(57)【要約】【課題】  同じ２．４ＧＨｚ帯を使用するＲＦＩＤシステムと無線ＬＡＮシステムを兼用し、低消費電力のデータ伝送や簡易な通信設定を実現する。【解決手段】  無線ＬＡＮ装置をＲＦＩＤリーダとして使用する場合、データの送信動作とデータの受信動作が同時に行なうために、アンテナ・スイッチをサーキュレータに置き換えるとともに、無変調キャリアとＡＳＫ変調波を送信するための機能を追加する。また、ＲＦＩＤタグとして使用するために、一方のアンテナを常時オープンとし、他方のアンテナはオープンと終端の切り替えが行なえるように構成して、バック・スキャッタ方式を実現する。【選択図】  図１
2005064822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグのデータを読み書きするリーダライタ機能と、無線通信機能と、接続されるホスト機器との共通のホストインタフェース部を備え、ダイレクト・コンバージョン方式の送信部と受信部を前記２つの機能で共用した無線通信装置であって、
前記送信部と前記受信部を同時にオンにし、前記送信部を変調又は無変調キャリアが送信できるように制御制御するリーダライタ機能モードと、
前記送信部と前記受信部を排他的にオンするように制御する無線通信機能モードと、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記リーダライタ機能モード下で、外部機器に対する制御信号を変調して送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
電波の送受信を行なうアンテナと、前記アンテナを前記送信部又は前記受信のいずれか一方又は同時に接続するアンテナ接続手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記アンテナを終端又はオープン状態にするアンテナ・スイッチをオン／オフ制御して、データのビット列に従って外部からの電波を吸収又は反射することにより、データをバック・スキャッタ方式で送信するＲＦＩＤタグ機能モードをさらに備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記無線通信機能モード下で使用する無線通信設定データを記憶する無線通信設定データ記憶手段をさらに備え、
通信相手が超近距離に接近したこと又は手動設定に応答して、ＲＦＩＤタグ機能モード下で、前記アンテナを終端又はオープン状態にするアンテナ・スイッチをオン／オフ制御して前記無線通信設定データのビット列に従って外部からの電波を吸収又は反射することにより、前記無線通信設定データをバック・スキャッタ方式で送信する、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記無線通信設定データとして、チャネル番号、ＥＳＳＩＤ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｐｒｉｖａｃｙ）キーなどの初期設定値を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
送信データを記憶する無線通信設定データ記憶手段をさらに備え、
データ受信装置が超近距離に接近したこと又は手動設定に応答して、ＲＦＩＤタグ機能モード下で、前記アンテナを終端又はオープン状態にするアンテナ・スイッチをオン／オフ制御して前記送信データのビット列に従って外部からの電波を吸収又は反射することにより、前記送信データをバック・スキャッタ方式で送信する、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記無線通信装置は、送信データを取得又は生成するデータ取得手段をさらに備え、
前記データ受信装置はデータを再生する機能を持つ、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
無線基地局と無線端末からなる無線通信システムであって、
前記無線基地局及び前記無線端末は、マイクロ波を用いた電波通信方式に基づくＲＦＩＤシステムをともに装備し、
前記無線端末は、無線基地局から受信したキャリアを利用したアンテナの終端制御に基づいて外部からの電波を吸収又は反射することにより所定の無線通信設定データ要求を送信し、
前記無線基地局は、前記無線通信設定データ要求に応答して、前記無線端末から受信したキャリアを利用したアンテナの終端制御に基づいて外部からの電波を吸収又は反射することにより無線通信設定データを送信する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
前記無線通信設定データとして、チャネル番号、ＥＳＳＩＤ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｐｒｉｖａｃｙ）キーなどの初期設定値を含む、
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】
受信側では使用周波数体内の電波を検出する検波器を備え、送信側では使用周波数帯内の任意の周波数でキャリアを送信する、
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１２】
前記無線基地局との間で暗号化通信を行なうための所定の鍵を格納するＲＦＩＤが介在し、
前記無線端末は前記ＲＦＩＤから前記鍵を取得し、
前記無線基地局は前記鍵を用いて暗号化した無線通信設定データを送信し、前記無線端末は受信した無線通信設定データを前記鍵を用いて復号化する、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定周波数帯のマイクロ波を用いた電波通信方式による無線通信装置並びに無線通信システムに係り、特に、２．４ＧＨｚ帯のマイクロ波を使用したＲＦＩＤシステム並びにＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇなどの２．４ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮなどからなる無線通信装置並びに無線通信システムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、複数の電波通信方式を兼用した無線通信装置並びに無線通信システムに係り、特に、同じ２．４ＧＨｚ帯を使用するＲＦＩＤシステムと無線ＬＡＮシステムを兼用し、低消費電力のデータ伝送や簡易な通信設定を実現する無線通信装置並びに無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
局所でのみ適用可能な無線通信手段の一例として、ＲＦＩＤを挙げることができる。ＲＦＩＤとは、タグとリーダとから構成されるシステムで、タグに格納された情報をリーダで非接触に読み取るシステムである。他の呼び方として、「ＩＤシステム、データ・キャリア・システム」などがあるが、世界的に共通なのが、このＲＦＩＤシステムである。略してＲＦＩＤという場合もある。日本語に訳すると「高周波（無線）を使用した認識システム」となる。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（例えば、非特許文献１を参照のこと）。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（後述）。
