(57)【要約】  本発明の実施形態は、異なる形式のＲＦＩＤタグの動的な選択およびクエリをセッションにより行なうことができる。また、本発明の実施形態は、異なる形式のＲＦＩＤタグの動的な起動も行なうことができる。本発明の特定の実施形態では、ＲＦＩＤタグに対して両立的な演算が行なわれ、他の実施形態では、排他的な演算が行なわれる。【選択図】  図２Ｂ
2012512463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
様々な特性の集合を有する複数のＲＦＩＤタグに交信するための方法であって、
前記様々な特性の集合内でＲＦＩＤタグ特性の第１の集合を識別するクエリコマンドを形成するステップと、
実行されるべきタグ交信の形式を識別するビットを前記クエリコマンド内に挿入するステップと、
前記クエリコマンドを前記複数のＲＦＩＤタグへ送信するステップと、
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合と前記タグ交信の形式とに少なくとも部分的に基づいてＲＦＩＤタグの第１の集合を選択するステップと、
前記ＲＦＩＤタグの第１の集合に交信するステップと
を備える方法。
【請求項２】
前記タグ交信の形式が排他的交信である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記タグ交信の形式が両立的交信である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合が単一のタグ特性である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がパッシブタグに関連する特性を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がタグクラス識別子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記タグクラス識別子が、クラス１識別子、クラス２識別子、クラス３識別子、クラス３プラス識別子、クラス４、およびクラス４プラス識別子から成るグループから選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がセキュリティ特性を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がセンサ特性を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がメモリ特性を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がアラーム特性を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
様々な特性の集合を有する複数のＲＦＩＤタグと、
前記複数のＲＦＩＤタグにクエリするとともに、ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合とタグ交信の形式とに少なくとも部分的に基づいて、前記複数のＲＦＩＤタグのうち第１の集合のＲＦＩＤタグをクエリラウンドへ持ち込むリーダと
を備え、
前記複数のＲＦＩＤタグの前記クエリが、前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合の関係を両立的または排他的であるとして規定するフラグを有するコマンドを前記リーダが送信することを含む、
ＲＦＩＤシステム。
【請求項１３】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合が、タグクラスに関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１２に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１４】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合が、タグセキュリティに関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１２に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１５】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合が、センサ形式に関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１２に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１６】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合が、タグメモリに関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１２に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１７】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合が、タグアラーム状態に関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１２に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１８】
ＲＦＩＤリーダから交信コマンドを受けるように結合されるアンテナと、
