(57)【要約】通信方法（図５）であって、第１の信号源の送信中に少なくとも１つの信号源から信号を受信するステップ（５１０）と、第１の信号源の送信中に受信信号に基づいて少なくとも１つの信号源パラメータを推定するステップ（５２０）と、第２の信号源の送信中に少なくとも１つの信号源から信号を受信するステップ（５３０）と、少なくとも１つの推定信号源パラメータを使用して第１および第２の信号源の送信間の差を決定するステップ（５４０）とを含む方法。
2006520132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信方法であって、
第１の信号源の送信中に少なくとも１つの信号源から信号を受信するステップと、
前記第１の信号源の送信中に、前記受信信号に基づいて少なくとも１つの信号源パラメータを推定するステップと、
第２の信号源の送信中に少なくとも１つの信号源から信号を受信するステップと、
前記少なくとも１つの推定信号源パラメータを使用して、前記第１および第２の信号源の送信間の差を決定するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記第１の信号源の送信中の信号源から前記受信信号の少なくとも一部が、同様に前記第２の信号源の送信中にも受信される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１および第２の信号源の送信間の差を決定する前記ステップが、前記少なくとも１つの推定信号源パラメータの関数として少なくとも１つの予想信号を抑制するステップ、および前記第１の信号源の送信中に送信している信号源が、もはや前記第２の信号源の送信中に送信していないことを決定するステップ、のうちの少なくとも一方を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの信号源パラメータを推定する前記ステップが、前記第１の信号源の送信中に各信号源に対して行われる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の信号源の送信中に少なくとも１つの信号源から信号を受信する前記ステップが、完全な読み出しサイクルを実行するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの信号源パラメータを推定する前記ステップが、信号源に対する受信信号の振幅を推定するステップ、信号源に対する受信信号の位相を推定するステップ、および信号源に対する受信信号データ・シーケンスを復調するステップ、のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記信号源が、前記各信号源の送信中に、少なくとも１つの送信パスを有する多重パス送信アルゴリズムに従って同時に送信する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１および第２の信号源の送信間の前記差を決定する前記ステップが、前記第２の信号源の送信間に少なくとも１つの新しい信号源が送信しているかどうかを決定するステップ、前記第１の信号源の送信中の信号源からの受信データ・シーケンスと前記第２の信号源の送信中の前記受信データ・シーケンスとの間の差を決定するステップ、のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
電子アイテム識別通信システムであって、
信号源を有する少なくとも１つのソース・デバイスと、
第１の信号源の送信中に少なくとも１つの信号源から信号を受信し、前記第１の信号源の送信中に前記受信信号に基づいて少なくとも１つの信号源パラメータを推定し、第２の信号源の送信中に少なくとも１つの信号源から信号を受信し、前記少なくとも１つの推定信号源パラメータを使用して前記第１および第２の信号源の送信間の差を決定することができる少なくとも１つの宛先デバイスと、を備えるシステム。
【請求項１０】
前記宛先デバイスが、さらに、前記第１の信号源の送信中に信号を受信するための完全な読み出しサイクルの実行と、前記第１および第２の信号源の送信間の差を決定するために、前記少なくとも１つの推定信号源パラメータを使用して衝突緩和アルゴリズムの実行の
うちの少なくとも１つを行うことができる請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１および第２の信号源の送信間の前記差を前記宛先デバイスから受信することができる少なくとも１つの他のデバイスをさらに備える請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの宛先デバイスが、少なくとも１つの他のネットワーク・ノードとの通信ができるようにするネットワーク・ノードを含む請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムで使用する衝突緩和方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願への参照）
本出願は、モトローラ社（Ｍｏｔｏｒｏｌａ，Ｉｎｃ．）が本出願と共通所有する下記の米国特許出願に関連する。
【０００３】
Ｋｕｆｆｎｅｒ他の「通信システムで使用する衝突緩和方法」（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｕｓｅｄ  ｉｎ  ａ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）という名称の２００１年１０月１７日出願の第０９／９８２，２７９号（弁理士整理番号：ＣＭ０１９６９Ｇ）；
Ｋｕｆｆｎｅｒ他の「通信システムでソース・デバイスを同期するための方法および装置」（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）という名称の２００３年３月１１日出願の第１０／３８５，８９３号（弁理士整理番号：ＣＭ０５６９６Ｇ）；
Ｋｕｆｆｎｅｒ他の「通信システムの複数のソース・デバイスのための利得を適応処理するための方法および装置」（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｇａｉｎ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｉｎ  ａ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）という名称の２００３年３月１１日出願の第１０／３８５，８８６号（弁理士整理番号：ＣＭ０５６９８Ｇ）。
【０００４】
マルチユーザ・システムで、高速でデータを通信する効率的で信頼性の高い手段は多くの用途にとって望ましいものである。受信側が（複数のソースからの）複数のデータを迅速に読み取らなければならない場合にこのような方法が必要になる。このような技術のある特殊な用途としては、複数のアイテムの電子識別がある。
【０００５】
電子識別産業は、リアルタイムでのアイテムの追跡や在庫管理等の、商用および軍用の多数の用途にとって重要なものである。このように使用すると、ある種の製造、倉庫内保管、流通および小売りに関連する事実上これらすべてを含む無数のシナリオでの動作効率を大きく向上することができる。正確でリアルタイムの在庫追跡を迅速に効率的に行うことができれば、アイテムの置き間違い、アイテムの在庫過不足およびアイテムの盗難を含むが、これらに限定されない多くの形の無駄を大きく低減することができる。
【０００６】
現在、電子識別産業は、製品コードが割り当てられている複数のアイテムを識別するために、手動走査（光をベースとする）に大きく依存している。万国製品コード（ＵＰＣ）システムは米国の小売業界で現在広く使用されている。しかし、手動でのアイテムの走査は非常に時間がかかり、人間による誤差が起こりやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それ故、複数のソースから受信機への、データの高速で効率的で信頼性の高い送信方法の開発が待望されている。より詳細には、典型的には在庫システムで使用するために、このようなデータをできるだけ迅速に読み取る必要がある。上記システムの典型的な使用方
法の一例としては店舗内でのリアルタイム在庫チェックがある。この場合、棚の上の在庫は、通常、時間の少数の増分（例えば、所与の時間内に棚から比較的少数のアイテムの取り出し、または棚への追加）により変化する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
類似の参照番号が類似の要素を示す添付の図面を参照しながら、以下に本発明について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
本システムは、複数のソース・デバイスが、宛先デバイスに情報を迅速に効率的に通信することができるようにする改良された通信方法を提供する。本通信システムは、従来技術よりも優れた性能を達成するために、いくつかの技術の組合せを使用する。本発明を使用すれば、典型的なデータ収集（または在庫読み出しデータ送信）プロセスを、周知の干渉特性を使用することにより大きく加速することができる。これらの干渉特性は、通常、以下に説明するように、通常の全質問（または読み出し）サイクル中に、宛先デバイス（またはリーダ）により収集される。この前の知識を収集し、使用することにより、宛先デバイスは、典型的なシステム動作中に、通常行うことができるよりもさらに迅速に、ソース・デバイス（またはタグ）からデータを受信することができる。
【０００９】
上記システムは、手動走査（光をベースとする）を行わなくてもすむというような他の機能および利点も有し、走査（またはアイテム識別）速度を大きく改善する一方で、ＵＰＣの代わりとなる手段を提供する。本発明は、さらに、店舗の棚上の在庫管理等のような多くの典型的な用途において非常に役に立つ、多数のアイテムの高速同時識別を提供する。多くの場合、このような情報の管理はリアルタイムまたはほぼリアルタイムで行った場合さらに価値を増す。本発明はこのような場合のためのもので、典型的な場合よりもかなり高速なデータ読み出し速度（またはより高いシステム処理能力）を提供する。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態は、過去の全読み出しサイクル中に収集した知識と一緒に宛先デバイス（またはリーダ受信機）で高度な信号処理を使用する。上記好ましい実施形態は、また、通常、ソース・デバイス上の回路を簡単にするために、一方向通信（ソース・デバイスから宛先デバイスへの）を使用するが、ソース・デバイスは受信機を使用する必要はない。高度信号処理は、通常、以下に詳細に説明するように種々の干渉打消し技術の形をとる。
【００１１】
ソース・デバイスから宛先デバイスに送られた情報は、通常、２進電子製品コード（「ＥＰＣ」）または識別（「ＩＤ」）情報の形をとるが、これらの情報の形に限定されないで任意の形をとることができる。電子遠隔測定（または任意の他のタイプの測定または割当てデータ）のような他のタイプの情報の通信も可能である。実際には、バイナリ（または他の）形式による表示を含む任意の情報を上記システムにより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】
【００１２】
図１について説明すると、情報は通常、一組のソース・デバイス１１０、１２０、１３０から１台の宛先デバイス１００に送られる。本発明の好ましい実施形態は、一組のソース・デバイス１１０、１２０、１３０から宛先デバイス１００への情報の同時通信を使用する。本発明は、例のコンテキストにより多数の用途を有しているので、説明全体を通して使用するある用語は、分かりやすくするために他の用語で置き換えることができる。それ故、下記の用語、すなわち、ソース・デバイス、トランスポンダ、ユーザ、アイテム、タグ等は、下記の説明全体を通して、一般性を失うことなく他の用語で置き換えることができることに留意されたい。また、下記の用語、すなわち、宛先デバイス、システム・コントローラ、質問機、リーダ、受信機等は、下記の説明全体を通して、一般性を失うことなく他の用語で置き換えることができることに留意されたい。
【００１３】
本発明が使用する通信システムは、光通信、無線周波数（ＲＦ）通信、有線（接触）通信、音波通信、容量結合通信、または誘導結合通信を含むがこれらに限定されないいくつかの異なる形の通信１４０を含むことができる。本発明の好ましい実施形態は、タグ１１０、１２０、１３０とリーダ１００との間で容量結合通信リンクを使用するが、他の形の通信リンクも制限なしで使用することができる。
【００１４】
本発明の以下の説明は、このシステムの多くの重要な態様を記述しているいくつかの背景としての節（Ｉ〜ＩＶ）、本発明を詳細に説明する後半の節（Ｖ〜ＶＩ）に分割されている。このシステムの好ましい実施形態は、以下に説明するすべての重要な技術を使用するが、他の実施形態は上記技術のサブセットだけを使用することができる。
Ｉ．データ・スクランブルおよびデスクランブル
図２に示すように、タグ１１０が上記システムのリーダ１００に送るデータ２００は、以下に説明するように、測定したまたは他のユーザが定義したデータを含むがこれらに限定されない多くの形をとることができる。本発明の好ましい実施形態の場合には、送ったデータ２００は少なくとも１つの識別データ・シーケンスからなる。例えば、データ２００は、２００１年１月にＭＩＴ−Ａｕｔｏ  ＩＤ  Ｃｅｎｔｅｒが発行したＤａｖｉｄ  Ｌ．Ｂｒｏｃｋの「電子製品コード」（Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐｒｏｄｕｃｔ
Ｃｏｄｅ）が概略記載している９６ビットの識別データを有する少なくとも１つのＥＰＣからなることができる。ＥＰＣ２００は、ヘッダ２０３、目的分類２０４、販売業者コード２０５、および一連番号２０６用の予約フィールドによりシステムの各タグ（またはアイテム）１１０を一意に識別する働きをする。例えば、９６ビットの情報は、非常に多数の一意のＩＤを供給することに留意されたい（２９６〜８×１０２８；この数の巨大さを示す。地球の質量は６×１０２７グラムである）。
【００１５】
好ましい実施形態の場合には、追加の情報２０２は、通常、ユーザ情報、誤り検出または訂正情報（例えば、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）、巡回冗長検査（ＣＲＣ）等）、および他の予約ビットのようなタグ１１０上に記憶しているデータ２００の後に付けられる。追加情報（例えば、誤り検出または訂正データ）は、以下に説明するデータ・スクランブル・プロセスの前または後で追加することができるが、この追加情報をデータ・スクランブルの後で追加する場合には、この情報は、また、均一なランダム特性を有することが望ましいことに留意されたい。
【００１６】
当業者であれば、いくつかの異なる追加の形の情報（例えば、プログラマブル・タイムスタンプ、他のユーザ個人識別番号（ＰＩＮ）、測定データ、環境データ等）も予め決定し、タグ１１０、１２０、１３０上に記憶することができることを理解することができるだろう。上記システムのタグ１１０、１２０、１３０に記憶しているデータの量またはタイプには制限がないことに留意されたい。
【００１７】
すべてのタグ機能は、通常、簡単な（すなわち、コストの安い）回路で実施される。タグ１１０上の回路を簡単な状態に維持し、システムのチャネル選択プロセスの性能を改善するために（以下に詳細に説明するように）、タグ１１０上に記憶する前に、もとのＩＤデータ２００をスクランブルすることは非常に望ましいことである。このスクランブルは、通常、タグ１１０上にデータ２３０を記憶する動作の前に行われるランダム化またはスクランブル・プロセス２１１により行われる。
