機１０３の具体的な回路の一例を示す図である。図１６（ｂ）に示すように、変調回路１３２が備える負荷変調回路１３４は、容量素子Ｃ１、容量素子Ｃ２、およびトランジスタＴｒ１（例えば、Ｎ型とする）を備える。容量素子Ｃ１の一端はアンテナ３１に接続され、他端は接地電位に接続されている。容量素子Ｃ２の一端はアンテナ３１に接続され、他端はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。トランジスタＴｒ１のドレインは容量素子Ｃ２の他端と、ゲートはセンサ３３の出力と、ソースは接地電位に接続されている。
【００９９】
負荷変調回路１３５は、容量素子Ｃ３、容量素子Ｃ４、およびトランジスタＴｒ２（例えば、Ｎ型とする）を備える。容量素子Ｃ３の一端は位相変更回路１３６に接続され、他端は接地電位に接続されている。容量素子Ｃ４の一端は位相変更回路１３６に接続され、他端はトランジスタＴｒ２のドレインに接続されている。トランジスタＴｒ２のドレインは容量素子Ｃ４の他端と、ゲートはセンサ３３の出力と、ソースは接地電位に接続されている。
【０１００】
位相変更回路１３６は、抵抗素子Ｒ１と容量素子Ｃ５とを備える。抵抗素子Ｒ１の一端はアンテナ３１に接続され、他端は負荷変調回路１３５に接続されている。容量素子Ｃ３の一端は負荷変調回路１３５に接続され、他端は接地電位に接続されている。
【０１０１】
なお、図１６（ｂ）に示した回路の動作は図１６（ａ）に示したデータ送信機１０３の動作と同様である。また、データ送信機１０３は、図３に示した実施の形態１にかかる無線通信システムのように、電力生成回路３４を備えていてもよい。
【０１０２】
上記構成を備えるデータ送信機１０３は、互いに異なる位相を備える第２の電波１１４_１および第２の電波１１４_２を出力することができる。このとき、第２の電波１１４_２は位相変更回路１３６によって位相遅延Δｔが付加されている。よって、第１の無線機器１から第２の無線機器２へ直接到達する第１の電波１２による信号と、第１の無線機器１からデータ送信機１０３を経由して第２の無線機器２へ到達する第２の電波１１４_２（遅延あり）による信号との間の位相遅延は、次の式８で表すことができる。
【数８】
0005641951.tif 000009
【０１０３】
上記と同様に、式２、式６、式８、および余弦定理からＤ２＝Ｒ２＋ｒ２−２Ｒｒｃｏｓθであるので、第１の無線機器１と第２の無線機器２との距離をＲ＝１［ｍ］で固定した場合、式２を満たす部分は、図１７に示す符号１０２（破線で示す）のようになる。
【０１０４】
すなわち、図１７に示す符号１０１（実線で示す）の部分は、図１４で示した符号１０１の部分に対応しており、遅延していない第２の電波１１４_１によって生成される式２の条件を満たす部分に対応している。一方、図１７に示す符号１０２（破線で示す）の部分は、変調回路１３２で位相遅延Δｔが付加された第２の電波１１４_２によって生成される式２の条件を満たす部分に対応している。
【０１０５】
このとき、符号１０１（実線で示す）の部分では、データ送信機１０３から送信される第２の電波１１４_１が式２の条件を満たすため、第２の電波１１４_１を用いてデータを送信することができない。しかし、符号１０１（実線で示す）の部分では、位相遅延Δｔが付加された第２の電波１１４_２が式２の条件を満たさないため、第２の電波１１４_２を用いてデータを送信することができる。
【０１０６】
同様に、符号１０２（破線で示す）の部分では、データ送信機１０３から送信される第２の電波１１４_２が式２の条件を満たすため、第２の電波１１４_２を用いてデータを送信することができない。しかし、符号１０２（破線で示す）の部分では、第２の電波１１４_１が式２の条件を満たさないため、第２の電波１１４_１を用いてデータを送信することができる。
【０１０７】
なお、位相遅延Δｔが信号周期１／ｆと一致する場合は、第２の電波１１４_１と第２の電波１１４_２の位相が重なり合う。この場合は、データ送信機を用いてデータを送信することができないという問題を解決することはできない。したがって、位相遅延Δｔと信号周期１／ｆは一致しないようにすべきである。また、第２の電波１１４_１と第２の電波１１４_２の位相が重なり合わない場合であっても、これらの位相が近い場合にはデータ送信機が実施する通信においてノイズ量が増加する。よって、第２の電波１１４_１と第２の電波１１４_２の位相とが近くならないように位相遅延を設定する必要がある。逆に、第２の電波１１４_１と第２の電波１１４_２の位相の重なりが最も少ないのは、位相遅延Δｔが信号周期１／ｆの半分となる場合である。この点を考慮すると、位相遅延Δｔが信号周期１／ｆの半分となるように、位相変更回路１３６を構成することが好ましい。なお、位相変更回路１３６における位相遅延Δｔは、抵抗素子Ｒ１の抵抗値と容量素子Ｃ５の容量値を変えることで適宜変更することができる。
