(57)【要約】【課題】相手側端末との間における通信速度の低下を抑制し、相手側端末に送信される所定回数の繰り返し信号を、高出力な信号発生デバイスを用いずに短い送信周期で発生する。【解決手段】受信用アンテナを介して受信された信号を増幅する第１のアンプと、受信された信号に対して、折り返して送信される信号の送信又は非送信を切り換える第１のスイッチと、送信信号を所定の繰り返し回数に応じて送信する間に継続して発振する発振制御部と、増幅された受信信号のレベルに応じて所定の繰り返し回数を判定し、判定された繰り返し回数に対応した遅延制御時間の間、発振を継続する様に第１のスイッチ及び発振制御部を制御する信号処理部と、発振が継続する間に送信される信号を増幅する第２のアンプと、を備える。【選択図】図２
2012150560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信用アンテナを介して受信された信号を増幅する第１のアンプと、
前記受信された信号を折り返して送信する信号の送信又は非送信を切り換える第１のスイッチと、
前記送信信号を所定の繰り返し回数に応じて送信する間に継続して発振する発振制御部と、
前記増幅された信号のレベルに応じて前記所定の繰り返し回数を判定し、判定された繰り返し回数に対応した遅延制御時間の間、前記発振を継続する様に前記第１のスイッチ及び前記発振制御部を制御する信号処理部と、
前記発振が継続する間に送信される前記送信信号を増幅する第２のアンプと、を備える無線ＩＣタグ。
【請求項２】
請求項１に記載の無線ＩＣタグであって、
前記発振制御部は、
前記第１のアンプを含み、前記受信用アンテナを介して前記信号を受信する受信回路の導通又は非導通を切り換える第２のスイッチと、
前記第２のアンプを含み、前記送信用アンテナを介して前記信号を送信する送信回路を導通又は非導通を切り換える第３のスイッチと、を有する無線ＩＣタグ。
【請求項３】
請求項２に記載の無線ＩＣタグであって、
前記信号処理部は、
前記第１のアンプにより増幅された信号のレベルに応じて、前記折り返して送信される信号の繰り返し回数を判定する受信信号レベル判定部と、
前記判定された繰り返し回数に応じて、前記発振制御部の発振を継続するための前記遅延制御時間を判定する遅延制御時間判定部と、
前記判定された遅延制御時間の間、前記発振を継続する様に前記第１、第２及び第３の各スイッチを制御するスイッチ制御部と、を有する無線ＩＣタグ。
【請求項４】
請求項３に記載の無線ＩＣタグであって、
前記スイッチ制御部は、前記判定された遅延制御時間の間、前記受信回路及び前記送信回路をそれぞれ導通する様に前記第１、第２及び第３の各スイッチを制御する無線ＩＣタグ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の無線ＩＣタグであって、
前記スイッチ制御部は、前記所定の繰り返し回数の信号が送信された後、前記第３のスイッチを介して前記送信回路を非導通し、前記第２のスイッチを介して前記受信回路を導通する無線ＩＣタグ。
【請求項６】
受信用アンテナを介して受信された信号を増幅するステップと、
前記受信された信号を折り返して送信する信号の送信又は非送信を切り換えるステップと、
前記送信信号を所定の繰り返し回数に応じて送信する間に継続して発振するステップと、
前記増幅された信号のレベルに応じて前記所定の繰り返し回数を判定するステップと、
前記判定された繰り返し回数に対応した遅延制御時間の間、前記発振を継続する様に前記第１のスイッチ及び前記発振制御部を制御するステップと、
前記発振が継続する間に送信される前記送信信号を増幅するステップと、を備える送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＵＷＢ（Ultra Wide Band）の無線通信において、送信された信号の受信に起因して、折り返して信号を送信するセミアクティブ型又はパッシブ型の無線ＩＣタグ及び送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＷＢ通信とは、送信周期がナノ秒からピコ秒程度の非常に短いインパルス信号を用いて送受信する無線通信方式である。ＵＷＢ通信を用いた情報システムの一例として、例えばリーダ又はライタと呼ばれる親機と、無線ＩＣタグと呼ばれる子機とにより情報システムが構成可能である。この情報システムにおいて、親機は、子機とＵＷＢ通信することで子機の有する情報を読み書きする。
【０００３】
無線ＩＣタグには、アクティブ型と、パッシブ型と、セミアクティブ型とが存在する。アクティブ型の無線ＩＣタグは、電源を内蔵し、任意のタイミングで信号を送信する。パッシブ型の無線ＩＣタグは、電源を内蔵せずにリーダ（或いはライタ）から送信された信号の受信によって電力を得ることで受信後に信号を送信する。なお、パッシブ型の無線ＩＣタグは、リーダから送信された信号の受信が無いので、リーダとは通信しない。
【０００４】
セミアクティブ型の無線ＩＣタグは、電源を内蔵するが、リーダから送信された信号の受信時には、リーダと通信する。セミアクティブ型の無線ＩＣタグは、電源を内蔵するため、パッシブ型の無線ＩＣタグよりも安定に、リーダと通信することができる。
【０００５】
図６は、従来のセミアクティブ型又はパッシブ型の無線ＩＣタグ１１０の通信の様子を示す説明図である。図６の説明を簡単にするため、リーダ１００及び無線ＩＣタグ１１０は各々１つとする。
【０００６】
図６において、リーダ１００は送信用アンテナ１０１から一定の時間間隔でインパルス信号を繰り返して送信する。インパルス信号の繰り返し送信は、図６の信号波形１１５により示されている。無線ＩＣタグ１１０は、受信用アンテナ１１１を介して、リーダ１００から送信されたインパルス信号を受信する。