【００１８】
スクランブル２２０された後で、ＥＰＣデータ２００が必要な統計的（すなわち、均一でランダムな）特性を必ず有するようにするために、このスクランブル・アルゴリズム２１１は、通常、システム全体に平均して適用される。別の方法としては、他の実施形態の場合には、スクランブルしたデータ２２０を効率的に生成するために、いくつかの他のスクランブル、暗号化または番号割当アルゴリズムを、記憶しているデータ２００に適用す
ることができる。情報のプライバシーをさらに改善するために、個々の販売業者は、必要に応じて、予備暗号化２１０を行うことができる。
【００１９】
図３は、上記システムの好ましい実施形態によるタグ１１０にスクランブルしたデータ２２０を埋め込むためのシステムの一例である。図３の場合には、元のＥＰＣ２００は、メーカーのようなＥＰＣマネージャ３１０から通常の方法で入手される。次に、ＥＰＣ２００は、スクランブル・アルゴリズムを実行し、スクランブルしたデータ（Ｓ＿ＥＰＣ）２２０を出力するスクランブラ３３０に入力される。次に、ＲＦタグ・プログラマ／書込装置３５０は、スクランブルしたデータＳ＿ＥＰＣ２２０をタグ１１０に埋め込む。この時点で、元のデータ２００の修正バージョンであるスクランブルしたデータ２２０は、タグ１１０内に常駐する。
【００２０】
図４は、多くのＲＦタグ・デバイス１１０、１２０、１３０から電子識別データ２００を同時に読み出すためのハイレベル・ブロック図である。この例は、通常の在庫カウント中に棚上に常駐する製品に関連するタグの読み出し方法を示す。動作中、リーダ１００は、一組のタグ１１０、１２０、１３０を同時に作動する。次に、作動したタグ１１０、１２０、１３０は、チャネル選択（下記のＩＩＩ節に詳細に説明する）の基準としてのスクランブルしたタグ・データ２２０を使用して、多重パス送信アルゴリズムにより処理を続行する。
【００２１】
例えば、多重パス・アルゴリズムの１回目のパスの場合に、Ｓ＿ＥＰＣ１（タグ１１０に埋め込まれている）の少なくとも一部が、チャネルＡ２４０を選択するために使用され、Ｓ＿ＥＰＣ２の少なくとも一部が、チャネルＢ２４０を選択するために使用され、Ｓ＿ＥＰＣｎの少なくとも一部が、チャネルＣ２４０を選択するために使用される。チャネルＡ、ＢおよびＣまたはこれらの任意の組合せは、同じであっても異なるものであってもよいことに留意されたい。リーダ１００は、その復調アルゴリズムにより処理を続行し、最終的に棚上のタグ１１０、１２０、１３０に対するＳ＿ＥＰＣ２２０を入手する。Ｓ＿ＥＰＣ２２０は、タグ１１、１２０、１３０の元のＥＰＣデータ２００を入手するために、デスクランブル・アルゴリズムを実行するデスクランブラ４６０内に経路指定される。次に、各タグに対応するＥＰＣデータ２００をリーダ１００内に維持することもできるし、または在庫報告の形をしている元のＥＰＣマネージャ３１０（例えば、メーカー）に返送することもできる。当業者であれば、デスクランブル動作は、遠隔コンピュータまたはオンライン・サーバのような他の場所で実行することができることを理解することができるだろう。図４のシステムの衝突は最小になる。何故なら、高度に構造化されたＥＰＣデータ２００の代わりに、タグ１１０、１２０、１３０は、多重パス送信アルゴリズムの各パス中にチャネルを選択するためにＥＰＣデータ２２０のスクランブルしたバージョンの少なくとも一部を使用するからである。このスクランブルしたデータ２２０は、均一に分布したデータに非常によく似ていて、そのため類似のＥＰＣデータ２００を含む製品間の衝突が最小限度に低減する。多重パス送信アルゴリズムおよびチャネル選択の詳細については下記のＩＩＩ節を参照されたい。衝突および衝突抵抗の詳細については、下記のＶ節を参照されたい。
【００２２】
タグ１１０が、（以下に説明するように）送信のために使用するチャネルを選択する前には、タグ１１０とリーダ１００との間には情報の交換は行われない。それ故、上記システムのスクランブル方法およびデスクランブル方法は、自己参照だけのものでなければならない。すなわち、ＥＰＣ２００をスクランブルし、またはＳ＿ＥＰＣ２２０をデスクランブルするために必要な唯一の情報は、データ自身である。
【００２３】
上記システムは、いくつかの重要な特性を有するスクランブル方法を使用しなければならない。１つの重要な特性は、スクランブル方法が、均一なランダム分布の特性を有する
結果に、典型的なデータ・シーケンス（ＥＰＣデータ・シーケンスなど）をマッピングすることである。好ましい実施形態の場合には、スクランブル方法は２つの主要な特性を有する。
【００２４】
１．ｋ元ディジット（但し、ｋは所定の整数）で表す２つの典型的なＥＰＣ２００が与えられた場合（例えば、ＥＰＣ２００の典型的なペアにおいて、ｋ元ディジットのすべてではないが多くが同じ）、これらのＥＰＣ２００に対応するスクランブルしたＳ＿ＥＰＣ２２０が（チャネル割当てを決定するためにタグ１１０が使用した）ｎ個の連続しているｋ元ディジットと一致する確率は、約１／ｋｎである。
【００２５】
２．スクランブルした出力が（チャネル割当てを決定するためにタグ１１０が使用した）ｎ個の連続しているｋ元ディジットと一致するｋ元ディジット（但し、ｋは所定の整数）で表す２つの典型的なＥＰＣ２００が与えられた場合（例えば、ＥＰＣ２００の典型的なペアにおいて、ｋ元ディジットのすべてではないが多くが同じ）、（以降のチャネル割当てを決定するためにタグ１１０が使用した）以降のｍ個のｋ元ディジットが約１／ｋｍの確率に一致する。
【００２６】
ＥＰＣ２００が表す２進数の例の場合には、これらの特性は、強いアバランシェ特性に関連していて、そのため各出力ビットが各入力ビットに依存していて、１つの入力ビットを変えると平均出力ビットの半分が変わる。
【００２７】
上記スクランブル・プロセスの他に、データ２００は、また、データの機密保護をさらに確実なものにするために、汎用スクランブル・アルゴリズムの適用の前または後に（例えば、タグ１１０をプログラミングする前に）暗号化２１０することができる。このタスクのために使用することができる種々の周知の暗号化アルゴリズム（例えば、ＡＥＳ、データ暗号化規格、国際データ暗号化アルゴリズム等）がこの業界で使用されている。この追加のレベルの機密保護の利用度は、プライバシーが重要な用途の場合（タグが重要な医療または金融データを含んでいる場合など）に重要である。
ＩＩ．電力オン方法
図７は、好ましい実施形態の精神の範囲内のタグ１１０のブロック図である。容量結合システムの場合には、アンテナ７０１は導電性電極（例えば、容量性プレート）のペアであるが、通常、電磁界からのエネルギーを回路に結合する任意の方法を使用することができる。タグ１１０内に結合しているリーダ１００からの交流（「ＡＣ」）電力は、電力変換装置７０３で整流され、その直流（「ＤＣ」）出力は、タグ１１０の電力を供給するために使用され、さらに通信を行うことができるようにタグ・エネルギー・モニタ７０４としての働きもする（その要素については以下にさらに詳細に説明する）。状態制御装置７０５は、タグ・データ２２０および通信チャネル選択ブロック２４０に作用し、送信信号情報を生成する。この送信信号情報は、チャネル変調器７０８の制御の下で、送信素子７０２（当業者であれば周知の負荷変調素子など）に送られた場合、タグからリーダへの信号ソース送信を行う。
【００２８】
各タグ１１０上に記憶しているデータ２２０は、通常、簡単な（すなわち、コストの安い）回路に記憶されていて、この回路は次にリーダ１００からの問合わせに応答する。各タグ１１０、１２０、１３０は、通常、多重パス・アルゴリズムでその情報を送信する前に、適合すべき第１の所定の条件に対して待機する。第１の所定の条件は、通常、各タグ１１０、１２０、１３０に対して同じになるように設定されるが、他の実施形態の場合には、この第１の所定の条件はランダムに選択または割り当てることができる。図８は、タグの送信条件を示す簡単なフローチャートの例である。このフローチャートの場合、第２の所定の条件には、種々の手段により適合させることができることに留意されたい（例えば、第１の所定の条件をもはや適合しない場合または第２の所定の条件を適合する場合）
。
【００２９】
好ましい実施形態の場合には、リーダ１００は、遠隔地からタグ１１０、１２０、１３０に電力を供給することができ、タグ１１０のところで瞬間的に受信した電力レベルが（通常７０３および７０４が決定する）所定のしきい値を超えた場合に、第１の所定の送信条件が満たされる。図９は、この動作のフローチャートである。この場合、Ｔ１およびＴ２は第１および第２の電力レベルしきい値を示す。当業者であれば、上記システムの精神から逸脱することなしに、他の所定の条件（特殊な同期パルスまたは疑似ランダム・ポーズなど）を使用する実施態様を使用することができることに留意されたい。タグ１１０が電力の供給を受けると（受動タグ用のリーダ１００から遠く離れている、または能動タグ用の自己電力供給により）、タグ１１０は、送信をスタートする時間を決定するために受信信号強度を連続的に監視する。タグ１１０がそのデータの変調および送信２５０をスタートすると、タグ１１０は完全に作動する。複数のタグ１１０、１２０、１３０は、通常、システムの好ましい実施形態で所与の時間に完全に作動することに留意されたい。
【００３０】
あるグループ内の完全に作動したタグは、第２の所定の送信条件が満たされるまで、多重パス（以下に詳細に説明する）中に情報のその信号源送信を継続して行う。第２の所定の送信条件が満たされた場合、タグはデータの送信をストップする。タグ・エネルギー・モニタ７０４が観察したタグ１１０のところの受信電力レベルが、第１の所定のしきい値以下になるか、第１の所定のしきい値より通常高く設定されている第２の所定のしきい値を超えた場合、好ましい実施形態の第２の所定の送信条件が満たされる。
【００３１】
このようにして、第１および第２の所定の送信条件は、タグの各グループが通常完全に作動する受信電力レベルのある範囲（例えば、ウィンドウ）を形成する。上記システムの好ましい実施形態の場合には、電力オンの範囲の幅は通常約３ｄＢであり、このことはタグ１１０、１２０、１３０が１〜２Ｘの範囲（ある正規化された受信動作電力レベルに対して）内の電力に応答することを意味する。この電力供給ウィンドウは、通常、タグの送信をそれに比例して狭い電力ウィンドウ内に収容し、それにより（例えば、非直交拡散符号を含むスペクトル拡散システムでのように）ある通信システムに影響を与える典型的な遠近問題の軽減を容易にすることに留意されたい。
【００３２】
好ましい実施形態の場合には、通常、システムのタグ１１０、１２０、１３０のすべてに同じ電力オン範囲が割り当てられるが、プログラマブルな（例えば、予め割り当てられているが、おそらく異なる）またはランダムな電力オン条件を使用するような他の実施形態も可能である。このような１つの例は、異なるメーカーに異なる電力オン範囲レベルが割り当てられ、異なるメーカーの製品間にある分離（または違い）ができた場合に起こることがある。
【００３３】
上記システムのさらにもう１つの実施形態の場合には、二方向通信機能を有するタグを使用することができる。その場合、第１および第２の所定の送信条件は、あるタイプの同期パルスまたは他の信号法情報を含むことができる。所定の送信条件がランダムである場合には、送信条件は、タグ１１０上でまたはタグ１１０のプログラミング中にランダムに決定することができる。この場合も、これらの送信制御（例えば、同期信号、タグとの二方向通信等）の他の実施態様も、このシステムの精神から逸脱することなしに行うことができることに留意されたい。
【００３４】
図１０の例示としての実施形態の場合には、本店から制御装置１００１により遠隔地から制御することができるリーダ１００は、送信媒体１００３を通して棚１００５上に装着されているアンテナ１００４に接続している。物理的寸法がまちまちの対象物１０２０、１０２１、１０２２は、パッケージの異なる部分上に位置するタグ１１０、１２０、１３
０を有していて、そのためリーダ１００に関連するアンテナ１００４と、タグ１１０、１２０、１３０と関連するアンテナ７０１との間の結合が変化し、さらにタグの電子回路１０１２が受信する電力レベルも変化する。システムのリーダ・アンテナ１００４と種々のタグ１１０、１２０、１３０との間の結合特性が異なるので、異なるタグは、所与のリーダ・アンテナ励起レベル（すなわち、リーダ送信電力レベル）に対して異なる電力レベル（範囲の境界線１０３０および１０３１で示す）を受信する場合がある。この効果は、また、好ましい実施形態のシステム内に位置するタグの数を少なくする働きをする。何故なら、種々のタグ１１０、１２０、１３０が、異なるリーダ送信電力レベルおよびそれ故異なる時間に送信をスタートする可能性があるからである。しかし、複数のタグ１１０、１２０、１３０は、通常、依然として上記システムの好ましい実施形態においては、特定の電力レベルの場合に同時に送信をスタートすることに留意されたい。例えば、在庫には識別しなければならないアイテムが１０００アイテム（タグ）ある場合があり、リーダ１００は、１０の異なる考えられる電力レベルを通して順次チェックし、各電力レベルで約１００のタグのグループを作動する（しかし、極度に高いおよび低い電力レベルでもっと少ないタグが作動する可能性もある）。このシステムの他の実施形態の場合には、複数のタグからの送信は、タイムスロットした（チャネル化した）システムの場合のように、単に同期させることができる（必ずしも同時にではないが）。この場合、ユーザは、続けて送信するために特定のタイムスロット（共通の基準に対して）を選択する。一実施形態の場合には、リーダ１００は、すべての可能な送信電力レベルを順次チェックし、最も低い送信電力レベルでスタートすることに留意されたい。それ故、タグ１１０、１２０、１３０の特定の電力オン範囲により、リーダ１００は、タグの各グループが送信をスタートし、終了した場合、効果的に制御を行う。このことは重要なことである。何故なら、リーダ１００は、リーダが次の電力レベル（例えば、１０３１の上）に進むことができ、または識別プロセスを終了することができる時点で、特定の電力オン範囲（例えば、１０３０と１０３１との間）内で、すべてのタグ１１０、１２０、１３０が一意に識別された時間を決定するからである。
【００３５】
他の実施形態の場合には、リーダ１００は、所与の在庫プロファイルに対する予想電力レベルのある範囲を「学習し」または記憶することができ、活動の履歴でこれら電力レベルに与えられた優先権によりその電力スイープを配列することができる。リーダ１００がどのタグも作動していない電力レベルに行き着いた場合には、リーダはその状態を感知し（通常、短いエネルギーまたは変調検出測定値により）、以下にさらに詳細に説明するように、タグの全読み出し時間を最小限度まで短縮するために次の電力レベルに迅速に進む。
ＩＩＩ．チャネル選択および送信方法
すべての複数のソース（または複数のユーザ）通信方法は、本発明のようにあるタイプのチャネル化方法を使用する。上記システムにおいては、いくつかのチャネル化方法または技術のうちの任意の１つを使用することができる。通常、使用するチャネル化方法は、２つの分類、すなわち、直交チャネル化方法または準直交チャネル化方法に分割することができる。本発明は、読み出し速度をさらに速くするために干渉打ち消し技術と一緒に使用することができる作動したタグは、そのデータを同時に送信するという事実に基づいている。
【００３６】
