(57)【要約】【課題】データの種類に応じて確実に判定処理を行う無線タグ復号方法を提供する。【解決手段】無線タグからの信号を受信して受信信号を出力し、受信信号を閾値と比較してハイまたはロウを判定し、受信信号から固定パターンを読み取る場合は、判定においてハイと判定された際の受信レベルに対して所定比率のレベルを、判定のための新たな閾値として変更し、受信信号からのマンチェスタ符号を復号する場合は、閾値を固定された値の閾値に決定し、判定において受信信号からマンチェスタ符号を復号する場合にハイまたはロウ以外であると判定した場合は、無線タグが複数であってコリジョンが発生していると判断する無線タグ復号方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグからの信号を受信して受信信号を出力し、
前記受信信号を閾値と比較してハイまたはロウを判定し、
前記受信信号から固定パターンを読み取る場合は、前記判定においてハイと判定された際の受信レベルに対して所定比率のレベルを、判定のための新たな閾値として変更し、
前記受信信号からのマンチェスタ符号を復号する場合は、前記閾値を固定された値の閾値に決定し、
前記判定において前記受信信号からマンチェスタ符号を復号する場合にハイまたはロウ以外であると判定した場合は、前記無線タグが複数であってコリジョンが発生していると判断する、ことを特徴とする無線タグ復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線タグからの信号を確実に復号処理する無線タグ復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線タグからの信号を読み取ったり、無線タグにデータを書き込んだりする無線タグリーダライタ装置が、特に商品流通分野等において開発され利用されている。このような無線タグリーダライタ装置およびシステムにおいては、無線タグからの信号を受信した受信信号について閾値との大小関係を判定し、この判定結果に基づいて、受信信号を判定することが知られている。しかしながら、このような無線タグからの信号の判定処理において、エラー判定が生じることがあり、このエラー判定を回避するための様々な方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５３９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の無線タグ復号方法においては、受信信号を復号する際に、例えば、受信電力に応じて閾値を異ならせることが知られている。
しかしながら、データの種類に応じた復号処理、例えば、マンチェスタ符号化された信号を判定する際に、どのような理由からどのような閾値を用いるかについて、十分な記載がない。
本発明の実施形態は、データの種類に応じて確実に判定処理を行うことができる無線タグ復号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】
【０００５】
課題を解決するための一実施形態は、
無線タグからの信号を受信して受信信号を出力し、
前記受信信号を閾値と比較してハイまたはロウを判定し、
前記受信信号から固定パターンを読み取る場合は、前記判定においてハイと判定された際の受信レベルに対して所定比率のレベルを、判定のための新たな閾値として変更し、
前記受信信号からのマンチェスタ符号を復号する場合は、前記閾値を固定された値の閾値に決定し、
前記判定において前記受信信号からマンチェスタ符号を復号する場合にハイまたはロウ以外であると判定した場合は、前記無線タグが複数であってコリジョンが発生していると判断する、ことを特徴とする無線タグ復号方法である。
【発明の効果】
【０００６】
このような特徴をもった無線タグ復号方法によれば、ＳＯＦやＥＯＦの領域の固定パターンを読み取る場合は、判定においてハイと判定された際の受信レベルに対して所定比率（１／２等）のレベルを新たな閾値として判定する一方で、マンチェスタ符号を復号する際は固定値の閾値を用いることで、コリジョンの発生を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態であるＲＦＩＤリーダライタ装置の一例を示す説明図。
【図２】同じくＲＦＩＤリーダライタ装置におけるマンチェスタ符号による受信のコリジョン検出を示す説明図。
【図３】同装置における受信信号の鈍りを示す説明図。
【図４】同装置における受信データフォーマットの一例を示す説明図。
【図５】同装置におけるＳＯＦとＥＯＦの符号化パターンを示す説明図。
【図６】同装置における複数タグの受信における不具合の一例を示す説明図。
