(57)【要約】【課題】高価な発振器を使用することなくスプリアス規格を満足でき、コストダウンを図ることができるＲＦＩＤリーダライタを提供する。【解決手段】リーダライタ１１には、処理制御部１３、送信部１４、受信部１５、局部発振器１６及びサーキュレータ１７が設けられる。処理制御部１３は、ＰＣ１０からの制御指令に従って動作し、局部発振器１６の発振周波数を切替えて送信部１４及び受信部１５の通信チャンネルｃｈ１〜ｃｈ９を設定する。処理制御部１３は、キャリアセンス機能及び送信電力設定機能を備え、ＩＣタグに質問波を送信する際、キャリアセンスを実行し、空いているチャンネルを送信チャンネルとして設定する。チャンネルｃｈ２〜ｃｈ８を選択した場合は送信電力を大きい値に設定し、帯域両端のチャンネルｃｈ１、ｃｈ９を選択した場合はｃｈ２〜ｃｈ８より小さい値に設定し、スプリアスの発生を低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数帯域に設定された複数の送信チャンネルのうち空きチャンネルを使用してＩＣタグへ質問波を送信する送信部と、前記ＩＣタグからの応答波を受信する受信部と、キャリアセンス機能を備え、前記送信部及び受信部の通信チャンネルを設定すると共に前記送信部の送信電力を設定する処理制御部とを具備し、
前記処理制御部は、前記質問波の送信に際してキャリアセンスを実行し、空きチャンネルを通信チャンネルとして設定すると共に帯域両端のチャンネルの送信電力を他の内側チャンネルの送信電力より小さい値に設定することを特徴とするＲＦＩＤリーダライタ。
【請求項２】
前記処理制御部は、キャリアセンスを実行して通信チャンネル及び送信電力を設定する際、帯域両端のチャンネルより内側の各チャンネルの送信電力を略同じ値に設定することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダライタ。
【請求項３】
前記処理制御部は、キャリアセンスを実行して通信チャンネル及び送信電力を設定する際、帯域中央のチャンネルの送信電力を最も大きい値に設定し、両端方向のチャンネルの送信電力を順次低い値となるように設定することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダライタ。
【請求項４】
前記処理制御部は、帯域両端のチャンネルより内側のチャンネルの優先順位を高く設定してキャリアセンスを実行し、通信チャンネル及び送信電力を設定することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のＲＦＩＤリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触ＩＣタグのＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）リーダライタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、商品や物品等に非接触ＩＣタグを取り付け、ＲＦＩＤリーダライタのアンテナから上記ＩＣタグに無線電波による質問波を送信し、ＩＣタグからの応答波を受信して固有のデータを読取ることにより商品や物品等の管理を行う非接触ＩＣタグシステムが一般に知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記ＲＦＩＤリーダライタは、アンテナ接続端での空中線電力（送信電力）が電波法で決められており、またその時のスプリアスレベルも決められている。ＵＨＦ帯のＲＦＩＤリーダライタは最大９チャンネルの使用が可能であるが、スプリアスの規格が特に厳しい高出力タイプ１Ｗmaxの場合、スプリアス規格（搬送波近傍における不要輻射の強度の許容値）は、図４に示したように
９４５ＭＨｚ超え９５０ＭＨｚ以下：−６１ｄＢｍ／１００ｋＨｚ
９５０ＭＨｚ超え９５２ＭＨｚ以下：−３９ｄＢｍ／１００ｋＨｚ
９５４ＭＨｚ超え９５６ＭＨｚ以下：−３９ｄＢｍ／１００ｋＨｚ
９５６ＭＨｚ超え９５６ＭＨｚ以下：−６１ｄＢｍ／１００ｋＨｚ
となっている。図４は横軸に周波数（ＭＨｚ）をとり、縦軸に不要放射の強度（ｄＢｍ／１００ｋＨｚ）をとって示した。
