(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信元デバイスが記憶している情報を送信先デバイスに送信するために、通信システムにおける少なくとも一つの送信元デバイスが使用する利用可能なデータ送信チャネルの組における利用可能なチャネルの数を動的に適合させる方法であって、
少なくとも一つの受信信号統計量を前記送信先デバイスにおいて算出するステップと、
算出された前記少なくとも一つの受信信号統計量に基づいて、前記組における利用可能なデータ送信チャネルの数の調整を前記送信先デバイスにおいて決定するステップと、
前記記憶している情報を送信するための調整された数の利用可能なデータ送信チャネルを指定する信号を、前記送信先デバイスから前記送信元デバイスの少なくとも１つに送るステップと、
少なくとも１回の送信パスを有するマルチパス送信アルゴリズムに従って、前記記憶している情報を送信するための前記調整された数の利用可能なデータ送信チャンネルからデータ送信チャンネルを前記送信元デバイスにおいて独立に選択するステップと
を備え、前記マルチパス送信アルゴリズムは、所望の統計的特性を確実に示すように予めスクランブル・アルゴリズムを用いて構成されている送信元デバイスの識別子を表すデータを、前記利用可能なデータ送信チャネルの数に基づいて前記データの複数のサブセットに分割し、前記データの複数のサブセットから毎回異なる１つのサブセットを選択し、前記選択されたセブセットに直接マッピング機能を適用してデータ送信チャネルを選択するように構成される、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記送信先デバイスから前記送信元デバイスの少なくとも１つに信号を送るステップは、前記マルチパス送信アルゴリズムにおける送信パスの始め及び送信パスの間のうちの少なくとも一方において、実行される、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも一つの受信信号統計量は、受信信号の搬送波対干渉比（ＣＩＲ）、システム負荷指標、受信信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）、及び送信エラー指標のうちの少なくとも一つであり、以前の送信元デバイスによる送信の間に収集される情報を使用して算出されるとともに、前記システムに含まれる送信元デバイスの予測数に基づいて算出される、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記利用可能な送信チャネルの数の調整の決定は、前記受信信号統計量がしきい値を超えた場合に実行される決定、及び合計データ送信時間を最小化するような決定のうちの少なくとも一方である、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記利用可能なチャネルの数の調整を決定するステップ及び前記送信元デバイスの少なくとも１つに信号を送信するステップは、前記送信元デバイスが信号を送信するより以前に実行される、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記組における利用可能なチャネルの数は、前記利用可能なチャネルを固定量だけ増加させること、及び減少させることのうちの一方によって、調整される、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、記送信元デバイスの少なくとも１つに信号を送るステップは、パルス幅変調を使用して実行される、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、前記送信元デバイスはスペクトル拡散方式に従って送信を行う、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、前記利用可能な送信チャネルの数は、全ての起動中の送信元デバイスに対して同一である、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、前記信号を送ることは、更に、前記送信元デバイスに同期をもたらし、前記調整された数の利用可能な送信チャネルを使用して信号を送信させる、方法。
【請求項１１】
通信システムであって、
所望の統計性を確実に示すように予めスクランブル・アルゴリズムを用いて構成されている識別データと、信号ソースと、チャネル選択器とを有する少なくとも一つの送信元デバイスであって、前記信号ソースは、起動状態においてデータ送信チャネルを介して少なくとも前記識別データの所定の一部を送信するように構成され、前記チャネル選択器は、前記識別データを利用可能なデータ送信チャネルの数に基づいて前記識別データの複数のサブセットに分割し、前記識別データの複数のサブセットから毎回異なる１つのサブセットを選択し、前記選択されたセブセットにマッピング機能を直接適用して、記憶している情報を送信するための複数の利用可能なデータ送信チャンネルからデータ送信チャンネルを独立に選択するように構成される、少なくとも一つの送信元デバイスと、
未使用チャネルの数の測定に基づいて少なくとも一つの受信信号統計量を算出し、算出された該少なくとも一つの受信信号統計量に基づいて、利用可能なデータ送信チャネルの組における前記利用可能なデータ送信チャネルの数の調整を決定し、前記送信元デバイスに、調整された数の前記利用可能なデータ送信チャネルを使用して前記識別データを送信させるために、前記システムにおける送信元デバイスのそれぞれに信号を送るように構成された少なくとも一つの送信先デバイスと、
を備える通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、通信システムにおいて使用する衝突低減方法に関する。
本出願は、モトローラ社が本出願と併せて共通に保有する次の米国出願に関する。
２００１年１０月１７日に出願され、「通信システムにおいて使用する衝突低減方法（Collision Mitigation Method used in a Communication System）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による出願番号第０９／９８２，２７９号（代理人整理番号ＣＭ０１９６９Ｇ）、
２００１年１０月１７日に出願され、「通信システムにおいて使用するチャネル選択方法（Channel Selection Method used in a Communication System ）」と題された、ガーニー他（Gurney,et al）による出願番号第０９／９８１，０３１号（代理人整理番号ＣＭ０１９６０Ｇ）、
２００３年３月１１日に出願され、「通信システムにおいて電子製品を既知のソース・パラメータを使用して識別する方法及び装置（Method and Apparatus for Electric Item Identification in a Communication System Using Known Source Parameters ）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による出願番号第１０／３８５，５４９号（代理人整理番号ＣＭ０５６９７Ｇ）、及び
２００２年３月１１日に出願され、「通信システムにおいて送信元デバイスを同期させる方法及び装置（Method and Apparatus for Source Device Synchronization in a Communication System）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による出願番号第１０／３８５，８９３号（代理人整理番号ＣＭ０５６９６Ｇ）、
である。
【背景技術】
【０００２】
マルチユーザ・システムにおいて、データを通信する手段であって、高速、高効率、かつ確実性の高い手段は多くの用途において望ましい。このような方法に対する要求は、（複数のソースからの）複数組のデータを受信機が高速に読み取る必要がある場合に生じる。このような技術の一つの特定の用途は、複数の品目の電子識別にある。
【０００３】
電子識別産業は、リアルタイムの品目追跡及びリアルタイムの品目棚卸を含む多くの商業用途及び軍事用途において重要である。このような電子識別を使用することによって、特定の形態の製造、倉庫保管、配送、及び販売を含む局面のほとんど全てを含む無数の局面において経営効率を大きく高めることができる。正確なリアルタイム棚卸追跡を高速かつ効率的に実行する機能によって、品目の保管間違い、品目の保管過剰または保管不足、品目盗難を含むが、これらには限定されない多くの形態における無駄を大きく減らすことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、電子識別産業は、各品目に製品コードが割り当てられる複数の品目を識別するためにマニュアル（光を用いる）スキャンに頼る部分が大きい。ユニバーサル・プロダクト・コード（ＵＰＣ：Universal Product Code）システムは現在、米国小売業において広く使用されている。しかしながら、品目をマニュアル・スキャンする方法では、非常に長い時間を浪費する上、ヒューマン・エラーが非常に起き易い。
【０００５】
従って、複数のソースからのデータを受信機に、高速に、効率的に、かつ確実に送信する方法を提供する必要がある。更に詳細には、ＲＦＩＤシステムにおいて考えられる全ての動作形態において、できる限り迅速にこのようなデータを読み取る必要がある。このような局面には、タグの数が非常に少ない数から非常に多い数に渡って分布する場合、または通信チャネル状態が非常に悪い状態から非常に良好な状態に渡って分布する場合が含まれる。データ送信システムをこれらの場合の全てに適合させてシステム・スループット及びシステム効率を高める方法が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
記載のシステムは改良型の通信方法を提供し、この通信方法によって複数の送信元デバイスは高速かつ効率的に情報を送信先デバイスに通信することができる。記載の通信システムは幾つかの技術の組み合わせを用いて従来技術よりも優れた性能を達成する。本発明によって、通常のデータ収集（または棚卸読み取りデータ送信）プロセスを、システムを特定の要素に基づいて適合させることにより大きく加速することができる。これらの要素は、以下に記載するような、予測される、あるいは判定されるタグ・グループ、通信リンク品質表示子、及び推定システム負荷を含むことができる。このような情報によって、送信先デバイス（例えば読み取り器）は全ての起動ソース群（例えばタグ群）に指示して、読み取り器が決定する数のチャネルを通して通信を行わせるので、送信先デバイスはシステム性能（すなわち読み取りトランザクション時間）を所与の組の動作変数に関して最適化することができる。
【０００７】
記載のシステムは、ＵＰＣ置き換え手段を提供し、同時にマニュアル（光を用いる）スキャンを不要とするような追加の性能及び利点、及び大きく上昇したスキャン（または品目識別）速度を実現する。本発明は更に、店舗の棚の棚卸を管理するなどのような多くの用途において非常に有用であり、多くの品目を高速かつ同時に識別する手段を提供する。多くの場合、このような情報の管理は、この管理をリアルタイムまたはほぼリアルタイムで行う場合に一層有用となる。本発明によって、非常に大きなデータ読み取り速度（または高いシステム・スループット）が実現する。
【０００８】
本発明の好適な実施形態では、アダプティブ・アルゴリズムを送信先デバイス（または読み取り器受信機）において、可能であればその時点までの全ての読み取りサイクルで収集される情報と共に利用して、システム性能を向上させることができる。また本発明の好適な実施形態では通常、（送信元デバイスから送信先デバイスに向けての）単方向通信を利用して送信元デバイスの回路を簡易にするので、送信元デバイスは受信機を使用する必要がない。
【０００９】
送信元デバイスから送信先デバイスに通信される情報は通常、電子製品２進コード（ＥＰＣ：electronic product code ）または識別（ＩＤ：identification）情報の形式をとるが、この情報は決してこれらの情報形式に制限されるものではない。電子遠隔測定データ（または他の全ての測定データまたは割り当てデータ）のような他のタイプの情報も通信することができる。実際、２進数（または他の）形式で表わされるいかなる情報も記載のシステムによって通信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に本発明について、一例として、添付図を参照しながら記載するが、これらの図においては、同一の参照符号は同様の構成要素を指す。
図１に示すように、情報は通常、一組の送信元デバイス１１０，１２０，１３０から単一の送信先デバイス１００に送信され、本発明の好適な実施形態では、一組の送信元デバイス１１０，１２０，１３０から送信先デバイス１００への情報の同時送信を利用する。本発明は、例との関係によって変化する多くの適用形態を有するので、説明の全体を通じて使用する幾つかの用語は、説明を明瞭にするために他の用語と同じ意味に用いることができる。従って、次の用語、送信元デバイス（source device ）、 トランスポンダー、ユーザ、品目（item）、またはタグなどは以下の説明の全体を通じて一般性を損なうことなく同じ意味に使用することができることに留意されたい。次の用語、送信先デバイス(destination device)、 システム・コントローラ、インテロゲータ、 読み取り器、 または受信機などは以下の説明の全体を通じて一般性を損なうことなく同じ意味に使用することができることにも留意されたい。 
【００１１】
本発明が採用する通信システムは幾つかの異なる形式の通信１４０を含むことができ、この通信には、これらに限定されないが光通信、無線周波数（ＲＦ：radio frequency ）通信、有線（接触型）通信、音声通信（sound-wave communication）、静電容量結合方式通信（capacitively-coupled communication）、または誘導結合方式通信（inductively-coupled communication ）が含まれる。本発明の好適な実施形態では、タグ１１０，１２０，１３０と読み取り器１００との間の静電容量結合方式通信リンクを利用するが、他の形式の通信リンクを、制限されることなく利用することができる。
【００１２】
本発明についての以下の記述は、システムの多くの重要な態様を記載した幾つかの背景説明の節（Ｉ−ＩＩ）と、本発明についての詳細な記述となる後半の節（ＩＩＩ−Ｖ）と、に分割される。システムの好適な実施形態では、以下に記載する重要技術の全てを利用するが、他の実施形態では、記載の技術の一部しか利用しない。
Ｉ．データのスクランブル及びデスクランブル
図２に示すように、記載のシステムにおいてタグ１１０が読み取り器１００に送信するデータ２００は多くの形式をとることができ、これらの形式には、これらに限定されないが、以下に記載するように測定データまたは他のユーザ定義データが含まれる。本発明の好適な実施形態では、送信データ２００は少なくとも一つの識別データ系列（identification data sequence）から成る。例えば、データ２００は９６ビットの識別データを有する少なくとも一つのＥＰＣから成り、これについてはディビッド  エル．ブロック（David L. Brock）による「電子製品コード（Electronic Product Code ）」（MIT-Auto ID Center, January 2001）に概要が示される。ＥＰＣ２００は、システムにおいて固有の形で各タグ（または品目）１１０を、ヘッダ２０３、オブジェクト・クラス２０４、ベンダー・コード２０５、及びシリアル番号２０６の予約フィールドにより識別するように作用する。ここで、例えば９６ビットの情報によって非常に多くの固有ＩＤ（２９６〜８×１０２８個：この数字の巨大さを示すものとして、地球の質量が６×１０２７グラムであることと比較されたい）を提供することができることに注目されたい。
【００１３】
好適な実施形態では、ユーザ情報、エラーチェックまたはエラー訂正情報（例えば、順方向エラー訂正（ＦＥＣ：forward error correction）、巡回冗長検査（ＣＲＣ：cyclic redundancy checks）など）、及び他の予約ビットのような付加情報２０２が、通常、タグ１１０の保存データ２００に添付される。ここで、付加情報（例えば、エラー検出または補正データ）は、以下に記載するデータ・スクランブル・プロセスの前、または後のいずれかのタイミングに添付することができるが、この付加情報をデータ・スクランブルの後に添付した場合にこの情報が一様にランダムな特性も有するようになることが望ましい。
【００１４】
当該技術分野の当業者であれば、更に別の幾つかの異なる形式の情報（例えば、プログラム可能なタイムスタンプ、他のユーザの個人識別番号（ＰＩＮ：personal identification number）、測定データ、環境データなど）を予め求めておいて、タグ１１０，１２０，１３０に保存することもできることが分かるであろう。ここで、記載のシステムにおいてタグ１１０，１２０，１３０に保存するデータの量またはタイプには制限がないことに注目されたい。
【００１５】
タグ機能の全ては通常、複雑度の低い（すなわちコストが低い）回路によって具体化される。タグ１１０に搭載する回路を簡単な構成に維持し、かつシステムにおけるチャネル選択プロセスの性能を向上させる（以下に完全な形で記載する）ためには、元のＩＤデータ２００をタグ１１０に保存する前にスクランブルすることが非常に望ましい。この操作は通常、データ２３０をタグ１１０に保存する操作の前に行われるランダム化プロセスまたはスクランブル・プロセス２１１により行うことができる。
【００１６】
このスクランブル・アルゴリズム２１１は通常、システム全体に広くに適用され、ＥＰＣデータ２００がスクランブルされた後に２２０となり、所望の統計的（すなわち一様かつランダムな）特性を確実に示すようにする。別の構成として、他の実施形態では、他の幾つかのスクランブル・アルゴリズム、暗号化アルゴリズム、または番号割り当てアルゴリズムを保存データ２００に適用してスクランブル済みデータ２２０を効果的に生成することができる。付加情報を守秘するために、個々のベンダーは任意選択の形で事前暗号化２１０を適用することができる。
【００１７】
図３は、記載のシステムの好適な実施形態に従ってスクランブル済みデータ２２０をタグ１１０に埋め込むシステムの例を示している。図３において、元のＥＰＣ２００は通常の方法により、製造業者のようなＥＰＣ管理者３１０から取得する。次に、ＥＰＣ２００をスクランブラー３３０に入力し、このスクランブラーはスクランブル・アルゴリズムを実行し、スクランブル済みデータ（Ｓ＿ＥＰＣ）２２０を出力する。次に、ＲＦタグ・プログラマー／書き込み器３５０によってスクランブル済みデータ、Ｓ＿ＥＰＣ２２０をタグ１１０に埋め込む。これにより、元データ２００の変更版であるスクランブル済みデータ２２０がタグ１１０に含まれる。
【００１８】
図４は、多くのＲＦタグ・デバイス１１０，１２０，１３０からの電子識別データ２００を同時に読み取るためのブロックの鳥瞰図を示している。この例は、棚に置かれた製品群に取り付けられたタグ群を通常の棚卸計数の間にどのようにして読み取ることができるかを示している。動作状態では、読み取り器１００は一組のタグ１１０，１２０，１３０を同時に起動する。次に、起動タグ１１０，１２０，１３０はその処理を、スクランブル・タグデータ２２０をチャネル選択の基礎データとして使用するマルチパス送信アルゴリズム（multiple-pass transmission algorithm）を用いて進める（ＩＩＩ節で詳細に記載する）。
【００１９】
