(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の無線タグに向けて送信信号を送信すると共に、該無線タグから返信される返信信号を複数のアンテナにより受信して該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、
前記無線タグに記憶された識別情報の一部を読み出すためのコマンドにより該無線タグとの間で第１の通信を行い、該第１の通信の結果に基づいて、該第１の通信に継続する第２の通信を行う対象となる無線タグを絞り込むための処理を行う情報通信制御部と、
予め定められた関係から、前記複数のアンテナにより受信された受信信号に基づいて、該受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する受信信号処理部と
を、備え、
前記情報通信制御部は、複数の無線タグとの間で併行して前記第１の通信を行い、該第１の通信に対応する受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を前記受信信号処理部により分離する際、それら無線タグの個数が該受信信号処理部により返信信号を分離し得る最多個数よりも多いと判断される場合に、前記第２の通信を行う対象となる無線タグを絞り込むことを特徴とするものである無線タグ通信装置。
【請求項２】
前記受信信号処理部は、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の受信信号成分の独立性を評価し、その評価結果に基づいて該受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離するものである請求項１の無線タグ通信装置。
【請求項３】
前記受信信号処理部は、最多で前記無線タグ通信装置に備えられたアンテナと同数の無線タグからの返信信号を分離し得るものである請求項１又は２の無線タグ通信装置。
【請求項４】
前記受信信号処理部は、最多で前記無線タグ通信装置に備えられたアンテナの数より１少ない個数の無線タグからの返信信号を分離し得るものである請求項１又は２の無線タグ通信装置。
【請求項５】
前記情報通信制御部は、前記送信信号に含まれるコマンドを制御することにより通信を行う対象となる無線タグを絞り込むものである請求項１から４の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項６】
前記送信信号の送信指向性を制御する送信指向性制御部を備え、前記情報通信制御部は、該送信指向性制御部により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグを絞り込むものである請求項１から４の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項７】
前記送信信号の送信指向性を制御する送信指向性制御部を備え、前記情報通信制御部は、前記送信信号に含まれるコマンドを制御すること及び該送信指向性制御部により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグを絞り込むものである請求項１から４の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項８】
前記情報通信制御部は、先ず、前記送信指向性制御部により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグを絞り込んだ後、前記送信信号に含まれるコマンドを制御することにより通信を行う対象となる無線タグを更に絞り込むものである請求項７の無線タグ通信装置。
【請求項９】
前記情報通信制御部は、先ず、前記無線タグに記憶された識別情報の一部を読み出すためのコマンドにより前記第１の通信を行った後、該第１の通信の結果に基づいて前記無線タグに記憶された識別情報の全てを読み出すためのコマンドにより前記第２の通信を行うものである請求項１から８の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項１０】
前記受信信号処理部は、前記複数のアンテナにより受信された受信信号を白色化し、該白色化された信号に基づいて定められる復元行列を正規直交化することで、前記受信信号に含まれる独立成分としての複数の無線タグからの返信信号を分離するものである請求項１から９の何れかの無線タグ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線にて情報の書き込みや読み出しができる無線タグとの間で通信を行う無線タグ通信装置に関し、特に、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行うための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の情報が記憶された小型の無線タグ（応答器）から所定の無線タグ通信装置（質問器）により非接触にて情報の読み出しを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。このＲＦＩＤシステムは、無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であっても無線タグ通信装置との通信によりその無線タグに記憶された情報を読み出すことが可能であることから、商品管理や検査工程等の様々な分野において実用が期待されている。
【０００３】
ところで、上記無線タグ通信装置により複数の無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信システムにおいては、それら複数の無線タグからの応答が併行して（同時に）行われることにより、上記無線タグ通信装置の側で混信が発生して情報を読み取ることができなくなるという不具合があった。そこで、斯かる不具合を解消するための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された移動体識別装置がそれである。この技術によれば、複数の通信要求信号を発生させる通信要求信号発生部と、その通信要求信号発生部により発生させられる通信開始要求信号に同期した複数のタイムスロットで受信した複数の無線タグ（応答器）から応答要求信号により通信可能な無線タグを選定する交信判定部とを、備えた無線タグ通信装置（質問器）において、上記交信判定部によりタイムスロットの数を交信領域内の無線タグの数に応じて変化させることで、複数の無線タグとの間で確実な通信動作を実現することができるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０９１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記従来の技術では、通信可能な無線タグの選定においてはそれら無線タグとの間の通信に比較的長い時間がかかる上に、混信の発生を十分には防止できないという弊害があった。また、前記無線タグ通信装置の側から送信される質問波と無線タグの応答波とは通常同じ周波数であり、複数の無線タグの応答波を周波数分離できず、効果的な分離方法がないため、その無線タグの応答波を読みとれない等の問題が生じるおそれがあった。このため、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信装置の開発が求められていた。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、所定の無線タグに向けて送信信号を送信すると共に、その無線タグから返信される返信信号を複数のアンテナにより受信してその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、前記無線タグに記憶された識別情報の一部を読み出すためのコマンドによりその無線タグとの間で第１の通信を行い、その第１の通信の結果に基づいて、その第１の通信に継続する第２の通信を行う対象となる無線タグを絞り込むための処理を行う情報通信制御部と、予め定められた関係から、前記複数のアンテナにより受信された受信信号に基づいて、その受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する受信信号処理部とを、備え、前記情報通信制御部は、複数の無線タグとの間で併行して前記第１の通信を行い、その第１の通信に対応する受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を前記受信信号処理部により分離する際、それら無線タグの個数がその受信信号処理部により返信信号を分離し得る最多個数よりも多いと判断される場合に、前記第２の通信を行う対象となる無線タグを絞り込むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
