(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の応答器との無線通信を行う質問器であって、
各応答器の持つ暫定番号のビット列のうち所定の長さの単位ビット列のオン信号送信の要求を送信し、該要求に応じて各応答器から送信されたオン信号を受信し、該オン信号に基づいて各応答器の少なくとも暫定番号の一部のビット列を特定し、暫定番号の全てのビット列が特定されるまで、予め定められた優先順位に基づいて暫定番号のビット列特定を継続する暫定番号特定部と、
前記暫定番号特定部により暫定番号の全てのビット列が特定された応答器に対して識別情報の送信の要求を送信し、該要求に応じて該応答器から送信された識別情報を受信する識別情報取得部と
を備える質問器。
【請求項２】
請求項１に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、複数の応答器から送信された複数の種類の単位ビット列のオン信号を区別して受信することを特徴とする質問器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、受信したオン信号に基づいて単位ビット列を互いに連ねて暫定番号の全てのビット列を特定することを特徴とする質問器。
【請求項４】
請求項２に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、複数の応答器から複数の種類の単位ビット列のオン信号を受信した場合、複数の応答器に対して複数の種類の単位ビット列のオン信号を受信したことを通知することを特徴とする質問器。
【請求項５】
請求項４に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、複数の応答器から複数の種類の単位ビット列のオン信号を受信した場合、予め設定された単位ビット列の優先順位に基づいて前記複数の種類の単位ビット列の優先順位を決定し、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列以外の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを暫定番号スタックとして記憶すると共に、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを新たな暫定番号ビット列として記憶することを特徴とする質問器。
【請求項６】
請求項５に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、前記識別情報取得部によりある応答器の識別情報が受信され、前記暫定番号スタックにまだ暫定番号が特定されていないビット列がある場合、前記暫定番号スタックにおける最新のビット列を暫定番号ビット列として新たな暫定番号の特定を行うことを特徴とする質問器。
【請求項７】
質問器との無線通信を行う応答器であって、
暫定番号を生成する暫定番号生成部と、
暫定番号のビット列のうち所定の長さの単位ビット列のオン信号送信の要求を質問器から受信した場合、前記単位ビット列のオン信号を送信するオン信号送信部と、
質問器から識別情報の送信の要求を受信した場合、識別情報を前記質問器へ送信する識別情報送信部と
を備え、
前記オン信号送信部は、前記質問器により複数の種類の単位ビット列のオン信号が受信されたことが通知された場合、直前に送信したオン信号と予め設定された単位ビット列の優先順位とに基づいて待ち行列カウンタを設定することを特徴とする応答器。
【請求項８】
請求項７に記載の応答器において、
前記オン信号送信部は、前記質問器から複数の種類の単位ビット列のオン信号を受信されたことの通知または次の単位ビット列のオン信号送信の要求を受信し、且つ前記待ち行列カウンタが０である場合、次の単位ビット列のオン信号を送信することを特徴とする応答器。
【請求項９】
質問器と複数の応答器の無線通信により応答器の認証を行う応答器認証方法であって、
各応答器において、暫定番号を生成するステップと、
質問器において、各応答器の持つ暫定番号のビット列のうち所定の長さの単位ビット列のオン信号送信の要求を送信するステップと、
各応答器において、質問器からのオン信号の送信要求を受信した場合、前記単位ビット列のオン信号を送信するステップと、
質問器において、各応答器から送信されたオン信号に基づいて各応答器の少なくとも暫定番号の一部のビット列を特定するステップと、
質問器において、暫定番号の全てのビット列が特定されるまで、予め定められた優先順位に基づいて暫定番号のビット列特定を継続するステップと、
質問器において、暫定番号の全てのビット列が特定された応答器に対して識別情報の送信の要求を送信するステップと、
応答器において、質問器から識別情報の送信の要求を受信した場合、該識別情報を前記質問器へ送信するステップと、
質問器において、応答器から送信された識別情報を受信するステップと
を実行する応答器認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質問器と応答器の通信において、応答器の認証を行う質問器、応答器、応答器認証方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムやＩＣ（Integrated Circuit）カードシステムなど、複数の応答器（トランスポンダ、タグ、ＩＣカードなど)と質問器（インタロゲータ、リーダ／ライタ、Ｒ／Ｗなど）との間で無線通信によるデータの送受信を行うシステムにおいては、応答器の認証（ＩＤ認証）処理が行われる。
【０００３】
一つの質問器に対して複数の応答器がある場合、質問器の認証コマンドに対して応答器が一斉に応答するため、無線信号の衝突が起こり、質問器は応答を受信できないという問題がある。
【０００４】
衝突防止（アンチコリジョン）付き認証処理方式として、国際規格であるＩＳＯ−１８０００ｐａｒｔ６がある。
【０００５】