【０１０８】
また、上記の本実施の形態では、データ送信機１０３が互いに位相が異なる２つの第２の電波１１４_１、１１４_２を出力する場合について説明した。しかし、データ送信機１０３が出力する互いに位相が異なる第２の電波は２つ以上であってもよい。つまり、データ送信機１０３から位相が異なる少なくとも２つの電波を出力することで、データ送信機を用いてデータを送信することができないという上記問題を解決することができる。
【０１０９】
以上で説明したように、本実施の形態にかかる発明により、データ送信機の位置によらずに常にデータを送信することができる無線通信システムを提供することができる。
【０１１０】
実施の形態６
次に、本発明の実施の形態６について説明する。本実施の形態にかかる発明も実施の形態５と同様に、上記式２の条件を満たす場合にデータ送信機からデータを送信することができないという問題を解決するための発明である。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、データ送信機の構成が、実施の形態５で説明した図１５に示したデータ送信機１０３の構成と異なる。これ以外は実施の形態５および図１５と同様であるので重複した説明は省略する。
【０１１１】
図１８（ａ）は、本実施の形態にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機２０３を示すブロック図である。図１８（ａ）に示すように、データ送信機２０３は、アンテナ３１_１、３１_２、変調回路２３２、およびセンサ３３を備える。センサ３３は実施の形態１と同様の構成である。変調回路２３２は、負荷変調回路２３４と位相変更回路２３６とを備える。
【０１１２】
変調回路２３２は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３をアンテナ３１_１で受信し、センサ３３で生成された第２のデータに応じて負荷変調回路２３４で第１の電波１３を負荷変調して第２の電波１１４_１を生成しアンテナ３１_１から出力する。また、変調回路２３２は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３をアンテナ３１_２で受信し、センサ３３で生成された第２のデータに応じて負荷変調回路２３４で第１の電波１３を負荷変調して第２の電波１１４_２を生成しアンテナ３１_２から出力する。このとき、アンテナ３１_２と負荷変調回路２３４との間には位相変更回路２３６が設けられているので、出力された第２の電波１１４_２は遅延している。
【０１１３】
また、アンテナ３１_１とアンテナ３１_２との距離は十分に近いことから、アンテナ３１_１と第１の無線機器１との距離とアンテナ３１_２と第１の無線機器１との距離は共にｒとなる。同様に、アンテナ３１_１と第２の無線機器２との距離とアンテナ３１_２と第２の無線機器２との距離は共にＤとなる。
【０１１４】
本実施の形態においても、実施の形態５と同様に、データ送信機２０３から位相が異なる少なくとも２つの第２の電波１１４_１、１１４_２を出力することができるので、上記式２の条件を満たす場合にデータ送信機を用いてデータを送信することができないという問題を解決することができる。
【０１１５】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示したデータ送信機２０３の具体的な回路の一例を示す図である。図１８（ｂ）に示すように、変調回路２３２が備える負荷変調回路２３４は、容量素子Ｃ６、容量素子Ｃ７、およびトランジスタＴｒ３（例えば、Ｎ型とする）を備える。容量素子Ｃ６の一端はアンテナ３１_１に接続され、他端は接地電位に接続されている。容量素子Ｃ７の一端はアンテナ３１_１に接続され、他端はトランジスタＴｒ３のドレインに接続されている。トランジスタＴｒ３のドレインは容量素子Ｃ７の他端と、ゲートはセンサ３３の出力と、ソースは接地電位に接続されている。
【０１１６】
位相変更回路２３６は、抵抗素子Ｒ２と容量素子Ｃ８とを備える。抵抗素子Ｒ２の一端はアンテナ３１_２に接続され、他端は負荷変調回路２３４に接続されている。容量素子Ｃ８の一端は負荷変調回路２３４に接続され、他端は接地電位に接続されている。