例えば、マルチパス・アルゴリズムの第１パスでは、Ｓ＿ＥＰＣ１（タグ１１０に埋め込まれている）の少なくとも一部を使用してチャネルＡ２４０を選択し、Ｓ＿ＥＰＣ２の少なくとも一部を使用してチャネルＢ２４０を選択し、Ｓ＿ＥＰＣｎの少なくとも一部を使用してチャネルＣ２４０を選択する。ここで、チャネルＡ，Ｂ，及びＣ、またはこれらのチャネルの組み合わせは同じとすることも、異ならせることもできることに留意されたい。読み取り器１００はその復調アルゴリズムを使用して処理を進め、最終的に、棚に置かれたタグ１１０，１２０，１３０に関する複数のＳ＿ＥＰＣ２２０を取得する。これらのＳ＿ＥＰＣ２２０はデスクランブラー４６０にルーティングし、このデスクランブラーは、デスクランブル・アルゴリズムを実行してタグ１１０，１２０，１３０の元のＥＰＣデータ２００を取得する。次に、各タグに対応するＥＰＣデータ２００を読み取り器１００に保持することができる。あるいは、元のＥＰＣ管理者３１０（例えば製造業者）に棚卸レポートの形式で返信することができる。当該技術分野の当業者であれば、デスクランブル操作は、遠く離れた場所に位置するコンピュータまたはオンライン・サーバのような他のロケーションにおいて実行することができることが理解できるであろう。図４のシステムにおける衝突は最小化される。これは、高度に構造化されたＥＰＣデータ２００に代えて、タグ１１０，１２０，１３０はスクランブル済みのＥＰＣデータ２２０の少なくとも一部を使用してマルチパス送信アルゴリズムの各回のパスの間に１個のチャネルを選択するからである。このスクランブル済みデータ２２０は一様に分布するデータに非常に類似するので、同様のＥＰＣデータ２００を有する製品群の間の衝突が最小化される。マルチパス送信アルゴリズム及びチャネル選択に関する更なる詳細については、以下のＩＩＩ節を参照されたい。衝突及び衝突防止に関する更なる詳細については、以下のＶ節を参照されたい。
【００２０】
タグ１１０が送信に使用するためのチャネルを選択する必要がある前には、タグ１１０と読み取り器１００との間の情報交換は行われない（以下に記載する）。従って、記載のシステムにおけるスクランブル方法及びデスクランブル方法では、自己参照しか行うことができない、すなわちＥＰＣデータ２００をスクランブルするか、あるいはＳ＿ＥＰＣデータ２２０をデスクランブルするために必要な情報のみがデータそのものとなる。
【００２１】
記載のシステムでは、特定の重要な機能を備えるスクランブル方法を使用する必要がある。重要な機能とは、スクランブル方法において、通常のデータ系列（ＥＰＣデータ系列のような）に関するマッピングを行って一様かつランダムな分布を有する特性を示す結果を得ることである。好適な実施形態では、スクランブル方法は２つの主要な機能を有する。
【００２２】
１．ｋが所定の整数である場合のｋ進数で表わされる２つの通常のＥＰＣ２００が与えられると（例えば、通常ペアのＥＰＣ２００では、ｋ進数の全てではないが多くが同じである）、これらのＥＰＣ２００に対応するスクランブル済みＳ＿ＥＰＣ２２０がｎ個の連続するｋ進数（タグ１１０がチャネル割り当てを判断するために使用する）に関して一致する確率は約１／ｋｎであり、
２．ｋが所定の整数である場合のｋ進数で表わされる２つのＥＰＣ２００であって、これらのＥＰＣのスクランブル済みの出力がｎ個の連続するｋ進数（タグ１１０がチャネル割り当てを判断するために使用する）に関して一致する構成の２つの通常のＥＰＣ２００が与えられると（例えば、通常ペアのＥＰＣ２００では、ｋ進数の全てではないが多くが同じである）、後続のｍ個のｋ進数（タグ１１０が後続のチャネル割り当てを判断するために使用する）は約１／ｋｍの確率で一致することになる。
【００２３】
２進数で表わされるＥＰＣ２００の例では、これらの機能は高いアバランシェ耐性に関連しているので、各出力ビットは入力ビット毎に変わり、単一の入力ビットを変化させると平均として出力ビット群の半分が変化する。
【００２４】
上に記載したスクランブル・プロセスに加えて、データ２００は、ユニバーサル・スクランブル・アルゴリズムを適用する前に、あるいは適用した後に（例えば、タグ１１０にプログラムを行う前に）暗号化して２１０、データ保全を一層確実にすることもできる。当該技術分野には、この作業に利用することができる種々の公知の暗号化アルゴリズムがある（例えば、ＡＥＳ、データ暗号標準（Data Encryption Standard）、国際データ・アルゴリズム（International Data Algorithm）など）。この追加レベルのセキュリティを利用できることは、機密性の高い用途（例えば、タグが重要な医用データまたは財務データを含む場合における用途）において重要である。
ＩＩ．起動方法（Power-On Methods）
好適な実施形態の技術思想におけるタグ１１０のブロック図を図７に示す。静電容量結合方式システムの場合、アンテナ７０１は導電電極群（例えば容量プレート群）のペアであるが、一般的には、電磁界からのエネルギーを回路に結合させるものであればいずれの方法とすることもできる。読み取り器１００からの交流（ＡＣ：alternating current ）電力であって、タグ１１０に結合させる電力を電力変換器７０３において整流し、この変換器の直流（ＤＣ：direct current）出力を使用してタグ１１０を作動させ、この直流出力は通信を更に可能にするタグ・エネルギー・モニター７０４も作動させる（モニターの構成要素については以下に詳細に説明する）。ステート・コントローラ７０５はタグ・データ２２０及び通信チャネル選択ブロック２４０に作用して送信信号情報を生成し、この情報が、送信要素７０２（例えば、当該技術分野では良く知られている負荷変調要素）にチャネル変調器７０８による制御を受けながら転送されると、タグから読み取り器に向かって信号送信元からの送信が行われる。同期及び適合（adaptation）がブロック７０４及び７０５において以下に更に記載するように行われる。ブロック７０４は、読み取りデバイスからの調整通知（adjustment signaling）を検出するように構成することができ、ブロック７０５（ブロック２４０と共に）を利用してシステムにおいて利用可能なチャネルの数を変化させることができる。
【００２５】
各タグ１１０に保存されるデータ２２０は通常、複雑度が低い（すなわち低コストの）回路に保存され、次にこの回路は読み取り器からの問合せに応答する。各タグ１１０，１２０，１３０は通常、その情報をマルチパス・アルゴリズムで送信する前に第１の所定条件が満たされるのを待つ。第１の所定条件は通常、タグ１１０，１２０，１３０の各々に関して同じになるように設定されるが、この条件は他の実施形態ではランダムに選択されるか、あるいは割り当てられ得る。タグ送信条件を示す概略的なフローチャートの例を図８に示す。ここで、このフローチャートでは、第２の所定条件は種々の指標によって満たすことができることに注目されたい（例えば、第１の所定条件がもはや満たされない、あるいは第２の所定条件が満たされる場合）。
【００２６】
好適な実施形態では、読み取り器１００は離れた位置からタグ１１０，１２０，１３０に電力を供給し、第１の所定送信条件は、タグ１１０が瞬時に受信する電力レベルが所定のしきい値（通常、７０３及び７０４によって決定される）を超える場合に満たされる。図９はこの動作のフローチャートを示しており、Ｔ１及びＴ２は第１の電力レベルしきい値及び第２の電力レベルしきい値を表わす。ここで、当該技術分野の当業者は記載のシステムの技術思想から逸脱しない範囲において他の所定条件（例えば、特定の同期パルスまたは擬似ランダムパルス）を用いる実施形態を採用することができることに留意されたい。一旦、タグ１１０が電力の供給を受けると（受動タグの場合は離れた位置の読み取り器１００から電力を受ける、あるいは能動タグの場合は内蔵電源から電力を受ける、のいずれか）、タグ１１０は受信信号強度を継続的にモニターして、いつ送信を開始すべきかについて判断する。一旦、タグ１１０がそのデータの変調及び送信２５０を開始すると、タグは完全に起動する。ここで、複数のタグ１１０，１２０，１３０は通常、システムの好適な実施形態では所与の時間に完全に起動することに注目されたい。
【００２７】
グループにおける完全に起動したタグ群は、第２の所定送信条件が満たされるまで、これらのタグの情報をマルチパスで送信し続け（以下に完全な形で記載する）、第２の所定送信条件が満たされると、これらのタグはデータの送信を中止する。好適な実施形態における第２の所定送信条件は、タグ・エネルギー・モニター７０４が観測するタグ１１０での受信電力レベルが第１の所定しきい値を下回るか、あるいは第１の所定しきい値よりも通常大きく設定される第２の所定しきい値を上回る場合に満たされる。
【００２８】
このように、第１の所定送信条件及び第２の所定送信条件は所定の範囲の受信電力レベル（例えばウィンドウ）を形成し、この範囲に渡って、タグの各グループが通常完全に起動する。記載のシステムの好適な実施形態では、起動範囲は通常、約３ｄＢの広さを有し、タグ１１０，１２０，１３０が１〜２倍（特定の正規化受信動作電力レベルに対して）の範囲の電力に応答することを意味する。ここで、この起動ウィンドウによって通常、タグによる送信がこのウィンドウに比例する狭さの電力ウィンドウの内側に収まるので、特定の通信システムに影響を与える通常の遠近問題（near-far problem）を解決し易くなる（例えば、非直交拡散コードを有するスペクトル拡散・システムにおいてそうであるように）。
【００２９】
好適な実施形態では、システムのタグ１１０，１２０，１３０の全てには、通常同じ起動範囲が割り当てられるが、プログラム可能な起動条件（例えば、予め割り当てられるが異ならせることができる）、またはランダムな起動条件を利用するような他の実施形態が可能である。このような例の一つとして、異なる製造業者に異なる起動範囲レベルが割り当てられ、異なる製造業者の製品をかなりの確度で分離する（または区別する）場合が挙げられる。本発明の目的を達成するために、（上述の、または他の条件によって決定されるようにして）データを送信中のタグは、必ず起動送信機であると見なされる。
【００３０】
記載のシステムの更に他の実施形態では、双方向通信機能を備えるタグ群を設けることができ、この場合、第１の所定送信条件及び第２の所定送信条件を特定のタイプの同期パルスまたは他のシグナリング情報により構成することができる。所定送信条件群がランダムである場合には、これらの条件はタグ１１０において、またはタグ１１０へのプログラム中にランダムに判断することができる。ここで再度、これらの送信条件の他の実施形態（例えば、タグとの同期信号及び双方向通信など）は、システムの技術思想から逸脱しない範囲において用いることができることに留意されたい。
【００３１】
図１０に例示する実施形態では、ヘッド・オフィスからコントローラ１００１を使用して離れた位置から制御することができる読み取り器１００は、伝送媒体１００３を通して、棚１００５に取り付けられたアンテナ１００４に接続される。種々の物理寸法のオブジェクト１０２０，１０２１，１０２２は、パッケージ群の異なる部位に位置するタグ１１０，１２０，１３０を有し、読み取り器１００に接続されるアンテナ１００４とタグ１１０，１２０，１３０に接続されるアンテナ７０１との間の結合が変化すると、タグ電子機器１０１２が受信する電力レベルが異なることになる。システムにおける読み取り器アンテナ１００４と種々のタグ１１０，１２０，１３０との結合特性を異ならせることによって、異なるタグは、所与の読み取り器アンテナ起動レベル（すなわち、読み取り器送信電力レベル）に対応する異なる電力レベル（範囲限界ライン１０３０及び１０３１によって示される）を受け取ることができる。この構成は、好適な実施形態におけるシステムに含まれるタグの数を或る程度減らす効果もある。何故なら、種々のタグ１１０，１２０，１３０は異なる読み取り器送信電力レベル、従って異なる時点で送信を開始することになるからである。しかしながら、ここで、複数のタグ１１０，１２０，１３０は、記載のシステムの好適な実施形態では通常依然として、特定の電力レベルに関して送信を同時に開始することになることに注目されたい。例えば、識別する必要のある棚卸には千個の品目（タグ）が含まれる可能性があり、かつ読み取り器１００は１０個の異なる利用可能な電力レベルを段階的に供給してほぼ百個のタグから成るグループ群をそれぞれの電力レベルで起動することができる（これよりも少ない数のタグが両極端の上下電力レベルで起動される可能性があるが）。システムの他の実施形態では、複数のタグからの送信は、タイムスロット化（チャネライゼーション）システムの場合におけるように、ユーザが送信を行うための特定のタイムスロットを（共通基準に対して）選択する場合にのみ同期させる（必ずしも同時である必要はないが）ことができる。ここで、一つの実施形態では、読み取り器１００は、最小の送信電力レベルから開始する形で、全ての利用可能な送信電力レベルを段階的に供給することに注目されたい。従って、タグ１１０，１２０，１３０の特定の起動範囲が設定されるので、読み取り器１００は、各グループのタグが送信を開始し、終了させる時間を効果的に制御する。この態様は重要である。何故なら、読み取り器１００が、特定の起動範囲（例えば、１０３０と１０３１との間）のタグ１１０，１２０，１３０の全てが個別に識別された時間を求め、当該時間で読み取り器が次の電力レベル（例えば、１０３１超の）を供給するように段階的に切り替わるか、あるいは識別プロセスを終了させることができるからである。
【００３２】
別の実施形態では、読み取り器１００は所与の棚卸分布に関する所定の範囲の予測電力レベルを「学習する」または記憶し、かつ読み取り器による電力掃引の順序を、起動履歴が付されたこれらの電力レベルに付与される優先度に従って決定することができる。読み取り器１００が、タグ群が起動しない電力レベルを供給するように段階的に切り替わると、読み取り器は、当該条件を検出し（通常、短時間のエネルギー検出測定または変調検出測定による）、迅速に次の電力レベルを供給するように段階的に切り替わって、タグ群に対する合計読み取り時間を最小化するが、これについては以下に更に記載する。
ＩＩＩ．チャネル選択及び送信方法
全てのマルチソース（またはマルチユーザ）通信方法は、本発明が使用するような特定のタイプのチャネル化方法（channelization method ）を使用する。幾つかのチャネル化方法またはチャネライゼーション技術のうちのいずれか一つを記載のシステムにおいて利用することができる。一般的に、利用するチャネル化方法は２つのカテゴリー、すなわち直交チャネル化方法（orthogonal channelization methods ）または擬似直交チャネル化方法（quasi-orthogonal channelization methods ）に分類することができる。本発明は、システム動作（すなわち、利用可能なチャネルの数）を所与の数の起動タグ及び通信チャネル状態に関して最適化することができるという事実を利用する。
【００３３】
直交通信チャネル群（orthogonal communications channels）は、選択したチャネルを通しての通信が線形システムにおける他のチャネルを通しての通信に（全く）干渉しないという利点を有する（すなわち、異なるチャネルの間のシンボル時間におけるクロス相関がゼロとして定義される）。擬似直交チャネル群はほぼ直交し（例えば、異なるチャネルに関してほぼゼロのクロス相関値を有する）、かつ各ユーザには通常、異なる拡散コードが割り当てられる直接拡散符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ：direct-sequence code division multiple access ）システムにおいて利用される。
【００３４】
当該技術分野では、最大長（maximal length）の線形フィードバック・シフト・レジスタ（ＬＦＳＲ：linear feedback shift register）系列（すなわちｍ系列）の異なる位相（すなわちタイム・シフト）は、低い（すなわち擬似直交）クロス相関性を有することが判明していることが良く知られている。２つの一致しない系列のクロス相関値は−１／Ｎ（正規化形）として定義され、ＮはＬＦＳＲ擬似ノイズ（「ＰＮ（pseudonoize ）」）系列の長さである。同じ基本ｍ系列の異なるコード位相は多くの場合、符号分割多元接続システムの異なるユーザをチャネル化するために使用される。ＰＮ系列の各シンボルまたはビットは通常、当該技術分野では公知のように、「チップ」と呼ばれる。
【００３５】
直交チャネル化機能（orthogonal channelizing functions ）の幾つかの例として、これらには限定されないが、ウォルシュ（Walsh ）関数、スロット化システムのタイムスロット、周波数分割システムの周波数、特殊拡張ＰＮコード（specially augmented PN codes）などが挙げられる。擬似直交チャネル化機能の幾つかの例として、上述のようなｍ系列またはＰＮ系列が挙げられる。
【００３６】
特殊拡張ＰＮコードの例は、２進法のゼロを系列に（コード位相によって変わる系列の異なるポイントに）人工的に挿入して（すなわち、ＬＦＳＲの通常動作によっては生成されない）、時間的に一致し（すなわち同期した）、かつ人工的に挿入されたゼロが、各チャネルにおいて同じ時間だけずれた時間に生じて、同じｍ系列の異なるコード位相の間のクロス相関値がゼロになるようなコードである。ここで、本発明の好適な実施形態では、これらの特殊拡張ｍ系列（この系列の生成は図１１に示される）を利用して、直交コード・チャネルを同期システムにおいて実現する。採用するスペクトル拡散方式の付加的な利点として、通信分野において良く知られているように、干渉に対する耐性（処理利得または拡散利得とも呼ばれる）も得られる。このような方式の適用は、工場環境のような厳しい電磁波環境において重要である。
【００３７】
上において参照したように、記載のシステムにおけるタグ１１０，１２０，１３０はタグ・データをマルチパス送信アルゴリズムを使用して送信する。マルチパス送信アルゴリズムは、タグ１１０，１２０，１３０の合計読み取り時間を求めるために重要であり、幾つかの異なる局面により構成される。アルゴリズムに用いる基本的な考えは、各タグ１１０，１２０，１３０が特定の（好適には一様にランダムな）チャネルを各アルゴリズム・パスにおける通信に選択することである。
【００３８】
記載のシステムの好適な実施形態では、チャネル選択２４０は通常、タグ１１０に保存されるデータ２２０に直接基づいて行われる。次にタグ１１０は好適な実施形態では通常、アルゴリズムの次の回のパスになるまでタグ情報（すなわち識別データ）を選択チャネルで送信し、アルゴリズムの次の回のパスになった時点で、タグは新規チャネルを選択し、プロセスを繰り返す。タグ群による送信は、本発明の好適な実施形態ではほぼ同期する（第１の所定送信条件に基づいて）と仮定する。
【００３９】
タグ群の各々によるチャネル選択は所定の情報（すなわち、通常の複数の実施形態において、タグへのプログラミング２３０を行う時点のいずれかの時点で求められる情報、タグが収集する実データとしての情報、またはタグ自体の構成に含まれる情報）に基づいて行われる。本発明の好適な実施形態では、各タグ１１０がいずれのチャネルを選択するかは、タグ１１０に保存される識別データ２２０から（アルゴリズムを使用する形で）直接に決まる（以下に更に記載する）。ここでまた、他の実施形態では、上に記載した所定の情報は、タグ１１０に保存されるデータに直接には基づかない形で擬似ランダムに生成される番号を含むことができる。
【００４０】
上のＩ節及び良好なシステム性能に関する重要事項の中で完全な形で記載したように、記載のシステムの好適な実施形態では、データ２００の少なくとも一部（例えばＥＰＣ，ＣＲＣなど）をタグ１１０に保存する２３０前に、予めランダム化する（またはスクランブルする）２１１ことが必要である。タグ１１０は基本的に保存データ２２０またはその一部（例えば２２１，２２２）を使用して通信チャネルをマルチパス・アルゴリズムの各回のパスにおいて選択するので、データ２２０が最良の総合システム性能を実現するために一様にランダムになっていることが重要である。これは、上のＩ節において記載した複雑度の低い可逆のスクランブル・アルゴリズム２１１を使用することにより達成される。
【００４１】
