(57)【要約】【課題】自動改札システムなどに適用され、端末がホストとの接続の即時性を確保しながら間欠的に送受信動作を行なう。【解決手段】端末は、所定のＷａｋｅＵｐインターバル毎にＷａｋｅ期間とＳｌｅｅｐ期間を設け、Ｗａｋｅ期間ではエントリ・フレームの送信を試みる。ホストは、端末と接続していない状態では、端末から何らかのフレームを受信するまで無変調キャリアを送信し続ける。端末は、ホストからの無変調キャリアを受け取ることができるエリアに入ると、エントリ・フレームを反射波として送信することにより、間欠的な送受信動作を行ないながらも、接続の即時性を確保できる。【選択図】  図２
2009094957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダ機能を備えた端末がリーダライタ機能を備えたホストとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記ホストは、前記端末とは接続していない状態において、前記端末から何らかのフレームを受信するまでは無変調キャリアを送信し、
前記端末は、前記ホストとは接続していない状態において、所定のＷａｋｅＵｐインターバル毎に送受信動作を行なうＷａｋｅ期間と送受信動作を停止するＳｌｅｅｐ期間を設けるとともに、Ｗａｋｅ期間において、前記ホストに対して自己の存在を通知するためのエントリ・フレームの送信を試みる、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記端末は、前記ホストからの無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを送信できたことに応じて、残りのＷａｋｅ期間において前記ホストからのフレーム受信を試みる、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記ホストは、前記端末からエントリ・フレームを受信したことに応じて、前記端末に対して接続要求フレームを送信する、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記端末は、エントリ・フレームを送信した後の残りのＷａｋｅ期間において前記ホストからの接続要求フレームを受信できなかったときには、Ｓｌｅｅｐ期間に入って送受信動作を停止する、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記ホストと前記端末間で交換されるフレーム・フォーマットではプリアンブルの後にフレーム同期用のビットが続き、
前記端末は、エントリ・フレームを送信した後のフレーム受信期間において、接続要求フレームのフレーム同期ビットを検出できなかった時点でフレーム受信を打ち切ってＳｌｅｅｐ期間に入る、
ことを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記端末は、エントリ・フレームを送信した後のフレーム受信期間において前記ホストからの接続要求フレームを受信したことによって前記ホストと通信可能であることを認識して接続状態となる、
ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項７】
前記接続状態では、前記端末からのフレーム送信期間と、前記ホストからのフレーム送信期間（前記端末にとってのフレーム受信期間）を交互に設け、
前記ホストは自らフレームを送信した後の前記端末によるフレーム送信期間において無変調キャリアを送信し、前記端末は該無変調キャリアを利用してフレーム送信を行なう、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記ホストは、エントリ・フレームを受信したことに応じて接続要求フレームを送信した後に、前記端末がフレームを送信するための無変調波キャリア送信を行なう、
ことを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
前記ホストは、前記端末からエントリ・フレーム以外のフレームを受信したことに応じて、端末とは接続状態になったと判断して、フレームの送受信を行なう、
ことを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項１０】
リーダライタ機能を備えたホストとして動作して、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダ機能を備えた端末との間でデータ伝送を行なう通信装置であって、
前記端末に対して変調信号からなるフレームの送信処理を行なう送信手段と、
無変調キャリアを送出するとともに、前記端末が該無変調キャリアを利用して送信するフレームの受信処理を行なう受信手段と、
上位層プロトコルからの要求に応じて前記端末との接続並びにフレーム交換に関する動作を制御するプロトコル制御手段を備え、
前記プロトコル制御手段は、待機状態と、無変調キャリアを送出して前記端末からのエントリ・フレームを受信待ちする接続中状態と、前記端末とデータ・フレームの交換が可能な接続状態間の遷移を制御する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
前記プロトコル制御手段は、前記接続中状態において前記端末からエントリ・フレームを受信したことに応じて、前記端末に対して接続要求フレームを送信する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記プロトコル制御手段は、前記接続中状態において、前記端末に対して接続要求フレームを送信した後、無変調キャリアを送出して前記端末からのフレームを受信待ちする、
ことを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記プロトコル制御手段は、前記接続中状態において、接続要求フレームの送信先となる前記端末からフレームを受信したことに応じて、前記接続状態に移行させる、
ことを特徴とする請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１４】
前記プロトコル制御手段は、前記接続状態において、前記端末からのフレーム送信期間と、前記ホストからのフレーム送信期間（前記端末にとってのフレーム受信期間）を交互に設け、自らフレームを送信した後の前記端末によるフレーム送信期間において無変調キャリアを送信する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１５】
リーダライタ機能を備えたホストとして動作して、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダ機能を備えた端末との間でデータ伝送を行なうための通信方法であって、
無変調キャリアを送出して前記端末からのエントリ・フレームを受信待ちするステップと、
前記端末からエントリ・フレームを受信したことに応じて、前記端末に対して接続要求フレームを送信するステップと、