【０１１７】
なお、図１８（ｂ）に示した回路の動作は図１８（ａ）に示したデータ送信機２０３の動作と同様である。また、データ送信機２０３は、図３に示した実施の形態１にかかる無線通信システムのように、電力生成回路３４を備えていてもよい。
【０１１８】
また、本実施の形態では、アンテナ３１_１で反射される成分（第２の電波１１４_１）とアンテナ３１_２で反射される成分（第２の電波１１４_２）とで互いにΔｔの位相遅延が生じればよい。よって、位相変更回路２３６を設ける代わりに、アンテナ３１_２の寄生インダクタンス、寄生抵抗、および寄生容量を用いてアンテナ３１_２で反射される成分に遅延を付加してもよい。
【０１１９】
ただし、この場合は、アンテナ３１_１とアンテナ３１_２のそれぞれの間で干渉が生じて通信が阻害されないように、それぞれのアンテナの配置間隔を大きくするか、またはアンテナ３１_１のヌル点がアンテナ３１_２のローブとなるように直交配置することが好ましい。また、この場合、アンテナ３１_１とアンテナ３１_２とで信号に異なる遅延を付加するため、アンテナの巻き数や面積などの形状に違いが生じる。したがって、同一の形状となる従来のダイバーシティアンテナとは相違する。
【０１２０】
以上で説明したように、本実施の形態にかかる発明により、データ送信機の位置によらずに常にデータを送信することができる無線通信システムを提供することができる。
【０１２１】
実施の形態７
次に、本発明の実施の形態７について説明する。本実施の形態にかかる発明も実施の形態５と同様に、上記式２の条件を満たす場合にデータ送信機からデータを送信することができないという問題を解決するための発明である。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、データ送信機の構成が、実施の形態５で説明した図１５に示したデータ送信機１０３の構成と異なる。これ以外は実施の形態５および図１５と同様であるので重複した説明は省略する。
【０１２２】
図１９（ａ）は、本実施の形態にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機３０３を示すブロック図である。図１９（ａ）に示すように、データ送信機３０３は、アンテナ３１、変調回路３３２、およびセンサ３３を備える。センサ３３は実施の形態１と同様の構成である。変調回路３３２は、負荷変調回路２３４、スイッチ３３５、および位相変更回路２３６を備える。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）に示したデータ送信機３０３の具体的な回路の一例を示す図である。ここで、負荷変調回路２３４および位相変更回路２３６の構成および動作は、実施の形態６で説明した負荷変調回路２３４および位相変更回路２３６の構成および動作と同様である（図１８（ａ）、（ｂ）参照）。
【０１２３】
図１９（ａ）、（ｂ）に示したスイッチ３３５は、第１の期間の間、アンテナ３１と負荷変調回路２３４とを接続する。また、スイッチ３３５は、第２の期間の間、アンテナ３１と位相変更回路２３６とを接続する。
【０１２４】
第１の期間の間、変調回路３３２は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３をアンテナ３１で受信し、センサ３３で生成された第２のデータに応じて負荷変調回路２３４で第１の電波１３を負荷変調して第２の電波１１４_１を生成しアンテナ３１から出力する。
【０１２５】
また、第２の期間の間、変調回路３３２は、第１の無線機器１から出力された第１の電波１３をアンテナ３１で受信し、センサ３３で生成された第２のデータに応じて負荷変調回路２３４で第１の電波１３を負荷変調して第２の電波１１４_２を生成しアンテナ３１から出力する。このとき、アンテナ３１と負荷変調回路２３４との間には位相変更回路２３６が設けられているので、出力された第２の電波１１４_２は遅延している。
【０１２６】
本実施の形態では、上記第１の期間における動作と上記第２の期間における動作とを交互に繰り返すことで、第２の電波１１４_１と、遅延された第２の電波１１４_２とをアンテナ３１から時分割で出力することができる。すなわち、第１の電波１３による第１のデータの所定の転送周期をＴ、第１の期間をｔ１、第２の期間をｔ２とすると、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２の関係がある。このとき、データ送信機３０３は、第１の期間ｔ１の間に、第２の電波１１４_１を出力し、第２の期間ｔ２の間に、遅延された第２の電波１１４_２を出力する。なお、この場合、時分割の速度はデータ送信機３０３から送信されるデータのデータ通信速度を上回る必要がある。