【０００７】
無線ＩＣタグ１１０は、受信されたインパルス信号のレベルが所定の閾値以上では、リーダ１００が存在することを認識する。更に、無線ＩＣタグ１１０は、受信されたインパルス信号を、無線ＩＣタグ１１０自身の回路内で増幅し、送信用アンテナ１１２を介してリーダ１００に送信する。これにより、リーダ１００と無線ＩＣタグ１１０とが通信する。なお、無線ＩＣタグ１１０により送信されたインパルス信号は、リーダ１００の受信用アンテナ１０２により受信される。
【０００８】
無線ＩＣタグ１１０は、リーダ１００から受信したインパルス信号に対して、折り返してインパルス信号を送信する又は送信しないことによって、無線ＩＣタグ１１０が送信したい情報（例えば識別符号等）をリーダ１００に伝達する。例えば、図６において、信号波形１１６は、無線ＩＣタグ１１０が時系列に「１０１１０」という２進数のデータをリーダ１００に伝達する信号の一例である。
【０００９】
また、ＵＷＢ通信においてインパルス信号を繰り返して送信することに関連して、受信器装置における受信成功率を向上する一例が、例えば特許文献１に開示されている。この一例について図７を参照して説明する。図７は、従来のＵＷＢ通信において、繰り返して送信されたインパルス信号の受信処理の概念を示す説明図である。
【００１０】
図７において、送信器装置は、インパルス信号を所定の回数だけ一定の時間間隔で繰り返して送信する。受信器装置は、繰り返して送信された複数の各インパルス信号２００に対し、それぞれ所定の時間間隔だけ遅延する。更に受信器装置は、それぞれ遅延されたインパルス信号２００を加算器２０１に入力して加算する。この結果、受信器装置は、図７に示す様な合成受信信号２０２を得る。この合成受信信号２０２は、各インパルス信号２００に比べて、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が大きいため、受信器装置における受信品質が向上する。
【００１１】
この様に、特許文献１によれば、送信されるインパルス信号の繰り返し回数を多くし、各インパルス信号の受信時におけるインパルス信号を多く加算するほど、結果的に送信器装置と受信器装置との間における通信状態のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２００７−５１８３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、例えば上述した様なＵＷＢ通信においては、特許文献１に開示されているインパルス信号が短い時間内（例えば、数ナノ秒以内）に繰り返して送信されないと、リーダから無線ＩＣタグに送信される信号の送信周期が長くなる。この結果、リーダと無線ＩＣタグとの間の通信速度が低下すると考えられる。
【００１４】
また、特許文献１では、繰り返して送信される各インパルス信号は送信器装置の信号処理ユニットにより直接発生されることが示されている。ここで、特許文献１に示す送信器装置の信号処理ユニットは、数ナノ秒周期の短い時間間隔で、送信器装置のアナログ回路を駆動可能な程の高出力でインパルス信号を発生させる必要がある。
【００１５】
ところが、上述した様なＵＷＢ通信に用いられる無線ＩＣタグは安価で消費電力が小さいことが要求される。このため、特許文献１に示した様な送信器装置の信号処理ユニットをＵＷＢ通信の無線ＩＣタグに適用すると、送信器装置のコストが高価となり、更に、送信器装置の消費電力も大きくなる。
【００１６】
本発明は、上述した従来の事情に鑑みてなされたものであって、相手側端末との間における通信速度の低下を抑制し、相手側端末に送信される所定の繰り返し送信信号を、高出力な信号発生デバイスを用いずに、短い送信周期で生成する無線ＩＣタグ及び送信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】
【００１７】
本発明は、上述した無線ＩＣタグであって、受信用アンテナを介して受信された信号を増幅する第１のアンプと、前記受信された信号を折り返して送信する信号の送信又は非送信を切り換える第１のスイッチと、前記送信信号を所定の繰り返し回数に応じて送信する間に継続して発振する発振制御部と、前記増幅された信号のレベルに応じて前記所定の繰り返し回数を判定し、判定された繰り返し回数に対応した遅延制御時間の間、前記発振を継続する様に前記第１のスイッチ及び前記発振制御部を制御する信号処理部と、前記発振が継続する間に送信される前記送信信号を増幅する第２のアンプと、を備える。
【００１８】
また、本発明は、上述した送信方法であって、受信用アンテナを介して受信された信号を増幅するステップと、前記受信された信号を折り返して送信される信号の送信又は非送信を切り換えるステップと、前記送信信号を所定の繰り返し回数に応じて送信する間に継続して発振するステップと、前記増幅された信号のレベルに応じて前記所定の繰り返し回数を判定するステップと、前記判定された繰り返し回数に対応した遅延制御時間の間、前記発振を継続する様に前記第１のスイッチ及び前記発振制御部を制御するステップと、前記発振が継続する間に送信される前記送信信号を増幅するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、相手側端末との間における通信速度の低下を抑制し、相手側端末に送信される所定の繰り返し送信信号を、高出力な信号発生デバイスを用いずに、短い送信周期で発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る無線ＩＣタグの前提となる一般的な無線ＩＣタグの回路図
【図２】第１の実施形態に係る無線ＩＣタグの回路図、（ａ）第１の実施形態に係る無線ＩＣタグの回路図の一例、（ｂ）第１の実施形態に係る無線ＩＣタグの回路図の他の一例