接続要求フレームを送信した後、無変調キャリアを送出して前記端末からのフレームを受信待ちするステップと、
接続要求フレームの送信先となる前記端末からフレームを受信したことに応じて、前記端末とデータ・フレームの交換が可能な接続状態となるステップを備え、
前記接続状態では、前記端末からのフレーム送信期間と、前記ホストからのフレーム送信期間（前記端末にとってのフレーム受信期間）を交互に設け、自らフレームを送信した後の前記端末によるフレーム送信期間において無変調キャリアを送信する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項１６】
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダ機能を備えた端末として動作して、リーダライタ機能を備えたホストとの間でデータ伝送を行なう通信装置であって、
前記ホストからの無変調キャリアを利用してフレーム送信処理を行なう送信手段と、
前記ホストから送信された変調信号からなるフレームの受信処理を行なう受信手段と、
上位層プロトコルからの要求に応じて前記ホストとの接続並びにフレーム交換に関する動作を制御するプロトコル制御手段を備え、
前記プロトコル制御手段は、待機状態と、所定のＷａｋｅＵｐインターバル毎に送受信動作を行なうＷａｋｅ期間と送受信動作を停止するＳｌｅｅｐ期間を設けて間欠的な送受信動作を行なう接続中状態と、前記ホストとデータ・フレームの交換が可能な接続状態間の遷移を制御する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１７】
前記プロトコル制御手段は、前記接続中状態では、Ｗａｋｅ期間において、エントリ・フレームの送信を試みた後、前記ホストから接続要求フレームの受信を待機する、
ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記プロトコル制御手段は、前記接続中状態のＷａｋｅ期間において、エントリ・フレームの送信を行なった後に、前記ホストから接続要求フレームを受信したことに応じて、前記接続状態へ移行させる、
ことを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
【請求項１９】
前記プロトコル制御手段は、前記接続状態において、前記端末からのフレーム送信期間と、前記ホストからのフレーム送信期間（前記端末にとってのフレーム受信期間）を交互に設ける、
ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
【請求項２０】
前記プロトコル制御手段は、前記接続中状態でエントリ・フレームを送信した後の前記ホストから接続要求フレームの受信待ちの期間において、接続要求フレームを成功裏に受信できなかったときに、Ｓｌｅｅｐ期間に入る、
ことを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
【請求項２１】
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダ機能を備えた端末として動作して、リーダライタ機能を備えたホストとの間でデータ伝送を行なうための通信方法であって、所定のＷａｋｅＵｐインターバル毎に送受信動作を行なうＷａｋｅ期間と送受信動作を停止するＳｌｅｅｐ期間を設けて間欠的な送受信動作を行なう際に、
Ｗａｋｅ期間において、エントリ・フレームの送信を試みた後、前記ホストから接続要求フレームの受信を待機するステップと、
エントリ・フレームの送信を行なった後に、前記ホストから接続要求フレームを受信したことに応じて、前記ホストとデータ・フレームの交換が可能な接続状態へ移行するステップと、
エントリ・フレームを送信した後の前記ホストから接続要求フレームの受信待ちの期間において、接続要求フレームを成功裏に受信できなかったときに、Ｓｌｅｅｐ期間に入るステップと、
を具備することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自ら電波の発生源を持たない端末（トランスポンダ）がホスト（リーダライタ）との間で非接触によりデータ伝送を行なう通信システム、並びに通信装置及び通信方法に係り、特に、端末とホストが所定の通信シーケンスを経て互いの存在を認識し接続を確立する通信システム、並びに通信装置及び通信方法に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、ホスト機能を備えた自動改札機とクレジット機能を備えた端末からなる自動改札システムに適用される通信システム、並びに通信装置及び通信方法に係り、特に、端末がホストとの接続の即時性を確保しながら間欠的に送受信動作を行なう通信システム、並びに通信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
自ら電波の発生源を持たず無線でデータを送信する通信システムとしてＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる非接触通信システムが知られている。ＲＦＩＤの他の呼び方として、「ＩＤシステム」や「データ・キャリア・システム」などがあるが、世界的に共通なのがＲＦＩＤシステム、略してＲＦＩＤである。日本語に訳すると「高周波（無線）を使用した認識システム」となる。ＲＦＩＤシステムは、タグとも呼ばれるトランスポンダと、トランスポンダにアクセスするリーダライタとから構成され、トランスポンダはリーダライタ側から電波をエネルギ源として受動的に動作し、リーダライタはトランスポンダ内に格納された情報の読み取りや情報の書き込みを行なう。
【０００４】
ＲＦＩＤシステムにおける非接触の通信方法には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる。このうち電波通信方式のＲＦＩＤシステムでは、トランスポンダは無変調キャリアに対し変調処理を施した反射波によりデータを送信する反射器を備え、リーダライタは反射器からの変調反射波信号からデータを読み取る反射波読取器を備え、「バックスキャッタ」とも呼ばれる反射波伝送を行なう。反射器は、反射波読取器から無変調キャリアが送られてくると、アンテナ負荷インピーダンスの切り替え操作などに基づいてその反射波に変調を施して送信データを重畳する。すなわち、反射器側ではデータ送信に際してキャリア発生源が不要であることから、低消費でデータ伝送動作を駆動する。そして、反射波読取器側では、このような変調反射波を受信し、復調並びに復号処理して伝送データを取得することができる。
【０００５】