特に、図１２に示すように、好適な実施形態のマルチ送信パスの各々におけるチャネル選択プロセス２４０は、予めスクランブルした（すなわちランダム化した後に保存される）データ２２０の所定のサブセット（例えば、２２１，２２２，２２３，２２４）を利用して通信チャネルを各回のパスにおいて選択することにより実行される。コミュテータまたは多重化装置１２４０のようなチャネル・セレクタ１２２０は通常、一つのチャネルを選択する。タグ２２０に保存されるデータの新規のサブセット２２１，２２２，２２３，２２４（すなわち、新規ランダム番号の引き出し）は通常、アルゴリズムの各後続パスにおけるチャネル選択に利用され、マルチパス送信アルゴリズム全体を通じてランダムかつ独立したチャネル選択が確実に行われるようにする。あらゆる調整が利用可能なチャネルの数に対して動的に行われる場合、ブロック２４０では、保存データの次のｎビットを選択して次のチャネルを選択することができるが、これについては以下に更に記載する。保存データを周期的に拡張するという選択肢は、タグに保存されているデータの量よりも多いデータを選択する場合に制限なしに採用することができる。
【００４２】
ここで、タグ１１０はタグ・データ２２０の全てを各アルゴリズム・パスにおいて送信することができるが（好適な実施形態におけるように）、データの一部だけを送信することもできる（すなわち、通常は十分なデータを送信してタグが次の回のパスにおいて利用するチャネルを決定する）ことに注目されたい。通常、データのうち、アルゴリズムの各回のパスにおいてチャネル選択に利用される部分２２１，２２２，２２３，２２４は、好ましくは予めランダム化されたデータ２２０の固有の連続セクションであるが、これらの条件が厳密に必要な訳ではない。マルチパス送信アルゴリズムのパス群においてチャネル群を選択する特定の操作を、「チャネル選択プロファイル（channel selection profile ）」と記載する。
【００４３】
例えば、各タグに保存される予めスクランブルした１２８ビットの識別データ２２０を有するシステムでは、固有の、かつ連続する８ビットのセクション群を利用して１６回（すなわち１２８／８）のアルゴリズム・パスの各々における２５６個（すなわち２８）のチャネルのうちの一つを選択することができる。従って、各タグに関する最初にランダム化したバイトのデータ（例えば２２１）によって、各タグに関する通信チャネルをそれぞれアルゴリズムの第１パスに対して選択し２４０、各タグに関する第２（及び望ましくは異なる）バイト（例えば２２２）のランダム化データを使用してアルゴリズムの第２パスにおける送信チャネルを選択し２４０、これと同様な操作を他のデータに対して実施する。このマルチ送信パス・プロセスは、タグに保存されるデータの全てを使用してしまうか（例えば、本例では１６回目のパスで完了し、図２ではこれは２２４に対応する）、あるいは読み取り器１００がタグ群に通知して送信を停止させる（通常、タグ１１０において第２の所定条件が上に記載したように７０４（１２１０）において満たされることにより検出される）まで続行する。一旦、データを全て使用してしまった場合、全プロセスを任意選択の形で繰り返すことができるが、タグ群は通常、同じ（決まった）チャネル群を選択することになる。ここで再度、ランダムかつ固有の形で決定されるチャネルを各アルゴリズム・パスにおいて各タグに関して選択して不可避的に生じる衝突をランダム化することが望ましいことに留意されたい（以下のＶ節における更に詳細な説明を参照されたい）。
【００４４】
勿論、当該技術分野の当業者であれば、データの他の（例えば不連続な、または完全に固有の形ではない）セクション群を使用して直接または間接的に通信チャネルを各回のパスにおいて選択することができることが理解できるであろう。このようにして、チャネル選択を繰り返す前に、アルゴリズム・パスの最大数をほとんど制限無しで増やすことができる。チャネル選択プロファイル（またはチャネル選択アルゴリズム）は、特定の数の送信パスの後に変更することができるので、同じデータ２２０の異なるサブセットを後のチャネル選択１２２０に利用する（これによって、パターンの繰り返しが行われる前には必ず固有のチャネル選択を拡張することができる）。例えば、マルチパス送信アルゴリズムにおける１６回のパスの後、タグ群はチャネル選択データ（すなわち所定のデータ）をｎビットだけ（上の例ではｎ＝１〜８）シフトさせて、新規のチャネル選択をアルゴリズムの後続のパスに関して行うことができる。このようにして、固有のチャネル選択の数を実質的に制限なしに増やすことができるが、タグ回路の複雑さが増す。
【００４５】
チャネル選択アルゴリズムの更に他の実施形態ではまた、特定のタイプのマッピング（通常は１対１のルックアップ・テーブル、または他の代数または論理）機能を適用してチャネル選択を、タグに保存されるか、あるいはプログラムされた（通常は少ない）データに基づいて行うことができる。チャネル選択プロセスの唯一の重要な特性は、一旦、情報の特定の部分がタグのデータに関して判明すると、チャネル選択を読み取り器１００において計算により決定することができることである。
【００４６】
チャネル・リソースは限られているので（すなわち、各ユーザがマルチパス通信アルゴリズムの各回のパスにおいて選択するために利用可能なチャネルの数が少ない）、送信中のタグの間で不可避的に衝突が生じる。衝突は、２つ以上のタグが特定のアルゴリズム・パスの間に同じチャネルで通信するように選択を行う場合として定義される。この状況は、通常のシステム動作の間に生じると予測される。例えば、２５個のタグが６４個のチャネルを使用して通信している典型的な場合では、１回のパス当たりに少なくとも一つの衝突が生じる確率は９９．６％である。これは、Ｍ個のタグがＮ個のチャネルを使用して通信している場合、衝突が生じない確率は次式で表わされる。
【００４７】
【数１】
0004444276.tif 000002
衝突を起こしているタグ送信及びこれらの衝突を解消する幾つかの数値例を以下におけるＶ節の「衝突低減方法」において説明する。
【００４８】
多くの場合、システムに含まれる（特定の起動レベルの）タグの数は利用可能なチャネルの数を超えることさえある（特に、好適な実施形態のアルゴリズムの相対的に早期の時点のパスにおいて、または利用可能なチャネルの数が以下に記載するように少なく設定される場合において起こる）。この状況は、直交チャネル化手段を利用する場合には本発明において完全に許容される。ここで、通常の（擬似直交チャネライゼーション・コードを使用する）ＤＳ−ＣＤＭＡシステムは、当該時点では過負荷になると考えられ、かつ確実な通信を行うことができない（特に、タグの送信特性に関する情報を更に取得することなしには）ことに留意されたい。重要なことは、記載のシステムでは、起動しているタグの数を衝突低減方法によって効果的に更に減らすことができることであり、これについては以下のＶ節において完全な形で記載する。
【００４９】
加えて、重要なことは、記載のシステムの好適な実施形態では、マルチパス送信アルゴリズムにおける１回のパス当たりの可変数のチャネル（通常、２２１，２２２，．．．２２４によって決まる）を利用して、システム性能（例えば、合計読み取り時間、合計システム容量、信頼性など）を全体的に向上させる。別の表現をすると、マルチパス送信アルゴリズムにおける１つのパスにおいて利用可能なチャネルの数は、送信アルゴリズムにおける別のパスにおいて利用可能なチャネルの数とは異ならせることができる。本説明において、１回のアルゴリズム・パス当たりの（すなわち単位回数当たりの）チャネルの可変数はまた、動的チャネル・プロファイル（dynamic channel profile ）と記載する。何故なら、利用可能なチャネルの数は時間と共に動的に変化するからである。動的チャネル・プロファイルを用いることにより、基本的に、合計送信時間（または合計読み取り時間）を一つ以上の予測タグ数に関して最適化することができる。
【００５０】
ここで、アルゴリズムの各回のパスにおける送信時間は通常、（利用するチャネル化方法に拘わらず）アルゴリズムの当該パスにおいて利用することができるチャネルの数に比例する。マルチパス送信アルゴリズムに関する合計送信時間（ＴＴＸ）は次式により表わすことができる。
【００５１】
【数２】
0004444276.tif 000003
上式において、Ｌはデータを無事に送信するために必要な送信パスの回数であり、Ｒは送信（シグナリングまたはチャネル・シンボル）レートであり、Ｂｉは１回のパス当たりの送信データ・シンボルの数であり、Ｎｉはアルゴリズムのｉ回目のパスにおいて利用することができるチャネルの数（または拡散利得）である。ここで、記載のシステムの一つの実施形態では、Ｌは１６回のパスに等しくすることができ（許容される）、Ｂｉは１２８ビットに固定され、Ｒは６２．５ＫＨｚに等しく、特定のＮｉ値は上の例において与えられているが、これはシステムの単なる一つの特定の実施形態に過ぎない。多くの異なる搬送波周波数を使用して情報を送信するように、多くの他のシグナリング・レート及びデータ形式を使用することができる。ここで、（２４０にも示すように）１回のパス当たりの利用可能なチャネルの数（Ｎｉ）は、一般的に、各回のパスにおいて通信チャネルを選択するために利用されるビットの数（ｎｉ）に次式のように依存していることを思い起こされたい。
【００５２】
【数３】
0004444276.tif 000004
システムの好適な実施形態では、Ｎｉは拡散利得（または処理利得）及び１回のパス当たりの利用可能なコード位相（チャネル）の数を表わし、Ｒはシグナリング・レートを１秒当たりのチップ数で表わしたものである。ここで、全ての利用可能なチャネルを所与の送信パスにおいて利用する必要がある訳ではないが、全てのチャネルをデータ送信に利用できるようにすることが望ましいことに留意されたい。最先端の衝突低減方法（以下のＶ節において記載される）を適用することによって、タグ１１０，１２０，１３０からの送信パスの必要な回数（Ｌ）を大きく減らすことができる。一般的に、記載のシステムの他の実施形態において、上式における値のいずれにも制約は課されない。
【００５３】
１回のパス当たりの送信時間は上に示したように、好適な実施形態においては１回のパス当たりのチャネルの数（及びシンボル・レート）に依存するため、システムの合計読み取り（すなわち取得）時間特性は、相対的に少ない数のチャネルをマルチパス送信アルゴリズムの相対的に前の回のパスにおいて使用することにより少ない数のタグに関して改善することができる（何故なら、このような場合に、より多くのチャネルをシステムに加えることによって、少ない数のタグに関してもたらされる利点がほとんどないからである）。チャネルの数はアルゴリズムの相対的に後の回のパスにおいて増やして（複数のステップで行うことができる）、相対的に多くの数のタグがシステムに存在する場合、または通信チャネルの状態が悪い場合に対処することができ、読み取り器１００は、以下のＶ節で言及される、より高性能な信号処理（例えば最先端衝突低減）技術を用いる必要がない。拡散利得を大きくすると、他の雑音または干渉ソースに対するシステムの耐性が高くなり、これによってシステムのロバスト性も高まる（システムが種々の通信チャネル状態の下で無事に動作することができる）。
【００５４】
このように、少ない数のタグを含むシステムは通常、相対的に多数の（相対的に前の時点の）チャネル選択が可能なシステムの相対的に長い送信時間による不具合をもたず、相対的に多くのタグを含むシステムも大きな不具合をもつことがない（何故なら、マルチパス・アルゴリズムの相対的に前の回のパスに関しても通常、最初は利用可能なチャネルの数が相対的に少ないことに起因して遥かに短い時間しか掛からないからである）。また、相対的に後の回のアルゴリズム・パスにおけるチャネル選択の数を増やすと、多くの数のタグを含むシステムが少ない回数のアルゴリズム・パスにおいてデータの全てを無事に取得することが保証される（従ってシステムの信頼性が高くなる）。以下に更に記載するように、本発明によって利用可能なチャネルの数を一層動的に適合させることが可能になる（システムが読み取りサイクルを実行しているときに）。
【００５５】
例えば、記載のシステムの好適な実施形態は１２８ビットのデータ２２０を利用して、１回目及び２回目のアルゴリズム・パスにおいて３２チャネル、３回目及び４回目のアルゴリズム・パスにおいて６４チャネル、５回目〜８回目のアルゴリズム・パスにおいて１２８チャネル、残りの８回のアルゴリズム・パスにおいて１０２４チャネルを使用する。ここで再度、データ２２０の固有のサブセットを利用して、通信チャネル１２６０を本実施形態の各回のパスにおいて直接選択する１２２０と、データの固有の、オーバーラップしない部分を全て使用してしまう前に、再度、合計１６回のアルゴリズム・パスが生じることに注目されたい。システムの他の実施形態では、１回の送信アルゴリズム・パス当たり可変数のチャネルを利用し、チャネルの可変数は所定回数のパスの後に変化する。例えば、上の例におけるマルチパス送信アルゴリズムの最初の１６回のパスにおいては、３２〜２５６個の利用可能なチャネルのいずれも利用することができる（すなわち、５〜８ビットのチャネル選択データ）とともに、次の１６回のパスにおいては、２５６〜４０９６個の利用可能なチャネルのいずれをも利用することができる（すなわち、８〜１２ビットのチャネル選択データ）。このように、動的チャネル・プロファイル（または１回のアルゴリズム・パス当たりの利用可能なチャネルの数）を実質的に制限無しに大きくすることができる。またここで再度、パスの最大回数は、データのオーバーラップ部分または交互配置部分を利用してチャネル選択アルゴリズムを駆動することにより増やすことができることに注目されたい。
【００５６】
システムの特定の実施形態における１回のアルゴリズム・パス当たりの利用可能なチャネルの数（動的チャネル・プロファイルとも呼ぶ）の実際の選択はまた、（システムに含まれるタグの予測される数に加えて）読み取り器１００において利用される信号処理アルゴリズムの予測されるタイプまたは主要なタイプ（例えば、衝突低減アルゴリズムのタイプ）に依存する。ここで、チャネルの数は、衝突低減方法（以下に記載する）を読み取り器受信機において利用することが分かっている場合に、相対的に後の回の送信パスにおいて減らすことさえできることに注目されたい。何故なら、このようなアルゴリズムは時間が経つにつれて、より多くのチャネルを効果的に開放するからである。読み取り器受信機アルゴリズムが未知であるか、あるいは変化する場合には、利用可能なチャネルの数、または最大送信アルゴリズム・パスの回数を増やすことによって、より確実に送信アルゴリズムが収束し、かつ全てのタグが識別される。一般的に、時間と共に変化するチャネル・プロファイルは全て、記載のシステムを実現するための動的チャネル・プロファイルと考えられる。
【００５７】
システム全体を最も効率的にするために、１回のアルゴリズム・パス当たりの利用可能なチャネルの数を適合させることが望ましい。これは、タグの複雑さを簡単なシグナリング・メカニズムを使用して低く維持しながら容易に実現することができる。このようなメカニズムを読み取り器が利用して、全ての起動タグに通知して、タグ・データの送信に使用される利用可能なチャネルの数を増やすか、あるいは減らすことができる。例えば、全ての起動タグに指示して次回の送信パスにおける（または他の特定の任意の時間の）拡散利得を高くさせることができ、これには実際、タグに通知するための１ビットのシグナリング方法（例えば、起動タグにＮｉを増やすか、あるいはＮｉを変えないように知らせるフラグ）が必要となる。別の構成として、例えば全ての起動タグに指示して次回の送信パスにおける（または特定の任意の時間の）処理利得を低くさせることができ、これにも実際、タグに通知するための１ビットのシグナリング方法（例えば、起動タグにＮｉを減らすか、あるいはＮｉを変えないように知らせるフラグ）が必要となる。一般的に言えば、システムにおける利用可能なチャネルの数の調整には必ず、システムもまた再送信が行われる前には既知の状態にリセットする必要がある。
【００５８】
本発明の好適な実施形態では、信号を全てのタグに送信して、利用可能なチャネルの数を増やす、減らす、または、変えないのいずれにすべきかを指示する（２ビットのシグナリング情報と等価である）。チャネルの数を変えないでそのままにしておくことを指示する情報信号は、調整信号が全く含まれないことにより示すことができる（この場合、タグ群は送信パスを同じ数のチャネルを使用して継続することになる）。ここで、このようなシグナリング情報は、搬送波ブランキング・パルスのような非常に簡単な形式で、２００３年３月１１日に出願され、「通信システムにおいて送信元デバイスを同期させる方法及び装置（Method and Apparatus for Source Device Synchronization in a Communication System）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による特許出願第１０／３８５，８９３号番号（代理人整理番号ＣＭ０５６９６Ｇ）における方法と同様な方法により伝送することができる。例えば、長い搬送波ブランキング期間（すなわち、長いポーズ）を利用して全ての起動タグに通知してこれらのタグの拡散利得を低くさせ、同時にタグ送信を同期させることができ、かつ短い搬送波ブランキング期間（すなわち、短いポーズ）を利用して全ての起動タグに通知してこれらのタグの拡散利得を高くさせ、同時にタグ送信を同期させることができる。
【００５９】
送信システムの拡散利得（または処理利得）を適合させることが望ましいのには幾つかの理由がある。最大の理由は、全体としてのタグ読み取りトランザクション時間を、固定のチャネル・プロファイル（上に記載したように、固定の段階的ポイントまたは変化ポイントを含むチャネル・プロファイルでも）を用いるシステムの全体に渡って大きく減らすことができるからである。これは、システム動作を読み取り器が、これに限定されないがシステムにおいて起動しているタグの推定数（前の読み取りサイクルから求めることができる）、システムにおける衝突の程度（severity of collisions）、通信リンクに関する推定による信号対雑音比（ＳＮＲ：signal to noise ratio ）または搬送波対干渉比（ＣＩＲ：carrier to interference ratio ）、あるいは所望の信頼度または読み取り時間目標を含む幾つかの要素に基づいて最適化することができるからである。このような測定値は通信リンク品質要素と記載し、システムの内部または外部のいずれかに含まれる要素によって求めることができる。記述を以下に更に進める。
【００６０】
例えば、読み取り器が、利用可能なチャネルのほとんどに送信衝突が生じていることを検出すると（以下のＶ節において更に記載する）、読み取り器は利用可能なチャネルの数を後続の回の送信パスにおいて増やすように動作しようとする。読み取り器はまた、通信リンクの状態が悪い場合には（例えば、ＳＮＲまたはＣＩＲが特定のしきい値を下回る）、利用可能なチャネルの数を増やすように動作しようとする。前者の場合において、このような動作（例えばＮｉを増やす）によって、タグ群が選択する対象となるチャネルを多くすることができるので、システム・リソース（例えば、帯域幅または時間、あるいは等価的に利用可能なコード・チャネルまたはタイムスロット）を増やし、かつ衝突の確率を低くすることができる。後者の場合、Ｎｉを増やすとシステムの拡散利得が高くなるので、読み取り器受信機における逆拡散の後の（所与のチップのＳＮＲに関する）ビットのＳＮＲを効果的に大きくすることができる。同様に、読み取り器が利用可能なチャネルにはほとんど送信衝突が生じていないか、あるいは利用可能なチャネルが実際に占有されていないことを検出すると（これも以下に記載する）、読み取り器は利用可能なチャネルの数を後続の回の送信パスにおいて減らすように動作しようとする。別の構成として、ほとんどのタグ・データがシステムにおいて判明する場合に、利用可能なチャネルの数を減らして全体としての読み取り時間を短くすることができる（何故なら、ほとんどのタグ衝突は読み取り器によっていずれにしても取り除かれるからである）。
【００６１】
読み取り器はまた、通信リンクの状態が良好な場合には（例えば、ＳＮＲまたはＣＩＲが他の所定のしきい値を上回る）、利用可能なチャネルの数を減らすように動作しようとする。前者の場合において、このような動作（例えばＮｉを減らす）によって、タグ群が選択する対象となるチャネルを少なくすることができるので、システム・リソース（例えば、利用可能なチャネルまたはタイムスロット）を減らし、かつ衝突の確率を低くすることができる。後者の場合、Ｎｉを増やすとシステムの拡散利得が高くなるので、読み取り器受信機における逆拡散の後のビットのＳＮＲを効果的に大きくすることができる。一般的に、読み取り器はできるだけ少ない数の利用可能なチャネルを利用して合計読み取りトランザクション時間を最小化しようとする。何故なら、上に記載したように、送信時間は利用可能なチャネルの数が増えるにつれて長くなるからである。