前記交信コマンドを受けるように結合されて、ＲＦＩＤタグ特性の集合を処理するプロセッサであり、前記ＲＦＩＤタグ特性の集合が、ＲＦＩＤタグにクエリしかつ前記ＲＦＩＤタグ特性の集合に少なくとも部分的に基づいて、前記ＲＦＩＤタグをクエリラウンドへ持ち込むリーダによって送信されるクエリコマンド中に組み込まれるプロセッサと
を備え、
前記ＲＦＩＤタグのクエリが、前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合の関係を両立的または排他的であるとして規定するフラグを有するコマンドを前記リーダが送信することを含む、
ＲＦＩＤタグ。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグ特性が、タグクラスに関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグ特性が、タグセキュリティに関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグ特性が、センサ形式に関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグ特性が、タグメモリに関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグ特性が、タグアラームに関連する少なくとも１つの特性を備える、請求項１８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２４】
様々な特性の集合を有する複数のＲＦＩＤタグのうち第１の集合のＲＦＩＤタグを起動するための方法であって、
前記様々な特性の集合内でＲＦＩＤタグ特性の第１の集合を識別する起動コマンドを形成するステップと、
前記ＲＦＩＤタグ特性が両立的または排他的であることに基づいて実行されるべきタグ起動の形式を識別するビットを前記起動コマンド内に挿入するステップと、
前記起動コマンドを前記複数のＲＦＩＤタグへ送信するステップと、
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合と両立的または排他的を規定するビットとに少なくとも部分的に基づいて前記第１の集合のＲＦＩＤタグを起動するステップと
を備える方法。
【請求項２５】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合が単一のタグ特性を備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がタグクラス識別子を備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記タグクラス識別子が、クラス３識別子およびクラス３プラス識別子から成るグループから選択される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がセキュリティ特性を備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がセンサ特性を備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がメモリ特性を備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記ＲＦＩＤタグ特性の第１の集合がアラーム特性を備える、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
Ａ．発明の分野
[0001]本発明は、一般に、無線周波数識別（以下、「ＲＦＩＤ」）システムの分野に関し、特に、タグの特定の部分集合（ｓｕｂｓｅｔ）を特定のタグ形式または特性に基づいてラウンドへクエリ（ｑｕｅｒｙ）できるように、様々なＲＦＩＤタグを使用する先進ＲＦＩＤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｂ．発明の背景
[0002]ＲＦＩＤ技術の用途および重要性は、近年、ＩＣプロセスの向上、ＲＦＩＤ基準の整備、ＲＦＩＤスペクトルの行政配分の拡張、および、物品を自動追跡する価値に対する認識の増大を含む、多くの理由により著しく増大してきた。このような増大が見られる中、ＲＦＩＤシステムは、比較的簡単な低周波システムから、より長いレンジの超高周波スペクトルで動作する更に複雑なシステムを含むように進歩してきた。一般に誘導結合された低周波システムは、通常、低周波（以下、「ＬＦ」、約１００−１５０ＫＨｚ）システムおよび高周波（以下、「ＨＦ」、一般に１３．５６ＭＨｚ）システムと称される。これらのシステムは、一般に、数センチメートルから約１メートルまでのレンジで動作し、伝搬する電磁波に依存しない「近接場」通信の物理的現象に起因してレンジが制限される。超高周波（以下、「ＵＨＦ」、一般に８００−１０００ＭＨｚ）レンジで動作するシステムは、より好ましい物理的伝搬に起因して更に長いレンジを有することができる。
【０００３】
[0003]パッシブＬＦ、ＨＦ、および、ＵＨＦ  ＲＦＩＤシステムは、バッテリを伴うことなく動作し、かつＲＦＩＤリーダから無線で受ける電力を効果的に利用して情報をリーダへ返信するタグを備える。ＵＨＦの場合、このプロセスは、一般に「後方散乱」と呼ばれ、パッシブタグが限られた距離内でＲＦＩＤリーダと通信できるようにする。これらのタグはＲＦＩＤリーダの場によって効果的に給電されるため、タグが通信できる距離はタグ自体の電力消費量によって制限される。結果として、パッシブＵＨＦシステムは、一般に、数メートルの実用的レンジで動作する。
【０００４】
