(57)【要約】【課題】  反射器又は反射波読み取り器間における各方向で伝送速度が異なる非対称な伝送路でＴＤＤ方式によりデータ伝送を好適に行なう。【解決手段】  データ通信中はフレーム長を固定としたＴＤＤ方式を採用し、主にデータ伝送を行なうアップリンクでは、複数のフレームを連結して１つの送信バーストからなるパケットとして送信するフレーム構成を用いる。また、複数の再送フレームがあるときに、同じフレームを連続して再送せずに、順番に分散するようにフレームを詰めていくことで、伝送路で起こり易いバースト的な誤りが生じた際にスループットを改善する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射波読み取り器側からの無変調キャリアの送信と、反射器側における伝送データに応じた反射波の変調により反射波伝送を行なう無線通信システムであって、
データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、前記反射器から前記反射波読み取り器方向のアップリンクの送信バーストで１つの送信パケットを複数のフレームを連結して構成する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記反射波読み取り器側で受信パケットに含まれるフレームの誤りが生じたときに、誤り訂正のためのストップ＆ウェイト再送制御方式により、フレーム単位での部分再送を行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記反射器は、前記反射波読み取り器側で誤ったフレームを固定連結数分だけ送信するときに、再送するフレームを交番に繰り返し送信する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記反射器は、送信バーストを構成する各フレームにフレーム番号と交番ビットを付す、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記反射器は、送信バーストを構成する各フレームに該送信バースト内での送信位置を付す、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記反射波読み取り器は、受信したパケットに含まれる誤ったフレームを対向機器に対する送信バーストにおいてビットマップで表示する領域を含んだフレームからなる再送要求を行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
双方向通信を行なう無線通信システムであって、
データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、少なくとも一方向の通信における送信バーストで１つの送信パケットを複数のフレームを連結して構成する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
誤り訂正のためのストップ＆ウェイト再送制御方式によりフレーム単位での部分再送を行なう際に、再送するフレームを交番に繰り返して固定連結数分だけ送信する、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
送信バーストを構成する各フレームにフレーム番号と交番ビットを付す、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
送信バーストを構成する各フレームに該送信バースト内での送信位置を付す、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
データ受信側では、受信したパケットに含まれる誤ったフレームを対向機器に対する送信バーストにおいてビットマップで表示する領域を含んだフレームからなる再送要求を行なう、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
反射波読み取り器から受信した無変調キャリアに対する反射波の変調を利用した反射波通信を行なう無線通信装置であって、
前記反射波読み取り器から無変調キャリアを受信するとともに、伝送データに応じて変調した反射波としてパケットを送出する送信手段と、
通信相手からのパケットを受信する受信手段と、
送信パケットの生成と受信パケットの処理を行なう通信制御手段とを備え、
前記通信制御手段は、データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１３】
通信相手からの再送要求に応答して、フレーム単位での部分再送を行なう再送制御手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記再送制御手段は、対向する反射波読み取り器側で誤ったフレームについて固定連結数分だけ送信するときに、再送するフレームを交番に繰り返し送信する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記通信制御手段又は前記再送制御手段は、送信バーストを構成する各フレームにフレーム番号と交番ビットを付す、
ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記通信制御手段又は前記再送制御手段は、送信バーストを構成する各フレームに該送信バースト内での送信位置を付す、
ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１７】
無変調キャリアに対する反射器からの反射波の変調を利用した反射波通信を行なう無線通信装置であって、
無変調キャリア並びにパケットを送信する送信手段と、
前記送信手段により送信された無変調キャリアに対する通信相手からの反射波に乗せられたパケットを受信する受信手段と、
送信パケットの生成と受信パケットの処理を行なう通信制御手段とを備え、