直交通信チャネルは、選択したチャネルによる通信が、直線システムの他のチャネルによる通信と（全然）干渉を起こさないという利点を有する（すなわち、異なるチャネル間のシンボル時間内のクロス相関はゼロと定義される）。準直交チャネルは、ほぼ直交していて（例えば、クロス相関値がいくつかのチャネルに対してほぼゼロである）、通常、直接シーケンス符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）システムで使用される。この場合、各ユーザには通常異なる拡散符号が割り当てられる。
【００３７】
当業者にとっては、最大の長さの直線フィードバック・シフト・レジスタ（「ＬＦＳＲ」）シーケンス（すなわち、ｍシーケンス）の異なる位相（すなわち、時間的シフト）は、低い（すなわち、準直交）クロス相関特性を有することが分かっているということは周知のことである。２つの整合していないシーケンスのクロス相関値は、−１／Ｎ（正規化されている）であると定義される。この場合、ＮはＬＦＳＲ疑似ノイズ（「ＰＮ」）シーケンスの長さである。同じベースのｍシーケンスの異なる符号位相は、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シーケンスの各シンボルまたはビットは、通常、当業者であれば周知のように「チップ」と呼ばれる。
【００３８】
直交チャネル化関数のいくつかの例は、ウォルシュ関数、スロット付き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、特に増大したＰＮ符号等を含むがこれらに限定されない。準直交チャネル化関数のいくつかの例は、すでに説明したように、ｍシーケンスまたはＰＮシーケンスを含む。
【００３９】
特に増大したＰＮ符号の一例は、（符号位相によりシーケンスの異なる点で）シーケンス内に人工的に挿入された（すなわち、ＬＦＳＲの通常の動作により発生したものではない）バイナリ・ゼロを有するものである。そのため、時間的に整合している（すなわち、同期している）人工的に挿入したゼロが、各チャネル上に同じ時間的なズレで発生し、同じｍシーケンスの異なる符号位相間のゼロ・クロス相関値になる。本発明の好ましい実施形態は、同期システムで直交コード・チャネルを入手するために、これらの特に増大したｍシーケンス（その発生を図１１に示す）を使用することに留意されたい。使用したスペクトル拡散技術の別の利点としては、通信業界においては周知の干渉に対する抵抗（処理利得または拡散利得とも呼ばれる）もある。このような技術の使用は、工場環境のような過酷な電磁環境にとって重要である。
【００４０】
すでに説明したように、上記システムのタグ１１０、１２０、１３０は、多重パス送信アルゴリズムによりそのデータを送信する。多重パス送信アルゴリズムは、タグ１１０、１２０、１３０の全読み出し時間を決定する際に重要なものであり、いくつかの異なる側面からなる。このアルゴリズムで使用している一般的なアイデアは、各タグ１１０、１２０、１３０は、各アルゴリズムのパス中に送信するために、特定の（好適には、均一にランダムな）チャネルを選択することである。
【００４１】
上記システムの好ましい実施形態の場合には、チャネル選択２４０は、通常、タグ１１０上に記憶されているデータ２２０に直接基づいて行われる。次に、好ましい実施形態の場合には、タグ１１０は、その時点で新しいチャネルを選択し、そのプロセスを反復するアルゴリズムの次のパスまで、選択したチャネルで、通常、その情報（すなわち、識別データ）を送信する。本発明の好ましい実施形態の場合には、タグの送信は、（第１の所定の送信条件により）ほぼ同期して行われるものと仮定する。
【００４２】
各タグによるチャネル選択は、所定の情報に基づいて行われる（すなわち、典型的な実施形態におけるタグ・プログラミング２３０の際に、タグが集めた実際のデータ、またはおそらくタグ自身の設計により決定される）。本発明の好ましい実施形態の場合には、各タグ１１０のチャネル選択は、（以下にさらに説明するように）タグ１１０上に記憶している識別データ２２０から直接（アルゴリズム的方法で）決定される。また、他の実施形態の場合には、上記所定の情報は、タグ１１０上に記憶しているデータを直接ベースとしていない疑似ランダム的に発生した数字を含むことができることに留意されたい。
【００４３】
上記Ｉ節で詳細に説明したように、優れたシステムの性能にとって重要なことであるが、上記システムの好ましい実施形態の場合には、データ２００の少なくとも一部（例えば
、ＥＰＣ、ＣＲＣ等）は、タグ１１０上の２３０に記憶する前に、予めランダム化したもの（またはスクランブルしたもの）２１１でなければならない。タグ１１０は、本質的には、多重パス・アルゴリズムの各パス中に、通信チャネルを選択２４０するために、記憶しているデータ２２０またはその一部（例えば、２２１、２２２）を使用するので、データ２２０が最善の全システム性能に対して均一にランダムであるように見えることは重要なことである。このことは、上記Ｉ節で説明した簡単な可逆性スクランブル・アルゴリズム２１１により行われる。
【００４４】
より詳細には、図１２に示すように、好ましい実施形態の場合の各多重送信パス中のチャネル選択プロセス２４０は、各パス中の通信チャネル２４０を選択するために、予めスクランブルした（すなわち、ランダム化し記憶した）データ２２０の所定のサブセット（例えば、２２１、２２２、２２３、２２４）を使用することにより行われる。コミュテータまたは多重化デバイス１２４０のようなチャネル選択装置１２２０は、通常、チャネルを選択する。タグ２２０上に記憶しているデータの新しいサブセット２２１、２２２、２２３、２２４（すなわち、新しい乱数ドロー）は、通常、アルゴリズムの以降の各パス中のチャネル選択に使用され、多重パス送信アルゴリズムを通してチャネルが必ずランダムに独立して選択されるようにする。
【００４５】
タグ１１０は、（好ましい実施形態の場合のように）各アルゴリズム・パス中にそのデータ２２０のすべて、またはデータの一部だけを送信することができることに留意されたい（すなわち、次のパス中にタグが使用するチャネルを決定するのに一般的に十分なデータを送信する）。通常、アルゴリズムの各パス中にチャネル選択のために使用するデータの一部２２１、２２２、２２３、２２４は一意のもので、好適には、予めランダム化したものであることが好ましい、データ２２０の隣接セクションであるが、これらの条件は厳格な必要条件ではない。多重パス送信アルゴリズムのパスのためのチャネルの特定の選択は、「チャネル選択プロファイル」と呼ばれる。
【００４６】
例えば、各タグ上に記憶している１２８ビットの予めスクランブルした識別データ２２０を含むシステムにおいては、８ビットの一意であるがシーケンシャルなセクションは、各１６（すなわち、１２８／８）のアルゴリズムのパス中に２５６（すなわち、２８）のチャネルのうちの１つを選択するために使用される。それ故、各タグに対するデータの第１のランダム化したバイト（例えば、２２１）は、アルゴリズムの第１のパス上で、それぞれ各タグに対する通信チャネルを選択２４０し、各タグに対するランダム化したデータの第２の（および願わくは異なる）バイト（例えば、２２２）は、アルゴリズムの第２のパス上で、送信のためのチャネルを選択２４０するために使用される。以下同様。この多重送信パス・プロセスは、タグ上に記憶しているすべてのデータが全部使用されるまで（例えば、この例の場合には、図２の場合には、２２４に対応する１６番目のパスは終了するまで）継続して行われるか、またはリーダ１００は、送信をストップするために、タグに信号を送る（すでに説明したように、７０４（１２１０）において、第２の所定の条件が満たされたことによりタグ１１０内で通常感知される）。データを全部チェックした場合には、必要に応じて、全プロセスを反復することができるが、タグは通常同じ（決定論的）チャネルを選択する。もう一度、不可避的に発生する衝突をランダム化するために、各タグに対する各アルゴリズムのパスのためにランダムに一意に決定したチャネルを選択することが望ましいことに留意されたい（詳細については下記のＶ節を参照されたい）。
【００４７】
もちろん、当業者であれば、データの（例えば、隣接していないまたは完全に一意でない）他のセクションを、各パス中の通信チャネルを直接または間接的に選択するために使用することもできることを理解することができるだろう。このようにして、事実上無制限にチャネル選択を反復する前に、アルゴリズムのパスの最大回数を延長することができる。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、ある回数送信パス
を行った後に修正することができる。そのため同じデータ２２０の異なるサブセットが、（パターンの任意の反復を行う前に一意のチャネル選択を延長するために）後のチャネル選択１２２０のために使用される。例えば、多重パス送信アルゴリズムの１６回のパスの後で、タグは、アルゴリズムの以降のパスのための新しいチャネル選択に行き着くために、ｎビット（上記例の場合にはｎ＝１．．８）だけチャネル選択データ（すなわち、所定のデータ）をシフトすることができる。このようにして、実際上無制限に一意のチャネル選択の回数を延長することができるが、その場合タグ回路はもっと複雑になる。
【００４８】
チャネル選択アルゴリズムのさらに他の実施形態は、またタグ上に記憶しているまたはプログラムされている（通常制限されている）データからチャネル選択を決定するために、（通常１：１の参照テーブルまたは他の代数または論理である）あるタイプのマッピング機能を適用することができる。チャネル選択プロセスの唯一の重要な特性は、タグ内のデータについての情報のある部分が分かると、チャネル選択をリーダ１００内で計算することができることである。
【００４９】
チャネル・リソースは限定されているので（すなわち、多重パス通信アルゴリズムの各パス中に各ユーザが選択のために使用できるチャネルの数は限られているので）、送信タグ間の衝突は避けることができない。衝突は、２つ以上のタグが特定のアルゴリズムのパス中に、同じチャネルによる通信を選択した場合と定義される。この状態は通常のシステム動作の下で起こるものと予想される。例えば、６４のチャネルを通して２５のタグが通信している典型的な場合、少なくとも１つの衝突が起こる確率はパス当たり９９．６％である。これは、Ｎ個のチャネルを通してＭ個のタグが通信している場合には、衝突が起こらない確率は下式で表されるという事実に基づいている。
【００５０】
【数１】
2006520132.tif 000003
【００５１】
下記のＶ節「衝突緩和方法」のところで、衝突しているタグ送信およびその解決方法のいくつかの数値で表した例について説明する。
多くの場合、（特定の電力オン・レベルで）システム内に存在するタグの数は（特に、好ましい実施形態のアルゴリズムの初期のパス上においては、または使用できるチャネルの数を以下に説明するように低く設定した場合には）、使用できるチャネルの数を超える場合すらある。直交チャネル化手段を使用した場合には、この状態を本発明内に完全に受け入れることができる。典型的なＤＳ−ＣＤＭＡシステム（準直交チャネル化コードを使用する）は、その時点で過負荷になっていると見なされ、信頼できる通信を行うことができないことに留意されたい（特に、タグの送信特性をよく知らない場合には）。重要なことは、上記システムにおいては、作動したタグの数を、下記のＶ節で詳細に説明する衝突緩和技術によりさらに効果的に低減することができることである。
【００５２】
もう１つの重要なことは、上記システムの好ましい実施形態は、全システム性能（例えば、全読み出し時間、全システム容量、信頼性等）を改善するために、多重パス送信アルゴリズムの（通常、２２１，２２２，．．．２２４により決定される）パス当たりのチャネル数を変えることができることである。すなわち、多重パス送信アルゴリズムの１回のパスの使用できるチャネルの数は、送信アルゴリズムの他のパス内での使用することができるチャネルの数とは異なる。アルゴリズムのパス当たり（すなわち、単位時間当たり）のチャネルの変えることができる数は、本明細書においては動的チャネル・プロファイルと呼ぶ場合もある。何故なら、使用できるチャネルの数が時間と共に動的に変化するから
である。動的チャネル・プロファイルを実施すると、本質的に、１つまたは複数の予想タグ数に対する全送信時間（または全読み出し時間）が最適化される。
【００５３】
アルゴリズムの各パスの送信時間は、通常、アルゴリズムのそのパスに対して使用できるチャネルの数に比例することに留意されたい（使用するチャネル化方法が何であっても）。多重パス送信アルゴリズムの全送信時間（ＴＴＸ）は、下式により表すことができる。
【００５４】
【数２】
2006520132.tif 000004
【００５５】
ここで、Ｌは、データの送信に成功するために必要な送信パスの数であり、Ｒは、伝送（シグナリングまたはチャネル・シンボル）速度であり、Ｂｉは、パス当たりの送信されるデータ・シンボルの数であり、Ｎｉは、アルゴリズムのｉ番目のパス中に使用できるチャネルの数（または拡張利得）である。上記システムのある実施形態の場合には、Ｌは（許可された）１６回のパスに等しくてもよいが、Ｂｉは１２８ビットに固定されていて、Ｒは６２．５ＫＨｚに等しく、特定のＮｉ値は、上記例の中に示してあるが、これはシステムのただ１つの特定の実施形態であることに留意されたい。多くの他のシグナリング・レートおよびデータ形式を使用することができる。何故なら、情報を送信するために多くの異なる搬送周波数が存在するからである。パス当たりに使用することができるチャネルの数（Ｎｉ）は、通常、下式のように（また２４０内に示すように）、各パス（ｎｉ）中の通信チャネルを選択するために使用するビット数により異なることを思い出されたい。
【００５６】
【数３】
2006520132.tif 000005
【００５７】
このシステムの好ましい実施形態の場合には、Ｎｉは拡張利得（または処理利得）、およびパス当たりの使用できる符号位相（チャネル）の数を表し、Ｒは１秒当たりのチップのシグナリング・レートである。所与の送信パス中にすべての可能なチャネルを使用する必要はないが、データ送信のためにすべてのチャネルを使用することができるようにすることは望ましいことである。高度衝突緩和技術（下記のＶ節に記載してある）を使用すると、タグ１１０、１２０、１３０からの送信パスの必要な回数（Ｌ）を大幅に低減することができる。通常、上記システムの他の実施形態の場合には、上式の任意の値には制限はない。
【００５８】
パス当たりの送信時間は、上記好ましい実施形態のパス当たりのチャネル数（およびシンボル・レート）により異なるので、システムの全読み出し（すなわち、取得）時間性能は、多重パス送信アルゴリズムの初期のパス内のもっと少ない数のチャネルを使用することにより、少数のタグに対して改善することができる（何故なら、このような場合にシステムにもっと多くのチャネルを追加しても、少数のタグに対する追加利益がほとんどないからである）。もっと多くの数のタグがシステム内に存在する場合、または通信チャネルが少なく、リーダ１００が下記のＶ節で説明するもっと高性能の信号処理（例えば、高度衝突緩和）技術を使用しない場合を収容するために、（潜在的に多重ステップの）アルゴリズムの後期のパス内でチャネル数を増大することができる。拡散利得を増大すると、他
のノイズまたは干渉源に対するシステムの免疫性が増大し、それによりまたシステムがもっと丈夫になる（種々の通信チャネル状態の下でうまく動作することができる）。
【００５９】
