(57)【要約】【課題】Ｒ／Ｗが多数設置されている大規模ＲＦＩＤシステムにおいては、全Ｒ／Ｗの最適条件の推定に必要な処理量が膨大になる。【解決手段】ＲＦＩＤシステムの最適条件をコンピュータシステムによって推定する最適化装置において、Ｒ／Ｗの搬送波周波数の最適化手段２０ａ、Ｒ／Ｗの送信タイミングの最適化手段２０ｂ、ＲＦＩＤシステムの通信状況の推定手段２０ｃを備える。最適化手段２０ａは、推定手段２０ｃによるシミュレーション結果を用いながら、各Ｒ／Ｗ毎に適切な搬送波周波数を割り当てる。最適化手段２０ｂは、まず、中心周波数から最も遠い搬送波周波数が割り当てられたＲ／Ｗを第１の送信タイミングに確定し、それ以外のＲ／Ｗに対しては、第１の送信タイミングを第１候補として推定手段２０ｃによるシミュレーション結果を用いながらその良否の検証を行う。【選択図】図３
2011013790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータシステムを用いたプログラム処理によって実現され、複数のリーダライタとＲＦＩＤデバイスが無線通信を行うＲＦＩＤシステムを対象に最適な通信条件を導出する最適化装置であって、
前記ＲＦＩＤシステムの設置条件と、前記ＲＦＩＤデバイスに対して送信を行う際の通信条件として前記複数のリーダライタが採り得る搬送波周波数帯域および送信開始のタイミング候補とを保持する第１機能と、
設定された前記設置条件および前記通信条件を用いた際の前記ＲＦＩＤシステムの通信状況を演算によって推定し、前記通信状況の良否を検証する第２機能と、
前記複数のリーダライタ毎に、前記搬送波周波数の候補の中から所望の搬送波周波数を割り当てる第３機能と、
前記搬送波周波数帯域の中心周波数から最も離れた第１搬送波周波数が割り当てられた第１リーダライタを前記タイミング候補の一つとなる第１タイミングに確定すると共に、前記第１搬送波周波数以外の第２搬送波周波数が割り当てられた第２リーダライタを対象として、まず、前記第２リーダライタをそれぞれ前記第１タイミングに設定した場合の前記通信状況の良否を前記第２機能を介して検証し、前記通信状況が良の場合には該当する前記第２リーダライタを前記第１タイミングに確定し、前記通信状況が否の場合には該当する前記第２リーダライタを前記タイミング候補の他の一つとなる第２タイミングに設定し、この場合の前記通信状況の良否について前記第２機能を介して検証する第４機能とを有することを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化装置。
【請求項２】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムの最適化装置において、
前記第１機能は、さらに、前記通信条件として前記複数のリーダライタが採り得る伝送速度の候補を保持し、
さらに、前記設置条件に基づいて、前記複数のリーダライタ毎に自身の周りの第１領域内に設置されたリーダライタの数を識別し、前記リーダライタの数が少ないリーダライタを第１伝送速度に確定し、前記リーダライタの数が多いリーダライタを前記第１伝送速度よりも低速である第２伝送速度に確定する第５機能を有することを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化装置。
【請求項３】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムの最適化装置において、
前記第１タイミングは、前記タイミング候補の中の最も早いタイミングであることを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化装置。
【請求項４】
請求項３記載のＲＦＩＤシステムの最適化装置において、
前記第４機能は、
前記第１リーダライタを前記第１タイミングに確定する第１ステップと、
前記第２リーダライタの一つを前記第１タイミングに設定し、当該第２リーダライタと既にタイミングが確定済のリーダライタとを同時に動作させる条件で前記第２機能を介して前記通信状況の良否を検証する第２ステップと、
前記第２ステップで前記通信状況が良であった場合には当該第２リーダライタを前記第１タイミングに確定し、前記通信状況が否であった場合には当該第２リーダライタのタイミングを保留する第３ステップと、
前記第２ステップと前記第３ステップを繰り返し、前記第２リーダライタの全てに対して前記第１タイミングを設定した場合の検証が行われたかを判定する第４ステップと、
前記第４ステップで前記検証が行われた場合には、前記第３ステップでタイミングが保留された前記第２リーダライタを対象として、前記第１タイミングを前記第１タイミングよりも１段階遅い前記第２タイミングに変更して前記第２ステップから前記第４ステップを繰り返す第５ステップとを実行することを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化装置。
【請求項５】
複数のリーダライタとＲＦＩＤデバイスが無線通信を行うＲＦＩＤシステムを対象に最適な通信条件を導出する最適化方法であって、