【０００４】
ＲＦＩＤタグは、固有の識別情報を含んだデバイスであり、特定周波数の電波を受信したことに応答して識別情報に相当する変調周波数の電波を発振する動作特性を持ち、読み取り装置側でＲＦＩＤタグの発振周波数を基にそれが何であるかを特定することができる。したがって、ＲＦＩＤを用いたシステムでは、ＲＦＩＤタグに書き込まれている固有のＩＤを利用して、物品の判別や所有者の判別などを行なうことができる。現在、ＲＦＩＤシステムは、入退室を管理するシステムや、物流における物品識別システム、食堂などでの料金清算のシステム、ＣＤやソフトウェアなどの販売店での無断持ち出し防止システムなど、多数のシステムで利用されている。
【０００５】
例えば、送受信及びメモリ機能を備えたＩＣチップと、該チップの駆動源と、アンテナとをパッケージ化して無線識別装置を小型に製作することができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。この無線識別装置によれば、物品などに関するさまざまのデータをアンテナ経由でＩＣチップの受信手段に送信し、その出力をメモリに蓄積しておくとともに、必要に応じてメモリ内のデータを読み出して、アンテナを介して無線で外部に供給することができる。したがって、物品などの存在や位置を迅速且つ容易に確認したり追跡したりすることが可能である。
【０００６】
図７には、従来のＲＦＩＤシステムの構成例を示している。参照番号１０１は、ＲＦＩＤのタグ側に相当し、タグ・チップ１０２とアンテナ１０３で構成される。アンテナ１０３には、半波長のダイポール・アンテナなどが使用される。タグ・チップ１０２は、変調部１１０と、整流・復調部１１２、メモリ部１１３で構成される。
【０００７】
タグ・リーダ１００より送信された電波ｆoは、アンテナ１０３で受信され、整流・復調部１１０に入力される。ここで、受信電波ｆoは整流され、直流電源に変換されると同時に、この直流電源により復調機能が動作開始し、タグ１０１に対する読み取り信号であることが認識される。電波ｆoの受信により発生した電源は、メモリ部１１３及び変調部１１０にも供給される。
【０００８】
メモリ部１１３は、あらかじめ内部に格納されているＩＤ情報を読み出し、変調部１１０に送信データとして送る。変調部１１０は、ダイオード・スイッチ１１１で構成され、送信データのビット・イメージに従ってダイオード・スイッチ１１１のオン／オフ動作を繰り返す。すなわち、データが１の場合は、スイッチがオン状態となり、アンテナはアンテナ・インピーダンス（例えば５０Ω）で終端される。このとき、タグ・リーダ１００からの電波は吸収される。また、データが０の場合は、スイッチがオフとなり、ダイオード・スイッチ１１１はオープン状態となり、同時にアンテナの終端もオープン状態となる。このとき、タグ・リーダ１００からの電波は反射され、送信元に戻ることになる。このような通信方法は「バック・スキャッタ方式」と呼ばれる。このようにして、タグ１０１は無電源で内部の情報をリーダ側に送ることが可能となる。
【０００９】
一方のタグ・リーダ１００は、携帯情報端末などのホスト機器１０６と、タグ・リーダ・モジュール１０４と、タグ・リーダ・モジュール１０４に接続されたアンテナ１０５で構成される。
【００１０】
ホスト機器１０６は、タグ１０１のリード指示をホスト・インターフェース部１２１経由で通信制御部１２０に通知する。ベースバンド処理部１１９は、通信制御部１２０からのタグのリード・コマンドを受け取ると、送信データに対して所定の編集処理を施し、さらにフィルタリングを行なった後、ベースバンド信号としてＡＳＫ変調部１１７に送る。ＡＳＫ変調部１１７は、周波数シンセサイザ１１６の周波数ｆoを用いてＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：振幅シフト・キーイング）変調を行なう。
【００１１】
周波数シンセサイザ１１６の周波数設定は、通信制御部１２０により行なわれる。一般に、ＲＦタグからの信号の定在波やマルチパスの軽減のために、タグへの送信周波数はホッピングして用いられる。このホッピングの指示も通信制御部１２０により行なわれる。ＡＳＫ変調が施された送信信号は、サーキュレータ１１４を経由し、アンテナ１０５よりタグ１０１に向けて放射される。
【００１２】
タグ１０１からは、バック・スキャッタ方式による反射により（前述）、タグ・リーダ１００からの送信信号と同一周波数の信号が戻される。この信号は、タグ・リーダ１００のアンテナ１０５で受信され、ミキサー１１５に入力される。ミキサー１１５には送信と同じローカル周波数ｆoが入力されるので、ミキサー１１５の出力にはタグ１０１側で変調を施した信号が現れることになる。復調部１１８は、この信号から１と０のビット系列からなるデータを復調し、通信制御部１１９に送る。通信制御部１１９では、データをデコードし、タグ１０１内のメモリ１１３に格納されていたデータ（ＩＤ）を取り出し、ホスト・インターフェース部１２０からホスト機器１０６に転送する。
【００１３】
上述したような仕組みにより、タグ・リーダ１００はタグ１０１内の情報を読み出すことができる。タグ・リーダは、一般的にはタグ・ライタとしても使用することが可能で、ホスト機器１０６側の指定データをタグ１０１内のメモリ１１３に書き込むことができる。
【００１４】
ところで、有線方式によるＬＡＮ配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入の検討が行なわれている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信装置並びに無線通信システムが規定されている。
【００１５】
近年、無線ＬＡＮの普及率が高まってきており、ＰＣやＰＤＡなどの情報機器以外にも、携帯電話やデジタル・カメラなどのポータブル機器でも使用されるようになってきている。また、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が挙げられる。
【００１６】
無線ネットワークに関する標準的な規格の１つにＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ：電気電子学会）で標準化された８０２．１１（例えば、非特許文献２を参照のこと）などの規格や、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２やＩＥＥＥ３０２．１５．３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などを挙げることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格については、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格…などの各種無線通信方式が存在する。
【００１７】