このようにすれば、前記無線タグに記憶された識別情報の一部を読み出すためのコマンドによりその無線タグとの間で第１の通信を行い、その第１の通信の結果に基づいて、その第１の通信に継続する第２の通信を行う対象となる無線タグを絞り込むための処理を行う情報通信制御部と、予め定められた関係から、前記複数のアンテナにより受信された受信信号に基づいて、その受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離する受信信号処理部とを、備え、前記情報通信制御部は、複数の無線タグとの間で併行して前記第１の通信を行い、その第１の通信に対応する受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を前記受信信号処理部により分離する際、それら無線タグの個数がその受信信号処理部により返信信号を分離し得る最多個数よりも多いと判断される場合に、前記第２の通信を行う対象となる無線タグを絞り込むものであることから、第１の通信において読み出された識別情報の一部に基づいて、その識別情報に対応する無線タグから更に識別情報を読み出すための第２の通信を行う態様において、第１の通信において分離不可能な個数の無線タグからの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においては対象となる無線タグを絞り込むことでそれら複数の無線タグとの間で好適に情報の通信を続行することができる。すなわち、複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信装置を提供することができる。
【０００９】
ここで、好適には、前記受信信号処理部は、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の受信信号成分の独立性を評価し、その評価結果に基づいてその受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を分離するものである。このようにすれば、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の無線タグからの返信信号が混在する受信信号を、それら成分毎に分離することができる。
【００１０】
また、好適には、前記受信信号処理部は、最多で前記無線タグ通信装置に備えられたアンテナと同数の無線タグからの返信信号を分離し得るものである。このようにすれば、前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を前記受信信号処理部において好適に分離することができ、最多の無線タグとの間で併行して情報の通信を行うことができる。
【００１１】
また、好適には、前記受信信号処理部は、最多で前記無線タグ通信装置に備えられたアンテナの数より１少ない個数の無線タグからの返信信号を分離し得るものである。このようにすれば、前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を前記受信信号処理部において分離することができることに加え、前記複数のアンテナの数以上の無線タグからの応答があった場合にウェイトが誤っていることを検出でき、更に好適に複数の無線タグとの間で併行して情報の通信を行うことができる。
【００１２】
また、好適には、前記情報通信制御部は、前記送信信号に含まれるコマンドを制御することにより通信を行う対象となる無線タグを絞り込むものである。このようにすれば、通信を行う対象となる無線タグを実用的な態様で絞り込むことができる。
【００１３】
また、好適には、前記送信信号の送信指向性を制御する送信指向性制御部を備え、前記情報通信制御部は、その送信指向性制御部により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグを絞り込むものである。このようにすれば、通信を行う対象となる無線タグを実用的な態様で絞り込むことができる。
【００１４】
また、好適には、前記送信信号の送信指向性を制御する送信指向性制御部を備え、前記情報通信制御部は、前記送信信号に含まれるコマンドを制御すること及びその送信指向性制御部により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグを絞り込むものである。このようにすれば、通信を行う対象となる無線タグを実用的な態様で絞り込むことができる。
【００１５】
また、好適には、前記情報通信制御部は、先ず、前記送信指向性制御部により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグを絞り込んだ後、前記送信信号に含まれるコマンドを制御することにより通信を行う対象となる無線タグを更に絞り込むものである。このようにすれば、通信を行う対象となる無線タグを実用的な態様で速やかに絞り込むことができる。
【００１７】
また、好適には、前記情報通信制御部は、先ず、前記無線タグに記憶された識別情報の一部を読み出すためのコマンドにより前記第１の通信を行った後、その第１の通信の結果に基づいて前記無線タグに記憶された識別情報の全てを読み出すためのコマンドにより前記第２の通信を行うものである。このようにすれば、第１の通信において読み出された識別情報の一部に基づいて、その識別情報に対応する無線タグから識別情報の全てを読み出すための第２の通信を好適に行うことができる。
【００１８】
また、好適には、前記受信信号処理部は、前記複数のアンテナにより受信された受信信号を白色化し、その白色化された信号に基づいて定められる復元行列を正規直交化することで、前記受信信号に含まれる独立成分としての複数の無線タグからの返信信号を分離するものである。このようにすれば、前記複数のアンテナにより受信された受信信号に含まれる複数の無線タグからの返信信号を実用的な態様で分離することができる。
【００１９】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
図１は、本発明が好適に適用される無線タグ通信システム１０を説明する図である。この無線タグ通信システム１０は、本発明の一実施例である無線タグ通信装置１２と、その無線タグ通信装置１２の通信対象である単数乃至は複数（図１では４つ）の無線タグ１４とから構成される所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムであり、上記無線タグ通信装置１２はそのＲＦＩＤシステムの質問器として、上記無線タグ１４は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置１２から質問波Ｆc（送信信号）が上記無線タグ１４に向けて送信されると、その質問波Ｆcを受信した上記無線タグ１４において所定の情報信号（データ）によりその質問波Ｆcが変調され、応答波Ｆr（返信信号）として上記無線タグ通信装置１２に向けて返信されることで、その無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間で情報の通信が行われる。この無線タグ通信システム１０は、例えば、所定の通信領域内における物品の管理等に用いられるものであり、上記無線タグ１４は、好適には、管理対象である物品に貼られる等してその物品と一体的に設けられている。
【００２１】
図２は、上記無線タグ通信装置１２の構成を説明する図である。この図２に示すように、本実施例の無線タグ通信装置１２は、上記無線タグ１４に対する情報の読み書きや、その無線タグ１４の方向検知等を実行するためにその無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、送信データをディジタル信号として出力したり、上記無線タグ１４からの返信信号に基づいてその無線タグ１４からの応答データを読み出す等のディジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６と、上記質問波Ｆcの送信及び応答波Ｆrの受信に共用される複数（図２では３つ）のアンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ（以下、特に区別しない場合には単にアンテナ１８と称する）と、それら複数のアンテナ１８のうち少なくとも１つのアンテナ１８から上記質問波Ｆcを送信するための送信処理を行うと共に、上記複数のアンテナ１８により受信される受信信号の受信処理を行う送受信回路２０とを、備えて構成されている。
【００２２】