前記通信制御手段は、データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信されたパケットを受信する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１８】
受信したパケットに含まれるフレームの誤りが生じたときに、誤り訂正のためのストップ＆ウェイト再送制御方式により、再送要求を行なう再送制御手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項１９】
前記再送制御手段は、受信したパケットに含まれる誤ったフレームを対向機器に対する送信バーストにおいてビットマップで表示する領域を含んだフレームからなる再送要求を行なう、
ことを特徴とする請求項１８に記載の無線通信装置。
【請求項２０】
双方向の通信を行なう無線通信装置であって、
パケットの送受信を行なう通信手段と、
送信パケットの生成と受信パケットの処理を行なう通信制御手段とを備え、
前記通信制御手段は、データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２１】
通信相手からの再送要求に応答して、フレーム単位での部分再送を行なう再送制御手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信装置。
【請求項２２】
前記再送制御手段は、通信相手側で誤ったフレームを固定連結数分だけ送信するときに、再送するフレームを交番に繰り返し送信する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の無線通信装置。
【請求項２３】
前記通信制御手段又は前記再送制御手段は、送信バーストを構成する各フレームにフレーム番号と交番ビットを付す、
ことを特徴とする請求項２２に記載の無線通信装置。
【請求項２４】
前記通信制御手段又は前記再送制御手段は、送信バーストを構成する各フレームに該送信バースト内での送信位置を付す、
ことを特徴とする請求項２３に記載の無線通信装置。
【請求項２５】
双方向の通信を行なう無線通信装置であって、
パケットの送受信を行なう通信手段と、
送信パケットの生成と受信パケットの処理を行なう通信制御手段とを備え、
前記通信制御手段は、データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信されたパケットを受信する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２６】
受信したパケットに含まれるフレームの誤りが生じたときに、誤り訂正のためのストップ＆ウェイト再送制御方式により、再送要求を行なう再送制御手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項２５に記載の無線通信装置。
【請求項２７】
前記再送制御手段は、受信したパケットに含まれる誤ったフレームを対向機器に対する送信バーストにおいてビットマップで表示する領域を含んだフレームからなる再送要求を行なう、
ことを特徴とする請求項２６に記載の無線通信装置。
【請求項２８】
反射波読み取り器から受信した無変調キャリアに対する反射波の変調を利用した反射波通信を行なう無線通信方法であって、
前記反射波読み取り器から無変調キャリア並びにパケットを受信する受信ステップと、
データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、伝送データに応じて変調した反射波として、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信する送信ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２９】
通信相手からの再送要求に応答して、フレーム単位での部分再送を行なう再送ステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項２８に記載の無線通信方法。
【請求項３０】
前記再送ステップでは、通信相手側で誤ったフレームを固定連結数分だけ送信するときに、再送するフレームを交番に繰り返し送信する、
ことを特徴とする請求項２９に記載の無線通信方法。
【請求項３１】
前記送信ステップ又は前記再送ステップでは、送信バーストを構成する各フレームにフレーム番号と交番ビットを付す、
ことを特徴とする請求項３０に記載の無線通信方法。
【請求項３２】
前記送信ステップ又は前記再送ステップでは、送信バーストを構成する各フレームに該送信バースト内での送信位置を付す、
ことを特徴とする請求項３１に記載の無線通信方法。
【請求項３３】
無変調キャリアに対する反射器からの反射波の変調を利用した反射波通信を行なう無線通信方法であって、
無変調キャリアを送信する送信ステップと、
無変調キャリアに対する通信相手からの反射波に乗せられたパケットを受信する受信ステップとを備え、
前記受信ステップでは、データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信されたパケットを受信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項３４】
受信したパケットに含まれるフレームの誤りが生じたときに、誤り訂正のためのストップ＆ウェイト再送制御方式により、再送要求を行なう再送要求ステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項３３に記載の無線通信方法。
【請求項３５】
前記再送要求ステップでは、受信したパケットに含まれる誤ったフレームを対向機器に対する送信バーストにおいてビットマップで表示する領域を含んだフレームからなる再送要求を行なう、
ことを特徴とする請求項３４に記載の無線通信方法。
【請求項３６】
双方向の通信を行なう無線通信方法であって、
データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信する送信ステップを備える、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項３７】
通信相手からの再送要求に応答して、フレーム単位での部分再送を行なう再送ステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項３６に記載の無線通信方法。
【請求項３８】
前記再送ステップでは、通信相手側で誤ったフレームを固定連結数分だけ送信するときに、再送するフレームを交番に繰り返し送信する、
ことを特徴とする請求項３７に記載の無線通信方法。
【請求項３９】
前記送信ステップ又は前記再送ステップでは、送信バーストを構成する各フレームにフレーム番号と交番ビットを付す、
ことを特徴とする請求項３８に記載の無線通信方法。
【請求項４０】
前記送信ステップ又は前記再送ステップでは、送信バーストを構成する各フレームに該送信バースト内での送信位置を付す、
ことを特徴とする請求項３９に記載の無線通信方法。
【請求項４１】
双方向の通信を行なう無線通信方法であって、
データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信されたパケットを受信する受信ステップを備える、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項４２】
受信したパケットに含まれるフレームの誤りが生じたときに、誤り訂正のためのストップ＆ウェイト再送制御方式により、再送要求を行なう再送要求ステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項４１に記載の無線通信方法。
【請求項４３】
前記再送要求ステップでは、受信したパケットに含まれる誤ったフレームを対向機器に対する送信バーストにおいてビットマップで表示する領域を含んだフレームからなる再送要求を行なう、
ことを特徴とする請求項４２に記載の無線通信方法。
【請求項４４】
反射波読み取り器から受信した無変調キャリアに対する反射波の変調を利用した反射波通信を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
前記反射波読み取り器から無変調キャリア並びにパケットを受信する受信ステップと、
データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、伝送データに応じて変調した反射波として、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信する送信ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項４５】
無変調キャリアに対する反射器からの反射波の変調を利用した反射波通信を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
無変調キャリアを送信する送信ステップと、
無変調キャリアに対する通信相手からの反射波に乗せられたパケットを受信する受信ステップとを備え、
前記受信ステップでは、データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信されたパケットを受信する、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項４６】
双方向の通信を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信する送信ステップと、
通信相手からの再送要求に応答して、フレーム単位での部分再送を行なう際に、再送するフレームを交番に繰り返し、固定連結数分だけのフレームを送信する再送ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項４７】
双方向の通信を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信されたパケットを受信する受信ステップと、
受信したパケットに含まれるフレームの誤りが生じたときに、誤り訂正のためのストップ＆ウェイト再送制御方式により、再送要求を行なう再送要求ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的近距離の機器間において低消費電力の通信動作を実現する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、反射波読み取り器側からの無変調キャリアの送信と、反射器側におけるアンテナ負荷インピーダンスの切り替え操作などに基づく反射波の変調を利用してデータ通信を行なうバック・スキャッタ方式の無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、反射器又は反射波読み取り器間における各方向で伝送速度が異なる非対称な伝送路で時分割多重（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式によりデータ伝送を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、反射器又は反射波読み取り器間の伝送速度が異なる非対称な伝送路において、反射器から反射波読み取り器への高速なアップリンクを用いて効率的にデータ伝送を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
複数の機器をネットワーク接続することにより、コマンドやデータ伝送の効率化、情報資源の共有化、ハードウェア資源の共有化を実現することができる。さらに最近では、有線方式による配線からユーザを解放するシステムとして、無線ネットワークが注目されている。
【０００４】