本発明では、無線ＬＡＮシステムとして特にＩＥＥＥ８０２．１１ｂに着目する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、２．４ＧＨｚ帯を用い、変調方式としてＤＳ−ＳＳ（直接拡散方式：Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｓｐｒｅａｄ)を用い、最大伝送速度は１１Ｍｂｐｓの無線ＬＡＮ規格である。また、アクセス制御方式としては、ＣＳＭＡ／ＣＡ（搬送波感知多重アクセス/衝突回避方式：Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）が用いられる。
【００１８】
図８には、無線ＬＡＮシステムの構成例を示している。無線ＬＡＮ端末２００は、携帯情報端末などのホスト機器２０２に、無線ＬＡＮモジュール２０１を付加して使用する。ホスト機器２０２と無線ＬＡＮモジュール２０１は、例えばコンパクト・フラッシュ・インターフェースなどで相互に接続される。
【００１９】
無線ＬＡＮ端末２００は、無線ＬＡＮ基地局２０３経由でインターネット２０６などの広域ネットワークに接続することができる。無線ＬＡＮ基地局２００には、例えばダイバーシティ効果を得るために２つのアンテナ２０４及び２０５が装備される。無線ＬＡＮモジュール２０１でもダイバーシティを行なってもよい。  ここで、無線ＬＡＮモジュール２０１の構成について以下に説明する。
【００２０】
無線ＬＡＮモジュール２０１は、主に、ダイバーシティ用の２つのアンテナ２１０及び２１１と、２つのアンテナ・スイッチ２１２及び２１３と、受信部２１４と、送信部２１７と、周波数シンセサイザ部２１８と、ベースバンド部２１９で構成される。
【００２１】
受信部２１４は、直交検波器２１５と、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ２１６で構成される。また、ベースバンド部２１９は、変復調と無線制御を行なうＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）部２２０と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２２２を含み、８０２．１１のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御を行なうＭＡＣ部２２１とホスト・インターフェース部２２３で構成される。
【００２２】
アンテナ・スイッチ２１２は、通信品質に応じて、アンテナ２１０とアンテナ２１１を、ＭＡＣ部２２１のＣＰＵ２２２からの指示に従い、ＰＨＹ部２２０経由で、ＣＮＴ２０１により切り替え制御される。また、アンテナ・スイッチ２１３は、ＣＮＴ２０２の制御により、送信時と受信時の切り替えに使用される。
【００２３】
受信時には、ＰＨＹ部２２０からの制御信号ＣＮＴ２０３により、受信部２１５がアクティブにされる。２．４ＧＨｚ帯のＩＥＥＥ８０２．１１ｂの変調波は、２つのアンテナ２１０又は２１１のいずれか一方と、２つのアンテナ・スイッチ２１２並びに２１３経由で受信部２１４に入力される。直交検波器２１４には、ローカル周波数として、受信波と同じ周波数のキャリアが周波数シンセサイザ部２１８から供給される。この周波数シンセサイザ２１８の周波数設定もＰＨＹ部２２０により行なわれる。直交検波器２１４に入力された変調波は、ダイレクト・コンバージョンされ、Ｉ軸及びＱ軸の各ベースバンド信号に変換された後、後段のＡＧＣアンプ２１６に送られる。ＡＧＣアンプ２１６は、その出力が一定レベルになるように、ＰＨＹ部２２０からの制御信号ＣＮＴ２０３により制御される。
【００２４】
ＡＧＣ制御されたＩ軸及びＱ軸の各ベースバンド信号は、ＰＨＹ部２２０に入力され、ＤＳ−ＳＳ信号からデジタル・データに復調される。ＭＡＣ部２２１では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂが規定するＭＡＣ層プロトコルに従い、パケットのデータを分解し、目的のペイロード・データを得る。ベースバンド部２１９のこれら一連の処理は、ＣＰＵ２２２の指示により実行される。
【００２５】
ホスト・インターフェース部２２３は、受信したデータをホスト機器側に出力する。ホスト機器がＰＤＡのようなものであれば、ホスト・インターフェース部２２３はコンパクト・フラッシュ・カードで構成され、基地局のようにネットワークに接続する場合は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）になる。 
【００２６】
また、送信時には、ＰＨＹ部２２０からの制御信号ＣＮＴ２０２により、送信部２１７がアクティブにされる。ホスト・インターフェース部２２３は、ホスト機器より転送された送信データをＭＡＣ部２２１に渡す。ＭＡＣ部２２１では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで規定されているＭＡＣ層プロトコルに従い、送信データをパケット化し、ＰＨＹ部２２０に転送する。ＰＨＹ部２２２では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで規定されているＰＨＹ層プロトコルに基づく変調処理を行ない、Ｉ軸及びＱ軸の各ベースバンド信号を生成し、送信部２１７の直交変調器に渡す。送信部２１７では、周波数シンセサイザ２１８のキャリアを用いて直交変調を行ない、目的とする２．４ＧＨｚ帯の変調波を得る。この変調波は、アンテナ・スイッチ２１３とアンテナ・スイッチ２１２経由でいずれか一方のアンテナ２１０又は２１１から送信される。
【００２７】
近年、ＲＦＩＤシステム並びにＩＥＥＥ８０２．１１ｂを始めとする無線ＬＡＮシステムはともに普及してきており、ＰＣやＰＤＡなどの小型機器がこれらのいずれかの電波通信方式を搭載することが多くなってきている。また、これら２つの電波通信方式の両方を同時に使用するというアプリケーションも考えられる。例えば、ＲＦＩＤシステムを用いて至近距離でタグから読み込んだデータを、無線ＬＡＮを用いてインターネットに送ったり、インターネットからダウンロードした関連データをＲＦＩＤシステム経由で至近距離の機器に書き込んだりすることができる。
【００２８】
しかしながら、このような場合、単一の機器がそれぞれの通信モジュールが必要であるが、２つの通信モジュールを取り替えて使用するのは煩雑であり、コスト増大を招来する。
【００２９】
また、携帯電話やデジタル・カメラなどのポータブル機器に無線ＬＡＮを搭載する場合、その消費電力が問題となる。市販のＩＥＥＥ８０２．１１ｂの無線ＬＡＮカードでは、送信時８００ｍＷ以上、受信時６００ｍＷ以上の電力を消費するものがほとんどである。この消費電力は、バッテリ駆動を前提とするポータブル機器にとって負担が大きい。また、近距離限定で送信電力を小さくしても８割程度しか消費電力を低減することができない。
【００３０】
また、無線ＬＡＮ搭載機器を基地局に接続するには、最初に暗号キーなどの初期設定やその他の通信パラメータの設定処理が必要である。ところが、デジタル・カメラのように入力手段が乏しいポータブル機器では、初期設定時のデータ入力動作が煩雑になってしまうという問題がある。