上記送受信回路２０は、前記質問波Ｆcの搬送波に対応する所定の周波数信号を出力させる搬送波出力部２２と、その搬送波出力部２２から出力された周波数信号に上記ＤＳＰ１６から供給される送信データを乗算する送信データ乗算部２４と、その送信データ乗算部２４から出力される信号の位相を各アンテナ１８に対応して、上記ＤＳＰ１６から供給される指令値に応じて制御する複数（図２では３つ）の送信移相部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送信移相部２５と称する）と、それら送信移相部２５から出力される信号を増幅する複数（図２では３つ）の送信増幅部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送信増幅部２６と称する）と、それら送信増幅部２６から出力される信号を各アンテナ１８へ供給すると共に、各アンテナ１８により受信された受信信号を後述するキャンセル合成部３６へ供給する複数（図２では３つ）の送受信分離部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部２８と称する）と、各送受信分離部２８とアンテナ１８との間の信号伝達経路に設けられた複数（図２では３つ）のフィルタ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ（以下、特に区別しない場合には単にフィルタ３０と称する）と、上記搬送波出力部２２から出力された周波数信号の位相を各アンテナ１８に対応して制御する複数（図２では３つ）のキャンセル移相部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（以下、特に区別しない場合には単にキャンセル移相部３２と称する）と、各キャンセル移相部３２から出力される信号を増幅する複数（図２では３つ）のキャンセル増幅部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ（以下、特に区別しない場合には単にキャンセル増幅部３４と称する）と、各アンテナ１８により受信されて上記フィルタ３０及び送受信分離部２８を介して供給される受信信号に各キャンセル増幅部３４から出力されるキャンセル信号を合成する複数（図２では３つ）のキャンセル合成部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ（以下、特に区別しない場合には単にキャンセル合成部３６と称する）と、各キャンセル合成部３６から出力される信号に上記搬送波出力部２２から出力される周波数信号を乗算して直接復調を行う複数（図２では３つ）の復調部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に復調部３８と称する）と、各復調部３８から出力される信号を増幅する複数（図２では３つ）の受信増幅部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信増幅部４０と称する）と、各受信増幅部４０から出力される信号のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させる複数（図２では３つ）の受信フィルタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信フィルタ４２と称する）と、各受信フィルタ４２から出力される信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１６へ供給する複数（図２では３つ）の受信Ａ／Ｄ変換部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信Ａ／Ｄ変換部４４と称する）とを、備えている。
【００２３】
前記ＤＳＰ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から成り、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、前記無線タグ１４との間の情報の通信制御及びその無線タグ１４の方向検出制御等を行うための制御機能として、情報通信制御部５０、受信信号処理部５４、及び送信指向性制御部６２を備えている。これらの制御機能に関しては、図４乃至図１６を用いて後述する。また、前記ＤＳＰ１６は、上記受信信号処理部５４による受信信号の処理に関する情報を記憶するためのメモリ部６４を備えている。
【００２４】
図３は、前記無線タグ１４に備えられた無線タグ回路素子７０の構成を説明する図である。この図３に示すように、斯かる無線タグ回路素子７０は、前記無線タグ通信装置１２との間で信号の送受信を行うためのアンテナ部７２と、そのアンテナ部７２に接続されて前記無線タグ通信装置１２との間の情報通信処理を行うためのＩＣ回路部７４とを、備えて構成されている。そのＩＣ回路部７４は、上記アンテナ部７２により受信された前記無線タグ通信装置１２からの質問波Ｆcを整流する整流部７６と、その整流部７６により整流された質問波Ｆcのエネルギを蓄積するための電源部７８と、上記アンテナ部７２により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部８６に供給するクロック抽出部８０と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部８２と、上記アンテナ部７２に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部８４と、上記整流部７６、クロック抽出部８０、及び変復調部８４等を介して上記無線タグ回路素子７０の作動を制御するための制御部８６とを、機能的に含んでいる。この制御部８６は、前記無線タグ通信装置１２と通信を行うことにより上記メモリ部８２に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部７２により受信された質問波Ｆcを上記変復調部８４において上記メモリ部８２に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波Ｆrとして上記アンテナ部７２から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００２５】
図２に戻って、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６に備えられた情報通信制御部５０は、前記無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の情報の通信を制御する。具体的には、通信対象である無線タグ１４に対して送信される送信信号の制御を行う。斯かる送信信号の制御を行うために、送信データ生成部５２を含んでいる。この送信データ生成部５２は、前記無線タグ１４への送信データとして例えば所定のコマンドビット列（送信ビット列）を生成し、その生成されたコマンドビット列をＦＳＫ方式等により符号化して前記送信データ乗算部２４へ供給する。上記送信データ生成部５２により生成された送信データは、その送信データ乗算部２４において前記搬送波出力部２２から出力される搬送波に乗せられ、前記送信移相部２５、送信増幅部２６、送受信分離部２８、及びフィルタ３０等を介して各アンテナ１８から送信信号として前記無線タグ１４へ向けて送信される。
【００２６】
受信信号処理部５４は、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号の処理を行うことで前記無線タグ１４からの応答データを読み出す。具体的には、各受信Ａ／Ｄ変換部４４から供給される信号をＦＳＫ方式等により復号し、その復号された信号を解釈して前記無線タグ１４の変調に関する情報信号（応答データ）を読み出す。また、上記受信信号処理部５４は、予め定められた関係から、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に基づいて、その受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離する信号分離処理を行う。この信号分離処理を行うために、ウェイト計算部５８、及び信号分離部６０を含んでいる。以下、これらウェイト計算部５８及び信号分離部６０による信号分離処理の具体的な方法の一例を説明する。
【００２７】
上記信号分離部６０は、前記複数のアンテナ１８により受信された衝突信号すなわち複数の無線タグ１４からの返信信号が混在した受信信号から、上記ウェイト計算部５８により算出される適切なウェイト（荷重）をかけて干渉させることによって、各無線タグ１４からの返信信号を分離する。ここで、ｘを各アンテナによる受信信号、ｓを各タグの信号、Ａをチャンネル行列、ｙを推定出力信号とすると、次の（１）式で示す関係が成立する。適切なウェイトを決定することは、ｘのみが既知の場合にｙ＝ｓとするようなＷを決定することに等しい。斯かる適切なウェイトを決定するための方法として、信号の独立性に着目して信号分離する独立成分分析（Independent Component Analysis：ＩＣＡ）アルゴリズムを用いる方法がある。本実施例では、斯かるＩＣＡアルゴリズムを用いて適切なウェイトを決定する。ＩＣＡアルゴリズムでは、次の（２）式に示すように、確率変数を統計的に独立な変数の線形結合に分解する。ここで、ξ＝（ξ1,ξ2・・・ξN）Tは確率変数ベクトルを、ζjは独立変数を、αj＝（α1j,α2j・・・αMj）Tは結合係数ベクトルをそれぞれ示している。以下、この（２）式を基本ＩＣＡモデルと称し、その関係を図４に示す。統計的独立性は以下のように定義され、（３）式のように、確率変数ζjの結合確率密度関数ｐ12…Mが周辺確率密度関数ｐjの積で表せるとき、確率変数ζjは互いに独立である。
【００２８】
ｙ(ｔ)＝Ｗｘ(ｔ)＝ＷＡｓ(ｔ)                                        （１）
【００２９】
ξ(ｔ)＝α1ζ1(ｔ)＋α2ζ2(ｔ)＋・・・＋αMζM(ｔ)                     （２）
【００３０】
