(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の質問器を備えるＲＦＩＤシステムにおいて使用される質問器であって、
複数のチャネルの中から、ＲＦタグとの無線通信に使用するチャネルを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたチャネルについての干渉レベルを検出する干渉レベル検出手段と、
他の質問器から通知される前記選択手段により選択されたチャネルについての使用状態の情報および前記干渉レベル検出手段により検出された干渉レベルに基づいて、前記選択されたチャネルが使用可能か否かを判断する判断手段と、
を備え、
前記判断手段が前記選択されたチャネルが使用可能でないと判断し、且つ、該選択されたチャネルの使用状態の情報が該チャネルが継続的に占有されることを示すとき、前記選択手段が前記複数のチャネルの中から他のチャネルを選択し、
前記判断手段が前記選択されたチャネルが使用可能でないと判断し、且つ、該選択されたチャネルの使用状態の情報が該チャネルが一時的に使用されることを示すとき、所定時間内に、再度前記判断手段が他の質問器から通知される該選択されたチャネルについての使用状態の情報に基づき該選択されたチャネルが使用可能か否かの判断を行い、又は、再度前記干渉レベル検出手段が該選択されたチャネルについての干渉レベルを検出し、前記判断手段が該選択されたチャネルが使用可能であると判断する前に所定時間が経過すると、前記選択手段が前記複数のチャネルの中から他のチャネルを選択する、
ことを特徴とする質問器。
【請求項２】
請求項１に記載の質問器であって、
前記判断手段は、前記選択手段により選択されたチャネルの干渉レベルが所定値を超えており、且つ、前記選択手段により選択されたチャネルが継続的に占有される通信状態であったときは、その選択されたチャネルが使用不可であると判断する
ことを特徴とする質問器。
【請求項３】
請求項１に記載の質問器であって、
前記判断手段は、前記選択手段により選択されたチャネルの干渉レベルが所定値を超えており、且つ、前記選択手段により選択されたチャネルが非通信状態であったときは、その選択されたチャネルが使用不可であると判断する
ことを特徴とする質問器。
【請求項４】
請求項１に記載の質問器であって、
前記選択手段により選択されたチャネルの干渉レベルが所定値を超えており、且つ、前記選択手段により選択されたチャネルが一時的に使用される通信状態であったときに、その選択されたチャネルが所定時間内に非通信状態に移行するか否かをモニタするモニタ手段、をさらに有し、
前記判断手段は、その選択されたチャネルが前記所定時間内に前記非通信状態に移行すればその選択されたチャネルが使用可能であると判断し、その選択されたチャネルが前記所定時間内に前記非通信状態に移行しなければその選択されたチャネルが使用不可であると判断する
ことを特徴とする質問器。
【請求項５】
請求項１に記載の質問器であって、
前記判断手段は、前記選択手段により選択されたチャネルの干渉レベルが所定値以下であったときは、そのチャネルの使用状態にかかわらず、その選択されたチャネルが使用可能であると判断する
ことを特徴とする質問器。
【請求項６】
請求項１に記載の質問器であって、
前記干渉レベル検出手段は、前記選択手段により選択されたチャネルの干渉レベルが所定値を超えており、且つ、前記選択手段により選択されたチャネルが一時的に使用される通信状態であったときに、その選択されたチャネルについての干渉レベルが所定時間内に前記所定値以下に低下するか否かをモニタし、
前記判断手段は、その選択されたチャネルについての干渉レベルが前記所定時間内に前記閾値以下に低下すればその選択されたチャネルが使用可能であると判断し、その選択されたチャネルについての干渉レベルが前記所定時間内に前記閾値以下に低下しなければその選択されたチャネルが使用不可であると判断する
ことを特徴とする質問器。
【請求項７】
請求項１に記載の質問器であって、
前記使用状態の情報は、チャネルサーチのために質問器によりアクセスされる測定状態または非通信状態を識別する
ことを特徴とする質問器。
【請求項８】
複数のチャネルを利用してＲＦタグと無線通信を行う複数の質問器を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記複数の質問器を接続するネットワークと、
各質問器の動作状態の情報を、前記ネットワークを介して相互に通知する通知手段を有し、
各質問器は、それぞれ、
複数のチャネルの中から、ＲＦタグとの無線通信に使用するチャネルを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたチャネルの干渉レベルを検出する干渉レベル検出手段と、
他の質問器から通知される他の質問器の動作状態および前記干渉レベル検出手段により検出された干渉レベルに基づいて、前記選択されたチャネルを使用できるか否かを判断する判断手段と、
を備え、
前記判断手段が前記選択されたチャネルが使用可能でないと判断し、且つ、該選択されたチャネルの使用状態の情報が該チャネルが継続的に占有されることを示すとき、前記選択手段が前記複数のチャネルの中から他のチャネルを選択し、
前記判断手段が前記選択されたチャネルが使用可能でないと判断し、且つ、該選択されたチャネルの使用状態の情報が該チャネルが一時的に使用されることを示すとき、所定時間内に、再度前記判断手段が他の質問器から通知される該選択されたチャネルについての使用状態の情報に基づき該選択されたチャネルが使用可能か否かの判断を行い、又は、再度前記干渉レベル検出手段が該選択されたチャネルについての干渉レベルを検出し、前記判断手段が該選択されたチャネルが使用可能であると判断する前に所定時間が経過すると、前記選択手段が前記複数のチャネルの中から他のチャネルを選択する、