ＩＳＯ−１８０００ｐａｒｔ６のうちＴｙｐｅＡは、乱数時分割方式であり、スロットアロハ法と呼ばれる。以下、ＴｙｐｅＡの動作について説明する。質問器の認証コマンドに対して、応答器は、乱数を発生させ、その値に相当するスロットにＩＤを送信する。質問器は、受信に成功した場合、受信応答器署名を通知する。応答器は、署名の受信に失敗した場合（衝突検知）、再度乱数を発生させ、その値に相当する時間を待ってからＩＤを送信する。
【０００６】
また、ＩＳＯ−１８０００ｐａｒｔ６のうちＴｙｐｅＢは、乱数状態遷移方式である。以下、ＴｙｐｅＢの動作について説明する。応答器は、タイマカウンタを備え、質問器の認証コマンドに対して、タイマカウンタが０のときのみ応答する。質問器は、受信に失敗した場合（衝突検知）、対応する応答器に通知する。応答器は、直前に応答し、失敗を受信した応答器は、乱数（“０”か“１”）を発生させ、“０”を発生した応答器は再度ＩＤを送信し、“１”を発生した応答器はタイマカウンタを増加させる。
【０００７】
また、その他の衝突防止付き認証処理方式として、アドレスビット送信方式がある（例えば、特許文献１参照。）。応答器は、ＩＤをビット単位で対応するスロットを用いて送信し、質問器は、“０”か“１”のどちらか一方、または“０”か“１”の両方を受信する。質問器は、“０”か“１”のどちらか一方を受信した場合、送信した応答器に次ビットの送信を要求する。“０”か“１”の両方を受信した場合、例えば“１”を優先して“１”を送信した応答器に次ビットの送信を要求する。また、質問器は、それまでに受信したビットを連ねた探索待ちビット列に、受信した“０”をスタックする。
【特許文献１】米国特許第６７２７８０３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した乱数時分割方式と乱数状態遷移方式において、応答器が乱数で応答可否を決定しているため、応答器が多い場合、衝突率が増大する。さらにスロットアロハ法において、応答器が少ない場合、スロット数により応答期間が固定されるため、効率が悪いという課題がある。
【０００９】
また、上述したアドレスビット送信方式は、ＩＤの一意性を利用して衝突を回避する効率的な探索方式であるが、応答器の個数に関わらず、ＩＤ長まで探索しなければならないので認証処理が長時間になるという課題がある。例えば、応答器が２つの場合であっても、一般的には９６ビットや１２８ビットといったＩＤ長まで探索しなければならない。
【００１０】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、認証の処理時間を短縮する質問器、応答器、応答器認証方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明は、応答器との無線通信を行う質問器であって、応答器の持つ暫定番号のビット列のうち所定の長さのビット列である単位ビット列の送信の要求を送信し、該要求に応じて応答器から送信された単位ビット列を受信し、該単位ビット列に基づいて応答器の暫定番号を特定する暫定番号特定部と、前記暫定番号特定部により応答器の暫定番号が特定された場合、該応答器の識別情報の送信の要求を該応答器へ送信し、該要求に応じて応答器から送信された識別情報を受信する識別情報取得部とを備えたものである。
【００１２】
また、本発明に係る質問器において、前記暫定番号特定部は、応答器から送信された複数の種類の単位ビット列を区別して受信することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る質問器において、前記暫定番号特定部は、受信した単位ビット列を連ねたものを暫定番号ビット列として記憶することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明に係る質問器において、前記暫定番号特定部は、応答器から複数の種類の単位ビット列を受信した場合、複数の種類の単位ビット列を受信したことを通知する複数受信通知を応答器へ送信することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明に係る質問器において、前記暫定番号特定部は、応答器から複数の種類の単位ビット列を受信した場合、予め設定された単位ビット列の優先順位に基づいて前記複数の種類の単位ビット列の優先順位を決定し、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列以外の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを暫定番号スタックとして記憶すると共に、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを新たな暫定番号ビット列として記憶することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明に係る質問器において、前記暫定番号特定部は、前記識別情報取得部によりある応答器の識別情報が受信され、前記暫定番号スタックにまだ暫定番号が特定されていないビット列がある場合、前記暫定番号スタックにおける最新のビット列を暫定番号ビット列として新たな暫定番号の特定を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明に係る質問器において、前記暫定番号は、前記識別情報より短い情報であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明は、質問器との無線通信を行う応答器であって、暫定番号を生成する暫定番号生成部と、暫定番号のビット列のうち所定の長さのビット列である単位ビット列の送信の要求を質問器から受信した場合、前記単位ビット列を送信する単位ビット列送信部と、質問器から識別情報の送信の要求を受信した場合、識別情報を前記質問器へ送信する識別情報送信部とを備えたものである。
【００１９】