無線ネットワークに関する標準的な規格として、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１や、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２、ＩＥＥＥ８０２．１５．３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などを挙げることができる。近年、無線ＬＡＮシステムは安価になり、ＰＣにも標準内蔵されるようになったこととも相俟って、無線ＬＡＮの普及が著しい。
【０００５】
比較的小規模な無線通信システムは、家庭内などで、ホスト機器と端末機器間のデータ伝送に使用される。ここで言うホスト機器の例としては、テレビ、モニタ、プリンタ、ＰＣ、ＶＴＲ、ＤＶＤプレイヤーなど、据え置き型の家電製品が挙げられる。また、端末機器の例としては、デジタル・カメラや、ビデオ・カメラ、携帯電話、携帯情報端末、携帯型音楽再生装置など、消費電力を極力抑えたいモバイル系機器が挙げられる。この種のシステムのアプリケーションとしては、カメラ付き携帯電話やデジタル・カメラで撮った画像データを無線ＬＡＮ経由でＰＣにアップロードすることなどである。
【０００６】
ところが、無線ＬＡＮは本来コンピュータでの利用を前提として設計・開発されたものであり、モバイル系機器に搭載する場合、その消費電力が問題となる。現在市販されているＩＥＥＥ８０２．１１ｂの無線ＬＡＮカードの多くは、送信時に８００ｍＷ以上、受信時に６００ｍＷ以上の消費電力がある。この消費電力は、バッテリ駆動のポータブル機器にとっては、負担が大きい。
【０００７】
無線ＬＡＮ機能を近距離限定で動作させて、その送信電力を小さくしても、消費電力は８割程度しか低下することができない。特に、デジタル・カメラなどの画像入力装置から画像表示装置側への伝送は、送信比率が通信全体のほとんど占めるような通信形態となるため、なおさら低消費電力の無線伝送手段が求められている。
【０００８】
また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信に関しては、伝送速度が最大でも７２０ｋｂｐｓと低速度であり、昨今の高画質化し、ファイルサイズの大きくなった画像の伝送時間がかかり不便である。
【０００９】
これに対し、ＲＦＩＤで用いられるバック・スキャッタ方式に基づく反射波を利用した無線伝送によれば、例えば機器間で送信比率が通信のほとんどを占めるような通信形態において、低消費電力化を実現することができる。
【００１０】
バック・スキャッタ方式の無線通信システムは、変調処理を施した反射波によりデータを送信する反射器と、反射器からの反射波からデータを読み取る反射波読み取り器で構成される。データ伝送時には、反射波読み取り器が無変調キャリアを送信する。これに対し、反射器は、例えばアンテナの終端のオン／オフなどの負荷インピーダンス操作を用い、無変調キャリアに対し伝送データに応じた変調処理を施すことで、データを送出する。そして、反射波読み取り器側では、この反射波を受信し復調・復号処理して伝送データを取得することができる。
【００１１】
反射波伝送システムでは、バック・スキャッタリングを行なうためのアンテナ・スイッチは一般的にガリウム砒素のＩＣで構成され、その消費電力は数１０μＷ以下であり、データ伝送を行なうときの平均電力としては、送達確認方式の場合で１０ｍＷ以下、一方向伝送では、数１０μＷでデータ伝送が可能である。これは、一般的な無線ＬＡＮの平均消費電力と比較すると、圧倒的な性能差である（例えば、非特許文献１を参照のこと）。
【００１２】
図８には、反射波伝送を用いたシステム構成例を模式的に示している。例えば、デジタル・カメラや、ビデオ・カメラ、携帯電話、携帯情報端末、携帯型音楽再生装置など、消費電力を極力抑えたいモバイル系の端末機器に反射器を組み込み、テレビ、モニタ、プリンタ、ＰＣ、ＶＴＲ、ＤＶＤプレイヤーなど、据え置き型の家電製品などからなるホスト機器に反射波読み取り器を組み込む。例えば、カメラ付き携帯電話やデジタル・カメラで撮った画像データを、反射波伝送路を経由でＰＣにアップロードし、画像データの蓄積や表示出力、プリントアウトなどを行なうことができる。
【００１３】
反射波伝送システムは、例えば反射器とデジタル・カメラを接続し、反射波読み取り器とＰＣを接続しデジタル・カメラの画像データをＰＣに伝送するために利用される。この際に使われる伝送方式（プロトコル）として、同じ周波数の電波を上りと下りで時分割により共有するＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時分割多重）方式が用いられている。図９には、ＴＤＤ方式を採用した反射波伝送システムの動作例を示している。本システムでは反射を利用するため、反射波読み取り器側は、無変調キャリア送信して反射波を受信する状態と、自ら変調波によりデータ送信する状態を繰り返す。また、反射器側では、無変調キャリアにデータを乗せて反射波として返信し、次に反射波読み取り器側からの変調波を受信する状態とを繰り返す。
【００１４】
ここで、上述した反射波伝送システムは、反射器から反射波読み取り器へのアップリンクと反射波読み取り器から反射器へのダウンリンクの伝送速度が異なる非対称の伝送システムである。このため、ＴＤＤ方式の伝送において単一フレームでフレーム毎にＡｃｋ又はＮａｃｋによる送達確認のやりとりを行なう再送制御方式を適用した場合には、ダウンリンクの時間比率が高くなることから、アップリンクの伝送速度が不十分となってしまう。
【００１５】
図１０及び図１１には、反射波伝送システムにおけるフレーム構成例と、その場合のアップリンクとダウンリンクの時間関係のイメージを図解している。
【００１６】
図１０には、反射波伝送システムにおける送信フレーム構成の一例を示している。反射波読み取り器側３−ａから無変調キャリアが送信されているとき、反射器側 ３−ｂからは無変調キャリアに対する反射波としてアップリンク・パケットが送信される。反射波読み取り器では、これを受信して先に送られた情報に対し、その受信の正誤に応じてＡｃｋ又はＮａｃｋの送達確認を３−ａのフレームで返信する。