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の質問器を備えるＲＦＩＤシステムに係わり、特に、それら複数の質問器間の干渉による影響を低減する技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、微小なＩＣチップに書き込まれているＩＤ情報を非接触で読み取って利用するシステムが実用化されている。この種のシステムは、通常、無線周波数帯の電波を利用して信号を送受信するので、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムと呼ばれている。【０００３】
ＲＦＩＤシステムは、質問器（Interrogator）および応答器（Transponder ）から構成される。質問器は、応答器としてのＩＣチップにアクセスし、そのＩＣチップに書き込まれている情報（例えば、ＩＤ情報）を読み取る。また、質問器は、しばしば、そのＩＣチップに情報を書き込む。よって、以下では、質問器のことを「リーダ／ライタ」と呼ぶことにする。また、応答器は、固有のＩＤ情報が書き込まれたＩＣチップであり、ＩＣタグ、無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ、電子タグ、無線タグなどの様々な名称で呼ばれているが、以下では、「ＲＦタグ」と呼ぶことにする。【０００４】
ＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ／ライタは、質問情報を伝送する無線信号（電波）をＲＦタグへ送信する。ＲＦタグは、その質問情報により要求された情報をリーダ／ライタへ返送する。あるいは、ＲＦタグは、その質問情報とともに送られてきた情報をメモリに書き込む。なお、ＲＦタグは、通常、リーダ／ライタからの無線信号から電力を生成する機能を備えている。ただし、電池を内蔵するＲＦタグも知られている。【０００５】
上述のように、ＲＦＩＤシステムでは、リーダ／ライタとＲＦタグとの間で無線信号が送受信される。特に、リーダ／ライタが送信する無線信号を利用してＲＦタグにおいて電力が生成される形態では、リーダ／ライタから送信される無線信号の電力をかなり大きくする必要がある。このため、複数のリーダ／ライタが互いに近接して設けられるＲＦＩＤシステムでは、リーダ／ライタ間で干渉が発生し、データの読取り性能が低下してしまうおそれがある。ここで、「リーダ／ライタ間の干渉」とは、複数のリーダ／ライタが同じ周波数を利用する環境下で、あるリーダ／ライタにおいて、自分の質問エリア内のＲＦタグからの信号が、他のリーダ／ライタから送信される信号の影響を受けることをいう。【０００６】
この問題を解決する技術として、例えば、特許文献１には、複数のリーダ／ライタの通信タイミングが互いに重ならないように時分割制御を行う方式が記載されている。ところが、この方式では、リーダ／ライタ間の干渉を回避することはできるが、複数のリーダ／ライタが同時に通信を行うことができないので、システム全体としてスループットが低下してしまう。また、特許文献１では、リーダ／ライタとＲＦタグとの間のチャネルが１つのみのシステムを想定している。【０００７】
また、特許文献２には、リーダ／ライタが事前に干渉波（外来ノイズ）を検出し、その結果に応じて通信を制御する構成が記載されている。ただし、この文献には、干渉波の検出方法については詳しい記載があるが、干渉波が検出されたときにその影響をどのようにして排除するのかについての具体的な記載がない。【０００８】
その他、周波数ホッピング方式を導入することによりリーダ／ライタ間の干渉を回避する方策も考えられる。しかし、周波数ホッピング方式は広い帯域を必要とするので、日本や欧州では適用が困難な場合がある。例えば、欧州では、ＲＦＩＤのために割り当てられている帯域は、０．２５ＭＨｚ（ＵＨＦ帯の８６９．４〜８６９．６５ＭＨｚ）である。また、指向性アンテナを使用する構成や、電波遮蔽を工夫する構成も考えられるが、いずれも低コスト化の妨げになってしまう。
【特許文献１】特開２００３−２８３３６７号公報（段落０００２〜００１０、図８）
【特許文献２】特開２００４−４８２８８号公報（段落００１３、要約）
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、複数のリーダ／ライタを備えるＲＦＩＤシステムにおいて、通信スループットを低下させることなくリーダ／ライタ間の干渉を回避することを目的とする。
本発明の質問器は、ＲＦタグと無線通信を行うためのチャネルの使用状態を表示する使用状態情報が複数の質問器間で転送されるＲＦＩＤシステムにおいて使用される。そして、上記ＲＦＩＤシステムにおいて使用可能な複数のチャネルの中から使用すべきチャネルを選択する選択手段と、上記選択手段により選択されたチャネルについての干渉レベルを検出する干渉レベル検出手段と、他の質問器から通知される上記選択手段により選択されたチャネルについての使用状態情報および上記干渉レベル検出手段により検出された干渉レベルに基づいて、上記選択されたチャネルが使用可能か否かを判断する判断手段と、上記選択されたチャネルが使用可能であったときにその選択されたチャネルを利用してＲＦタグと無線通信を行う通信手段と、上記選択されたチャネルが使用可能でなかったときに上記選択手段に他のチャネルを選択させるチャネル変更手段、を有する。
【００１０】
この発明によれば、各質問器は、質問器間で転送される使用状態情報により、各チャネルの状態を認識する。そして、各質問器は、ＲＦタグとの通信のためのチャネルを選択すると、そのチャネルについての干渉レベルだけでなく、他の質問器から通知されるそのチャネルの使用状態も考慮して、そのチャネルを使用できるか否かを判断する。よって、質問器は、そのチャネルを使用すべきか否かを効率的に判断できる。
【００１１】