【０１２７】
上記で説明したように、本実施の形態では、第２の電波１１４_１と、遅延された第２の電波１１４_２とがデータ送信機３０３から時分割で出力される。このため、上記式２の条件を満たす領域（図１７の符号１０１、１０２で示した部分）では、データ送信機からのデータ転送速度が実施の形態６の場合と比較して、ｔ２／Ｔとなる。
【０１２８】
一方、本実施の形態では、このように時分割で第２の電波１１４_１と、遅延された第２の電波１１４_２とを出力することができるので、実施の形態６の場合と比較してアンテナの数を少なくすることができる。よって、データ送信機に占めるアンテナの領域を小さくすることができる。例えば、無線通信システムの周波数が低くアンテナが大きくなる場合には、この効果が顕著となる。
【０１２９】
実施の形態８
次に、本発明の実施の形態８について説明する。本実施の形態にかかる発明も実施の形態５と同様に、上記式２の条件を満たす場合にデータ送信機からデータを送信することができないという問題を解決するための発明である。本実施の形態にかかる無線通信システムでは、データ送信機の構成が、実施の形態５で説明した図１５に示したデータ送信機１０３の構成と異なる。これ以外は実施の形態５および図１５と同様であるので重複した説明は省略する。
【０１３０】
図２０（ａ）は、本実施の形態にかかる無線通信システムが備えるデータ送信機４０３を示すブロック図である。図２０（ａ）に示すように、データ送信機４０３は、アンテナ３１、変調回路４３２、およびセンサ３３を備える。変調回路４３２は、遅延回路４３６、セレクタ４３７、タイミング生成回路４３８、および負荷変調回路４３９を備える。
【０１３１】
セレクタ４３７には、センサ３３で生成された第２のデータと、当該センサ３３で生成された第２のデータに遅延回路４３６で遅延を付加した第２のデータ（遅延あり）と、が供給される。また、セレクタ４３７には、タイミング生成回路４３８で生成されたタイミング信号が供給される。そして、セレクタ４３７は、タイミング生成回路４３８で生成されたタイミング信号に応じて、センサ３３で生成された第２のデータ、および当該センサ３３で生成された第２のデータに遅延回路４３６で遅延を付加した第２のデータのいずれか一方を、負荷変調回路４３９に出力する。
【０１３２】
例えば、セレクタ４３７は第１の期間の間、センサ３３で生成された第２のデータを負荷変調回路４３９に出力する。また、セレクタ４３７は第２の期間の間、センサ３３で生成された第２のデータに遅延回路４３６で遅延を付加した第２のデータを負荷変調回路４３９に出力する。
【０１３３】
負荷変調回路４３９は、第１の期間の間、アンテナ３１で受信した第１の電波１３をセレクタ４３７から出力された第２のデータに応じて負荷変調して第２の電波１１４_１を生成しアンテナ３１から出力する。また、負荷変調回路４３９は、第２の期間の間、アンテナ３１で受信した第１の電波１３をセレクタ４３７から出力された第２のデータ（遅延あり）に応じて負荷変調して第２の電波１１４_２を生成しアンテナ３１から出力する。
【０１３４】
図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示したデータ送信機４０３の具体的な回路の一例を示す図である。図２０（ｂ）に示すように、遅延回路４３６は２つのインバータを用いて構成することができる。タイミング生成回路４３８は複数のインバータをリング状に接続したリングオシレータを用いて構成することができる。セレクタ４３７はＮＡＮＤ１〜３とインバータＩＮＶ１を用いて構成することができる。負荷変調回路４３９は、容量素子Ｃ９、容量素子Ｃ１０、およびトランジスタＴｒ４を用いて構成することができる。
【０１３５】