【図３】第１の実施形態に係る無線ＩＣタグの通信の様子を示す説明図
【図４】受信信号と送信信号の繰り返し回数と遅延制御時間との関係を示した説明図
【図５】第１の実施形態に係る無線ＩＣタグの動作を示すフローチャート
【図６】従来のセミアクティブ型又はパッシブ型の無線ＩＣタグの通信の様子を示す説明図
【図７】従来のＵＷＢ通信において繰り返して送信されたインパルス信号の受信処理の概念を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る無線ＩＣタグの実施形態を説明する前に、以下、後述の実施形態の前提となる技術内容について図面を用いて説明する。
【００２２】
図１は、第１の実施形態に係る無線ＩＣタグの前提となる一般的な無線ＩＣタグ１１０の回路図である。なお、この無線ＩＣタグ１１０は、上述した無線ＩＣタグにおけるアクティブ型、セミアクティブ型及びパッシブ型のうち、セミアクティブ型に属する。図１に示す様に、無線ＩＣタグ１１０は、受信回路ＲＣ、送信回路ＴＣ、信号処理部１３０及びＮＯＴ回路１５０を含む。
【００２３】
受信回路ＲＣは、受信用アンテナ１１１、ローノイズアンプ１２０、スイッチ１２１、検波ダイオード１２２、分配器１２３、コンパレータ１２４及び平滑回路１２５を含む。
【００２４】
送信回路ＴＣは、スイッチ１４１、送信用アンプ１４２、ステップリカバリダイオード１４３、スイッチ１４４、送信用アンプ１４５及び送信用アンテナ１１２を含む。
【００２５】
信号処理部１３０により出力された導通制御信号（後述参照）は、スイッチ１４４に入力され、更に、ＮＯＴ回路１５０を介してスイッチ１２１に入力される。
【００２６】
以下、図１に示した一般的な無線ＩＣタグ１１０の構成及び動作を詳細に説明する。
【００２７】
受信用アンテナ１１１は、例えば図６に示した様な無線ＩＣタグ１１０の通信対象であるリーダから送信された信号（例えば、インパルス信号）を受信する。以下、この受信された信号を、単に受信信号という。この受信信号は、ローノイズアンプ１２０に入力される。
【００２８】
ローノイズアンプ１２０は、入力された受信信号を、ローノイズアンプ１２０に予め設定されたゲインに基づいて増幅する。
【００２９】
スイッチ１２１は、導通制御信号が反転された信号に応じて、受信回路ＲＣの導通状態（ＯＮ）又は非導通状態（ＯＦＦ）を切り換える。なお、導通制御信号は、ＮＯＴ回路１５０において反転される。ローノイズアンプ１２０により増幅された受信信号は、スイッチ１２１が導通状態（ＯＮ）では、検波ダイオード１２２に入力される。
【００３０】
なお、導通制御信号は、スイッチ１２１を導通状態、スイッチ１４４を非導通状態、又は、スイッチ１２１を非導通状態、スイッチ１４４を導通状態にするために、信号処理部１３０により出力される信号である。従って、導通制御信号は、スイッチ１４４を導通状態にすると、ＮＯＴ回路１５０により反転された導通制御信号が、スイッチ１２１を非導通状態にする。スイッチ１２１の各接点間は開き、スイッチ１４４の各接点間は閉じる。
【００３１】
また、導通制御信号は、スイッチ１４４を非導通状態にすると、ＮＯＴ回路１５０により反転した導通制御信号が、スイッチ１２１を導通状態にする。スイッチ１２１の各接点間は閉じ、スイッチ１４４の各接点間は開く。
【００３２】
検波ダイオード１２２は、スイッチ１２１を介して入力された受信信号を検波する。検波ダイオード１２２は、検波された受信信号を分配器１２３に出力する。
【００３３】
分配器１２３は、出力された受信信号を入力する。分配器１２３は、入力された受信信号の受信信号のレベル（受信信号電力）を、コンパレータ１２４及び平滑回路１２５にそれぞれ分配する様に出力する。
【００３４】
コンパレータ１２４は、分配器１２３により出力された受信信号を入力する。また、コンパレータ１２４は、後述する平滑回路１２５により平滑化された受信信号に応じて、信号処理部１３０が設定した基準レベル（基準電力）を保持している。
【００３５】
更に、コンパレータ１２４は、分配器１２３により出力された受信信号のレベルと、信号処理部１３０により設定された基準レベルと、を比較する。コンパレータ１２４は、受信信号のレベルが基準レベルを超えると、受信信号を後段のスイッチ１４１に出力する。
【００３６】
平滑回路１２５は、受信信号のレベルを時間的に平滑化し、信号処理部１３０に出力する。
【００３７】
信号処理部１３０は、平滑回路１２５により出力された受信信号のレベルを認識し、受信信号のレベルに応じて、コンパレータ１２４における比較の基準レベル（基準電圧）を制御する。基準レベルは、検波ダイオード１２２の検波による出力値のノイズレベル以上に設定されることが好ましい。基準レベルに関する説明は、以下の説明においても同様である。
【００３８】
スイッチ１４１は、信号処理部１３０により出力された導通制御信号に応じて、受信用アンテナ１１１により受信した信号を用いて、折り返して信号を送信するか又は送信しないかを切り換える。コンパレータ１２４により出力された受信信号は、スイッチ１４１が導通状態（ＯＮ）では、送信用アンプ１４２に入力される。
【００３９】
なお、スイッチ１４１に入力される導通制御信号は、スイッチ１４１を導通状態又はスイッチ１４１を非導通状態にするために、信号処理部１３０により出力される信号である。従って、図６の信号波形１１６に示した様に、スイッチ１４１は、無線ＩＣタグ１１０からリーダに対して伝達する情報に応じて、導通状態又は非導通状態が切り換えられる。
【００４０】
具体的には、無線ＩＣタグ１１０が、リーダから受信した信号を、送信信号として折り返す場合には、スイッチ１４１には導通状態としての導通制御信号が入力される。スイッチ１４１の各接点間は閉じる。
【００４１】