使用状態情報は、例えば、チャネルが長時間に渡って継続的に占有されることを表示する第１の通信状態、チャネルが一時的に使用されることを表示する第２の通信状態、非通信状態を識別するようにしてもよい。この場合、選択手段が選択したチャネルが第１の状態であれば、そのチャネルが解放されるまでの待ち時間が長くなると見込まれるので、そのチャネルが解放されるのを待つことなく即座に他のチャネルに切り替える。また、選択手段が選択したチャネルが第２の状態であれば、そのチャネルが解放されるまでの待ち時間が短いと見込まれるので、そのチャネルが解放されるのを待つ。これにより、チャネルサーチの効率が向上し、通信スループットが改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態のＲＦＩＤシステムの構成図である。
【図２】リーダ／ライタの構成図である。
【図３Ａ】運転モード情報の例である。
【図３Ｂ】リーダ／ライタ間で送受信されるパケットの実施例である。
【図４】状態管理テーブルの実施例である。
【図５】ＲＦタグの構成図である。
【図６】リーダ／ライタの動作を示すフローチャートである。
【図７Ａ】干渉測定処理の詳細フローチャートである。
【図７Ｂ】通信処理の詳細フローチャートである。
【図８】リーダ／ライタの他の動作例を示すフローチャートである。
【図９】各リーダ／ライタが図６のフローチャートの処理を実行した場合のＲＦＩＤシステムの動作タイムチャートである。
【図１０】各リーダ／ライタが図８のフローチャートの処理を実行した場合のＲＦＩＤシステムの動作タイムチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るＲＦＩＤシステムの構成図である。実施形態のＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システム１は、複数のリーダ／ライタ１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）、及びそれら複数のリーダ／ライタ１０を接続するＬＡＮ１００を備える。また、各リーダ／ライタ１０は、それぞれ、対応するＲＦタグ３０（３０ａ〜３０ｃ、３０ｄ〜３０ｆ、３０ｇ〜３０ｉ）との間で無線信号を送受信する。【００１４】
リーダ／ライタ１０は、質問器（Interrogator）であり、ＲＦタグ３０に対して質問情報を送信し、対応する情報（例えば、各ＲＦタグ３０に付与されているＩＤ情報）の返送を要求する。また、リーダ／ライタ１０は、ＲＦタグ３０に所定の情報を書き込むこともできる。一方、ＲＦタグ３０は、メモリを備える応答器（Transponder ）であり、リーダ／ライタ１０からの質問情報に従ってメモリから対応する情報を取り出して返送する。また、ＲＦタグ３０は、リーダ／ライタ１０から与えられた情報をメモリに書き込むこともできる。【００１５】
ＲＦＩＤシステム１は、リーダ／ライタ１０Ａ〜１０ＣとＲＦタグ３０ａ〜３０ｉとの間の無線通信のために、複数のチャネルを提供する。各チャネルには、互いに異なる無線周波数が割り当てられている。そして、各リーダ／ライタ１０は、それぞれ複数のチャネルの中から任意の空きチャネルの１つを選択し、そのチャネルを利用してＲＦタグ３０と通信を行う。ただし、国または地域にもよるが、一般に、ＲＦＩＤのために使用可能な周波数帯域は狭い。このため、リーダ／ライタとＲＦタグとの間の通信のために提供可能なチャネル数は比較的少なくなる。したがって、多数のリーダ／ライタを備えるＲＦＩＤシステム（すなわち、リーダ／ライタの数がチャネル数よりも多いＲＦＩＤシステム）においては、１つのチャネルを複数のリーダ／ライタで共用する必要がある。以下では、１つのチャネルを複数のリーダ／ライタで共用する必要があるＲＦＩＤシステムを想定する。【００１６】
各リーダ／ライタ１０は、ＬＡＮ１００を利用して、それぞれ自分の動作状態を他のリーダ／ライタに通知する。なお、ＬＡＮ１００は、有線ネットワークであってもよいし、無線ネットワークであってもよいし、それらが混在していてもよい。また、ＬＡＮ１００上の通信プロトコルは、特に限定されるものではない。【００１７】
図２は、リーダ／ライタ１０の構成図である。リーダ／ライタ１０は、ＬＡＮ１００に接続されると共に、無線通信回線（すなわち、チャネル）を介してＲＦタグ３０との間で信号を送受信する。【００１８】
プロセッサ１１は、メモリ１２に格納されているプログラムを実行することにより、ＲＦタグ３０に送信すべき質問情報（あるいは、ＲＦタグ３０に書き込むべき情報）を作成すると共に、ＲＦタグ３０から受信した情報をメモリ１２に格納する（あるいは、ＬＡＮ１００を介して不図示のホストコンピュータへ転送する）。また、プロセッサ１１は、ＲＦＩＤシステム１が提供する複数のチャネルの中から、ＲＦタグ３０との間で信号を送受信するためのチャネルを選択する。さらに、プロセッサ１１は、ＬＡＮ１００を介して他のリーダ／ライタおよび不図示のホストコンピュータと情報を送受信する。【００１９】
メモリ１２は、不揮発性メモリ領域及びＲＡＭ領域を含む。不揮発性メモリ領域には、リーダ／ライタ１０の動作を記述したプログラム等が格納されている。ＲＡＭ領域は、プロセッサ１１の作業領域として使用されると共に、後述する運転モード情報および状態管理テーブルを保持する。【００２０】
フィルタ１３は、プロセッサ１１の出力から不要な成分を除去する。変調器１４は、発振器１５により生成されるクロック信号を利用してフィルタ１３の出力を変調する。増幅器１６は、変調器１４により変調された信号を増幅する。共用器１７は、増幅器１６により増幅された信号をアンテナ１８に導く。そして、この信号は、アンテナ１８を介してＲＦタグ３０に送信される。ここで、発振器１５は、可変周波数発振器であり、プロセッサ１１により選択されたチャネルに対応する周波数のクロック信号を生成する。よって、リーダ／ライタ１０は、プロセッサ１１が選択したチャネルに割り当てられている周波数で無線信号を送信することができる。【００２１】
一方、アンテナ１８を介して受信した信号は、共用器１７により増幅器１９に導かれる。増幅器１９は、受信信号を増幅する。直交ミキサ２０は、発振器１５により生成されるクロック信号を利用して、受信信号から対応する信号成分を取り出す。ここで、発振器１５はプロセッサ１１により選択されたチャネルに対応する周波数のクロック信号を生成する。よって、プロセッサ１１が選択したチャネルに対して割り当てられている周波数の信号が直交ミキサ２０により抽出されることになる。直交ミキサ２０の出力は、フィルタ２１を介して復調器２２に送られる。復調器２２は、フィルタ２１の出力を復調してＲＦタグ３０から受信した情報を再生する。【００２２】