【００６２】
本発明の好適な実施形態では、タグ群は利用可能なチャネルの数（Ｎｉ）に関してかなり少ない数から開始して少数のタグを含む用途において合計読み取り時間を短く維持する。ここで、このチャネルの初期の数はシステムに含まれるタグの予測（または平均）数によって変わることに注目されたい。別の表現をすると、通常の例として数百の起動タグがシステムに含まれることが判明する場合、利用可能なチャネルに関して少ない数から開始するのは意味がない。何故なら、全てのチャネルが衝突する可能性があるからである。同様に、拡散利得を一方向（上げる、あるいは下げるのいずれか）にのみに適合させる場合、チャネルの初期の数が影響を受けることになる。何故なら、拡散利得は、システムにおいて利用可能なチャネルの数の（それぞれ）上限または下限のいずれかになるからである。またここで、タグ群はシステムにおける初回の送信パスの前または後のいずれかにおいてこの適合方向に作用を及ぼすことができることに注目されたい。例えば、利用可能なコード・チャネルの初期の数が１６であり、かつタグ群に指示してこれらのタグの処理利得を高くさせる（例えば、前の読み取りサイクルから得られる情報に基づいて）場合、タグ群は、１回目の送信パスにおいて３２個の利用可能なチャネルのうちの一つのチャネルを使用して送信を行うように選択を行うことができる（すなわち、変更を１回目のパスに加える）、またはタグ群は、２回目の送信パスまで待機してこれらのタグの処理利得を調整することができる。更に、読み取り器は、読み取り器がシステムに含まれるタグの概数がチャネルの初期の数よりも（それぞれ）遥かに多い、あるいは遥かに少ないことを認識している場合に、利用可能なチャネルの数を増やす、あるいは減らすように自動的に決定することができる。一つの形式のこのような認識は、特に他のスループット向上方法を、２００３年３月１１日に出願され、「通信システムにおいて品目識別を既知のソース・パラメータを使用して電子的に行う方法及び装置（Method and Apparatus for Electric Item Identification in a Communication System Using Known Source Parameters ）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による出願番号第１０／３８５，５４９号（代理人整理番号ＣＭ０５６９７Ｇ）において利用する場合に、前の読み取りサイクル（このサイクルでは、タグの実際の数を求めている）から得ることができる。他の形式のこのような認識は、読み取り器のオペレータ、またはシステムに含まれるタグの数を推定する他の指標（例えば、合計受信信号強度、容量、インダクタンス測定値）から得ることができる。
【００６３】
ここで、アダプテーション方法（adaptation method ）は、システムにおけるタグに対する他の形式のシグナリングと組み合わせることができ、このようなシグナリングとしては、２００２年３月１１日に出願され、「通信システムにおいて送信元デバイスを同期させる方法及び装置（Method and Apparatus for Source Device Synchronization in a Communication System）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による出願番号第１０／３８５，８９３号（代理人整理番号ＣＭ０５６９６Ｇ）に記載されているタグ同期方法が挙げられる。本発明の好適な実施形態によって、１回目の送信パスにおける同時のタグ同期及びアダプティブな（すなわち上げ／下げ）拡散利得調整が可能になる。
【００６４】
ここで、システムにおいて利用可能なチャネルの数を、一般的にいかなる値にでも、いかなる順番にでも段階的に変化させられることに注目されたい。例えば、システムは１６，３２，１２８，または１０２４個のチャネルを利用することができ、読み取り器が指示するどのようなアダプテーションによっても、全ての起動タグが次の（上の、または下の）拡散利得（すなわち利用可能なチャネルの数）に段階移行することになる。当該技術分野の当業者であれば、タグ群が利用する利用可能なチャネルの数を決定するためには他の方法があることも理解でき、この方法には、例えばこれに限定されないが、読み取り器に、システムにおいて利用可能なチャネルの数を直接通知させる方法がある。上に記載したチャネル・プロファイルの例では、２ビットのシグナリング情報を利用してシステムにおける拡散利得を直接指定することができる。当該技術分野の当業者であれば、アダプテーション情報をタグ群に通知する従来の全ての方法を用いることができることを理解でき、この方法には、いずれかの代表的な方式（例えば、ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，ＱＡＭ，ＡＳＫ，ＦＳＫ，ＰＳＫ，ＰＣＭ，ＰＷＭなど）の変調情報を利用するシグナリング・チャネルが含まれる。本発明の好適な実施形態では、ＰＷＭ方式を利用してタグの複雑度を低く維持する。シグナリング方法の好適な実施形態について以下に更に記載する。
【００６５】
２００２年３月１１日に出願され、「通信システムにおいて送信元デバイスを同期させる方法及び装置（Method and Apparatus for Source Device Synchronization in a Communication System）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による出願番号第１０／３８５，８９３号（代理人整理番号ＣＭ０５６９６Ｇ）においては、タグ群を全て、クロックの同じエッジ（same edge of the clock）及び同じクロック検出（same sense of the clock ）でギャップ検出回路及びエッジ選択回路を使用して同期させることが開示されている。当該開示では、ギャップは一度だけシステムの初期同期の時点で使用し、その後ＲＦ信号が、読み取り器が棚卸を満足できる数だけ計上したと判断するような時点まで連続して印加される。次に、標準化拡散チャネル・プロファイル（standardized spreading channel profile）がタグに保存され、拡散利得が各タグにおいて、パスを追跡するローカル・ステート・マシーン（local state machine ）に基づいて自動的に更新される。この出願においては、タグには依然として、拡散利得プロファイル、または別の構成として初期拡散利得のみをプログラムすることができ、この場合、タグはこの初期拡散利得を使用して、同期ギャップが生じた後にタグＩＤを配布することになる。読み取り器の送信ギャップを同期をとるためにのみ本例において利用するのではなく、読み取り器が万が一、現パスを廃棄し、拡散率を上げる、または下げるように決定するとすれば、ギャップは、読み取りサイクル内で、あるいは本発明の特定の実施形態における所定のパスの間においてさえ複数回生じ得る。例えば、受信信号統計量を推定するためのブロック・サイズ（以下に完全な形で記載する）は合計パケット（すなわち送信パス）長のほんの数分の１（例えば１／８，１／４）とすることができ、利用可能なチャネルの数を適合させる決定は必ず、パケット・データの一部が読み取り器に到達した後に行うことができる。他の実施形態は、当該技術分野の当業者であれば本発明の技術思想から逸脱しない範囲において想到し得る。
【００６６】
好適な実施形態における読み取り器の送信機波形を図５に示す。第１波形５００では、起動５０５の後に生じる期間Ｔｓの第１ギャップ５１０は、２００２年３月１１日に出願され、「通信システムにおいて送信元デバイスを同期させる方法及び装置（Method and Apparatus for Source Device Synchronization in a Communication System）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による出願番号第１０／３８５，８９３号（代理人整理番号ＣＭ０５６９６Ｇ）において使用される初期同期ギャップである。ギャップがこのように最初に生じることによってのみ、タグはその初期拡散利得の状態になる。他のギャップが生じない場合には、ＲＦ信号が印加される限り、タグはその内部にプログラムされた拡散プロファイルを、２００１年１０月１７日に出願され、「通信システムにおいて使用するチャネル選択方法（Channel Selection Method used in a Communication System ）」と題された、ガーニー他（Gurney,et al）による出願番号第０９／９８１，０３１号（代理人整理番号ＣＭ０１９６０Ｇ）に記載されるように使用し続けることになる。しかしながら、読み取り器は次にギャップを所定の送信パスの初めに（または読み取り器がそのように選択する場合には所定のパスの内部にさえも）挿入することができる。図５の第２波形５０１では、読み取り器は５１５で起動し、期間Ｔｓの同期ギャップ５２０を挿入する。本例では、１回目のパスの終了部５２５（通常はこの終了部は読み取り器自体の判断によっていかなる時点でも生じ得る）において、読み取り器は、衝突統計量または他の信号品質基準に基づいて、これも期間Ｔｓの別のギャップ５３０も挿入するように決定する。このギャップ５３０は必ずタグ同期検出回路によって検出され、かつこのギャップは、起動後の最初のギャップではないという事実に基づいて、処理利得を適合させるための命令として解釈される。タグの電源はギャップの期間中は遮断されることはないが、タグは、２００２年３月１１日に出願され、「通信システムにおいて送信元デバイスを同期させる方法及び装置（Method and Apparatus for Source Device Synchronization in a Communication System）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による出願番号第１０／３８５，８９３号（代理人整理番号ＣＭ０５６９６Ｇ）に記載されるように、蓄積キャパシタに保存される電荷を利用してギャップの期間の間は動作し続ける。タグの一つの実施形態はこのギャップを、拡散利得を（例えば、初期値の３２から新規値の１６のように）２分の１に減らす命令として解釈する。次に、時間５３５で開始する２回目のパスの間は、タグは新規の低い拡散利得を使用する。
【００６７】
図５の第３波形５０２は５０１の波形と同様の波形であるが、今度は１回目のパスの終了部５４０において、読み取り器は異なる（相対的に長い）期間５５０、この場合は２Ｔｓのギャップを挿入するが、他の値を使用することもできる。タグは、予定通りの同期パルス期間５１０，５２０と拡大期間５５０との差を判別する機能を備え、この差の発生を、拡散利得を（例えば３２から６４のように）２倍に上げる命令として解釈する。２回目のパスが時間５５５で始まると、タグはその新規の高い拡散利得を使用している状態になる。
【００６８】
読み取り器の送信ギャップを検出するために使用するタグ回路の一例を図６に示す。インバータ６０２は、クロック信号を抽出するために複数のタグ電極６０１のうちの一つに接続される。インバータ出力によって、充電要素６０３及び充電キャパシタ６０４により構成される２つのランプ発生器（ramp generator）を駆動する。インバータ６０２の出力がローになると、充電要素は非常に高速に電荷をキャパシタ６０４に供給する。インバータ出力がハイになると、キャパシタ６０４が放電要素６０５，６０６を通して放電を開始する。これらの放電要素の値は、一つは長時間（６０６）を要し、一つは短時間（６０５）を要する２つの異なる放電速度を実現するように設定される。これらの放電要素は、ＲＦ波形のサイクル時間に比べて長い時間を掛けて放電するので、キャパシタはＲＦが供給されている間は、所定の小さいリップルでほぼ充電された状態となる。ギャップが生じると、ギャップは十分長く続くため、少なくとも高速時定数のキャパシタは放電する。各キャパシタ６０４の電圧はコンパレータ６０７によってしきい値６０８と比較される。コンパレータ出力によって、ＲＣフィードバック６１０を有するＤフリップ・フロップ６０９から成るワンショット発生器を起動してフロップ出力をリセットする。（ここで使用するランプ発生器及びワンショット回路は、２００２年３月１１日に出願され、「通信システムにおいて送信元デバイスを同期させる方法及び装置（Method and Apparatus for Source Device Synchronization in a Communication System）」と題された、クフナー他（Kuffner,et al ）による出願番号第１０／３８５，８９３号（代理人整理番号ＣＭ０５６９６Ｇ）に開示されているものと同様である）。ワンショットによって生成されるショート・パルスによってＳＲフリップ・フロップ６１１をセットまたはリセットする。次に、このフリップ・フロップの出力６１２はカウンター６１４のアップ／ダウン・カウントを制御するために使用される。カウンターを使用して初期拡散利得６１５の値をインクリメント、デクリメント、または保持して変更拡散ゲイン６１６とする。コンパレータ出力６１３がローに再度戻る（ＲＦが再度供給される）ときのＳＲフリップ・フロップ６１１の状態は、カウンターをインクリメントするか、あるいはデクリメントするかどうかを決定するために使用する状態である。ギャップが無い場合、６１３には立ち下がりエッジが生じないので、カウンターが起動されず状態を変えることがない。
【００６９】
図６はアップ／ダウン・カウンターのカウンター・イネーブル６１７を示している。この任意選択の入力をタグ・ステート・マシーンが使用して、拡散利得が第１同期ギャップ自体では変化しないようにすることができる。タグは通信を行う前に同期する必要があるので、初めの同期ギャップが必要になる。しかしながら、拡散利得がこの初期同期において状態を変えないようにすることが望ましい場合、カウンターを無効にする必要がある。別の構成として、カウンターの初期状態は所望の初期処理利得よりも高い利得に設定することができるので、タグに命令してその拡散利得を下げさせる初期化ギャップの期間になると、拡散利得は意図的に高く設定された値（例えば６４）から所望の開始値（例えば３２）に下がる。第１同期パルスの後、この制御が解かれるので、拡散利得は読み取り器によって変えることができる。
【００７０】
この回路のタグ波形の一例も図６に示す。インバータ６０２の入力は波形６５１のギャップ６５２として示される。ランプ（ramp）キャパシタ６０４の電圧は波形６５３で示され、コンパレータしきい値６０８は破線６５４として示される。高速時定数キャパシタはランプ（ramp）６５５に従って放電すると、このランプはしきい値と交差し、コンパレータはパルス６５６を出力する。傾きの小さい放電ランプ（discharging ramp）６５７はギャップ６５２が終了する前にしきい値を下回ることがない。６５６の立ち上がりエッジによって、ワンショット波形６５８がフリップ・フロップ６０９の出力に現われる。今度はこのワンショット波形によってフリップ・フロップ６１１がハイ状態６５９に設定される。ギャップ６５２が終了し、６５６が立ち下がりエッジ６６０を有する場合、立ち下がりエッジによって起動するアップ／ダウン・カウンター６１４は１カウントだけカウントダウンし、拡散利得６１５の初期値を１カウントだけデクリメントする。
【００７１】
タグ波形６７１は、長いギャップ６７２を有するクロックを示している。波形６７３は、高速放電ランプ６７５及び低速放電ランプ６７６を有するキャパシタ充電電圧をしきい値６７４と共に示している。６７５が、まずしきい値と交差し、次に６１２をハイ状態６８１に設定するように作用する。この例では、ギャップ６７２は相対的に長く、ランプ６７６もしきい値を下回るため、６１２をロー状態６８２にリセットするように作用する。検出ギャップ・パルス６７７の立ち下がりエッジ６８３（または別の構成として、ギャップ・パルス６７９の立ち下がりエッジ）になると、６１２がロー状態になることによりアップ／ダウン・カウンターがクロック制御されてカウンター及び処理利得が１だけインクリメントされる。ギャップが生じない場合、アップ／ダウン・カウンター６１４は決して起動することがない。何故なら、波形６１３には立ち下がりエッジが全く無く、かつ処理利得がそのままで変化しないからである。制御ライン６１２は、別のギャップに達するまでその前の時点の状態を維持し、別のギャップに達すると制御ラインは短い時定数のランプによって設定され、処理は再開される。
【００７２】
詳細には、記載のシステムの好適な実施形態では、ランダムなチャネル選択を利用して特定の拡散コード（または１２２０におけるコード・チャネル）をマルチパス送信アルゴリズムの各回のパスにおいて選択する。更に詳細には、好適な実施形態では、タグ１１０に保存され／プログラムされるデータ２２０の各部分を使用して、長さＮの特殊拡張ｍ系列（Ｎは、上に記載したように、特定のアルゴリズム・パスのチャネルの数に等しい）のタイム・オフセット（または１２２０におけるようにコード位相）を直接指定する。ここで、拡散コードは、一般性を損なうことなく複素数値化することもできることに注目されたい。このプロセスを図１１に模式的に示す。ＰＮ系列の異なる位相は、ＰＮ発生器（ＬＦＳＲ）状態のマスク機能（またはＡＮＤ−ＸＯＲリダクション・ネットワーク１１００）を適用することにより、通常、得ることができ、これによって、２つ以上のｍ系列の２を法とする和を効果的にとって同じｍ系列の第３コード位相を生成する。従って、タグ１１０，１２０，１３０の全ては同じ基本ＬＦＳＲ（ｍ系列）発生器を各アルゴリズム・パスにおいて、好適な実施形態では同じ初期発生器状態から始まる形で使用するので、タグ１１０，１２０，１３０送信の全ては既知の基本初期発生器状態に同期する。これらの局面は、ＩＶ節において記載しているように、読み取り器１００における高速かつ効果的な復調にとって重要である。ここで、基本ＬＦＳＲ系列発生器の長さ（すなわち原始多項式）は通常、上に記載したように、１回のアルゴリズム・パス毎に動的に変化する（チャネルの数を変える）ことに注目されたい。
【００７３】
従来のｍ系列発生器は通常、好適な実施形態における第１チップ（またはＰＮビット）時間の間の出力を強制的にゼロにすることにより特殊拡張ＰＮ系列発生器（ＬＦＳＲ）となり、異なるタグからの系列の相互相関が所与の系列時間に渡って確実にゼロになるようになる。ここで、他のタイプの直交関数生成器（例えば、ウォルシュ（Walsh ）関数またはアダマール（Hadamard）関数）をＬＦＳＲ  ＰＮ発生器の代わりに他の実施形態において使用することができるが、このようなコードには望ましい干渉拒絶機能がないことに留意されたい。従って、タグ１１０に保存されるデータ２２０は、従来の手段１２３０（例えば、当該技術分野の当業者には公知のデジタル構成におけるＸＯＲゲートまたはアナログ構成における乗算器）によって生成拡散コード１２６０により拡散される。次に、起動タグの拡散データ信号は所与の通信チャネルで（まとめて）送信される。
【００７４】
ここで、タグ群は一連の変調タイプ（例えば、振幅変調、位相変調、周波数変調、またはこれらの特定の形の組み合わせ）を使用してタグ・データを送信することができることに注目されたい。システムの好適な実施形態では、送信要素７０２を通して行う負荷変調により生じる振幅シフト・キーイング（ＡＳＫ：amplitude shift keying）の形態を利用するが、勿論、他の変調タイプ及び他の変調手段（例えば、差動直交位相シフト・キーイング、直交振幅変調、パルス・コード変調、パルス振幅変調、パルス位置変調など）を用いることもできる。数十キロヘルツから数ギガヘルツの範囲の多くの異なる搬送波周波数（例えば、１２５ＫＨｚ、１３ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ）を使用してタグ情報を送信することが可能である。種々のデータ符号化技術及びマッピング技術を記載のシステムに使用することも可能である。符号化技術の幾つかの例として、これらには限定されないが、リターン・トゥ・ゼロ（ＲＺ：return-to-zero）、ノンリターン・トゥ・ゼロ（ＮＲＺ：non-return to zero）、マンチェスター（Manchester）、及び差動符号化を挙げることができ、これらは全て当該技術分野では公知である。ここで、当該技術分野の当業者には公知のことであるが、多くの異なる符号化方式、変調方式、コード化方式、シグナリング方式を、一般性を損なうことなく本発明において使用することができることに留意されたい。コード化技術の幾つかの例として、ＣＲＣ符号、畳み込み符号、ブロック符号などを挙げることができ、これらも全てがこの技術分野では公知である。