反射器は、基本的には、入射する連続波の電波を反射させるアンテナと、送信データの発生回路と、送信データに対応させてアンテナの負荷インピーダンスを変化させるインピーダンス変化回路で構成される。インピーダンス変化回路は、例えばアンテナの終端をオープン／グランドに切り替えるアンテナ・スイッチである。このアンテナ・スイッチを、通信回路モジュールに組み込んでＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタで構成することもできるが、回路モジュールとは切り離して、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成することで、低消費電力で高速な切り替え動作が可能となる。後者の場合、反射波変調によるデータ伝送レートが向上するとともに、その消費電力は数１０μＷ以下に抑制される。したがって、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）では通信時に数百ｍＷ〜数Ｗ程度の電力を消費することを考慮すると、反射波通信は一般的な無線ＬＡＮの平均消費電力と比較すると圧倒的な性能差を持つと言える（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【０００６】
反射器を搭載したトランスポンダは受信電波を反射する動作を行なうだけであるから、無線局とはみなされず、電波通信に課される法規制の対象外として扱われるという利点もある。また、旧来の非接触通信システムでは数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ（例えば１３．５６ＭＨｚ）の周波数を用いるのに対し、反射波伝送方式では例えばＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｏｒｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｂａｎｄ）と呼ばれる２．４ＧＨｚ帯（マイクロ波）の高帯域を用いた高速なデータ伝送を実現することができる。
【０００７】
反射波伝送を利用した通信システムの適用例として、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどのデータ・ソースとなる端末にトランスポンダとしての反射器を搭載し、テレビやプリンタなどのホストが反射波読取器機能を備えて、静止画や動画などのデータを反射波伝送によりアップロードし、表示やプリントアウトの処理を行なうことが挙げられる。
【０００８】
また、反射波伝送を利用した通信システムにおいて、ホストと端末がお互いの存在を認識し通信可能な状態に遷移するための通信シーケンスについて提案がなされている。例えば、本出願人に既に譲渡されている特願２００６−２７０３６５号明細書には、ホストと端末が互いに通信可能な相手局を認識するためのサービス・エントリ・シーケンスについて開示されている。同シーケンスでは、ホストは、一定の時間間隔でビーコン・フレームの送信を間欠的に行なうとともに、ビーコン送信後の所定時間だけエントリ期間を設けて無変調キャリアを送出し続ける。一方、端末は、ホストの電波到達範囲内に入ってビーコン・フレームを受信すると、当該フレームの記載内容からホストの情報を取得する。そして、端末がホストとの接続したい場合には、エントリ期間を利用して、無変調キャリアの反射に重畳させてエントリ・フレームを返す。このようにして、ホストと端末はそれぞれ通信可能な１つあるいは複数の相手局の存在を認識することができる。
【０００９】
図７には、ホストと端末間で行なわれるサービス・エントリ・シーケンスの一例を示している。ホストは、ビーコン・フレームを定期的に送信する。また、ビーコン・フレームの送信後にはエントリ期間が設けられ、ホストはエントリ期間において無変調キャリアを送出し続ける。ホストからのビーコン・フレームを受信可能な範囲内に存在する端末は、エントリ期間内に受信した無変調キャリアの反射波に重畳させて、エントリ・フレームを返信することができる。
【００１０】
また、図８には、ホストと端末間において、図７に示したサービス・エントリ・シーケンスを利用して通信動作を開始する際のシーケンスを示している。
【００１１】
ホストは、一定の時間間隔でビーコン・フレームの送信を間欠的に行なう。端末は、電波到達範囲外ではビーコン・フレームを受信することはできないが、電波到達範囲内に入り、ビーコン・フレームが到来するとその受信処理を実行する。
【００１２】
端末は、受信したビーコン・フレームのペイロードに記載されているホスト情報に基づいて、使用する通信周波数チャネルの情報やホストの固有ＩＤなどの情報を取得する。そして、ホストとの接続したい場合には、エントリ期間を利用して、無変調キャリアの反射に重畳させてエントリ・フレームを返す。
【００１３】
ホストは、エントリ・フレームの記載内容に基づいて、端末の固有ＩＤや、設定可能な通信パラメータの情報などを取得する。そして、端末と通信したいときには、通信パラメータなどの指定情報をペイロードに記載した接続要求フレームを送信する。これに対し、端末は、接続要求に応じるときには、接続結果などをペイロードに記載した接続応答フレームを返し、これによって接続が確立する。そして、接続が確立している期間は、ホストからのコマンド・フレームの送信と、これに応じた端末によるレスポンス・フレームの返信が繰り返し実行される。
【００１４】
このようなサービス・エントリ・シーケンスは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどのデータ・ソースに端末の機能を備えるとともに、静止画や動画を出力するテレビやプリンタにホストの機能を備えた通信システム（前述）に好適に適用され、各々の存在を通知し合い、データ交換が可能な状態となる。また、ホストは、ビーコン信号を送信した後、エントリ期間にエントリ・フレームを受信しなければ、いずれの端末とも接続を確立することはないので、エントリ期間が終了してから次のビーコン送信タイミングまでの間は通信動作を停止して低消費電力化を図ることができる。また、低消費電力動作の間、ホストからキャリアが送出することも端末から変調反射波が返されることもないので、同一の周波数チャネルを共用する近隣の他の通信システムとの共存が可能である。
【００１５】
また、反射波伝送を利用した通信システムの他の適用例として、クレジット機能を有する非接触ＩＣカードへの適用を挙げることができ、例えば、「Ｅｄｙ」のような電子マネーの入金／出金、あるいは、「モバイルＳｕｉｃａ」のような乗車券としての利用シーンが想定される。例えば、本出願人に既に譲渡されている特願２００７−４８２８９号明細書には、端末は携帯電話等で利用されるＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ）カードの形状をし、キャリアが加入者情報を取り扱うＳＩＭ機能とともに、電子マネーやクレジット・カードなどの情報を取り扱うクレジット機能を具備するシステムについて開示されている。このようにシステムによれば、ＦｅｌｉＣａに代表される非接触型ＩＣ機能が搭載されていない携帯電話であっても、反射波通信機能付きＳＩＭカードを移し変えるだけで非接触のクレジット機能を容易に利用することが可能になる。