【００３１】
【特許文献１】特開平６−１２３７７３号公報
【非特許文献１】クラウス・フィンケンツェラー著（ソフト工学研究所訳）「ＲＦＩＤハンドブック  非接触ＩＣカードの原理と応用」（日刊工業新聞社）
【非特許文献２】Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ） ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１， １９９９ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明の目的は、複数の電波通信方式を兼用した、優れた無線通信装置並びに無線通信システムを提供することにある。
【００３３】
本発明のさらなる目的は、同じ２．４ＧＨｚ帯を使用するＲＦＩＤシステムと無線ＬＡＮシステムを兼用し、低消費電力のデータ伝送や簡易な通信設定を実現することができる、優れた無線通信装置並びに無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグのデータを読み書きするリーダライタ機能と、無線通信機能と、接続されるホスト機器との共通のホストインタフェース部を備え、ダイレクト・コンバージョン方式の送信部と受信部を前記２つの機能で共用した無線通信装置であって、
前記送信部と前記受信部を同時にオンにし、前記送信部を変調又は無変調キャリアが送信できるように制御制御するリーダライタ機能モードと、
前記送信部と前記受信部を排他的にオンするように制御する無線通信機能モードと、
を備えることを特徴とする無線通信装置である。
【００３５】
したがって、本発明によれば、ＲＦＩＤタグ・リーダ機能と無線ＬＡＮ通信機能を共通のＲＦブロックで兼用することにより、低コストで小型の共有モジュールを実現することができる。
【００３６】
ここで、本発明に係る無線通信装置は、前記リーダライタ機能モード下で、外部機器に対する制御信号を変調して送信する。
【００３７】
また、本発明に係る無線通信装置は、電波の送受信を行なうアンテナと、前記アンテナを前記送信部又は前記受信のいずれか一方又は同時に接続することができるサーキュレータなどからなるアンテナ接続手段をさらに備えている。サーキュレータは、一定の向きに隣り合うポートにしか信号は伝わらないという性質を有し、ＲＦＩＤリーダ用に送信波と受信波の分離に使用される。
【００３８】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記アンテナを終端又はオープン状態にするアンテナ・スイッチをオン／オフ制御して、データのビット列に従って外部からの電波を吸収又は反射することにより、データをバック・スキャッタ方式で送信するＲＦＩＤタグ機能モードをさらに備えていてもよい。
【００３９】
また、本発明の第２の側面は、無線基地局と無線端末からなる無線通信システムであって、
前記無線基地局及び前記無線端末は、マイクロ波を用いた電波通信方式に基づくＲＦＩＤシステムをともに装備し、
前記無線端末は、無線基地局から受信したキャリアを利用したアンテナの終端制御に基づく外部からの電波を吸収又は反射により所定の無線通信設定データ要求を送信し、
前記無線基地局は、前記無線通信設定データ要求に応答して、前記無線端末から受信したキャリアを利用したアンテナの終端制御に基づく反射波により無線通信設定データを送信する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
【００４０】
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（以下同様）。
【００４１】
ここで言う無線通信設定データとして、例えば、チャネル番号、ＥＳＳＩＤ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｐｒｉｖａｃｙ）キーなどの初期設定値が含まれる。
【００４２】
ＷＥＰキーは、暗号鍵であるため、ユーザが実際に設定する必要がある。このような設定作業を、ユーザ・インターフェースが充実していないポータブル機器上で行なうことは煩雑である。このような設定作業を、ユーザ・インターフェースが充実していないポータブル機器上で行なうことは煩雑であるが、本発明によれば、ユーザ入力操作を、ＲＦＩＤシステムを利用したタグの読み出しで代替することができる。
【００４３】
また、暗号鍵の設定の過程ではセキュリティが重要になるが、ＲＦＩＤシステムにおいてデータ伝送に利用される反射波は非常に微小電力であり、その通信可能範囲が１ｍ以内に限定されることから、初期設定の最初に相互の機器を手動で初期設定モードにすることを加えて、セキュリティを確保することができる。
【００４４】
また、受信側に使用周波数帯内（例えば２．４ＧＨｚ帯）の電波の検出器を付加することにより、送信側では無変調キャリアを使用周波数帯内の任意の周波数で送信することができる。これにより、暗号鍵などの無線通信設定データのやりとりを外部から傍受することはさらに困難になる。
【００４５】
初期設定項目などの無心通信設定データを暗号化して伝送するようにしてもよい。また、誰もが初期設定動作により無線ＬＡＮ通信時の暗号鍵を簡単に入手できないようにしてもよい。
【００４６】
その具体的な方法として、初期設定にＲＦＩＤタグを用い、この中に何らかの方法で事前にある共通鍵暗号方式の共通鍵を格納しておく。共通鍵暗号方式としては、例えば、ＤＥＳ (Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ)やＦＥＡＬ (Ｆａｓｔ ｄａｔａ Ｅｎｃｉｐｈｅｒｍｅｎｔ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ)が挙げられる。
【００４７】
例えば、無線基地局がＲＦＩＤライタ機能を用いて事前にＲＦＩＤに共通鍵を格納しておく。あるいは、無線基地局とＲＦＩＤは、販売時に何らかの方法で共通鍵を格納するようにしてもよい。
【００４８】
また、本発明の第３の側面は、電波によるデータの伝送を行なう無線通信システムであって、
データ提供先装置から無変調キャリア又は変調された制御信号を送信し、データ供給元装置ではアンテナの終端制御に基づいて外部からの電波を吸収又は反射することによりデータを送信する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
【００４９】
このような無線通信システムを利用して、例えばデジタル・カメラやカメラ付き携帯電話などの画像データを供給するソース装置から、ＰＣやテレビを始めとする表示装置などのシンク装置へのデータ伝送を行なうことができる。このデータ伝送の際、ソース装置はバック・スキャッタ方式に基づく反射波を用いる一方、シンク装置からの制御信号はＡＳＫ変調された送信信号を用いる。
【００５０】
反射波を作り出すのは基本的にアンテナ・スイッチのオン・オフ動作だけなので、バッテリ駆動のデジタル・カメラやカメラ付き携帯電話で消費する電力は、マイクロワット・オーダであり、超低消費電力の画像伝送を実現することができる。また、伝送される画像データとしては、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）フォーマットが用いられる。このデータ伝送にも反射波を用いるため、その通信距離は１ｍ程度に限定される。