【図７】同装置における可変閾値を算出するためのフローチャート。
【図８】同装置における２枚のタグが応答した場合の受信レベルを示す説明図。
【図９】同装置における２つの閾値を用いた復号処理を示す説明図。
【図１０】同装置における受信レベルの差分を用いた復号処理を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。  
本発明の一実施形態に係る無線タグ読取装置１は、図１に示すように、ネットワーク等を介して外部装置の一例であるホストコンピュータ２に接続されており、全体の動作を制御する制御部であるＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１に接続されておりアプリケーションプログラム等を記憶しているＦＲＯＭ１２と、過去に使用した情報等を記憶している記憶領域であるＲＡＭ１３を有している。
【０００９】
さらに、無線タグ読取装置１は、上述したＣＰＵ１１にそれぞれ接続される、上述したホストコンピュータ２と通信を行なって文字情報等を取得する通信部１６と、読出部でありＲＦＩＤタグＴと無線通信を行なってＩＤ情報等を読み取るアンテナ１７と、読出部でありＲＦＩＤタグＴとアンテナ１７を介して無線通信を行なってＩＤ情報等を以下に詳述するように復号するＲＦＩＤ送受信部１８と、各部への電源を供給する電源回路２２と、電源回路２２に電源を供給するバッテリ２３を有している。
【００１０】
次に、以下に、上述した無線タグ読取装置１のＲＦＩＤ送受信部１８が行う復号処理の具体的な方法を、図面を参照して詳細に説明する。無線タグ読取装置１における復号処理方式は、以下の３種類がある。
１）固定パターンの信号を受信する場合の閾値の決定方法（可変閾値）
２）複数枚の無線タグＴの受信を行う必要がある場合の可変パターン信号を復号する際の閾値の決定方法（固定閾値）
３）１枚のみの無線タグＴの受信の場合の差分復号方式（閾値を使用しない）。
【００１１】
また、ＲＦＩＤ送受信部１８においては、マンチェスタ符号によるコリジョン検出が行われる。図２は、マンチェスタ符号による受信のコリジョン検出を示す説明図である。ＲＦＩＤタグ規格ＩＳＯ１５６９３では、複数枚の応答をコリジョン（輻輳）として検出するために、マンチェスタ符号化を採用している。図２（ａ）や（ｂ）では、コリジョンが発生していないが、図２の（ｃ）では、複数のタグが異なるデータを応答した場合、通常では現れない受信パターンになるため、ＲＦＩＤ送受信部１８では、コリジョンを検出することができる。
【００１２】
また、ＲＦＩＤ送受信部１８において、受信回路の特性上受信レベルがハイからロウに落ちるまで、時間がかかってしまう。そのためロウであるはずのところの受信レベルが上がってしまう。図３は、受信信号の鈍りを示す説明図である。図３の（ａ）または（ｂ）に示すように、ハイの受信レベルが大きいほど、ロウの受信レベルに影響が出ることがわかる。
【００１３】
従って、マンチェスタ符号の復号処理を、受信レベルの閾値を使ったハイ／ロウ判定で行う場合、受信レベルの大きなタグを受信すると、ロウをハイと誤判定する可能性がある。こうなるとＲＦＩＤ送受信部１８は、コリジョンが発生したものと誤判定を行ってしまう。また、閾値を大きくすると、受信レベルの小さいタグを検出できなくなる。
【００１４】
また、ＲＦＩＤ送受信部１８が受信する受信信号のフォーマットを図４に示す。  
ＲＦＩＤ送受信部１８は、図４に示す固定パターンであるＳＯＦ（Start Of Frame）とＥＯＦ（End Of Frame）を検出することにより、受信データの開始と終了を判別している。ＳＯＦ検出後、データ受信モードへ移行しデータをデコードする、ＥＯＦ検出で受信終了とする。また、ＣＲＣはデータ部の計算値であり、受信時にチェックすることによりデータ化けを検出する。また図５は、図４に示すＥＯＦおよびＳＯＦのパターンを示す説明図である。
【００１５】
ＲＦＩＤタグＴは、固有の識別番号であるＵＩＤ（Unique IDentification）を持っている。このＵＩＤとコリジョン検出を組み合わせることにより、複数枚の応答を処理するためのコマンドがインベントリ（Inventory）コマンドである。ＲＦＩＤタグＴは、無線タグ読取装置１からインベントリ（Inventory）コマンドを受信すると、保持しているＵＩＤを上記データフォーマットのデータ部に載せて応答する。
【００１６】
ＳＯＦ／ＥＯＦは固定パターンなので、全タグが同じパターンで応答する。ＵＩＤ部は各タグで固有の番号なので、複数のタグの応答を比べると、必ず１ビット以上違う場所がある。この違いにより、複数タグが応答した場合必ずコリジョンとして検出できる仕組みとなっている。