【０００４】
上記したようにＵＨＦ帯のＲＦＩＤリーダライタは最大９チャンネルの使用が可能であるが、従来のＲＦＩＤリーダライタでは、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ９）の送信電力が図５に示すように略一定のレベルに設定されている。図５において、９５２．２、９５２．４、…、９５３．８ＭＨｚの周波数は、各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ９の中心周波数（搬送波キャリア）を示し、また、各チャンネル幅は２００ｋＨｚである。
【特許文献１】特開２００４−３５０１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように各チャンネルの送信電力が略一定のレベルに設定されたＵＨＦ帯のＲＦＩＤリーダライタでは、厳しいスプリアス規格を満足するために位相雑音特性の良好な搬送波キャリアを生成する必要があり、このため高価な発振器を使用しなければならず、装置全体のコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、高価な発振器を使用することなくスプリアス規格を満足でき、コストダウンを図ることができるＲＦＩＤリーダライタ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】
【０００７】
第１の発明に係るＲＦＩＤリーダライタは、所定の周波数帯域に設定された複数の送信チャンネルのうち空きチャンネルを使用してＩＣタグへ質問波を送信する送信部と、前記ＩＣタグからの応答波を受信する受信部と、キャリアセンス機能を備え、前記送信部及び受信部の通信チャンネルを設定すると共に前記送信部の送信電力を設定する処理制御部とを具備し、前記処理制御部は、前記質問波の送信に際してキャリアセンスを実行し、空きチャンネルを通信チャンネルとして設定すると共に帯域両端のチャンネルの送信電力を他の内側チャンネルの送信電力より小さい値に設定することを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、前記第１の発明に係るＲＦＩＤリーダライタにおいて、前記処理制御部は、キャリアセンスを実行して通信チャンネル及び送信電力を設定する際、帯域両端のチャンネルより内側の各チャンネルの送信電力を略同じ値に設定することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、前記第１の発明に係るＲＦＩＤリーダライタにおいて、前記処理制御部は、キャリアセンスを実行して通信チャンネル及び送信電力を設定する際、帯域中央のチャンネルの送信電力を最も大きい値に設定し、両端方向のチャンネルの送信電力を順次低い値となるように設定することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、前記第１、第２又は第３の発明に係るＲＦＩＤリーダライタにおいて、前記処理制御部は、帯域両端のチャンネルより内側のチャンネルの優先順位を高く設定してキャリアセンスを実行し、通信チャンネル及び送信電力を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、帯域両端のチャンネルにおけるスプリアスの発生を抑制でき、電気特性上最も厳しい帯域両端のチャンネルにおけるスプリアス規格を十分に満足することができる。このため位相雑音特性の良好な搬送波キャリアを生成するための高価な局部発振器を使用することなくスプリアス規格を十分に満足することができ、コストの低下を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダライタの構成図である。
【００１４】
図１において、１１はリーダライタで、このリーダライタ１１は、非接触ＩＣタグシステムを管理する例えばパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略称する）１０にＩ／Ｆ（インタフェース）１２を経由して接続されている。