また、本発明に係る応答器において、前記単位ビット列送信部は、前記質問器により複数の種類の単位ビット列が受信されたことを通知する複数受信通知を受信した場合、直前に送信した単位ビット列と予め設定された単位ビット列の優先順位とに基づいて待ち行列カウンタを設定することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明に係る応答器において、前記単位ビット列送信部は、前記質問器から複数受信通知または次の単位ビット列の送信の要求を受信し、且つ前記待ち行列カウンタが０である場合、次の単位ビット列を送信することを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明に係る応答器において、前記単位ビット列送信部は、前記単位ビット列に対応するスロットを用いて送信することを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明に係る応答器において、前記暫定番号は、前記識別情報より短い情報であることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明は、質問器と応答器の無線通信により応答器の認証を行う応答器認証方法であって、応答器において、暫定番号を生成する暫定番号生成ステップと、質問器において、応答器の持つ暫定番号のビット列のうち所定の長さのビット列である単位ビット列の送信の要求を送信する単位ビット列要求送信ステップと、応答器において、前記暫定番号要求ステップにより送信された要求を受信した場合、前記単位ビット列を送信する単位ビット列送信ステップと、質問器において、前記暫定番号送信ステップにより送信された単位ビット列を受信し、該単位ビット列に基づいて応答器の暫定番号を特定する暫定番号特定部と、質問器において、前記暫定番号特定ステップにより応答器の暫定番号が特定された場合、該応答器の識別情報の送信の要求を該応答器へ送信する識別情報送信要求送信ステップと、応答器において、前記識別情報要求ステップにより送信された要求を受信した場合、識別情報を前記質問器へ送信する識別情報送信ステップと、質問器において、前記識別情報送信ステップにより送信された識別情報を受信する識別情報受信ステップとを実行するものである。
【００２４】
また、本発明に係る応答器認証方法において、前記暫定番号特定ステップは、複数の種類の単位ビット列を区別して受信することを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明に係る応答器認証方法において、前記暫定番号特定ステップは、受信した単位ビット列を連ねたものを暫定番号ビット列として記憶することを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明に係る応答器認証方法において、前記暫定番号特定ステップは、応答器から複数の種類の単位ビット列を受信した場合、複数の種類の単位ビット列を受信したことを通知する複数受信通知を応答器へ送信することを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明に係る応答器認証方法において、前記暫定番号特定ステップは、応答器から複数の種類の単位ビット列を受信した場合、予め設定された単位ビット列の優先順位に基づいて前記複数の種類の単位ビット列の優先順位を決定し、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列以外の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを暫定番号スタックとして記憶すると共に、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを新たな暫定番号ビット列として記憶することを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明に係る応答器認証方法において、前記識別情報取得ステップによりある応答器の識別情報が受信され、前記暫定番号スタックにまだ暫定番号が特定されていないビット列がある場合、前記暫定番号特定ステップを再び実行し、前記暫定番号スタックにおける最新のビット列を暫定番号ビット列として新たな暫定番号の特定を行うことを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明に係る応答器認証方法において、前記単位ビット列送信ステップは、前記質問器により複数の種類の単位ビット列が受信されたことを通知する複数受信通知を受信した場合、直前に送信した単位ビット列と予め設定された単位ビット列の優先順位とに基づいて待ち行列カウンタを設定することを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明に係る応答器認証方法において、前記単位ビット列送信ステップは、前記質問器から複数受信通知または次の単位ビット列の送信の要求を受信し、且つ前記待ち行列カウンタが０である場合、次の単位ビット列を送信することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、応答器が暫定番号を決定して、単位ビット列毎に送信し、応答器と質問器が優先順位を判断することにより、認証の処理時間が短縮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
実施の形態１．
まず、本実施の形態に係る無線通信システムの概要について説明する。
【００３４】
図１は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。この無線通信システムは、質問器１、複数の応答器２を備える。
【００３５】
次に、質問器１の概要について説明する。図２は、本実施の形態に係る質問器の構成の一例を示すブロック図である。質問器１は、送信アンテナ１０１、電源回路１０２、クロック生成回路１０３、送信部１０４、変調回路１０５、搬送波生成回路１０６、復調回路１０７、副搬送波検出回路１０８、ミキサ回路１０９、低雑音増幅回路１１０、受信アンテナ１１１、制御回路１２１、メモリ部１２２、外部ＩＦ（Interface）回路１２３を備える。電源回路１０２は、各部に電源を供給する。クロック生成回路１０３は、各部にクロックを供給する。制御回路１２１は、プログラムやデータを記憶するメモリ部１２２を用いて各部の制御を行う。