【００５１】
また、ストリーミング・データの転送を行なう場合には、一方向の伝送で動作シーケンスを構成することができる。この場合、シンク装置側からＡＳＫ変調された制御信号を送信する動作が不要になり、ソース装置側でもその受信動作が不要になることから、さらなる消費電力を節減することができる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、ＲＦＩＤタグ・リーダ機能と無線ＬＡＮ通信機能を共通のＲＦブロックで兼用することにより、低コストで小型の共有モジュールを実現することができる。
【００５３】
本発明によれば、同じ２．４ＧＨｚ帯を使用するＲＦＩＤシステムと無線ＬＡＮシステムを兼用し、低消費電力のデータ伝送や簡易な通信設定を実現することができる、優れた無線通信装置並びに無線通信システムを提供することができる。
【００５４】
また、本発明によれば、ＲＦＩＤタグからのＩＤ読み出し手順を利用して無線ＬＡＮの初期設定をデータ入力無しに実現することが可能となり、利便性が向上する。
【００５５】
また、本発明によれば、ＲＦＩＤシステムにおける反射波を利用したデータのアップロード・システムを利用することにより、無線ＬＡＮを使用したデータ伝送と比べて１／１０〜２０以下の低消費電力化を実現することができる。
【００５６】
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】
【００５７】
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。
【００５８】
本発明は、ＲＦＩＤシステムと無線ＬＡＮシステムを融合し、以下の事柄を実現する無線システムを提供する。
【００５９】
（１）ＲＦＩＤリーダと無線ＬＡＮ兼用可能な無線モジュールの提供
（２）無線ＬＡＮにＲＦＩＤタグ機能を設けた簡易初期設定システムの提供
（３）超低消費電力の無線データ・アップロード・システムの提供
【００６０】
ＲＦＩＤリーダと無線ＬＡＮ兼用可能な無線モジュールの提供：
本発明では、ＲＦＩＤタグ・リーダ機能と無線ＬＡＮ通信機能を共通のＲＦブロックで兼用することにより、低コストで小型の共有モジュールを実現する。基本的には、図８に示した従来の無線ＬＡＮ装置に構成に一部の変更を加えることにより、ＲＦＩＤシステムの実現を果たしている。
【００６１】
（１）ＲＦＩＤリーダとして使用する場合、データの送信動作とデータの受信動作が同時に行なわれる。したがって、送信と受信を同時にオンになるように制御するために、図８中のアンテナ・スイッチ２１３をサーキュレータ３０５に置き換える。
【００６２】
（２）ＲＦＩＤタグは、アンテナをアンテナ・インピーダンスで終端するか又はアンテナをオープン状態にしてリーダ側からの送信電波を反射するというバック・スキャッタ方式によって送信データを表現する。言い換えれば、無線ＬＡＮにＲＦＩＤタグ機能を入れるため、一方のアンテナのオープンと終端の切り替えを行なう必要がある。このため、図８中のアンテナ・スイッチ２１２を２つのアンテナ・スイッチ３０３及び３０４で構成する。そして、ＲＦＩＤタグ機能実現時には、一方のアンテナを常時オープンとし、他方のアンテナはオープンと終端の切り替えが行なえるようにする。
【００６３】
（３）ＲＦＩＤリーダとして使用するために、無変調キャリアとＡＳＫ変調波を送信するための機能を図８中のＰＨＹ部２２０に追加する。
【００６４】
図１には、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ及び無線ＬＡＮ兼用の無線通信装置の構成を示している。図示の通り、ＲＦＩＤ機能と無線ＬＡＮ機能を兼用する無線通信装置３００は、主に、ダイバーシティ用の２つのアンテナ３０１及び３０２と、２つのアンテナ・スイッチ３０３及び３０４と、サーキュレータ３０５と、受信部３０６と、送信部３０９と、周波数シンセサイザ部３１０と、ベースバンド部３１１で構成される。
【００６５】
受信部３０６は、直交検波器３０７と、ＡＧＣアンプ３０８で構成される。また、ベースバンド部３１１は、変復調と無線制御を行なうＰＨＹ部３１２と、ＣＰＵ３１４を含みＩＥＥＥ８０２．１１のＭＡＣ制御を行なうＭＡＣ部３１３と、ホスト・インターフェース部３１５で構成される。
【００６６】
アンテナ・スイッチ３０３及び３０４は、通信品質に応じて、アンテナ３０１又は３０２を、ＭＡＣ部３１４内のＣＰＵ３１４からの指示に従い、ＰＨＹ部３１２経由で、制御信号ＣＮＴ３０１とＣＮＴ３０２により切り替え制御される。ＣＮＴ３０１とＣＮＴ３０２はお互いに反転の信号である。すなわち、一方のアンテナ・スイッチがオンのときには他方のアンテナ・スイッチはオフという制御となる。
【００６７】
サーキュレータ３０５は、図中の矢印の向きに隣り合うポートにしか信号は伝わらないという性質を有しており、送信部からアンテナへ、アンテナから受信部へという具合に、ＲＦＩＤリーダ用に送信波と受信波の分離に使用される。サーキュレータ３０５は、送信と受信のタイミングが異なる無線ＬＡＮにおいてもアンテナ・スイッチと同様な働きをすることができる。
【００６８】
受信時には、ＰＨＹ部３１２からの制御信号ＣＮＴ３０３により、受信部３０６がアクティブにされる。２．４ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂの変調波は、２つのアンテナ３０１又は３０２のいずれか一方とサーキュレータ３０５を経由して、受信部３０６に入力される。
【００６９】
直交検波器３０７には、ローカル周波数として、受信波と同じ周波数のキャリアが周波数シンセサイザ部３１０から供給される。周波数シンセサイザ３１０の周波数設定もＰＨＹ部３１２により行なわれる。
【００７０】
直交検波器３０７に入力された変調波は、ダイレクト・コンバージョンされ、Ｉ軸及びＱ軸の各ベースバンド信号に変換された後、後段のＡＧＣアンプ３０８に送られる。ＡＧＣアンプ３０８では、その出力が一定レベルになるようにＰＨＹ部３１３からの制御信号ＣＮＴ３０３により制御される。
【００７１】
ＡＧＣ制御されたＩ軸及びＱ軸の各ベースバンド信号は、ＰＨＹ部３１３に入力され、ＤＳ−ＳＳ信号を用いてデジタル・データに復調される。ＭＡＣ部３１３では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで規定されるＭＡＣ層プロトコルに従い、パケットのデータを分解し、目的とするペイロード・データを得る。ホスト・インターフェース部３１５は、受信したデータをホスト機器側（図示しない）に出力する。ホスト・インターフェース部３１５は、ホスト機器がＰＤＡのようなものであれば、例えばコンパクト・フラッシュ・カードで構成され、基地局のようにネットワークに接続する場合はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）になる。 ベースバンド部３１１におけるこれら一連の処理は、ＣＰＵ３１４の指示により実行される。