[0004]ＬＦおよびＨＦと比べて長いレンジを有するＵＨＦ  ＲＦＩＤシステムがあるにもかかわらず、高い信頼性も維持しつつ、更に長い動作レンジを必要とする多くの用途が存在する。アクティブＲＦＩＤシステムは、電源およびフル機能無線をタグに設けることによりレンジを延ばす。「フル機能」とは、高感度の選択的な（干渉拒絶）受信器およびアクティブ送信器を意味するように意図され、それにより、タグ自体が送信信号を形成する。これらのアクティブシステムは、数百メートルのレンジを達成できるが、パッシブシステムよりも大幅にコストがかかる。また、アクティブシステムの作動寿命は、タグ内に配置されるバッテリと、システムの寿命にわたってこれらのバッテリを交換できる能力とによって制限される。軍需品の追跡などの幾つかの用途は、これらのアクティブシステムの比較的高いコストを吸収できるが、多くの他の用途は吸収できない。
【０００５】
[0005]完全なパッシブＲＦＩＤシステムと完全なアクティブＲＦＩＤシステムとの間に中間レベルの性能を与えるために、ここ数年にわたって、「バッテリアシスト」ＲＦＩＤシステムまたは「セミパッシブ」ＲＦＩＤシステムを導入するための動きが存在している。これらのシステムは、ＵＨＦ帯域を利用して、コイン電池などのコンパクト型バッテリから動作電力をタグに供給することによりパッシブタグを拡張し、それにより、タグが実際に信号からタグ自体へ給電するのに十分なＲＦ信号電力を受けるための要件を排除することによってレンジを拡大させる。また、タグは、感度を更に高めるためにベースバンド信号ゲインを利用してもよい。タグは、リーダにより供給されるＲＦ信号の反射を変調してリーダに戻すことにより動作する、簡単な低電力の「後方散乱」送信器の使用を維持する。国際標準化機構（ＩＳＯ）内では、セミパッシブＲＦＩＤ技術を自らのＵＨＦ  ＲＦＩＤ基準に加えるために、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １８０００−６と称される標準化の取り組みが進行してきた。出願人はこの機構の活動員であり、この特定の取り組みにかなり貢献してきた。
【０００６】
１．定義
[0006]この発明の目的のため、以下のＲＦＩＤタグ形式がクラス別に規定されている。ＲＦＩＤタグ記述は、工業用帯域、科学用帯域、および、医療用帯域で他の短いレンジの無線用途と共に一般に動作するか、或いは、４００〜１０００ＭＨｚ（最も一般的には８００〜１０００ＭＨｚ）の特殊なＲＦＩＤ帯域で動作するＵＨＦ  ＲＦＩＤタグを参照する。
【０００７】
[0007]１．パッシブまたはクラス１
これらのシステムでは、タグは、バッテリを伴うことなく動作し、リーダの入力リーダ場によって給電される。タグは、タグ内の関連する集積回路に給電するためにＲＦエネルギをＤＣエネルギへ変換する検出器を有する。タグ感度は一般に約−５ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍ程度であり、また、リーダ感度は約−６０〜−８０ｄＢｍ程度である。実用的レンジは一般に１〜５メートルである。システムは一般に、タグの適度な感度に起因して「順方向リンク制限される」。
【０００８】
[0008]２．パッシブプラスセキュリティまたはクラス２
これらのシステムは、クラス１と同じ無線リンク技術を特徴とするが、メモリおよびセキュリティが付加されるとともに、時としてセンサなどの他の特徴が付加される。
【０００９】
[0009]３．セミパッシブまたはクラス３
これらのシステムは、タグに電力を供給するための小型バッテリ（例えばコイン型リチウム二酸化マンガン電池）を特徴とし、したがって、タグがリーダに非常に近接しなければならないという要件が取り除かれる。タグ受信器は、一般に、アクティブゲインの使用によって随意的に改善されるが依然として広帯域検出器ベースであり、また、タグ送信器は依然として後方散乱変調を使用する。うまく構成されたセミパッシブタグは、ＲＦ増幅器を伴うことなく最大で約−６０ｄＢｍのタグ感度を有する場合がある。技術的に優れたセミパッシブシステムは、数百メートルの自由空間レンジおよび数十メートルの実用的レンジを有することができる。しかしながら、リーダからタグへの順方向リンクを好む非対称な後方散乱リンクの物理的現象に起因して、これらのシステムは、一般に、リーダ受信器の感度によって制限される「逆方向リンク」となる。また、システムは、タグまたはリーダのいずれかで見られる干渉によって制限される場合がある。
【００１０】
[0010]４．セミアクティブまたはクラス３プラス
これらのシステムは、後方散乱送信器に取って代わるように随意的なアクティブ送信器をタグに供給する。これは、クラス３リンクの逆方向リンク制限を取り除くとともに、−７０〜−８０ｄＢｍ（米国の帯域幅）の範囲のタグ感度をもたらすタグ内のＲＦ増幅器の付加に伴って、一般に、ほぼ同じリンク損失が両方向で許容される「平衡リンク」を近似的にもたらす。例えば、＋３６ｄＢｍの最大有効放射電力（米国での施行のための電流限界）を送るリーダと−７５ｄＢｍのタグ感度とを使用するリンクは、順方向リンクにおいて最大１１１ｄＢの全リンク損失を許容できる。リーダ感度が−１１０ｄＢｍであり（搬送波がそれ自体の送信器を備える送信器に起因して搬送波を維持する必要がないときに達成できる）、かつタグが０ｄＢｍを送信する場合には、逆方向リンク損失が最大で−１１０ｄＢとなり得る。クラス３プラスのシステムは現在公認されていないが、順方向リンク性能と逆方向リンク性能との間のほぼ完全な整合を有する唯一のクラスであり、このシステムを開発せざるを得ない技術的および経済的な理由がある。
【００１１】
[0011]５．完全アクティブ、アクティブまたはクラス４