【００３６】
外部ＩＦ回路１２３が外部から取得したデータをもとに制御回路１２１により処理された送信データは、搬送波生成回路１０６により生成された搬送波を用いて変調回路１０５により変調されて送信信号となり、この送信信号は送信部１０４により増幅され、送信アンテナ１０１を介して応答器２へ送信される。
【００３７】
また、受信アンテナ１１１を介して受信された受信信号は、低雑音増幅回路１１０により増幅され、搬送波生成回路１０６により生成された搬送波を用いてミキサ回路１０９によりダウンコンバートされ、更に副搬送波検出回路１０８によりダウンコンバートされ、復調回路１０７により受信データに変換され、制御回路１２１で処理され、その結果が外部ＩＦ回路から外部へ出力される。
【００３８】
次に、応答器２の概要について説明する。図３は、本実施の形態に係る応答器の構成の一例を示すブロック図である。応答器２は、アンテナ２０１、整合・増幅回路２０２、整流・電圧安定化回路２０３、クロック抽出回路２０４、復調変調回路２０５、副搬送波生成回路２０６、制御回路２２１、メモリ部２２２、乱数生成回路２２３を備える。また、予め応答器２に対して固有のＩＤが設定される。
【００３９】
アンテナ２０１で受信され、整合・増幅回路２０２により整合、増幅された、質問器１からの受信信号は、整流・電圧安定化回路２０３により電源に変換され、各部に供給される。更に、質問器１からの受信信号は、クロック抽出回路２０４によりクロックが抽出され、各部に供給される。最初に、質問器１から連続波が送信され、応答器２は、この連続波から電源とクロックを生成することにより活性化される。その後、質問器１からの受信信号は、副搬送波生成回路２０６により生成された副搬送波を用いて復調変調回路２０５により復調され、制御回路２２１で処理され、その結果がメモリ部２２２へ格納される。
【００４０】
また、メモリ部２２２または乱数生成回路２２３に基づいて制御回路２２１で処理されたデータは、副搬送波生成回路２０６により生成された副搬送波を用いて復調変調回路２０５により変調され、整合・増幅回路２０２により整合、増幅され、アンテナ２０１を介して質問器１へ送信される。
【００４１】
また、予め設定された応答器の識別情報であるＩＤや、乱数生成回路２２３により生成される暫定番号は、暫定番号ビット列としてメモリ部２２２に格納され、制御回路２２１の指示により読み出される。暫定番号ビット列長Ｎは、ＩＤビット列長Ｍより短い。また、暫定番号ビット列は、所定の長さのビット列である単位ビット列ごとに読み出され、質問器１へ送信される。
【００４２】
次に、本発明に係る無線通信システムの認証処理の動作について説明する。本実施の形態においては、単位ビット列長を１ｂｉｔとし、単位ビット列の優先順位を“０”，“１”の順とする。
【００４３】
まず、質問器１における認証処理の動作について説明する。
【００４４】
図４は、本実施の形態に係る質問器１の認証処理の動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御回路１２１は、メモリ部１２２内のパラメータ（暫定番号スタック、暫定番号レジスタ、受信ビットポインタ、衝突フラグ）を初期化する（Ｓ１１１）。暫定番号レジスタは、受信した暫定番号ビット列を格納する。暫定番号スタックは、探索中の暫定番号ビット列を格納する。受信ビットポインタは、暫定番号ビット列のうち受信した単位ビット列の位置を示すポインタである。衝突フラグは、衝突フラグは、ＩＤの受信が正常に行われなかった場合にオン（“１”）となる。
【００４５】
次に、制御部１２１は、ＩＤ認証命令（“Ｒｅａｄ＿ＩＤ”）を応答器２へ送信する（Ｓ１１２）。次に、制御部１２１は、スロット番号０とスロット番号１のうち１つのスロットだけでオン信号を受信したか否かの判断を行う（Ｓ１２１）。１つのスロットだけでオン信号を受信した場合（Ｓ１２１，Ｙ）、制御部１２１は、暫定番号ビット列の全ビットの受信が終了したか否かの判断を行う（Ｓ１２２）。すなわち、制御部１２１は、受信ビットポインタの値がＮであるか否かの判断を行う。受信が終了した場合（Ｓ１２２，Ｙ）、処理Ｓ１４１へ移行する。一方、受信が終了していない場合（Ｓ１２２，Ｎ）、暫定番号レジスタの値のうち受信ビットポインタが示す単位ビット列に、オン信号を受信したスロット番号の値を設定し（Ｓ１２３）、制御部１２１は、受信ビットポインタを単位ビット列長だけ増加させ（Ｓ１２４）、次の単位ビット列の送信の要求である次ビット送信命令（“Ｒｅａｄ＿Ｎｅｘｔ”）を応答器２へ送信し（Ｓ１２５）、処理Ｓ１２１へ戻る。
【００４６】
処理Ｓ１２１において、１つのスロットだけでオン信号を受信していない場合（Ｓ１２１，Ｎ）、制御部１２１は、スロット番号０とスロット番号１の両方のスロットでオン信号を受信したか否かの判断を行う（Ｓ１３１）。両方のスロットでオン信号を受信していない場合（Ｓ１３１，Ｎ）、すなわち、いずれのスロットにおいてもオン信号を受信しなかった場合、認証する応答器２がないことになり、このフローを終了する。一方、両方のスロットでオン信号を受信した場合（Ｓ１３１，Ｙ）、制御部１２１は、暫定番号レジスタに既に格納されているビット列と、受信ビットポインタが示す単位ビット列の値を１としたビット列とをあわせて、暫定番号スタックにスタックする（Ｓ１３２）。すなわち、予め定められた単位ビット列の優先順位において優先する単位ビット列が“０”であり、受信単位ビット列のうち“０”は暫定番号レジスタの受信ビットポインタの位置に格納され、受信単位ビット列のうち“１”は暫定番号スタックの受信ビットポインタの位置に格納される。次に、制御部１２１は、暫定番号ビット列の全ビットの受信が終了したか否かの判断を行う（Ｓ１３３）。すなわち、制御部１２１は、受信ビットポインタの値がＮであるか否かの判断を行う。
【００４７】