ｐ(ζ1,ζ2・・・ζM)＝ｐ1(ζ1)ｐ2(ζ2)・・・ｐM(ζM)                     （３）
【００３１】
多くのＩＣＡアルゴリズムは、確率変数ｘiの線形結合ｙjを互いに最も独立にする結合係数ｗiを決定する。次の（４）式にｙjを示す。ここで、ｙ＝（ｙ1,ｙ2・・・ｙN）Tは推定ベクトルを、ｗi＝（ｗ1i,ｗ2i・・・ｗMi）Tは復元ベクトルをそれぞれ示している。この（４）式により得られたｙjは、その順序と分散を除いてｓjと一致する。これらの任意性を示す行列をＱとおくと、ｙ＝Ｑｓの関係がある。ｙjの統計的独立性を最大にする操作には、独立性を測る基準が必要となる。統計理論の中心極定原理によれば、多数の独立成分の混合から成る確率変数の密度分布は、独立成分の数が増加するにつれてガウス分布に近づく。従って、ｙjの分布がガウス分布からどれだけ離れているかを判断する量が、独立性を測る基準として好適である。ある確率変数の分布がガウス分布からどれだけ離れているかを判断する基準として、情報エントロピと密接な関連のあるネゲントロピ（Negentropy）がしばしば用いられる。次の（５）式に複素確率変数のネゲントロピを示す。ここで、Ｊ（ｘ）は確率変数ｘに対するネゲントロピ、ｘgaussはガウス分布を示す任意の確率変数、Ｈ（ｘ）＝−∫ｐx（ｙ）ｌｏｇｐx（ｙ）ｄｙは確率変数ｘに対するエントロピである。ネゲントロピは常に非負であり、確率変数の分布がガウス分布に十分近ければ０を示す。
【００３２】
ｙ(ｔ)＝ｗ1ｘ1(ｔ)＋ｗ2ｘ2(ｔ)＋・・・＋ｗNｘN(ｔ)                     （４）
【００３３】
Ｊ(ｘ)＝Ｈ(ｘgauss)−Ｈ(ｘ)                                         （５）
【００３４】
多くのＩＣＡアルゴリズムは、独立基準をコスト関数とした勾配法や不動点法を用いて復元ベクトルｗjを決定する。ネゲントロピを用いた複素数値ｆａｓｔｌＣＡ（E.Bingham and A.Hyvarinen, "A fast fixed-point algorithm for independent component analysis of complex-valued signals," Int. J. of Neural Systems, 10(1):1-8, 2000を参照）が最も一般的な手法である。このアルゴリズムを概略的に説明すると、先ず、第１の計算工程において、観測信号ｘを白色化したｚを計算する。次に、第２の計算工程において、復元行列Ｗ＝（ｗ1,ｗ2・・・ｗM）Tを乱数要素で初期化した後、固有値展開を行い、直交化する。次に、第３の計算工程において、復元行列の変化であるδＷが十分小さくなるまで以下の第４及び第５の計算工程の処理を繰り返す。次に、第４の計算工程において、次に示す（６）式でＷを更新する。ここで、ｇ(ｘ)＝ｔａｎｈ(ｘ)、ｇ′(ｘ)＝１＋ｔａｎｈ(ｘ)である。次に、第５の計算工程において、更新されたＷを正規化、直交化する。以上、第１乃至第５の計算工程により復元ベクトルｗjがが決定される。推定ベクトルｙは複素共役転置行列ＷHと白色化観測信号ｚの行列積で次の（７）式で表すことができる。
【００３５】
Ｗ←Ｅ{ｚ(ｗHｚ)*ｇ(|ｗHｚ|2)}−Ｅ{ｇ(|ｗHｚ|2)＋|ｗHｚ|2ｇ′(|ｗHｚ|2)} （６）
【００３６】
ｙ(ｔ)＝ＷHｚ(ｔ)                                                   （７）
【００３７】
ブラインド信号分離は多数の信号源から発せられた信号ｓjが混合して到来する環境において、異なる混合係数で混合される複数の点において観測した結果ｘiのみから源信号を推定する問題である。源信号が互いに統計的に独立である場合、この問題は基本的にＩＣＡモデルに帰着されるため、観測信号を独立成分分析で処理することで源信号が推定できるのである。このように、前記受信信号処理部５４は、白色化された信号に基づいて定められる復元行列Ｗを推定出力信号ｙの各要素が互いに統計的に独立となるよう決定することで、観測結果ｘとしての受信信号に含まれる独立成分としての複数の無線タグ１４からの返信信号ｓを分離する。換言すれば、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の受信信号ｘの独立性を評価し、その評価結果に基づいてその受信信号ｘに含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号ｓを分離する。ここで、斯かる信号分離処理において前記ウェイト計算部５８により算出されたウェイトが前記メモリ部６４に記憶される。なお、前記受信信号処理部５４は、以上に説明した方法に加えて、フーリエ変換やウェーブレット変換等の事前信号処理、コスト関数の最適化等の調整を行うものであってもよい。
【００３８】
なお、以上に詳述した本実施例の受信信号処理では、最多で前記無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８と同数の独立成分を分離することができる。すなわち、本実施例の無線タグ通信装置１２によれば、最多でその無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８と同数の無線タグ１４と併行して通信を行うことができる。また、推定出力信号の直交性を保証し、正確な出力信号を得るために、最多で前記無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８より１少ない個数の無線タグと併行して通信を行う態様も考えられる。
【００３９】
前記情報通信制御部５０は、前記受信信号処理部５４による受信信号処理（信号分離処理）を利用することで、複数の無線タグ１４との間で併行して情報の通信特に各無線タグ１４のＩＤを読み出すための通信制御を行う。斯かる通信制御では、先ず、複数の無線タグ１４との間で併行して、各無線タグ１４に記憶された識別情報（ＩＤ）の一部を読み出すためのコマンドすなわち「PING」コマンドにより第１の通信を行い、その通信の結果に応じて、通信対象である複数との間で併行してそれら無線タグ１４からＩＤを読み出すための第２の通信を行う。以下、斯かる情報通信制御部５０による複数の無線タグ１４との間の情報通信制御について詳述する。
【００４０】
図５は、従来の技術による複数の無線タグ１４との間の通信の一例について説明する図である。この図５に示す例では、先ず、第１（１回目）の通信に関して、前記無線タグ通信装置１２から「1」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信される。この「PING:"1"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin0」において、第１の無線タグ１４（以下、Ｔａｇ１と称する）からそのＴａｇ１のＩＤにおける先頭の「1」に続く８ビットの値である「00000101」に対応する返信信号が、第２の無線タグ１４（以下、Ｔａｇ２と称する）からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「1」に続く８ビットの値である「00000101」に対応する返信信号がそれぞれ返信される。ここで、従来の技術では、このように複数の無線タグ１４からの返信信号が周波数領域及び時間領域共に重なることで混在する場合、それら返信信号を個々に分離することができないため、１回目の通信では何れの無線タグ１４のＩＤも読み取ることができず、ｂｉｎ番号から判る３ビットの値 (この例の場合「000」) のみを判定して続く第２の通信が行われる。この第２（２回目）の通信では、前記無線タグ通信装置１２から「1000」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信される。この「PING:"1000"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin4」において、上記Ｔａｇ１からそのＴａｇ１のＩＤにおける先頭の「1000」に続く８ビットの値である「00101110」に対応する返信信号が、上記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「1000」に続く８ビットの値である「00101001」に対応する返信信号がそれぞれ返信されるが、１回目の通信と同様に、それら複数の無線タグ１４からの返信信号が混在しているため、何れの無線タグ１４のＩＤも読み取ることができず、ｂｉｎ番号から判る３ビットの値 (この例の場合「001」) のみを判定して続く３回目の通信が行われる。この３回目の通信では、前記無線タグ通信装置１２から「1000001」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信される。この「PING:"1000001"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin6」において、上記Ｔａｇ１からそのＴａｇ１のＩＤにおける先頭の「1000001」に続く８ビットの値である「01110110」に対応する返信信号が、「bin2」において、上記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「1000001」に続く８ビットの値である「01001010」に対応する返信信号がそれぞれ返信される。