前記ＲＦＩＤシステムの設置条件と、前記ＲＦＩＤデバイスに対して送信を行う際の通信条件として前記複数のリーダライタが採り得る搬送波周波数帯域および送信開始のタイミング候補とを定める第１ステップと、
前記複数のリーダライタ毎に、前記搬送波周波数の候補の中から所望の搬送波周波数を割り当てる第２ステップと、
前記搬送波周波数帯域の中心周波数から最も離れた第１搬送波周波数が割り当てられた第１リーダライタを前記タイミング候補の一つとなる第１タイミングに確定すると共に、前記第１搬送波周波数以外の第２搬送波周波数が割り当てられた第２リーダライタを対象として、まず、前記第２リーダライタをそれぞれ前記第１タイミングに設定した場合の前記ＲＦＩＤシステムの通信状況の良否を検証し、前記通信状況が良の場合には該当する前記第２リーダライタを前記第１タイミングに確定し、前記通信状況が否の場合には該当する前記第２リーダライタを前記タイミング候補の他の一つとなる第２タイミングに設定し、この場合の前記通信状況の良否を検証する第３ステップとを有することを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化方法。
【請求項６】
請求項５記載のＲＦＩＤシステムの最適化方法において、
前記第１ステップでは、さらに、前記通信条件として前記複数のリーダライタが採り得る伝送速度の候補が定められ、
さらに、前記設置条件に基づいて、前記複数のリーダライタ毎に自身の周りの第１領域内に設置されたリーダライタの数を識別し、前記リーダライタの数が少ないリーダライタを第１伝送速度に確定し、前記リーダライタの数が多いリーダライタを前記第１伝送速度よりも低速である第２伝送速度に確定する第４ステップを有することを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化方法。
【請求項７】
請求項５記載のＲＦＩＤシステムの最適化方法において、
前記第１タイミングは、前記タイミング候補の中の最も早いタイミングであることを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化方法。
【請求項８】
請求項７記載のＲＦＩＤシステムの最適化方法において、
前記第３ステップは、
前記第１リーダライタを前記第１タイミングに確定する第５ステップと、
前記第２リーダライタの一つを前記第１タイミングに設定し、当該第２リーダライタと既にタイミングが確定済のリーダライタとを同時に動作させる条件で前記通信状況の良否を検証する第６ステップと、
前記第６ステップで前記通信状況が良であった場合には当該第２リーダライタを前記第１タイミングに確定し、前記通信状況が否であった場合には当該第２リーダライタのタイミングを保留する第７ステップと、
前記第６ステップと前記第７ステップを繰り返し、前記第２リーダライタの全てに対して前記第１タイミングを設定した場合の検証が行われたかを判定する第８ステップと、
前記第８ステップで前記検証が行われた場合には、前記第７ステップでタイミングが保留された前記第２リーダライタを対象として、前記第１タイミングを前記第１タイミングよりも１段階遅い前記第２タイミングに変更して前記第６ステップから前記第８ステップを繰り返す第９ステップとを有することを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化方法。
【請求項９】
複数のリーダライタとＲＦＩＤデバイスが無線通信を行うＲＦＩＤシステムを対象に最適な通信条件をコンピュータシステムを用いて導出する最適化プログラムであって、
前記ＲＦＩＤシステムの設置条件と、前記ＲＦＩＤデバイスに対して送信を行う際の通信条件として前記複数のリーダライタが採り得る搬送波周波数帯域および送信開始のタイミング候補とを保持する第１ステップと、
前記複数のリーダライタ毎に、前記搬送波周波数の候補の中から所望の搬送波周波数を割り当てる第２ステップと、
前記搬送波周波数帯域の中心周波数から最も離れた第１搬送波周波数が割り当てられた第１リーダライタを前記タイミング候補の一つとなる第１タイミングに確定すると共に、前記第１搬送波周波数以外の第２搬送波周波数が割り当てられた第２リーダライタを対象として、まず、前記第２リーダライタをそれぞれ前記第１タイミングに設定した場合の前記ＲＦＩＤシステムの通信状況の良否を検証し、前記通信状況が良の場合には該当する前記第２リーダライタを前記第１タイミングに確定し、前記通信状況が否の場合には該当する前記第２リーダライタを前記タイミング候補の他の一つとなる第２タイミングに設定し、この場合の前記通信状況の良否を検証する第３ステップとを実行することを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化プログラム。
【請求項１０】
請求項９記載のＲＦＩＤシステムの最適化プログラムにおいて、
前記第１ステップでは、さらに、前記通信条件として前記複数のリーダライタが採り得る伝送速度の候補を保持し、
さらに、前記設置条件に基づいて、前記複数のリーダライタ毎に自身の周りの第１領域内に設置されたリーダライタの数を識別し、前記リーダライタの数が少ないリーダライタを第１伝送速度に確定し、前記リーダライタの数が多いリーダライタを前記第１伝送速度よりも低速である第２伝送速度に確定する第４ステップを実行することを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化プログラム。