このようにして、少数の現在のタグを含むシステムは、通常、もっと多数の（初期の）チャネル選択を含むシステムのもっと長い送信時間により悪影響を受けることがなく、一方、同時にもっと多くの現在のタグを含むシステムも有意な悪影響を受けない（何故なら、多重パス・アルゴリズムの初期のパスも、通常、最初に使用できるチャネル数が少ないので、時間が遥かに短くなるからである）。また、後期のアルゴリズム・パス中のチャネル選択の回数が増えると、多数の現在のタグを含むシステムが少ない数のアルゴリズム・パス中にすべてのデータを確実にうまく入手することになる（それ故、システムの信頼性が増大する）。別の方法としては、（下記の）衝突緩和技術をリーダ受信機で使用することができることが分かっている場合には、後期のパス内でチャネル数を低減することができることに留意されたい。何故なら、このようなアルゴリズムは、時間が経過するにつれてもっと多くのチャネルを効果的に解放するからである。
【００６０】
例えば、上記システムの好ましい実施形態は、第１および第２のアルゴリズム・パス中の３２チャネルで、第３および第４のアルゴリズム・パス中の６４チャネルで、第５〜第８のパス中の１２８チャネルで、また後の８つのアルゴリズム・パス中の１０２４チャネルで、１２８ビットのデータ２２０を使用する。この場合も、この実施形態の場合には、各パス中の通信チャネル１２６０を直接選択１２２０するために、データ２２０の一意のサブセットが使用され、データの一意であるが重なっていない部分が全部使用される前に、もう一度１６回のアルゴリズム・パスの全部が行われることに留意されたい。このシステムの他の実施形態は、所定の回数のパスの後で変化する送信アルゴリズム・パス毎に変更することができる数のチャネルを使用することができる。例えば、上記例の多重パス送信アルゴリズムの最初の１６回のパスは、３２〜２５６の使用することができるチャネルのどれか（すなわち、チャネル選択データの５〜８ビット）を使用することができる。一方、次の１６回のパスは、２５６〜４０９６の使用することができるチャネルのどれか（すなわち、チャネル選択データの８〜１２ビット）を使用することができる。このようにして、動的チャネル・プロファイル（またはアルゴリズム・パス当たりの使用できるチャネルの数）を事実上無制限に延長することができる。また、もう一度、チャネル選択アルゴリズムを駆動するために、データの重なっている部分またはインタリーブしている部分を使用することによりパスの最大回数を延長することができることに留意されたい。
【００６１】
このシステムの特定の実施形態の場合のアルゴリズム・パス当たりの使用できるチャネルの数（動的チャネル・プロファイルとも呼ばれる）の実際の選択は、また、（システム内に位置するタグの予想数の他に）リーダ１００で使用する予想または優勢なタイプの信号処理アルゴリズム（衝突緩和アルゴリズムのタイプなど）により異なる場合がある。アルゴリズム・パス当たりの変更することができるチャネルの数も、後期のパス内で低減するチャネル・プロファイルになる場合もあることに留意されたい。通常、時間の経過により変化する任意のチャネル・プロファイルは、上記システムのための動的チャネル・プロファイルであると見なされる。
【００６２】
リーダ１００は、前もって特定のタグ１１０のチャネル・プロファイルを必ずしも知っていなくてもよいが、通常は知らないことに留意されたい。タグ１１０のチャネル・プロファイルが分かっていない場合には、リーダ１００は、例えば、（おそらく、自動相関またはスペクトル特性を測定することにより）ＰＮ（チッピング）シーケンスの周期を確認し、それに従って行動（復調）しなければならない。
【００６３】
より詳細には、上記システムの好ましい実施形態の場合には、多重パス送信アルゴリズムの各パス中に、特定の拡散符号（または１２２０内のコード・チャネル）を選択するた
めに、ランダム・チャネル選択が使用される。より詳細には、好ましい実施形態の場合には、タグ１１０上に記憶され／プログラムされているデータ２２０の一部は、長さＮの特に増大したｍシーケンス（この場合Ｎは、すでに説明したように、特定のアルゴリズム・パスのチャネルの数に等しい）の時間的ズレ（または１２２０内のような符号位相）を直接指定するために使用される。拡散符号は、また一般性を全残喪失しない複素数値であってもよい。図１１はこのプロセスの略図である。ＰＮシーケンスの異なる位相は、通常、同じｍシーケンスの第３の符号位相を生成するために、２つ以上のｍシーケンスのモジュロ２の合計を効果的に行うＰＮ発生器（ＬＦＳＲ）状態のマスキング機能（またはＡＮＤ−ＸＯＲ低減ネットワーク１１００）を適用することにより入手される。それ故、すべてのタグ１１０、１２０、１３０は、すべてのタグ１１０、１２０、１３０の送信が既知の基本的な初期発生器状態と同期するように、好ましい実施形態の同じ初期発生器状態からスタートして、各アルゴリズム・パスの同じ基本的ＬＦＳＲ（ｍシーケンス）発生器を使用する。これらの態様は、下記のＩＶ節で説明するように、リーダ１００の迅速で効果的な復調にとって重要である。基本的なＬＦＳＲシーケンス発生器の長さ（すなわち、原始多項式）は、通常、すでに説明したように、アルゴリズム・パス当たりの（チャネルの数を変化させて）動的に変化することに留意されたい。
【００６４】
従来のｍシーケンス発生器は、好ましい実施形態において第１のチップ（またはＰＮビット）時間の間のゼロ出力を強制的に出力させ、異なるタグからのシーケンスのクロス相関を所与のシーケンス周期の間確実にゼロにすることにより、特に増大したＰＮシーケンス発生器から通常できている。他の実施形態の場合には、他のタイプの直交関数発生器を、ＬＦＳＲ  ＰＮ発生器（例えば、ウォルシュまたはアダマール関数）の代わりに使用することができるが、このようなコードは、望ましい干渉拒否機能を有していないことに留意されたい。次に、タグ１１０上に記憶しているデータ２２０は、従来の手段１２３０（例えば、当業者であれば周知のように、デジタル実施のＸＯＲゲートまたはアナログ実施の乗算器）により、生成した拡散符号１２６０により拡散される。次に、作動したタグの拡散データ信号は、所与の通信チャネルを通して（集合体として）送られる。
【００６５】
タグはそのデータ（例えば、振幅変調、位相変調、周波数変調またはこれらのある種の組合わせ）を送信するためのある範囲内の変調タイプを使用することができることに留意されたい。このシステムの好ましい実施形態は、送信素子７０２を通して負荷変調からあるタイプの振幅シフト・キーイング（「ＡＳＫ」）を使用するが、もちろん、他の変調タイプおよび実施態様（例えば、差動四相位相シフト・キーイング、直交振幅変調、パルス符号変調、パルス振幅変調、パルス位置変調等）も使用することができる。数十キロヘルツから数ギガヘルツまで（例えば、１２５ＫＨｚ、１３ＭＨｚ、９００ＭＨｚ，２．４ＧＨｚ）の多くの異なる搬送周波数をタグ情報を送信するために使用することができる。上記システムと一緒に、種々のデータ符号化およびマッピング技術を使用することができる。符号化技術のいくつかの例としては、すべて当業者であれば周知のゼロ復帰（ＲＺ）、非ゼロ復帰（ＮＲＺ）、マンチェスターおよび差分符号化を含むがこれらに限定されない。当業者であれば周知のように、一般性を失わずに、多くの異なる符号化、変調、符号化およびシグナリング・タイプを本発明で使用することができることに留意されたい。符号化技術のいくつかの例としては、ＣＲＣコード、コンボルーション・コード、ブロック・コード等があるが、これらの符号化技術も当業者であれば周知のものである。
【００６６】
好ましい実施形態のタグ１１０、１２０、１３０は、また、送信素子７０２を通してリーダ１００が供給する搬送波を直接変調する。それ故、これらのタグは、局部発振器を有していない（もちろん、上記システムの範囲内で局所的に生成した搬送波を使用することができ、その使用はなんら制限されない）。上記システムの好ましい実施形態の場合には、電力変換装置７０３がリーダ１００からの搬送波信号を整流するので、リーダ１００は、遠隔地からタグ１１０上の回路に電力を供給することができる。能動的に電力の供給を
受けたタグを使用することもでき、全然制限されずに本発明を使用することができることに留意されたい。このシステムの一般的な目標は、タグ１１０をできるだけ簡単なものにすることであり、好ましい実施形態で上記技術を使用することにより、タグ１１０上の回路を最小の大きさに維持することができるようにすることである。
ＩＶ．高速復調方法
リーダは、多くの重要な信号処理ステップの実行を担当する。図１３に示すように、リーダ１００は、通常、送信レベル制御装置１３２０および増幅器１３３０により信号源１３１０の出力を初期化し、ある最低のレベルで電力を送信することにより、タグ１１０、１２０、１３０の読み出しプロセスをスタートする。次に、リーダ１００は、好ましい実施形態のそのレベルで連続波の送信をスタートする。リーダ１００が特定の電力レベルで送信すると、リーダは、通常タグ１１０、１２０、１３０からの任意の戻り信号を（結合装置１３４０およびアンテナ１３４５を通して）聴取する。この活動の検出は、変調または（以下にさらに説明する）可能な各通信チャネルの信号レベルまたは信号のスイングの検出のようなエネルギー検出測定の形をとることができる。この測定および特徴発見時間はできるだけ短くすることが望ましい。それ故、特定の電力レベルでどのタグも作動しない場合には、リーダ１００は、次の電力レベルに（通常は増大により）迅速に進むことができる。特定の送信電力レベルで信号を感知した場合には、リーダ１００は、（おそらく下記のＶ節に記載するように、衝突緩和技術を使用して）全復調処理１３９０をスタートすることができる。リーダ１００は、一般性を失わないで、システムの他の実施形態の場合には、変調した搬送波信号、同期パルス、または非対称搬送波波形を送信することもできる。
【００６７】
リーダ１００が行う信号処理は、ハードウェアまたはソフトウェア・アーキテクチャまたはこれらのある種の組合わせで行うことができる。典型的な実施形態は、ある選択機能１３６５、増幅機能１３７０、アナログ−デジタル変換機能１３７５、およびＤＣ取得機能および利得制御機能１３８０を含む。
【００６８】
通常、リーダ１００は、またいくつかの実施形態において、その搬送波信号の能動的または受動的抑制１３６０、および干渉またはノイズ打ち消し（システムの所望のタグ以外のソースからの任意の形の干渉に対して）を行うことができる。
【００６９】
すでに説明したように、本発明の好ましい実施形態は、すべてのタグが同時に送信するタグ１１０、１２０、１３０内でスペクトル拡散変調を使用する。それ故、受信したデータは、当業者であれば周知のように、最初に可能な各拡散符号（または各複素拡散符号の複素共役）を逆に適用することにより、各コード・チャネルに対するリーダ１００でデスプレッドを行わなければならない。
【００７０】
より詳細には、上記システムの好ましい実施形態は、タグ１１０内で特に増大したｍシーケンスを拡散シーケンスとして使用しているので、リーダの復調処理１３９０の際に、非常に高速で効率的な復調（すなわち、デスプレッディングおよびチャネル化）技術を使用することができる。これらの技術は、リーダ復調処理１３９０の際に必要な処理電力を（例えば、好ましい実施形態においては、約５７の係数によるように）かなり低減し、この低減により読み出し時間がさらに短縮し、リーダ１００の実施コストを低減するこができる。実際の処理の節減は、多重パス・システムの各パスで使用するチャネルの数により異なり、（受信したシーケンスのリオーダリングおよび高速アダマール変換（ＦＨＴ）の組合わせを使用する）シンボル当たりの改善したデスプレッディング動作の数に対する従来のデスプレッディング動作の数の比率に等しい係数（Ｆ）により表すことができる。
【００７１】
【数４】
2006520132.tif 000006
【００７２】
ここで、Ｌは、ソース・データをうまく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）ｉ番目のパスのチャネルの数に等しい。この係数は、リーダ復調処理１３９０の処理の節減を直接表す（百万動作／秒（ＭＯＰＳ）または百万命令／秒（ＭＩＰＳ）により通常表される）。それ故、この例の場合には、能力が１／５７であるプロセッサ１３９０（例えば、１０ＭＯＰＳ対５７０ＭＯＰＳ）を、最善の場合に（以下に説明する衝突緩和を行わない）、好ましい実施形態のリーダ１００で使用することができる。
【００７３】
特に増大したｍシーケンス（図１１のボックス１１２０に示す）は、直交ウォルシュ・コード（図１４のボックス１４２０に示す）といくつかの類似点を有する従来のＰＮシーケンスの直交延長であることを思い出されたい。すなわち、これら二組のシーケンスは、シーケンス内に同じ数のバイナリ１および０を有する（すなわち、これらのシーケンスの加重は等しい）。実際には、２つのタイプのシーケンス（すなわち、長さＮｉの特に増大したｍシーケンス、およびウォルシュ・シーケンス）は、１つの特種なリオーダリング機能の使用により関連している。この特殊なリオーダリング機能は、図１５のリーダ受信機ブロック１５２０内の（タグ・シーケンス発生器１１１０内に示すように）ベースｍシーケンスを生成するために使用される原始多項式から直接入手される。シーケンス・リオーダリング機能１５１０は、以下に詳細に説明するように、受信デバイス１３７５がデータ・サンプル（または要素）を受信した場合に、このデータ・サンプル（または要素）を直接リオーダリングするために使用される。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・アンド・ホールド・デバイス、レジスタ、または信号を受信する任意の他のデバイスであってもよい。１つのシーケンス・リオーダリング機能１５１０は、複数のコード・チャネル（または１１０内のように符号位相）を使用するいくつかの異なるタグ１１０、１２０、１３０からの送信からなる合成受信信号に適用される。
【００７４】
合成受信信号（いくつかのｍシーケンス符号位相からなる）は、メモリ・バッファ１５３０のような記憶媒体内でリオーダリングされると、リオーダリングされたものは、一組の有効なウォルシュ・シーケンスからのシーケンスに類似していて、すべてのデータ・チャネル（１５４０内に示す）に対するタグ１１０からのデータを迅速に（および同時に）デスプレッドするために、高速アダマール変換（ＦＨＴ）のような高速変換技術を使用することができる。ＦＨＴは、当業者であれば周知のように、（並列に）完全な一組のウォルシュ・コードに対してデータ・シーケンスを迅速に相互に関係づけるために使用される。ＦＨＴ（例えば、高速ウォルシュ変換、ウォルシュ・アダマール変換、再帰ウォルシュ変換等）に関連するすべての変換は、上記システムの精神から逸脱することなしに、上記高速相関法と一緒に使用することができる。また、すべての上記処理技術は、アナログまたはデジタル信号処理領域内で実行することができることに留意されたい。
【００７５】
従来のＦＨＴアルゴリズム（例えば、ボックス１４１０内に示すような）は周知のものであり、図１４は、その基本的な中核動作（「バタフライ」と呼ばれるボックス１４００）を示す。基数２ＦＨＴバタフライは、基数２ＦＦＴバタフライに類似しているが、基数２ＦＨＴバタフライは、＋１および−１の値だけによるデータ要素の乗算（または等価的に一緒のデータ値の加算および減算）からなる。この図はまた８×８ＦＨＴのトレリス構造１４１０も示す。ＦＨＴ１５５０の各出力は、ＦＨＴビンまたはＦＨＴコード・チャネルと呼ばれる。Ｎ点ＦＨＴは、完了した場合に、すべての可能な長さＮの直交ウォルシュ・シーケンスに対して効果的に相互に関連づけられる。好ましいシステムの場合には、こ