この時点で、初めて前記無線タグ通信装置１２によって、各無線タグ１４の返信した８ビットの値を受信することができ、この値を利用して次の通信コマンドを決めることができる。そして、４回目の通信において、前記無線タグ通信装置１２から「100000101001010」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信され、この「PING:"100000101001010"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin3」において、上記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「100000101001010」に続く８ビットの値である「11001...」に対応する返信信号が返信される。このように、従来の技術による複数の無線タグ１４の読み取り処理（タグ列挙処理）では、複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号において、その受信信号に含まれる返信信号を分離できないことから、複数の無線タグ１４からの���信が同一の「bin」で返信された場合には通信をやり直すより他なく、すべての無線タグ１４のＩＤを読み出すのに比較的長い時間を要する。
【００４１】
図６は、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４との間の通信の一例について説明する図である。この図６に示す例では、先ず、第１（１回目）の通信に関して、前記無線タグ通信装置１２から「1」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信される。この「PING:"1"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin0」において、上記Ｔａｇ１からそのＴａｇ１のＩＤにおける先頭の「1」に続く８ビットの値である「00000101」に対応する返信信号が、上記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「1」に続く８ビットの値である「00000101」に対応する返信信号がそれぞれ返信される。これらＴａｇ１及びＴａｇ２からの返信信号は、それらの返信信号が混在する信号として前記複数のアンテナ１８により受信された後、前記受信信号処理部５４によりＴａｇ１及びＴａｇ２それぞれの信号成分に分離され、各信号に対応する８ビットの値が読み出される。続いて、第２（２回目）の通信では、前記無線タグ通信装置１２から１回目の通信においてＴａｇ１及びＴａｇ２に共通して読み出された「100000101」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信される。この「PING:"100000101"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin7」において、上記Ｔａｇ１からそのＴａｇ１のＩＤにおける先頭の「100000101」に続く８ビットの値である「11011011」に対応する返信信号が、上記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「100000101」に続く８ビットの値である「00101011」に対応する返信信号がそれぞれ返信される。そして、３回目の通信において、前記無線タグ通信装置１２からＴａｇ２から読み出された「10000010100101011」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信され、この「PING:"10000010100101011"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin1」において、上記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「10000010100101011」に続く８ビットの値である「1001...」に対応する返信信号が返信される。このように、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４の読み取り処理（タグ列挙処理）では、複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号において、その受信信号に含まれる返信信号を分離できることから、複数の無線タグ１４からの返信が同一の「bin」で返信された場合には受信信号を個々の無線タグ１４に対応する成分に分離し、その分離された返信信号（応答データ）を解釈することで、「PING」コマンドを送信する回数を減らすことができ、すべての無線タグ１４のＩＤを読み出すのに要する時間を短縮することができる。
【００４２】
ここで、前記情報通信制御部５０は、複数の無線タグ１４との間で併行して最初の通信を行い、その第１の通信に対応する受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を前記受信信号処理部５４により分離する際、それら無線タグ１４の個数がその受信信号処理部５４により返信信号を分離し得る最多個数よりも多いと判断される場合に、次なる通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込む制御を行う。この絞り込み制御は、好適には、前記送信信号に含まれるコマンドすなわち前記送信データ生成部５２により生成される送信データを制御することにより行われる。例えば、所定の「PING」コマンドに対応する通信において、前記受信信号処理部５４により返信信号を分離し得る最多個数よりも多い無線タグ１４からの返信信号が混在していると判断される場合には、次なる通信において「PING」コマンドの先頭ビット列を変更することで、通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込む。また、上記絞り込み制御は、好適には、前記送信指向性制御部６２により前記送信信号の送信指向性を制御することにより行われる。例えば、所定の送信指向性に対応する通信において、前記受信信号処理部５４により返信信号を分離し得る最多個数よりも多い無線タグ１４からの返信信号が混在していると判断される場合には、次なる通信において前記送信指向性制御部６２により送信指向性を変更することで、通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込む。
【００４３】
また、前記情報通信制御部５０は、好適には、前記送信データ生成部５２により送信信号に含まれるコマンドを制御すると共に前記送信指向性制御部６２により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込む制御を行う。例えば、所定の「PING」コマンドに対応すると共に所定の送信指向性に対応する通信において、前記受信信号処理部５４により返信信号を分離し得る最多個数よりも多い無線タグ１４からの返信信号が混在していると判断される場合には、次なる通信において「PING」コマンドの先頭ビット列を変更すると共に送信信号の送信指向性を変更することで、通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込む。更に好適には、先ず、前記送信指向性制御部６２により送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込んだ後、前記送信データ生成部５２により送信信号に含まれるコマンドを制御することにより通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込む制御を行う。
【００４４】