【請求項１１】
請求項９記載のＲＦＩＤシステムの最適化プログラムにおいて、
前記第１タイミングは、前記タイミング候補の中の最も早いタイミングであることを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化プログラム。
【請求項１２】
請求項１１記載のＲＦＩＤシステムの最適化プログラムにおいて、
前記第３ステップは、
前記第１リーダライタを前記第１タイミングに確定する第５ステップと、
前記第２リーダライタの一つを前記第１タイミングに設定し、当該第２リーダライタと既にタイミングが確定済のリーダライタとを同時に動作させる条件で前記通信状況の良否を検証する第６ステップと、
前記第６ステップで前記通信状況が良であった場合には当該第２リーダライタを前記第１タイミングに確定し、前記通信状況が否であった場合には当該第２リーダライタのタイミングを保留する第７ステップと、
前記第６ステップと前記第７ステップを繰り返し、前記第２リーダライタの全てに対して前記第１タイミングを設定した場合の検証が行われたかを判定する第８ステップと、
前記第８ステップで前記検証が行われた場合には、前記第７ステップでタイミングが保留された前記第２リーダライタを対象として、前記第１タイミングを前記第１タイミングよりも１段階遅い前記第２タイミングに変更して前記第６ステップから前記第８ステップを繰り返す第９ステップとを実行することを特徴とするＲＦＩＤシステムの最適化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のリーダライタとＲＦＩＤデバイスが無線通信を行うＲＦＩＤシステムにおいて、その通信条件を最適化する装置、方法ならびにプログラムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムとは、非接触で半導体メモリを有するＲＦＩＤデバイスのメモリデータを読み書きするシステムの総称である。このＲＦＩＤシステムは、用途によって使用する周波数帯域が異なる。例えば、人の入退管理としては、他のＲＦＩＤデバイスによる混信等を防ぐ短距離通信のＨＦ帯のＲＦＩＤシステムが利用される。また、物流・流通分野における大量の物品管理としては、長距離通信可能であるＵＨＦ帯のＲＦＩＤシステムが利用される。このようなＲＦＩＤシステムでは、非特許文献１等に代表される通信方式が用いられる。
【０００３】
このようなＲＦＩＤシステムを構築する為の技術として、特許文献１の推定システムがある。特許文献１の推定システムは、送信装置が付された検出対象を検知すべき検知領域内における前記検証対象の移動に伴う前記送信装置の電源起動状態を推定する電源状態推定手段と、前記推定された送信装置の電源起動状態と前記送信装置の動作の履歴とに基づいて、移動に伴う前記送信装置の状態を推定する状態推定手段と、命令に対して前記送信装置の動作をこの送信装置の状態に基づいて判断する動作推定手段と、を有することを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５６６６０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「ＥＰＣ  Ｒａｄｉｏ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ．  Ｃｌａｓｓ−１  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ−２  ＵＨＦ  ＲＦＩＤ．  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｔ  ８６０ＭＨｚ−９６０ＭＨｚ．  Ｖｅｒｓｉｏｎ  １．０．９」、ＥＰＣ  Ｇｌｏｂａｌ策定
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１は、本発明の前提として検討したＲＦＩＤシステムの構成例を示す概略図である。図１のＲＦＩＤシステムは、複数のリーダライタ（以降、Ｒ／Ｗと称す）１００と複数のＲＦＩＤデバイス（以降、タグと称す）２００で構成される。Ｒ／Ｗ１００とタグ２００の通信手順として、まずＲ／Ｗ１００が、アンテナ５００を介してタグ２００へ無変調波及び変調波（以降、コマンドと称す）３００を送信する。そして、タグ２００は、コマンド３００に応じたメモリデータをレスポンス４００として再発射する。最後に、Ｒ／Ｗ１００は、アンテナ５００を介してタグ２００からのレスポンス４００を受信する。
【０００７】
図２は、図１のＲＦＩＤシステムにおいて、その問題点の一例を示す説明図である。図２に示すように、近接配置されたＲ／Ｗ１００とＲ／Ｗ１０１が、同じ搬送波周波数及び送信タイミングでコマンドを送信する場合、Ｒ／Ｗ１０１のコマンド３０１が、Ｒ／Ｗ１００の妨害波３０１ａとして受信される。この場合、Ｒ／Ｗ１００は、妨害波３０１ａによってタグ２００からのレスポンス４００を誤受信する可能性がある。
【０００８】