【００７５】
好適な実施形態におけるタグ１１０，１２０，１３０はまた、読み取り器１００によって送信要素７０２を通して供給される搬送波を直接変調する。従って、これらのタグはローカルな発振器をもたない（しかしながら勿論、ローカルに生成された搬送波を記載のシステムの技術範囲の中で使用することができ、かつローカルに生成された搬送波の使用は本システムの適用形態を決して制限するものではない）。記載のシステムの好適な実施形態では、高出力変換器７０３は読み取り器１００からの搬送波信号を整流して、読み取り器１００がタグ１１０に搭載される回路の電源を離れた位置から供給するようにする。ここで、自前で電力を供給する（actively powered）構成のタグを使用することも可能であり、このようなタグの使用は本発明の使用を決して制限するものではないことに注目されたい。システムの最終目標はタグ１１０の複雑さを最小化することであり、記載の技術を好適な実施形態において使用することにより、タグ１１０に搭載される回路を最小限に抑えることができる。
ＩＶ．高速復調方法
読み取り器は多くの重要な信号処理ステップを実施する役割を担う。図１３に示すように、読み取り器１００は通常、タグ１１０，１２０，１３０の読み取りプロセスを、信号ソース１３１０の出力を送信レベル・コントロール１３２０及び増幅器１３３０によって初期化し、特定の最小レベルの電力を送信することから開始する。次に、読み取り器１００は好適な実施形態において、連続波を当該レベルで送信し始める。一旦、読み取り器１００が送信を特定の電力レベルで行うと、読み取り器は通常、タグ１１０，１２０，１３０からの返送信号の全てを受け取る（結合デバイス１３４０及びアンテナ１３４５を通して）。このアクティビティ検出は、変調検出測定またはエネルギー検出測定の形で、例えば利用可能な通信チャネル群の各々における信号レベルまたは信号振幅を検出するような形で行うことができる（これについては以下に更に記載する）。この測定及び特性化期間はできる限り短くすることが望ましいので、タグが全く特定の電力レベルで起動されない場合には、読み取り器１００は速やかに（通常は電力を増やす形で）次の電力レベルに移行することができる。信号が特定の送信電力レベルで検出されると、読み取り器１００は全復調プロセス１３９０を開始することができる（以下のＶ節において説明するように、衝突低減方法を使用することができる）。ここで、読み取り器１００はシステムの他の実施形態において一般性を損なうことなく、変調搬送波信号、同期化パルス、または非対称の搬送波波形も送出することができることに注目されたい。
【００７６】
読み取り器１００が行う信号処理は、ハードウェア・アーキテクチャまたはソフトウェア・アーキテクチャ、あるいはこれらの特定の形の組み合わせのいずれかにおいて実行することができる。通常の実施形態は、特定の構成の選択１３６５、増幅１３７０、アナログ−デジタル変換１３７５、及びＤＣ取得兼利得コントロール機能１３８０を含む。
【００７７】
一般的に、読み取り器１００は特定の実施形態において、読み取り器の搬送波信号の能動抑制または受動抑制、及び干渉除去または雑音除去を実行することもできる（システムの所望のタグ群以外のソースによる全ての形態の干渉に関して）。
【００７８】
上に記載したように、本発明の好適な実施形態では、スペクトル拡散変調をタグ１１０，１２０，１３０において利用する。従って、当該技術分野では公知のように、受信データは、まず各々の利用可能な拡散コード（または各複素拡散コードの複素共役）を逆に適用することにより、各コード・チャネルに関して読み取り器１００において逆拡散する必要がある。
【００７９】
更に詳細には、記載のシステムの実施形態では特殊拡張ｍ系列をタグ１１０における拡散系列として利用するので、非常に高速かつ効率的な復調（すなわち逆拡散及びチャネル化）方法を読み取り器復調処理１３９０において利用することができる。これらの方法によって、読み取り器復調処理１３９０に必要な処理電力が大きく低減し（例えば、好適な実施形態では約５７分の１に）、これによって読み取り器１００はより高速で読み取りを行い、かつ読み取り器を低コストで実現することができる。実際の処理軽減の度合いは、マルチパス・システムの各回のパスにおいて使用されるチャネルの数に依存し、（受信系列順序入れ替え及び高速アダマール変換（ＦＨＴ：Fast Hadamard Transform ）を使用して）シンボル当たりの改善逆拡散処理回数に対する従来の逆拡散処理回数の比に等しい係数（Ｆ）として次式により表わすことができる。
【００８０】
【数４】
0004444276.tif 000005
上式において、Ｌはソース・データを無事に復調するために必要なパスの回数に等しく、Ｎｉは（この場合も同様に）ｉ回目のパスにおけるチャネルの数に等しい。この係数は読み取り器復調処理１３９０における処理軽減度合いを直接表わす（通常、１秒当たりの実行演算数を百万単位（ＭＯＰＳ：millions of operation s per second）で、または１秒当たりの命令実行数を百万単位（ＭＩＰＳ：millions of instructions per second ）で表わす）。従って、この例では、処理能力が５７分の１しかないプロセッサ１３９０（例えば１０ＭＯＰＳ対５７０ＭＯＰＳ）を、最良の場合（以下に記載するような衝突低減は行われない）における好適な実施形態の読み取り器１００において利用することができる。
【００８１】
特殊拡張ｍ系列（図１１のボックス１１２０に示される）が直交ウォルシュ・コード（図１４のボックス１４２０に示される）にかなり類似する従来のＰＮ系列の直交拡張（orthogonal extension）である、すなわち、２組の系列が同じ数の２進数の１及び０を系列に有する（すなわち、これらの系列は等しい重さである）ことを思い起こされたい。実際、この２つのタイプの系列（すなわち、長さがＮｉの特殊拡張ｍ系列及びウォルシュ系列）は、単一の特殊な順序入れ替え関数を使用することにより関連付けられる。この特殊な順序入れ替え関数は、基本ｍ系列（タグ系列発生器１１１０に示されるように）を図１５の読み取り器受信機ブロック１５２０において生成するために使用される原始多項式から直接生成される。系列順序入れ替え関数１５１０を使用して、データ・サンプル（またはデータ・エレメント）の順序を直接、受信デバイス１３７５がこれらのデータ・サンプルを受信するときに入れ替えるが、これについては以下に完全な形で記載する。受信デバイス１３７５はアナログ−デジタル変換器、アナログ・サンプル及びホールド・デバイス、レジスタ、または信号を受信する他のいずれかのデバイスとすることができる。ここで、単一の系列順序入れ替え１５１０関数は、複数のコード・チャネル（または１１０におけるようなコード位相）を使用する幾つかの異なるタグ１１０，１２０，１３０からの送信から成る複合受信信号に適用される。
【００８２】
一旦、複合受信信号（幾つかのｍ系列コード位相を含む）の順序が、メモリ・バッファ１５３０のような記憶媒体において入れ替わると、この信号は有効なウォルシュ系列の組からの系列に類似し、高速アダマール変換（ＦＨＴ）のような高速変換方法を利用して全てのデータ・チャネルに関してタグ１１０からのデータを高速（かつ同時に）に逆拡散させることができる（１５４０に示されるように）。ＦＨＴを使用して、当該技術分野では公知のように、データ系列を一組のウォルシュ・コード全体と高速に（並行して）相関させる。ＦＨＴに関連する変換（例えば、高速ウォルシュ変換、ウォルシュ−アダマール変換、反復ウォルシュ変換など）は全て、記載のシステムの技術思想から逸脱しない範囲において記載の高速相関方法に利用することができる。ここでまた、記載の処理方法の全てがアナログ信号処理方式またはデジタル信号処理方式のいずれかにおいて実行することができることに注目されたい。
【００８３】
ここで、従来のＦＨＴアルゴリズム（例えばボックス１４１０に示されるように）が公知であることに留意されたく、これらのアルゴリズムの基本カーネル処理（「バタフライ（butterfly ）」と記載されたボックス）が図１４に示される。基数２のＦＨＴバタフライは基数２のＦＦＴバタフライに類似するが、ＦＨＴバタフライでは、データ・エレメントに＋１及び−１の値のみを乗じる（または等価的にこれらのデータ値をまとめて加算し、減算する）。８次（８×８）のＦＨＴ行列のトレリス構造１４１０も示す。ＦＨＴ１５５０の各出力はＦＨＴビン（bin ）またはＦＨＴコード・チャネルと記載される。変換が完了すると、Ｎポイント（ポイント数がＮ）のＦＨＴによって、全ての利用可能な長さＮの直交ウォルシュ系列との効果的な相関が行われる。好適なシステムでは、この操作は、長さＮの系列に関する全ての利用可能なコード位相との相関を行うことと等価である。ＦＨＴは高速変換であるので、従来の相関に対する処理低減度合い（上に表わした係数Ｆと同様の）がＮポイントの直交系列に関して（Ｎ２／ＮｌｏｇＮ）に等しいことを示すことができる。この同じ低減度合いは、記載の高速相関方法を利用することにより得られる。
【００８４】
受信データの正確な特殊な順序入れ替え関数１５２０は、タグのフィボナッチ（Fibonacci ）ＬＦＳＲ（１１１０に示す、または１１１０の等価物に示すように）が演算を通常動作の間に繰り返す、というステートを観察することにより確認される（以下の例も参照されたい）。ＬＦＳＲが演算を繰り返すというステートは、特殊な順序入れ替え関数に直接対応する、あるいは着信（拡散）受信データ・サンプルが時間軸において（線形的に）受信されるときに、これらのデータ・サンプルを受信データ・メモリ・バッファ（１５３０または他の記憶媒体）に保存する必要のある保存先の間接アドレスに対応する。（１５２０における）このアドレス系列は、受信機において能動的に生成されるのではなく、交互に記憶媒体（例えば、ランダム・アクセス・メモリ、リード・オンリ・メモリ、ハードディスク・ドライブなど）に保存することができる。ここで、これらの系列はシステムにおいて利用される各基礎拡散コード（すなわち原始多項式）に関して１回だけ生成すればよいことに注目されたい。このようにして、受信ｍ系列のエレメント（またはｍ系列の和）の順序を入れ替えて、これらのエレメントがウォルシュ系列のエレメント（または更に詳細には、アダマール行列の行）を正確に表わすようにする。従って、次に従来の高速（アダマール）変換（相関）方法を利用して（１５４０において）受信データ・チャネルを効果的に、かつ並行に逆拡散させることができる。ここで、これらのデータ系列を２つ分、メモリに一時保存して全ての処理遅延を解消することもできることに注目されたい。
【００８５】
信号エネルギーを表わすＦＨＴの出力インデックス（またはビン）１５５０は、タグ１１０，１２０，１３０におけるＡＮＤ−ＸＯＲリダクション１１００において使用されたマスク値１１３０（２進法で表わされる場合の）に直接対応する。例えば、チャネル選択コード１１３０（図１１に示す「ｃ０−ｃ４」）（送信機処理）は、図１５のＦＨＴブロック１５４０（受信機処理）のアクティブ出力１５５０に直接対応する。ここで、２進マスク値１１３０をタグ１１０において適用して特定のコード・チャネル（またはコード位相）を選択することを思い出されたい。この様子は図７にも示され、この場合、マスク７１０をタグ・データ２４０から取り出してチャネル選択２４０に入力する。すなわち、２進マスク値１１３０（及びＦＨＴビン・インデックス）は、特定のパスの間に一つのチャネルを選択するために利用されたタグ１１０に保存されるデータ２２１，２２２，２２３，２２４に直接対応する（タグ・データがどのようにしてチャネル選択に関連するのかについての補足説明における、図１７及び図１８の識別子１７１０，１８２０，１８３０及び１８４０も参照されたい）。各タグ１１０は、好適な実施形態においてタグ・データ２２０を固定チャネル１２６０を通して、複数のパス・アルゴリズムのパスの各々の間に送信する。各ＦＨＴビンの出力信号レベルは、逆拡散後の各コード・チャネル１２６０の（例えば、各コード位相に関する）信号レベルに直接対応する。従って、複合受信信号は、この信号の構成成分にＦＨＴの出力において効果的にチャネル化されている。
【００８６】
以下に更に詳細に説明するように、受信データ系列のチャネル選択部分の期間中の各活性ＦＨＴビン（active FHT bin）の出力におけるデータ信号１５５０は、このＦＨＴビンをＦＨＴインデックス値と照合することにより正しいことが証明される（２つの系列はデータが有効であることを証明するためには一致する必要があるため）。この方法によって、粗い形の追加の誤り検出が可能になり、この様子はマルチパス送信アルゴリズムのパス＃２に関連して図１８に示される。ここで、２回目のパスに関するチャネル２４０を選択するために使用される部分２２２におけるデータ系列１８２０，１８３０，１８４０はＦＨＴビン番号を２進法で表現したものに等しいことに注目されたい。
【００８７】
図１５に示す、順序入れ替え及びＦＨＴを組み合わせた方法により、復調器は好適な実施形態において、全ての利用可能なコード・チャネル（すなわちコード位相）を高速に復調させる（すなわち逆拡散させる）ことができる。ここで、ＮポイントのＦＨＴによって通常、Ｎチャネルを各受信シンボル期間の間に受信機において復調させる必要があることに留意されたい（これは、使用可能な各データ・チャネル及びシンボルに関する必要なチャネル復元（dechannelizing）処理及び逆拡散処理に対応する）。ここでまた、トランスポンダ・システムの他の実施形態では、直交ウォルシュ・コードをチャネル化機能に利用することができることに注目されたく、この場合、ＦＨＴビンはウォルシュ・コード・チャネル・インデックスに直接対応する（順序入れ替えプロセスは不要である）。しかしながら、このようなシステムは、好適な実施形態と比較するとさほど良好な干渉拒絶能力を持たない。何故なら、ウォルシュ・チャネライゼーション・コードは周期的であり、かつ周期干渉ソースと強く相関することができるからである。従って、システムの好適な実施形態では、特殊拡張ｍ系列をチャネル化機能として利用し、更に上述の復調方法を利用する。ここでまた、記載の高速相関方法を記載のシステムにおいて利用することは厳密に必要である訳ではないが（すなわち、ブルート・フォースまたは従来の相関／逆拡散方法を利用することができる）、実施コスト（例えば、回路面積及び使用電流）がこのような実施形態では高くなることに留意されたい。
【００８８】
一例として、タグ送信機における長さが１６（Ｎ＝１６，ｎ＝４）の特殊拡張ＰＮ系列を利用するシステムの場合、２進法で‘０００１’（１）のチャネル選択値１１３０（ｎｉ）によって表わされる系列１２６０は‘０１１１１０１０１１００１０００’となり、他方２進法で‘１００１’（９）のチャネル選択（マスク）１１３０値によって表わされる系列１２６０は‘００１０１１００１０００１１１１’となる（これは単に、先頭にゼロを有し、連続的に特殊な形で拡張する構成の同じ基本ｍ系列の異なるタイム・シフトまたはコード位相である）。２３項の原始多項式に関するタグＰＮ生成及びマスク回路の例（標準の８進法で表わした場合の）を図１１に示す。２つのタグ送信機はこれらの系列を通信チャネルを通して無関係に送信すると仮定する。読み取り器受信機はこれらの２つの信号を特殊な順序入れ替え関数１５２０及びＦＨＴ処理（図１５に示すような）を使用して解読する。送信ＰＮ系列に利用する必要がある受信データサンプルの特殊な形での順序入れ替えは、等価特殊拡張ＰＮ発生器（equivalent specially augmented PN generator ）が繰り返すステートと同じステート、または本例では｛０，１５，７，１１，５，１０，１３，６，３，９，４，２，１，８，１２，１４：１１２０に示すものと同じ｝である。この系列は読み取り器１００において、タグ１１０において利用されるｍ系列発生器１１１０を複製し、ＰＮ発生器ステートを観察することにより、あるいは単純に必要な順序入れ替え手順（re-ordering sequence）をメモリに保存することにより生成することができる。順序入れ替え手順を利用して着信受信データ・サンプル・ストリームをメモリに間接アドレス指定を使用して保存する。例えば、読み取り器に到達する第１の有効Ａ／Ｄサンプル（拡散レートまたはチップ・レートで最適な形でサンプリングされた）は記憶媒体１５３０のメモリ・バッファ・ロケーション０に保存され（特殊な形で拡張する全てのコードの場合のように）、第２のサンプルはメモリ・ロケーション１５に保存され、第３のサンプルはメモリ・ロケーション７に保存される、などである。一旦、Ｎ個（本例では１６個）のサンプルを受信すると、通常のＦＨＴ処理１５４０をメモリ・バッファ１５３０の新規の順序に並べられたサンプルに対して実行することができる。順序入れ替え関数によって、上の‘０００１’ＰＮコードを系列‘０１０１０１０１０１０１０１０１’（ウォルシュ・コード１と同じ）に、‘１００１’ＰＮコードを系列‘０１０１０１０１１０１０１０１０’（ウォルシュ・コード９と同じ）に変換する。ＦＨＴ１５４０によって、信号エネルギーが出力１５５０のビン１（チャネル・コード１に対応する）及びビン９（チャネル・コード９に対応する）に検出される（例えば、タグ群が送信を行っている）ことを通知する。従って、各送信シンボルに関するビン１及びビン９のＦＨＴ出力を観察することによって、残りのタグ・データを検出することができる。
【００８９】
ここで、上に記載した方法は、タグ１１０が送信する第１チップ（またはシンボル）が、このような信号が実際には送信されていないにも拘らず２進ゼロ（チャネルの＋１の正規化信号値と等価である）であると受信機において仮定することにより、従来の（すなわち、特殊な形で拡張することがない）ｍ系列に利用することができることに注目されたい。従って、記憶媒体１５３０の第１バッファ・ロケーションを値＋１に初期化し、処理（すなわち、順序入れ替え１５１０及びＦＨＴ１５４０）を通常とおりに進める。このようにして、非常に高速の相関を、従来のＰＮ系列におけるマルチコード・チャネル（またはコード位相）に対して実行することができる。正常な形で拡張する他のＰＮ系列も、追加チップ（例えば、上述の第１チップ以外の）を系列に挿入する場所の追跡を継続することにより、取り入れることができる。
【００９０】
上述の高速相関方法（すなわち、特定の受信系列順序入れ替え１５１０及びＦＨＴ１５４０）は、ＡＮＤ−ＸＯＲリダクション・ネットワーク１１００によって生成することができるＰＮ系列を使用する全ての通信システムに適用される（これらの系列がこのようなネットワークによって生成されるかどうかに関係なく）。多くのポピュラーな通信システムはこれらのタイプのＰＮ系列、または従来のｍ系列の組み合わせ（当該技術分野では公知のゴールド・コードのような）から生成される系列を利用する。このようなシステムの幾つかの例として、ＩＳ−９５，ＩＳ２０００，３ＧＰＰ，ＣＤＭＡセルラーシステム、及びＧＰＳ  ＣＤＭＡ位置特定システムが挙げられる。上述の高速相関方法はこれらのシステムにおいて同じような効果を発揮することができる。
【００９１】
いずれにしても（採用するチャネル化方法に拘わらず）、複合受信信号は受信機フロント・エンド１６１０においてフィルタリングし、増幅し、続いて図１６に示すように、読み取り器１００においてチャネル化（またはチャネル復元）１６２０する必要がある。次に、各チャネルを個々に普通に処理して（同時に行うことが可能であるが）信号検出及び衝突検出を行う（１６３０に概要が示される）。例えば、ウォルシュ・コードを記載のｍ系列の代わりに使用するシステムの別の実施形態では、上述のように、ＦＨＴ処理を利用することによっても異なるデータ・チャネルの全てを同時に復調することができる。システムの他の実施形態では、（並列型または時間共有型の）従来の逆拡散器から成るバンクを利用して（１５４０，１６２０の代わりに）、チャネル復元及び逆拡散プロセスを実行することができる。逆拡散器は通常、当該技術分野では公知のように、乗算器及びそれに続く積分兼ダンプ機能から成る。