【００１５】
上記リーダライタ１１には、上記ＰＣ１０から送られてくる制御指令に従って動作する処理制御部１３が設けられると共に、この処理制御部１３に接続される送信部１４及び受信部１５が設けられる。また、上記送信部１４及び受信部１５には、共通の局部発振器１６が設けられる。この局部発振器１６は、処理制御部１３によって発振周波数が切替えられる。処理制御部１３は、局部発振器１６の発振周波数を切替えることによって送信部１４及び受信部１５の通信チャンネルｃｈ１〜ｃｈ９を切替設定する。各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ９の中心周波数（搬送波キャリア）は、例えば
ｃｈ１：９５２．２ＭＨｚ
ｃｈ２：９５２．４ＭＨｚ
ｃｈ３：９５２．６ＭＨｚ
ｃｈ４：９５２．８ＭＨｚ
ｃｈ５：９５３．０ＭＨｚ
ｃｈ６：９５３．２ＭＨｚ
ｃｈ７：９５３．４ＭＨｚ
ｃｈ８：９５３．６ＭＨｚ
ｃｈ９：９５３．８ＭＨｚ
に設定され、各チャンネル幅は２００ｋＨｚである。
【００１６】
また、処理制御部１３は、質問波を送信する前にチャンネル毎にそのチャンネルが空いているかどうか、すなわち他のＲＦＩＤリーダライタでそのチャンネルが使用されているかどうかをチェックするキャリアセンス機能を備えていると共に、送信部１４の送信電力を設定する機能を備えている。処理制御部１３は、ＰＣ１０の制御に従って上記キャリアセンスを実行し、送信部１４及び受信部１５の通信チャンネルを設定すると共にそのチャンネルにおける送信電力を設定する。
【００１７】
上記送信部１４は、処理制御部１３からの制御命令に従って動作し、指定されたチャンネルの質問波を生成する。この質問波は、サーキュレータ１７の端子１→２を通り、アンテナポートＰへ送られる。
【００１８】
上記アンテナポートＰには、同軸ケーブル１８を介して例えばパッチアンテナ等のアンテナ１９が接続される。このアンテナ１９は例えば商品や物品等を移動させるベルトコンベアの通過ゲートに設置され、商品や物品等に取り付けられたＩＣタグとの間で電波の送受信を行う。
【００１９】
上記アンテナ１９は、送信部１４からサーキュレータ１７を介して送られてくる質問波をＩＣタグ（図示せず）に向けて送信し、ＩＣタグからの応答波を受信する。このアンテナ１９で受信されたＩＣタグの応答波は、リーダライタ１１のアンテナポートＰに入力され、サーキュレータ１７の端子２−３を通って受信部１５へ送られて検波される。この検波されたＩＣタグのデータは、処理制御部１３で復号化されてＰＣ１０へ送られる。
【００２０】
処理制御部１３は、ＰＣ１０の制御に従ってキャリアセンスを実行し、送信部１４及び受信部１５の通信チャンネルを設定した際、図２に示すようにそのチャンネルにおける送信電力を設定する。図２は、各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ９との送信電力との関係を示したものである。処理制御部１３は、帯域両端のチャンネルｃｈ１、ｃｈ９を使用する際は他のチャンネルｃｈ２〜ｃｈ８の使用時に比較して送信電力をデシベル換算で２ｄＢ以上低く設定、例えばチャンネルｃｈ２〜ｃｈ８の使用時には送信電力を９００ｍＷ、チャンネルｃｈ１、ｃｈ９の使用時には送信電力を２００ｍＷに設定する。
【００２１】
上記の構成において、処理制御部１３は、リーダライタ１１からＩＣタグに質問波を送信する際、各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ９について信号の受信処理を行い、チャンネル毎にそのチャンネルが空いているかどうかのキャリアセンスを実行する。この場合、処理制御部１３は、キャリアセンスレベルを「−７４ｄＢｍ」以下、キャリアセンス判定時間を「５ｍｓｅｃ」としている。なお、リーダライタ１１の連続送信時間は「４ｓｅｃ」以下、休止時間は「５０ｍｓｅｃ」に規定されている。
【００２２】