受信が終了していない場合（Ｓ１３３，Ｎ）、制御部１２１は、受信ビットポインタを単位ビット列長だけ増加させ（Ｓ１３４）、複数の種類の単位ビット列を受信したことを示す複数受信通知（“Ｒｅａｄ＿Ｍｕｌｔｉ”）を応答器２へ送信し（Ｓ１３５）、処理Ｓ１２１へ戻る。
【００４８】
処理Ｓ１３３において、受信が終了した場合（Ｓ１３３，Ｙ）、制御部１２１は、暫定番号が特定された応答器２にＩＤの送信を要求するＩＤ送信命令（“Ｓｅｎｄ＿ＩＤ”）を送信し（Ｓ１４１）、このＩＤ送信命令に対する応答器２からのＩＤが正常に受信できたか否かの判断を行う（Ｓ１４３）。ＩＤが正常に受信できなかった場合（Ｓ１４３，Ｎ）、制御部１２１は、衝突フラグをオンとし（Ｓ１４４）、処理Ｓ１５１へ移行する。一方、ＩＤが正常に受信できた場合（Ｓ１４３，Ｙ）、制御部１２１は、認証確認を応答器２へ送信し（Ｓ１４５）、処理Ｓ１５１へ移行する。
【００４９】
次に、制御部１２１は、暫定番号スタックが空であるか否かの判断を行う（Ｓ１５１）。暫定番号スタックが空である場合（Ｓ１５１，Ｙ）、制御部１２１は、衝突フラグがオンであるか否かの判断を行う（Ｓ１５２）、衝突フラグがオフ（“０”）である場合（Ｓ１５２，Ｎ）、応答器２の認証を終了したことになり、このフローを終了する。一方、衝突フラグがオンである場合（Ｓ１５２，Ｙ）、処理Ｓ１１１へ戻る。
【００５０】
処理Ｓ１５１において、暫定番号スタックが空でない場合（Ｓ１５１，Ｎ）、制御部１２１は、最新の暫定番号スタックに格納されたビット列を暫定番号レジスタに格納し、受信ビットポインタを暫定番号レジスタのビット列の次の位置に戻し（Ｓ１５３）、処理Ｓ１１２へ戻り、他の応答器２の認証を行う。
【００５１】
次に、応答器２における認証処理の動作について説明する。
【００５２】
図５は、本実施の形態に係る応答器２の認証処理の動作の一例を示すフローチャートである。まず、質問器１からの連続波により活性化された応答器２の制御回路２２１は、メモリ部２２２内のパラメータ（送信ビットポインタ、待ち行列カウンタ、認証フラグ、衝突フラグ）を初期化（“０”クリア）するとともに、乱数発生回路２２３により暫定番号ビット列を発生させ、メモリ部２２２の暫定番号レジスタに格納する（Ｓ２１１）。暫定番号ビット列は、ＬＳＢまたはＭＳＢから順に送信される。送信ビットポインタは、暫定番号ビット列のうち送信した単位ビット列の位置を示すポインタである。認証フラグは、ＩＤ認証が完了した場合にオンとなる。衝突フラグは、ＩＤの送信が正常に行われなかった場合にオンとなる。待ち行列カウンタは、予め定められた単位ビット列の優先順位に基づいて値が設定され、応答器２は待ち行列カウンタが０になると単位ビット列の送信を行うことができる。
【００５３】
次に、制御回路２２１は、質問器１からＩＤ認証命令（“Ｒｅａｄ＿ＩＤ”）を受信したか否かの判断を行う（Ｓ２１２）。ＩＤ認証命令を受信しない場合（Ｓ２１２，Ｎ）、処理Ｓ２１２へ戻る。一方、ＩＤ認証命令を受信した場合（Ｓ２１２，Ｙ）、制御回路２２１は、認証フラグがオンであるか否かの判断を行う（Ｓ２１３）。認証フラグがオンである場合（Ｓ２１３，Ｙ）、このフローを終了する。一方、認証フラグがオフ（“０”）である場合（Ｓ２１３，Ｎ）、制御回路２２１は、衝突フラグがオンであるか否かの判断を行う（Ｓ２１４）。衝突フラグがオンである場合（Ｓ２１４，Ｙ）、処理Ｓ２１１へ戻る。一方、衝突フラグがオフである場合（Ｓ２１４，Ｎ）、制御回路２２１は、暫定番号レジスタの値のうち送信ビットポインタが示す単位ビット列の値に等しいスロット番号のスロットにオン信号を送信し（Ｓ２１５）、暫定番号ビット列の全ビットの送信が終了したか否かの判断を行う（Ｓ２１６）。すなわち、制御回路２２１は、送信ビットポインタの値がＮであるか否かの判断を行う。
【００５４】
送信が終了していない場合（Ｓ２１６，Ｎ）、制御回路２２１は、送信ビットポインタを単位ビット列長だけ増加させ（Ｓ２１７）、次ビット送信命令（“Ｒｅａｄ＿Ｎｅｘｔ”）を受信したか否かの判断を行う（Ｓ２２１）。次ビット送信命令を受信した場合（Ｓ２２１，Ｙ）、制御回路２２１は、待ち行列カウンタ＝０であるか否かの判断を行う（Ｓ２２２）。待ち行列カウンタ＝０である場合（Ｓ２２２，Ｙ）、処理Ｓ２１５へ戻る。一方、待ち行列カウンタ＝０でない場合（Ｓ２２２，Ｎ）、処理Ｓ２２１へ戻る。
【００５５】
処理Ｓ２２１において、次ビット送信命令を受信していない場合（Ｓ２２１，Ｎ）、制御回路２２１は、複数受信通知（“Ｒｅａｄ＿Ｍｕｌｔｉ”）を受信したか否かの判断を行う（Ｓ２３１）。複数受信通知を受信した場合（Ｓ２３１，Ｙ）、制御回路２２１は、最新の送信単位ビット列＝０かつ待ち行列カウンタ＝０であるか否かの判断を行う（Ｓ２３２）。最新送信単位ビット列＝０かつ待ち行列カウンタ＝０である場合（Ｓ２３２，Ｙ）、処理Ｓ２１５へ戻る。一方、最新送信単位ビット列＝０かつ待ち行列カウンタ＝０でない場合（Ｓ２３２，Ｎ）、待ち行列カウンタに１を加算し（Ｓ２３３）、処理Ｓ２２１へ戻る。すなわち、予め定められた単位ビット列の優先順位において優先する単位ビット列が“０”であり、制御回路２２１は、送信単位ビット列が“１”であれば待ち行列カウンタを増加させて待機する。
【００５６】
処理Ｓ２３１において、複数受信通知を受信していない場合（Ｓ２３１，Ｎ）、制御回路２２１は、ＩＤ認証命令を受信したか否かの判断を行う（Ｓ２４１）。ＩＤ認証命令を受信した場合（Ｓ２４１，Ｙ）、制御回路２２１は、待ち行列カウンタから１を減算し、処理Ｓ２２１へ戻る。ＩＤ認証命令を受信していない場合（Ｓ２４１，Ｎ）、処理Ｓ２２１へ戻る。
【００５７】
処理Ｓ２１６において、送信が終了した場合（Ｓ２１６，Ｙ）、制御回路２２１は、質問器１からＩＤ送信命令（“Ｓｅｎｄ＿ＩＤ”）を受信し、質問器１へ応答器２のＩＤを送信し（Ｓ２５２）、このＩＤに対する質問器１からの認証確認（“Ａｃｋ”）を受信したか否かの判断を行う（Ｓ２５３）。所定の時間内にＩＤ受信応答を受信できなかった場合（Ｓ２５３，Ｎ）、衝突フラグをオンに設定し（Ｓ２５４）、処理Ｓ２１２へ移行する。一方、ＩＤ受信応答を受信した場合（Ｓ２５３，Ｙ）、制御回路２２１は、認証フラグをオンに設定し（Ｓ２５５）、処理Ｓ２１２へ移行する。