これらのシステムは、リーダ送信信号のスペクトル占有に類似する受信器帯域幅で完全に機能する無線通信をタグで使用し、それにより、より高い感度および干渉拒絶がタグで可能になる。また、これらのシステムは、後方散乱システムに特有の欠点である、レンジが増大するにつれて送信電力が低下する、という問題を発生させない、タグで発生されるタグ送信搬送波も使用する。また、これらのシステムは現存して良好に機能するが、タグは、セミパッシブシステムよりもコストがおおよそ一桁高く、また、パッシブシステムよりもコストが約二桁高い。本開示で示される技術状態の向上は、大半の動作状態下で使用される高性能セミパッシブ回路と組み合わせたタグで完全アクティブ無線回路をパートタイム使用することにあり、それにより、必要に応じて更なる性能を与えつつ、バッテリ寿命が最大化される。
【００１２】
[0012]６．バッテリ・アシスト・パッシブ・タグまたはＢＡＰタグ
この用語は、特に、後方散乱送信器またはクラス３タグを維持するバッテリ・アシスト・タグを意味する。
【００１３】
[0013]７．バッテリ・アシスト・タグまたはＢＡＴ
この用語も、一般に、後方散乱ベースのタグ送信器を依然として維持しつつ、バッテリ・アシスト・タグ受信器の向上を伴うタグを示している。この用語は、当初は、特にクラス３の動作を示すため、および、タグ上にアクティブ無線機能を有していないことを直接に意味するために作られた。しかしながら、ここでは、クラス３が、リンクが十分なときにクラス３を使用するクラス４タグおよびクラス３プラスタグのためのバッテリ節約「ベースモード」になり、かつ必要に応じてアクティブモードに進むことが想起される。したがって、用語「ＢＡＴ」の使用は、将来的に、バッテリ・アシスト・タグ受信器の向上を伴う任意のタグを示すことになるかもしれない。そのため、本開示では、ＢＡＴは、リンク状態がより高い性能を必要とするときに更に先進的なクラス３プラスモードまたはクラス４モードを使用するというオプションを伴って、クラス３動作をサポートするクラス３プラスタグまたはクラス４タグを示す場合がある。
【００１４】
[0014]８．ハイバネーション
完全な通信および動作のための「通常」モードにタグを呼び起こすためにタグが「起動」コマンドを待機することができる低電力消費（スリープ）状態。クラス３タグ、クラス３プラスタグ、クラス４タグ、および、他のタグが随意的にハイバネートモードを実施してもよい。
【００１５】
[0015]９．電力レベリング
送信器ＲＦ電力レベルの一般的なインテリジェント制御に適用される無線産業用語。送信電力制御は、携帯電話などの高密度無線システムで干渉を制御するために一般的に使用される手段である。
【００１６】
[0016]ＲＦＩＤシステムは保管環境および輸送環境内に更に一般的に組み込まれるようになるため、ＲＦＩＤタグの様々な集合（ｓｅｔ）が多種多様な機能を伴って益々使用されると思われる。したがって、特定の選択基準を満たすＲＦＩＤタグの特定のグループをユーザが選択して、それらにクエリできることが更に重要になってくる。例えば、ユーザは、センサ能力および／または特定のエアインタフェース能力を有するＲＦＩＤタグにクエリ（要求）したいと思う場合がある。当業者であれば分かるように、この例以外にも多くのタグ形式および／または特性が存在し得る。このように多様なＲＦＩＤタグの機能性により、特定のタグが特定の環境でより効率的に動作できるとともに、特定のタグが特定の情報を与えることができる。
【発明の概要】
【００１７】
[0017]本発明の実施形態は、異なる形式のＲＦＩＤタグの動的な選択およびクエリを１つのセッションにより行なうことができる。また、本発明の実施形態は、異なる形式のＲＦＩＤタグの動的な起動も行なうことができる。また、本発明の実施形態は、１つ以上の共通の特性を有するＲＦＩＤタグの動的な選択およびクエリを１つのセッションまたはラウンドで行なうことができる。特定の実施形態では、タグ特性の集合に関連して複数のＲＦＩＤタグが起動され、また、これらのＲＦＩＤタグの部分集合がその後のクエリラウンドへ持ち込まれるように選択される。特定の例において、部分集合内のこれらのタグのそれぞれは、動作のためにタグが選択されるように、タグに交信（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｅ）するために使用される基準の集合内の全てのタグ特性を有する（すなわち、排他的クエリ）。特定の他の実施形態では、所望の基準の集合内の特性の少なくとも１つを有するだけで済むように（すなわち、両立的クエリ）、クエリされるＲＦＩＤタグの部分集合が制限を緩和される。
【００１８】
[0018]望ましいタグ部分集合のこの交信、選択、および、クエリにより、リーダは、望まれないタグで浪費される時間を避けることにより、重要なタグ群をより確実にインベントリ（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）することができる。また、それにより、ラウンド中に不必要にインベントリされる無関係のＲＦＩＤタグによって引き起こされる干渉の量が減少される。更に、非常に大きなＲＦＩＤシステムの場合、タグの関連する部分集合に交信して正確にクエリできる能力は、リーダおよびバックエンド演算装置の処理要求を潜在的に減らすが、さもなければラウンド中に無関係のタグから受けられる情報を処理しなければならなくなる。
【００１９】
[0019]本発明の実施形態について言及し、その例が添付図面に示されている。これらの図は、例示的であって、限定しようとするものではない。本発明を一般にこれらの実施形態との関連で説明するが、言うまでもなく、本発明の範囲をこれらの特定の実施形態に限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の様々な実施形態に係るＲＦＩＤリーダとバッテリアシストＲＦＩＤタグとの間の通信を一般に示している。