【００１６】
反射波伝送の通信システムを自動改札システムに適用した場合、ホストの機能が自動改札機に組み込まれ、携帯端末に収容されたＳＩＭカードとの間で「存在確認」、「認証」、「データ読み出し」、「判定」、「書き込み」、「確認」といった一連の処理を非接触通信で実現する。自動改札機を通過する利用客が立ち止まることなくサービスを提供するためには、これらの処理を２００ミリ秒足らずで完了する必要がある（例えば、非特許文献１を参照のこと）。
【００１７】
ところで、携帯端末はリチウムイオン・バッテリなどの電池によって駆動されるため、当該無線通信システムにかかる消費電力を極力低減したいという要求がある。上述した反射波伝送システムの端末は、送信時にはアンテナ・スイッチのオン／オフ制御（すなわち反射波の変調処理）のために数μＷ程度の電力を消費し、受信時にはホストから受信したＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調波信号の検波のために数ｍＷ程度の電力を消費する。端末の通信動作に伴う消費電力は他の無線システムと比較すると十分に低いものの、ユーザが自動改札機を通過するのは１日に数回程度であることを考慮すると、端末が１日中受信待ち受け状態であり続けるのは消費電力の観点から好ましくない。一般には、受信待ち受け動作を間欠的に行なうことで消費電力を低減するという手法がとられる。
【００１８】
ここで、図７〜図８に示したサービス・エントリ・シーケンスにより端末とホストが接続を確立する反射波伝送システムにおいて、端末が間欠的に受信待ち受け動作を行なう場合について、図９を参照しながら考察してみる。
【００１９】
サービス・エントリ・シーケンスでは、ビーコン・インターバル毎にホストから送信されるビーコン・フレームを端末２が受信することから両者間の接続動作が開始される。このため、端末はビーコン・フレームを間欠的に待ち受けることとなる。図９に示す動作例では、ＷａｋｅＵｐインターバル４０１は、端末が定期的に受信を開始する時間間隔を表し、１つのＷａｋｅＵｐインターバル４０１は、ビーコン受信待ち受け期間４０２と送受信停止期間４０３からなる。端末は、ＷａｋｅＵｐインターバル４０１毎に定期的にビーコン・フレームの受信を開始するという間欠的な受信待ち受け動作を行なう。端末は、ビーコン・フレーム受信待ち受け期間４０２においてホストからのビーコン・フレームの到来を待ち受け、ビーコン・フレームを受信しなかったときには（あるいはビーコン・フレームに対してエントリ・フレームを返さないとき）、次のＷａｋｅＵｐインターバル４０１までは送受信動作を停止する送受信停止期間４０３に入り、次のＷａｋｅＵｐタイミングで再びビーコン・フレームの受信待ち受けを行なう。送受信停止期間４０３は当該通信システムの送受信動作を停止する期間を表しており、同一周波数を共用する他の通信システムが通信を行なうことができる（すなわち隣接する通信システムとの共存が可能である）。
【００２０】
ＷａｋｅＵｐインターバル４０１の構成方法についてさらに検討してみる。端末は、ＷａｋｅＵｐインターバル４０１に対するビーコン受信待ち受け期間４０２の比率を小さくすることで、受信待ち受けによって消費する電力を低減することができる。他方、ホストと端末の接続の即時性を確保するには、端末２のビーコン受信待ち受け期間４０２は少なくともホスト側のビーコン・インターバルより長いことが望ましい。何故ならば、１回のビーコン受信待ち受け期間４０２の間に１度はビーコンを受信するチャンスを得るためである。もしビーコン受信待ち受け期間４０２がビーコン・インターバルより短いと、ＷａｋｅＵｐインターバル４０１を何度か繰り返さないとビーコンを受信するチャンスが巡ってこない可能性が生じ、ホストと端末の接続の即時性が失われてしまう。
【００２１】
このように、ホストと端末の接続の即時性を保つにはビーコン受信待ち受け期間４０２の最低時間長が限定されてくることから、ＷａｋｅＵｐインターバル４０１に対するビーコン受信待ち受け期間４０２の比率調整によってさらに低消費化を狙うには、ＷａｋｅＵｐインターバル４０１と送受停止期間４０３を延ばすことが必要となる。ところが、端末は最大で送受停止期間４０３＋ビーコン・インターバルの間だけビーコンを受信できないことがあるので、送受停止期間４０３を延ばすと、やはりホストと端末の接続の即時性が失われてしまう。
【００２２】
要言すれば、図７〜図８に示すようなビーコン・インターバルをベースとしてサービス・エントリ・シーケンスを行なう通信システムにおいては、端末における間欠的な送受信動作による低消費電力化とホストとの接続の即時性は両立し難いという問題がある。すなわち、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラからテレビやプリンタへのデータ転送には好適に適用されるが、改札口での乗車券のサービスに類するようなアプリケーションには不向きであると言える。
【００２３】
【特許文献１】特開２００５−０６４８２２号公報
【非特許文献１】非接触ＩＣカード・Ｓｕｉｃａ出改札システムの導入（ＩＥＥＪ  Ｔｒａｎｓ．ＳＭ，Ｖｏｌ．１２３，Ｎｏ．８，２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の目的は、自ら電波の発生源を持たない端末（トランスポンダ）がホスト（リーダライタ）との間で非接触によりデータ伝送を好適に行なうことができる、優れた通信システムを提供することにある。
【００２５】
本発明のさらなる目的は、端末とホストが所定の通信シーケンスを経て互いの存在を認識し接続を円滑に確立することができる、優れた通信システム、並びに通信装置及び通信方法を提供することにある。
【００２６】
本発明のさらなる目的は、ホスト機能を備えた自動改札機とクレジット機能を備えた端末からなる自動改札システムに好適に適用することができる、優れた通信システム、並びに通信装置及び通信方法を提供することにある。
【００２７】
本発明のさらなる目的は、端末が間欠的な送受信動作により低消費電力化を図りつつ、ホストとの接続の即時性を確保することができる、優れた通信システム、並びに通信装置及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダ機能を備えた端末がリーダライタ機能を備えたホストとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記ホストは、前記端末とは接続していない状態において、前記端末から何らかのフレームを受信するまでは無変調キャリアを送信し、
前記端末は、前記ホストとは接続していない状態において、所定のＷａｋｅＵｐインターバル毎に送受信動作を行なうＷａｋｅ期間と送受信動作を停止するＳｌｅｅｐ期間を設けるとともに、Ｗａｋｅ期間において、前記ホストに対して自己の存在を通知するためのエントリ・フレームの送信を試みる、
ことを特徴とする通信システムである。