なお、プロセッサ１１は、選択したチャネルに対して割り当てられている周波数について受信電波の電力を検出することができる。この場合、例えば、直交ミキサ２０またはフィルタ２１の出力をＡ／Ｄ変換することにより得られるデジタルデータに基づいて受信電波の電力が検出されるようにしてもよい。【００２３】
このように、リーダ／ライタ１０は、ＲＦＩＤシステム１が提供する複数のチャネルの中から選択したチャネルを利用してＲＦタグ３０との間で無線信号を送受信する。
リーダ／ライタ１０は、様々な用途で使用され得る。例えば、生産ラインのベルトコンベアを流れる商品に付されているＲＦタグを読み取る用途においては、リーダ／ライタ１０は、そのベルトコンベアが動作している期間継続してＲＦタグを読み取る必要がある。すなわち、この場合、リーダ／ライタ１０は、ＲＦタグと無線通信するためのチャネルを長時間に渡って占有し続ける必要がある。一方、例えば、商品棚に積まれている商品に付されているＲＦタグを読み取るような用途においては、リーダ／ライタ１０は、ＲＦタグと無線通信するためのチャネルを一時的に占有するだけでよい。【００２４】
ところで、ＲＦＩＤシステム１では、複数のチャネルが複数のリーダ／ライタ１０により共用されるが、この実施例では、リーダ／ライタ１０の台数は、ＲＦＩＤシステム１が提供するチャネル数よりも多い。このため、各リーダ／ライタ１０は、ＲＦタグ３０との間の通信開始時に空きチャネルをサーチする必要がある。【００２５】
ところが、あるリーダ／ライタ（要求リーダ／ライタ）が通信を開始するためにあるチャネルにアクセスしたとき、仮に、そのチャネルが他のリーダ／ライタにより長時間継続的に占有される用途で使用されていたとすると、要求リーダ／ライタは、しばらくの間そのチャネルを取得することができない。すなわち、この場合、要求リーダ／ライタは、そのチャネルが解放されるのを待つことなく即座に他のチャネルにアクセスした方が有利である。一方、要求リーダ／ライタがあるチャネルにアクセスしたとき、仮に、そのチャネルが他のリーダ／ライタにより一時的に占有される用途で使用されていたとすると、要求リーダ／ライタは、比較的短時間のうちにそのチャネルを取得することができる。すなわち、この場合、要求リーダ／ライタは、他のチャネルにアクセスしないでそのチャネルが解放されるのを待った方が有利である。このように、あるリーダ／ライタが通信を開始するためにあるチャネルにアクセスしたときに、そのチャネルの使用状態がわかっていれば、チャネルのサーチを効率的に行うことが出来る。そこで、本発明の実施形態のＲＦＩＤシステム１においては、リーダ／ライタ１０間でチャネルの使用状態を相互に通知することにより、チャネルサーチの効率化を図っている。【００２６】
図３Ａは、各リーダ／ライタ１０に設定される運転モード情報の例である。運転モード情報は、永続的運転モードまたは一時的運転モードを表示する。ここで、永続的運転モードは、ＲＦタグ３０と通信するためのチャネルを長時間に渡って占有し続ける運転モードである。また、一時的運転モードは、ＲＦタグ３０と通信するためのチャネルを一時的に占有する運転モードである。そして、各リーダ／ライタ１０は、チャネルを使用する際には、この運転モード情報に従って、自装置の動作状態（すなわち、チャネルの使用状態）を他のリーダ／ライタに通知する。なお、各リーダ／ライタ１０の運転モードは、それぞれＲＦＩＤシステム１のユーザにより決定され、それぞれ、例えば、メモリ１２に設定される。また、運転モードは、固定的に設定されるようにしてもよいし、必要に応じて変更できるようにしてもよい。【００２７】
図３Ｂは、リーダ／ライタ間で送受信されるパケットの実施例である。なお、このパケットは、ＬＡＮ１００を介して転送される。
「チャネル番号」は、リーダ／ライタ１０がＲＦタグ３０との通信のために占有しているチャネルまたは干渉レベル測定のためにアクセスしているチャネルを識別する。「状態情報」は、「チャネル番号」によって識別されるチャネルの使用状態を表示する。チャネルの使用状態としては、通常ビジー状態、永続的ビジー状態、または測定ビジー状態が表示される。「通常ビジー状態」は、一時的運転モードが設定されているリーダ／ライタ１０がＲＦタグ３０との通信のためにそのチャネルを占有している状態を表わす。一方、「永続的ビジー状態」は、永続的運転モードが設定されているリーダ／ライタ１０がＲＦタグ３０との通信のためにそのチャネルを占有している状態を表わす。また、「測定ビジー状態」は、リーダ／ライタ１０がチャネルサーチのためにそのチャネルにアクセスしている状態を表わす。ただし、リーダ／ライタ１０がいずれのチャネルも使用（または、アクセス）していないときは、「状態情報」として「非通信状態」が設定される。「リーダ／ライタＩＤ」は、各リーダ／ライタ１０に対して付与されている識別番号を表示する。【００２８】
上記パケットは、各リーダ／ライタ１０からＬＡＮ１００を介して他のリーダ／ライタへ同報される。これにより、各リーダ／ライタ１０は、それぞれ各チャネルの個々の使用状態を認識できる。【００２９】
図４は、状態管理テーブルの実施例である。状態管理テーブルは、ＲＦＩＤシステム１が提供する各チャネルの状態を管理するテーブルであり、各リーダ／ライタ１０のメモリ１２上に作成される。また、この状態管理テーブルは、図３Ｂに示すパケットにより通知される情報によって更新される。【００３０】
図４に示す例では、例えば、チャネル１については「リーダ／ライタ（００１）により使用されており、通常ビジー状態である。」を表わす情報が登録されている。また、チャネル２については「リーダ／ライタ（００５）により使用されており、永続的ビジー状態である。」を表わす情報が登録されている。さらに、チャネル３については「リーダ／ライタ（００９）によりチャネルサーチのためにアクセスされている状態である。」を表わす情報が登録されている。したがって、各リーダ／ライタ１０は、それぞれＲＦＩＤシステム１が提供する各チャネルの状態を認識することができる。【００３１】