【図２Ａ】複数のＲＦＩＤタグが交信されるとともに、部分集合が選択されて特定のタグ形式および／または特性に関連してラウンドでクエリされる、本発明の様々な実施形態に係る典型的なＲＦＩＤシステムである。
【図２Ｂ】複数のＲＦＩＤタグが交信されるとともに、部分集合が選択されて特定のタグ形式および／または特性に関連してラウンドでクエリされる、本発明の様々な実施形態に係る典型的なＲＦＩＤシステムである。
【図３】本発明の様々な実施形態にしたがって、タグをそれらの基本形式および属性に基づいてクエリラウンドへ選択的に持ち込むことができる能力を依然として維持しつつ高速アクセスを可能にする、典型的なＦｌｅｘ＿Ｑｕｅｒｙコマンドを示している。形式はＴａｇ  Ｔｙｐｅ  Ｓｅｌｅｃｔフィールドで選択される。
【図４】本発明の様々な実施形態に係る典型的なＦｌｅｘ＿ＱｕｅｒｙコマンドＴａｇ  Ｔｙｐｅ  Ｓｅｌｅｃｔフィールドである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
[0024]以下の記述では、説明の目的で、発明の理解を与えるために特定の詳細な内容が示される。しかしながら、当業者であれば分かるように、これらの詳細な内容を伴わなくても本発明を実施できる。当業者であれば分かるように、後述する本発明の実施形態は、様々な方法で様々な手段を使用して行なわれてもよい。また、当業者であれば分かるように、更なる変更、用途、および、実施形態は、本発明が実用性を与え得る更なる分野である場合、本発明の範囲内である。したがって、後述する実施形態は、本発明の特定の実施形態の例示であって、本発明を曖昧にするのを避けるためのものである。
【００２２】
[0025]本明細書中の「１つの実施形態」または「一実施形態」とは、実施形態に関連する特定の特徴、構造、特性、または、機能が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書中の様々な箇所に出てくる「１つの実施形態において」や「一実施形態では」等の表現が全て必ずしも同じ実施形態を示しているとは限らない。
【００２３】
[0026]本発明の実施形態は、異なる形式のＲＦＩＤタグの動的な選択およびクエリをセッションにより可能にする。「クエリ」という用語は、コマンド（例えば「クエリコマンド」）を使用して、各タグを更なるアクセスのために１つずつ独立させる（または「分離（ｓｉｎｇｕｌａｔｅ）する」）追加交信コマンドに対して、タグの集合が応答するラウンド（例えば「クエリラウンド」）にタグの集合を入らせることを意味するものと定義される。例えば、ＩＳＯ  １８０００−６Ｃ基準では、これらの追加コマンドは、主として、クエリコマンドの受信時にタグにより選択される乱数をカウントダウンするようになっており、それにより、タグがゼロに達するときにタグが応答する。これはタグ応答を時間的に分ける。これらの分離応答は通常は識別番号を含み、また、必要に応じて、交信側（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ）がメモリアクセスまたはセンサアクセスを進める場合がある。たまたま同じ乱数を選択してそれらの応答時に互いに干渉するタグは、通常、その後のクエリラウンドでアドレスがとられる。また、本発明の実施形態は、１つ以上の共通の特性を有するＲＦＩＤタグの動的な選択およびクエリをセッションまたはラウンドで行なうことができる。特定の例において、部分集合内のこれらのタグのそれぞれは、タグを選択するために望まれる所望の基準の集合内の全てのタグ特性を有していなければならない（すなわち、排他的クエリ）。特定の他の実施形態では、クエリされるＲＦＩＤタグの部分集合が更に制限を緩和され、この部分集合は、その後のクエリラウンドへ入るために所望の特性のうちの少なくとも１つを有するだけで済む（すなわち、両立的クエリ）。
【００２４】
[0027]例えば、多くの一群のタグ内でセンサ能力および／または特定のエアインタフェース能力を有する特定のタグを選択することを望むユーザを考慮されたい。センサ能力を有する全てのタグの選択は、両立的形態で基準を選択することによりなされてもよい。ユーザは、特定のバッテリサポート・エアインタフェースを有するＲＦＩＤタグにクエリ（要求）したいと思う場合があり、これは、その基準を選択することにより両立的に達成されてもよい。しかし、ユーザが特定のセンサ能力および特定のエアインタフェース能力を有するタグだけをインベントリしたいと思う場合には、これを両立的選択によって達成することができない。両方の形式の両立的選択は、いずれかの形式を満たす全てのタグを含む。しかし、両方の機能を有するタグのみを選択するという望ましい目的は、選択機能の機能性が両立的から排他的なものに動的に切り換えられる場合に達成され得る。この切り換えが起動プロセスで適用され、それにより、正に望まれるタグがハイバネーションから呼び起こされるとともに、交信プロセスで正に望まれるタグが交信ラウンドへ持ち込まれてもよい。「交信」という用語は、ここでは、各タグを個々のアクセスのために分離するクエリラウンド内のプロセスとして規定される。
【００２５】
[0028]説明のため、少なくとも何らかのバッテリアシストＲＦＩＤタグを使用する典型的なＲＦＩＤシステムについて記載する。しかしながら、当業者であれば分かるように、パッシブタグ、セミアクティブタグ、および、アクティブタグを含むとともに各タグ形式にわたって様々な機能の集合を含む本発明の実施形態を使用して、様々な特性を有する様々な異なる形式のＲＦＩＤタグがクエリされてもよい。
【００２６】
Ａ．バッテリアシストＲＦＩＤシステムおよびタグ