具体的には、例えば、Ｒ／Ｗ１００で受信される妨害波３０１ａの電力は、Ｒ／Ｗ１０１が送信した電力（＋３６［ｄＢｍ  ＥＩＲＰ］）に対して、Ｒ／Ｗ１０１のアンテナ５０１から送信される時の指向性によって−１５ｄＢ損失し、Ｒ／Ｗ１００とＲ／Ｗ１０１の距離２ｍの自由空間伝播損によって約−３８ｄＢ損失し、Ｒ／Ｗ１００のアンテナ５００に受信される時の指向性によって−１５ｄＢ損失する。したがって、Ｒ／Ｗ１００に受信される妨害波３０１ａの電力は、約−３２ｄＢｍになる。
【０００９】
一方、Ｒ／Ｗ１００で受信されるレスポンス４００の電力は、Ｒ／Ｗ１００が送信した電力（＋３６［ｄＢｍ  ＥＩＲＰ］）に対して、Ｒ／Ｗ１００からタグ２００への通信とタグ２００からＲ／Ｗ１００への通信の自由空間伝播損−３８ｄＢｍ×２を損失する。したがって、Ｒ／Ｗ１００に受信されるレスポンス４００の電力は、−４０ｄＢｍとなる。尚、説明を簡単にする為、タグ２００がコマンド３００の電力をレスポンス４００として再発射することによる電力損失を無視する事とした。
【００１０】
したがって、Ｒ／Ｗ１００が受信するレスポンス４００の電力（−４０ｄＢｍ）は、妨害波３０１ａの電力（−３２ｄＢｍ）よりも８ｄＢ低い為、Ｒ／Ｗ１００は、妨害波３０１ａによってレスポンス４００を誤受信する可能性がある。
【００１１】
そこで、ＲＦＩＤシステムに対してユーザから要求される通信品質（以降、要求品質という）を満たす為、Ｒ／Ｗ１００及びタグ２００の設置条件や、Ｒ／Ｗ１００の通信条件（搬送波周波数等、送信タイミングなど）を最適条件にする手段として、特許文献１の推定システムを適用することが考えられる。
【００１２】
特許文献１のシステムを用いてＲ／Ｗ１００の最適条件を推定する場合、Ｒ／Ｗ１００と無線通信するタグ２００の平均的な読取状況推定結果が、あらかじめ指定された範囲内に収まるようにＲ／Ｗ１００の通信条件が変更され、最適条件とされる。したがって、Ｒ／Ｗ１００の通信条件（搬送波周波数、送信タイミングなど）の最適条件を推定する場合、各Ｒ／Ｗ１００における最適条件の候補数は、通信条件である搬送波周波数の種類や送信タイミングの種類などを掛け算した値となる。よって、各Ｒ／Ｗの通信条件が多い場合、各Ｒ／Ｗの最適条件の推定に必要な処理量は膨大になる。また、ＲＦＩＤシステムにおけるＲ／Ｗの数が多い場合、全Ｒ／Ｗの最適条件の推定に必要な処理量も膨大になる。
【００１３】
このように、Ｒ／Ｗが多数設置されている大規模ＲＦＩＤシステムにおいては、全Ｒ／Ｗの最適条件の推定に必要な処理量が膨大になるという問題が、発明者らの検討によって明らかとなった。そこで、本発明の目的の一つは、ＲＦＩＤシステムに対する要求品質を満たす為、Ｒ／Ｗ及びタグの設置条件や、Ｒ／Ｗの通信条件に関する最適条件の推定を少ない処理量で実現することである。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１５】
本実施の形態によるＲＦＩＤシステムの最適化装置は、複数のＲ／Ｗとタグが無線通信を行うＲＦＩＤシステムを対象に最適な通信条件を導出するものである。具体的には、当該最適化装置は、ＲＦＩＤシステムの設置条件と、タグに対して送信を行う際の通信条件として複数のＲ／Ｗが採り得る搬送波周波数帯域および送信開始のタイミング候補とが与えられ、まず、複数のＲ／Ｗ毎に、搬送波周波数の候補の中から所望の搬送波周波数を割り当てる。次いで、搬送波周波数帯域の中心周波数から最も離れた第１搬送波周波数が割り当てられた第１Ｒ／Ｗをタイミング候補の一つとなる第１タイミングに確定すると共に、第１搬送波周波数以外の第２搬送波周波数が割り当てられた第２Ｒ／Ｗを対象として、個々に第１タイミングを割り当てた場合のＲＦＩＤシステムの通信状況の良否を検証する。ここで、通信状況が良の場合には該当する第２Ｒ／Ｗを第１タイミングに確定する。一方、通信状況が否の場合には該当する第２Ｒ／Ｗをタイミング候補の他の一つとなる第２タイミングに設定し、この場合の通信状況の良否を検証する。以降、このような処理を繰り返すことで全Ｒ／Ｗのタイミングを確定させる。
【００１６】
このように、搬送波周波数を割り当てた後に送信開始のタイミングを割り当てるという段階的な処理を行うことで、選択肢の数を低減でき、最適化に伴う処理量を低減させることができる。さらに、タイミングの割り当てに際しては、まず中心周波数から最も離れた第１搬送波周波数が割り当てられたＲ／Ｗを第１送信タイミングに確定させた後に、その他のＲ／Ｗの送信タイミングに関して第１送信タイミングを第一候補として検証していくため、第１送信タイミングを割り当て可能なＲ／Ｗの数を多くすることができる。これによって、最適化に伴う処理量を低減可能となる。さらに、第１送信タイミングを最も早いタイミングとした場合には、複数のＲ／Ｗとタグ間の通信時間を短縮でき、優れた通信性能を実現可能になる。
【００１７】