図５は、ＲＦタグ３０の構成図である。ＲＦタグ３０は、無線通信回線（すなわち、チャネル）を介してリーダ／ライタ１０との間で信号を送受信する。
電源回路３１は、整流回路を含み、アンテナ３６を介して受信した電波（無線信号）を整流して直流電力を生成する。この電力は、復調器３２、論理部３３、メモリ３４、変調器３５に供給される。復調器３２は、リーダ／ライタ１０から送信された無線信号を復調する。論理部３３は、復調された信号を解析し、対応する処理を実行する。例えば、リーダ／ライタ１０から質問情報を受信したときは、メモリ３４に格納されているＩＤ情報を読み出す。なお、論理部３３は、ハードウェア回路で実現されてもよいし、予め記述されたプログラムを実行するソフトウェア回路で実現されてもよい。メモリ３４は、不揮発性メモリであり、各ＲＦタグに一意に付されるＩＤ情報を保持している。なお、メモリ３４は、リーダ／ライタ１０から受信した情報を書き込むこともできる。変調器３５は、メモリ３４から読み出したＩＤ情報を表す信号を変調する。この変調信号は、アンテナ３６を介してリーダ／ライタ１０へ送信される。【００３２】
このように、ＲＦタグ３０は、リーダ／ライタ１０からの質問に応じて、そのＲＦタグ３０に一意に付されているＩＤ情報を返送する。
次に、リーダ／ライタ１０の動作を説明する。ただし、以下では、ＲＦタグと無線信号を送受信するためのチャネルを取得する手順を中心に説明する。【００３３】
図６は、リーダ／ライタ１０の動作を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、リーダ／ライタ１０の電源が投入されることにより開始され、プロセッサ１１により実行される。【００３４】
ステップＳ１では、ＲＦＩＤシステム１が提供する複数のチャネルの中から任意のチャネルを選択する。ステップＳ２では、図４に示した状態管理テーブルを参照し、ステップＳ１で選択されたチャネルまたは後述するステップＳ１４で選択されたチャネルがチャネルサーチ状態であるか否かを調べる。なお、以下では、ステップＳ１またはＳ１４で選択されたチャネルのことを「選択チャネル」と呼ぶ。そして、その選択チャネルがチャネルサーチ状態でなければ、ステップＳ３に進む。一方、その選択チャネルがチャネルサーチ状態であれば、他のリーダ／ライタがチャネルサーチのためにそのチャネルにアクセスしているものと判断し、そのサーチ処理が終了するのを待つ。従って、複数のリーダ／ライタにより同じチャネルについて同時にチャネルサーチ（すなわち、干渉レベル測定）が行われることが回避される。これにより、チャネルの衝突が回避される。すなわち、仮に、複数のリーダ／ライタが同じチャネルについて同時に干渉レベルを測定し、いずれのリーダ／ライタにおいてもその干渉レベルが閾値以下であったとすると、それら複数のリーダ／ライタは、そのチャネルを利用して同時に通信を開始してしまい、通信エラーが発生してしまうおそれがある。これに対して、ステップＳ２の手順が導入されれば、複数のリーダ／ライタ１０が同一のチャネルを使用して同時に通信を開始してしまうことはないので、通信スループットの低下が回避される。【００３５】
ステップＳ３〜Ｓ４では、選択チャネルについて干渉レベルを検出する。そして、干渉レベルが予め決められている閾値を越えていたときは、ステップＳ１１に進み、干渉レベルがその閾値以下であれば、ステップＳ２１に進む。【００３６】
図７Ａは、ステップＳ３の干渉測定処理の詳細フローチャートである。ステップＳ３１では、チャネルサーチを開始する旨を他のリーダ／ライタに通知するためのパケットを作成して送信する。このパケットは、図３Ｂにおいて、「チャネル番号」として選択チャネルを識別する番号を設定し、「状態情報」として「測定ビジー」と設定することにより得られる。ステップＳ３２では、選択チャネルの周波数についての受信電力を検出する。そして、ステップＳ３３では、チャネルサーチを終了する旨を他のリーダ／ライタに通知するためのパケットを作成して送信する。このパケットは、図３Ｂにおいて、「チャネル番号」として選択チャネルを識別する番号を設定し、「状態情報」として「非通信状態」を設定することにより得られる。【００３７】
ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理は、選択チャネルについての干渉レベルが閾値を越えていたときに実行される。ここで、この干渉レベルが閾値を越えている状態は、選択チャネルが他のリーダ／ライタにより使用されているとき、またはＲＦＩＤシステム１と無関係な外的なノイズが存在するときに発生し得る。【００３８】
ステップＳ１１では、図４に示した状態管理テーブルを参照し、選択チャネルの状態を調べる。そして、その選択チャネルが「永続的ビジー状態」または「非通信状態」であれば、ステップＳ１４に進む。そして、ステップＳ１４において、ＲＦＩＤシステム１が提供する複数のチャネルの中から次のチャネルを選択してステップＳ２に戻る。すなわち、選択チャネルが「永続的ビジー状態」であれば、そのチャネルは他のリーダ／ライタにより長時間継続的に占有されるものと推定されるので、即座に次のチャネルを選択する。また、選択チャネルが「非通信状態」であるにもかかわらず干渉レベルが高いときは、ＲＦＩＤシステム１と無関係な外的な要因により干渉が発生しているものと推定される。そして、その外的な要因が取り除かれない限りは、その選択チャネルを使用できない。したがって、この場合も、即座に次のチャネルを選択する。このように、選択チャネルが長時間使用できないと見込まれるときは、即座に次のチャネルが選択されるので、使用可能なチャネルが取得できるまでに要する時間が短縮される。【００３９】