の関連づけは、長さＮのシーケンスに対するすべての可能な符号位相に対する相関づけと同じものである。ＦＨＴは高速変換であるので、ＦＨＴは、従来の相関（上記係数Ｆに類似）に対する処理の節減は、Ｎ点直交シーケンスに対する（Ｎ２／ＮｌｏｇＮ）に等しいことを証明することができる。この同じ節減は、上記高速相関技術により行われる。
【００７６】
正確な受信データの特殊なリオーダリング機能１５２０は、タグＦｉｂｏｎａｃｃｉ  ＬＦＳＲ（１１１０内に示すような、またはその等価物）が、通常の動作（下記の例のところでも説明する）中に巡回する状態を観察することにより決定される。ＬＦＳＲが進行する状態は、直接特殊なリオーダリング機能に対応するか、または時間の経過中に（直線的に）受信した場合に、外部からの（拡散）受信データ・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）内に記憶しなければならない間接アドレスに対応する。別の方法としては、（１５２０の）アドレスのこのシーケンスを受信機で能動的に生成する代わりに、記憶媒体（例えば、ランダム・アクセス・メモリ、読み出し専用メモリ、ハード・ディスク・ドライブ等）に記憶することもできる。これらのシーケンスは、各ベース・スプレッディング・コード（すなわち、原始多項式）に対して１回生成するだけでよいことに留意されたい。このようにして、受信したｍシーケンスの要素（またはｍシーケンスの合計）は、この時点で、これらの要素が正確にウォルシュ・シーケンスの要素（またはより詳細には、アダマール・マトリックス内の行）を表すようにリオーダリングされる。それ故、従来の高速（アダマール）変換（相関）方法を、この時点で、並列に受信したデータ・チャネルを効果的にデスプレッドするために（１５４０において）使用することができる。データ・シーケンスは、また、任意の処理待ち時間を収容するためにメモリ内に二重バッファすることができることに留意されたい。
【００７７】
信号エネルギーを示すＦＨＴの出力インデックス（またはビン）１５５０は、タグ１１０、１２０、１３０内でＡＮＤ−ＸＯＲ低減１１００で使用した（２進数で表した場合の）マスク値１１３０に直接対応する。例えば、チャネル選択コード１１３０（図１１の「ｃ０−ｃ４」）（送信機処理）は、図１５のＦＨＴブロック１５４０（受信機処理）の能動出力１５５０に直接対応する。特定のコード・チャネル（または符号位相）を選択するために、バイナリ・マスク値１１３０がタグ１１０で適用されることを思い出されたい。図７もこのことを示していて、この図の場合、マスク７１０は、タグ・データ２４０から引き出され、チャネル選択２４０に入力される。すなわち、バイナリ・マスク値１１３０（およびＦＨＴビン・インデックス）は、特定のパスの間にチャネルを選択するために使用したタグ１１０上に記憶しているデータ２２１、２２２、２２３、２２４に直接対応する（タグ・データがどのようにチャネル選択に関連しているのかについての補足説明については、図１７および図１８の識別子１７１０、１８２０、１８３０および１８４０も参照されたい）。各タグ１１０は、好ましい実施形態の多重パス・アルゴリズムの各パス間の固定チャネル１２６０を通してそのデータ２２０を送信する。各ＦＨＴビンのところの出力信号レベルは、デスプレッディング後の（例えば、各符号位相に対する）各コード・チャネル１２６０上の信号レベルに直接対応する。それ故、合成受信信号は、ＦＨＴの出力のところでその構成成分に効果的にすでにチャネル化されている。
【００７８】
以下にさらに説明するように、受信データ・シーケンスのチャネル選択部分中の各能動ＦＨＴビンの出力のところのデータ信号１５５０は、それをバイナリＦＨＴインデックス値と照合することにより確認することができる（何故なら、データが有効である場合には、２つのシーケンスは一致しなければならないからである）。この技術は、追加誤り検出の原始的な形を可能にし、図１８は、多重パス送信アルゴリズムのパス＃２に対するものを示す。２回目のパスに対するチャネル２４０を選択するために使用した部分２２２上のデータ・シーケンス１８２０、１８３０、１８４０は、ＦＨＴビン番号の２進数の等価物であることに留意されたい。
【００７９】
結合したリオーダリングおよび図１５のＦＨＴ技術により、復調装置は、好ましい実施形態において、すべての使用することができるコード・チャネル（すなわち、符号位相）を迅速に復調（すなわち、デスプレッド）することができる。Ｎ点ＦＨＴは、（潜在的な各データ・チャネルおよびシンボルに対する必要なデチャネル化およびデスプレッディング動作に対応する）受信機の各受信シンボル周期に対するＮ個のチャネルを復調するのに通常必要であることに留意されたい。また、トランスポンダ・システムの他の実施形態は、チャネル化関数に対して直交ウォルシュ・コードを使用することができ、その場合、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こと（リオーダリング・プロセッサは必要ないこと）にも留意されたい。しかし、このようなシステムは、好ましい実施形態と比較した場合、優れた干渉拒否機能を有していない。何故なら、ウォルシュ・チャネル化コードは周期的なものであり、周期的干渉源と高度に相関を有することができるからである。それ故、このシステムの好ましい実施形態は、特に増大したｍシーケンスをチャネル化関数として使用し、上記復調技術を使用する。また、上記システムにおいては、上記高速相関技術の使用はどうしても必要なものではないが（すなわち、無理な力または従来の相関／デスプレッディング技術を使用することができるが）、実施コスト（例えば、回路面積および電流ドレイン）が、このような実施の場合には高くなることにも留意されたい。
【００８０】
一例を挙げて説明すると、タグ送信機で長さ１６（Ｎ＝１６、ｎ＝４）の特に増大したＰＮシーケンスを使用するシステムの場合には、２進数の「０００１」（１）のチャネル選択値１１３０（ｎｉ）で表されるシーケンス１２６０は、「０１１１１０１０１１００１０００」であり、一方、２進数の「１００１」（９）のチャネル選択（マスク）値１１３０で表されるシーケンス１２６０は、「００１０１１００１０００１１１１」である（これは、前のゼロにより後で特に増大される同じ基本的ｍシーケンスの丁度異なる時間シフトまたは符号位相である）。図１１は、（標準オクタル表記法で表した場合の）２３の原始多項式に対するタグＰＮ生成およびマスク回路の一例である。２台のタグ送信機は、通信チャネルを通してこれらのシーケンスを別々に送信するものと仮定する。リーダ受信機は、特種なリオーダリング機能１５２０およびＦＨＴ処理（図１５に示す）によりこれら２つの信号を決定する。送信したＰＮシーケンスに対して使用しなければならない特殊な受信データ・サンプル・リオーダリングは、等価の特に増大したＰＮ発生器が巡回する状態、またはこの例の場合には、｛１１２０に示すものと同じ、０、１５、７、１１、５、１０、１３、６、３、９、４、２、１、８、１２、１４｝を巡回する状態である。このシーケンスは、タグ１１０で使用するｍシーケンス発生器１１１０をコピーし、ＰＮ発生器の状態をチェックし、またはメモリ内に必要としたリオーダリング・シーケンスを単に記憶することにより、リーダ１００内で生成することができる。リオーダリング・シーケンスは、外部から受信したデータ・サンプル・ストリームを間接アドレス指定によりメモリに記憶するために使用される。例えば、リーダのところに到着する第１の有効なＡ／Ｄサンプル（スプレッディングまたはチップ・レートで最適にサンプリングした）は、（すべての特に増大したコードに対する場合のように）記憶媒体１５３０のメモリ・バッファ位置０内に記憶され、第２のサンプルはメモリ位置１５に記憶され、第３のサンプルはメモリ位置７に記憶される。以下同様。Ｎ個（この例の場合には１６）のサンプルを受信した場合には、通常のＦＨＴ処理１５４０を、メモリ・バッファ１５３０内の新しくリオーダリングしたデータ・サンプル上で実行することができる。リオーダリング機能は、上記「０００１」ＰＮ符号をシーケンス「０１０１０１０１０１０１０１０１」（ウォルシュ・コード１と同じ）に変換し、「１００１」ＰＮ符号をシーケンス「０１０１０１０１１０１０１０１０」（ウォルシュ・コード９と同じ）に変換する。ＦＨＴ１５４０は、出力１５５０のビン１（チャネル・コード１に対応する）内およびビン９（チャネル・コード９に対応する）内に信号のエネルギーが存在する（例えば、タグが送信している）ことを示す。それ故、ビン１およびビン９をチェックすることにより、ＦＨＴは送信した各シンボルに対して出力し、タグ・データの残りを感知することができる。
【００８１】
上記技術は、そのような信号が実際には送信されなかった場合でも、受信機において、タグ１１０が送信する第１のチップ（またはシンボル）がバイナリ・ゼロ（チャネル上の＋１の正規化した信号値に等しい）であると仮定することにより、従来の（すなわち、特に増大していない）ｍシーケンスに対して使用することができることに留意されたい。それ故、記憶媒体１５３０内の第１のバッファ位置は、＋１値に初期化され、処理（すなわち、リオーダリング１５１０およびＦＨＴ１５４０）が通常どおり続行される。このようにして、従来のＰＮシーケンスに対する複数のコード・チャネル（または符号位相）に対して非常に高速な相関づけを行うことができる。他の普通に増大したＰＮシーケンスも、追加のチップ（例えば、上記第１のチップ以外）がシーケンス内に挿入されるトラックを維持することにより収容することができる。
【００８２】
上記高速相関づけ技術（すなわち、特定の受信シーケンス・リオーダリング１５１０およびＦＨＴ１５４０）は、（ＰＮシーケンスがＡＮＤ−ＸＯＲ低減ネットワーク１１００により生成されようがされまいが）上記ネットワーク１１００により生成することができるＰＮシーケンスを使用する任意の通信システムに適用される。多くの一般に使用されている通信システムは、これらのタイプのＰＮシーケンス、または（当業者であれば周知のように、Ｇｏｌｄコードのような）従来のｍシーケンスの組合わせから生成されるシーケンスを使用する。このようなシステムのいくつかの例としては、ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００、３ＧＰＰ  ＣＤＭＡセルラーシステム、およびＧＰＳ  ＣＤＭＡ測位システムがある。上記高速相関づけ技術は、これらのシステムにおいても同様に効果的に使用することができる。
【００８３】
いずれの場合も（チャネル化技術を使用するにせよしないにせよ）、合成受信信号は、受信機のフロント・エンド１６１０内でフィルタリングし、増幅し、次に図１６に示すように、リーダ１００内でチャネル化（またはデチャネル化）１６２０しなければならない。次に、各チャネルは、（通常１６３０において）信号および衝突検出のために、通常別々に（できれば同時に）処理される。例えば、上記ｍシーケンスの代わりにウォルシュ・コードを使用するこのシステムの他の実施形態の場合には、上記のすべての異なるデータ・チャネルを同時に復調するために、ＦＨＴ動作を依然として使用することができる。このシステムの他の実施形態は、デチャネル化およびデスプレッディング・プロセスを行うために、（１５４０および１６２０の代わりに）（並列または時間共有の）従来のデスプレッダのバンクを使用することができる。デスプレッダは、通常、当業者であれば周知のように、積分およびダンプ機能が後に位置する乗算器からなる。
【００８４】
選択したチャネル化方法は、以下にさらに説明するように、リーダ１００で使用することができる一般的なタイプの衝突緩和アルゴリズムを変えないことに留意されたい。
また、復調プロセスは、通常、本発明の多くの実施形態の場合には、複数の反復プロセスであることにも留意されたい。何故なら、すべてのタグが多重パス送信アルゴリズムの第１のパスの際に、その情報の送信に成功することは通常ありえないからである。それ故、リーダ１００は、（同じ電力レベルで）電力の供給を受け続ける必要があり、（さらに、下記の方法を使用して）タグからのすべてのデータの受信に成功するまで引き続き外部からのデータを復調し続ける必要がある。また、高度衝突緩和技術１６３０をリーダ１００で使用する場合には（以下に説明するように）、多重パス・アルゴリズムの各パスに対して複数の復調反復（例えば、ＦＨＴ）を行わなければならない。また、多重パス送信アルゴリズムの以降のパスも、上記動的チャネル・プロファイルのところで説明した新しい数のチャネル化方法に適合させるために、復調装置を必要とする場合があることにも留意されたい。
Ｖ．衝突緩和方法
すでに説明したように、リーダ１００と通信するためにタグ１１０、１２０、１３０を
使用することができるこの（そして任意の）通信システムの通信チャネル・リソースの数は限られている。通信チャネルの数が限られていて、複数のタグ間で組織的なチャネルの割当てが行われていないので（すなわち、ランダム割当てが効果的に使用されているので）、上記システムのタグからの送信が衝突するのを避けることはできない。衝突は、２つ以上のタグが同時に（すなわち、多重パス送信アルゴリズムの特定のパス中に）同じチャネルによる通信を選択した場合またはイベントであると定義されている。本明細書のＩ節で説明したように、タグ上に記憶しているデータは、均一のランダム・データに非常に似ているので、割当てが効果的にランダムな状態であることを思い出されたい。
【００８５】
リーダ１００の望ましい複雑さのレベルにより、（以下にさらに説明するように）リーダ受信機でいくつかの異なる衝突緩和アルゴリズムを使用することができる。例えば、コストの安い受信機は、順方向衝突緩和技術（以下に説明する）だけを使用することができ、一方、もっとコストの高い（処理能力がもっと高い）受信機は、（二方向）衝突緩和技術（以下に説明する）を使用することができる。
【００８６】
下記の一般的な説明の場合には、最初に順方向衝突緩和技術が使用されるものと仮定し、後で二方向衝突緩和技術が使用される場合をチェックする。一般的に、タグ１１０、１２０、１３０は、リーダ１００内で衝突緩和を行っていてもいなくても同じパターンを送信することに留意されたい。各タグ（例えば、１１０）は、実際には、システム内に位置する他のタグ（例えば、１２０、１３０）に「盲目」である。下記の追加のステップを実行すると、さらに受信機で復調プロセスが行われる。
【００８７】
通常、リーダ１００は、所与の通信パス内で（シーケンシャルにまたは同時に）使用できる各デスプレッド通信チャネルを通して巡回し、それぞれ上の信号の活動または信号エネルギーをチェックする。本発明のリーダ受信機は、また、以下に詳細に説明するように、使用できる各チャネル上の衝突を検出できなければならない。これらすべての信号の特徴づけはチャネル毎に行われ、実施の複雑さを低減するために、デスプレッディングが終了する度に通常行われる（しかし、一般性を失わずにデスプレッディングの前に同じ動作を行うこともできる）。このシステムの好ましい実施形態においては、（最適のサンプリング点で）受信信号が同期状態でサンプリングされるが、他の方法（最適サンプリング時間の過度サンプリングおよび後サンプリングの決定を含む）も使用することができることに留意されたい。
【００８８】
本発明の好ましい実施形態は、各チャネル上の信号エネルギーを推定するためにもっと簡単な方法を使用する。より詳細には、この方法は、本発明で各チャネルが最適にサンプリングしたデスプレッダ出力の累積（合計）絶対値をチェックする。所与のチャネルの累積絶対値が所定のしきい値を超えた場合には、その特定のチャネル上に信号が存在するということになる。下式はチャネルｋの累積絶対値（ＡＢＳｋ）を計算するのに使用する１つの方法を示す。ここで、ＤＳｋ，ｎは、チャネルｋおよびシンボルｎに対する正規化していない最適にサンプリングしたデスプレッダ（ＦＨＴ）出力であり、Ｎｉは、使用することができるチャネルの数（またはスプレッディング・シーケンスの長さ）であり、Ｂは、推定ブロック長（ビット単位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。