また、無線ＩＣタグ１１０が、リーダから受信した信号を、送信信号として折り返さない場合には、スイッチ１４１には非導通状態としての導通制御信号が入力される。スイッチ１４１の各接点間は開く。
【００４２】
送信用アンプ１４２は、スイッチ１４１が導通状態にされると、コンパレータ１２４により出力された受信信号を、送信用アンプ１４２に予め設定されたゲインに基づいて増幅する。
【００４３】
ステップリカバリダイオード１４３は、送信用アンプ１４２により増幅された受信信号を、折り返して送信用アンテナ１１２から送信する信号に変換する。ステップリカバリダイオード１４３により変換された送信信号は、スイッチ１４４が導通状態（ＯＮ）では、送信用アンプ１４５に入力される。
【００４４】
スイッチ１４４は、信号処理部１３０により出力された導通制御信号に応じて、送信回路ＴＣの導通状態（ＯＮ）又は非導通状態（ＯＦＦ）を切り換える。
【００４５】
なお、スイッチ１４４に入力される導通制御信号は、スイッチ１４４を導通状態又はスイッチ１４４を非導通状態にするために、信号処理部１３０により出力される信号である。
【００４６】
スイッチ１４４を導通状態にする導通制御信号により、スイッチ１４４の各接点間が閉じる。また、スイッチ１４４を非導通状態にする導通制御信号により、スイッチ１４４の各接点間が開く。
【００４７】
送信用アンプ１４５は、スイッチ１４４が導通状態であると、送信用アンプ１４５に予め設定されたゲインに基づいて、ステップリカバリダイオード１４３により出力された送信信号を増幅する。増幅された送信信号は、送信用アンテナ１１２を介して送信される。
【００４８】
なお、上述した様に、スイッチ１２１には、導通制御信号が、ＮＯＴ回路１５０により反転された信号が入力される。更に、スイッチ１４４には、導通制御信号が、ＮＯＴ回路１５０を介さずに、直接入力される。
【００４９】
これにより、信号処理部１３０により、導通状態としての導通制御信号がスイッチ１４４に入力されると、非導通状態としての導通制御信号がスイッチ１２１に入力される。
【００５０】
更に、信号処理部１３０により、非導通状態としての導通制御信号がスイッチ１４４に入力されると、導通状態としての導通制御信号がスイッチ１２１に入力される。つまり、一般的な無線ＩＣタグ１１０に含まれるスイッチ１２１とスイッチ１４４は、同時に導通状態にする期間は存在しない。
【００５１】
ところで、無線ＩＣタグ１１０が上述したＵＷＢ通信を用いて信号を送信するには、周波数帯域の広いインパルス信号が用いられるため、送信と受信とで別々の周波数帯域を用いることが困難となる。これにより、ＵＷＢ通信において、送信と受信には、同一の周波数帯域が用いられる。
【００５２】
このため、上述した無線ＩＣタグ１１０が折り返して周波数帯域の広い信号を送信するには、送信信号の一部が無線ＩＣタグ１１０の受信回路ＲＣに印加され、結果的に無線ＩＣタグ１１０で発振が発生し易くなる。
【００５３】
具体的には、図１において、受信回路ＲＣのスイッチ１２１及び送信回路ＴＣのスイッチ１４４を共に導通状態にすると、送信信号の一部が受信回路ＲＣ、特にローノイズアンプ１２０に印加されることで、無線ＩＣタグ１１０内部で発振が発生し易くなる。
【００５４】
この発振を回避するために、図１に示した無線ＩＣタグ１１０は、スイッチ１２１，スイッチ１４４及びＮＯＴ回路１５０を有することで、スイッチ１２１及びスイッチ１４４を共に導通状態にすることを回避することができる。即ち、一般的な無線ＩＣタグ１１０は、受信回路ＲＣと送信回路ＴＣとの間で発生し易くなる発振を効果的に防止することができる。
【００５５】
また、上述した様に、ＵＷＢ通信においては、無線ＩＣタグは、リーダからの受信信号を用いて、所定回数の繰り返し送信信号を送信する必要がある。
【００５６】
しかしながら、折り返し送信する信号が短い時間内（例えば、数ナノ秒以内）に送信されないと、リーダから無線ＩＣタグに送信される信号の送信周期が長くなり、結果的にリーダと無線ＩＣタグとの間の通信速度が低下すると考えられる。
【００５７】
次に、本発明に係る無線ＩＣタグの実施形態について、図面を参照して説明する。
【００５８】
本発明に係る無線ＩＣタグは、上述した通信対象であるリーダとの間でＵＷＢ通信するには、リーダから送信された信号を用いて、短い送信周期において、所定回数の信号を、繰り返して送信する。所定回数は、リーダから受信した信号の受信レベルに応じて定まる。更に、所定回数分の信号が送信される間、無線ＩＣタグでは発振が継続して発生する。
【００５９】
即ち、本発明に係る無線ＩＣタグは、所定回数分の繰り返し信号を送信するために必要な時間の間、無線ＩＣタグ内で発振を発生する。本発明に係る無線ＩＣタグは、発振を用いて、所定回数分の繰り返し信号を送信する。
【００６０】
図２は、第１の実施形態に係る無線ＩＣタグ１０の回路図である。同図（ａ）は、第１の実施形態に係る無線ＩＣタグ１０の回路図の一例である。同図（ｂ）は、第１の実施形態に係る無線ＩＣタグ１０の回路図の他の一例である。なお、この無線ＩＣタグ１０は、図１に示した無線ＩＣタグ１１０と同様に、セミアクティブ型に属する。図２に示す様に、無線ＩＣタグ１０は、受信回路ＲＣ、送信回路ＴＣ及び信号処理部１６０を有する。
【００６１】
受信回路ＲＣは、受信用アンテナ１１１、ローノイズアンプ１２０、スイッチ１２１ａ、検波ダイオード１２２、分配器１２３、コンパレータ１２４及び平滑回路１２５を有する。
【００６２】
送信回路ＴＣは、スイッチ１４１ａ、送信用アンプ１４２、ステップリカバリダイオード１４３、スイッチ１４４ａ、送信用アンプ１４５及び送信用アンテナ１１２を有する。
【００６３】
信号処理部１６０は、基準レベル制御部１６１、受信信号レベル判定部１６２、遅延制御時間判定部１６３及びスイッチ制御部１６４を有する。
【００６４】