[0029]クラス１パッシブシステムは、一般にタグ感度があまり高くなく、一般に「順方向リンク制限され」、それにより、リーダからタグへのリンクがタグからリーダへのリンクよりも短いレンジで機能しなくなる。タグにおいてバッテリを使用するとタグ感度が高まるが、タグ二乗検波受信器の特性に起因して、複数のダイナミックレンジ状態の実施およびＡＣカップリングが必要とされる場合があり、これは、本発明の様々な実施形態に係るプロトコルで考慮され得る。多くの場合、現在かなりの能力がある順方向リンクに弱い逆方向リンクが遅れずついて行くことは難しい。しかしながら、逆方向リンクは、例えば超低位相ノイズ型の局部発振器およびリーダ受信器への最大送信搬送波の分離を使用してそれらの感度を高めるリーダ構造など、先進的なリーダ構造によって強化されてもよい。こうした構造で強化された場合であっても、通常、リーダは、搬送波周波数に近いタグ側波帯を用いて、感度に関して位相ノイズ制限される。これは、より高い周波数の副搬送波がタグの後方散乱側波帯を「位相ノイズ曲線下へ」移動させることによりリーダ感度を高める、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １８０００−６Ｃのミラー変調モードなどのタグの後方散乱「副搬送波」の使用によって向上される。
【００２７】
[0030]リンクの両端でこの向上した感度をインテリジェントに使用するには、後方散乱をサポートするために使用される純粋な搬送波よりも低い順方向変調電力でリーダ・オン・リーダ干渉およびリーダ・オン・タグ干渉を減少させる必要がある場合がある。随意的なスプリットバンドプラン、時間調整、および、順方向リンク通信で使用されるよりも高い後方散乱サポート搬送波電力の使用などの他の干渉制御手段が使用されてもよい。また、リンクのためのタグからの随意的な或いはフルタイムのアクティブ送信、または、後方散乱タグ送信器を用いて見込まれるよりも良好なリンクを必要とする用途を使用することが有利な場合がある。
【００２８】
[0031]図１は、バッテリサポートＲＦＩＤタグのシステムオペレーションを示している。タグ１１０は、ＲＦＩＤリーダ１００から順方向リンク信号１０６を無線で受信する。順方向リンク信号は、リーダ１００によって変調されて、タグ１１０によって復調される。タグ・フロントエンドＲＦフィルタ１４４が、時として、広ＲＦ帯域であるが狭ＲＦではないチャンネル選択性を、タグの低電力ＲＦＩＤ受信器に与える場合があり、これがＲＦＩＤシステム性能の限界である。これは、タグがＲＦ帯域でタグの感度レベルを超える全ての送信器からの干渉に晒されるからである。本発明のそのような特定の実施形態では、そのような干渉に対処するために、干渉に晒される広帯域フィルタを使用する高感度ＲＦタグおよびＲＦＩＤ干渉制御対策について説明する。他の実施形態では、フロントエンド・フィルタ１４４が狭く、その周波数が動作の調整領域または干渉の存在にしたがって調整される。例えば、リーダは、ＲＦＩＤ動作の周波数付近でのセルラー送信に起因する干渉の存在を検出して、タグにそのフロントエンド・フィルタ周波数レンジを変更するように命令してもよい。そのような設定は、本明細書に開示される設定ファイルへのリーダによるメモリ書き込みによって利便的な形で命令されてもよい。タグ１１０が随意的なアクティブ受信器１３２を含む場合には、タグ１１０は狭帯域干渉拒絶受信器へのアクセスを有する。
【００２９】
[0032]タグが送信する順番になり、タグがクラス３モードを使用しようとしているときには、リーダは、関連する電力レベルを有し、かつＲＦＩＤリーダ１００によって受信されるべき情報を含む逆方向リンク信号１０８として、タグが反射して後方散乱できる純粋な搬送波を供給する。後方散乱送信器の使用は、タグ上にアクティブ送信器を有することによる、或いは後方散乱送信機が適切な状況で随意的なアクティブ送信器をタグで利用することによる、コストおよび電力消費量を節約する。
【００３０】
[0033]本発明の様々な実施形態は、タグでの受信信号の受信状態を向上させることができ、タグの好ましいモード動作（例えばアクティブまたは二乗検波モード）を与えるとともに、ＲＦＩＤシステム全体内で干渉制御をもたらす装置および方法を含む。二乗検波タグ受信器１３０は特定レベルの感度をタグに与える。この感度が干渉環境にとって大きすぎる場合には、起動コマンド１１８により制御される感度制御１２８が感度を制限するために使用される。より良好な感度または干渉拒絶が必要とされるときには、バッテリ１１２によってサポートされる随意的なアクティブ受信器１３２に切り換えるようにタグが命令されてもよい。
【００３１】
[0034]二乗検波受信器１３０およびアクティブ受信器１３２の両方における電力測定能力は、タグが受信信号電力を認識できるようにするとともに、通常のコマンド１２０中の電力制御情報と相まって、後方散乱送信器１２２および随意的なパートタイムアクティブ送信器１２４の両方の電力出力を制御できるようにする。バッテリ寿命を伸ばすため、デューティサイクル制御器１３４を適用して、ハイバネーションモードまたは通常モードのいずれか或いは両方で受信器を節電パートタイム動作状態に置いてもよい。
【００３２】
[0035]戻りデータ転送速度クロック、戻り副搬送波、コントローラクロック、データロガークロック、および、アクティブ送信器１２４およびアクティブ受信器１３２の周波数合成器のための入力基準周波数を発生させるために、クロック発生器１３６が単結晶１１４と併せて使用されてもよい。特定の実施形態において、結晶１１４は、低コストであり、一般的な３２．７６８ｋＨｚ「ウォッチクリスタル」などの約２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの低電力音叉型のものである。センサ・データロガー１３８は、ＲＦＩＤの通常の識別機能を拡張させて、コールドチェーンにおける物品の温度記録などの市場で望まれるセンサ動作を可能にするとともに、結晶１１４のタイミング精度によって向上される。