本実施の形態では、上記第１の期間における動作と上記第２の期間における動作とを交互に繰り返すことで、第２の電波１１４_１と、遅延された第２の電波１１４_２とをアンテナ３１から時分割で出力することができる。すなわち、第１の電波１３による第１のデータの所定の転送周期をＴ、第１の期間をｔ１、第２の期間をｔ２とすると、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２の関係がある。このとき、データ送信機４０３は、第１の期間ｔ１の間に、第２の電波１１４_１を出力し、第２の期間ｔ２の間に、遅延された第２の電波１１４_２を出力する。なお、この場合、タイミング生成回路４３８で生成されるタイミング、つまり時分割の速度は、データ送信機４０３から送信されるデータのデータ通信速度を上回る必要がある。
【０１３６】
上記で説明したように、本実施の形態では、第２の電波１１４_１と、遅延された第２の電波１１４_２とがデータ送信機４０３から時分割で出力される。このため、上記式２の条件を満たす領域（図１７の符号１０１、１０２で示した部分）では、データ送信機からのデータ転送速度が実施の形態６の場合と比較して、ｔ２／Ｔとなる。
【０１３７】
一方、本実施の形態では、このように時分割で第２の電波１１４_１と、遅延された第２の電波１１４_２とを出力することができるので、実施の形態６の場合と比較してアンテナの数を少なくすることができる。よって、データ送信機に占めるアンテナの領域を小さくすることができる。例えば、無線通信システムの周波数が低くアンテナが大きくなる場合には、この効果が顕著となる。
【０１３８】
その他の実施の形態
以下、その他の実施の形態について説明する。
上記実施の形態で説明したデータ送信機は、半導体チップに作製されていてもよい。つまり、データ送信機を構成する各回路（変調回路、センサ等）を半導体チップに作製してもよい。この場合、データ送信機が有する各回路が形成された半導体チップと同一のチップにアンテナを形成してもよい。また、データ送信機が有する各回路が形成された半導体チップとは別に、アンテナを形成してもよい。
【０１３９】
図２１（ａ）に示すように、半導体チップを用いて作製されたデータ送信機５０１は、粘着部材５０４を用いて被測定対象に貼り付けることができる。粘着部材５０４として、例えば絆創膏を用いることができる。ここで、データ送信機５０１は、データ送信機を構成する各回路５０２とアンテナ５０３とを含む。例えば、データ送信機５０１が温度センサを備える場合、粘着部材５０４にチップ状のデータ送信機５０１を取り付け、この粘着部材５０４を被測定対象に貼り付けることで、容易に被測定対象の温度を測定することができる。
【０１４０】
なお、粘着部材は経時的に粘着力が低下するため所定の時間が過ぎた後は使用することができない。これに対して、データ送信機５０１の製品寿命は長い。よって、データ送信機５０１を取り外すことができるように粘着部材５０４を構成することで、データ送信機５０１を再利用することができる。例えば、粘着部材５０４にポケットを形成することで、データ送信機５０１を取り外すことができる。
【０１４１】
図２１（ｂ）は、粘着部材の断面図である。図２１（ｂ）に示すように、データ送信機５０１が温度センサを備える場合は、粘着部材５０４に貼り付けられたデータ送信機５０１と被測定対象との間に位置する部材５０５として熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。このように、熱伝導率の高い材料を用いることで被測定対象の温度を正確に測定することができる。ここで、熱伝導率の高い材料としては、銅等の金属材料、高熱伝導率を有する樹脂材料などを用いることができる。
【０１４２】
また、データ送信機は体温計に設けてもよい。この場合、体温計が備える温度センサをデータ送信機のセンサとして用いてもよい。データ送信機を体温計に設けることで、被測定対象の体温の履歴を第２の無線機器２に送信することができる。
【０１４３】
次に、上記実施の形態で説明したデータ送信機の特徴について説明する。
【０１４４】
本発明にかかるデータ送信機は、送信対象であるデータを取得するためのセンサと、前記送信対象であるデータに応じて無線ネットワークで用いられている第１の電波を変調することで当該第１の電波に外乱を与える第２の電波を生成する変調回路と、を備える。
【０１４５】
本発明にかかるデータ送信機は、位相が異なる少なくとも２つの第２の電波を出力する。
【０１４６】
前記変調回路は、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波を変調した第２の電波と、送信対象である第２のデータに応じて第１の電波１３を変調し位相変更した第２の電波とを生成し出力する。
【０１４７】