なお、図１に示したスイッチ１２１及びスイッチ１４４とは異なり、図２に示したスイッチ１２１ａ及びスイッチ１４４ａには、信号処理部１６０から各スイッチ１２１ａ，１４４ａに対して、それぞれ個別の導通制御信号が入力される。
【００６５】
更に、スイッチ１２１ａ，１４４ａは、信号処理部１６０により出力された導通制御信号に応じて、上述した所定回数分の繰り返し信号が継続して送信される間、無線ＩＣタグ１０における発振の発生を制御する発振制御部ＯＣを構成する。
【００６６】
以下、図２に示した無線ＩＣタグ１０の構成及び動作を詳細に説明する。
【００６７】
受信用アンテナ１１１は、例えば図６に示した様な無線ＩＣタグ１１０の通信対象であるリーダから送信された信号（例えば、インパルス信号）を受信する。受信した信号は、ローノイズアンプ１２０に入力される。
【００６８】
ローノイズアンプ１２０は、入力された受信信号を、ローノイズアンプ１２０に予め設定されたゲインに基づいて増幅する。
【００６９】
スイッチ１２１ａは、スイッチ制御部１６４により出力された導通制御信号に応じて、受信回路ＲＣの導通状態（ＯＮ）又は非導通状態（ＯＦＦ）を切り換える。ローノイズアンプ１２０により増幅された受信信号は、スイッチ１２１ａが導通状態（ＯＮ）では、検波ダイオード１２２に入力される。
【００７０】
なお、スイッチ１２１ａに入力される導通制御信号は、スイッチ１２１ａを導通状態又はスイッチ１２１ａを非導通状態にするために、スイッチ制御部１６４により出力される信号である。従って、スイッチ１２１ａを導通状態にする導通制御信号では、スイッチ１２１ａの各接点間は閉じる。
【００７１】
また、スイッチ１２１ａを非導通状態にする導通制御信号では、スイッチ１２１ａの各接点間は開く。
【００７２】
検波ダイオード１２２は、受信信号を検波する。検波ダイオード１２２は、検波された受信信号を分配器１２３に出力する。
【００７３】
分配器１２３は、検波ダイオード１２２から出力された受信信号を入力する。分配器１２３は、受信信号のレベル（受信信号電力）を、コンパレータ１２４及び平滑回路１２５にそれぞれ分配する様に出力する。
【００７４】
コンパレータ１２４は、分配器１２３により出力された受信信号を入力する。また、コンパレータ１２４は、後述する平滑回路１２５により平滑化された受信信号に応じて、基準レベル制御部１６１により設定された基準レベル（基準電力）を保持している。
【００７５】
更に、コンパレータ１２４は、分配器１２３により出力された受信信号のレベルと、基準レベル制御部１６１により設定された基準レベルと、を比較する。コンパレータ１２４は、分配器１２３により出力された受信信号のレベルが基準レベルを超えると、受信信号を後段のスイッチ１４１ａに出力する。
【００７６】
平滑回路１２５は、分配器１２３により出力された受信信号のレベルを時間的に平滑化する。平滑回路１２５は、平滑化された受信信号を、基準レベル制御部１６１及び受信信号レベル判定部１６２に出力する。
【００７７】
スイッチ１４１ａは、スイッチ制御部１６４により出力された導通制御信号に応じて、受信用アンテナ１１１により受信した信号を折り返して、所定回数分の繰り返し信号を送信するか又は送信しないかを切り換える。コンパレータ１２４により出力された受信信号は、スイッチ１４１ａが導通状態（ＯＮ）では、送信用アンプ１４２に入力される。
【００７８】
なお、スイッチ１４１ａに入力される導通制御信号は、スイッチ１４１ａを導通状態又はスイッチ１４１ａを非導通状態にするために、スイッチ制御部１６４により出力される信号である。従って、図３の信号波形１７５に示した様に、スイッチ１４１ａは、送信される所定回数分の繰り返し信号に応じて、導通状態又は非導通状態に切り換えられる。図３は、第１の実施形態に係る無線ＩＣタグ１０の通信の様子を示す説明図である。
【００７９】
具体的には、無線ＩＣタグ１０が、リーダから受信した信号を、所定回数分の繰り返し信号として折り返す場合に、スイッチ１４１ａには、導通状態としての導通制御信号が入力される。スイッチ１４１ａの各接点間は閉じる。
【００８０】
また、無線ＩＣタグ１０が、リーダから受信した信号を、送信信号として折り返さない場合には、スイッチ１４１ａには、非導通状態としての導通制御信号が入力される。スイッチ１４１ａの各接点間は開く。
【００８１】
送信用アンプ１４２は、スイッチ１４１ａが導通状態にされると、コンパレータ１２４により出力された受信信号を、送信用アンプ１４２に予め設定されたゲインに基づいて増幅する。
【００８２】
ステップリカバリダイオード１４３は、送信用アンプ１４２により増幅された受信信号を、折り返して送信用アンテナ１１２から送信される信号に変換する。ステップリカバリダイオード１４３により変換された送信信号は、スイッチ１４４ａが導通状態にされると、送信用アンプ１４５に入力される。
【００８３】
スイッチ１４４ａは、スイッチ制御部１６４により出力された導通制御信号に応じて、送信回路ＴＣの導通状態（ＯＮ）又は非導通状態（ＯＦＦ）を切り換える。
【００８４】
なお、スイッチ１４４ａに入力される導通制御信号は、スイッチ１４４ａを導通状態又はスイッチ１４４ａを非導通状態にするために、スイッチ制御部１６４により出力される信号である。
【００８５】
スイッチ１４４ａを導通状態にする導通制御信号により、スイッチ１４４ａの各接点間は閉じる。また、スイッチ１４４ａを非導通状態にする導通制御信号により、スイッチ１４４の各接点間は開く。
【００８６】
送信用アンプ１４５は、スイッチ１４４ａが導通状態であると、送信用アンプ１４５に予め設定されたゲインに基づいて、ステップリカバリダイオード１４３により出力された送信信号を増幅する。増幅された送信信号は、送信用アンテナ１１２を介して送信される。
【００８７】