既存のシステムでは、受信レベルの閾値が固定だったため、閾値を受信レベルの低いほうに合わせ、できるだけ、検出率を上げる方向にしている。
【００１７】
しかし、図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、複数のタグが応答を返した場合、受信信号の鈍りにより、図６の（ｅ）に示すように、ＳＯＦ後半のロウがハイに見えてしまうという不具合が生じる。
【００１８】
（固定パターン信号に対する閾値決定方法）
本発明の一実施形態である、無線タグ読取装置１のＲＦＩＤ送受信部１８の復号処理においては、固定パターンの信号（例えばＳＯＦ／ＥＯＦなど）について、受信レベルの大小にかかわらずに安定して復号でき、また、複数タグの応答を受信しても安定して復号でき、誤検出をしないことを目的として、以下に説明するように、閾値を可変にして判定処理を行うものである。
【００１９】
ＳＯＦ／ＥＯＦ、すなわち固定パターンの信号を受信する場合、ＲＦＩＤ送受信部１８の復号処理においては、図７のフローチャートに示すように、受信データを復号するときの閾値を、受信レベルにあわせてダイナミックに変化させる。これにより、受信レベルの小さなタグも、受信レベルの大きなタグも安定して検出できるようにする。また、ノイズをタグの応答と区別するために、最小閾値を設定して閾値が小さくなりすぎないようにする。
【００２０】
すなわち、ＲＦＩＤ送受信部１８は、最初に閾値を最小の閾値ｍｉｎとし（ステップＳ１１）、これにより、アンテナ１７から与えられる受信信号の受信レベルを判断する（ステップＳ１２）。このときの閾値ｍｉｎとは、ノイズを誤って“ハイ”と判定しない程度の大きさをもった閾値である。ステップＳ１２において受信レベルが閾値に満たなければ、信号は“ロウ”であると判断して、その後、閾値を変更することなく復号処理を継続する（ステップＳ１４）。
【００２１】
しかし、ステップＳ１２において受信レベルが閾値を越えれば、ＲＦＩＤ送受信部１８は、信号は“ハイ”であると判定する（ステップＳ１５）。ここで、閾値ｍｉｎ＜“受信レベルの所定比率”であれば（一例として、“受信レベルの所定比率”＝受信レベル／２とすれば）、閾値ｍｉｎ＜受信レベル／２であれば、閾値＝受信レベル／２へと変更する（ステップＳ１６）。なお、所定比率は、１／２以外の適切な値でかまわない。また、ここで、閾値ｍｉｎ＜受信レベル／２でなければ、閾値＝閾値ｍｉｎのままとする（ステップＳ１７）。ここで、受信が終了であれば閾値も完了するが、受信が継続すればステップＳ１２に戻って、再び、状況に応じて閾値を可変していくものである（ステップＳ１８）。
【００２２】
すなわち、ＳＯＦ／ＥＯＦのような固定パターンの信号を復号する場合、上記のように閾値を可変制御することにより、例えば図６に示すような判定エラーが発生することなく、復号処理を確実に行うことができる。
【００２３】
（可変パターン信号に対する閾値決定方法）
また、本発明の一実施形態である、無線タグ読取装置１のＲＦＩＤ送受信部１８の復号処理においては、可変パターンの信号、特にマンチェスタ符号より符号化された信号（例えばデータ部におけるＵＩＤなど）について、複数タグの応答を受信した際に、各タグからの信号の受信レベルの大小にかかわらずに、確実にコリジョン検出を行うことを目的として、以下に説明するように、閾値を固定にして判定処理を行うものである。
【００２４】
図８は、（ａ）のグラフが示すように、ハイレベルが高めのタグＡと、ハイレベルが低めのタグＢの受信レベルが、
“ハイ，ハイ”、“ロウ，ロウ”、“ハイ，ハイ”、“ロウ，ロウ”、“ハイ，ロウ”、“ロウ，ハイ”、“ロウ，ロウ”、“ハイ，ハイ”、“ロウ，ハイ”、“ハイ，ロウ”、“ハイ，ハイ”
のように順々に推移していく場合、ＲＦＩＤ送受信部１８が正しい判定結果を得られるかどうかを示している。
【００２５】
ここで、上述した閾値を可変させる決定方法により閾値を制御した場合、図８の（ｂ）に示すように、８番目の“ハイ，ハイ”から９番目の“ロウ，ハイ”へと推移した場合Ｅ１において、タグＢはハイであるにも関わらず、タグＢのハイのレベルが低いことからロウであるとエラー判定してしまっていることがわかる。
【００２６】
そこで、本発明では、マンチェスタ符号化された信号の復号処理について、上記閾値を固定とした復号処理を行う。固定した閾値とすると、固定される閾値を超えるレベルの信号は全てハイと判定されるため、本来のデータとは異なる判定結果となる場合がある。しかしこの場合には、連続してハイが検出されることになるため、コリジョンが発生したものと判定される。よって、本来のデータ上ではコリジョンは発生していないものの、コリジョン発生の読みこぼしを確実に防止することが可能である。
【００２７】