【００８９】
【数５】
2006520132.tif 000007
【００９０】
通常、この計算は、各チャネル上に信号が存在するかどうかを判断するために、すべてのｋ（またはＮｉ）の使用できるチャネルに対して行われる。所定のしきい値は、（リーダ受信機の他の状態に基づいて）プログラムすることもできるし、適合させることもできる。この方法は、信号の存在をチェックするためにコストの高い乗算を必要としないという点で、従来のエネルギー推定（平方の合計）手段よりも優れている。上記平均絶対値測定値（ＡＢＳｋ）は、またそのチャネルだけが占有されている場合（すなわち、それを使用しているソース・デバイスが１つしかない場合）、ソース・デバイスに対する平均信号振幅の測定値でもあることに留意されたい。この情報は、対応する受信信号データ・シーケンスと一緒に、タグ信号を再生成するために使用することができる。また、複雑な変調形式または非コヒーレントな復調技術を使用しているシステムの場合には、このような平均信号振幅値は、複素数値になる場合がある（すなわち、同位相および直角位相成分を含む場合があることに留意されたい）。このことは、当業者であれば周知のように、信号位相も同時に推定されることを意味する。通常、このようなシステムでのすべての信号の抑制または打ち消しは、識別した信号を打ち消した場合の推定信号振幅および位相を考慮に入れなければならない。
【００９１】
より詳細には、このシステムのある特定の実施形態の場合には、タグからの低い偏差ＡＳＫ信号の存在は、すでに説明したように、正規化した信号を入手するために、チャネルからすべての平均信号レベル（すなわち、１３８０内の直流値）を差し引き、残りの（正規化した）信号の絶対値をチェックすることにより通常検出される。（同様に１３８０における）ある形の自動利得制御も信号レベルをさらに正規化するために適用することができることに留意されたい。
【００９２】
特定のチャネル上で信号が検出されると、リーダ１００は、通常、そのチャネル上で衝突が発生したかどうかを検出しなければならない。この検出は、通常、ある時間内の正規化した信号レベルの絶対値の変化をチェックすることにより行われる。信号の絶対値の変化がある（異なる）しきい値を超えた場合には、（異なるタグのＩＤデータ（図１７参照）の２進データ値の衝突により）その特定のチャネル上で衝突が発生したことになる。そうでない場合には、そのチャネル上に１つの信号が存在することになる（図１８参照）。その上に１つの信号が存在するチャネルも、「単独占有」チャネルと呼ばれる。この場合も、当業者であれば、その信頼性を改善するために（例えば、推定値のＳＮＲを改善するために）、これらの測定値およびインジケータをフィルタリングしたり、または平均したりすることができることを理解することができるだろう。それ故、このような測定値をチェックし、（また以降のフィルタリングに使用する）時間が長ければ長いほど、推定値はもっと正確になり、もっと信頼性が高くなる（すなわち、処理利得が高くなる）。
【００９３】
すでに説明したように、リーダ受信機は、各チャネル上の正規化した信号の変化をチェックすることにより、各チャネル上の衝突を感知することができる。正規化した信号の変化は誤差信号と見なすことができ、理想的な信号からの偏差を表す。この場合も、好ましい実施形態の場合には、信号の衝突を決定するためにもっと簡単な手段が使用される。より詳細には、正規化した（おそらくデコレクトした）誤差信号の絶対値が各チャネルに対して蓄積される。上式のものと同じ値を使用することにより、各チャネルに対する正規化した変化（ＶＡＲｋ）を下記のように各デスプレッダ出力に対して計算することができる。この場合も、Ｂは（おそらく異なる）推定ブロック長さである。
【００９４】
【数６】
2006520132.tif 000008
【００９５】
この場合も、所与のチャネル上に２つ以上の信号が存在するかどうかを決定するために、各コード・チャネルに対してこの計算が通常行われる。累積絶対誤差信号が第２の所定の（しかし、おそらく適合により決定した）しきい値を超えた場合には、そのチャネル上で衝突が発生したということになる。正規化した誤差信号（すなわち、上式の合計項）は、上記のもっと簡単な信号の存在の計算の結果からその一部を決定することができる。より詳細には、正規化した誤差信号は、最適にサンプリングしたデスプレッダ出力の絶対値から（上記累積絶対値の計算をスケーリングすることにより決定した）絶対平均信号レベルを引いたものに等しく設定することができる。この値は、（推定値のＳＮＲを改善する目的で）追加のノイズ平均を供給するために、すべてのまたは多くのデスプレッダ出力ビット上で合計することができる。この方法は、また、信号の衝突の存在を決定するためにコストの高い乗算を必要しないという点で、従来の変化推定（サンプルの平方の合計から平均値を引いたもの）手段よりも優れている。変化の測定値（ＶＡＲｋ）は、また、以下に説明するように、信号の状態が悪くなった時を検出するために使用することができる。
【００９６】
当業者であれば、信号の存在を検出するために、また変調およびシグナリングのタイプにより変化する場合がある衝突の有無を検出するために多くの方法を使用することができることを理解することができるだろう。衝突は、標準誤り検出（例えば、ＣＲＣ）手段のような別の手段によっても検出することができるが、これらの方法は、（偽物を含むために）すべての場合に衝突を正しく検出できるわけではない、また、あるチャネル上で衝突が起こっているかどうか分からない場合には、送信誤りを訂正し、信号推定値の精度を改善するために標準誤り訂正手段を使用することができることに留意されたい。
【００９７】
この場合も、これらの信号の特性測定は、通常、（すでに説明したように、多重パス・アルゴリズムのパスの回数により変わる場合がある）所与のパスのすべての使用できる（可能な）通信チャネル上で行われる。
【００９８】
リーダ受信機が、所与の通信パスに対して上記量を計算した場合には、リーダ受信機は他の信号品質測定値を決定することができる。このような測定値は、何時チャネル状態が悪くなったのか、また（以下にさらに説明するように、おそらく不適当な信号打ち消し状態による）読み出しサイクルを完全に１回行う必要があるかどうかを判断するために使用することができる。より詳細には、受信に成功した信号のＳＮＲは、平均信号レベルをノイズ・レベルの推定値で割った比率を使用することにより推定することができる。下式は、上記表記および式を使用するこの計算の一例を示す。この場合、１つの占有チャネル上の平均信号レベルは、（ＡＢＳｓ）であると決定し、占有されていないチャネルに対する正規化した変化は（ＶＡＲｕ）であると決定した。
【００９９】
【数７】
2006520132.tif 000009
【０１００】
ノイズ・レベルの推定値（ガウス白色雑音に対して０．４８２）は、すでに説明したように、占有されていない各チャネルのデスプレッダ出力と数学的に関連していることを証明することができる。各チャネルに対するＳＮＲ値は、平均ＳＮＲ測定値を入手するために、すべての１つの占有チャネル上で平均することができる。これらの測定値は、以下に説明するように、打ち消しプロセス中、完全な読み出しサイクルをスタートする時点のような他の決定を行うために使用することができる。
【０１０１】
それ故、リーダ１００は、通常、パス当たり（それぞれのおよび）すべての可能な通信チャネル上に任意の信号が存在するかどうか、また信号が存在する各チャネル上で衝突が発生したかどうかを特徴づける。衝突は、２つ以上のタグが、多重パス・アルゴリズムの同じパス中に同じ通信チャネルを使用する場合と通常定義されていることを思い出されたい。所与のチャネル上で衝突が発生すると、衝突緩和技術を使用していない場合には、そのチャネルに対するデータは通常失われる。信号が所与のチャネル上に存在していて、衝突が検出されない場合には、その（所与の）チャネル上の特定の信号は、通常、受信に成功したということになり、リーダ１００は、通常、その特定のタグの全データ・シーケンスを知ることになる。
【０１０２】
いくつかの実施形態は、確実にデータを有効にし、データを正しく受信するために、誤り検出または訂正（またはある他のタイプの信号の統合性の測定）を行うことができることに留意されたい。また、タグ・チャネル選択データが送信された場合、リーダ１００は、また、タグ１１０が予想通信チャネルにより実際に送られたことをチェックすることもできることに留意されたい（すでに説明したように、チャネルを決定するために使用するデータの一部のためのもう１つの形のエラー・チェックとしての働きをする（図１８参照）。この場合、第２のパスのためのチャネル選択データ２２２は、１８２０、１８３０、１８４０で示すように、チャネル選択と一致しなければならない）。
【０１０３】
タグ１１０からの信号を知ると（おそらく確認された場合）、この信号は、信号の全数の残りの部分から除去される（以下に説明するように）。特定のタグからの信号が全信号から効果的に除去または差し引かれた場合（以下に記載する種々の使用することができるアルゴリズムにより）、あるタイプの衝突緩和が行なれる。このようにして、既知の（識別した）タグからの信号を除去することができ、そのため望ましくない「干渉」がシステムから除去される。これにより、高価な通信リソースが効果的に解放される。実際には、全システムは自己編成ネットワークである。この場合、すべての編成は送信機自身ではなくリーダ受信機で行われる。信号の除去は、衝突緩和からの利益を実現するために厳密に行う必要はないことに留意されたい。
【０１０４】
図１９は、衝突緩和技術を使用する場合のリーダの行動の簡単なフローチャートである。この場合、リーダ１００は、（例えば、好ましい実施形態においてリーダ送信電力を一定に保持することにより）多重パス送信アルゴリズムの次のパスに移行する前に、できるだけ多くの衝突（例えば、データの誤り）を決定しようとする。
【０１０５】
すでに説明したように、リーダ１００は、通常、すべての能動状態で送信中のタグが識別されたというある信頼レベル（または確率）を入手するまで、所与の電力レベルで送信を続行する。
【０１０６】
すでに説明したように、リーダ１００は、第１および第２の所定の送信条件を制御することにより、タグが送信するパスの回数を直接制御する。本発明の好ましい実施形態の場合には、全作動タグ間で送信を継続するために、リーダの送信電力レベルは一定に保持されるが、他の第１および第２の所定の送信条件は、タグからの送信グループ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り決まるが、部分的には、完全に一意の（重なっていない）チャネル選択に対するデータ（ビット単位）のチャネル選択部分の合計で割ったデータ長（ビット単位）に制限される。それ故、各パス内に１２８ビットのデータ、および８ビットのチャネルＩＤ選択データを含む上記例の場合には、（重なっていないチャネル選択の反復が再びスタートする前に）多重パス・アルゴリズムの最大のパス回数は１６（すなわち、１２８／８）通信パスになる。それ故、好ましい実施形態にチャネル（例えば、ＰＮ）シンボル・レートが与えられた場合に
は、最大質問時間を決定することができ、（また上式に示すように）送信パスの必要な回数が与えられたすべての場合に対して全取得（または読み出し）時間が固定される。
【０１０７】
リーダ１００の好ましい実施形態は、いくつかのタイプの衝突緩和技術のうちの任意の１つの技術を使用する。衝突緩和技術は、通常、所与の通信チャネル上の衝突の衝撃を低減する。理想的には、このような衝突緩和技術は、チャネル上の特定の衝突の影響を除去することが好ましい。このことは、（少なくとも概念上は）既知の信号を再生し、全信号数（または合成受信信号）からこの既知の信号を差し引くことにより上記システムで行うことができる。この既知の信号は、他の（未知の）信号に対する干渉であると見なすことができる。それ故、上記技術はまた干渉打ち消し技術とも呼ばれる。この干渉信号の除去は、復調プロセスの任意の段階で行うことができることに留意されたい（例えば、このような除去は、チップ・レートで行うこともできるし、または好ましい実施形態でデスプレッディングの後で行うこともできる）。本発明の好ましい実施形態は、実施を簡単にするために、デスプレッディングの後に衝突緩和を行う。
【０１０８】
通常、複雑さのレベルが様々な衝突緩和技術のグループが存在すしていて、これらの技術は、衝突緩和技術を使用しない実施態様よりも、（例えば、もっと多くの処理電力、メモリまたはハードウェアが必要であるというように）通常もっと複雑である。しかし、このような技術を使用すると、通常、全タグ・データ取得（読み出し）時間が遥かに短くなり、システムの能力を大きく向上することができる。この場合も、チャネルは準静的なもので、システムは最善のシステムの性能に対して比較的直線的であると仮定する。
【０１０９】
通常、既知の（すなわち、決定に成功した）信号が多ければ多いほど、衝突緩和技術を使用した場合、多重パス・アルゴリズムの所与のパスに対するシステム内に存在するタグの数はますます少なくなるように見える。タグ１１０上に記憶しているデータは、好ましい実施形態においてチャネル選択を直接行うので（またはそうでない場合リーダ１００が知っているので）、リーダ１００が（タグ１１０が他の占有されていないチャネルにより送信した場合に通常発生する）データの受信に成功すると、リーダは多重パス通信アルゴリズムの各パスに対してタグ１１０が行うすべてのチャネル選択を知ることになる。それ故、次に、リーダ１００は、すでに説明したように、将来の（および過去の）送信のためにタグ１１０がどのチャネルを使用するかを予測することができる。タグ１１０からのチェックした信号レベルも、一般的に、通常の信号検出プロセス中にリーダ１００で測定され（低域フィルタリングされ）、そのため、所与の（衝突していない）タグの実際の信号強度の信頼性の高い推定値を入手することができることに留意されたい。この信号強度は、既知の信号を効果的に再生成し、集合受信信号からそれを正確に差し引き、それにより他の送信パスからその影響を除去するために使用することができる。
【０１１０】
より詳細には、受信に成功した各タグ信号に対する平均信号レベル（およびおそらく位相）は、１つまたは複数の送信パスのある部分を平均することにより決定することができる。タグが１つの占有チャネルにより送信した場合に、タグの受信に成功することを思い出されたい。この場合、そのデータは従来の手段でうまく復調することができる。この場合も、本発明の好ましい実施形態での処理を簡単にするために、平均累積絶対値が（上記信号検出段でのように）計算される。（デスプレッディング後の）各チャネル上の（おそらくデコレクトした）絶対信号レベル値の平均値は、そのタグに対する予測信号レベル（すなわち、受信信号強度）を表す。複雑なデータ経路（ＲＦ結合システムの経路のような）を使用する受信機の場合には、信号位相も送信のいくつかの部分について平均することができる。
【０１１１】
チャネルが準静的な場合、または（多くの場合、短い読み出し周期の場合のように）当該周期の間安定している場合には、干渉を起こしているタグの信号レベルは安定している