ステップＳ１１において選択チャネルが「通常ビジー状態」であれば、選択チャネルは他のリーダ／ライタにより一時的に占有されているに過ぎないものと推定し、ステップＳ１２〜Ｓ１３の処理を実行する。ステップＳ１２〜Ｓ１３では、選択チャネルが所定時間内に解放されるか否か（すなわち、ビジー状態が終了するか否か）をモニタする。なお、他のリーダ／ライタがその選択チャネルの使用を終了すると、「状態情報」として「非通信状態」が設定されたパケットがＬＡＮ１００を介して同報されるので、そのパケットを受信することにより選択チャネルが解放されたことを検出できる。そして、所定時間内にその選択チャネルが解放されると、ステップＳ２３に進んでＲＦタグ３０との通信を行う。一方、所定時間内にその選択チャネルが解放されなければ、ステップＳ１４に進んで次のチャネルを選択する。【００４０】
選択チャネルについての干渉レベルが閾値以下であったとき（ステップＳ４：Ｎｏ）はステップＳ２１の処理が実行される。ステップＳ２１では、図４に示した状態管理テーブルを参照し、選択チャネルは「ビジー状態（通常ビジーおよび永続的ビジーを含む）」であるか否かを調べる。そして、その選択チャネルが「ビジー状態」でなければ、選択チャネルがいずれのリーダ／ライタによっても使用されていないものと判断し、ステップＳ２３に進んでＲＦタグ３０との通信を行う。一方、選択チャネルが「ビジー状態」であったときは、他のリーダ／ライタがその選択チャネルを使用しているものの、干渉レベル自体は低いので、ステップＳ２２においてそのビジー状態を無視する処理を行う。【００４１】
例えば、図１に示すリーダ／ライタ１０Ａが図６のフローチャートを実行するものとする。また、リーダ／ライタ１０Ａ、１０Ｂは互いに近接して設けられているが、リーダ／ライタ１０Ａ、１０Ｃは互いに近接していないものとする。なお、ＲＦＩＤシステム１と無関係な外的なノイズは存在しないものとする。【００４２】
この場合、リーダ／ライタ１０Ａがあるチャネルを選択してその選択チャネルについてステップＳ２以降の処理を実行したときに、リーダ／ライタ１０Ｂがその選択チャネルを既に使用していたものとすると、ステップＳ４において「Ｙｅｓ」と判断され、上述したステップＳ１１〜Ｓ１３が実行される。また、リーダ／ライタ１０Ｂ、１０Ｃがいずれもその選択チャネルを使用していなければ、ステップＳ４およびＳ２１の双方で「Ｎｏ」と判断され、即座にＲＦタグ３０との通信が開始される。さらに、リーダ／ライタ１０Ｃがその選択チャネルを既に使用していたものとすると、ステップＳ４において「Ｎｏ」と判断された後、ステップＳ２１が実行される。この場合、他のリーダ／ライタ（すなわち、リーダ／ライタ１０Ｃ）がその選択チャネルを既に使用しているものの、リーダ／ライタ１０Ａ、１０Ｃは互いに近接していないので、リーダ／ライタ１０Ａにおいては、リーダ／ライタ１０Ｃが出力する電波の影響は小さい（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）。よって、この場合、リーダ／ライタ１０Ａは、他のリーダ／ライタがその選択チャネルを使用していたとしても、それを使用することができる。すなわち、複数のリーダ／ライタが同時に同じチャネルを使用することができ、通信スループットが向上する。【００４３】
図７Ｂは、ステップＳ２３の通信処理の詳細フローチャートである。ステップＳ４１では、図３Ａに示した運転モード情報を確認する。ステップＳ４２では、ＲＦタグ３０との通信を開始する旨を他のリーダ／ライタに通知するためのパケットを作成して送信する。このパケットは、図３Ｂにおいて、「チャネル番号」として選択チャネルを識別する番号を設定し、「状態情報」として「一時的運転モード」または「永続的運転モード」を設定することにより得られる。ステップＳ４３では、ＲＦタグ３０との間で無線信号を送受信する。ステップＳ４４では、ＲＦタグ３０との通信を終了する旨を他のリーダ／ライタに通知するためのパケットを作成して送信する。このパケットは、図３Ｂにおいて、「チャネル番号」として選択チャネルを識別する番号を設定し、「状態情報」として「非通信状態」を設定することにより得られる。なお、ＲＦタグ３０と通信が出来ない場合（たとえば、ＲＦタグ３０から応答が返ってこない場合や、通信エラーが発生する場合など）は、その選択チャネルでの通信をあきらめて、ステップＳ１４で次のチャネルを選択する。【００４４】
ステップＳ２４〜Ｓ２５は、ＲＦタグ３０との通信を再開する場合に実行される。すなわち、ステップＳ２４では、図４に示した状態管理テーブルを参照し、ステップＳ２３の通信処理で使用したチャネルと同じチャネルの使用状態を調べる。そして、そのチャネルが「非通信状態」であれば、ステップＳ２３に進んでＲＦタグ３０との通信を再開する。一方、そのチャネルが「永続的ビジー状態」であれば、ステップＳ１４に進んで次のチャネルを選択する。また、そのチャネルが「通常ビジー状態」であれば、そのチャネルが所定時間内に「非通信状態」に移行するか否かをモニタする。そして、所定時間内にそのチャネルが「非通信状態」に移行すればステップＳ２３に進んでＲＦタグ３０との通信を行い、タイムアウトした場合はステップＳ１４に進んで次のチャネルを選択する。【００４５】
このように、ＲＦＩＤシステム１では、各リーダ／ライタ１０がそれぞれ自律的に図６に示すフローチャートの処理を実行することにより、複数のリーダ／ライタ１０がＲＦタグ３０との通信のための複数のチャネルを共有する。このとき、各リーダ／ライタ１０はそれぞれ自律的に使用すべきチャネルをサーチする。また、２以上のリーダ／ライタ１０が並列にステップＳ２３〜Ｓ２５を実行することにより、１つのチャネルがそれらのリーダ／ライタ１０により時分割方式で共用されることになる。すなわち、空きチャネルサーチおよびチャネルの時分割制御の双方が、各リーダ／ライタによる自律的な動作により実現される。そして、これにより、リーダ／ライタ間の干渉制御を効率的に行うことが可能になる。【００４６】
また、ＲＦＩＤシステム１では、各チャネルの使用状態に係わるより詳細な情報がリーダ／ライタ間で通知される。そして、その通知によりあるチャネルがあるリーダ／ライタにより長時間に渡って継続的に占有されると推定されるときは、他のリーダ／ライタは、そのチャネルが解放されることを待たずに他のチャネルにアクセスする。よって、時分割制御において無駄な時間が生じることはなく、効率的なチャネルサーチが実現される。【００４７】