図７は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６によるタグ列挙制御の要部について説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【００４５】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、「PTR=0」及び「LEN=1」が設定される。次に、Ｓ２において、「VAL=0」及び検出データの値である「a(1)=0」が設定される。次に、Ｓ３において、「PING」コマンドの回数を示す値「d=1」と送信方向分割数「nθ(d)=0」が設定される。次に、Ｓ４において、Ｓ３にて設定された「d」におけるｂｉｎ番号である「bn(d)=0」と、送信方向番号「nθ=0」が設定される。次に、ＳＡにおいて、図８に示すＰｉｎｇ制御が実行される。次に、Ｓ５において、「bin(bn(d))」にリプライ信号があるか否かが判断される。このＳ５の判断が肯定される場合には、ＳＡＡ以下の処理が実行されるが、Ｓ５の判断が否定される場合には、Ｓ６において、ｂｉｎ番号「dn(d)」に「1」が加算される。次に、Ｓ７において、ｂｉｎ番号「bn(d)」がｂｉｎ区間の総数である「8」であるか否かが判断される。このＳ７の判断が否定される場合には、Ｓ５以下の処理が再び実行されるが、Ｓ７の判断が肯定される場合には、Ｓ７ａにおいて、送信方向番号「nθ」に「1」が加算された後、Ｓ７ｂにて「nθ」が「nθ(d)」と一致するかが判断される。このＳ７ｂの判断が否定される場合には、Ｓ７ｄにおいて「nθ」方向に送信指向性が向けられた後、ＳＡ以下の処理が行われるが、Ｓ７ｂの判断が肯定される場合には、「nθ」が「0」とされた後、Ｓ８において、「PING」コマンドの回数を示す「d」が「1」であるか否かが判断される。このＳ８の判断が否定される場合には、Ｓ１９において、「d」から「1」が減算され、Ｓ２０において、「bn(d)」に「1」が加算された後、Ｓ５以下の処理が再び実行されるが、Ｓ８の判断が肯定される場合には、前記メモリ部７０の先頭データが同じものは全て確認されたことになるため、Ｓ９において、先頭データフラグ「a」の値が「0」であるか否かが判断される。このＳ９の判断が肯定される場合には、Ｓ２１において、「LEN=1」が設定され、Ｓ２２において、「VAL=1」、検出データ値が「a(1)=1」と設定され、Ｓ２２′において送信方向分割数「nθ(d)=0」が設定された後、Ｓ４以下の処理が再び実行されるが、Ｓ９の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられる。
【００４６】
ＳＡＡにおいては、図９に示すウェイト計算制御が実行される。次に、ＳＡＢにおいて、図１０に示す信号分離制御が実行された後、Ｓ１０において、所定の無線タグ１４から８ビットのデータが受信されたか否かが判断される。このＳ１０の判断が肯定される場合には、Ｓ１１において、検出データ値「a(d)」に受信データとしての８ビットデータが加えられた「a(d+1)」が新たに用意され、Ｓ１２において、「LEN」の長さに８が加算された後、Ｓ１５以下の処理が実行されるが、Ｓ１０の判断が否定される場合には、Ｓ１３において、検出データ値「a(d)」にｂｉｎ番号が加えられて「a(d+1)」とされ、Ｓ１４において、「LEN」の長さに３が加算された後、Ｓ１５において、「LEN」の長さが前記メモリ部６４の格納総数「MEM_MAX」より大きいか否かが判断される。このＳ１５の判断が肯定される場合には、Ｓ１５′において、「a(d+1)」の値を検出したタグＩＤとして出力された上で、Ｓ１６において、「d」から「1」が減算された後、Ｓ６以下の処理が実行されるが、Ｓ１５の判断が否定される場合には、Ｓ１７において、前回までに実行された「PING」コマンドによって判別されたデータを元に「VAL」の値が変更される。次に、Ｓ１８において、「d」に「1」が加算され、「nθ(d)」が「1」とされた後、Ｓ４以下の処理が再び実行される。
【００４７】
図８は、上述した図７の制御におけるＰｉｎｇ制御の要部を説明するフローチャートである。この制御では、先ず、ＳＡ１において、設定された先頭ビット列に対応する「PING」コマンドが生成され、前記送信データ乗算部２４等を介して前記アンテナ１８から送信される。次に、ＳＡ２において、ＳＡ１にて送信された送信信号に応じて無線タグ１４から返信された返信信号（ＢＩＮ応答）が前記複数のアンテナ１８により受信された後、図７に示すタグ列挙制御に復帰させられる。
【００４８】
図９は、上述した図８の制御におけるウェイト計算制御の要部を説明するフローチャートである。この制御では、先ず、ＳＡＡ１において、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号の白色化処理が行われる。次に、ＳＡＡ２において、ＳＡＡ１にて白色化された信号に基づいて定められるウェイト行列Ｗが初期化される。次に、ＳＡＡ３において、ＳＡＡ２にて初期化されたウェイト行列Ｗに基づいて受信信号が固有値展開される。次に、ＳＡＡ４において、ＳＡＡ３にて展開された固有値から信号が再計算される。次に、ＳＡＡ５において、算出された有効固有値数が前記アンテナ１８の本数以下であるか否かが判断される。このＳＡＡ５の判断が否定される場合には、ＳＡＡ６において、「a(d)」に通信対象となる無線タグ１４を絞り込むためのｂｉｎ番号が加えられて「a(d+1)」とされ、SAA10において指向性分割数「nθ(d)」 に「1」が加えられた後、前述した図７におけるＳ１５以下の処理に復帰させられるが、ＳＡＡ５の判断が肯定される場合には、ＳＡＡ７において、ウェイト行列Ｗの更新処理が行われる。次に、ＳＡＡ８において、ウェイト行列Ｗの変化量が計算される。次に、ＳＡＡ９において、ＳＡＡ８にて算出されたウェイト行列Ｗの変化量が所定値δＷより小さいか否かが判断される。このＳＡＡ９の判断が否定される場合には、ＳＡＡ３以下の処理が再び実行されるが、ＳＡＡ９の判断が肯定される場合には、それをもって図８に示すＳＡ１０に復帰させられる。なお、ここで、ＳＡＡ５の処理として、前記有効固有値数が前記アンテナ１８の本数以下であるか否かを判断したが、前記有効固有値数が前記アンテナ１８の本数より１少ない個数以下であるか否かを判断しても良い。この場合、アンテナ本数以上の有効固有値が出た場合に起こる有効固有値の誤りを検出することができる。
【００４９】
図１０は、前述した図８の制御における信号分離制御の要部を説明するフローチャートである。この制御では、先ず、ＳＡＢ１において、図９のウェイト計算制御にて導出されたウェイト行列Ｗに基づいてｙ(t)＝ＷHｚ(t)が算出される。次に、必要に応じてＳＡＢ２において、分離された各無線タグ１４に対応する返信信号の信号強度が算出された後、図８に示すＰｉｎｇ制御に復帰させられる。以上の制御において、Ｓ１乃至Ｓ２２、ＳＡ１、ＳＡ２、及びＳＡＡ６が前記情報通信制御部５０の動作に、ＳＡＡ及びＳＡＢが前記受信信号処理部５４の動作にそれぞれ対応する。ｓ
【００５０】
このように、本実施例によれば、前記無線タグ１４との間の第１の通信の結果に基づいて、その第１の通信に継続する第２の通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込むための処理を行う情報通信制御部５０（Ｓ１乃至Ｓ２２、ＳＡ１、ＳＡ２、及びＳＡＡ６）と、予め定められた関係から、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に基づいて、その受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離する受信信号処理部５４（ＳＡＡ及びＳＡＢ）とを、備え、前記情報通信制御部５０は、複数の無線タグ１４との間で併行して前記第１の通信を行い、その第１の通信に対応する受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を前記受信信号処理部５４により分離する際、それら無線タグ１４の個数がその受信信号処理部５４により返信信号を分離し得る最多個数よりも多いと判断される場合に、前記第２の通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込むものであることから、第１の通信において分離不可能な個数の無線タグ１４からの応答が併行して行われた場合であっても、その第１の通信に継続する第２の通信においては対象となる無線タグ１４を絞り込むことでそれら複数の無線タグ１４との間で好適に情報の通信を続行することができる。すなわち、複数の無線タグ１４との間で併行して情報の通信を行い得る無線タグ通信装置１２を提供することができる。
【００５１】
また、前記受信信号処理部５４は、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の受信信号成分の独立性を評価し、その評価結果に基づいてその受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を分離するものであるため、少なくともその一部が周波数領域及び時間領域共に重なっている複数の無線タグ１４からの返信信号が混在する受信信号を、それら成分毎に分離することができる。
【００５２】
また前記受信信号処理部５４は、最多で前記無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８と同数の無線タグ１４からの返信信号を分離し得るものであるため、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を前記受信信号処理部５４において好適に分離することができ、最多の無線タグ１４との間で併行して情報の通信を行うことができる。
【００５３】
また、前記受信信号処理部５４は、最多で前記無線タグ通信装置１２に備えられたアンテナ１８の数より１少ない個数の無線タグ１４からの返信信号を分離し得るものであるため、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を前記受信信号処理部５４において、前記複数のアンテナ１８の本数以上の有効固有値が出た場合に起こる有効固有値の誤りを検出することができるため、更に好適に分離することができ、複数の無線タグ１４との間で併行して情報の通信を行うことができる。