と見なすことができる。それ故、その局所的に再生された形を合成受信信号から除去または差し引くことができる。（そのデータが決定されると）受信に成功したタグからの信号はもはや必要ないかまたは役に立たないので、この信号は除去され、通信する他の未知のタグ用に通信チャネルが解放される。既知のタグのデータ信号は、その復調したデータ・シンボルまたはビット・シーケンスに、平均予想信号レベルを掛けることにより再生することができる。この信号の除去はデスプレッディングの後で行うことができる。そうでない場合には、デスプレッディング前に除去する場合には（計算の複雑さの点から言えば全然望ましくないが）、特に選択した拡散シーケンスを再度適用しなければならない。タグの信号は、多重パス送信アルゴリズムの各パス内でチャネルを変えることが知られていて、このことを除去プロセス中に考慮に入れることができることに留意されたい。また、使用できるチャネルの数、および拡散符号の数は、多重パス・アルゴリズムの各パスに対して変わる場合があることにも留意されたい。
【０１１２】
衝突緩和の比較的簡単な形は、（時間に対して順方向に）多重パス・アルゴリズムの以降のパスからの既知の信号の差引きまたは抑制を含む。それ故、このタイプの衝突緩和は、通常、順方向衝突緩和と呼ばれる。図２０は、順方向衝突緩和技術を使用するリーダ処理の例示としてのフローチャートである。この場合、処理は、プロセスを理解しやすくするためにシーケンシャルに行われる（例えば、一度に１つのチャネルというように）。プロセスは、通常、タグ１１０、１２０、１３０のうちのどれが、（上記受信機アルゴリズムで説明したように）そのＩＤデータの送信に成功したのかを決定するステップと、既知の（タグの）チャネル選択および多重パス・アルゴリズムの各パスに対する推定信号レベルを含むデータ構造（またはリスト）を維持するステップとを含む。タグのＩＤデータおよび送信したタグ信号の信号レベルが分かった場合、それをそのタグに関連する任意の以降の衝突から効果的に除去することができる。この場合も、信号レベルは、干渉を起こしている信号レベルの精度の増大するレベルを入手するために、増大する時間の長さの間に測定し、フィルタリングすることができることに留意されたい。それ故、本発明の一実施形態の場合には、タグ信号が推定されると（あるレベルの精度内で決定されると）、このタグ信号は、多重パス送信アルゴリズムの後期のパス中に、適当な（所定の）チャネルから除去され、他のユーザが送信した他の信号上のその（既知の）タグの信号のすべての干渉の影響が無くなる。通常、タグ１１０上に記憶しているデータに基づいて行われる各タグのチャネル選択の決定論的性質のためにこの技術を使用することができる。
【０１１３】
準静的なチャネルを仮定することがこの場合重要になる。何故なら、測定した信号レベルおよびおそらく位相は、通常、すべての以降のパスまたは少なくとも送信の現在のパスに対して有効であると仮定するからである。通常、信号レベルの推定値は、ゆっくりと変化するチャネル状態に見合うように各送信パス毎に更新することができる。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ている）および現在の送信パス（またはバースト）からの合成受信信号だけを、（下記のアルゴリズムに記載するように、すべての受信バーストをメモリに記憶するのとは対照的に）このアルゴリズムを実行するために記憶すればよいということに留意されたい。通常、このタイプの順方向衝突緩和アルゴリズムは、衝突緩和を全然行わない方法と比較した場合、有意（２〜４Ｘ）に全読み出し時間を短縮することができる。
【０１１４】
もう１つのさらに高度のタイプの衝突緩和は、多重パス送信の以降のパスおよび前のパスの両方から既知の信号を差し引くステップを含む。このようなことができるのは、タグ１１０からのデータを識別した場合、前のパスを占有しているチャネルを確認することができ、任意の前の衝突へのその影響をゼロにすることができるからである。このタイプの衝突緩和アルゴリズムは、通常、二方向衝突緩和技術と呼ばれる。二方向衝突緩和は、計算上もっと複雑であるが（通常、前の通信パスを記憶するのにもっと多くのメモリを必要とするが）、全タグ読み出し時間を大きく短縮する（衝突緩和を全然行わない方法と比較
するとほぼ１つのオーダの大きさだけ短縮した）。
【０１１５】
通常、この方法は、既知のチャネル選択（すなわち、受信データ・シーケンス）および推定信号レベルおよび／または識別したタグに対する（上記の場合のような）各通信パスの位相を含むデータ構造を記憶しなければならない。しかし、（順方向衝突緩和アルゴリズムの場合のように、現在のパスの他に）前の送信パスから信号が差し引かれるので、追加の衝突を決定することができる。例えば、多重パス通信アルゴリズムの第３のパスからのデータが決定されると（すなわち、受信に成功すると）、アルゴリズムの前のパス（例えば、第２のパス）内で他のユーザからのデータを決定することができ、送信の前のパス（例えば、第１のパス）、または以降のパス（例えば、第３のパス）内で、前に衝突した他のユーザを解放することができる。新しいユーザからのデータが決定される度に、その再構成した信号が（現在のパスまでおよびそれを含む）すべての送信パスから差し引かれ、単独で占有されているチャネルの数および衝突中の数が、（すべての可能な通信チャネルおよびパスに対して）再度評価される。このようにして、リーダ１００は、（現在のパスまでおよび現在のパスを含む）すべての使用できる送信パスを通して巡回することができ、（現在のパスまでおよび現在のパスを含む）すべてのパス内でこれ以上ユーザを決定することができない点に到着するまで、事実上連続的にもっと多くのタグ信号を決定することができる。次に、リーダ１００は、次の電力レベルに進み、二方向衝突緩和アルゴリズムを引き続き実行することができる。影響は後期送信パス内で非常に強力になる場合があり、通信チャネルの使用することができる数よりも遥かに多いタグ信号を決定することができる。
【０１１６】
拡散利得は（パス毎に）動的に変化することができるので、合成受信信号からそれらを差し引く前に、特定の拡散要因に対する信号を再度正規化しなければならない場合がでてくることに留意されたい。また、二方向干渉打消しの再帰パスは、任意の（時間的）順序で実行することができることにも留意されたい。
【０１１７】
すべてのタグ・データを受信した場合、リーダ１００は、好適には、任意の信号の打消しを行う前であることが好ましいが、上記手段（例えば、誤り検出および訂正）によりデータの統合性をチェックすることができる。従来のデータ復調技術は、タグ送信機で使用する変調のタイプに基づいて実行することができる。リーダ１００は、また、デスクランブル、解読、分類および（本発明の好ましい実施形態における２つ以上の電力オン範囲内で電力アップする）冗長なアイテムの除去のような機能を通常含むデータの後処理を行うことができる。これらの機能のうちのいくつかまたは全部は中央位置で行うことができ、それにより複数のリーダまたはアンテナにサービスを提供する。
【０１１８】
衝突緩和技術を使用する完全な読み出しサイクルが終了すると（すなわち、すべての能動タグが識別されると）、システムの各信号に対する信号源（または干渉）パラメータ特性が分かる。完全な読み出しサイクルは、所望の数のタグが識別される信号源の送信として定義される。通常、すべてのタグは完全な読み出しサイクル中に識別される。より詳細には、多重パス送信アルゴリズムの各パスに対する信号源振幅および位相は、効果的に検出され（または推定され）、システム内に位置する各能動タグに対する受信データ・シーケンスは（標準復調技術により）検出される。要するに、各タグ信号についてのすべての情報を知ることができる。タグの信号パラメータが分かると、その信号は、通信システムという観点から見れば実際には役に立たなくなる。それ故、その信号は干渉として処理され、Ｖ節全体を通して説明した衝突緩和技術により抑制することができる。完全な読み出しサイクルは、上式のところで説明したように、シグナリング・レートおよびデータ・ペイロード・サイズにより所与の衝突緩和アルゴリズムに対する全トランザクション（読み出し）時間に関連することができる、所与のタグの全数に対してＬ’送信パスを取ることが分かっている。
【０１１９】
多くの場合、多くの棚在庫システム（例えば、小売り環境）においては、所与のタグの全数で少数のアイテムだけが変わる。数十または数百のＲＦＩＤタグが乗っている商店の棚の場合を考えてみよう。この場合、一握りのアイテムが消費者により棚から取り出され、数個のアイテムが比較的短時間の間に棚に（注意深くまたは不注意に）追加される。（使用するアルゴリズムが何であれ）ＲＦＩＤ全数のタグが多ければ多いほど、（通信リソースが少ないために）その内容を読み出すのに要する時間が長くなることが一般に知られている。それ故、リーダが（最初の状態なしで、または既知の干渉特性なしで）、最初の状態とは変わっている棚上で全（完全な）読み出しサイクルを行おうとすると、元の棚構成を読み出すのもほぼ同じ長さの時間がかかる。例えば、所与のＲＦＩＤシステム（およびアルゴリズム）に対して１００アイテムを読み出すのに１秒かかると仮定しよう。（例えば、元の棚から３アイテムが取り出され、１アイテムが追加されたとして）９８のアイテムを読み出すには、依然としてほぼ１秒（またはシステムが直線的なものである場合には、０．９８秒）かかる。しかし、既知の干渉特性（すなわち、上記段落で説明した信号源パラメータ情報）を使用した場合には、このような場合の読み出しトランザクション時間を大幅に短縮することができる。
【０１２０】
実際には、上記システムの好ましい実施形態の場合には、上記シナリオの読み出しサイクル時間を９８個のタグの代わりに、４個のタグだけを読み出す時間と同じにすることができる。それ故、読み出しトランザクション時間を大幅に短縮することができる（システムが直線的なものである場合には、０．０４秒という値に）。リーダは、そのような場合、「デルタ総数」だけ、またはシステムおよび衝突緩和アルゴリズムの一意の特性によるタグ総数の任意の変化だけを読み出す。このような読み出しは、前の段落で説明したような全または完全な読み出しサイクルを実行することによってではなく、前の読み出しサイクル中に収集した各タグ信号に関する既知のまたは記憶している情報を使用することにより行うことができる。この説明のためには、記憶している情報は、受信信号の振幅、位相またはデータ・シーケンスのような任意の信号源パラメータであってもよい。読み出しトランザクション間の周期中チャネルが比較的静的状態に留まっている限りは（すなわち、タグ結合特性が有意に変化しない限りは）、上記同じ信号または干渉打ち消しまたは抑制技術を、読み出しサイクルのスタートからリーダ受信機で使用することができる。全タグ読み出し時間（または全システム処理能力の向上）は、リアルタイムのまたはほぼリアルタイムの在庫用途の場合に非常に重要になる場合がある大きな要因により改善することができる。
【０１２１】
図５は、既知の信号または干渉パラメータまたは特性を使用するために、リーダが実施する本発明の好ましい実施形態による簡単なフローチャートである。より詳細には、本発明の好ましい実施形態の場合には、前の全読み出しサイクル（５１０）からの既知のタグ信号源パラメータまたは特性は、信号打ち消しまたは抑制プロセスのための初期状態として効率的に使用される。標準干渉打消しアルゴリズムに対する上記類似の方法で、平均信号振幅、位相およびチャネル選択（すなわち、タグ・データ・シーケンス）を含むデータ構造は、通常の読み出し（および衝突緩和）サイクル・プロセス（５２３）中、各タグに対して維持される。ステップ５２０からの推定信号パラメータ情報は、第２の読み出しサイクル５３０の前のタグの全数からアイテムが何も追加されないし、取り出されない場合には、多重パス送信アルゴリズムの第１のパスが、システム内にタグが存在しないことを示すように、衝突緩和アルゴリズム５４０を優先的に使用する（何故なら、すべての既知のまたは前に発見したタグ信号は、受信信号から除去されているからである）。多重パス送信アルゴリズムの１回のパスは、すでに説明したように、完全な読み出しサイクルのサブセットであることに留意されたい。読み出しサイクル５１０および５３０間にタグの全数から特定のタグを取り出した場合には、合成受信信号に対するその影響はもはや存在しない。しかし、反対の状態についての予備知識がない場合には、リーダ・衝突緩和アルゴ
リズムは、そのタグが依然として存在しているものと仮定し、合成信号からその影響を除去しようとしなければならない。次に、衝突緩和アルゴリズムの通常の除去プロセスは、特定のタグの既知の送信特性の実際には存在しない画像である信号を表示する。何故なら、合成受信信号内には実際には存在しないのに、存在すると仮定したのは誤りだったからである。それ故、タグの実際には存在しない画像または「ゴースト」画像が、読み出し信号全数内に存在するように見える。このようなタグは、本当はそうではないのだが、個々の「新しく識別した」タグがシステム内に存在するかのように表示される。この状態は、すなわちこのようなタグの受信データ・シーケンスを既知の（予想したまたは前に収集した）データ・シーケンスと比較し、どの既知のタグ・データ・シーケンスが、検出したタグ・シーケンスの実際には存在しない画像であるかを（すなわち、反対のデータ・シーケンスまたは信号パラメータ特性を有しているか）決定することにより容易に検出することができる。それ故、システムから取り出されたタグを容易に検出することができる。通常の方法で、タグの全数に追加されたタグは、前のすべての既知のタグが受信信号から除去された後に追加の（予想されなかったまたは未知の）タグとして表示され、通常の方法で処理することができる。
【０１２２】
もっと重要なことは、前の読み出しサイクルからの推定信号源パラメータ（または干渉特性）は、リーダ受信機で以降の読み出しサイクルで使用されるので（すなわち、推定信号が除去されるので）、システム内に位置するタグが前に占有したすべてのチャネルが解放され、他のタグ（新しいまたはゴースト・タグ）に対する通信のために使用することができる。それ故、全システムは、もっと少数の追加または除去タグが存在するかのように（すなわち、デルタ形の全数のように）行動し、読み出しサイクルは遥かに高速になる。
【０１２３】
前の情報により援助を受ける読み出しサイクルが進行するにつれて、リーダは、干渉特性についての前の仮定が（例えば、結合特性の変化により）もはや有効でないと判断することができる。リーダ受信機は、また、最後の読み出しサイクルから長い時間経過した場合には、前の情報を使用しないことを決めることができ、推定信号源パラメータを無効とすることができる。例えば、動作の頻度または棚の構成（例えば、タグの向きまたは環境）が、最後の読み出しサイクル以来有意に変化した場合には、結合特性または信号特性が変化している場合がある。（復調に成功したデータ・チャネルに対する）推定ＳＮＲまたはＣＩＲ比が、例えば、所定のしきい値以下に下がった場合には、リーダはそれを検出することができる。このような場合、リーダは、受信データの統合性を維持するために、全読み出しサイクルを実行することを自動的に選択することができる。衝突またはＣＲＣ誤りが継続的に存在するというようなこのような場合には別の手段も使用することができる。リーダ受信機は、本発明の好ましい実施形態で、これらのタイプのチェックを自動的に行う。
【０１２４】
ソース・デバイスが、その典型的なＩＤペイロードと一緒に、データまたは遠隔測定値（例えば、温度、圧力、センサ・データ）を送信した場合には、本発明の他の実施形態を使用することができる。通常、この追加データは、タグのための一意のＩＤシーケンスの後につけることができ、それ自身一意である必要はない。本発明の技術をこの場合に適用する場合には、受信信号の前のバージョンを除去し、信号源に対する差情報だけを残すために、推定信号源パラメータを使用することができる。この差情報（例えば、温度の変化）は、通常の方法で復調することができ、新しい受信信号データ・シーケンスに迅速に到着することができる。