なお、上述の実施例では、チャネルの使用状態として「通常ビジー」および「永続的ビジー」を定義した。ここで、「通常ビジー」を通常状態とすると、「永続的ビジー」は優先順位の高いリーダ／ライタにより使用されている状態と考えることができる。そうすると、ＲＦＩＤシステム１は、優先順位の高いリーダ／ライタがそれぞれ１つのチャネルを占有する一方で、優先順位の低いリーダ／ライタ間でチャネルが時分割方式で共用される構成といえる。そして、本発明では、各リーダ／ライタ１０がそれぞれ自律的に動作をすることでこの構成が実現される。このとき、各リーダ／ライタ１０は、選択したチャネルが自分よりも優先順位の高いリーダ／ライタにより使用されていた場合には他のチャネルを選択し、選択したチャネルが自分と同じ又は低い優先順位のリーダ／ライタにより使用されていた場合にはチャネルを切り替えることなくビジー状態が終了するのを待つようにしてもよい。【００４８】
また、各リーダ／ライタ１０は、図４に示す状態管理テーブルを参照することにより各チャネルの使用状態を検出することができる。よって、各リーダ／ライタ１０は、図６に示すフローチャートのステップＳ１において、「非通信状態」となっているチャネルの中から使用すべきチャネルを選択するようにしてもよい。そして、このような手順を導入すれば、選択したチャネルが使用できずに他のチャネルを選択し直す手間が不要になり、チャネルサーチを効率的に行うことができる。【００４９】
しかし、ＲＦＩＤシステム１が提供するチャネル数よりもリーダ／ライタ１０の台数の方が多い場合には、すべてのチャネルがビジー状態になっている可能性がある。また、ステップＳ２１〜Ｓ２２に関連して説明したように、干渉レベルによっては、１つのチャネルを同時に複数のリーダ／ライタ１０が使用することができる。よって、実施形態のシステムでは、ステップＳ１において、ビジー状態のチャネルも使用すべきチャネルの候補として選択されるようになっている。【００５０】
ただし、チャネルサーチをより効率的に行うためには、ステップＳ１またはＳ１４においてチャネルを選択する際、各チャネルの使用状態に応じて優先順位を決めるようにしてもよい。この場合、まず、「非通信状態」のチャネルが存在する場合にはそれらの中からチャネルを選択する。そして、「非通信状態」のチャネルの中から実際に使用すべきチャネルが得られなかったときは、「通常ビジー状態」のチャネルの中からチャネルを選択する。さらに、「通常ビジー状態」のチャネルの中からも実際に使用すべきチャネルが得られなかったときは、「永続的ビジー状態」のチャネルの中からチャネルを選択する。【００５１】
図８は、リーダ／ライタ１０の他の動作例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、基本的な流れは図６に示した処理と同じである。しかし、ステップＳ１１において選択チャネルが「通常ビジー状態」であると判断された後の手順、およびステップＳ２３の通信処理が終了した後の手順が異なっている。【００５２】
図８に示す例では、ステップＳ１１において選択チャネルが「通常ビジー状態」であると判断されると、ステップＳ５１で計時される所定時間、その選択チャネルについて干渉レベルを繰り返し検出する。そして、その所定時間内に干渉レベルが閾値以下に低下すればステップＳ２１に進み、そうでない場合はステップＳ１４において次のチャネルを選択する。この手順を導入すれば、チャネルサーチを行っている途中で干渉レベルが低下すると、その選択チャネルを介してＲＦタグ３０との通信を開始できるので、サーチ時間が短縮される。【００５３】
また、図８に示す例では、ステップＳ２３の通信処理が終了した後、先に使用したチャネルでＲＦタグ３０との通信を再開する場合であっても、そのチャネルについて再度干渉レベルを検出する。したがって、最新の干渉レベルに基づいてチャネルを使用できるか否かを判断できる。【００５４】
図９は、各リーダ／ライタ１０が図６のフローチャートの処理を実行した場合のＲＦＩＤシステム１の動作を示すタイムチャートである。ここでは、ＲＦＩＤシステム１は、互いに近接して設けられた２台のリーダ／ライタ１０Ａ、１０Ｂを備えているものとする。【００５５】
リーダ／ライタ１０Ａは、チャネルＣＨ１についての干渉レベルの測定Ａ１を行う。この期間、チャネルＣＨ１は、測定ビジー状態Ａ２である。そして、この測定の結果、干渉レベルが閾値以下であることが検出されると、リーダ／ライタ１０Ａは、ＲＦタグ３０と無線信号を送受信する通信処理Ａ３を行う。この期間、チャネルＣＨ１は、通常ビジー状態Ａ４である。また、チャネルＣＨ１の使用状態は、他のリーダ／ライタ（すなわち、リーダ／ライタ１０Ｂ）に通知される。【００５６】
リーダ／ライタ１０Ｂも、チャネルＣＨ１についての干渉レベルの測定Ｂ１を行う。この期間、チャネルＣＨ１は、測定ビジー状態Ｂ２である。このとき、チャネルＣＨ１はリーダ／ライタ１０Ａにより使用されているので、干渉レベルは閾値を越えてしまう。したがって、リーダ／ライタ１０Ｂは、ＲＦタグ３０との通信を開始することができない。ところが、リーダ／ライタ１０Ａにより使用されているチャネルＣＨ１は、永続的ビジー状態ではなく、通常ビジー状態である。よって、図６のステップＳ１２〜Ｓ１３のビジー終了待ちループが実行される。【００５７】
リーダ／ライタ１０Ａは、時刻Ｔ１において通信処理Ａ３を終了すると、その旨をリーダ／ライタ１０Ｂに通知する。そして、リーダ／ライタ１０Ｂは、その通知によりチャネルＣＨ１が非通信状態に移ったことを検出すると、そのチャネルＣＨ１を使用してＲＦタグ３０との通信処理Ｂ３を行う。これにより、チャネルＣＨ１は、通常ビジー状態Ｂ４になる。また、チャネルＣＨ１の使用状態は、他のリーダ／ライタ（すなわち、リーダ／ライタ１０Ａ）に通知される。【００５８】