また、本実施の形態による最適化装置は、前述した処理に加えて、さらに、ＲＦＩＤシステムの設置条件に基づいて、複数のＲ／Ｗ毎に自身の周りの第１領域内に設置されたＲ／Ｗの数を識別し、この周辺Ｒ／Ｗの数が少ないＲ／Ｗを第１伝送速度に確定し、周辺Ｒ／Ｗの数が多いＲ／Ｗを第１伝送速度よりも低速である第２伝送速度に確定する処理を行うものとなっている。これによって、複数のＲ／Ｗの設置状態に応じて、複数のＲ／Ｗとタグ間の通信時間を最適化でき、優れた通信性能を実現可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、ＲＦＩＤシステムにおける全Ｒ／Ｗの最適条件を少ない処理量で推定可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の前提として検討したＲＦＩＤシステムの構成例を示す概略図である。
【図２】図１のＲＦＩＤシステムにおいて、その問題点の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムの最適化装置において、その構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図３の最適化装置において、その入力部が持つ最適化リストの一例を示す説明図である。
【図５】図３の最適化装置において、その全体の動作例を示すフロー図である。
【図６】図３の最適化装置において、その搬送波周波数の最適化手段の詳細な動作例を示すフロー図である。
【図７】図４の最適化装置において、その送信タイミングの最適化手段の詳細な動作例を示すフロー図である。
【図８】図４の最適化装置において、そのＲＦＩＤシステムの通信状況の推定手段の詳細な動作例を示すフロー図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、図４の最適化装置を用いることによる効果の一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムの最適化装置において、その構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の最適化装置において、その伝送速度の最適化手段の詳細な動作例を示すフロー図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、図１０の最適化装置を用いることによる効果の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００２１】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムの最適化装置において、その構成の一例を示すブロック図である。図３に示す最適化装置は、入力部１０、システム最適化部２０、メモリ３０、および出力部４０を備えている。入力部１０は、システム最適化部２０に対して、ＲＦＩＤシステムの設置条件、および全リーダライタが採り得る通信条件、および最適化リストの情報を伝達する。設置条件や通信条件は、ユーザによって任意に設定可能となっている。
【００２４】
システム最適化部２０は、Ｒ／Ｗの搬送波周波数の最適化手段２０ａ、Ｒ／Ｗの送信タイミングの最適化手段２０ｂ、およびＲＦＩＤシステムの通信状況の推定手段２０ｃを含み、各手段が入力部１０からの情報に基づいて所定の処理を行うことでＲＦＩＤシステムに対する要求品質を満たすＲ／Ｗ１００の最適条件を推定する。メモリ３０は、このシステム最適化部２０による最適条件の推定過程及び結果を記録し、出力部４０は、メモリ３０に記録された最適条件を出力する。
【００２５】
なお、最適化装置は、例えば、図示しないコンピュータシステムを用いたプログラム処理によって実現される。この場合、入力部１０は、例えば、キーボードやマウスを介したユーザ入力や、または、予め設定されたメモリ３０上の不変データ等によって実現される。また、システム最適化部２０は、例えば、メインメモリ上のプログラムをＣＰＵ（中央処理装置）が実行することで実現され、出力部４０は、例えば、ディスプレイやプリンタ等によって実現される。
【００２６】
図４は、図３の最適化装置において、その入力部が持つ最適化リストの一例を示す説明図である。最適化リストは、図４に示すように、例えば、Ｒ／Ｗの通信条件（ここでは搬送波周波数、送信タイミング）を最適化する際の各条件項目の優先順位を定めたリストとなっている。ここでは、第１に搬送波周波数、第２に送信タイミングの順番で優先順位が定められている。
【００２７】
図５は、図３の最適化装置において、その全体の動作例を示すフロー図である。ＲＦＩＤシステムにおける全Ｒ／Ｗの最適条件の推定を少ない処理量で実現する為、まず、入出力部１０は、ＲＦＩＤシステムの設置条件、Ｒ／Ｗ１００の通信条件（搬送波周波数、送信タイミング）、最適化リストを入力し、メモリ３０に記録する（Ｓ５０１）。次に、システム最適化部２０は、メモリ３０に記録された最適化リストにおいて、優先順位が第一番目の条件（Ｒ／Ｗの搬送波周波数）について、搬送波周波数の最適化手段２０ａおよび通信状況の推定手段２０ｃを用いて最適条件を推定し、メモリ３０に記録する（Ｓ５０２）。
【００２８】
続いて、システム最適化部２０は、メモリ３０に記録された最適化リストにおいて、優先順位が第二番目の条件（Ｒ／Ｗの送信タイミング）について、送信タイミングの最適化手段２０ｂおよび通信状況の推定手段２０ｃを用いて最適条件を推定し、メモリ３０に記録する。（Ｓ５０３）。最後に、出力部４０は、メモリ３０に記録されたＲＦＩＤシステムの最適条件を出力する（Ｓ５０４）。