【００５８】
次に、スロットについて説明する。
【００５９】
図６は、本実施の形態に係るスロットの構成の一例を示すタイムチャートである。上から（ａ）単位ビット列（スロット番号）長＝１ｂｉｔ（スロット数＝２）の場合、（ｂ）単位ビット列長＝２ｂｉｔ（スロット数＝４）の場合、（ｃ）単位ビット列長＝３ｂｉｔ（スロット数＝８）の場合を示す。本実施の形態においては、スロット数＝２としている。スロット番号は、暫定番号ビット列のうち１回に送信する送信ビット列に対応する。応答器２は、処理Ｓ２１５において、送信ビット列に対応するスロットにオン信号を送信する。図７は、本実施の形態に係るスロットにおけるオン信号の一例を示すタイムチャートである。この図は、スロット数＝８、スロット番号＝４（単位ビット列＝“０１１”）の場合のオン信号の波形を表す。オン信号は、スロット内の一部が通常のレベルと異なるレベルになる信号である。
【００６０】
次に、質問器における暫定番号特定について説明する。
【００６１】
ここでは、スロット番号長＝１ｂｉｔ（スロット数＝２）、暫定番号ビット列長＝３ｂｉｔ、ＩＤビット列長＝９６ｂｉｔとする。図８は、本実施の形態に係る暫定番号の特定の動作の一例を示す図である。この図は、応答器２ａ，２ｂ，２ｃが、質問器１により認証される場合を示す。応答器２ａ，２ｂ，２ｃは、暫定番号としてそれぞれ“０００”，“０１０”，“１１１”を持つ。また、暫定番号の探索中、質問器１が両方の値を受信した場合、処理Ｓ１３２で述べたように、“０”を優先して暫定番号を探索する。探索枝中の各状態は、暫定番号レジスタの値を表す。
【００６２】
制御回路１２１は、暫定番号レジスタが空の状態、すなわち探索枝の最上段から開始する。この状態で応答器２ａ，２ｂ，２ｃから“０”と“１”の両方を受信すると、“１”は暫定番号スタックにスタックし、暫定番号レジスタの値は優先の“０”が付加されて“０”となる。この状態で応答器２ａ，２ｂから“０”と“１”の両方を受信すると、暫定番号レジスタの値に“１”を付加した“１０”が暫定番号スタックにスタックされ、暫定番号レジスタの値は優先の“０”が付加されて“００”となる。この状態で応答器２ａから“０”を受信すると、暫定番号レジスタの値は受信した“０”が付加されて“０００”となる。ここで、制御回路１２１は、応答器２ａの暫定番号“０００”の特定を完了し、続いて応答器２ａのＩＤの受信を行う。
【００６３】
次に、制御回路１２１は、暫定番号スタックの最新の値である“１０”を暫定番号レジスタの値とする。この状態で応答器２ｂから“０”を受信すると、暫定番号レジスタの値は受信した“０”が付加されて“０１０”となる。ここで、制御回路１２１は、応答器２ｂの暫定番号“０１０”の特定を完了し、続いて応答器２ｂのＩＤの受信を行う。
【００６４】
次に、制御回路１２１は、暫定番号スタックの次の値である“１”を暫定番号レジスタの値とする。この状態で応答器２ｃから“１”を受信すると、暫定番号レジスタの値は受信した“１”が付加されて“１１”となる。この状態で応答器２ｃから“１”を受信すると、暫定番号レジスタの値は受信した“１”が付加されて“１１１”となる。ここで、制御回路１２１は、応答器２ｃの暫定番号“１１１”の特定を完了し、続いて応答器２ｃのＩＤの受信を行い、すべての応答器のＩＤ認証が完了する。
【００６５】
つまり、質問器１が複数の種類の単位ビット列を受信し、優先されなかったビット列を暫定番号スタックにスタックさせておき、優先された応答器の暫定番号が特定され、ＩＤが受信された後に、暫定番号スタックのビット列から暫定番号の特定を再開することにより、暫定番号ビット列を応答器毎に最初から受信する必要がなくなり、認証処理の時間を短縮することができる。
【００６６】
上述したように、ＩＤより短い情報である暫定番号を応答器のＩＤ認証の優先順位の決定のために用い、暫定番号を特定してからＩＤの認証を行うことにより、認証処理に要する時間を低減することができる。また、応答器２は送信単位ビット列と予め定められた優先順位とに基づいて自己の待ち行列カウンタを設定することにより、衝突を防ぐとともに、質問器１から応答器２への暫定番号またはＩＤの問い合わせを行う必要がなく、認証処理の時間を低減することができる。また、質問器１は応答器２からの複数の種類の単位ビット列を区別して受信するとともに、最優先の暫定番号以外で特定の途中の暫定番号をスタックし、その後、途中から暫定番号の特定を行うことにより、最優先以外の暫定番号を初めから受信し直す必要がなく、認証処理の時間を低減することができる。
【００６７】
実施の形態２．
実施の形態１においては単位ビット列長＝１ｂｉｔとしたが、本実施の形態では、単位ビット列長を２ｂｉｔ以上とした場合について説明する。例えば、単位ビット列長を２ｂｉｔとし、単位ビット列の優先順位を“００”，“０１”“１０”，“１１”の順とする。
【００６８】
まず、質問器１における認証処理の動作について説明する。
【００６９】
図９は、本実施の形態に係る質問器１の認証処理の動作の一例を示すフローチャートである。図４と同一符号は図４に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。図４と比較すると図９は、処理Ｓ１３５の代わりに処理Ｓ３３５を実行する。処理Ｓ３３５において、制御回路１２１は、予め定められた単位ビット列の優先順位に基づいて、受信した複数の単位ビット列のうち最優先する単位ビット列を決定し、これを最優先単位ビット列として複数受信通知に含め、応答器２へ送信する。これにより、暫定番号ビット列に最優先単位ビット列以外の受信された単位ビット列は、暫定番号スタックにスタックされ、暫定番号ビット列に最優先単位ビット列を追加したものが暫定番号レジスタに格納される。
【００７０】
次に、応答器２における認証処理の動作について説明する。
【００７１】