【００５４】
また、前記情報通信制御部５０は、前記送信信号に含まれるコマンドを制御することにより通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込むものであるため、通信を行う対象となる無線タグ１４を実用的な態様で絞り込むことができる。
【００５５】
また、前記情報通信制御部５０は、前記無線タグ１４に記憶された識別情報の一部を読み出すためのコマンドである「PING」コマンドにより前記第１の通信を行うものであるため、第１の通信において読み出された識別情報の一部に基づいて、その識別情報に対応する無線タグ１４から更に識別情報を読み出すための第２の通信を好適に行うことができる。
【００５６】
また、前記受信信号処理部５４は、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号を白色化し、その白色化された信号に基づいて定められる復元行列Ｗを正規直交化することで、前記受信信号に含まれる独立成分としての複数の無線タグ１４からの返信信号を分離するものであるため、前記複数のアンテナ１８により受信された受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を実用的な態様で分離することができる。
【００５７】
また、前記送信信号の送信指向性を制御する送信指向性制御部６２（Ｓ７ｃ）を備え、前記情報通信制御部５０は、その送信指向性制御部６２により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込むものであるため、通信を行う対象となる無線タグ１４を実用的な態様で絞り込むことができる。
【００５８】
また、前記情報通信制御部５０は、前記送信データ生成部５２により前記送信信号に含まれるコマンドを制御すること及び前記送信指向性制御部６２により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込むものであるため、通信を行う対象となる無線タグ１４を実用的な態様で絞り込むことができる。
【００５９】
また、前記情報通信制御部５０は、先ず、前記送信指向性制御部６２により前記送信信号の送信指向性を制御することにより通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込んだ後、前記送信データ生成部５２により送信信号に含まれるコマンドを制御することにより通信を行う対象となる無線タグ１４を更に絞り込むものであるため、通信を行う対象となる無線タグ１４を実用的な態様で速やかに絞り込むことができる。
【００６０】
図１１は、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４との間の通信の他の一例について説明する図である。この図１１に示すように、前記情報通信制御部５０は、好適には、先ず、前記無線タグ１４に記憶された識別情報の一部を読み出すためのコマンドすなわち「PING」コマンドにより第１の通信を行った後、その第１の通信の結果に基づいて前記無線タグ１４に記憶された識別情報の全てを読み出すためのコマンドすなわち「Scroll ID」コマンドにより第２の通信を行う。例えば、図１１に示す例では、先ず、第１（１回目）の通信に関して、前記無線タグ通信装置１２から「1」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信される。この「PING:"1"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin0」において、前記Ｔａｇ１からそのＴａｇ１のＩＤにおける先頭の「1」に続く８ビットの値である「00000101」に対応する返信信号が、前記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「1」に続く８ビットの値である「00000101」に対応する返信信号がそれぞれ返信される。これらＴａｇ１及びＴａｇ２からの返信信号は、それらの返信信号が混在する信号として前記複数のアンテナ１８により受信された後、前記受信信号処理部５４によりＴａｇ１及びＴａｇ２それぞれの信号成分に分離され、各信号に対応する８ビットの値が読み出される。続いて、第２の通信では、前記無線タグ通信装置１２から第１の通信にて読み出された先頭ＩＤである「10000010」を指定する「Scroll ID」コマンドに対応する送信信号が送信される。この「PING:"1"」コマンドに対応する送信信号に応じて、前記Ｔａｇ１からそのＴａｇ１のＩＤである「10000010111011011101....」に対応する返信信号が、前記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤである「10000010100101011001....」に対応する返信信号がそれぞれ返信される。これらＴａｇ１及びＴａｇ２からの返信信号は、それらの返信信号が混在する信号として前記複数のアンテナ１８により受信された後、前記受信信号処理部５４によりＴａｇ１及びＴａｇ２それぞれの信号成分に分離され、各信号に対応するＩＤが読み出される。このように、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４の読み取り処理（タグ列挙処理）では、第１の通信において各無線タグ１４の識別情報の一部を読みだした後、その第１の通信結果を用いて各無線タグ１４の識別情報の全てを読み出すための第２の通信を行うといった一連の通信処理を複数の無線タグ１４との間で併行して行うことができるため、全ての無線タグ１４のＩＤを読み出すのに要する時間を可及的に短縮することができる。
【００６１】
図１２は、図１１を用いて上述した制御に対応する、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６によるタグ列挙制御の要部について説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この制御において、前述した図７に示す制御と共通のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。この図１２に示す制御において、前述したＳ１０の判断が肯定される場合、すなわち所定の無線タグ１４から８ビットのデータが受信されたと判断される場合には、ＳＢにおいて、図１３に示すスクロールＩＤ制御が実行された後、Ｓ２３において、スクロールＩＤコマンドによる通信が成功したか否かが判断される。このＳ２３の判断が否定される場合には、Ｓ１１以下の処理が実行されるが、Ｓ２３の判断が肯定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられる。
【００６２】
図１３は、上述した図１２の制御におけるスクロールＩＤ制御の要部を説明するフローチャートである。この制御では、先ず、ＳＢ１において、所定の先頭ビット列に対応する「Scroll ID」コマンドが生成され、前記送信データ乗算部２４等を介して前記アンテナ１８から送信される。次に、ＳＢ２において、ＳＢ１にて送信された送信信号に応じて無線タグ１４から返信された返信信号が前記複数のアンテナ１８により受信される。次に、ＳＡＡにおいて、前述した図９に示すウェイト計算制御が実行される。次に、ＳＡＢにおいて、前述した図１０に示す信号分離制御が実行された後、図１２に示すタグ列挙制御に復帰させられる。
【００６３】
このように、本実施例によれば、前記情報通信制御部５０は、先ず、前記無線タグ１４に記憶された識別情報の一部を読み出すためのコマンドである「PING」コマンドにより前記第１の通信を行った後、その第１の通信の結果に基づいて前記無線タグ１４に記憶された識別情報の全てを読み出すためのコマンドである「Scroll ID」コマンドにより前記第２の通信を行うものであるため、第１の通信において読み出された識別情報の一部に基づいて、その識別情報に対応する無線タグ１４から識別情報の全てを読み出すための第２の通信を好適に行うことができ、複数の無線タグ１４それぞれの識別情報を読み出すための通信をそれら無線タグ１４との間で併行して行うことができる。
【００６４】