【００２９】
図６は、図３の最適化装置において、その搬送波周波数の最適化手段２０ａの詳細な動作例を示すフロー図である。図６のフローは、図５のＳ５０２に該当するものである。まず、システム最適化部２０（搬送波周波数の最適化手段２０ａ）は、入力部１０を介して得られた第一の搬送波周波数を対象とし（Ｓ６００）、ＲＦＩＤシステムの通信状況の推定手段２０ｃを実行して、各Ｒ／Ｗ１００に対して第一の搬送波周波数を設定した場合のＲＦＩＤシステムの通信状況を推定する（Ｓ６０１）。そして、システム最適化部２０は、各Ｒ／Ｗ１００に設定した第一の搬送波周波数と通信状況の推定結果をメモリ３０に記録する（Ｓ６０２）。
【００３０】
続いて、システム最適化部２０は、通信状況の推定結果が要求を満たすか判定する（Ｓ６０３）。通信状況の推定結果が要求を満たさない場合、システム最適化部２０は、入力部１０を介して得られた第二の搬送波周波数を対象とし（Ｓ６００）、ＲＦＩＤシステムの通信状況の推定手段２０ｃを実行して、各Ｒ／Ｗ１００に対して第二の搬送波周波数を設定した場合のＲＦＩＤシステムの通信状況を推定する（Ｓ６０１）。そして、システム最適化部２０は、各Ｒ／Ｗ１００に設定した第二の搬送波周波数と通信状況の推定結果をメモリ３０に記録する（Ｓ６０２）。
【００３１】
システム最適化部２０は、前述したＳ６００〜Ｓ６０３の処理を繰り返すことで、通信状況の推定結果が要求を満たした場合、その場合におけるメモリ３０に記録された各Ｒ／Ｗ１００の搬送波周波数を最適条件とする（Ｓ６０４）。これによって、各Ｒ／Ｗ１００は、入力部１０によって定められた複数の搬送波周波数の候補の中からいずれかの搬送波周波数にそれぞれ設定される。なお、搬送波周波数の最適化手段２０ａの動作は、特に図６のフローに限定されるものではなく、例えば公知の技術等を用いて、各Ｒ／Ｗ１００毎に適切な搬送波周波数を割り当てるものであればよい。
【００３２】
図７は、図４の最適化装置において、その送信タイミングの最適化手段２０ｂの詳細な動作例を示すフロー図である。図７のフローは、図５のＳ５０３に該当するものである。まず、システム最適化部２０（送信タイミングの最適化手段２０ｂ）は、送信タイミング未定の複数のＲ／Ｗ１００から、周波数帯域の中心周波数から最も離れた搬送波周波数を使用する第一のＲ／Ｗ１００を選択する（Ｓ７０１）。そして、第一のＲ／Ｗ１００の送信タイミングを、第一の時刻Ｔ１（例えばＴ１＝０ｍｓ（Ｓ７００））として、メモリ３０に記録する（Ｓ７０２）。
【００３３】
次に、システム最適化部２０は、複数のＲ／Ｗ１００から送信タイミング未定の第二のＲ／Ｗ１００を選択する（Ｓ７０３）。そして、システム最適化部２０は、ＲＦＩＤシステムの通信状況の推定手段２０ｃを実行し、Ｓ７０３で選択された第二のＲ／Ｗ１００と第一のＲ／Ｗ１００とを同時に動作させた場合のＲＦＩＤシステムの通信状況を推定する（Ｓ７０４）。続いて、システム最適化部２０は、通信状況の推定結果が要求を満たすか判定する（Ｓ７０５）。通信状況の推定結果が要求を満たす場合、システム最適化部２０は、第二のＲ／Ｗ１００の送信タイミングを第一の時刻Ｔ１とし、第二のＲ／Ｗ１００の送信タイミングをメモリ３０に記録する（Ｓ７０６）。一方、通信状況の推定結果が要求を満たさない場合、システム最適化部２０は、第二のＲ／Ｗ１００の送信タイミングを保留する（Ｓ７０７）。そして、システム最適化部２０は、Ｓ７０３〜Ｓ７０７の処理を送信タイミング未定の全Ｒ／Ｗ１００に対して実施する（Ｓ７０８）。
【００３４】
次に、システム最適化部２０は、第一の時刻Ｔ１で送信タイミングを保留された第二のＲ／Ｗ１００に対して、第二の時刻Ｔ２（例えばＴ２＝Ｔ１＋１００ｍｓ）を送信タイミングとして設定し、Ｓ７０３〜Ｓ７０８を実施する（Ｓ７０９，Ｓ７１０）。この際に、Ｓ７０４では、Ｓ７０３で選択された第二のＲ／Ｗ１００と、前回までのループで既に送信タイミングが確定している第一のＲ／Ｗ１００および第二のＲ／Ｗとを同時に動作させた場合の通信状況を推定する。システム最適化部２０は、以降同様にして、前述したＳ７０３〜Ｓ７１０を繰返すことで、全Ｒ／Ｗ１００の送信タイミングを決定し、メモリ３０に記録された各Ｒ／Ｗ１００の送信タイミングを最適条件とする（Ｓ７１１）。
【００３５】
図８は、図４の最適化装置において、そのＲＦＩＤシステムの通信状況の推定手段２０ｃの詳細な動作例を示すフロー図である。図８のフローは、図５のＳ５０２およびＳ５０３内で実行される一部の処理に該当する。まず、システム最適化部２０（ＲＦＩＤシステムの通信状況の推定手段２０ｃ）は、各タグ２００が各Ｒ／Ｗ１００の送信したコマンド３００を受信可能か推定し、コマンド３００の受信時刻及び受信可否を通信途中結果としてメモリ３０に記録する（Ｓ８０１）。コマンド３００の受信可否の判断基準は、タグ２００の受信したコマンド３００と妨害波レベルの比が所定値を超えているか否かとする。
【００３６】