【００１７】
図１１には、このフレームを使ったＴＤＤ方式の通信動作の一例を示している。反射波伝送システムは、例えば、アップリンクの伝送速度が１０Ｍｂｐｓで、ダウンリンクの伝送速度が１Ｍｂｐｓという非対称なＴＤＤ方式の伝送路を持つ。このような場合、通信に占めるアップリンクの時間が短く、本来主体となるデータ伝送のために時間を使うことができない、すなわち伝送速度に対して実効速度が極めて低くなってしまうという問題点がある。
【００１８】
【非特許文献１】特願２００３−２９１８０９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、反射波読み取り器側からの無変調キャリアの送信と、反射器側におけるアンテナ負荷インピーダンスの切り替え操作などに基づく反射波の変調を利用してデータ通信を好適に行なうことができる、バック・スキャッタ方式の優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、反射器又は反射波読み取り器間における各方向で伝送速度が異なる非対称な伝送路でＴＤＤ方式によりデータ伝送を好適に行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２１】
本発明のさらなる目的は、反射器又は反射波読み取り器間の伝送速度が異なる非対称な伝送路において、反射器から反射波読み取り器への高速なアップリンクを用いて、低速なダウンリンクの影響による実効的な伝送速度の低下を抑え、効率的にデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２２】
本発明のさらなる目的は、反射器又は反射波読み取り器間の伝送速度が異なる非対称な伝送路において、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信するフレーム構成を用いて伝送効率よく再送制御を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、反射波読み取り器側からの無変調キャリアの送信と、反射器側における伝送データに応じた反射波の変調により反射波伝送を行なう無線通信システムであって、データ通信中はフレーム長を固定とした時分割多重方式を採用し、前記反射器から前記反射波読み取り器方向のアップリンクの送信バーストで１つの送信パケットを複数のフレームを連結して構成することを特徴とする無線通信システムである。
【００２４】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００２５】
本発明に係る無線伝送システムは、比較的近距離に限定される機器間で送信比率が通信のほとんどを占めるような通信形態において、低消費電力化を実現することを目的とするものであり、ＲＦＩＤで用いられるバック・スキャッタ方式に基づく反射波の変調を利用して無線伝送を行なう。ＲＦＩＤシステム自体は、超近距離でのみ適用可能な無線通信手段の一例として当業界において広く知られている。
【００２６】
反射波伝送システムでは、反射器から反射波読み取り器へのアップリンクと反射波読み取り器から反射器へのダウンリンクの伝送速度が異なる非対称の伝送システムである。このため、ＴＤＤ方式の伝送において単一フレームでフレーム毎に送達確認のやりとりを行なう再送制御方式では、ダウンリンクの時間比率が高くなり、アップリンクの伝送速度が不十分となってしまう、という問題がある。
【００２７】
そこで、本発明に係る無線通信システムでは、データ通信中はフレーム長を固定としたＴＤＤ方式を採用し、主にデータ伝送を行なうアップリンクでは、複数のフレームを連結して１つの送信バーストからなるパケットとして送信するフレーム構成を用いることにしている。複数のフレームを連結してパケット送信することにより、アップリンクの実効伝送速度（スループット）を改善することが可能になる。
【００２８】
一方、再送制御では、誤ったフレーム単位での部分再送を行なうストップ＆ウェイト再送制御方式を採用する。
【００２９】
ここで、誤ったフレームを固定連結数分だけ送信するときに、同じフレームを複数回ずつまとめて送ると、複数回フレームを再送しているにも拘らず、再び誤りを引き起こす場合があり、再送効率が悪い。特に、反射波伝送システムでの伝送路の誤りはバースト誤りが支配的であるため、よりその影響を受け易い。
【００３０】
そこで、本発明では、ストップ＆ウェイト再送制御方式により複数のフレームの再送を行なう際に、再送するフレームを交番に繰り返し送信することにしている。すなわち、複数の再送フレームがあるときに、同じフレームを連続して再送せずに、順番に分散するようにフレームを詰めていくことで、伝送路で起こり易いバースト的な誤りが生じた際にスループットを改善することができる。
【００３１】
また、反射器がアップリンク方向で複数のフレームを連結して１つの送信バーストを送信又は再送する際に、各フレームにプリアンブル、フレーム同期ビット(ユニーク・ワード)を配置することにより、反射波読み取り器側では、パケット途中からの受信にも対応することが可能となる。
【００３２】
また、反射器は、さらに各フレームにフレーム内位置番号を配置することにより、反射波読み取り器側ではフレーム同期を維持することが可能になり、フレーム同期はずれを引き起こす確率を低減することが可能になる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、反射器又は反射波読み取り器間における各方向で伝送速度が異なる非対称な伝送路でＴＤＤ方式によりデータ伝送を好適に行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、反射器又は反射波読み取り器間の伝送速度が異なる非対称な伝送路において、反射器から反射波読み取り器への高速なアップリンクを用いて、低速なダウンリンクの影響による実効的な伝送速度の低下を抑え、効率的にデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、反射器又は反射波読み取り器間の伝送速度が異なる非対称な伝送路において、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信するフレーム構成を用いて伝送効率よく再送制御を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００３６】