基準レベル制御部１６１は、平滑回路１２５により出力された受信信号を入力する。基準レベル制御部１６１は、入力された受信信号のレベルに応じて、コンパレータ１２４における比較の基準レベル（基準電力）を制御する。
【００８８】
受信信号レベル判定部１６２は、平滑回路１２５により出力された受信信号を入力する。受信信号レベル判定部１６２は、入力された受信信号のレベルに応じて、送信信号の繰り返し回数を判定する。受信信号レベル判定部１６２は、判定された繰り返し回数を、遅延制御時間判定部１６３に出力する。
【００８９】
繰り返し回数は、例えば、図４に示す様な遅延制御情報ＤＣに基づいて判定される。
【００９０】
図４に示す遅延制御情報ＤＣについて説明する。図４は、リーダから受信した信号（受信信号）と繰り返し回数と遅延制御時間との関係を示した説明図である。遅延制御時間は、無線ＩＣタグ１０内における発振の発生を制御するために設けられた発振制御部ＯＣのうち、スイッチ１２１ａを導通状態又は非導通状態にするための制御を所定量遅延する様に設定された時間である。図３においては、遅延制御時間は例えば２ナノ秒である。
【００９１】
送信回路ＴＣのスイッチ１４１ａ及びスイッチ１４４ａが共に導通状態であって、更に、受信回路ＲＣのスイッチ１２１ａが、遅延制御時間の間、継続して導通状態であるとする。受信用アンテナ１１１によりリーダから受信した信号に対して、リーダに送信する信号が送信用アンテナ１１２から送信され、更に、リーダに送信する信号の一部がローノイズアンプ１２０に印加されることで無線ＩＣタグ１０内に発振が発生する。
【００９２】
スイッチ１２１ａが導通状態であるため、発振により、ローノイズアンプ１２０に印加された信号が検波ダイオード１２２により検波され、検波された信号は、送信回路ＴＣにより送信信号に変換される。変換された信号が無線ＩＣタグ１０からの送信信号として再送信されることで、遅延制御時間の間、リーダに送信する信号を繰り返し送信する。
【００９３】
リーダに送信される信号の一部が受信回路ＲＣに印加された後、繰り返して信号が送信されるまでに要する時間は、数ナノ秒オーダである。繰り返して送信される各送信信号の送信周期は、数ナノ秒のオーダとなる。送信周期は、無線ＩＣタグ１０内の回路構成に依存する。回路構成としては、例えば、受信回路ＲＣと送信回路ＴＣとの物理的な距離等である。
【００９４】
図４に示す様に、受信信号のレベルが−８０ｄＢｍ以上では、リーダに送信する信号の繰り返し回数が１であって、遅延制御時間は０（ゼロ）ナノ秒である。繰り返し回数が１とは、リーダから受信した信号を折り返して送信する信号の送信回数が１であり、無線ＩＣタグ１０内で発振を発生させないことを表す。遅延制御時間はゼロである。
【００９５】
この場合には、リーダと無線ＩＣタグ１０との距離が近く、無線ＩＣタグ１０が送信した信号がリーダで受信可能な程、リーダと無線ＩＣタグ１０との通信におけるＳ／Ｎ比が十分に確保されている状態である。
【００９６】
リーダから受信した信号のレベルが小さい程、リーダと無線ＩＣタグ１０との距離が遠い。このため、リーダと無線ＩＣタグ１０との通信成功率を向上するために、無線ＩＣタグ１０は、リーダに送信する信号の繰り返し回数を増やすことで、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。なお、リーダが繰り返し回数分の信号を受信すると、リーダは、上述した特許文献１に示した受信された信号の加算回数を増やすことで、リーダにおける受信Ｓ／Ｎ比を向上することも可能である。
【００９７】
リーダから受信した信号のレベルが−８０ｄＢｍ〜−９０ｄＢｍの範囲では、リーダに送信する信号の繰り返し回数が４であって、遅延制御時間は８ナノ秒である。リーダに送信する信号の繰り返し回数が４とは、リーダから受信した信号を折り返して送信する信号の送信回数が４であり、無線ＩＣタグ１０内で発振を発生させることを表す。この発振を発生させるために必要な遅延制御時間は８ナノ秒である。
【００９８】
受信信号のレベルが−９０ｄＢｍ以下では、リーダに送信する信号の繰り返し回数が８であって、遅延制御時間は１６ナノ秒である。リーダに送信する信号の繰り返し回数が８とは、リーダから受信した信号を折り返して送信する信号の送信回数が８であり、無線ＩＣタグ１０内で発振を発生させることを表す。この発振を発生させるために必要な遅延制御時間は１６ナノ秒である。
【００９９】
なお、受信信号レベル判定部１６２は、上述した遅延制御時間ＤＣのうち、リーダから受信した信号のレベルと繰り返し回数との関係に基づいて、平滑回路１２５により出力されたリーダから受信した信号のレベルに応じた繰り返し回数を判定することが好ましい。この遅延制御時間ＤＣのうち、リーダから受信した信号のレベルと繰り返し回数との関係は、受信信号レベル判定部１６２の動作において予め規定されていることが好ましい。
【０１００】
また、信号処理部１６０内のＲＡＭ（Random Access Memory）に、上述した遅延制御時間ＤＣのうち、少なくともリーダから受信した信号のレベルと繰り返し回数との関係が記憶されているとする。受信信号レベル判定部１６２は、平滑回路１２５により出力されたリーダから受信した信号のレベルに応じた繰り返し回数を、ＲＡＭを参照することで判定しても良い。
【０１０１】
遅延制御時間判定部１６３は、受信信号レベル判定部１６２により出力された繰り返し回数を入力する。遅延制御時間判定部１６３は、図４に示した遅延制御時間ＤＣのうち、少なくとも繰り返し回数と遅延制御時間との関係に基づいて、入力された繰り返し回数に応じた遅延制御時間を判定する。遅延制御時間判定部１６３は、判定された遅延制御時間をスイッチ制御部１６４に通知する。
【０１０２】
なお、この遅延制御時間ＤＣのうち、繰り返し回数と遅延制御時間との関係は、遅延制御時間判定部１６３の動作において予め規定されていることが好ましい。