【００２９】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００３０】
本発明は、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタ側からの電波をエネルギ源として受動的に動作する非接触通信システムに関するものであり、例えばトランスポンダは無変調キャリアを受信してデータを重畳させた変調反射波を送出する反射器を搭載し、リーダライタは変調反射波からデータを読み取る反射波読取器で構成される。反射波伝送を利用した通信システムによれば、反射器側ではキャリア発生源が不要であることから、無線ＬＡＮなどの既存の無線通信技術と比較して、消費電力を格段に削減しながらデータ伝送を行なうことができる。
【００３１】
トランスポンダとリーダライタ間でデータ伝送を開始するには、両者の間で接続を確立するための通信シーケンスが必要である。例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどのデータ・ソースとなる端末がトランスポンダとなり、テレビやプリンタなどのホストがリーダライタとなる通信システムでは、ビーコン・インターバルをベースとしてサービス・エントリ・シーケンス（例えば、特願２００６−２７０３６５号明細書を参照のこと）が有効である。ところが、ホスト機能を自動改札機に搭載する自動改札システムに適用した場合には、トランスポンダ機能を備えた端末には、端末の低消費電力化と、改札を通過する間に円滑に接続を確立しデータ伝送処理を完了させる必要があるが、端末の間欠的な送受信動作による低消費電力化とホストとの接続の即時性は両立し難いという問題がある。
【００３２】
これに対し、本発明に係る通信システムは、改札口での乗車券のサービスに類するようなアプリケーションを想定し、端末とホストが１対１に限定された状態で低消費電力化と接続の即時性と考慮したサービス・エントリ・シーケンスを備えている。
【００３３】
端末は、ホストとは接続していない状態では基本的には送受信動作を停止したＳｌｅｅｐ状態に遷移することができるが、ＷａｋｅＵｐインターバル毎に送受信動作が可能なＷａｋｅ期間を設け、間欠的な送受信動作を行なうことによって低消費電力化を図る。
【００３４】
また、端末は、Ｗａｋｅ期間においてホストに対して自己の存在を通知するためのエントリ・フレームの送信を試みるようになっている。これに対し、ホストは、端末とは接続していない状態において、端末から何らかのフレームを受信するまでは無変調キャリアを送信している。したがって、端末は、ホストからの無変調キャリアを受け取ることができるエリアに入ると、エントリ・フレームを反射波として送信することができるので、間欠的な送受信動作を行ないながらも、円滑に接続のための処理を開始して、接続の即時性を確保することができる。
【００３５】
端末は、ホストからの無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを送信できたことに応じて、残りのＷａｋｅ期間においてホストからのフレーム受信を試みるようになっている。
【００３６】
また、ホストは、端末からエントリ・フレームを受信したことに応じて、端末に対して接続要求フレームを送信する。
【００３７】
ここで、端末は、エントリ・フレームを送信した後の残りのＷａｋｅ期間において前記ホストからのフレームを受信できなかったときには、Ｓｌｅｅｐ期間に入って送受信動作を停止する。一般的なフレーム・フォーマットでは、プリアンブルの後にフレーム同期用のビットが続く。端末は、エントリ・フレームを送信した後のフレーム受信期間において、接続要求フレームのフレーム同期ビットを検出できなかったときには、早々に受信を打ち切ってＳｌｅｅｐ期間に入ることで、さらに消費電力を低減することができる。
【００３８】
一方、端末は、エントリ・フレームを送信した後のフレーム受信期間においてホストからの接続要求フレームを受信したことにより、通信可能なホストの存在を知ることができる。以後、端末は、ホストとは接続状態に入る。
【００３９】
この接続状態では、端末からのフレーム送信期間と、ホストからのフレーム送信期間（端末にとってのフレーム受信期間）を交互に設け、フレームの送受信を交互に行なうことができる。ホストは、自らフレームを送信した後の端末によるフレーム送信期間において無変調キャリアを送信し、端末は、この無変調キャリアを利用してフレーム送信を行なう。
【００４０】
例えば、ホストは、エントリ・フレームを受信したことに応じて接続要求フレームを送信した後に、端末がフレームを送信するための無変調波キャリア送信を行なう。また、ホストは、端末からエントリ・フレーム以外のフレームを受信したことに応じて、端末とは接続状態になったと判断して、フレームの送受信を行なう。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、自ら電波の発生源を持たない端末（トランスポンダ）がホスト（リーダライタ）との間で、所定の通信シーケンスを経て互いの存在を認識し接続を円滑に確立することができる、優れた通信システム、並びに通信装置及び通信方法を提供することができる。
【００４２】
また、本発明によれば、ホスト機能を備えた自動改札機とクレジット機能を備えた端末からなる自動改札システムに適用され、改札口での乗車券のサービスに類するようなアプリケーションにおいて、端末が間欠的な送受信動作により低消費電力化を図りつつ、ホストとの接続の即時性を確保することができる、優れた通信システム、並びに通信装置及び通信方法を提供することができる。
【００４３】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００４５】
非接触の通信方法には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられるが、以下では電波通信方式を適用する実施形態を想定し、「バックスキャッタ」とも呼ばれる反射波伝送を行なうものとする。反射波伝送方式は、例えばトランスポンダ（反射器）側からの送信比率が通信のほとんどを占めるような通信形態において、低消費電力化を実現することができるという特徴がある。
【００４６】
図１には、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を模式的に示している。本実施形態に係る通信システムは、図１Ａに示す反射波読取器を備えた（リーダライタとしての）ホスト１と、図１Ｂに示す反射器を備えた（トランスポンダとしての）端末２で構成される。
【００４７】
まず、ホスト１から端末２へデータ送信する場合について説明する。ホスト１側では、ホスト機能部１３から供給される送信データは、制御インターフェース１４を介してホスト通信制御機能部２２の変調機能部１２１において変調される。変調信号１６は、ミキサ１１２によりＲＦ機能部１１のキャリア発生源１１１によって生成されたキャリア３１に載せられ、さらに電力増幅アンプ１１３により増幅された後、サーキュレータ１１７及びアンテナ１４を介して、変調波信号３１として端末２に送信される。これに対し、端末２のＲＦ機能部２１は、変調波信号３１を受信するとこれを復調して復調信号２５を得る。復調機能部２２３は復調信号２５をデータ復調し、制御インターフェース２５を介して端末機能部２３に渡す。端末機能部２３は、必要に応じて、受信データの保存、画面への表示、ユーザへの受信通達などを行なう。