【００３３】
[0036]タグコントローラ１４０は、デジタル状態機械、または、ファームウェアによりプログラミングされたマイクロコントローラの形態、または、副搬送波発生・受信シンボル同期などのハードウェアサポートとマイクロコントローラとの組み合わせから成ってもよい。ハイバネート制御１４２が低電力マイクロコントローラまたは専用の状態機械であってもよい。後述するように、ハイバネート制御器１４２が疑似ランダム「ＰＮ」シーケンスフラグ相関器およびビットデスタファ（ｂｉｔ  ｄｅｓｔｕｆｆｅｒ）を含んでもよい。
ＰＮフラグの用法については以下で十分に説明するが、これは、標準的な｛０，１｝シンボルセットが起動妥当性の信号伝達およびフレーム同期化としての機能を果たすことができるようにする方法である。｛０，１｝シンボルセットだけの使用は、特別な更に長いシンボルをなす従来技術の方法よりも好ましい。これは、｛０，１｝シンボルセットだけを使用することによって、チャンネル帯域幅を減少させることができ、結合コンデンサのサイズおよびダイ面積を減少させることができ、タグ感度を制限するダイ上のフリッカノイズを減少させることができるからである。フリッカノイズはＣＭＯＳ集積回路を実装する場合に特に問題となる。
【００３４】
Ｂ．ＲＦＩＤタグ交信およびクエリ
[0037]図２Ａおよび図２Ｂは、リーダが１つ以上の基準に関連してシステム内のタグの部分集合に交信し、選択し、クエリできる典型的なＲＦＩＤシステムを示している。リーダ２１０は、ＲＦＩＤタグに交信して、ＲＦＩＤタグ形式および／またはタグ特性を含んでもよい選択基準閾値を満たす特定のタグを選択する。このプロセスは、タグが選択基準を満たすことができる場合に起動させるための要求を各タグに与える起動コマンドを含んでもよい。同様に、起動が適用できない場合、或いはハイバネーションから呼び起こされた後である場合、そのような選択は、タグをクエリコマンドによって交信ラウンドへ持ち込むプロセスに適用されてもよい。選択基準（必要な両立的基準または排他的基準を含む）が満たされる場合には、特定のタグがラウンド内に含まれる。
【００３５】
[0038]図２Ａによれば、第１の特性に関連して識別されて選択されたタグの第１の部分集合２２０と、第２の特性に関連して選択されたタグの第２の部分集合２２１との間に交わりが存在しない状況が示されている。したがって、両立的選択は、これらの部分集合のいずれか或いは両方の部分集合の和集合を選択するのに適している。図２Ｂは、タグの２つの部分集合２２２および２２３が存在する状況を示している。両方の特性を共有するタグを選択することが望ましく、それはこれらの２つの部分集合の積集合である。この選択を両立的（ＯＲ）選択と共に行なうことはできない。しかしながら、選択プロセスの機能性を両立的から排他的へ切り換えることにより、選択２２２  ＡＮＤ  ２２３＝２２５を通じて示すことによって望ましい積集合が選択されてもよい。これは、第１および第２の特性の両方を共有することに基づく結合によって識別される２つのタグ２２５をもたらす。両立的プロセスおよび排他的プロセスの両方を動的に利用できるようにすることにより、同じ選択フィールドをこれらの２つの根本的に異なる方法で解釈して、この改良された制御を可能にすることができる。
【００３６】
[0039]このような望ましいタグ部分集合の起動、選択／クエリ、および、交信によって、リーダは、望まれないタグで浪費される時間を避けることにより、重要なタグ群をより確実にインベントリすることができる。また、それにより、ラウンド中に不必要にインベントリされ得る無関係のＲＦＩＤタグによって引き起こされる干渉の量が減少される。更に、非常に大きなＲＦＩＤシステムの場合、タグの関連する部分集合を（適用できるように）起動して、クエリ（要求）して、正確に交信可能な能力は、リーダおよびバックエンド演算装置の処理要求を潜在的に減らすが、さもなければラウンド中に無関係のタグから受ける情報を処理しなければならなくなる。
【００３７】
[0040]本発明の特定の実施形態では、起動（適用可能な場合）およびクエリが両立的であると見なされ、それにより、起動されたＲＦＩＤタグは、選択基準内の特性のうちの１つだけを満たせば済む。本発明の他の実施形態では、起動および／またはクエリが排他的であると見なされ、それにより、ＲＦＩＤタグは、選択基準内の指示された全ての特性を満たさなければならない。
【００３８】
[0041]ＲＦＩＤシステムは、当業者に周知の様々な方法を使用して、両立的起動および／またはクエリモードと排他的起動および／またはクエリモードとの間で切り換えられてもよい。例えば、起動またはクエリコマンド内の１または複数のビットは、起動および／またはクエリが両立的行為であるか或いは排他的行為であるかどうかをタグに確認してもよい。この選択ビットは、フィールド（例えば、モード切り換えフィールドなど）内で完全に別個であってもよく、或いは、命令フレームの他のフィールド（例えば、タグ形式選択フィールドなど）内に組み込まれてもよい。このモード選択の１つの事例は、以下で更に詳しく説明されるＦｌｅｘ＿Ｑｕｅｒｙコマンドにおける「Ｔａｇ  Ｔｙｐｅ  Ｓｅｌｅｃｔ  Ｆｉｅｌｄ」内の単一ビットを含むようになっている。
【００３９】
[0042]当業者であれば分かるように、選択基準は、ＲＦＩＤタグの多数の異なる形式および異なる特性を含んでもよい。典型的なリストを以下に示す。
１．パッシブタグ：これらのタグは、純粋なパッシブタグ、および、「バッテリ切れ応答」をサポートするバッテリ切れに関するバッテリタグを含む。幾つかの例では、パッシブタグがＦｌｅｘ＿Ｑｕｅｒｙをサポートしない場合がある。