図１０は、本実施の形態に係る応答器２の認証処理の動作の一例を示すフローチャートである。図５と同一符号は図５に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。図５と比較すると図１０は、処理Ｓ２３２の代わりに処理Ｓ４３２を実行する。処理Ｓ４３２において、制御回路２２１は、最新の送信単位ビット列が複数受信通知に含まれた最優先単位ビット列であり、かつ待ち行列カウンタ＝０であるか否かの判断を行う。これにより、最優先単位ビット列以外の送信単位ビット列を持つ応答器２は待機時間カウンタを増加させ、待機する。
【００７２】
上述したように、質問器１が複数受信通知に最優先単位ビット列を含めて応答器２へ送信し、応答器２が複数受信通知に含まれた最優先単位ビット列と送信単位ビット列とに基づいて自己の待ち行列カウンタを設定することにより、単位ビット列長が２以上であっても適切な待ち行列カウンタを設定することができる。
【００７３】
また、本実施の形態に係る応答器には、例えばトランスポンダ、タグ、ＩＣカード等が含まれ得る。また、本実施の形態に係る質問器には、例えばインタロゲータ、リーダ／ライタ等が含まれ得る。
【００７４】
なお、暫定番号特定部と識別情報取得部は、実施の形態における制御回路１２１に対応する。また、暫定番号生成部は、実施の形態における乱数生成回路２２３に対応する。また、単位ビット列送信部と識別情報送信部は、実施の形態における制御回路２２１に対応する。
【００７５】
また、暫定番号特定ステップと単位ビット列送信要求ステップと識別情報送信要求ステップと識別情報受信ステップは、実施の形態における制御回路１２１の処理に対応する。また、暫定番号生成ステップは、実施の形態における乱数生成回路２２３の処理に対応する。また、単位ビット列送信ステップと識別情報送信ステップは、実施の形態における制御回路２２１の処理に対応する。
【００７６】
（付記１）  応答器との無線通信を行う質問器であって、
応答器の持つ暫定番号のビット列のうち所定の長さのビット列である単位ビット列の送信の要求を送信し、該要求に応じて応答器から送信された単位ビット列を受信し、該単位ビット列に基づいて応答器の暫定番号を特定する暫定番号特定部と、
前記暫定番号特定部により応答器の暫定番号が特定された場合、該応答器の識別情報の送信の要求を該応答器へ送信し、該要求に応じて応答器から送信された識別情報を受信する識別情報取得部と
を備える質問器。
（付記２）  付記１に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、応答器から送信された複数の種類の単位ビット列を区別して受信することを特徴とする質問器。
（付記３）  付記１または付記２に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、受信した単位ビット列を連ねたものを暫定番号ビット列として記憶することを特徴とする質問器。
（付記４）  付記３に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、応答器から複数の種類の単位ビット列を受信した場合、複数の種類の単位ビット列を受信したことを通知する複数受信通知を応答器へ送信することを特徴とする質問器。
（付記５）  付記４に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、応答器から複数の種類の単位ビット列を受信した場合、予め設定された単位ビット列の優先順位に基づいて前記複数の種類の単位ビット列の優先順位を決定し、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列以外の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを暫定番号スタックとして記憶すると共に、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを新たな暫定番号ビット列として記憶することを特徴とする質問器。
（付記６）  付記５に記載の質問器において、
前記暫定番号特定部は、前記識別情報取得部によりある応答器の識別情報が受信され、前記暫定番号スタックにまだ暫定番号が特定されていないビット列がある場合、前記暫定番号スタックにおける最新のビット列を暫定番号ビット列として新たな暫定番号の特定を行うことを特徴とする質問器。
（付記７）  付記１乃至付記６のいずれかに記載の質問器において、
前記暫定番号は、前記識別情報より短い情報であることを特徴とする質問器。
（付記８）  質問器との無線通信を行う応答器であって、
暫定番号を生成する暫定番号生成部と、
暫定番号のビット列のうち所定の長さのビット列である単位ビット列の送信の要求を質問器から受信した場合、前記単位ビット列を送信する単位ビット列送信部と、
質問器から識別情報の送信の要求を受信した場合、識別情報を前記質問器へ送信する識別情報送信部と
を備える応答器。
（付記９）  付記８に記載の応答器において、
前記単位ビット列送信部は、前記質問器により複数の種類の単位ビット列が受信されたことを通知する複数受信通知を受信した場合、直前に送信した単位ビット列と予め設定された単位ビット列の優先順位とに基づいて待ち行列カウンタを設定することを特徴とする応答器。
（付記１０）  付記９に記載の応答器において、
前記単位ビット列送信部は、前記質問器から複数受信通知または次の単位ビット列の送信の要求を受信し、且つ前記待ち行列カウンタが０である場合、次の単位ビット列を送信することを特徴とする応答器。
（付記１１）  付記８乃至付記１０のいずれかに記載の応答器において、
前記単位ビット列送信部は、前記単位ビット列に対応するスロットを用いて送信することを特徴とする応答器。
（付記１２）  付記８乃至付記１１に記載の応答器において、
前記暫定番号は、前記識別情報より短い情報であることを特徴とする応答器。
（付記１３）  質問器と応答器の無線通信により応答器の認証を行う応答器認証方法であって、
応答器において、暫定番号を生成する暫定番号生成ステップと、