【００７２】
一方、送信時は、ＰＨＹ部３１２からの制御信号ＣＮＴ３０４により、送信部３０９がアクティブにされる。ホスト・インターフェース部３１５は、ホスト機器より転送された送信データをＭＡＣ部３１３に渡す。ＭＡＣ部３１３では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで規定されるＭＡＣ層プロトコルに従い、送信データをパケット化し、ＰＨＹ部３１２に転送する。
【００７３】
ＰＨＹ部３１２では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのＰＨＹ層プロトコルに従い変調し、Ｉ軸及びＱ軸の各ベースバンド信号を生成し、送信部３０９の直交変調器に渡す。送信部３０９では、周波数シンセサイザ３１０から供給されるキャリアにより直交変調を行ない、目的とする２．４ＧＨｚ帯の変調波を得る。この変調波は、サーキュレータ３０５とアンテナ・スイッチ３０３又は３０４のいずれかを経由し、それぞれアンテナ３０１又は３０２から送信される。
【００７４】
次に、図１に示した無線通信装置におけるＲＦＩＤリーダとして動作する場合について説明する。
【００７５】
ホスト機器は、まずタグのリード指示をホスト・インターフェース部３１６経由でＭＡＣ部３１４に通知する。ＰＨＹ部１１９は、ＣＰＵ３１５からの指示によりＭＡＣ部３１４からのタグのリード・コマンドを受け取ると、送信データの編集を行なう。この結果、データが１の場合はＩ軸側に直流電圧ＶaをＱ軸側に０Ｖを、データ０の場合はＩ軸及びＱ軸がともに０Ｖとするベースバンド信号を得る。このような送信信号を、送信部３０９の直交変調器で周波数シンセサイザ３１０からのキャリアを用いてＡＳＫ変調を行なう。
【００７６】
周波数シンセサイザ３１０の周波数設定は、ＰＨＹ部３１２により行なわれる。一般に、ＲＦタグからの信号の定在波やマルチパスの軽減のために、タグへの送信周波数はホッピングして用いられる。このホッピングの指示もＰＨＹ部３１２により行なわれる。
【００７７】
無線通信装置３００がＲＦＩＤリーダとして動作する場合は、ここではアンテナ３０１を使用するものとする。したがって、アンテナ・スイッチ３０３はオン、アンテナ・スイッチ３０４はオフになるように、ＣＮＴ３０１並びにＣＮＴ３０２は制御される。ＡＳＫ変調が施された送信信号は、アンテナ・スイッチ３０３経由でアンテナ３０１から送信される。
【００７８】
バック・スキャッタ方式でＲＦＩＤタグから戻って来た反射信号は、タグ・リーダから送信された信号と同一周波数である（前述）。この反射信号は、アンテナ３０１で受信され、アンテナ・スイッチ３０３並びにサーキュレータ３０５経由で受信部３０６に入力される。
【００７９】
直交検波器３０７には送信と同じローカル周波数が入力されるため、直交検波器３０７の出力にはタグ側で変調をかけた信号が現れることになる。 但し、受信した信号はローカル信号と位相が異なるため、Ｉ軸とＱ軸の各信号にはその位相差に応じたタグ側の変調信号が現われる。
【００８０】
ＡＧＣアンプ部３０８は、ＰＨＹ部３１２からの制御信号ＣＮＴ３０３によりゲインを最大に制御され、その出力信号はＰＨＹ部３１２に渡される。ＰＨＹ部３１２では、Ｉ軸とＱ軸の各信号からデジタル・データへの復調を行ない、ＭＡＣ部３１３へ出力する。ＭＡＣ部３１３では、データをデコードし、タグ内のメモリに格納されていたデータを取り出し、ホスト・インターフェース部３１５からホスト機器にそのデータを転送する。
【００８１】
このようにして、ＲＦＩＤリーダと無線ＬＡＮが１つの無線装置で兼用可能となる。
【００８２】
図２には、本兼用装置を使用した場合のＲＦタグとの間での動作シーケンスを示している。
【００８３】
図示の例では、タグ・リーダと無線ＬＡＮ端末装置４００は、タグ・リーダ／無線ＬＡＮモジュール４０１を用いて、ＲＦＩＤリーダ・モードでＲＦＩＤタグ４０２に格納されたデータを読み取り、次に無線ＬＡＮモードに移り無線ＬＡＮ基地局４０３経由でインターネット・アクセスを行なう。ＲＦＩＤタグ４０２には、例えばある物の詳細情報が閲覧されているインターネット４０７上に構築されているサーバ４０８内のホームページのＵＲＬ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｃａｔｏｒ）が格納されているとする。図示の手順に従い、タグ・リーダ／無線ＬＡＮ端末装置４００は、このＵＲＬを読み取ってホームページにアクセスし、詳細情報を得ることが可能となる。
【００８４】
まず、タグ・リーダ／無線ＬＡＮ端末４００の送信部受信部を同時にオンにして、タグ・リーダ・モードにする（Ｓ１）。
【００８５】
次いで、タグ・リーダ／無線ＬＡＮ端末４００は、タグ・リード・コマンドをＡＳＫ変調してから送信する（Ｓ２）。これに対し、タグ４０２は、このコマンドを受信し、格納されたデータの送信準備を行なう。
【００８６】
次いで、タグ・リーダ／無線ＬＡＮ端末４００は、無変調キャリアを送信する（Ｓ３）。
【００８７】
次いで、タグ４０２は、バック・スキャッタ方式により、格納されたデータを反射波として送信する（Ｓ４）。タグ・リーダ／無線ＬＡＮ端末４００は、このデータを読み取る。
【００８８】
次いで、タグ・リーダ／無線ＬＡＮ端末４００は、送信部受信部をオフにして、タグ・リーダ・モードを終了する（Ｓ５）。
【００８９】
その後、タグ・リーダ／無線ＬＡＮ端末４００は無線ＬＡＮモードに切り替え、無線ＬＡＮにより無線ＬＡＮ基地局と相互通信を行なう（Ｓ６）。この際、送信部受信部の制御は、ＩＥＥＥ８０２．１１のＭＡＣ層プロトコルによりＣＳＭＡ／ＣＡに従ったアクセス制御が行なわれる。タグ・リーダ・モードと無線ＬＡＮモードが同時にオンにされることはない。
【００９０】
無線ＬＡＮにＲＦＩＤタグ機能を設けた簡易初期設定システムの提供：
続いて、ＲＦＩＤシステムを利用した無線ＬＡＮ機器間の初期設定の動作例について説明する。
【００９１】
一般に、無線ＬＡＮ端末（無線ＬＡＮカード）を無線ＬＡＮ基地局（アクセスポイント）に接続するためには、最初に初期設定が必要になる。無線ＬＡＮの初期設定項目としては、チャネル番号、ＥＳＳＩＤ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｐｒｉｖａｃｙ）キーの３つが必要となる。チャネル番号は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで定義されたチャネル番号で、どのチャネルで使用するかを意味する。ＥＳＳＩＤは、ＩＥＥＥ ８０２．１１系の無線ＬＡＮにおけるネットワークの識別子の１つで、混信を避けるために付けられるネットワーク名のようなものであり、最大３２文字までの英数字を任意に設定できる。また、ＷＥＰキーは、ＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮ通信における暗号化鍵である。送信されるパケットを暗号化して傍受者に内容を知られないようにすることで、有線通信と同様の安全性を確保することができる。ＲＣ４アルゴリズムをベースにした秘密鍵暗号方式がＩＥＥＥによって標準化されており、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂのセキュリティ・システムとして採用されている。秘密鍵に４０ビットのデータを使う旧来の方式と１２８ビットのデータを使う新方式とが混在している。