図１６（ａ）に示すように、前記変調回路１３２は、センサ３３で生成された第２のデータに応じてアンテナ３１で受信した第１の電波１３を負荷変調する負荷変調回路１３４と、センサ３３で生成された第２のデータに応じてアンテナ３１で受信した第１の電波１３を負荷変調する負荷変調回路１３５と、アンテナ３１と負荷変調回路１３５との間に設けられた位相変更回路１３６と、を備える。そして、アンテナ３１から出力される負荷変調回路１３５で負荷変調された第２の電波１１４_２は遅延している。
【０１４８】
図１８（ａ）に示すように、本発明にかかるデータ送信機は、第１の電波１３をそれぞれ受信するアンテナ３１_１、３１_２と、センサ３３で生成された第２のデータに応じて、アンテナ３１_１、３１_２で受信した第１の電波１３を負荷変調する負荷変調回路２３４と、アンテナ３１_２と負荷変調回路２３４との間に設けられた位相変更回路２３６と、を備える。そして、アンテナ３１_２から出力される負荷変調回路２３５で負荷変調された第２の電波１１４_２は遅延している。
【０１４９】
図１９（ａ）に示すように、前記変調回路３３２は、センサ３３で生成された第２のデータに応じてアンテナ３１で受信した第１の電波１３を負荷変調する負荷変調回路２３４と、第１の期間の間、アンテナ３１と負荷変調回路２３４とを接続し、第２の期間の間、アンテナ３１と負荷変調回路２３４とを位相変更回路２３６を介して接続するスイッチ３３５と、を備える。第１の期間の間、アンテナ３１から負荷変調された第２の電波１１４_１が出力される。第２の期間の間、アンテナ３１から負荷変調され遅延された第２の電波１１４_２が出力される。
【０１５０】
図２０（ａ）に示すように、前記変調回路４３２は、センサ３３で生成された第２のデータと、当該センサ３３で生成された第２のデータに遅延回路４３６で遅延を付加した第２のデータとが供給されると共に、タイミング生成回路４３８で生成されたタイミング信号に応じて前記第２のデータおよび前記遅延が付加された第２のデータのいずれか一方を出力するセレクタ４３７と、前記セレクタ４３７の出力に応じて、アンテナ３１で受信した第１の電波１３を負荷変調する負荷変調回路４３４と、を備える。セレクタ４３７が前記遅延が付加された第２のデータを出力している期間、アンテナ３１から負荷変調され遅延された第２の電波１１４_２が出力される。
【０１５１】
また、前記データ送信機は、半導体チップに形成されている。
【０１５２】
次に、上記実施の形態で説明した第２の無線機器の特徴について説明する。
【０１５３】
本発明にかかる第２の無線機器は、第１のデータを含む第１の電波と、第２のデータに応じて前記第１の電波を変調することで生成され、前記第１の電波に外乱を与える第２の電波と、を受信すると共に、前記第１の電波のビット誤り率に基づき、前記受信した電波に含まれている前記第１のデータと前記第２のデータとを分離し復調する分離復調回路、を備える。
【０１５４】
本発明にかかる第２の無線機器が有する前記分離復調回路は、前記第１のデータを復調する復調回路と、前記第１のデータを復調した後にビット誤り率の評価を行ない、当該ビット誤り率の時間変動に基づいて前記第２のデータを復調する誤り率評価回路と、を備える。
【０１５５】
本発明にかかる第２の無線機器が有する前記分離復調回路は、無線機器が備えるプロトコル処理部に対してソフトウェア処理を施すことで構成される。
【０１５６】
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【０１５７】
１  第１の無線機器
２、２０、２１、２２  第２の無線機器
３、１０３、２０３、３０３、４０３  データ送信機
１１、２３、３１、３１_１、３１_２  アンテナ
１２  第１の電波（直接波）
１３  第１の電波
１４  第２の電波
２４  分離復調回路
２５  第１の無線機器からの復調データ
２６  データ送信機からの復調データ
２７  増幅器
２８  ベースバンドフィルタ
３２  変調回路
３３  センサ
３４  電力生成回路
４１  復調回路
４２  誤り率評価回路
８１  受信回路
８２  プロトコル処理部
１３２、２３２、３３２、４３２  変調回路
１３４、１３５、２３４、４３９  負荷変調回路
１３６、２３６  位相変更回路
３３５  スイッチ
４３６  遅延回路
４３７  セレクタ
４３８  タイミング生成回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図９】
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