【００４８】
続いて、端末２からホスト１へデータ送信する場合について説明する。端末２の端末機能部２３から供給される送信データは、通信制御機能部２２の変調機能部２２２によって変調される。ＲＦ機能部２１のアンテナ・スイッチ２１１を変調信号２６に応じてオン／オフ操作することによって、アンテナ２４の負荷インピーダンスを切り替える。このとき、ホスト１側から受信するキャリア３１を反射することで得られる変調反射波信号３２がホスト１に送信される。これに対し、ホスト１側のＲＦ機能部１１は、反射波３２を受信すると、低雑音アンプ１１４により増幅され、さらに直交復調器１１５でキャリア発生源１１１からのローカル信号と乗算され、復調信号１６を得る。復調信号１６は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）１１６によりゲイン調整が施された後、復調機能部１２３によってデータ復調され、制御インターフェース１４を介してホスト機能部１３に渡される。ホスト機能部１３は、必要に応じて、受信データの保存や、画面への表示、ユーザへの受信通達などを行なう。
【００４９】
また、上述したデータ送受信機能に加え、ホスト１及び端末２に相互で機能するプロトコル機能部１２１及び２２１を通信制御機能１２及び２２に設けることで、ホスト１と端末２の間で接続、切断、などのプロトコル制御が実現される。
【００５０】
反射波伝送を利用した通信システムでは、端末２のＲＦ機能部２１にキャリア発生源が不要であるから、低消費にシステムを駆動することができる。また端末２側でのデータ変調をＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）といった多値変調することで（例えば、特開２００５−１３６９４３号公報を参照のこと）、端末２からホスト１の方向（アップリンク）に対し高速通信を実現することができる。但し、ホスト１における変調は、端末２側での検波の容易性を考慮してＡＳＫ変調が使用されるため、ホスト１から端末２の方向（ダウンリンク）は低データレートとなる。
【００５１】
図示のシステムでは、ホスト１及び端末２それぞれのプロトコル制御機能部１２１及び２２１がプロトコルのシーケンス制御を行なうとともに、シーケンスに応じた通信状態の制御を行なうものとする。また、送信フレーム構成は、特願２００６−２７０３６５号の図７に示した構成（図１０を参照のこと）と同様でよい。
【００５２】
図１に示したような反射波伝送方式の通信システムは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどのデータ・ソースとなる端末とテレビやプリンタなどのホスト間での大容量データ伝送アプリケーションのほかにも、改札口での乗車券のサービスに類するようなアプリケーションへの適用が想定される。特に後者の場合には、端末の受信待ち受けにかかる消費電力を抑えつつ、ホストと端末の接続の即時性を損なわないようにする必要がある。
【００５３】
本実施形態では、通信システムは、ホスト１と端末２はお互いの存在を認識するための複数のサービス・エントリ・シーケンスを備えている。
【００５４】
第１のサービス・エントリ・シーケンスは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの端末からテレビやプリンタなどのホストに対して静止画や動画のアップロードを行なうアプリケーションを想定し、端末とホストが複数の相手局の中から接続相手を選択して１対１の通信を行なうことを可能にする。第１のサービス・エントリ・シーケンスは特願２００６−２７０３６５号明細書に記載されたもの（前述）と同様なので、以下では説明を省略する。
【００５５】
これに対し、第２のサービス・エントリ・シーケンスは、改札口での乗車券のサービスに類するようなアプリケーションを想定し、端末とホストが１対１に限定された状態で低消費電力化と接続の即時性と考慮したシーケンスである。
【００５６】
図２には、第２のサービス・エントリ・シーケンスにおけるホスト１と端末２のフレーム交換の様子を示している。但し、ホスト１からのフレーム送信期間と端末２からの送信期間の間には、受信フレームに基づいて次の送信を行なうための処理時間を考慮し、所定長のガード・インターバル（端末２の送信期間からホスト１の送信期間へ切り替わる間はガードタイム「Ｕｐ  ｔｏ  Ｄｏｗｎ（Ｕ２Ｄ）」とし、ホスト１の送信期間から端末２の送信期間へ切り替わる間はガードタイム「Ｄｏｗｎ  ｔｏ  Ｕｐ（Ｄ２Ｕ）」とする）が設けられる。
【００５７】
ホスト１は、端末２とは接続していない状態では、端末２から反射波（何らかのフレーム）を受けることができるまで、無変調キャリアを送信し反射波を受信する状態（５０１）にある。言い換えれば、ホスト１が定期的なビーコン・インターバル毎に設けられる一定のエントリ期間だけ無変調キャリアを送信する第１のサービス・エントリ・シーケンス（図７を参照のこと）とは相違する。
【００５８】
一方、端末２は、ホスト１とは接続していない状態では基本的には送受信動作を停止したＳｌｅｅｐ状態に遷移することができるが、ＷａｋｅＵｐインターバル（５０２）毎に、送受信動作が可能なＷａｋｅ期間（５０３）を設ける。すなわち、ＷａｋｅＵｐインターバル（５０２）毎にＷａｋｅ期間（５０３）とＳｌｅｅｐ期間（５０７）を交互に繰り返す間欠動作により低消費電力化を図ることができる。また、Ｗａｋｅ期間では、端末２が送信動作を行なうフレーム送信（Ｔｘ）期間と、受信動作を行なうフレーム受信（Ｒｘ）期間（５０５）が所定のガード・インターバルを隔てて交互に設けられる。
【００５９】
ホスト１との接続が確立していない状態では、端末２は、Ｗａｋｅ期間のうち最初のフレーム送信期間（５０４）において、ホスト１に対して自己の存在を認識させるためのエントリ・フレームの送信を試みる。ホスト１は、端末２との接続が確立していない状態（端末２から何らかのフレームを受けることができるまでの間）は無変調キャリアを送出し続けている。したがって、端末２は、ホスト１からの無変調キャリアを受け取ることができるエリアに入ると、エントリ期間（５０４）においてエントリ・フレームを反射波として送信することができる。そして、端末２は、ガード・インターバルを経て続くフレーム受信期間（５０５）では、ホスト１からのＡＳＫ変調波からなるフレーム受信を試みる。
【００６０】
ホスト１は、エントリ・フレームを受信すると、通信可能な端末２の存在を知り、端末２に接続要求フレーム（５０６）をＡＳＫ変調波で送信する。
【００６１】