【００９２】
これら３つの設定の中で、チャネル番号は、従来の無線ＬＡＮ端末でも自動サーチする機能を有していることから、特に設定が不要なものが多い。また、ＥＳＳＩＤも無線ＬＡＮ基地局からのビーコン信号に含まれているので、すぐに認識可能である。これに対し、ＷＥＰキーは、暗号鍵であるため、ユーザが実際に設定する必要がある。このような設定作業を、ユーザ・インターフェースが充実していないポータブル機器上で行なうことは煩雑である。
【００９３】
図３には、無線ＬＡＮ機器間で初期設定を行なうための動作シーケンスを示している。無線ＬＡＮ端末として、例えばユーザ・インターフェースがあまり充実していないデジタル・カメラなどのポータブル機器を想定する。但し、無線ＬＡＮ端末５００並びに無線ＬＡＮ基地局５０１にはそれぞれ、図１に示したＲＦＩＤ／無線ＬＡＮ兼用装置３００が内蔵されているものとする。
【００９４】
無線ＬＡＮ基地局５０１は、手動により初期設定モードにモード設定される（Ｓ１１）。同様に、無線ＬＡＮ端末５００も、手動により初期設定モードにモード設定される（Ｓ１２）。
【００９５】
次いで、無線ＬＡＮ基地局５０１は、無変調キャリアを送信する（Ｓ１３）。これに対し、無変調キャリアを受信した無線ＬＡＮ端末５００は、バック・スキャッタ方式により反射波を用いて、初期設定データ要求を行なう（Ｓ１４）。
【００９６】
無線ＬＡＮ端末５００は、無線ＬＡＮ基地局５０１からの無変調キャリアの送信が終了することを確認したら、今度は自局から無変調キャリアを送信する（Ｓ１５）。
【００９７】
無線ＬＡＮ基地局５０１は、自局内に現在設定されているチャネル番号、ＥＳＳＩＤ、ＷＥＰキーを、バック・スキャッタ方式による反射波として送信する（Ｓ１６）。また、無線ＬＡＮ端末５００は、受信したチャネル番号、ＥＳＳＩＤ、ＷＥＰキーなどの初期設定値を装置内で設定する。
【００９８】
無線ＬＡＮ端末５００は、無線ＬＡＮ基地局５０１からの無変調キャリアの送信が終了したことを確認したら（Ｓ１７）、反射波にて受信完了を通知する（Ｓ１８）。
【００９９】
無線ＬＡＮ端末５００と無線ＬＡＮ基地局５０１間での通信のための初期設定は終了したので（Ｓ１９，Ｓ２０）、初期設定されたパラメータを用いて通常の無線ＬＡＮによる通信を開始する（Ｓ２１）。
【０１００】
ここで、無線ＬＡＮ端末５００並びに無線ＬＡＮ基地局５０１から送出される反射波は、バック・スキャッタ方式に基づき、図１に示したＲＦＩＤ／無線ＬＡＮ兼用装置３００のアンテナ・スイッチ３０３のオン、オフ制御により作り出される、という点を十分に理解されたい。また、このような設定作業を、ユーザ・インターフェースが充実していないポータブル機器上で行なうことは煩雑であるが、本実施形態によれば、ユーザ入力操作を、ＲＦＩＤシステムを利用したタグの読み出しで代替することができる。
【０１０１】
暗号鍵の設定の過程ではセキュリティが重要になる。図３に示した実施形態では、反射波は非常に微小電力であり、その通信可能範囲が１ｍ以内に限定されることから、初期設定の最初に相互の機器を手動で初期設定モードにすることを加えて、セキュリティを確保している。
【０１０２】
また、受信側に使用周波数帯内（例えば２．４ＧＨｚ帯）の電波の検出器を付加することにより（例えば、図１中の直交検波器３０７の入力から取り出すことにより）、無変調キャリアは、使用周波数帯内の任意の周波数で送信することができる。これにより、本初期設定のやりとりを外部から傍受することはさらに困難になる。
【０１０３】
図４には、図３に示した初期設定動作シーケンスに対してさらにセキュリティを強化した動作シーケンス例を示している。
【０１０４】
図示の例では、初期設定項目は暗号化して伝送する。また、誰もが初期設定動作により無線ＬＡＮ通信時の暗号鍵を簡単に入手できないようにしている。その具体的な方法として、初期設定にＲＦＩＤタグ８００を用い、この中に何らかの方法で事前にある共通鍵暗号方式の共通鍵を格納しておく。共通鍵暗号方式としては、例えば、ＤＥＳ (Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ)やＦＥＡＬ (Ｆａｓｔ ｄａｔａ Ｅｎｃｉｐｈｅｒｍｅｎｔ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ)が挙げられる。図４に示す例では、無線ＬＡＮ基地局５０１がＲＦＩＤライタ機能を用いて事前にＲＦＩＤ８００に共通鍵（ここでは「共通鍵Ａ」とする）を格納しておく。あるいは、無線ＬＡＮ基地局５０１とＲＦＩＤ８００は、販売時に何らかの方法で共通鍵Ａを格納するようにしてもよい。
【０１０５】
まず、無線ＬＡＮ基地局５０１は、共通鍵ＡをＲＦＩＤ８００にＲＦＩＤライタ機能を用いて格納する（Ｓ３１）。このＲＦＩＤ８００は、ユーザによって保管されるものである。
【０１０６】
ここで、無線ＬＡＮ端末５００は、無線ＬＡＮ基地局５０１に接続しようとするときに、ＲＦＩＤリーダ機能で共通鍵Ａを読み出す（Ｓ３２）。
【０１０７】
無線ＬＡＮ基地局５０１は、手動により初期設定モードにモード設定される（Ｓ３３）。同様に、無線ＬＡＮ端末５００も、手動により初期設定モードにモード設定される（Ｓ３４）。
【０１０８】
無線ＬＡＮ基地局５０１は、無変調キャリアを送信する（Ｓ３５）。これに対し、無変調キャリアを受信した無線ＬＡＮ端末５００は、バック・スキャッタ方式に基づく反射波を用いて、初期設定データ要求を行なう（Ｓ３６）。
【０１０９】
無線ＬＡＮ端末５００は、無線ＬＡＮ基地局５０１からの無変調キャリアの送信が終了することを確認したら、今度は自局から無変調キャリアを送信する（Ｓ３７）。
【０１１０】
無線ＬＡＮ基地局５０１は、共通鍵Ａを用いて、当該共通鍵暗号方式で、チャネル番号、ＥＳＳＩＤ、ＷＥＰキーを暗号化する（Ｓ３８）。そして、無線ＬＡＮ基地局５０１は、暗号化されたチャネル番号、ＥＳＳＩＤ、ＷＥＰキーをバック・スキャッタ方式に基づく反射波として送信する（Ｓ３９）。
【０１１１】
無線ＬＡＮ端末５００は、受信した反射波から、共通鍵Ａを用いて、当該共通鍵暗号方式により復号化を行なうことで、初期設定項目としてのチャネル番号、ＥＳＳＩＤ、ＷＥＰキーを得ることができる（Ｓ４０）。無線ＬＡＮ端末５００は、自装置内で、これら初期設定項目の設定を行なう。
【０１１２】
無線ＬＡＮ端末５００は、無線ＬＡＮ基地局５０１からの無変調キャリアの送信が終了したことを確認したら（Ｓ４１）、反射波にて受信完了を通知する（Ｓ４２）。
【０１１３】
無線ＬＡＮ端末５００の無線ＬＡＮ基地局５０１との通信のための初期設定は終了したので（Ｓ４３，Ｓ４４）、通常の無線ＬＡＮによる通信を開始する（Ｓ４５）。
【０１１４】
上述したように共通鍵Ａの格納されたＲＦＩＤ８００をユーザが安全に保管しておくことにより、第三者が簡単に無線ＬＡＮ基地局５０１に近づいて初期設定を不正に行なうことが極めて困難になる。ユーザが新規の無線ＬＡＮ端末を購入した場合は、図４中の共通鍵Ａを読み出す手順から始める。