質問器において、応答器の持つ暫定番号のビット列のうち所定の長さのビット列である単位ビット列の送信の要求を送信する単位ビット列要求送信ステップと、
応答器において、前記暫定番号要求ステップにより送信された要求を受信した場合、前記単位ビット列を送信する単位ビット列送信ステップと、
質問器において、前記暫定番号送信ステップにより送信された単位ビット列を受信し、該単位ビット列に基づいて応答器の暫定番号を特定する暫定番号特定部と、
質問器において、前記暫定番号特定ステップにより応答器の暫定番号が特定された場合、該応答器の識別情報の送信の要求を該応答器へ送信する識別情報送信要求送信ステップと、
応答器において、前記識別情報要求ステップにより送信された要求を受信した場合、識別情報を前記質問器へ送信する識別情報送信ステップと、
質問器において、前記識別情報送信ステップにより送信された識別情報を受信する識別情報受信ステップと
を実行する応答器認証方法。
（付記１４）  付記１３に記載の応答器認証方法において、
前記暫定番号特定ステップは、複数の種類の単位ビット列を区別して受信することを特徴とする応答器認証方法。
（付記１５）  付記１３または付記１４に記載の応答器認証方法において、
前記暫定番号特定ステップは、受信した単位ビット列を連ねたものを暫定番号ビット列として記憶することを特徴とする応答器認証方法。
（付記１６）  付記１５に記載の応答器認証方法において、
前記暫定番号特定ステップは、応答器から複数の種類の単位ビット列を受信した場合、複数の種類の単位ビット列を受信したことを通知する複数受信通知を応答器へ送信することを特徴とする応答器認証方法。
（付記１７）  付記１６に記載の応答器認証方法において、
前記暫定番号特定ステップは、応答器から複数の種類の単位ビット列を受信した場合、予め設定された単位ビット列の優先順位に基づいて前記複数の種類の単位ビット列の優先順位を決定し、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列以外の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを暫定番号スタックとして記憶すると共に、前記複数の種類の単位ビット列のうち最優先の単位ビット列を前記暫定番号ビット列に追加したものを新たな暫定番号ビット列として記憶することを特徴とする応答器認証方法。
（付記１８）  付記１７に記載の応答器認証方法において、
前記識別情報取得ステップによりある応答器の識別情報が受信され、前記暫定番号スタックにまだ暫定番号が特定されていないビット列がある場合、前記暫定番号特定ステップを再び実行し、前記暫定番号スタックにおける最新のビット列を暫定番号ビット列として新たな暫定番号の特定を行うことを特徴とする応答器認証方法。
（付記１９）  付記１８に記載の応答器認証方法において、
前記単位ビット列送信ステップは、前記質問器により複数の種類の単位ビット列が受信されたことを通知する複数受信通知を受信した場合、直前に送信した単位ビット列と予め設定された単位ビット列の優先順位とに基づいて待ち行列カウンタを設定することを特徴とする応答器認証方法。
（付記２０）  付記１９に記載の応答器認証方法において、
前記単位ビット列送信ステップは、前記質問器から複数受信通知または次の単位ビット列の送信の要求を受信し、且つ前記待ち行列カウンタが０である場合、次の単位ビット列を送信することを特徴とする応答器認証方法。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施の形態１に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る質問器の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る応答器の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る質問器の認証処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係る応答器の認証処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１に係るスロットの構成の一例を示すタイムチャートである。
【図７】実施の形態１に係るスロットにおけるオン信号の一例を示すタイムチャートである。
【図８】実施の形態１に係る暫定番号の特定の動作の一例を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る質問器の認証処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係る応答器の認証処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１  質問器、２  応答器、１０１  送信アンテナ、１０２  電源回路、１０３  クロック生成回路、１０４  送信部、１０５  変調回路、１０６  搬送波生成回路、１０７  復調回路、１０８  副搬送波検出回路、１０９  ミキサ回路、１１０  低雑音増幅回路、１１１  受信アンテナ、１２１  制御回路、１２２  メモリ部、１２３  外部ＩＦ回路、２０１  アンテナ、１０２  整合・増幅回路、２０３  整流・電圧安定化回路、２０４  クロック抽出回路、２０５  復調変調回路、２０６  副搬送波生成回路、２２１  制御回路、２２２  メモリ部、２２３  乱数生成回路。
【図１】
0004548671.tif 000002
【図２】
0004548671.tif 000003
【図３】
0004548671.tif 000004
【図４】
0004548671.tif 000005
【図５】
0004548671.tif 000006
【図６】
0004548671.tif 000007
【図７】
0004548671.tif 000008
【図８】
0004548671.tif 000009
【図９】
0004548671.tif 000010
【図１０】
0004548671.tif 000011