次に、システム最適化部２０は、各Ｒ／Ｗ１００が、各タグ２００のレスポンス４００を受信可能か推定し、レスポンス４００の受信時刻及び受信可否を通信途中結果としてメモリ３０に記録する（Ｓ８０２）。レスポンス４００の受信可否の判定基準は、Ｒ／Ｗ１００の受信したレスポンス４００と妨害波レベルの比が所定値を超えているか否かとする。そして、システム最適化部２０は、メモリ３０に記録された通信途中結果から各Ｒ／Ｗ１００と各タグ２００の通信可否と通信終了時刻を推定し、通信状況としてメモリに記録する（Ｓ８０３）。なお、ＲＦＩＤシステムの通信状況の推定手段２０ａの動作は、特に図８のフローに限定されるものではなく、例えば公知の技術等を用いて、非特許文献１に記載されたＲＦＩＤシステムの通信プロトコルに基づく動作をシミュレーションするものであればよい。
【００３７】
以上、本実施の形態１の最適化装置を用いることによる効果としては、第一にＲＦＩＤシステムにおける全Ｒ／Ｗ１００の最適条件の推定を少ない処理量で実現できる。第二に、所定の処理時間において、全Ｒ／Ｗ１００における通信条件の初期値を本実施の形態の最適化装置により設定して得られた最適条件は、全Ｒ／Ｗ１００における通信条件の初期値を無作為に設定して得られた全Ｒ／Ｗ１００の最適条件よりも優れた通信性能を実現することが挙げられる。
【００３８】
まず、前述した第一の効果に関して、本実施の形態１の最適化装置は、Ｒ／Ｗ１００の搬送波周波数の最適条件を推定後、送信タイミングの最適条件を推定する。したがって、各Ｒ／Ｗ１００における最適条件の候補数が、搬送波周波数の種類（例えば９種類）と送信タイミングの種類（例えば１０種類）を足し算した値（１９＝９＋１０）となる。一方、Ｒ／Ｗ１００の搬送波周波数と送信タイミングの最適条件を同時に推定する場合、各Ｒ／Ｗ１００における最適条件の候補数が、搬送波周波数の種類（例えば９種類）と送信タイミングの種類（例えば１０種類）を掛け算した値（９０＝９×１０）となる。したがって、最適条件の候補数が少なくなるので、ＲＦＩＤシステムにおける全Ｒ／Ｗ１００の最適条件の推定が少ない処理量で実現可能になる。
【００３９】
続いて、前述した第二の効果に関して、本実施の形態１の最適化装置は、Ｒ／Ｗ１００の送信タイミングの最適条件を推定する場合、まず、周波数帯域の中心周波数から最も離れた搬送波周波数を使用する第一のＲ／Ｗ１００が、第一の時刻Ｔ１を送信タイミングとすることを確定させる。したがって、図９（ａ）に示すように、例えばＲＦＩＤシステムの周波数帯域９５２．２ＭＨｚ〜９５３．８ＭＨｚ（９チャネル）の中から、適宜チャネル割当てを行った場合、図９（ｂ）に示すように、第一のＲ／Ｗ１００が９５２．２ＭＨｚ（チャネル１）となる可能性が高い。この場合、Ｒ／Ｗ１００の送信コマンド３００及びコマンド３００の不要輻射電力が、他のＲ／Ｗの無線通信を妨害しない帯域は、チャネル３〜９の７チャネル分となる。言い換えれば、送信タイミングを第一のＲ／Ｗ１００と同じ第一の時刻Ｔ１に設定できない可能性が高い第二のＲ／Ｗ１００は、チャネル２を持つＲ／Ｗとなる。
【００４０】
一方、仮に第一の時刻Ｔ１を送信タイミングとする第一のＲ／Ｗ１００を無作為に選択した結果、図９（ｃ）に示すように、例えば第一のＲ／Ｗ１００の搬送波周波数が９５３．０ＭＨｚ（チャネル５）であった場合、Ｒ／Ｗ１００の送信コマンド３００及びコマンド３００の不要輻射電力が、他のＲ／Ｗ１００の無線通信を妨害しない帯域は、チャネル１〜３，７〜９の６チャネル分となる。言い換えれば、送信タイミングを第一のＲ／Ｗ１００と同じ第一の時刻Ｔ１に設定できない可能性が高い第二のＲ／Ｗ１００は、チャネル４およびチャネル６を持つＲ／Ｗとなる。
【００４１】
したがって、本実施の形態１の最適化装置を用いて第一のＲ／Ｗ１００を選択した場合、第一のＲ／Ｗ１００を無作為に選択した場合と比較して、第一の時刻Ｔ１（すなわち最も早い送信タイミング）で送信可能なＲ／Ｗの数が多くなる。よって、同時に多数のＲ／Ｗ１００が通信を実現する為、全Ｒ／Ｗ１００が送信を完了する時間（すなわち全Ｒ／Ｗと全タグ間の通信時間）を短くできる。これにより、前述した第二の効果が得られる。さらに、第一の時刻Ｔ１を送信タイミングとするＲ／Ｗ１００の数が増えることから、結果的に図７のフローにおけるループ回数も低減でき、前述した第一の効果にも寄与できる。
【００４２】
なお、ここでは、最適化装置によってチャネル１のＲ／Ｗを第一のＲ／Ｗとする場合を例としたが、前述した説明から判るように、仮に全Ｒ／Ｗ１００がチャネル２〜８の間に割り当てられた場合には、第一のＲ／Ｗをチャネル２または８とすればよい。いずれのチャネルにおいても、その外側となるチャネル１または９を持つＲ／Ｗが存在しないため、前述した第一および第二の効果が得られる。
【００４３】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムの最適化装置において、その構成の一例を示すブロック図である。図１０のＲＦＩＤシステムに示す最適化装置は、Ｒ／Ｗ１００の通信条件として搬送波周波数、送信タイミング、伝送速度の最適条件を推定することが特徴となっている。したがって、図１０の最適化装置は、図３の最適化装置に対して、システム最適化部２０の最適化手段としてＲ／Ｗ１００の伝送速度の最適化手段２０ｄが追加されている。
【００４４】