【００９２】
通信システムの別の例では、他の実施形態は直交タイムスロットをチャネルとして利用することができ（スロット化ＡＬＯＨＡシステムにおけるような）、この場合、異なるタグからの信号は、これらの信号が到達すると（異なる時点で）復調される。ここで、選択するチャネル化方法によって、読み取り器１００に用いることができる普通のタイプの衝突低減アルゴリズムを変更することはできないことに留意されたく、これについては以下に更に記載する。
【００９３】
ここでまた、復調プロセスは通常は、本発明の多くの実施形態における複数回の繰り返しプロセスであり、これは、全てのタグがタグ情報をマルチパス送信アルゴリズムの１回目のパスにおいて無事に送信するということが通常は生じないからである、ということに注目されたい。従って、読み取り器１００は電源をオンにしたままとし（同じ電力レベルで）、タグ群からの全てのデータが無事に受信される（以下に記載する方法を更に使用して）まで継続的に着信データを復調する必要がある。また、最先端衝突低減方法１６３０を読み取り器１００において利用する場合（以下に詳細に記載するように）、複数回の復調繰り返し（例えばＦＨＴ）がマルチパス・アルゴリズムの各回のパスにおいて必要になる。ここでまた、マルチパス送信アルゴリズムの後続の回のパスでは、上の動的プロファイルの説明において記載したように、復調器を新規の数のチャネルに適合させる必要があることに留意されたい。
Ｖ．衝突低減方法
上述のように、この（及び全ての）通信システムにおいてタグ１１０，１２０，１３０が読み取り器１００との通信に利用することができる通信チャネル・リソースの数は限られている。通信チャネル・リソースの数は限られており、しかも複数のタグへのチャネルの組織的な割り当てが行われない（すなわち、ランダム割り当てが効果的に利用される）ので、タグによる送信の衝突が記載のシステムにおいて不可避的に生じる。衝突は、２つ以上のタグが同じチャネルで同時に（すなわち、マルチパス送信アルゴリズムの特定回のパスの間に）通信するように選択を行う場合またはイベントとして定義される。ここで、タグ群に保存されるデータは、本文書のＩ節において示したように、ほぼ一様にランダムなデータに極めて近いので、割り当てが効果的にランダムになることを思い起こされたい。
【００９４】
衝突低減方法を記載のシステムの読み取り器１００において利用するか、あるいは利用しないことは可能であるが（以下に更に詳細に記載する）、いずれにするかは、読み取り器１００をどのような所望の複雑さにするかによって変わる。例えば、低コスト受信機では衝突低減方法を全く利用することができないのに対して、高コスト（大きな処理電力を使用するバージョンの）受信機では最先端衝突低減方法を利用することができる。
【００９５】
以下の一般的説明では、まず特定の衝突低減方法は利用しないと仮定し、次に衝突低減方法を利用する場合を分析する。タグ１１０，１２０，１３０は一般的に、衝突低減を読み取り器１００において利用するか否かに拘わらず、同じパターンを送信することに注目されたい。各タグ（例えば１１０）は実際には、システムに含まれる他のタグ（例えば１２０，１３０）を「見ることができない（blind ）」。後続の追加ステップを実施することにより復調プロセスを受信機において更に進める。
【００９６】
一般的に、読み取り器１００は、所与の回の通信パスにおいて、可能な複数の逆拡散通信チャネルの各々を巡回し（連続的に、または同時並行して）、各チャネルの信号アクティビティまたは信号エネルギーを検出する。記載の発明における読み取り器受信機は、利用可能なチャネル群の各々における衝突を検出する機能も備える必要があり、これについては以下に完全な形で記載する。信号に関するこれらの特性化の全てはチャネル毎に行い、一旦、逆拡散が全て行われて実施形態の複雑さが低減すると、一括して行われる（逆拡散を行う前に等価な処理を一般性を損なうことなく実行することも可能であるが）。ここで、受信信号はシステムの好適な実施形態においては（最適なサンプリング点で）同期してサンプリングされるが、他の方法を使用することもできる（オーバーサンプリング及びサンプリング後の最適サンプリング時間の決定を含む）。
【００９７】
受信機の好適な実施形態では、各チャネルの信号エネルギーを推定する方法であって、複雑さを低減した方法を利用する。特に、この方法では、記載の発明において各チャネルの最適にサンプリングされた逆拡散器出力信号の累積（合計）絶対値を分析する。所与のチャネルに関する累積絶対値（accumulated absolute value）が所定のしきい値を超える場合、信号が当該特定チャネル上で伝送されていると考えられる。以下の式は、チャネルｋに関する累積絶対値（ＡＢＳｋ：accumulated absolute value for channel k）を計算するために利用する一つの方法を示しており、この式において、ＤＳｋ，ｎはチャネルｋ及びシンボルｎに関する正規化されていない最適にサンプリングされた逆拡散器（ＦＨＴ）出力であり、Ｎｉは利用可能なチャネルの数（または拡散系列長）であり、Ｂは推定ブロック長（ビットまたはシンボル単位）であり、ｎはビットまたはシンボル時間インデックスである。
【００９８】
【数５】
0004444276.tif 000006
一般的に、この計算をｋ個の（Ｎｉ個の）利用可能なチャネル全てに関して行って、信号が各チャネル上で伝送されているかを判断する。所定のしきい値は、（読み取り器受信機の他の条件に基づいて）プログラム可能であるか、あるいは適合させることができる。この方法は、従来のエネルギー推定（２乗和）手段よりも、信号が伝送されているか否かを判断するための高コストな乗算処理が必要ではないという点で優れる。ここで、上述の平均絶対値指標（ＡＢＳｋ）は、チャネルが単独で占有されている（すなわち、チャネルを利用している送信元デバイスが一つのみである）と判断される場合の送信元デバイスに関する平均信号振幅の指標でもあることに注目されたい。この情報を所与のチャネルに関する該当する分散情報と共に利用してシステムの動作ポイント（例えば、ＳＮＲ，ＣＩＲなど）を判断することができる。通常、システムは指定限界内で動作し、システム処理利得に対する調整を読み取り器によって行ってシステム動作をこれらの限界内に維持することができる。
【００９９】
詳細には、システムの一つの特定の実施形態では、タグから小さな変位累積絶対値（ＡＳＫ）信号（群）が生じていることを通常、全ての平均信号レベル（すなわち、１３８０におけるようなｄｃ値）をチャネルから差し引いて正規化信号を取得し、上述のように残りの（正規化）信号の絶対値を分析することにより検出する。ここで、所定形式の自動利得コントロール（これも１３８０に示される）を適用して信号レベルを更に正規化することもできることに注目されたい。
【０１００】
一旦、信号が特定のチャネルに検出されると、読み取り器１００は通常、衝突が当該チャネルで生じているか否かを検出する必要がある。この操作は通常、正規化信号レベルの絶対値の分散を特定の期間に渡って分析することにより行うことができる。信号の絶対値の分散が特定の（異なる）しきい値を超える場合、（異なるタグＩＤデータの競合する２進データ値のために）衝突が当該特定チャネルに生じていると考えられる（図１７を参照されたい）。しきい値を超えない場合、単一信号が当該チャネル上で伝送されていると考えられる（図１８に示す）。単一信号を伝送しているチャネルは「単一占有（single occupied ）」チャネルとも記載する。ここでまた、当該技術分野の当業者であれば、これらの測定値及び指示子のフィルタリング値または平均値を利用してこれらの測定値及び指示子の信頼度を上げることができる（例えば、推定値のＳＮＲを大きくする）ことができるが分かるであろう。従って、このような測定に費やす（後続のフィルタリング処理において利用する）期間を長くすれば、推定値はより精度が高くなり、より信頼度が高くなる（すなわち、処理利得が高くなる）。
【０１０１】
上に記載したように、読み取り器受信機は各チャネルにおける衝突を、各チャネルの正規化信号の分散を分析することにより検出することができる。正規化信号の分散は、エラー信号と見なすことができ、かつ理想信号からの変位を表わす。同様に好適な実施形態では、複雑度を低減した信号衝突判定手段を実行する。特に、正規化（可能ならばｄｃ補正）エラー信号の絶対値を各チャネルに関して累積させる。上式における値と同じ値を使用して、各チャネルに関する正規化分散（ＶＡＲｋ）を次式に従って各逆拡散器出力に関して計算することができ、この式においてもＢは（可能ならば異なる）推定ブロック長である。
【０１０２】
【数６】
0004444276.tif 000007
この計算を同じように各コード・チャネルに関して一括して行って、一つ以上の信号が所与のチャネルの上で伝送されているか否かを判断する。累積絶対エラー信号が第２のしきい値（適合させる形で決定することができるが）を超える場合、衝突が当該チャネルに生じていると考えられる。正規化エラー信号（すなわち、上式の加算項）は、上述の複雑度を低減した計算であって信号有無を判定する計算の結果から一部求めることができる。詳細には、正規化エラー信号は、最適にサンプリングした逆拡散器出力の絶対値から絶対平均信号レベル（上の計算による累積絶対値をスケーリングすることにより求める）を差し引いた値に等しくなるように設定することができる。この値を全ての逆拡散器出力ビットに渡って合算して追加雑音を平均化する（これにより推定値のＳＮＲを大きくする）。この方法はまた、従来の分散推定（サンプル値から平均値を差し引いた値の二乗の合計）手段よりも、信号衝突の発生を判断するための高コストな乗算処理が必要ではない点で優れる。分散指標（ＶＡＲｋ）を利用して、以下に記載するように、信号状態が悪く、システム拡散利得を調整する必要がある時点を検出することもできる。
【０１０３】
当該技術分野の当業者であれば、信号が伝送されていることを検出し、かつ衝突の有無を検出するために利用することができる多くの方法があり、いずれの方法を利用するかは、変調及びシグナリングのタイプによって変わることが分かるであろう。衝突は、標準エラー検出（例えばＣＲＣ）手段のような別の手段によって検出することができるが、（偽信号に起因して）これらの方法は全ての場合における衝突を正しく検出することができる訳ではない。ここでまた、衝突がチャネルに生じているか否かに拘らず、標準エラー訂正手段を用いて送信エラーを訂正し、信号推定値の精度を上げることができることに注目されたい。再度、これらの信号特性化測定を通常、所与の回のパスにおいて利用可能な（使用することができる）通信チャネル（上述のように、マルチパス・アルゴリズムのパス回数により変わり得る）の全てに対して実施する。
【０１０４】
従って、読み取り器１００は通常、いかなる信号が１回のパス当たりの使用可能な通信チャネルの（各々及び）全てにおいて伝送されているのかについて、信号（群）が伝送されている各チャネルに衝突が生じているか否かについて特性化を行う。ここで、衝突は一般的に、２つ以上のタグがマルチパス・アルゴリズムの同じ回のパスの間に同じ通信チャネルを利用する時間として定義されることを思い起こされたい。衝突が所与のチャネルに生じると、当該チャネルに関するデータは通常、衝突低減方法を利用しない場合には破損する。信号が所与のチャネル上で伝送され、かつ衝突が検出されない場合、当該（所与の）チャネル上で伝送されている特定の信号は通常、無事に受信されると考えられ、かつ読み取り器１００は通常、当該特定タグの全データ系列を認識する。
【０１０５】
ここで、特定の実施形態では、エラー検出またはエラー訂正（または他の特定のタイプの信号完全性の測定）を実行して、データが有効であり、かつ正しく受信されることを保証することができることに注目されたい。また、タグチャネル選択データが送信されると、読み取り器１００はタグ１１０が予測した通信チャネルで実際に通信していたかについてチェックすることもできる（上述したように、データのうちの、チャネルを決定するために使用する部分に関する別の形式のエラーチェックとして作用する−図１８も参照されたい、この図においては、２回目のパスに関するチャネル選択データ２２２は、１８２０，１８３０，１８４０で示すように、チャネル選択と整合する必要がある）ことにも注目されたい。
【０１０６】
一旦、読み取り器受信機が上の量を所与の回の通信パスに関して計算すると、受信機は他の信号量指標を求めることができる。このような指標は、悪いチャネル状態が生じ、調整をシステムに対して行う必要がある（以下に更に記載するように、正しくない信号除去条件に多分に起因する）時間を判断するために利用することができる。詳細には、無事に受信する信号のＳＮＲは、平均信号レベルを雑音レベル推定値で除した比を求めて推定することができる。以下の式は、上述の記載及び式を使用したこの計算の一例を示しており、この場合、単一占有チャネルの平均信号レベルが（ＡＢＳｓ）と求められ、かつ未占有チャネルに関する正規化分散が（ＶＡＲｕ）と求められる。
【０１０７】
【数７】
0004444276.tif 000008
雑音レベル推定値（ガウス分布白色雑音の場合は０．４８２）は、上述のように、各未占有チャネルの逆拡散器出力に数学的に関連するものとして示すことができる。各チャネルのＳＮＲ値を単一占有チャネルの全てに渡って平均して平均ＳＮＲ測定値を得ることができる。上述の正規化エラー（分散）計算は通常、所与のチャネルに対する全ての障害を反映し、この計算を使用してＣＩＲ測定値を同様な方法により求めることができる。未占有チャネルまたは単一占有チャネルの場合、分散指標は、チャネル上の、または信号内の干渉成分または雑音成分の全てを直接示し、２人以上のユーザが使用する他のチャネルの場合は、この指標を衝突の程度（collision severity）の直接の指示子として使用することができる。これらの受信信号統計量またはパス動作（pass operating）パラメータ測定値を使用して、拡散利得を送信元デバイスに関して調整すべき時間についてのような、重要なシステム決定を下すことができ、これについては以下に更に記載する。
【０１０８】
図２５は、本発明による読み取り器処理の手順を示すフローチャートの一例を示している。当該技術分野の当業者であれば、本発明の技術思想から逸脱しない範囲において、記載の処理を読み取り器の外部で（可能であれば中央コントローラ・デバイスの高位レベルで）行うことができることを理解できるであろう。読み取りデバイスは上述のように任意に、以前の情報（例えば、以前の読み取りサイクルから求まるタグ数）に基づいて、任意の送信パスが行われる前に利用可能なチャネルの数に対する調整を行うことができる。読み取り器はまた、読み取り器が、信号品質または衝突統計量が劣悪であると判断すると、（全ての信号ソース・データ系列を受信する前に）現在進行中の送信パスを中断することができる。この手法は、上述の信号ソース・パラメータをデータ・パケットの小さな部分（例えばパケットの最初の４分の１の部分）のみから推定することにより実行することができる。システムの一つの実施形態では、推定ＳＮＲまたはＣＩＲが特定のしきい値（例えばＴｈｒ１、これはチップＳＮＲ値に関して０ｄＢに設定することができる）を下回る場合に（２５１６）、起動タグ群に関する拡散利得は増大させられる（２５１８）。また、推定ＳＮＲまたはＣＩＲが特定の（可能ならば異なる）しきい値（例えばＴｈｒ２、これはチップＳＮＲ値に関して６ｄＢに設定することができる）を上回る場合に（２５２０）、起動タグ群に関する拡散利得は減少させられる（２５２２）。この処理は他の指標（例えば衝突の程度など）と組み合わせて行うことができる。衝突程度の指示子（ＣＳＩ：collision severity indicator）の一例は、送信アルゴリズムの特定回のパスにおける利用可能なチャネルの合計数に対する衝突を生じているチャネルの数の比である。本発明の好適な実施形態では、このような比が所定の値（例えばＴｈｒ３＝０．７）を超える場合（２５２４）、利用可能なチャネルの数を増大させることができる（２５２６）。システム負荷の別の指標はシステムにおいて利用されている通信リソース（例えばコード位相チャネル）の量から求めることができる。上述の比の指標と同様に、利用可能なチャネルの合計数に対する未占有チャネルの数の比（ＵＣＲ：ratio of unoccupied channels to the total number of available channels）が別のしきい値（例えばＴｈｒ４＝０．４）を超える場合（２５２８）、起動タグ群に関する利用可能なチャネルの数を減少させることができる（２５３０）。
【０１０９】
読み取り器はまた、他の量を分析して、利用可能なチャネルの数を調整すべきか否かを判断することができる。これらの量には、ＣＲＣステータス、ソフト・エラー・デコード情報などのような指標が含まれる。上述の場合と同様に、エラー・デコード情報（ＥＤＩ：error decoding information）から多くのエラーが判明する場合（２５３２）、利用可能なチャネルの数を増大させることができる（２５３４）。ここで、上述の量の多くは前もって読み取り器受信機がデータ復調及び衝突解消の通常の過程において計算するため、読み取り器信号処理に与える悪影響は通常大きくはないことに注目されたい。ここでも同じく、本説明においては、利用可能なチャネルの数を増大させることはシステムにおける拡散利得、処理利得、または拡散係数を大きくすることと等価である。ここで、全ての能動的に送信を行っているタグは変更の影響を受けることに留意されたい。
【０１１０】
当該技術分野の当業者であれば、拡散利得を衝突の程度（すなわち、正規化信号分散の実際のレベル）に基づいて適合させるような、同様のアダプテーション情報を同様の指標から抽出する種々の手段があることも分かるであろう。これらの指標の幾つかの例について以下に更に記載する。当該技術分野の当業者であればまた、上述の指標の組み合わせを利用して、利用可能なチャネルの数に対する調整についての決定を下すことができることがわかるであろう（例えば、ＣＩＲ及びエラー・デコード情報を組み合わせることによって、この組み合わせが所定のしきい値を超えると調整が行われるようにする）。このようなしきい値の実際のレベルも動的に適合させることができる。例えば、タグ数または棚卸を読み取る時間を長く取ることができる読み取り器は、拡散利得を高くすることができるようにしきい値を変更して（例えば、上述のＴｈｒ１を増やす、Ｔｈｒ３を減らす、またはＴｈｒ５を減らす）、読み取りサイクルのロバスト性を上げることができるようにすることができる。
【０１１１】
一旦、タグ１１０からの信号が判明する（可能ならば確認する）と、この信号は信号グループの残りから無視するか、あるいは取り除くことができる（以下に記載するように）。特定タグからの信号が効果的に信号グループから取り除かれるか、あるいは引き抜かれると（以下に記載する種々の利用可能なアルゴリズムを使用して）、特定の形式の衝突低減が実行される。このようにして、判明した（識別された）タグからの信号を取り除くことができるので、不所望の「干渉」をシステムから取り除くことができる。これによって、重要な通信リソースを効果的に開放することができる。実際、全システムは自己組織化ネットワークであり、このネットワークでは、組織化の全てが送信機自体ではなく、読み取り器受信機において行われる。ここで、信号を取り除く操作は、衝突低減から得られる利点を実現するために厳密である必要はないことに留意されたい。
【０１１２】
図１９は、衝突低減方法を利用する場合の読み取り器動作の概略的なフローチャートを示している。この場合、読み取り器１００は、マルチパス送信アルゴリズムの次回のパスに進む前に、できる限り多くの衝突（例えばデータに含まれるエラー）を解消しようと試みる（例えば、好適な実施形態では、読み取り器送信電力を一定に維持することにより）。
【０１１３】
上述のように、読み取り器１００は通常、全ての能動的に送信を行っているタグが識別されたという特定の信頼レベル（または確率）が得られるまで、所与の電力レベルで送信を行い続ける。
【０１１４】