図１４は、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４との間の通信の更に別の一例について説明する図である。この図１４に示す例では、先ず、第１（１回目）の通信に関して、前記無線タグ通信装置１２から「1」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信される。この「PING:"1"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin0」において、前記Ｔａｇ１からそのＴａｇ１のＩＤにおける先頭の「1」に続く８ビットの値である「0000010」に対応する返信信号が、前記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「1」に続く８ビットの値である「0000010」に対応する返信信号がそれぞれ返信される。これらＴａｇ１及びＴａｇ２からの返信信号は、それらの返信信号が混在する信号として前記複数のアンテナ１８により受信された後、前記受信信号処理部５４によりＴａｇ１及びＴａｇ２それぞれの信号成分に分離され、各信号に対応する８ビットの値が読み出される。続いて、第２の通信では、前記無線タグ通信装置１２から１回目の通信においてＴａｇ１及びＴａｇ２に共通して読み出された「10000010」を指定する「PING」コマンドに対応する送信信号が送信される。この「PING:"10000010"」コマンドに対応する送信信号に応じて、「bin7」において、上記Ｔａｇ１からそのＴａｇ１のＩＤにおける先頭の「10000010」に続く８ビットの値である「11101101」に対応する返信信号が、上記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤにおける先頭の「10000010」に続く８ビットの値である「10010101」に対応する返信信号がそれぞれ返信される。続いて、前記無線タグ通信装置１２から前記Ｔａｇ１に対してそのＴａｇ１のＩＤの全てを読み出すために先頭ビット列「1000001011101101」を指定する「Scroll ID」コマンドに対応する送信信号が送信されると共に、前記Ｔａｇ２に対してそのＴａｇ２のＩＤの全てを読み出すために先頭ビット列「1000001010010101」を指定する「Scroll ID」コマンドに対応する送信信号が送信される。これらの「Scroll ID」コマンドに対応する送信信号に応じて、前記Ｔａｇ１からそのＴａｇ１のＩＤである「10000010111011011101....」に対応する返信信号が、前記Ｔａｇ２からそのＴａｇ２のＩＤである「10000010100101011001....」に対応する返信信号がそれぞれ返信される。これらＴａｇ１及びＴａｇ２からの返信信号は、それらの返信信号が混在する信号として前記複数のアンテナ１８により受信された後、前記受信信号処理部５４によりＴａｇ１及びＴａｇ２それぞれの信号成分に分離され、各信号に対応するＩＤが読み出される。このように、本実施例の無線タグ通信装置１２による複数の無線タグ１４の読み取り処理（タグ列挙処理）では、１回目及び２回目の通信において各無線タグ１４の識別情報を先頭から所定の長さまで読みだした後、その１回目及び２回目の通信結果を用いて各無線タグ１４の識別情報の全てを読み出すための第２の通信を行うといった一連の通信処理を複数の無線タグ１４との間で併行して行うことができるため、全ての無線タグ１４のＩＤを読み出すのに要する時間を短縮することができる。
【００６５】
前記情報通信制御部５０は、また好適には、複数の無線タグ１４との間で併行して前記第１の通信を行い、その第１の通信に対応する受信信号に含まれる複数の無線タグ１４からの返信信号を前記受信信号処理部５４により分離する際、それら無線タグ１４の個数がその受信信号処理部５４により返信信号を分離し得る最多個数よりも多いと判断される場合には、前記送信指向性制御部６２により送信信号の送信指向性を制御することで前記第２の通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込む制御を行う。
【００６６】
図１５は、斯かる態様の制御に対応する、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６によるタグ列挙制御の要部について説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この制御において、前述した図７等に示す制御と共通のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。この図１５に示す制御では、Ｓ１０の処理において ８ビットの受信データが得られたと判定された場合、Ｓ１０′において、受信データが１つかどうかが判定される。このＳ１０′の判断が肯定される場合には、ＳＢ以下の処理が行なわれるが、Ｓ１０′の判断が否定される場合には、Ｓ１１以下の処理が行われる。
【００６７】
このように、本実施例によれば、各ｂｉｎにおける受信タグを１つに絞り込んだ後にScroll ID制御を行うことで通信を行う対象となる無線タグ１４を絞り込むものであるため、通信を行う対象となる無線タグ１４を実用的な態様で絞り込むことができる。
【００６８】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００６９】
例えば、前述の実施例において、前記情報通信制御部５０、受信信号処理部５４、及び送信指向性制御部６２等の制御機能は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６に機能的に備えられたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、それら制御機能を有する制御装置がそれぞれ個別に備えられたものであってもよい。また、それら制御機能による制御は、ディジタル信号処理であるとアナログ信号処理であるとを問わない。
【００７０】
また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、送受信に共用される複数のアンテナ１８を備えたものであったが、応答信号を受信する複数のアンテナと送信信号を送信するための単数乃至は複数のアンテナとを別に備えたものであってもよい。また、アンテナ１８の数は設計に応じて適宜変更されるものであり、前述したように、受信に使用するアンテナの数に応じて、前記受信信号処理部５４により分離可能な無線タグ１４の最多数が決定される。
【００７１】
また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、前記送信信号の送信指向性の制御のみ行い、受信信号の受信指向性の制御は行わないものであったが、各アンテナ１８に対応して可変位相器を設ける等してそれらアンテナ１８から成るアレイアンテナの受信指向性を制御する態様も考えられる。また、送信指向性及び受信指向性の何れの制御も行わず、前記送信信号におけるコマンドを制御することのみにより通信対象となる無線タグ１４を絞り込むものであっても構わない。
【００７２】
また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、送信側からの回り込み信号を抑制するための構成として、前記キャンセル移相部３２、キャンセル増幅部３４、及びキャンセル合成部３６等を備えたものであったが、送信側からの回り込み信号の影響が無視できる程度に小さい場合には、これらの構成は必ずしも設けられてなくともよい。
【００７３】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明が好適に適用される無線タグ通信システムを説明する図である。
【図２】本発明の一実施例である無線タグ通信装置の構成を説明する図である。
【図３】図２の無線タグ通信装置の通信対象である無線タグに備えられた無線タグ回路素子の構成を説明する図である。
【図４】図２の無線タグ通信装置による信号分離の基準とされる基本ＩＣＡモデルを説明する図である。
【図５】従来の技術による複数の無線タグとの間の通信の一例について説明する図である。
【図６】図２の無線タグ通信装置による複数の無線タグとの間の通信の一例について説明する図である。
【図７】図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによるタグ列挙制御の要部について説明するフローチャートである。
【図８】図７の制御におけるＰｉｎｇ制御の要部を説明するフローチャートである。
【図９】図８の制御におけるＷａｉｔ計算制御の要部を説明するフローチャートである。
【図１０】図８の制御における信号分離制御の要部を説明するフローチャートである。
【図１１】図２の無線タグ通信装置による複数の無線タグとの間の通信の他の一例について説明する図である。
【図１２】図１１に示す制御に対応する、図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによるタグ列挙制御の要部について説明するフローチャートである。
【図１３】図１２の制御におけるスクロールＩＤ制御の要部を説明するフローチャートである。
【図１４】図２の無線タグ通信装置による複数の無線タグとの間の通信の更に別の一例について説明する図である。
【図１５】送信指向性の変更により通信対象となる無線タグを絞り込む制御に対応する、図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによるタグ列挙制御の要部について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１２：無線タグ通信装置
１４：無線タグ
１８：アンテナ
５０：情報通信制御部
５４：受信信号処理部
６２：送信指向性制御部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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