図１１は、図１０の最適化装置において、その伝送速度の最適化手段２０ｄの詳細な動作例を示すフロー図である。図１１において、まず、システム最適化部２０（伝送速度の最適化手段２０ｄ）は、各Ｒ／Ｗ１００を中心に特定の空間範囲（例えば半径５ｍ内）に存在するＲ／Ｗ１００の数を導出し、周辺Ｒ／Ｗの数としてメモリ３０に記録する（Ｓ１１０１）。そして、システム最適化部２０は、メモリ３０に記録された各Ｒ／Ｗ１００毎の周辺Ｒ／Ｗの数を第一閾値（例えば３個）と比較する（Ｓ１１０２）。そして、周辺Ｒ／Ｗの数が第一閾値より少ないＲ／Ｗに対しては、伝送速度の最適条件を第一伝送速度（例えば１６０ｋｂｐｓ）としてメモリに記録する（Ｓ１１０３）。
【００４５】
次いで、周辺Ｒ／Ｗの数が第一閾値より大きいＲ／Ｗ１００を対象として、システム最適化部２０は、メモリ３０に記録された各Ｒ／Ｗ１００毎の周辺Ｒ／Ｗの数を第二閾値（例えば５個）と比較する（Ｓ１１０４）。そして、周辺Ｒ／Ｗの数が第二閾値より少ないＲ／Ｗに対しては、伝送速度の最適条件を第二伝送速度（例えば８０ｋｂｐｓ）としてメモリに記録する（Ｓ１１０５）。一方、周辺Ｒ／Ｗの数が第二閾値より大きいＲ／Ｗ１００に対しては、伝送速度の最適条件を第三伝送速度（４０ｋｂｐｓ）としてメモリに記録する（Ｓ１１０６）。最後に、システム最適化部２０は、メモリ３０に記録された各Ｒ／Ｗ１００毎の伝送速度を最適条件として定める（Ｓ１１０７）。
【００４６】
以上、本実施の形態２の最適化装置を用いることで次のような効果が得られる。本実施の形態２の最適化装置は、前述したように、ＲＦＩＤシステムにおける複数のＲ／Ｗの設置状態に応じてＲ／Ｗの伝送速度の最適条件を変更するものとなっている。例えば、複数のＲ／Ｗ１００が近接配置されない場合、Ｒ／Ｗ１００における妨害波の受信電力が小さく、妨害波の影響を無視できることがある。この場合、本実施の形態２の最適化装置は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、各Ｒ／Ｗの伝送速度４０ｋｂｐｓから１６０ｋｂｐｓに変更する。図１２（ａ），（ｂ）に示すように、伝送速度を早くすると、隣接チャネルに与える妨害波の影響が大きくなるが、この影響は、各Ｒ／Ｗが近接配置されないことによって相殺できる。したがって、本実施の形態２の最適化装置を用いることで、ＲＦＩＤシステムの使用周波数帯域を有効利用して複数のＲ／Ｗと複数のタグとの通信完了時間を早める（例えば四分の一等）ことができ、優れた通信性能を実現可能になる。
【００４７】
なお、この図１１に示したフローは、実施の形態１と組み合わせた場合、図５におけるＳ５０１とＳ５０２の間で行われることが望ましい。この場合、図４に示した最適化リストは、優先順位の１番、２番、３番にそれぞれ伝送速度、搬送波周波数、送信タイミングが設定されることになる。また、図８に示した通信状況の推定手段２０ｃでは、この伝送速度の設定を反映して通信状況が推定される。これによって、実施の形態１で述べた最適化に伴う処理量の低減効果や通信性能の向上効果に加えて、図１２で述べた通信性能の向上効果も得られる。
【００４８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００４９】
例えば、前述した実施の形態から判るように、本実施の形態の最適化装置は、送信タイミングを定める際に、まず、中心周波数から最も離れたチャネルに割り当てられたＲ／Ｗに第１送信タイミング（望ましくは最も早い時刻）を割り当て、他のＲ／Ｗに対しては、可能な限りこの第１送信タイミングを割り当て、不可能な場合には、第２送信タイミング（望ましくはできるだけ早い時刻）を割り当てるものとなっている。したがって、その前段階となる各Ｒ／Ｗ毎の搬送波周波数の決定方法に関しては、特に限定されるものではなく、極端な例では、ランダムに割り当てるものであってもよい。また、送信タイミングを決定する際に、図７の例では、前回ループまでに送信タイミングが確定済のＲ／Ｗと、今回新たな送信タイミングが設定されたＲ／Ｗとを同時に動作させることで検証を行ったが、この方法に関しても特に限定されるものではなく、新たな送信タイミングに設定されたＲ／Ｗが通信状況に与える影響を検証できる方法であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本実施の形態によるＲＦＩＤシステムの最適化装置は、複数のＲ／Ｗと複数のタグが設定されたシステムにおいて、その通信環境を定める技術として広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  入力部
２０  システム最適部
２０ａ  搬送波周波数の最適化手段
２０ｂ  送信タイミングの最適化手段
２０ｃ  通信状況の推定手段
２０ｄ  伝送速度の最適化手段
３０  メモリ
４０  出力部
１００，１０１  リーダライタ（Ｒ／Ｗ）
２００，２０１  ＲＦＩＤデバイス（タグ）
３００，３０１  変調波（コマンド）
３０１ａ  妨害波
４００，４０１  レスポンス
５００，５０１  アンテナ
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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