信号が信号グループ（または複合受信信号）から積極的に取り除かれない（あるいは引き抜かれない）場合、衝突低減は行われていないと考えられる。この場合、種々のアルゴリズムを読み取り器１００において使用して、タグ群からのデータの全てを無事に取得する（または復調する）ことができる。この場合の全体としての考え方は、各タグが固有の（すなわち、単一ユーザが占有する）通信チャネルを、マルチパス送信元デバイス送信アルゴリズムの複数回のパスのうちの少なくとも１回のパスにおいて選択するのを待つことである。この方法は、読み取り器１００において利用可能なほぼ最低の複雑度を有する識別方法であるが、概して最も時間の掛かる方法でもある（すなわち、一つの情報を送信するために最長の合計送信時間を必要とする）。
【０１１５】
衝突低減方法を読み取り器１００が利用しない場合の一つの非常に複雑度の低いアルゴリズムは、単にタグ１１０，１２０，１３０にマルチパス通信アルゴリズムにおける最大回数のパスにおいて送信を行わせることである。パスの最大回数は通常、タグに保存されるデータの固有部分が全て使用されてしまう場合に求められる（上述のように）。
【０１１６】
上に記載したように、読み取り器１００は、タグ群が送信を行う際に使用するパスの回数を、第１及び第２の所定送信条件を制御することにより直接制御する。本発明の好適な実施形態では、読み取り器送信電力レベルは一定に維持して完全に起動しているタグ群による送信を継続させるが、他の第１及び第２の所定送信条件を使用してタグ群からの送信群を制御することができる。パスの最大回数は通常、特定のチャネル選択アルゴリズムによって決定されるが、完全に固有の（重複しない）チャネル選択の場合は、データ長（ビット単位の）をデータのチャネル選択部分の和（ビット単位の）で除した値に部分的に限定される。従って、１２８ビットのデータ及び８ビットのチャネルＩＤ選択データを各回のパスにおいて上のように与えられる例では、（重複しないチャネル選択が再度繰り返される前に）マルチパス・アルゴリズムには最大１６（すなわち、１２８／８）回の通信パスがある。従って、好適な実施形態においてチャネル（例えばＰＮ）シンボル・レートが与えられると、最大調査時間を決定することができ、合計取得（または読み取り）時間は、（これも上の式に示されるように）送信パスの必要回数が与えられる全ての場合に関して固定される。
【０１１７】
衝突低減方法を使用しない他の（多くの場合は更に複雑な）アルゴリズムを使用することも可能である。一つのこのような代替アルゴリズムでは、タグ１１０，１２０，１３０に少ない回数のパス（最大回数よりも少ない）において送信を行わせて、受信データ（タグが剥がされた棚卸）が正しいという所与の信頼レベルが得られるようにする。この少ない回数は通常、システムに含まれる（または各起動レベルの）送信元デバイス（またはタグ）の予測数及び所望の信頼レベル（またはシステムにおいて品目またはタグを無事に識別する確率）によって決まる。例えば、上の例において与えられる動的チャネル・プロファイルの場合、シミュレーション（１０００回の試行を通して）により、５０個のタグを識別するためには平均７．７３回の送信パスを要するが、１０００回の試行においてタグ群を個々に識別するためには最大１０回のパスが必要であったことが判明した。従って、読み取り器１００は、１０回のパスに関して所与の電力レベルで電源のついたままの状態を維持して、５０個（またはその程度の）タグの全てが無事にタグ・データを固有チャネルで送信したと高い信頼性で判断する。繰り返すが、読み取り器１００は、タグＩＤデータを受信するためのチャネルを使用するタグがタグ１１０一つだけである時間を判断する機能を備える必要がある。これにより、合計取得時間を大きく削減することができる。何故なら、上述の例で与えられる絶対最大１６回のパスではなく、１０回のパスしか実行していないからである。更にシミュレーション、統計、または確率分析を行って所与の数のタグに関する他の信頼レベルまたはパスの回数を求めることができる。ここで、特定の用途では、読み取り器１００は、読み取り器１００が棚卸を行う最初の時に最大回数のパスを利用し、次にパスの回数をシステムに含まれるタグの予測（すなわち測定または観測）数に基づいて調整することができる。
【０１１８】
別の構成として、（一旦、タグ・データまたはタグＩＤ情報が無事に受信されると）読み取り器１００が使用するアルゴリズムは各タグに関する予測衝突ロケーション（すなわちチャネル）の追跡を継続し、どの位多くのタグが識別対象としてシステムに残っているかを推定することができる。従って、読み取り器１００は調査プロセスを、（一旦、読み取り器がシステムには他にタグが含まれている可能性がないと判断すると）上述の方法よりも早い時期に中止することができる。別の表現をすると、送信パスの必要回数は、上述のようにタグの予測数に基づいて事前計算されるのではなく、受信期間中に読み取り器１００によってアダプティブに推定される。この方法については更に以下の例において、図２２に関連して記載する。
【０１１９】
読み取り器１００の更に高性能の実施形態では、幾つかの方式の衝突低減方法のうちのいずれか一つを利用することができる。衝突低減方法によって通常、衝突が所与の通信チャネルに及ぼす悪影響が軽減される。理想的には、これらの方法によって、特定の衝突がチャネルに及ぼす影響が無くなる。これは、記載のシステムにおいて、（少なくとも考え方として）既知信号を再生し、既知信号を全体信号グループ（または複合受信信号）から除去することにより実現する。既知信号群は他の（未知）信号群に対する干渉として見なすことができるので、記載の方法は干渉除去法としても知られる。ここで、この干渉信号除去は復調プロセスのどの段階においても行うことができることに注目されたい（例えば、この干渉信号除去はチップ・レートで行う、あるいは好適な実施形態では逆拡散後に行うことができる）。本発明の好適な実施形態では、逆拡散後に衝突低減を実行して実施形態の複雑度を低減する。
【０１２０】
一般的な表現をすると、一連の衝突低減方法は種々のレベルの複雑度を有する形で実行され、これらの方法は衝突低減方法を利用しない実施形態よりも一般的に複雑度が高い（例えば、より大きな処理電力、メモリ、またはより多くのハードウェアを必要とする）。しかしながら、このような方法によって通常、合計タグ・データ取得（読み取り）時間が遥かに短くなり、かつシステム能力を非常に大きくすることができる。繰り返すが、チャネルは準静的であると仮定されるため、システムは非常に線形的であり最高のシステム性能が実現する。
【０１２１】
一般的に、衝突低減方法を利用する場合、既知の（すなわち無事に判定することができる）信号が多くなると、マルチパス・アルゴリズムの所与の回のパスにおいてシステムに含まれるものとして現われるタグの数が少なくなる。タグ１１０に保存されるデータによって、好適な実施形態においてチャネル選択が直接決定される（または、これ以外の場合はデータは読み取り器１００により認識される）ので、一旦読み取り器１００がデータを無事に受信してしまうと（通常は、タグ１１０が他の未占有チャネルで送信を行う場合に生じる）、読み取り器はタグ１１０がマルチパス通信アルゴリズムの各回のパスに関して行うチャネル選択の全てを認識する。従って、読み取り器１００は次に上述のように、タグ１１０が将来の（及び過去の）送信に利用するチャネルがいずれであるかを予測することができる。ここで、タグ１１０からの観測される信号レベルも通常、普通の信号検出プロセスの間に読み取り器１００において測定される（かつ低帯域を通過させる）ので、所与の（衝突を起こしていない）タグの実際の信号強度の信頼度の高い推定値が利用可能になる。この認識を利用して効果的に既知信号を再現し、かつ正確に既知信号を受信信号グループから除去することができるので、この既知信号による影響を他の回の送信パスから取り除くことができる。
【０１２２】
詳細には、無事に受信した各タグ信号の平均信号レベル（及び可能ならば位相）は、１回以上の送信パスの特定の部分に渡って平均することにより求めることができる。ここで、タグは、タグが単一占有チャネル上で送信を行う場合に無事に受信され、この場合、タグ・データは従来の手段を使用して無事に復調することができることを思い起こされたい。繰り返すが、システムの好適な実施形態における処理を簡単にするために、平均累積絶対値を計算する（上述の信号検出段階におけるように）。各チャネルの（可能ならばｄｃ補正された）絶対信号レベルの平均値（逆拡散後の）は当該タグに関する予測信号レベル（すなわち受信信号強度）を表わす。複雑なデータ経路（ＲＦ結合システムにおける経路のような）を用いる受信機では、信号位相を送信パスの特定の部分に渡って平均することができる。
【０１２３】
チャネルが準静的である、あるいは着目する期間に渡って安定である場合（チャネルの使用が短い読み取りサイクルの期間中である場合のように）、干渉タグの信号レベルは安定していると仮定することができるので、ローカルに再生される形の信号は複合受信信号から取り除く、あるいは除去することができる。無事に受信されたタグからの信号は（一旦タグ・データが求まると）もはや必要ではない、あるいは有用ではないので、この信号を除去することによって他の既知のタグが通信を行うための通信チャネルを開放する。既知のタグのデータ信号は、この信号の復調データ・シンボルまたはビット系列に平均予測信号レベルを乗じることにより再現することができる。この信号の除去は逆拡散後に行うことができる、あるいは、特定の拡散系列は、信号を逆拡散前に除去する必要がある場合には再度適用する必要がある（この操作は、計算の複雑さを考慮すると全く望ましくない）。ここで、タグの信号を認識してマルチパス送信アルゴリズムの各回のパスにおけるチャネルを変更し、この変更も除去プロセスにおいて考慮することができることに注目されたい。また、利用可能なチャネル及び拡散コードの数はマルチパス・アルゴリズムの各回のパスに関して変わり得ることに注目されたい。
【０１２４】
非常に簡単な方式の衝突低減では、既知の信号をマルチパス・アルゴリズムの後続の回のパス（時間に関して順方向の）から除去する。従って、この方式の衝突低減を一括して、順方向衝突低減（forward collision mitigation）と呼ぶ。図２０は順方向衝突低減方法を使用する読み取り器処理の例示としてのフローチャートを示しており、この場合、処理は順次（例えば一度に一つのチャネルに対して）実行されるのでプロセスが理解し易くなっている。プロセスでは通常、どのタグ１１０，１２０，１３０が無事にタグＩＤデータを送信したかを判断し（上述の受信機アルゴリズムにおいて記載したように）、マルチパス・アルゴリズムの各回のパスに関する既知の（タグの）チャネル選択及び推定信号レベルを含むデータ構造（またはリスト）を維持する。一旦、送信タグ信号のタグＩＤデータ及び信号レベルが判明すると、このタグ信号は当該タグに関わる後続の全ての衝突から効果的に除去することができる。ここで再度、信号レベルは徐々に長くなる時間に渡って測定し、フィルタ処理して干渉信号レベルの精度を上げることができることに注目されたい。従って、本発明の好適な実施形態では、一旦、タグ信号を推定してしまうと（所定の精度の範囲内で求めると）、このタグ信号はマルチパス送信アルゴリズムの後続の回のパスにおける正規の（事前に決定された）チャネルから除去し、当該（既知の）タグ信号が他のユーザが送信する他の信号に及ぼす干渉の影響を全て無くす。この方法は、タグ１１０に保存されるデータに通常は基づく各タグによるチャネル選択が確定的性格を有するので使用可能になる。
【０１２５】
チャネルが準静的であるという仮定がこの場合に重要になる。何故なら、測定信号レベル及び可能であれば位相がほぼ、全ての後続の回のパス、または少なくとも送信の現在の回のパスにおいて維持されると仮定するからである。一般的に、信号レベル推定値は、各回の送信パスの度に更新してゆっくり変化するチャネル状態に対応できるようにすることができる。ここで、現在の回の送信パス（またはバースト）からの既知のタグ信号情報（通常、データ構造またはリストに含まれる）及び複合受信信号のみが、本アルゴリズムを実行するために保存する必要があることに注目されたい（以下のアルゴリズムにおいて記載される、全ての受信バーストをメモリに保存するのとは異なり）。一般的に、このタイプの順方向衝突低減アルゴリズムによって、衝突低減を全く実行しない方法に比べて合計読み取り時間を遥かに（１／２〜１／４倍）短くすることができる。
【０１２６】
別の高性能方式の衝突低減では、既知の信号をマルチパス送信の後続の回のパス及び前の回のパスの両方から除去する。この操作は可能である。何故なら、一旦、タグ１１０からのデータが識別されてしまうと、タグが前の回のパスにおいて占有していたチャネルを突き止め、タグのチャネル占有が前の回の衝突に対して与えた影響を無くすように設定を行うことができるからである。このクラスの衝突低減アルゴリズムを一括して、双方向衝突低減方法と呼ぶ。双方向衝突低減は計算が一層複雑である（通常、前の回の通信パスを保存するためにより大きな容量のメモリが必要になる）が、双方向衝突低減によって合計タグ読み取り時間が非常に短くなる（衝突低減を全く実行しない方法に比べて約１桁短くなる）。
【０１２７】
一般的に、本方法では、識別タグに関する各回の通信パスにおける既知のチャネル選択及び推定信号レベルを含むデータ構造（上の場合におけるように）を保存する必要がある。しかしながら、信号は（順方向衝突低減アルゴリズムにおけるような現在の回のパスに加えて）前の回の送信パスから除去されるので、追加の衝突を解消することができる。例えば、マルチパス通信アルゴリズムの３回目のパスからのデータの衝突が解消される（すなわち、無事に受信される）と、アルゴリズムの前の回のパス（例えば２回目のパス）における別のユーザからのデータの衝突を解消することになり、これによって今度は送信の前の回のパス（例えば１回目のパス）または後続の回のパス（３回目のパス）において既に衝突を起こしてしまっている別のユーザの衝突を解消することができる。新規ユーザからのデータの衝突が解消される度に、このユーザからの再構築された信号は全ての回の送信パス（現在の回のパスまでのパスを含む）から除去され、単一占有されるチャネルの数及び衝突が生じているチャネルの数を再度見積もる（全ての利用可能な通信チャネル及びパスに関して）。このようにして、読み取り器１００はいずれかの回のパス（現在の回のパスまでのパスを含む）において衝突を解消すべき対象となるユーザが無くなるまで、利用可能な送信パスの全て（現在の回のパスまでのパスを含む）を周期的に繰り返し、より多くのタグ信号の衝突をほぼ継続的に解消することができる。次に、読み取り器１００は次の電力レベルに段階的移行を行い、双方向衝突低減アルゴリズムを継続する。この効果は後続の回の送信パスにおいて顕著に現われて、通信チャネルの利用可能な数よりも遥かに多い、多くのタグ信号の衝突を解消することができる。
【０１２８】
ここで、拡散利得は（１回のパス毎に）読み取り器の指示によって動的に変化し得るので、特定の拡散係数の信号群を、これらの信号が複合受信信号から除去される前に再度正規化する必要があることに留意されたい。ここでまた、双方向干渉除去操作の反復パスはどのような順番でも（時間軸において）実行することができることに注目されたい。
【０１２９】
一旦、タグ・データの全てが受信されると、読み取り器１００はデータの完全性を上述の手段（例えばエラー検出及び補正）を使用して、好適には信号除去（signal cancellation ）が行われる前には必ずチェックする必要がある。従来のデータ復調方法は、タグ送信機において利用される変調のタイプに基づいて実行することができる。読み取り器１００は、余剰品目の解読（descrambling）、暗号復号化（de-encryption ）、分類、及び除去のような機能を通常含むデータを後処理することもできる（これらの機能は本発明の好適な実施形態における一つよりも多くの起動範囲において動作する）。ここで、これらの機能の幾つか、または全てが中央ロケーションにおいて実行することができるため、複数の読み取り器またはアンテナにこれらの機能を提供することができることに注目されたい。
【０１３０】
一旦、衝突低減方法を使用する一つの読み取りサイクルが全て完了すると（すなわち、全ての能動タグが識別されると）、システムにおける各信号の干渉特性が判明する。特に、信号振幅及び位相がマルチパス送信アルゴリズムの各回のパスに関して判明し（あるいは推定され）、システムに含まれる各起動タグに関するデータ系列が判明する。実際、全ての情報が各タグ信号に関して判明する。一つの読み取りサイクル全体を通じて、合計トランザクション（読み取り）時間に関連付けることができるＬ’回の送信パスが実行されることが分かるが、何回の送信パスが実行されるかは、上式に表わされるように、シグナリング・レート及びデータ・ペイロード・サイズに依存している。
システム動作の例
これらのアルゴリズムの動作は例を通して最良の形で理解することができるものと考える。これらの例は複数のタグを含む簡易化した仮想システムの詳細を表わしており、これらのタグは１回のパス毎にランダムにチャネルを選択する。本例を説明するために使用する図２１，図２３，及び図２４はシステムの状態図であり、各タグがどのチャネルを選択して通信を、送信アルゴリズムの後続の各回のパスを通して行うかを示している。本例における複数の状態は、ランダム番号発生器を使用してチャネルを選択する実際の実験のそのままの結果である。物理チャネルのタイプ（例えばコード位相など）はこの時点では重要ではない。これによって、上のＩ節において詳述したように本発明のデータ・スクランブル部分に起因して全体システムの正確なモデルを提供することができる。
【０１３１】
図２１，図２３，及び図２４に詳細が示される本例では、８個のタグから成るグループを仮定し、更に１回のパス当たりの固定チャネルサイズが８個のチャネルを仮定し、８個のチャネルをこれらのタグが選択して通信を行う。従って、各タグのＩＤ情報の（例えば可能であれば固有サブセットの）３ビットを使用して８個のチャネルのうちの一つのチャネルを選択し、このチャネルを使用して各タグ１１０は好適な実施形態において送信の各回のパスの間に送信を行うことになる。８進数の場合、説明を簡単にするために、タグＩＤの最初の３０ビットはランダムに生成されていて、以下のように繰り返される。
【０１３２】
タグ１：  ００３３  ０４３６  ０７．．．
タグ２：  １１０６  ２５５１  ６５．．．
タグ３：  ４７６７  ４４１６  ４１．．．
タグ４：  ２０４４  ６１１１  ３６．．．
タグ５：  ６０７２  ３３５５  ７４．．．
タグ６：  １４７６  ５４３２  ４０．．．
タグ７：  ５４４３  ３６７５  ３４．．．
タグ８：  ２１３５  ５１１５  ６４．．．
タグ１はパス＃１の間にチャネル０、パス＃２の間にチャネル０、パス＃３の間にチャネル３、などと選択を行う。タグ２はパス＃１の間にチャネル１、パス＃２の間にチャネル１、パス＃３の間にチャネル０、などと選択を行う。このリストから、最初の８進数から一つのチャネルを選択するパス＃１の場合は、タグ１はチャネル０の唯一の占有タグになり、タグ３はチャネル４の唯一の占有タグになり、タグ５はチャネル６の唯一の占有タグになり、タグ７はチャネル５の唯一の占有タグになる。これらのチャネルには衝突が生じないので、タグ１，３，５，及び７はこれらのタグそれぞれの全部が無事に識別され、タグ１，３，５，及び７はこれらのタグそれぞれの全てのＩＤを衝突の生じなかったチャネルで送信する。しかしながら、パス＃１の場合、タグ２及び６はチャネル１で衝突を起こし、タグ４及び８はチャネル２で衝突を起こす。これらのタグは無事に識別されず、後続の回のパスにおいてこれらのタグの衝突を解消する必要がある。衝突が生じていることを観察している読み取り器１００は、現レベルで印加している電力を維持し、タグの全てがパス＃２に関して第２の８進数から別のチャネルを選択することができるようにする。ここで、これらのタグのいずれもが、これらのタグがこれらのタグのＩＤ情報を送信プロセスのいずれかの段階において無事に送信したか否かを認識することがないことに注目されたい。読み取り器のみがこの認識を行うことができ、読み取り器はタグ群に、送信状態を中止する（例えば電源を落とす）ことにより全読み取りプロセスを終了する時間を通知することになる。
【０１３３】
パス＃２では、衝突を生じていないタグはタグ３のみである。このタグは既にパス＃１において識別されているので、読み取り器１００は新規情報を全く取得していない。パス＃１において衝突を生じていたタグはいずれも依然として識別することができない。統計学的に、８個のタグ及び８個のチャネルの場合、少なくとも一つの衝突が生じる確率は１−８！／８８＝９９．７６％となる。この結果は、更に一般的な場合であるＮ個のチャネルを使用するＭ個のタグの間で衝突を生じない確率、