【０１２５】
在庫管理を行うために必要な時間を短縮するというかなりの利益の他に、中央制御装置または在庫マネージャに返送しなければならないデータの量が有意に低減する。図６は、リーダ１００、タグ１１０、１２０および１３０および中央制御装置６３０のハイレベル・システムの例である。通常、中央制御装置は、ソース・デバイス（おそらく、例えば、
６１０および６２０のようないくつかのＲＦＩＤリーダ・タグ・システムからなる）からのすべての通信データの統合を担当し、在庫を管理するためにデータベースを含むか、またはデータベースにリンクすることができる。中央制御装置は、また、遠隔地に位置することができ、データを任意の種々の方法（例えば、無線ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、光ファイバ・ネットワーク等）で中央制御装置へおよびから転送することができる。上記例の場合には、１００のアイテムの元の計算の場合、アイテムＩＤ当たりの１２８ビットは、中央制御装置または在庫マネージャに１２，８００ビットを返送しなければならない。棚上の全数が変化しなかった場合には、この棚の計算を行う度に、新しい情報を報告する必要がなくても、１２，８００ビットを返送しなければならない。しかし、デルタ全数だけを計算すればよい場合には、デルタ全数だけを報告すればよいので、中央制御装置または在庫マネージャへのデータ・トラヒックが有意に低減する。４アイテムのデルタ全数の上記例の場合には、１回目には１２，８００ビットを報告しなければならないが、在庫の２回目の計算の場合には、５１２ビットだけを報告するだけですむ。送らなければならない情報の量を少なくすることにより、リーダの「復路」（ｂａｃｋｈａｕｌ）ネットワークに対する帯域幅またはデータ処理能力要求を有意に低減することができ、もっと遅いデータ・レート用のもっと簡単で、コストがもっと安いトランシーバ用の選択肢を使用する道が開ける。
【０１２６】
ある用途の場合には、リーダ・デバイスは、さらに、他のリーダ・デバイスの他のネットワーク・ノードと通信することができるネットワーク・ノードを含むことができる。ネットワーク・ノードは、（おそらく、無線手段を通して）情報を周知のプロトコルによる他のネットワーク・ノードに転送することができる。このようなシステム内のこれらネットワーク・ノードのうちの少なくとも１つは、同様にネットワーク・ノードを含んでいて、情報ハブとしての働きをする中央制御装置に動作できるように接続している。このようにして、その関連するネットワーク・ノードを含むリーダ・デバイスは、他のネットワーク・ノード、最終的には中央制御装置への在庫情報に依存することができる。上記システムの例の場合のように、ネットワーク・トラヒックを少ない状態に維持するためには、在庫情報の変化に関連する情報だけに依存すると有利である。このようなネットワークの一例としては、低電力デバイスの低データ・レート・メッシュ・ネットワークであるＩＥＥＥ８０２．１５．４ネットワークがある。他のネットワークも使用することができる。
システム動作の例
これらのアルゴリズムの動作は、おそらく、例を挙げて説明するのが最も分かりやすいと思う。これらの例は、各パス毎にランダムなチャネルを使用するタグの簡単な仮説システムを詳細に示す。この例を説明するために使用する図２１、図２３および図２４は、送信アルゴリズムを通して以降の各パスの場合の通信のために各タグがどのチャネルを使用するのかを示すシステムの状態図である。この例の状態は、チャネルを選択するために乱数発生器を使用する実際の実験の変化しない出力である。物理チャネルのタイプ（例えば、符号位相等）は、この点においては無関係である。これは、上記Ｉ節のところで詳細に説明したように、本発明のデータ・スクランブル部分による全システムの正確なモデルを提供するものでなければならない。
【０１２７】
図２１、図２３および図２４に詳細に示す例は、全部で８つのタグが存在するものと仮定し、さらにタグが通信のために使用することができる８つのチャネルのパス当たりのチャネル・サイズが一定であると仮定する。それ故、３ビットの（例えば、おそらく一意のサブセットの）各タグのＩＤ情報が、各タグ１１０が好ましい実施形態において送信の各パス中に送信する８つのチャネルのうちの１つを選択するために使用される。８進数字を使用して、タグＩＤの最初の３０ビットがランダムに生成され、便宜上以降反復される。
【０１２８】
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中にチャネル０を選択し、パス＃２中にチャネル０を選択し、パス＃３中にチャネル３を選択する。以下同様。タグ２は、パス＃１中にチャネル１を選択し、パス＃２中にチャネル１を選択し、パス＃３中にチャネル０を選択する。以下同様。このリストから、第１の８進数字から１つのチャネルを選択するパス＃１中には、タグ１はチャネル０の唯一の占有者であり、タグ３はチャネル４の唯一の占有者であり、タグ５はチャネル６の唯一の占有者であり、タグ７はチャネル５の唯一の占有者であることが分かる。これらのチャネル内には衝突が発生していないので、タグ１、３、５および７は、その全体でうまく識別される。タグ１、３、５および７は、衝突が起こっていなかったチャネルによりその全ＩＤを送る。しかし、パス＃１中、タグ２および６はチャネル１内で衝突し、タグ４および８はチャネル２内で衝突する。これらのタグはうまく識別することができないで、決定するためには以降のパスを必要とする。衝突が発生しているかどうかをチェックしているリーダ１００は、このレベルで供給した電力を残し、すべてのタグがパス＃２のための第２の８進数字から他のチャネルを選択できるようにする。タグのどれも送信プロセスの任意の段階でそのＩＤ情報の通信に成功したかどうかを知らないことに留意されたい。リーダだけがそれを知っている。全読み出しプロセスが終了した場合に、送信条件（例えば、電力ダウン）を除去することにより、リーダはタグにそれを信号で知らせる。
【０１２９】
パス＃２中に、衝突に関連しない唯一のタグはタグ３である。このタグはパス＃１中にすでに識別されているので、リーダ１００は新しい情報を何も入手しない。パス＃１内で衝突したタグのどれもまだ識別することができない。統計的には、８タグおよび８チャネルの場合、少なくとも１つの衝突が起こる確率は１−８！／８８＝９９．７６％である。この結果は、上記Ｎ個のチャネル上でＭ個のタグの間に衝突が起こらない確率のもっと一般的な場合からのものであり、
【数８】
2006520132.tif 000010
【０１３０】
Ｐ｛衝突｝＝１−Ｐ｛衝突なし｝の場合のものである。このアルゴリズムを通して各パスに対して少なくとも１つの衝突の同じ確率がある。タグとチャネルのこの組合わせの場合には、１００，０００回の実験を平均すると、８チャネルのうちの２．７４９８がパス当たり占有されないで、チャネルの３．１３８６が１つのタグを含み、１．５７３７チャネルが２つのタグを含み、０．４４８２チャネルが３つのタグを含み、０．０７９６チャネルが４つのタグを含み、０．００９３チャネルが５つのタグを含み、７．２×１０−４チャネルが６つのタグを含み、４×１０−５チャネルが７つのタグを含み、１つのチャネル内の８つのタグの場合は記録されなかった。
順方向衝突緩和の例
タグが個々に識別される場合、すべての以降のパスに対するそのチャネルの選択は、リーダ１００のところで分かる。その上そのタグの信号レベルおよび位相も分かる場合には、衝突に対するタグの影響をゼロにすることができる。タグからの信号は、以降の衝突から本質的に除去することができ、それによりそのタグは全タグから効果的に除去される。図２３の実験について考えてみよう。タグ１、３、５および７は、パス＃１中にはっきりと識別される。信号レベルおよび位相も決定されると仮定する。
【０１３１】
パス＃２中、タグ１および５がそのデータをチャネル０を通して送信することが分かっている。その信号レベルが分かっているので、これらのタグを取り出すことができ、後にはこの時点で識別することができるタグ４だけが残る。同様に、タグ７は、パス＃２中に、チャネル４を通してそのデータを送信するものと予想され、このタグを取り消すことにより識別の対象としてタグ６だけが残る。チャネル１上にはまだ決定していない衝突が依然として存在し、そのためアルゴリズムを通して少なくとも１回の他のパスが必要になる。
【０１３２】
パス＃３中、タグ２がそれ自身表示され、識別される。タグ１はチャネル３を通してそのデータを送信するものと予想された。そのためこのタグは取り出され、後にこの時点で識別することができるタグ８だけが残る。他のすべての衝突は、既知のタグしか含んでいないので、図２１のような衝突緩和を行わない場合に対して、（必要な信頼レベルに従って）８以上のパスの代わりに、全信頼でアルゴリズムを通しての３回のパスでタグの計算は終了した。
【０１３３】
静的なチャネルの場合には、識別したタグの信号強度を高い精度で知ることができる。増大したＰＮチャネルの場合を考えてみよう。この実験の場合、タグは８チップの長さの増大したＰＮシーケンスの異なる符号位相を選択する。この８チップの長さのＰＮシーケンスは、特定のＩＤビットの意味により、タグのＩＤの各ビットに対して真の状態でまたは倒置の状態で送信される。リーダ１００のところでは、受信機の相関装置が、本質的に、ビット当たり８チップの間信号レベルを平均する。この平均は、ＩＤ内のすべてのビット（例えば、１２８）に対して行われ、１０ｌｏｇ（１０２４）＝３０ｄＢの信号対雑音比平均利得に対して、８×１２８＝１０２４サンプルに対する平均を出す。もっと多くの予想されたタグおよびもっと多くの使用できるチャネル（＞３２）を含むもっと実際的な場合には、利得は増大する。３２チャネルおよび１２８ビットの場合には、Ｓ／Ｎ比の利得は３６ｄＢになる。
二方向衝突緩和の例
リーダ１００が前のパスからの波形サンプルを記憶する場合には、計算時間をさらに短縮することができる。記憶している波形により、前のパスを再度チェックし、以降のパスとして処理することができ、それにより前の衝突を打ち消すことができる。このようなことができるのは、タグが識別されると、以降のすべての活動が分かるばかりでなく、すべての前のチャネル選択および信号レベルも分かるからである。
【０１３４】
図２４の例について考えてみよう。パス＃１中、タグ１、３、５および７は、ビット・パターンおよび信号レベルと位相の両方により識別される。順方向衝突緩和の場合のように、タグ４をパス＃２中に識別することができる。何故なら、タグ１および５の影響をチャネル０上の衝突から除去することができるからである。同様に、チャネル４に対する衝突からのタグ７の影響を除去すると、タグ６を識別することができる。パス＃２および順方向衝突緩和を行った後で、タグ１、３、４、５、６および７を知ることができる。
【０１３５】
第３のパスを行わなくても、パス＃１の結果を順方向衝突緩和を行った後で再チェックすることができる。パス＃２中にタグ４を識別した場合には、タグ８を決定するための第１のパスの記憶している結果のチャネル２からタグ４を除去することができる。パス＃２中にタグ６を識別した場合には、また、タグ２を決定するための第１のパスの記憶している結果のチャネル２からタグ６を除去することができる。この場合、８つすべてのタグの識別に成功するには、２回パスを行うだけですむ。順方向および二方向衝突緩和両方の利点は、関連するチャネルおよびタグの数がもっと多くなるとさらに顕著になる。
【０１３６】
それ故、優れた性能（例えば、読み出し時間および容量）を提供する多重パス送信アル
ゴリズム（好適には、スペクトル拡散技術を使用することが好ましい）を使用する一方向通信システムについて詳細に説明してきた。衝突緩和技術、動的チャネル・プロファイル、および電力オン範囲を内蔵させると、システムの性能はさらに改善する。上記通信システムは、好ましい実施形態および本明細書内に詳細に記載した実例に限定されない多くの用途に使用することができる。本発明は、また、（添付の特許請求の範囲に記載する）その本質的な特性から逸脱することなしに、二方向通信デバイス、能動的に電力の供給を受けるユーザ・デバイス、およびネットワークで接続しているデバイスでも使用することができる。
【０１３７】
本発明は、その精神または本質的な特性から逸脱することなしに、他の特定の形で実施することができる。上記実施形態は、すべての点で例示としてのものと見なすべきであり、本発明を制限するものではない。それ故、本発明の範囲は、上記説明よる範囲ではなく、添付の特許請求の範囲が示す範囲である。特許請求の範囲の等価物の意味および範囲内のすべての変更は、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明による１台の宛先デバイスと通信する複数のソース・デバイスのハイレベル図。
【図２】本発明により動作しながら、通信チャネルを決定するためにタグ上に記憶しているデータの変更および使用方法。
【図３】本発明によりタグ上に記憶してい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ハイレベル図。
【図４】本発明によるリーダ内で行う多重タグ通信および逆スクランブル（デスクランブル方法）のハイレベル・システム図。
【図５】本発明で使用する方法のフローチャート。
【図６】本発明によるタグ、リーダおよび中央制御装置のハイレベル・システム図。
【図７】本発明によるタグのハイレベル・ブロック図。
【図８】本発明によるタグ送信条件を概略示す簡単なフローチャート。
【図９】本発明によるタグ送信条件を概略示す詳細なフローチャート。
【図１０】本発明による典型的な実施形態のリーダと種々のタグ間の容量結合を使用する用途。
【図１１】本発明によるタグ上に記憶しているデータに基づく通信用タグ用のチャネルを生成するための方法。
【図１２】本発明によるパス依存性および変調方法を強調する簡単なタグ回路の機能ブロック図。
【図１３】本発明によるリーダの詳細なブロック図。
【図１４】本発明によるウォルシュ符号化信号のための高速変換方法の一例。
【図１５】本発明による疑似ノイズ・シーケンスの高速相関のためのリーダ受信機信号処理の詳細な例。
【図１６】本発明によるリーダ信号処理の簡単な機能ブロック図。
【図１７】本発明による衝突が起こった場合の例示としての波形。
【図１８】本発明による衝突が起こらない場合のいくつかの例示としての波形。
【図１９】本発明によるリーダの動作の簡単なフローチャート。
【図２０】本発明による順方向衝突緩和技術を使用するリーダ処理信号の詳細なフローチャート。
【図２１】本発明により適用した衝突緩和技術を使用しない例示としての在庫計算。
【図２２】本発明により適用した衝突緩和技術を使用しない在庫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緩和技術による例示としての在庫計算。
【図２４】本発明による二方向衝突緩和技術による例示としての在庫計算。
【図１】
2006520132.tif 000011
【図２】
2006520132.tif 000012
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006520132.tif 000015
【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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【国際調査報告】
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