本発明によれば、伝送速度が非対称な反射波伝送システムにおいて、主にデータ伝送を行なうアップリンクでは、複数のフレームを連結してパケット送信することにより、アップリンクの実効伝送速度（スループット）を改善することが可能になる。
【００３７】
また、本発明によれば、ストップ＆ウェイト再送制御方式により複数のフレームの再送を行なう際に、複数の再送フレームがあるときに、同じフレームを連続して再送せずに、順番に分散するようにフレームを詰めていくことで、伝送路で起こり易いバースト的な誤りが生じた際にスループットを改善することができる。
【００３８】
本発明によれば、反射波伝送システムにおけるスループットの向上により通信時間を短縮することが可能になることから、モバイル機器などのバッテリ駆動の機器にとっては消費電力を低減する効果も得られる。
【００３９】
本発明は、反射波伝送路以外のメディアを利用し、各方向で非対称の伝送速度の固定長ＴＤＤ方式を用いた他の無線通信システムにも適用することが可能であり、同様にスループットの改善を期待することができる。
【００４０】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００４２】
本発明は、比較的近距離に限定される機器間で送信比率が通信のほとんどを占めるような通信形態において、低消費電力の通信動作により、電化製品などの機器制御、画像などの大容量データ伝送、並びに相互通信を実現することを目的とするものであり、ＲＦＩＤで用いられるバック・スキャッタ方式に基づく反射波を利用して無線伝送を行なうものである。
【００４３】
ＲＦＩＤシステム自体は、局所でのみ適用可能な無線通信手段の一例として当業界において広く知られている。タグとリーダライタの間の通信方法には、電磁結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる。本発明は、このうち、２．４ＧＨｚ帯などのマイクロ波を用いた電波通信方式に関連する。
【００４４】
図１には、本発明の一実施形態に係る反射波伝送システムの構成例を示している。
【００４５】
ホスト１は、ＲＦ機能部１１と、ホスト通信制御機能部１２と、ホスト機能部１３で構成される。ＲＦ機能部１１は、反射波伝送システムにおける反射波読み取り器として動作する。
【００４６】
ホスト機能部１３は、例えば、テレビ、モニタ、プリンタ、ＰＣ、ＶＴＲ、ＤＶＤプレイヤーを始めとする据え置き型の家電製品などの、受信データを処理又は再生出力するホスト機器で構成される。
【００４７】
一方、端末２は、ＲＦ機能部２１と、端末通信機能制御機能部２２と、顛末機能部２３で構成される。ＲＦ機能部２１は、反射波伝送システムにおける反射器として動作する。
【００４８】
端末機能部２３は、例えばデジタル・カメラや、ビデオ・カメラ、携帯電話、携帯情報端末、携帯型音楽再生装置など、伝送データの供給元となるモバイル系の端末機器などで構成される。
【００４９】
ホスト機能部１３から送信されたデータは、制御インターフェース１４を介してホスト通信制御機能部１２の変調機能部１２１において変調される。そして、変調信号１５はＲＦ機能部１１のキャリア発生源１１１によって生成された無変調キャリア３１に載せられて端末２に送信される。ホスト１から端末２へのダウンリンクには、一般に、端末２側での検波の容易性を考慮してＡＳＫが使用される。端末２のＲＦ機能部２１は無変調キャリア３１を受信し、復調信号２５を得る。復調信号２５は、復調機能部２２３によってデータ復調され、制御インターフェース２４を介して端末機能部２３に受信される。
【００５０】
端末２の端末機能部２３によって送信されたデータは、通信制御機能部２２の変調機能部２２２によって変調される。変調信号２６は、ＲＦ機能部２６において、無変調キャリア３１を検波して得られる反射波３２に載せられ、ホスト１に送信される。ホスト１のＲＦ機能部１１は、反射波３２を受信し、復調信号１６を得る。復調信号１６は復調機能部１２３によってデータ復調され、制御インターフェース１４を介してホスト機能部１３に受信される。
【００５１】
また、以上のデータ送受信機能に加え、ホスト１及び端末２に相互で機能するプロトコル機能部（１２１，２２１）をそれぞれの通信制御機能部（１２， ２２）に設けることで、ホスト１と端末２の間で接続や切断などのプロトコル制御が実現される。
【００５２】
反射波伝送システムにおいては、端末２のＲＦ機能部２１にキャリア発生源が不要であることが、低消費にシステムを駆動することができる。また端末側の変調を多値変調することで、端末からホスト方向に対し高速通信を実現することができる。
【００５３】
端末１は例えばデジタル・スチルカメラやデジタル・ビデオカメラであり、ホスト２は例えばテレビやプリンタであり、端末１からホスト２に対しての静止画や動画のアップロードが行なわれ、表示、プリントアウトなどが行なわれることが想定される。
【００５４】
端末２からホスト２へのアップリンクでは、ＡＳＫやＢＰＳＫなどの低ビットレートの変調方式が一般的であるが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。反射波の変調時に、アンテナの終端処理などの負荷インピーダンスの操作に加え、反射波が往復する信号路上で位相差を与えることによって、ＱＰＳＫや８相ＰＳＫ変調など、より高いビットレートの多値の変調方式を実現することができる。例えば、本出願人に既に譲渡されている特願２００３−３５２２２３号明細書には、ＱＰＳＫ変調処理を取り入れたバック・スキャッタ方式の通信システムについて開示されている。