ここで、端末２は、エントリ期間（５０４）に続くフレーム受信期間（５０５）で接続要求フレーム（５０６）を受信することができなければ、Ｓｌｅｅｐ期間（５０７）に入り、送受信動作を停止する。端末２は、受信期間（５０５）において接続要求フレームのフレーム同期ビットを検出できなかったときには、早々に受信を打ち切ってＳｌｅｅｐ期間（５０７）に入ることで、さらに消費電力を低減することができる。
【００６２】
端末２は、Ｓｌｅｅｐ期間（５０７）を経て再びＷａｋｅ期間になると、上述と同様にエントリ・フレームの送出を試みる。以後、端末２は、ホスト１から接続要求フレームを受信することができるまで、上述したようなＷａｋｅＵｐインターバル（５０２）毎の動作を繰り返して行なう。
【００６３】
そして、端末２は、続くＷａｋｅ期間内のエントリ期間においてエントリ・フレームを送信した後に、ガード・インターバルを経て設けられる受信期間でホスト１からの接続要求フレームを受信することで、通信可能なホスト１の存在を知ることができる。以後、端末２は、ホスト１とは接続状態になって、フレーム送信期間とフレーム受信期間を交互に設け、フレームの送受信を交互に行なう。
【００６４】
ホスト１は、接続要求フレーム（５０６）を送信した後、再び反射波受信（無変調波キャリア送信）状態になる。ホスト１は、もしエントリ・フレームを受信したら、前述の接続要求フレームの送信と反射波受信（端末がフレームを送信するための無変調波キャリア送信）を繰り返す。また、端末２から受信したフレームがエントリ・フレーム以外であれば、端末２とは接続状態になったと判断し、フレームの送受信を行なう。例えば改札口での乗車券のサービスに類するようなアプリケーションにおいては、「存在確認」、「認証」、「データ読み出し」、「判定」、「書き込み」、「確認」などのための一連のフレーム交換がホスト１と端末２の間で行なわれる。
【００６５】
接続状態では、端末２からのフレーム送信期間と、ホスト１からのフレーム送信期間（端末２にとってのフレーム受信期間）が交互に設けられる。ホスト１は、自らフレームを送信した後の端末２によるフレーム送信期間において、無変調キャリアを送信する。そして、端末２は、この無変調キャリアを利用してフレーム送信を行なうことができる。
【００６６】
上述したように、ホスト１は端末２と接続していない状態では無変調キャリアを送出し続けているので、端末２は、ホスト１からの無変調キャリアが届くエリアに入るとエントリ・フレームを送信して接続のための手順を速やかに開始することができ、これによってホストとの接続の即時性を確保することができる訳である。
【００６７】
なお、端末２は、端末機能部２３によって制御インターフェース２５経由で第１のサービス・エントリ・シーケンス又は第２のサービス・エントリ・シーケンスのどちらを選択するか制御される。あるいはＥ2ＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリを有し、当該無線通信システムを起動する際にこのメモリ上に書かれた値を読み出し、決定するようにしてもよい。
【００６８】
図３には、図１に示した通信システムにおけるサービス・エントリ・シーケンスを示している。端末２は、エントリ・フレームを送信して、自局の存在を報知する（ａ）。これに対し、エントリ・フレームを受信したホスト１は、接続要求フレームを送信して、端末に端末の存在を確認したことを知らせるとともに、接続を開始するための要求を行なう（ｂ）。
【００６９】
また、図４には、図１に示した通信システムにおいて、サービス・エントリ・シーケンス制御を行なうためのホスト１の状態遷移図を示している。
【００７０】
ホスト１のプロトコル制御部１２１は、電源投入後に待機状態（７００）にあり、ホスト機能部１３からエントリ・フレームの受信要求を受ける。プロトコル制御部１２１は、エントリ・フレーム受信要求に従って、ＲＦ機能部１１の通信周波数チャネルを設定し、接続中状態（７０１）に遷移する。
【００７１】
接続中状態（７０１）では、端末２からのエントリ・フレームを受信待ち受けし、エントリ・フレームを受信したら接続要求フレームを送信する状態である。図５には、接続中状態（７０１）におけるホスト１の送受信ステートの遷移図を示している。接続中状態（７０１）では、ホスト１の送受信ステートは受信状態（８００）から開始される。受信状態（８００）では、ホスト１は、無変調キャリアを送出し続ける。
【００７２】
ホスト１は、受信状態（８００）でエントリ・フレームを受信すると、ガードタイムＵ２Ｄ状態（８０１）でガードタイムＵｐ  ｔｏ  Ｄｏｗｎ時間だけ経過を待ち、その後は送信状態（８０２）に遷移する。
【００７３】
ホスト１は、送信状態（８０２）では、受信状態（８００）で受けたエントリ・フレームの送信元である端末２を宛先として、接続要求フレームを送信する。この接続要求フレームの送信が完了すると、ホスト１は、ガードタイムＤ２Ｕ状態（８０３）でガードタイムＤｏｗｎ  ｔｏ  Ｕｐ時間だけ経過を待った後、再び受信状態（８００）に遷移する。
【００７４】
ホスト１は、接続中状態（７０１）の受信状態(８００)において、接続要求フレームの送信先であった端末２から自局宛てのフレームを受けると、接続状態（７０２）へ遷移し、端末２とのデータ・フレームの交換が可能になる。
【００７５】
また、図１に示した通信システムにおいて、サービス・エントリ・シーケンス制御を行なうための状態遷移図は、図４に示したホスト１側の状態遷移図と同様に表される。
【００７６】
端末２のプロトコル制御部２２１は、電源投入後に待機状態（７００）にあり、端末機能部２３からエントリ送信要求を受ける。プロトコル制御部２２１は、エントリ送信要求に従い、ＷａｋｅＵｐインターバルの長さと、このＷａｋｅＵｐインターバル内において送受信動作を行なうＷａｋｅ期間と送受信動作を停止したＳｌｅｅｐ期間との割合を設定して、接続中状態（７０１）に遷移する。
【００７７】
接続中状態（７０１）は、間欠的なＷａｋｅ期間を利用して、エントリ・フレームの送信を行なうとともに、ホストから接続要求フレームの受信を待機する状態である。図６には、接続中状態（７０１）における端末２の送受信ステートの遷移図を示している。接続中状態（７０１）では、端末２の送受信ステートは送信状態（９００）から開始される（ホスト１の送受信ステートが受信状態から開始されるのと対称的である）。
【００７８】
端末２は、送信状態（９００）でエントリ・フレームを送信すると、ガードタイムＵ２Ｄ状態（９０１)でガードタイムＵｐ  ｔｏ  Ｄｏｗｎ時間だけ経過を待ち、その後受信状態（９０２）に遷移する。
【００７９】
端末２は、接続中状態（７０１）の受信状態（９０２）において、ホスト１から自局宛ての接続要求フレームを受信すると、接続状態（７０２）へ遷移する。また、送受信ステートはガードタイムＤ２Ｕ状態（９０３）でガードタイムＤｏｗｎ  ｔｏ  Ｕｐ時間だけ経過を待ってから、送信状態（９００）に遷移して、受信状態（９０２）で受けた接続要求フレームの送信元であるホスト１を宛先とするフレームの交換が可能になる。
【００８０】