【０１０３】
また、信号処理部１６０内のＲＡＭに、上述した遅延制御時間ＤＣのうち、少なくとも繰り返し回数と遅延制御時間との関係が記憶されているとする。遅延制御時間判定部１６３は、受信信号レベル判定部１６２により出力された繰り返し回数に応じた遅延制御時間を、ＲＡＭを参照することで判定しても良い。
【０１０４】
スイッチ制御部１６４は、無線ＩＣタグ１０の各スイッチ１２１ａ，１４１ａ，１４４ａの導通状態及び非導通状態の切り換えを制御する。具体的には、スイッチ制御部１６４は、無線ＩＣタグ１０の各スイッチ１２１ａ，１４１ａ，１４４ａの導通状態及び非導通状態を切り換える導通制御信号を、各スイッチ１２１ａ，１４１ａ，１４４ａに出力する。
【０１０５】
例えば、無線ＩＣタグ１０が、リーダから信号を受信するには、スイッチ制御部１６４は、受信回路ＲＣ内のスイッチ１２１ａを導通状態に切り換える導通制御信号をスイッチ１２１ａに出力する。更に、スイッチ制御部１６４は、送信回路ＴＣ内の各スイッチ１４１ａ，１４４ａを非導通状態に切り換える導通制御信号を各スイッチ１４１ａ，１４４ａに出力する。スイッチ１２１ａの各接点間は閉じ、更に、各スイッチ１４１ａ，１４４ａの各接点間は開く。
【０１０６】
例えば、無線ＩＣタグ１０が、リーダから受信した信号を折り返して、リーダに信号を送信するには、スイッチ制御部１６４は、受信回路ＲＣ内のスイッチ１２１ａを非導通状態に切り換える導通制御信号をスイッチ１２１ａに出力する。更に、スイッチ制御部１６４は、送信回路ＴＣ内の各スイッチ１４１ａ，１４４ａを導通状態に切り換える導通制御信号を各スイッチ１４１ａ，１４４ａに出力する。スイッチ１２１ａの各接点間は開き、更に、各スイッチ１４１ａ，１４４ａの各接点間は閉じる。
【０１０７】
また、特に、遅延制御時間判定部１６３により通知された遅延制御時間の間、無線ＩＣタグ１０内で発振を発生させるには、スイッチ制御部１６４は、通知された遅延制御時間の間、受信回路ＲＣ内のスイッチ１２１ａを導通状態に切り換える導通制御信号をスイッチ１２１ａに出力する。
更に、スイッチ制御部１６４は、送信回路ＴＣ内の各スイッチ１４１ａ，１４４ａを導通状態に切り換える導通制御信号を各スイッチ１４１ａ，１４４ａに出力する。スイッチ１２１ａの各接点間は閉じ、更に、各スイッチ１４１ａ，１４４ａの各接点間は閉じる。
【０１０８】
なお、無線ＩＣタグ１０から送信された信号をリーダが受信終了する時刻は、繰り返し回数が最大回数となっても、リーダにおける次の送信開始時刻より前になる様に予め設定される必要がある（図３参照）。図４においては、繰り返し回数の最大回数は、８である。
【０１０９】
図３において、無線ＩＣタグ１０は、リーダが送信した信号１７０を、リーダから受信した信号１７０’として受信すると、リーダとの通信におけるＳ／Ｎ比を向上するために繰り返し回数分の送信信号１７５をリーダに向けて送信する。リーダに送信する信号１７５は、リーダにおいて無線ＩＣタグから受信した信号１７５’として受信される。この後、リーダは、リーダにおける次の送信周期における送信信号１７１を無線ＩＣタグ１０に送信する。
【０１１０】
送信信号１７０と送信信号１７１との時間間隔は、リーダの送信信号の送信周期に相当し、主にリーダと無線ＩＣタグ１０との間の伝搬遅延により設定される。
【０１１１】
即ち、リーダが送信する信号１７０の送信から無線ＩＣタグ１０が受信する信号１７０’の受信までの時間と、無線ＩＣタグ１０による繰り返し回数分の送信信号１７５の送信に要する時間と、無線ＩＣタグ１０が送信する信号１７５の送信からリーダが受信する信号１７５’の受信までの時間との総和が、リーダの送信周期を超えない。
【０１１２】
送信信号の繰り返し回数は、ＵＷＢ通信するシステム要件、即ちリーダと無線ＩＣタグ１０との通信距離に依存する。特に、リーダ側の受信処理によって受信検波に必要なＳ／Ｎ比が得られる回数だけ繰り返し送信する必要がある。但し、リーダの送信周期（送信信号１７０と送信信号１７１との時間間隔）を長くすると、リーダとタグ間の通信速度を低下が考えられる。
【０１１３】
図３に示す例は、リーダと無線ＩＣタグ１０とが、最も離れた状態での通信例である。また、無線ＩＣタグ１０から折り返された繰り返し回数分の送信信号がリーダに届くのは、リーダの送信信号１７１の直前となっている。ここで、無線ＩＣタグ１０による繰り返し回数分の送信信号１７５の送信期間が長くなれば、リーダの送信周期も、その分長くする必要が出てくる。これでは、リーダと無線ＩＣタグ１０との間における通信速度の観点で、好ましくない。
【０１１４】
このため、無線ＩＣタグ１０による繰り返し回数分の送信信号１７５の送信期間を極力短くする必要があるが、受信側のリーダにおける時間分解能より短くすることは好ましくない。遅延制御時間は、最短で数ナノ秒のオーダの間隔であることが好ましい。なお、受信側のリーダのＡ／Ｄ変換器は、数百Ｍｓｐｓ（mega sample per second）〜数Ｇｓｐｓ（giga sample per second）の分解能を有することが想定されている。
【０１１５】
次に、第１の実施形態に係る無線ＩＣタグ１０の動作について説明する。図５は、第１の実施形態に係る無線ＩＣタグ１０の動作を示すフローチャートである。
【０１１６】
図５において、スイッチ制御部１６４は、リーダから信号を受信するために、受信回路ＲＣ内のスイッチ１２１ａを導通状態にするための導通制御信号を、スイッチ１２１ａに出力する。更に、スイッチ制御部１６４は、送信回路ＴＣ内の各スイッチ１４１ａ，１４４ａを非導通状態にするための導通制御信号を、各スイッチ１４１ａ，１４４ａに出力する。スイッチ１２１ａの各接点間は閉じ、更に、各スイッチ１４１ａ，１４４ａの各接点間は開く（Ｓ１１）。
【０１１７】