【０１３４】
【数８】
0004444276.tif 000009
及びＰ｛衝突｝＝１−Ｐ｛非衝突｝の関係から上のように得られる。この同じ確率が、アルゴリズムの各回のパスに関する少なくとも一つの衝突に関して適用される。１００，０００回の実験に渡って平均を行った。タグ群及びチャネル群のこの組み合わせの場合、８個のチャネルのうちの２．７４９８個のチャネルが１回のパスにおいて未占有であり、８個のチャネルのうちの３．１３８６個のチャネルが１個のタグを含み、１．５７３７個のチャネルが２個のタグを含み、０．４４８２個のチャネルが３個のタグを含み、０．０７９６個のチャネルが４個のタグを含み、０．００９３個のチャネルが５個のタグを含み、７．２×１０−４個のチャネルが６個のタグを含み、４×１０−５個のチャネルが７個のタグを含み、１個のチャネルに８個のタグが含まれる場合は記録されなかった。
衝突をゼロに低減した例
衝突をゼロに低減する場合、タグ群は全てが一つのチャネルをそれぞれ利用する形で識別される必要がある。実験を十分な回数実施することができるとすると、この状態は生じる。しかしながら、タグＩＤ２２０情報に含まれるビットの数が非常に少ないので、実験を繰り返す前に実施することができる実験の回数は非常に少ない。例えば、タグＩＤが９６ビットの長さであり、かつ１回のパス当たり３ビットを使用して一つのチャネル（８個のチャネルのうちの１個のチャネル）を選択した場合、３２回の実験を行った後、プロセスを繰り返すことになる。１回のパス当たり少なくとも１回の衝突が生じる確率が高いので（この場合は９９．７６％）、タグＩＤが実験全体を通じた各回のパスにおいて、かつパスの回毎に衝突の中に埋もれてしまう（‘hide’）現象は小さいが有限の確率で生じる。これは、タグＩＤ２２０が異なるタグＩＤと全ての点で同じであるということを意味するのではない（タグＩＤが固有であり、スクランブル済みタグＩＤに対して固有かつ可逆のマッピングが行われるという前提からは導くことができない）。これが意味することは、チャネル空間を当該パスに関して定義するために使用される少ない個数（この場合は３個）のビットを通して分析を行う場合には、タグＩＤ２２０は少なくとも一つの他のタグＩＤと同じであるということに他ならない。これによって、棚卸用タグ群が特定の信頼性でしか判明しないという、棚卸不確定、または品目不確定のコンセプトを導入することになる。
【０１３５】
図２１の例示としての実験の場合、各タグが衝突のないチャネルに現われるためには８回の試行が必要である。既に述べたように、タグ１，３，５，及び７はパス＃１において識別され、タグ２はパス＃３において判明し、タグ４及び８はパス＃４において識別され、タグ６はパス＃８になるまで判明しない。タグ６は固有のＩＤを有するが、一つの固有タグが、どのようにして衝突の中に埋もれてしまうのかを示す良い例である。この実験がパス＃７までしか行われない場合（すなわち、ＩＤが２１ビットの長さしか持たないと仮定した場合）、タグ６は識別されないことになる。
【０１３６】
パス＃１では、４個のタグが識別される。２つの衝突も識別され、少なくとも４個の他のタグが残っていることが示される（少なくとも２個のタグが１つの衝突を生じるので、少なくとも４個のタグが２つの衝突を生じる）。従って、１回目のパスの後、読み取り器１００は、４個の既知のタグ及び少なくとも４個の未知のタグ、あるいは合計で少なくとも８個のタグが存在すると判断することができる。
【０１３７】
パス＃２では、既知になっているタグが一つだけ、一つの固有の（未使用の）チャネルを占有している。読み取り器１００は、タグ１，３，５，及び７それぞれに関するＩＤの全体を認識するので、読み取り器はこれらのタグが次の回のパス及び全ての後続の回のパスにおいて占有することになるチャネルがどのチャネルであるかを認識する。読み取り器１００はタグ１及び５がチャネル０を利用し、かつタグ７はチャネル４を利用することになることを認識する。従って、読み取り器１００はチャネル０において衝突が生じるが、チャネル０を占有している未知のタグも存在し得ると予測する（この場合はタグ４）。チャネル０は２個の既知のタグを示し、かつ１個以上の未知のタグが存在し得ることを示している。読み取り器１００はチャネル１における衝突を予測していなかった（何故なら、既知のタグ群が当該チャネルを選択しないことを予測しているからである）。ここで、一つの衝突によって、更に少なくとも２個の未知のタグ、恐らくはそれよりも多くの未知のタグが存在することが判明する。タグ７のみが占有すると予測されたチャネル４において衝突が生じることによって、少なくとも１個の他の未知のタグの存在が判明する。従って、パス＃２によって４個のタグが既に判明しており、少なくとも３個のタグが（全く）未知である。これは、１回目のパスによって、４個の既知のタグ及び少なくとも４個の未知のタグが在ると判断されたセットよりも少ないので、読み取り器１００は２回目のパスにおいては新規情報を収集することができない。
【０１３８】
パス＃３では、タグ２がチャネル０において識別される。タグ１はチャネル３を利用すると予測された唯一のタグであったので、チャネル３における衝突は少なくとも１個の未知のタグが存在することを示唆する。タグ７はチャネル４を利用すると予測された唯一のタグであったので、チャネル４における衝突は少なくとも２個の未知のタグ（チャネル３の未知のタグ及びチャネル４での未知のタグ）が存在することを示唆する。タグ３は、再度このタグ自体によって１個のチャネルを占有する。タグ５はチャネル７を利用すると予測された唯一のタグであった。チャネル７における衝突は少なくとも３個の未知のタグ（チャネル３，４，及び７での未知のタグをカウントすると）が存在することを示唆する。これらの３個のタグは、この時点で既知となっている５個のタグと共に、少なくとも８個のタグが存在することを再度示唆する。
【０１３９】
パス＃４では、新規にタグ４及び８が識別される。タグ３，５，及び７は衝突のないチャネルを利用することが分かる。タグ１及び２はチャネル６において衝突を生じると予測されたが、このチャネルは更に別のタグが利用する可能性がある。これにより７個のタグが既知となり、それまでの実験から少なくとも１個の未知のタグが残る。
【０１４０】
パス＃５では、タグは新規には識別されない。チャネル５における衝突は予測されておらず、ここでまた７個のタグが既知であり、少なくとも１個のタグが未知であることが示唆される。同様の解釈をパス＃６及びパス＃７において行うことができる。
【０１４１】
パス＃８では、タグ６が識別される。他の全ての衝突が予測されていた。この時点では、８個のタグが識別されており、それまでの回のパスから予測される最小数である。しかしながら、衝突によって埋もれてしまうタグが依然として存在し得る。例えば、チャネル１，０，４，６，３，１，１，５を選択するタグが在り得、かつこのタグは他の衝突によって埋もれてしまうことになる。１個のタグがこの特定ＩＤを有する確率は１／８８または６×１０−８となる。
【０１４２】
１個のタグが、例えばチャネル２，４，４，６，５，４，５，６を選択する確率も６×１０−８となる。つまり、パス＃１において２つの衝突、パス＃２において３つの衝突、パス＃３において３つの衝突、パス＃４において１つの衝突、パス＃５において２つの衝突、パス＃６において２つの衝突、パス＃７において３つの衝突、及びパス＃８において３つの衝突が生じる場合、２×３×３×１×２×２×３×３＝６４８個のＩＤが埋もれてしまう恐れがあり、この場合の１個のタグがこのＩＤを有する確率は６×１０−８であるので、１個のタグが新たに埋もれてしまう確率は、６４８／８８＝３８．６×１０−６（３８．６パーツ・パー・ミリオン）となる。２個のタグが新たに埋もれてしまう確率は更に低く、６４８／８１６＝１．５×１０−９となる。棚卸の確実把握レベルは他の実施形態においては、データを（スクランブルした状態から）元の状態に戻し、例えば、他の全ての品目が日用品である場合に、埋もれたタグが古びてしまった、あるいは他の特定の予測されない品目に関連するものであると判断することによって、更に高くすることができる。
【０１４３】
埋もれるタグの確率は、実験によって最小数の予測タグ（この場合は８個のタグ）が衝突情報に基づいて識別された後に、実験を継続することが可能となるようにすることによって低くすることができる。１回のパス当たりの衝突の数をカウントし、埋もれるタグの確率を１回のパス当たりのチャネルの数に基づいて認識することによって、読み取り器１００は、読み取り器が特定の信頼レベルを満たすか、あるいは固有チャネル・パターンを使い切ってしまう（ＩＤを全て利用してしまう）まで、パスを実行し続けることができる。１回のパス当たり６４８１／８＝２．２４６個の衝突が生じると仮定すると、２回の追加パス（１０回の合計パス）の後に１つのタグが埋もれる確率は３．０４×１０−６と低くなる。更に２回（合計１２回）のパスの後に１つのタグが埋もれる確率は２４０×１０−９と低くなる。パスを１回追加することによって、１つのタグが埋もれる確率は等比級数的に粗く見積もって６４８１／８／８＝０．２８１を乗じた値に低下する。
【０１４４】
上に記載の干渉の無い干渉除去方法において行われるステップを示すフローチャートを図２２に示す。開始（２２１０）では、システムを初期化して品目特定ＩＤが無く、かつ未知品目が無い状態とし、この状態は品目の合計がゼロである状態に対応する。１回目のパスを分析した（２２３０）後、品目特定ＩＤ（例えば、パス＃１における品目１，３，５，及び７）が記録され、品目特定ＩＤのリストに加えられる（２２４０）。パスにおける衝突の数も記録する（２２５０）（例えば、パス＃１における２つの衝突）。これらの衝突が予測された場合（２２６０）、後続の回のパスにおいて明らかになる未知品目が存在し得るが、確定的な未知品目は無い。衝突が予測されなかった場合（２２７０）、２つの未知品目が未知品目リストに加えられる。従って、品目の合計数が、存在するとして識別された品目の数に、記録された衝突を生じさせ得る未知品目の最小数を加えた数であるとして推定される（２２８０）。特定ＩＤの数が推定合計品目数に等しくないと仮定すると、未知品目合計数はゼロにリセットされ（２２９５）、別の回のパスを開始する（２２２０）。特定ＩＤの数が既に識別されているＩＤの数＋未知品目数に等しい場合に最終的にループから抜け出し（２２９０）、所定の信頼レベルが満たされる（２２９６）。
【０１４５】
これまで、チャネルの時間変動及び受信信号レベルについての仮定は行っていない。「衝突低減を用いない方法（no collision mitigation method）」はチャネルが静的または動的であるかどうかに拘らず適用することができる。戻り信号が一定の電力レベル及び位相を有する静的チャネル状態の場合、より多くの情報が読み取り器１００において受信信号レベルの形で利用することができる。既知のタグが後続の回のパスにおいてどのチャネルを選択するのかについて認識するのに加えて、タグの信号レベルも既知であると仮定すると、更に別の埋もれたタグが、予測される衝突に含まれるか否かを判断することができる。例えば、パス＃２におけるチャネル０での衝突には、２個の既知のタグ及び１個の未知のタグが含まれる。既知のタグ群の信号レベルも既知になってしまうとすると、衝突における合計信号レベルを個々の信号レベルと比較して衝突に追加の未知のタグが隠れていたか否かを判断することができる。このような環境によって、読み取り器１００は、全ての衝突を考慮して解消したので埋もれたタグは無いという確信をもって全てのタグを個別に識別した（この場合は８回のパス）後、その調査を終了させることができる。
【０１４６】
従って、識別タグの信号レベルを認識することによって、棚卸計上を一層確実なものとすることができる。しかしながら、信号レベル情報によって、全ての既知のタグが個々に判明した後に単に調査を終了させる以外に、取得時間をも改善することができる。これについては次節において説明する。
順方向衝突低減の例
タグが個々に識別されると、タグによる全ての後続の回のパスにおけるチャネル選択が読み取り器１００により認識される。タグの信号レベル及び位相が更に認識されると、当該タグによって衝突が生じることがないようにすることができる。タグからの信号は基本的に、後続の衝突を生じないように取り除くことができ、これによって当該信号を信号グループから効果的に取り除く。図２３に示す実験について検討する。タグ１，３，５，及び７はパス＃１の間に、存在するものとして識別される。これらのタグの信号レベル及び位相も求めることができると仮定する。
【０１４７】
パス＃２の間に、タグ１及び５はタグ・データをチャネル０で送信すると判明する。これらのタグの信号レベルが認識されるので、これらのタグを取り除くことができ、タグ４のみが次に識別することができるタグとして残る。同様に、タグ７はタグ・データをパス＃２の間にチャネル４で送信すると予測されており、このタグを取り除くことによって、タグ６のみが識別対象として残る。依然としてチャネル１における衝突が未解消であるので、アルゴリズムによる少なくとも他の１回のパスが必要になる。
【０１４８】
パス＃３の間に、タグ２が一つのチャネルに単独で現われて識別される。タグ１はタグ・データをチャネル３で送信すると予測されているので、タグ１を取り除き、タグ８のみが次に識別することができるタグとして残る。他の全ての衝突には、既知のタグのみが含まれるので、タグの計上は、図２１に示すような衝突低減を用いない場合の８回以上のパス（必要な信頼レベルに依存する）ではなく、アルゴリズムの３回のパスによって完全な信頼性をもって完了している。
【０１４９】
固有の静的チャネルの場合、識別タグの信号強度は高い精度で認識することができる。拡張ＰＮチャネルの場合を検討する。この実験では、タグ群は８チップ長の拡張ＰＮ系列の異なるコード位相を選択する。この８チップ長のＰＮ系列は、タグＩＤの各ビットに関してそのままの形、または反転させた形のいずれかで送信されるが、いずれにするかは特定のＩＤビットの意味によって変わる。読み取り器１００では、受信機の相関器は信号レベルをビット当たり８チップに渡ってほぼ平均する。この処理は、ＩＤの全ビット（例えば１２８）に関して実行して、８×１２８＝１０２４個のサンプルに渡っての平均を行い、１０ｌｏｇ（１０２４）＝３０ｄＢの信号対雑音比平均利得を得る。非常に多くの予測タグ及び非常に多くの（＞３２）利用可能なチャネルを含むより実用的な場合では、利得は高くなる。３２チャネル及び１２８ビットの場合、３６ｄＢの信号対雑音比の利得が得られる。
双方向衝突低減の例
計数時間に関する更に大きな改善が、読み取り器１００が前の回のパスからの波形サンプルを保存する場合に行われる。波形を保存することによって、前の回のパスを再調査し、後続の回のパスとして処理することができ、この場合、後続の回のパスから前の回の衝突を取り除くことができる。これは、一旦、タグが識別されると、全ての後続の回のパスにおける挙動（activity）が判明するだけでなく、全ての前の回のパスにおけるチャネル選択及び信号レベルも判明するからである。
【０１５０】
図２４に示す例を検討する。パス＃１の間に、タグ１，３，５，及び７がビット・パターン、信号レベル及び位相の全てに関して識別される。順方向衝突低減の場合と同様に、タグ４はパス＃２において識別することができる。何故なら、タグ１及び５による影響をチャネル０における衝突から取り除くことができるからである。同様に、タグ７による影響をチャネル４における衝突から取り除くことによって、タグ６を識別することができる。パス＃２及び順方向衝突低減の適用の後、タグ１，３，４，５，６，及び７が判明する。
【０１５１】
３回目のパスを必要とするのではなく、順方向衝突低減の適用の後にパス＃１の結果を再調査することができる。タグ４がパス＃２の間に識別されると、タグ４を１回目のパスの保存結果のチャネル２から取り除いてタグ８との衝突を解消することができる。タグ６がパス＃２の間に識別されると、タグ６を１回目のパスの保存結果のチャネル１から取り除いてタグ２との衝突を解消することができる。この場合、全ての８個のタグを無事に識別するためには２回のパスのみで済む。順方向衝突低減及び双方向衝突低減の両方から得られる効果は、より多くのチャネル及びタグが含まれる場合に一層大きくなる。
【０１５２】
従って、非常に優れた性能（例えば、読み取り時間及び容量）を提供するマルチパス送信アルゴリズム（好適にはスペクトル拡散方式を用いる）を利用する単方向通信システムについて全て記載してきた。衝突低減方法、動的チャネル・プロファイル、及び起動範囲を取り入れることによって、システム性能を更に高めることができる。記載の通信システムは本テキストにおいて詳述された好適な実施形態及び実施例に制限されない多くの適用形態を有する。本発明はまた、双方向通信デバイス、能動駆動型ユーザデバイス、及びネットワーク・デバイスに本発明の基本特性（以下の請求項に記載される）から逸脱しない範囲において適用することができる。
【０１５３】
本発明は、他の特殊な構成で、本発明の技術思想または基本特性から逸脱しない範囲において具体化することができる。記載の実施形態は全ての態様において例示としてのみ捉えられるべきであり、制限的に捉えられるべきではない。従って、本発明の技術範囲は、これまでの記述ではなく、添付の請求項によって示される。請求項の意味及び等価物の範囲に含まれる全ての変更はこれらの請求項の技術範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明による単一の送信先デバイスと通信する複数の送信元デバイスの鳥瞰図。
【図２】本発明に従って動作しながら、タグに保存されるデータをどのように変更し、使用して通信チャネルを決定するかを示す図。
【図３】本発明による、タグに保存されるデータをスクランブルするために使用するプロセスの鳥瞰図。
【図４】本発明による、読み取り器において実行される複数のタグ通信及び逆スクランブル（デスクランブル方法）のシステム鳥瞰図。
【図５】本発明による、タグ変調器の拡散利得を調整するために使用される読み取り器波形。
【図６】本発明による、読み取り器命令波形、ならびにタグ検出回路の波形を検出するために使用されるタグ回路の好適な実施形態。
【図７】本発明によるタグのブロックの鳥瞰図。
【図８】本発明によるタグ送信状態を表わす概略的なフローチャート。
【図９】本発明によるタグ送信状態を表わす詳細なフローチャート。
【図１０】本発明による通常の実施形態における読み取り器と種々のタグとの間の容量結合を使用する用途。
【図１１】本発明による、チャネルを生成して、タグがタグに保存されるデータに基づいて通信を行うようにする方法。
【図１２】本発明による、パス依存かつ変調方法に焦点を当てた簡易タグ機能ブロック図。
【図１３】本発明による読み取り器の詳細なブロック図。
【図１４】本発明によるウォルシュ・コード信号の高速変換方法の一例。
【図１５】本発明による擬似雑音系列の高速相関に関する読み取り器受信機の信号処理の詳細例。
【図１６】本発明による読み取り器の信号処理の簡易機能ブロック図。
【図１７】本発明による、衝突が生じている場合の例示としての波形。
【図１８】本発明による、衝突が生じている場合の例示として幾つかの波形。
【図１９】本発明による読み取り器動作の概略的なフローチャート。
【図２０】本発明による、読み取り器が信号を、順方向衝突低減方法を使用して処理する様子を表わす詳細なフローチャート。
【図２１】本発明に従って適用される衝突低減方法を用いない例示としての棚卸計数。
【図２２】衝突低減方法が本発明に従って適用されない場合の棚卸アルゴリズムの例示としてのフローチャート。
【図２３】本発明による順方向衝突低減方法を用いて行われる例示としての棚卸計数。
【図２４】本発明による双方向衝突低減方法を用いて行われる例示としての棚卸計数。
【図２５】本発明による読み取り器処理のフロー図の一例。
【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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【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２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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