また、本来のデータとは異なる誤った判定結果によりコリジョン発生と判定された場合であっても、輻輳制御によりタグからの応答受信と復号処理が繰り返し実行されるため、誤った判定結果が発生しなくなるまで復号処理を繰り返すことが可能である。
【００２８】
なお、固定される閾値としては、本来のデータがロウである信号について実用上十分な確からしさでロウと判定される値が用いられる。つまり、当該閾値が高いほど、誤った判定結果によるコリジョン検出を減らすことができるが、コリジョン発生の読みこぼしの可能性が大きくなる。一方、当該閾値が低いほど、誤った判定結果によるコリジョン検出は増加するが、コリジョン発生の読みこぼしの可能性を低くすることができる。
【００２９】
（複数タグ読取りにおけるコリジョン検出）
次に、読み取ろうとするデータ領域に対応させて、上述の２つの閾値決定方法を組合せて閾値を変えていく手法を図９の例を参照して、以下に説明する。  
【００３０】
複数タグの検出については、ＩＳＯ１５６９３の輻輳制御で応答するタグをふるいにかけていくと、最終的に１枚ずつの応答になるので、ＳＯＦ／ＥＯＦの検出率アップと、データ部のコリジョンを読みこぼさないことが重要になる。
【００３１】
従って、固定パターンであるＳＯＦ／ＥＯＦに対しては、図９に示すように、輻輳制御によりフォロー可能な判定結果を得ることができるので、図７のフローチャートで上述した可変閾値で対応することがよい。
【００３２】
一方、データ部に対しては、図９に示すように、複数タグのデータの組み合わせにより、色々な受信レベルが混在してしまうので、可変閾値を使うことにより、ハイがロウに見えてしまう場合（図９のＥ２）がある。ハイがロウに見えると、読みこぼしの原因になるので、閾値を閾値ｍｉｎに固定することにより、ロウがハイに見えてコリジョン判定になってでも、読みこぼしをなくすようにすることが好適である。
【００３３】
（単一タグの読取り：差分復号方式）
ＵＩＤ指定のコマンドでは、必ず１枚のタグからしか応答がないはずなので、データ部でコリジョンを検出する必要がない。従って、無線タグ読取装置１から、読み取るべき無線タグのＵＩＤを指定してコマンドを実行する場合、データ部の読取りについては、受信レベルの差分を利用して、以下の条件（差分法）でマンチェスタ復号処理を行うことが好適である。すなわち、無線タグ読取装置１のＣＰＵ１１は、ＵＩＤ指定のコマンドにより復号処理を行う際は、
１）閾値は、閾値ｍｉｎに固定して、ハイ／ロウ判定を行う。
２）図１０の（ａ）、（ｂ）のように、正常のパターン［ハイ、ロウ］と［ロウ、ハイ］はそのまま、検出結果に応じて、［ハイ、ロウ］を符号＝０、［ロウ、ハイ］を符号＝１に復号する。
３）図１０の（ｃ）、（ｄ）のような異常のパターン［ハイ、ハイ］と
図１０の（ｅ）、（ｆ）のような異常のパターン［ロウ、ロウ］の場合は、コリジョンやデータ無しではなく、受信レベルを比較し、符号０／１を判定する。すなわち、
受信レベル１≧受信レベル２の場合：  符号＝０とし、
受信レベル１＜受信レベル２の場合：  符号＝１とする。  
こうすることにより、確実な判定処理を行うことができる。
【００３４】
なお、ＵＩＤ指定のコマンドにより単一のタグからの受信信号を復号する場合、ＳＯＦ／ＥＯＦデータについては、上述の可変閾値を用いて復号を行い、データ部については上述の差分復号方式を用いて復号を行う方法を用いるのが好ましい態様である。
【００３５】
このように、読み出そうとする無線タグが単数であるか複数であるかによって、復号処理を異ならせることが好適である。  
すなわち、複数のタグの応答を検出する必要が有る場合は、固定パターンのＳＯＦ／ＥＯＦに対しては、可変閾値を採用することにより検出率をアップすると共に、可変パターンのデータ部に対しては、固定閾値を採用することにより確実なコリジョン検出を行う。このように、可変と固定の２種類の閾値を使用することにより、ＳＯＦ／ＥＯＦの検出率を落とすことなく、かつ、コリジョンを取りこぼさないようにできる。
【００３６】
必ず１枚のタグからの応答しかないことが分かっている場合は、コリジョンの検出が必要ないので、上述した受信レベルの差分法を使用することにより、微小な受信データを検出することができる。
【００３７】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１…無線タグリーダライタ装置、２…ホストコンピュータ、１１…ＣＰＵ、１７…アンテナ、１８…ＲＦＩＤ送受信部、Ｔ…ＲＦＩＤタグ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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