【００５５】
一方、ホスト１における変調は、端末２側での検波の容易性を考慮してＡＳＫが使用される（前述）。このため、ホスト１から端末２へのダウンリンクは低データレートとなり、反射波伝送システムはアップリンクとダウンリンクで伝送速度が異なる非対称な伝送路となる。
【００５６】
各方向で伝送速度が異なる非対称な反射波伝送システムでは、ＴＤＤ方式の伝送において単一フレームでフレーム毎にＡｃｋ又はＮａｃｋによる送達確認のやりとりを行なう再送制御方式を適用した場合には、ダウンリンクの時間比率が高くなることから、アップリンクの伝送速度が不十分となってしまうという問題がある。
【００５７】
そこで、本実施形態では、主にデータ伝送を行なうアップリンクでは、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信するフレーム構成を用いることにしている。複数のフレームを連結してパケット送信することにより、アップリンクの実効伝送速度（スループット）を改善することが可能になる。
【００５８】
また、反射波読み取り器側では、誤ったフレームについて再送の制御を行なう。再送制御には、誤り訂正のためのストップ＆ウェイト再送制御方式により、フレーム単位での部分再送を行なう。
【００５９】
ここで、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信するフレーム構成を用いた再送制御方式を適用するとする。このような場合、誤ったフレームを固定連結数分だけ送信するときに、同じフレームを複数回ずつまとめて送ると、伝送路の誤りによってバースト的に誤りが生じた際に複数回フレームを再送しているにも拘らず、再び誤りを引き起こす場合があるため、再送効率が悪い。特に、反射波伝送システムでの伝送路の誤りはバースト誤りが支配的であるため、よりその影響を受け易い。
【００６０】
図２には、反射波伝送システムにおける再送制御の問題を図解している。時系列でパケット（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）と送受信されるとする。
【００６１】
同図において、最初のパケット（ａ）で第１フレームと第３フレームが伝送に失敗したので、第１、並びに第３の再送を（ｂ）で要求する。反射器側から５フレーム分だけ第１フレームと第３フレームで埋めて、再送パケット（ｃ）を送信する。この際に、第１フレームを３回、第２フレームを２回だけそれぞれ連続して送出したとする。ここで、バースト誤りによってパケットの前方部分が３フレーム分誤った場合、第１フレームは再び伝送に失敗するため、再度再送を行なうことになり、伝送効率がよくない。
【００６２】
そこで、本実施形態では、ストップ＆ウェイト再送制御方式により複数のフレームの再送を行なう際に、再送するフレームを交番に繰り返し送信することにしている。すなわち、複数の再送フレームがあるときに、同じフレームを連続して再送せずに、順番に分散するようにフレームを詰めていくことで、無線路で起こり易いバースト的な誤りが生じた際にスループットを改善することができる。
【００６３】
図３には、端末２すなわち反射器からホスト１すなわち反射波読み取り器へのアップリンクにおいて、パケットを送信する伝送シーケンスを模式的に示している。
【００６４】
同図に示す例では、アップリンクの伝送時間比率を改善するために、アップリンクのパケットでフレームを複数連結している（同図では５連結）。ダウンリンクでは、この５つの連結されたフレーム毎のＡｃｋ又はＮａｃｋを示し、誤ったフレームのみ部分的に再送を要求する。
【００６５】
図４には、図３に示した伝送シーケンスにおける各フレームの構成を詳細に示している。
【００６６】
１つのフレームは、変調の同期を取るためのプリアンブルと、フレーム同期を取るためのフレーム同期ビット（ユニーク・ワード）と、フレーム情報（交番ビット、フレーム番号、パケット内位置番号、及びフレーム・パラメータ、データ長などが含まれる）と、データ（ぺイロード）と、誤り検出用ビット及び誤り訂正用ビットで構成される。
【００６７】
図４に示した例では、例えばリードソロモン符号のようにデータと誤り訂正ビットが分離している場合を取り上げているが、誤り訂正の方式によっては例えば畳み込み符号のように、データ（生の情報）と誤り訂正用のビットが分かれていない場合もある。
【００６８】
最初の送信パケットでは、第１フレームから第５フレームまで順番に上記のフレーム構成で送信を行なう。システム構成によっては、送信パケットの最前部にのみプリアンブルを追加しパケット先頭での変調の同期を取り易くすることもできる。
【００６９】
端末２すなわち反射器側から１つのパケット（図示の例では５フレーム連結した一塊）を送出し、ホスト１すなわち反射波読み取り器側ではこれを受信する。ホスト１側では、フレーム毎に誤り訂正、誤り検出を行ない、誤りのあったフレームについて再送要求をフレーム情報に入れてダウンリンク・パケットで送出する。
【００７０】
図５には、図４に示したフレーム構成を用いて、図３に示した伝送シーケンスによりＴＤＤ動作した場合における、アップリンクとダウンリンクの時間比の例を示している。
【００７１】
アップリンクの伝送速度が１０Ｍｂｐｓであるのに対し、ダウンリンクの伝送速度が１Ｍｂｐｓであり、ダウンリンクが低速なため、実際の通信時間に占める割合が大きく、実際のデータ伝送に割り当てられる時間が少なくなる。これに対し、同図からも分かるように、アップリンク側のパケットでフレームを連結したことにより、アップリンクの占有時間が改善され、実際のデータ伝送のスループットが向上させることが可能となっている。
【００７２】