一方、端末２は、接続中状態（７０１）の受信状態（９０２）において、フレーム同期ビットを受信すべき時刻までに受信できない、あるいは、ヘッダにビット誤りがある、あるいは、自局宛のフレームではない、あるいは、接続要求フレームではない、のうちいずれかのイベントが発生した場合には、その時点で受信を打ち切り、Ｓｌｅｅｐ状態（９０４）に遷移する。また、端末２は、フレーム同期ビットを受信すべき時刻までに受信し、ヘッダにビット誤りがなく、自局宛てのフレームであり、接続要求フレームであったとしても、データにビット誤りがある場合にも、Ｓｌｅｅｐ状態（９０４）に遷移する。
【００８１】
そして、端末２は、次のＷａｋｅ期間のタイミングが到来するとＳｌｅｅｐ状態（９０４）を抜け、送信状態（９００）で再びエントリ・フレームの送信を行なう。
【００８２】
ここで、第１のサービス・エントリ・シーケンスにおいて端末２が間欠的な送受信動作を行なう場合（図９を参照のこと）と、第２のサービス・エントリ・シーケンスにおいて端末２が間欠的な送受信動作を行なう場合（図２を参照のこと）の、ホストとの接続の即時性について比較してみる。但し、ビーコン・フレーム、接続要求フレーム、エントリ・フレームのフレーム長はいずれも２００マイクロ秒、ガード・インターバルはＵｐ  ｔｏ  Ｄｏｗｎ、Ｄｏｗｎ  ｔｏ  Ｕｐとも５０マイクロ秒とする。
【００８３】
図２に示した第２のサービス・エントリ・シーケンスでは、端末２のフレーム受信期間５０５の長さは接続要求フレームを受信できれば十分なので２００マイクロ秒となる (実際には、所定のマージンαを設けて２００マイクロ秒＋αとなるが、ここではマージンを考慮しない)。ＷａｋｅＵｐインターバル５０２を５０ミリ秒とするならば、ＷａｋｅＵｐインターバルに対する受信区間の比率は０．４％となる。端末２がホスト１と通信可能なエリアにおらず、接続要求フレームのフレーム同期ビットを検出できないような状況では、フレーム受信期間５０５を早々に打ち切り、その分だけＳｌｅｅｐ期間５０７を延ばすことができるので上記の比率をさらに下げることができ、消費電力を一層低減することができる。
【００８４】
これに対し、図９に示した第１のサービス・エントリ・シーケンスにおいて、ホストが最も短くできるビーコン・インターバル長はビーコン・フレーム長＋ガード・インターバル（Ｄｏｗｎ  ｔｏ  Ｕｐ）＋エントリ・フレーム長＋ガード・インターバル（Ｕｐ  ｔｏ  Ｄｏｗｎ）であり、前述の条件により５００マイクロ秒となる。ビーコン受信待ち受け期間４０２の間に端末が少なくとも１度ビーコン・フレームを受信できるようにするためには（前述）、ビーコン受信待ち受け期間４０２はビーコン・インターバルに等しい５００マイクロ秒となる。第２のサービス・エントリ・シーケンスと同様にしてＷａｋｅＵｐインターバル４０１を５０ミリ秒とするならば、ＷａｋｅＵｐインターバルに対する受信区間の比率は１％となる。また、第２のサービス・エントリ・シーケンスと同等の比率０．４％にするためには、送受信停止期間４０３を１２５ミリ秒にしなければならなくなり、接続の即時性が悪化する。
【００８５】
以上のように、反射波伝送方式の通信システムを改札口での乗車券のサービスに類するようなアプリケーションにおいては、第２のサービス・エントリ・シーケンスの方が適切であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【００８７】
本明細書では、トランスポンダが反射器となるとともにリーダライタが反射波読取器となる反射波伝送を行なう通信システムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、静電結合方式や電磁誘導方式など、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタと非接触によりデータ伝送動作を行なうさまざまな通信システムにも同様に適用することができる。
【００８８】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に係る通信システムにおけるホスト１の構成を模式的に示した図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る通信システムにおける端末２の構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、図１に示した通信システムの改札口での乗車券のサービスに類するようなアプリケーションを想定したときのサービス・エントリ・シーケンスにおけるホストと端末間のフレーム交換の様子を示した図である。
【図３】図３は、図１に示した通信システムにおけるサービス・エントリ・シーケンスを示した図である。
【図４】図４は、図１に示した通信システムにおいて、サービス・エントリ・シーケンス制御を行なうためのホスト１の状態遷移図である。
【図５】図５は、接続中状態（７０１）におけるホスト１の送受信ステートの遷移図である。
【図６】図６は、接続中状態（７０１）における端末２の送受信ステートの遷移図である。
【図７】図７は、ホストと端末間で行なわれるサービス・エントリ・シーケンスの一例を示した図である。
【図８】図８は、ホストと端末間において、図７に示したサービス・エントリ・シーケンスを利用して通信動作を開始する際のシーケンスを示した図である。
【図９】図９は、図７〜図８に示したサービス・エントリ・シーケンスにより端末とホストが接続を確立する反射波伝送システムにおいて、端末が間欠的に受信待ち受け動作を行なう様子を示した図である。
【図１０】図１０は、ホスト１と端末２間で交換されるフレーム・フォーマット例を示した図である。
【符号の説明】
【００９０】
１…ホスト
１１…ＲＦ機能部
１１１…キャリア発生源
１１２…ミキサ
１１３…電力増幅アンプ
１１４…低雑音アンプ
１１５…直交復調器
１１６…ＡＧＣ
１１７…サーキュレータ
１２…通信制御機能部
１２１…プロトコル制御部
１２２…変調機能部
１２３…復調機能部
１３…ホスト機能部
１４…アンテナ
２…端末
２１…ＲＦ機能部
２１１…アンテナ・スイッチ
２１２…アンテナ負荷インピーダンス
２１３…バンドパス・フィルタ（ＢＰＦ）
２１４…ＡＳＫ検波部
２２…通信制御機能部
２２１…プロトコル制御部
２２２…変調機能部
２２３…復調機能部
２３…端末機能部
２４…アンテナ
【図１Ａ】
2009094957.tif 000003
【図１Ｂ】
2009094957.tif 000004
【図２】
2009094957.tif 000005
【図３】
2009094957.tif 000006
【図４】
2009094957.tif 000007
【図５】
2009094957.tif 000008
【図６】
2009094957.tif 000009
【図７】
2009094957.tif 000010
【図８】
2009094957.tif 000011
【図９】
2009094957.tif 000012
【図１０】
2009094957.tif 000013