処理制御部１３は、受信信号が「−７４ｄＢｍ」以下であれば空きチャンネル、「−７４ｄＢｍ」より大きければそのチャンネルは他のリーダライタで使用されていると判定し、その判定結果に基づいて局部発振器１６の発振周波数を制御し、空いているチャンネルを通信チャンネルとして設定する。また、処理制御部１３は、通信チャンネルとしてチャンネルｃｈ１、ｃｈ９を選択した場合は送信部１４の出力を可変減衰器等により調整して送信電力を小さい値例えば２００ｍＷに設定し、チャンネルｃｈ２〜ｃｈ８を選択した場合は送信電力を大きい値例えば９００ｍＷに設定する。
【００２３】
送信部１４は、処理制御部１３からの制御命令に従って動作し、指定されたチャンネルの搬送波キャリアを生成すると共に指定チャンネルに応じて所定電力の質問波を生成する。この質問波は、サーキュレータ１７の端子１→２を通り、アンテナポートＰよりアンテナ１９へ送られる。アンテナ１９は、上記質問波をＩＣタグに向けて送信し、ＩＣタグからの応答波を受信する。このアンテナ１９で受信されたＩＣタグの応答波は、リーダライタ１１のアンテナポートＰに入力され、サーキュレータ１７の端子２−３を通って受信部１５へ送られて検波される。この検波されたＩＣタグのデータは、処理制御部１３で復号化されてＰＣ１０へ送られる。
【００２４】
上記実施形態で示したようにリーダライタ１１からＩＣタグに質問波を送信する際、キャリアセンスを実行して通信チャンネルを決定すると共に、そのチャンネルがｃｈ２〜ｃｈ８であれば送信電力を高出力レベルに設定し、帯域両端のチャンネルｃｈ１、ｃｈ９であれば送信電力を低出力レベルに設定することにより、チャンネルｃｈ１、ｃｈ９におけるスプリアスの発生を抑制でき、電気特性上最も厳しいチャンネルｃｈ１、ｃｈ９におけるスプリアス規格を十分に満足することができる。
【００２５】
このため位相雑音特性の良好な搬送波キャリアを生成するための高価な局部発振器を使用しなくてもスプリアス規格を十分に満足することができ、コストの低下を図ることができる。また、チャンネルｃｈ１、ｃｈ９におけるスプリアスの発生を抑制できるので、送信電力を小さくすることによるノイズレベルの増加を抑圧することが可能となる。
【００２６】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。
【００２７】
この第２実施形態におけるリーダライタは、第１実施形態の図１に示したリーダライタ１１と同じ構成であるので、図１を参照して説明する。
【００２８】
上記第１実施形態では、各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ９の送信電力を設定する際、チャンネルｃｈ２〜ｃｈ８は例えば９００ｍＷの高出力レベル（一定値）に設定し、帯域両端のチャンネルｃｈ１、ｃｈ９は例えば２００ｍＷの低出力レベルに設定したが、この第２実施形態では、図３に示すように帯域中央のチャンネルｃｈ５の送信電力を最も大きい値例えば９００ｍＷに設定し、帯域両端チャンネルｃｈ１、ｃｈ９の方向に順次低出力レベルとなるように階段状に設定する。この場合、両端のチャンネルｃｈ１、ｃｈ９の送信電力は、第１実施形態と同様に例えば２００ｍＷの低出力レベルに設定する。
【００２９】
上記第２実施形態においても、両端のチャンネルｃｈ１、ｃｈ９は、送信電力が低出力レベルに設定されるので、スプリアスの発生を抑制でき、電気特性上最も厳しい条件においてもスプリアス規格を十分に満足することができる。また、帯域中央のチャンネルｃｈ５に近付くに従って送信電力を大きく設定しても、帯域中央側では電気特性上の条件が緩やかになるのでスプリアス規格を十分に満足することができる。
【００３０】
（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について説明する。
【００３１】
この第３実施形態は、上記第１実施形態において、キャリアセンス後における通信チャンネル設定及び出力レベル設定に関するシーケンス制御動作をアプリケーション・ソフトウェアにより実行するようにしたものである。このアプリケーション・ソフトウェアは、図１におけるＰＣ１０に設定して使用する。このＰＣ１０に設定されたアプリケーション・ソフトウェアは、処理制御部１３を制御してキャリアセンス後における通信チャンネル設定及び出力レベル設定に関するシーケンス制御動作を実行する。
【００３２】