２．バッテリ・アシスト・パッシブ（ＢＡＰ）：この用語は、ＰＩＥ形式およびマンチェスター形式の両方のバッテリ・アシスト・タグを示している。本明細書の出願時点で有効であるＩＳＯ１８０００−６草案下では、両立的および排他的な選択切り換えを実施するためにＢＡＰ  ＰＩＥタグだけが特別なクエリコマンド（Ｆｌｅｘ＿Ｑｕｅｒｙ）を必要とする。ＢＡＰタグのために特別に作られたマンチェスター・クエリコマンドは、この切り換え機能性を含む。
３．クラス３  Ｐｌｕｓ：これらのタグは、リンク状態が信頼できる後方散乱動作にあまりにも適さないときに使用してもよい、パートタイムアクティブ送信器を含むように想定される。
４．クラス４：これらのタグは、リンク状態が信頼できる後方散乱動作および／または二乗検波受信動作にあまりにも適さないときに使用してもよい、パートタイムアクティブ送信器およびパートタイムアクティブ受信器を含むように想定される。
５．クラス４プラス：これらのタグは、タグ間ネットワーク化をなどの更に先進的なアクティブ機能性を与えることができる。
６．セキュリティ特性：特定のタグが暗号化または改ざん検出などのセキュリティ機能を与えることができる。
７．センサ特性：特定のタグは、タグが物品に関する情報を追跡して送信できるようにするセンサ機能を与えることができる。これらのセンサは、温度、湿度、圧力、場所、化学的濃度などを含んでもよいが、これらに限定されない。
８．メモリ特性：特定のタグは、携帯型フローティングデータベースとして機能する大量のメモリを与えることができる。
９．アラーム特性：特定のタグは、事象発生に関連するアラーム情報を発生させて記憶するアラーム機能性を与えることができる。
【００４０】
[0043]図３は、本発明の様々な実施形態に係る典型的なＦｌｅｘ＿Ｑｕｅｒｙコマンドを示している。この特定のコマンドは、異なるカテゴリーのタグ（ＩＤオンリータグおよびセンサ使用可能タグなど）を交信／クエリラウンドへ選択的に持ち込むために、既に要求された別個のＳｅｌｅｃｔコマンドおよびＱｕｅｒｙコマンドが要求される状況を是正する。特にパッシブシステムではこれが問題となる。なぜなら、パッシブタグの低い感度が、アクセスできる時間窓が短い動作中タグのみをもたらすからである。この新たなコマンドは、タグの基本形式および特性に基づいてタグをクエリラウンドへ選択的に持ち込むことができる能力を依然として維持しつつ、高速アクセスを可能にする。本明細書では特定の実施形態において、この機能は、フル機能の別個の「Ｓｅｌｅｃｔ」と比べて、「ミニ選択」機能と称される。
【００４１】
[0044]タグの形式および特性は、本発明の様々な実施形態に係る図４に列挙されるＴａｇ  Ｔｙｐｅ  Ｓｅｌｅｃｔフィールド内で選択される。このフィールドの１２ビットは、前述したようなタグ形式および／または特性の任意の組み合わせの選択を可能にする。特定の実施形態において、Ｔａｇ  Ｔｙｐｅ  Ｓｅｌｅｃｔフィールドは、シンプルセンサおよびフル機能センサを含む幾つかの形式のセンサ、および、アラーム状態（温度がレンジから外れるなど）に直面したセンサを有するタグを可能にする。Ｔａｇ  Ｔｙｐｅ  Ｓｅｌｅｃｔフィールド内の典型的なタグ・エアー・インタフェースは、パッシブクラス１およびクラス２並びにセミパッシブクラス３を含む。Ｒｅｓｅｒｖｅｄ  ｆｏｒ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｕｓｅ  （ＲＦＵ）フィールドは、将来の標準的なバージョンにおいて、セミ・アクティブ・クラス３プラスおよびクラス４の幾つかのバリエーション（タグ間ネットワーク化を特徴としない更に簡単なクラス４、および、タグ間ネットワーク化を特徴とし得る更に先進的なクラス４など）を可能にし得る。
【００４２】
[0045]本発明の特定の実施形態は、交信／クエリラウンドへのシンプルセンサ入力を制御できかつシンプルセンサ応答を制御できる能力をＦｌｅｘ＿Ｑｕｅｒｙに与える。「シンプルセンサ」は、少量のセンサデータ（例えば、温度検出タグが事前にプログラムされた範囲外の温度限界に晒されたという通知）を発生させかつセンサデータを当初はそれらの識別データに加えてタグが適切に分離されたときに自動的に送信するように、事前にプログラムされた一組の挙動を有するセンサとして規定される。シンプルセンサ自動応答により、シンプルセンサタグをクエリラウンドに含めるために「Ｓｅｌｅｃｔ」コマンドによって選択するのに時間を要することなく、センサのデータをリーダによって読み取ることができる。そのような時間を要すると、特に優れた感度にも満たないタグの場合に、タグ読み取り失敗率の統計的増大を招く。しかし、シンプルセンサが常にデータを送信すると、多くのシンプルセンサタグがシンプルセンサを伴わない一群のタグと混ぜ合わされる場合に、分離プロセスが著しく遅くなるとともに、統計的に、適切に分離されて読み取られることがなかった見逃されたタグの数が増大する。
【００４３】
[0046]本発明の実施形態は、前述した「ミニ選択」機能性を、シンプルセンサ・コマンドがクエリラウンドに入るか否か、および、シンプルセンサ・コマンドの自動応答機能が特定のクエリラウンドにとって有効であるかどうかを選択できる特殊なクエリコマンドに組み込む。
【００４４】
[0047]本発明は様々な改良および代替形態を受け入れる余地があるが、本発明の特定の例が図示されて本明細書中に詳しく記載されている。しかしながら、言うまでもなく、本発明は開示された特定の形態に限定されず、それどころか、本発明は全ての改良、等価物、および、代替案を含むものである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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