図６には、本実施形態に係る反射波伝送システムにおいて、ストップ＆ウェイと再送制御方式を実現した伝送シーケンスの一例を示している。
【００７３】
ストップ＆ウェイト再送制御方式は、１つのパケットに対しその送達確認ができるまで同じパケットを再送する方式である。本実施形態では、フレームを連結し且つフレーム毎の部分再送制御を可能とする機能を備えている。また、反射波伝送路ゆえの不安定さから、反射波読み取り器側において、パケットの途中からの受信に対してもフレーム単位での受信を可能とし、又１フレームでも受信できればフレーム同期を維持できる機能を備えている。さらに、再送の際に反射波伝送路でのバースト的な誤りを考慮し、再送フレームを順番に固定フレーム数分詰めて送出する機能を備えている。
【００７４】
図６に示した伝送シーケンス例として、反射器側からパケット（ａ）を送信する。これに対し、反射波読み取り器側では、当該パケットに含まれる第１、第３フレームを受信失敗している。このため、反射波読み取り器側からは、Ａｃｋ又はＮａｃｋパケット（ｂ）において、第１、第３フレームの再送を要求する。
【００７５】
反射器側では、反射波読み取り器から第１と第３フレームを再送要求されたので、第１と第３を交互に５連結数分にし、１つの送信パケット（ｃ）として送出する。
【００７６】
反射波読み取り器側では、伝送パケットの先頭部分から３フレーム受信失敗しても、各フレームにプリアンブルとフレーム同期ビットが配置されているので、途中からの受信が可能である。すなわち、第３フレーム（位置４）と第１フレーム（位置５）を受信することで５フレーム分（１パケット）のデータ受信を完了することができる。
【００７７】
さらに、反射器では送信バーストとしてのパケットに含まれる各フレーム内にパケット内の位置番号を示す情報を記載しているので、反射波読み取り器側では、フレーム同期を維持することが可能である。
【００７８】
図７には、誤りフレームに対する再送パケットのフレームの詰め方の一例を示している。反射側（高速データ送信側）では、再送要求を受けたフレーム番号を、順番に再送する。連結数に満たない場合、再度連結数に達するまで順番に再送を繰り返す。
【００７９】
図示の表の左の列が誤り状況（再送要求されたフレーム）を示し、表の右側の列がその際の５フレーム分の送出フレームの詰め込み方を示しており、各フレームが分散して配置される。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【００８１】
本明細書では、読取装置側からの無変調キャリアの送信と、送信装置側における伝送データにて反射波に変調を行なう反射波伝送システムを例にとって本発明の実施形態について説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。反射波伝送以外のメディアを利用する他の無線通信システムであっても、各方向で伝送速度が異なる非対称な伝送路において、本発明を適用することによって、高速なアップリンクを用いて、低速なダウンリンクの影響による実効的な伝送速度の低下を抑え、効率的にデータ伝送を行なうことができる。すなわち、本発明を、伝送速度が非対称となるいかなる形態の通信システムに適用しても、複数のフレームを連結して１つの送信バーストとして送信するフレーム構成を用いて伝送効率よく再送制御を行なうことができるようになる。
【００８２】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る反射波伝送システムの構成例を示した図である。
【図２】図２は、反射波伝送システムにおける再送制御の問題を説明するための図である。
【図３】図３は、端末２すなわち反射器からホスト１すなわち反射波読み取り器へのアップリンクにおいて、パケットを送信する伝送シーケンスを模式的に示した図である。
【図４】図４では、図３に示した伝送シーケンスにおける各フレームの構成を詳細に示した図である。
【図５】図５は、図４に示したフレーム構成を用いて、図３に示した伝送シーケンスによりＴＤＤ動作した場合における、アップリンクとダウンリンクの時間比の例を示した図である。
【図６】図６は、本発明に係る反射波伝送システムにおいて、ストップ＆ウェイと再送制御方式を実現した伝送シーケンスの一例を示した図である。
【図７】図７は、誤りフレームに対する再送パケットのフレームの詰め方の一例を示した図である。
【図８】図８は、反射波伝送を用いたシステム構成例を模式的に示した図である。
【図９】図９は、ＴＤＤ方式を採用した反射波伝送システムの動作例を示した図である。
【図１０】図１０は、反射波伝送システムにおける送信フレーム構成の一例を示した図である。
【図１１】図１１は、図１０に示したフレームを使ったＴＤＤ方式の通信動作の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…ホスト
１１…ＲＦ機能部
１１１…キャリア発生源
１２…通信制御機能部
１２１…変調機能部
１２２…変調機能部
１２３…復調器機能部
１３…ホスト機器
１４…制御インターフェース
２…端末
２１…ＲＦ機能部
２２…通信制御機能部
２２１…プロトコル機能部
２２２…変調機能部
２２３…復調機能部
２３…端末機能部
２４…制御インターフェース
【図１】
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【図２】
2006013843.tif 000004
【図３】
2006013843.tif 000005
【図４】
2006013843.tif 000006
【図５】
2006013843.tif 000007
【図６】
2006013843.tif 000008
【図７】
2006013843.tif 000009
【図８】
2006013843.tif 000010
【図９】
2006013843.tif 000011
【図１０】
2006013843.tif 000012
【図１１】
2006013843.tif 000013