上記アプリケーション・ソフトウェアは、質問波の送信に際して送信電力が高出力レベルに設定されているチャンネルｃｈ２〜ｃｈ８を優先的にキャリアセンスし、空きチャンネルを選択して送信処理を行い、チャンネルｃｈ２〜ｃｈ８に空きチャンネルが無い場合に低出力レベルのチャンネルｃｈ１、ｃｈ９をキャリアセンスし、空きチャンネルを選択して送信処理を行う。
【００３３】
上記のように送信電力が高出力レベルに設定されているチャンネルｃｈ２〜ｃｈ８を優先的に使用することにより、リーダライタ１１とＩＣタグとの間の質問波及び応答波の送受信を良好に行うことができる。送信電力が小さいチャンネルｃｈ１、ｃｈ９を使用した場合に通信距離の低下を伴うが、上記のように送信電力が大きいチャンネルｃｈ２〜ｃｈ８を優先的に使用することにより、リーダライタ１１とＩＣタグとの間の通信状態を常に良好な状態に保つことができる。
【００３４】
なお、上記第３実施形態では、送信電力が高出力レベルに設定されているチャンネルｃｈ２〜ｃｈ８を優先的に使用し、チャンネルｃｈ２〜ｃｈ８において空きチャンネルが無い場合に低出力レベルのチャンネルｃｈ１、ｃｈ９を使用する場合について説明したが、チャンネルｃｈ２〜ｃｈ８のみを使用し、チャンネルｃｈ１、ｃｈ９を使用しないようにしても良い。
【００３５】
また、上記チャンネルｃｈ２〜ｃｈ８を優先的に使用するシーケンスと、チャンネルｃｈ２〜ｃｈ８のみを使用するシーケンスをＰＣ１０において任意に選択できるようにしても良い。
【００３６】
また、上記第３実施形態では、第１実施形態で示したように各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ９の送信電力を設定する際、チャンネルｃｈ２〜ｃｈ８は高出力レベル（一定値）に設定し、両端のチャンネルｃｈ１、ｃｈ９は低出力レベルに設定する場合におけるシーケンス制御動作について説明したが、第２実施形態で示したように帯域中央のチャンネルｃｈ５の送信電力を最も大きい値に設定し、両端のチャンネルｃｈ１、ｃｈ９方向に行くに従って順次低出力レベルとなるように設定する場合においても同様にして実施し得るものである。
【００３７】
例えばチャンネルｃｈ１〜ｃｈ９に対し、ｃｈ５→ｃｈ４又はｃｈ６→ｃｈ３又はｃｈ７→ｃｈ２又はｃｈ８→ｃｈ１又はｃｈ９の順に優先順位を設定し、この優先順位でキャリアセンスを実行し、空きチャンネルを選択して送信処理を行う。
【００３８】
また、その他、例えば上記の優先順位でキャリアセンスを実行し、チャンネルｃｈ１、ｃｈ９が選択された場合には送信処理を行わないようにしても良い。
【００３９】
上記のように送信電力が大きいチャンネル順に優先順位を設定してキャリアセンスを行い、空きチャンネルを選択して送信処理を行うようにしても、リーダライタ１１とＩＣタグとの間の通信状態を常に良好な状態に保つことができる。
【００４０】
また、本発明は、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ものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る非接触ＩＣタグシステムにおけるＲＦＩＤリーダライタの構成図である。
【図２】同実施形態における各チャンネルと送信電力との関係を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る各チャンネルと送信電力との関係を示す図である。
【図４】高出力タイプのＲＦＩＤリーダライタにおけるスプリアス規格を示す図である。
【図５】従来のＲＦＩＤリーダライタにおける各チャンネルと送信電力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、１１…リーダライタ、１３…処理制御部、１４…送信部、１５…受信部、１６…局部発振器、１７…サーキュレータ、１８…同軸ケーブル、１９…アンテナ。
【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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