リーダから信号を受信した場合（Ｓ１２、ＹＥＳ）、スイッチ制御部１６４は、受信回路ＲＣ内のスイッチ１２１ａを非導通状態にするための導通制御信号をスイッチ１２１ａに出力する。スイッチ１２１ａの各接点間は開く（Ｓ１３）。
【０１１８】
受信信号レベル判定部１６２には、ステップＳ１２において受信されたリーダからの信号であって、平滑回路１２５において平滑化された信号が入力される。受信信号レベル判定部１６２は、入力され信号のレベルに応じて、折り返して送信される信号の繰り返し回数を判定する（Ｓ１４）。受信信号レベル判定部１６２は、判定された繰り返し回数を、遅延制御時間判定部１６３に出力する。
【０１１９】
遅延制御時間判定部１６３は、受信信号レベル判定部１６２により出力された繰り返し回数が入力される。遅延制御時間判定部１６３は、入力された繰り返し回数に応じた遅延制御時間を判定する（Ｓ１５）。遅延制御時間判定部１６３は、判定された遅延制御時間をスイッチ制御部１６４に通知する。
【０１２０】
ステップＳ１５により判定された繰り返し回数は、ゼロでない場合（Ｓ１６、ＮＯ）は、スイッチ制御部１６４は、通知された遅延制御時間の間、受信回路ＲＣ内のスイッチ１２１ａを導通状態にするための導通制御信号をスイッチ１２１ａに出力する。更に、スイッチ制御部１６４は、送信回路ＴＣ内の各スイッチ１４１ａ，１４４ａを導通状態にするための導通制御信号を各スイッチ１４１ａ，１４４ａに出力する。そして、スイッチ１２１ａの各接点間は閉じ、更に、各スイッチ１４１ａ，１４４ａの各接点間は閉じる（Ｓ１７）。
【０１２１】
また、ステップＳ１５により判定された繰り返し回数がゼロである場合（Ｓ１６、ＹＥＳ）は、無線ＩＣタグ１０の処理はステップＳ１７に進まず、ステップＳ１８に進む。
【０１２２】
無線ＩＣタグ１０は、ステップＳ１２により受信されたリーダからの信号を、上述した送信回路ＴＣにおいて、折り返して送信する信号に変換する。無線ＩＣタグ１０は、変換された送信信号を、送信用アンテナ１１２を介して送信する（Ｓ１８）。
【０１２３】
特に、ステップＳ１６において、繰り返し回数がゼロでないので、ステップＳ１７において、繰り返し回数に応じた遅延制御時間の間、無線ＩＣタグ１０内において、発振が、継続して発生する。この発振により、無線ＩＣタグ１０は、リーダから受信した信号を、繰り返し回数分、送信することができる。
【０１２４】
ステップＳ１８の後、スイッチ制御部１６４は、リーダからの信号を受信するために、受信回路ＲＣ内のスイッチ１２１ａを導通状態にするための導通制御信号をスイッチ１２１ａに出力する。更に、スイッチ制御部１６４は、送信回路ＴＣ内の各スイッチ１４１ａ，１４４ａを非導通状態にするための導通制御信号を各スイッチ１４１ａ，１４４ａに出力する。スイッチ１２１ａの各接点間は閉じ、各スイッチ１４１ａ，１４４ａの各接点間は開く（Ｓ１８）。
【０１２５】
以上の様に、第１の実施形態に係る無線ＩＣタグ１０によれば、相手側端末であるリーダから受信した信号のレベルに応じて、折り返して送信する信号の繰り返し回数を判定する。
【０１２６】
このため、無線ＩＣタグ１０は、受信回路ＲＣと送信回路ＴＣとの間で、繰り返し回数に応じた遅延制御時間の間、継続して発振を発生させる。無線ＩＣタグ１０では、繰り返し回数分の信号が短い送信周期で送信される。これにより、無線ＩＣタグ１０は、リーダと無線ＩＣタグ１０との間における通信速度の低下を抑制することができる。
【０１２７】
また、上述した図１に示した一般的な無線ＩＣタグ１１０では、リーダからの信号の受信に基づいて送信する信号を発生させるため、送信する信号の発生用のデバイスを用いない構成が可能である。
【０１２８】
しかしながら、一般的な無線ＩＣタグ１１０は、スイッチ１２１とスイッチ１４４とが同時に導通状態にならないため、リーダからの信号を折り返して送信するため、繰り返し回数分の信号が発生しない。
【０１２９】
これに対して、図２に示した無線ＩＣタグ１０によれば、相手側端末であるリーダに送信する所定の繰り返し回数の信号を、高出力な信号発生デバイスを用いずに、数ｎｓ程度の送信周期で発生することができる。
【０１３０】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種実施形態の変更例または修正例、更に各種実施形態の組み合わせ例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、相手側端末との間における通信速度の低下を抑制し、相手側端末に送信される所定の繰り返し送信信号を、高出力な信号発生デバイスを用いずに、短い送信周期で生成することが可能な無線ＩＣタグ及び送信方法として有用である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０、１１０  無線ＩＣタグ
１１１  受信用アンテナ
１１２  送信用アンテナ
１２０  ローノイズアンプ
１２１、１２１ａ、１４１、１４１ａ、１４４、１４４ａ  スイッチ
１２２  検波ダイオード
１２３  分配器
１２４  コンパレータ
１２５  平滑回路
１３０、１６０  信号処理部
１４２、１４５  送信用アンプ
１４３  ステップリカバリダイオード
１７０、１７１、１７５  送信信号
１７０’、１７５’  受信信号
ＤＣ  遅延制御情報
ＯＣ  発振制御部
ＲＣ  受信回路
ＴＣ  送信回路
【図１】
2012150560.tif 000003
【図２】
2012150560.tif 000004
【図３】
2012150560.tif 000005
【図４】
2012150560.tif 000006
【図５】
2012150560.tif 000007
【図６】
2012150560.tif 000008
【図７】
2012150560.tif 000009