同様に、リーダ／ライタ１０Ｂは、時刻Ｔ２において通信処理Ｂ３を終了すると、その旨をリーダ／ライタ１０Ａに通知する。そして、リーダ／ライタ１０Ａは、その通知によりチャネルＣＨ１が非通信状態に移ったことを検出すると、そのチャネルＣＨ１を使用してＲＦタグ３０との通信処理Ａ５を行う。これにより、チャネルＣＨ１は、通常ビジー状態Ａ６になる。【００５９】
ここで、通信処理Ａ５は、予め決められている所定時間を越えて継続するものとする。そうすると、リーダ／ライタ１０Ｂにおいて図６のステップＳ１２〜Ｓ１３のビジー終了待ちループを実行すると、タイムアウトが発生する。そうすると、リーダ／ライタ１０Ｂは、チャネルＣＨ１の解放待ちを終了する。そして、チャネルＣＨ２について干渉レベルの測定Ｂ５を行い、その後、そのチャネルＣＨ２を使用して通信処理Ｂ７を行う。なお、チャネルＣＨ２は、測定Ｂ５が行われている期間は測定ビジー状態Ｂ６となり、通信処理Ｂ７が行われている期間は通常ビジー状態Ｂ８となる。【００６０】
このように、チャネルＣＨ１は、リーダ／ライタ１０Ａ、１０Ｂにより時分割で共用されるが、ビジー終了待ちループにおいてタイムアウトが発生するとチャネルＣＨ２が使用される。したがって、資源（すなわち、リーダ／ライタとＲＦタグとの間のチャネル）を有効に利用しながら、そのチャネルを取得するための待ち時間を抑えることができる。【００６１】
なお、例えば、リーダ／ライタ１０の運転モードとして「永続的運転モード」が設定されているものとすると、リーダ／ライタ１０ＡがチャネルＣＨ１を使用して通信処理Ａ３を行うと、そのチャネルＣＨ１は永続的ビジー状態になる。そうすると、リーダ／ライタ１０Ｂは、リーダ／ライタ１０Ａによる通信処理Ａ３の終了を待つことなく、即座にチャネルＣＨ２にアクセスして干渉測定を実行する。【００６２】
図１０は、各リーダ／ライタ１０が図８のフローチャートの処理を実行した場合のＲＦＩＤシステム１の動作を示すタイムチャートである。
リーダ／ライタ１０Ａは、図９に示した例と同様に、チャネルＣＨ１について干渉レベルの測定Ａ１を行った後、通信処理Ａ３行う。リーダ／ライタ１０Ｂも同様に、チャネルＣＨ１について干渉レベルの測定Ｂ１を行う。このとき、チャネルＣＨ１はリーダ／ライタ１０Ａにより使用されているので、干渉レベルは閾値を越えてしまう。また、チャネルＣＨ１は、通常ビジー状態Ａ４である。したがって、図８のフローチャートのステップＳ１１において「通常ビジー」と判断されるので、処理はステップＳ２に戻る。そして、チャネルＣＨ１が解放されるまで、干渉レベルの測定（Ｂ１１、Ｂ１３）を繰り返し実行する。このとき、チャネルＣＨ１はそれぞれ測定ビジー状態（Ｂ１２、Ｂ１４）になる。そして、時刻Ｔ１においてリーダ／ライタ１０Ａの通信処理Ａ３が終了し、測定Ｂ１３においてチャネルＣＨ１の干渉レベルが閾値以下に低下すると、リーダ／ライタ１０Ｂは通信処理Ｂ１５を開始する。これにより、チャネルＣＨ１は、通常ビジー状態Ｂ１６になる。【００６３】
リーダ／ライタ１０Ａは、同様に、チャネルＣＨ１が使用できる状態になるまで、干渉レベルの測定（Ａ１１、Ａ１３、Ａ１５）を繰返し実行する。このとき、チャネルＣＨ１は、それぞれ測定ビジー状態（Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６）になる。そして、時刻Ｔ２においてリーダ／ライタ１０Ｂの通信処理Ｂ１５が終了し、測定Ａ１５においてチャネルＣＨ１の干渉レベルが閾値以下に低下すると、リーダ／ライタ１０Ａは通信処理Ａ１７を開始する。これにより、チャネルＣＨ１は、通常ビジー状態Ａ１８になる。【００６４】
さらに、リーダ／ライタ１０Ｂは、ＲＦタグ３０との通信を再開するために、チャネルＣＨ１についての干渉レベルの測定Ｂ１７、Ｂ１９を実行する。このとき、チャネルＣＨ１は、それぞれ測定ビジー状態Ｂ１８、Ｂ２０になる。ところが、この例では、リーダ／ライタ１０Ａによる通信処理Ａ１７が終了した後、チャネルＣＨ１の周波数上で外部ノイズが発生している。そうすると、図８に示すフローチャートのステップＳ４で「Ｙｅｓ」と判断され、さらにステップＳ１１で「非通信状態」と判断される。したがって、この場合、リーダ／ライタ１０Ｂは、使用すべきチャネルを即座にチャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２に切り替える。そして、リーダ／ライタ１０Ｂは、チャネルＣＨ２について干渉レベルの測定Ｂ２１を行い、その後そのチャネルＣＨ２について通信処理Ｂ２３を行う。なお、チャネルＣＨ２は、測定Ｂ２１が行われている期間は測定ビジー状態Ｂ２２となり、通信処理Ｂ２３が行われている期間は通常ビジー状態Ｂ２４となる。【００６５】
このように、この実施例では、チャネルが解放されるのを待っている期間にそのチャネルの干渉レベルが周期的に繰り返し測定され、その結果に応じてチャネル切替えを行うか否かが判断される。よって、そのチャネルが外的な要因で使用できない状態になった場合には、即座に他のチャネルへの切替えを行うことができる。したがって、チャネルを取得するための待ち時間を抑えることができる。【００６６】
また、この実施例においても、他のリーダ／ライタによる通信処理に起因する永続的ビジーを検出すると、その通信処理の終了を待つことなく即座に使用すべきチャネルを切り替える。【００６７】
なお、図２〜図１０を参照しながら説明した実施例では、リーダ／ライタ１０がＲＦタグ３０と通信を行っている期間におけるチャネルの使用状態として「通常ビジー」および「永続的ビジー」の２つのみを定義したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、３以上の状態を定義し、その優先順位に応じてチャネルサーチを制御するようにしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
0004323521.tif 000007
【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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