【０１１５】
図５には、ＲＦＩＤ８００を用いた初期設定についての他の動作シーケンス例を示している。
【０１１６】
同図に示す例では、まず、無線ＬＡＮ基地局５０１がＲＦＩＤ８００に初期設定データを直接書き込んでおく（Ｓ５１）。
【０１１７】
無線ＬＡＮ端末５００は、このＲＦＩＤ８００に読み出しアクセスを行なうことによって、チャネル番号、ＥＳＳＩＤ、ＷＥＰキーからなる初期設定データを入手することが可能となる（Ｓ５２）。
【０１１８】
このようにして初期設定項目を安全に取得した後、無線ＬＡＮ端末５００は自装置内で初期設定項目の設定を行なう。そして、通常の無線ＬＡＮ通信を行なう（Ｓ５３）。
【０１１９】
図５に示した実施形態では、図４に示した例よりセキュリティ・レベルは低くなるが、ユーザがＲＦＩＤ８００を安全に保管しておくことにより、第三者が初期設定操作を行なうことが困難になる。
【０１２０】
超低消費電力の無線データ・アップロード・システムの提供：
次に、ＲＦＩＤシステム兼用の無線ＬＡＮ装置を利用した超低消費電力の無線データ・アップロード・システムについて説明する。
【０１２１】
図１に示した装置構成によれば、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダの機能で超低消費の無線伝送を実現することができる。この伝送システムにおける伝送速度は、アンテナ・スイッチのオン／オフ速度とＲＦＩＤリーダの受信帯域幅に依存する。例えば、ガリウム砒素からなる素子を使ったアンテナ・スイッチとＩＥＥＥ８０２．１１ｂの無線ＬＡＮのＲＦを兼用することを勘案すると、８Ｍｂｐｓ程度の伝送速度が達成される。
【０１２２】
図６には、無線ＬＡＮ端末として、図１に示したＲＦＩＤ／無線ＬＡＮ兼用装置３００が内蔵されたデジタル・カメラ６００又はカメラ付き携帯電話６０２から、ＲＦＩＤ/無線ＬＡＮ兼用装置３００が例えばアダプタとして外部接続されているＰＣ６０６又はテレビ６０８に画像アップロードを行なう場合の動作シーケンスを示している。
【０１２３】
まず、無線ＬＡＮ端末６００又は６０１側では、手動操作によりデータ送信モードに設定される（Ｓ６１）。同様に、表示装置６０６又は６０８側でも、手動によりデータ受信待ちモードに設定される（Ｓ６２）。
【０１２４】
表示装置６０６又は６０８は、無変調キャリアを送信する（Ｓ６３）。これに対し、無変調キャリアを受信した無線ＬＡＮ端末６００又は６０１は、バック・スキャッタ方式に基づく反射波を用いて、データ送信要求を行なう（Ｓ６４）。
【０１２５】
データ送信要求を受信した表示装置６０６又は６０８は、ＡＳＫ変調により送信許可を送信する（Ｓ６５）。
【０１２６】
表示装置６０６又は６０８は、無変調キャリアを送信する（Ｓ６６）。そして、無変調キャリアを受信した無線ＬＡＮ端末６００又は６０１は、バック・スキャッタ方式に基づく反射波を用いて、パケット化されたデータの送信を行なう（Ｓ６７）。
【０１２７】
表示装置６０６又は６０８は、受信したパケット・データが正しければ、ＡＳＫ変調で肯定応答のＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送る。また、受信データが間違っていれば、ＡＳＫ変調で否定応答のＮＡＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送信する（Ｓ６８）。データの正誤は、データパケットに付加されたＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）符号で判断することができる。
【０１２８】
以降、データ送信の終了まで、Ｓ６６〜Ｓ６７のシーケンスが繰り返し実行される。
【０１２９】
デジタル・カメラ６００又はカメラ付き携帯電話６０２からの伝送にはバック・スキャッタ方式に基づく反射波を用いる一方、ＰＣ６０６又はテレビ６０８からの制御信号はＡＳＫ変調された送信信号を用いる。反射波を作り出すのは基本的にアンテナ・スイッチのオン・オフ動作だけなので（前述）、バッテリ駆動のデジタル・カメラ６００又はカメラ付き携帯電話６０２で消費する電力は、マイクロワット・オーダであり、超低消費電力の画像伝送を実現することができる。また、伝送される画像データとしては、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ)フォーマットが用いられる。このデータ伝送にも反射波を用いるため、その通信距離は１ｍ程度に限定される。
【０１３０】
図６に示した実施形態では、画像転送を行なっているので、データの送達確認のために双方向通信としたが、ビデオ・カメラなどからストリーミング・データの転送を行なう場合には、一方向の伝送で動作シーケンスを構成しても構わない。この場合、表示装置６０６又は６０８からＡＳＫ変調された制御信号を送信する動作が不要になり、無線ＬＡＮ端末側でもその受信動作が不要になることから、さらなる消費電力を節減することができる。
【０１３１】
［追補］
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。すなわち、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、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ及び無線ＬＡＮ兼用の無線通信装置の構成を示した図である。
【図２】図２は、ＲＦＩＤリーダと無線ＬＡＮの兼用装置を使用した場合のＲＦタグとの間での動作シーケンスを示した図である。
【図３】図３は、無線ＬＡＮ機器間で初期設定を行なうための動作シーケンスを示した図である。
【図４】図４は、図３に示した初期設定動作シーケンスに対してさらにセキュリティを強化した動作シーケンス例を示した図である。
【図５】図５は、ＲＦＩＤ８００を用いた初期設定についての他の動作シーケンス例を示した図である。
【図６】図６は、図１に示したＲＦＩＤ／無線ＬＡＮ兼用装置で構成される超低消費電力の無線データ・アップロード・システムにおけるデータ伝送手順を示した動作シーケンス図である。
【図７】図７は、従来のＲＦＩＤシステムの構成例を示した図である。
【図８】図８は、従来の無線ＬＡＮシステムの構成例を示した図である。
【符号の説明】
【０１３３】
３００…無線通信装置
３０１，３０２…アンテナ
３０３，３０４…アンテナ・スイッチ
３０５…サーキュレータ
３０６…受信部
３０７…直交検波器
３０８…ＡＧＣアンプ
３０９…送信部
３１０…周波数シンセサイザ部
３１１…ベースバンド部
３１２…ＰＨＹ部
３１３…ＭＡＣ部
３１４…ＣＰＵ
３１５…インターフェース部
【図１】
2005064822.tif 000003
【図２】
2005064822.tif 000004
【図３】
2005064822.tif 000005
【図４】
2005064822.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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