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JP3979309B2 - Communication system responder and communication system - Google Patents
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JP3979309B2 - Communication system responder and communication system - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器が質問波を送信し、質問波を受信した複数の応答器が返信情報を反射して質問器に返信する通信システムの応答器及び通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
質問器から複数の応答器へ主搬送波を送り、主搬送波を受信した応答器が主搬送波に対して応答器識別信号情報等で変調を行った反射波信号を質問器に返信する通信システムが知られている。この通信システムでは、応答器を安価に製作することが可能であり、特に多数の応答器を持つ通信システムにおいてコストパフォーマンスに優れたものである。しかし、この通信システムにおいては、多数の応答器からの返信である多数の反射波信号の干渉が問題となる。この点、応答器が反射信号を返信する時間枠であるタイムスロットを複数設け、各応答器が異なるタイムスロットを用いて反射信号を返信する方法や、応答器から返信される反射信号を変調する副搬送波の周波数を分割多重化し、返信毎に副搬送周波数をランダムに選択してホッピングさせる周波数ホッピングを用いる方法により反射信号同士の干渉を回避する通信システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−49658号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のタイムスロットを設ける方法では、応答器が多数ある場合に、全ての応答器との通信を完了させる時間が長くなるという問題がある。
また、周波数ホッピングを用いて副搬送波を多重分割化する方法では、質問器と全応答器との通信を完了させる時間は短くなる。しかし、質問器から遠い位置にある応答器からの反射信号が、質問器から近い位置にある応答器からの反射信号、または反射信号の高調波信号により干渉される場合があり、この場合、質問器が遠い位置にある応答器からの反射信号の存在を認識することすらできないという問題がある。つまり、複数の応答器が同じ副搬送波の周波数を用いた反射信号を返信した場合に、反射信号の強度が同程度であれば質問器において正しく復調をすることができないため、これらの応答器に対して再送要求することが可能であるが、質問器から遠い位置にある応答器からの反射信号が、質問器から近い位置にある応答器からの反射信号、または反射信号の高調波信号により干渉された場合には、近い位置にある応答器からの反射信号を正しく復調することができるため、質問器から再送要求することはなく、質問器が遠い位置にある応答器からの反射信号を認識することができない。
【0005】
本発明は、質問器から遠い位置にある応答器からの反射波が、質問器から近い位置にある応答器からの反射波、または高調波によって干渉されることなく通信することができる通信システムの応答器及び通信システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の通信システムの応答器は、質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの応答器であって、前記質問器と前記応答器との距離を検出する距離検出手段と、前記質問器から送信された主搬送波を含む前記質問波を受信し反射する主搬送波受信反射手段と、前記応答器から送信する情報を作成する情報作成手段と、前記主搬送波受信反射手段により反射される反射波を変調する変調信号の周波数帯域を、前記距離検出手段により検出された距離に基づいて決定する帯域決定手段と、前記変調信号の周波数帯域が前記帯域決定手段により決定される周波数帯域になるように、前記情報作成手段により作成された情報に基づいて前記変調信号を生成する変調信号生成手段とを備えることを特徴とする。
この構成によると、質問器と応答器との距離に基づいて変調信号の周波数帯域が設定されるため、前記距離は異なる場合が多く、結果として各応答器の反射波の周波数を分散させ、各応答器間の反射波の干渉を減らすことができる。
【0007】
請求項2に記載の通信システムの応答器は、前記帯域決定手段は、前記距離検出手段により検出された距離が近いほど前記変調信号の周波数帯域を高くすることを特徴とする。
この構成によると、質問器から近い位置にある応答器から返信される反射波の変調信号の周波数帯域を高くするため、遠い位置にある応答器から返信される反射波が、近い位置にある応答器から返信される反射波の基本波または高調波により干渉されることがなくなる。
【0008】
請求項3に記載の通信システムの応答器は、前記帯域決定手段は、前記周波数帯域を、前記距離検出手段により検出された距離から所定の関係式により算出することを特徴とする。
この構成によると、距離と周波数帯域の関係を数式で定めるため、単純且つ正確に周波数帯域を求めることができ、メモリ容量を減らすことができる。
【0009】
請求項4に記載の通信システムの応答器は、前記帯域決定手段は、前記周波数帯域を、前記周波数帯域と前記距離検出手段により検出された距離との対応テーブルに基づいて決定することを特徴とする。
この構成によると、距離と周波数帯域の関係をテーブルとして定めるため、簡単な処理で周波数帯域を決定することができる。
【0010】
請求項5に記載の通信システムの応答器は、前記帯域決定手段は、前記周波数帯域を、グループ化された前記周波数帯域と前記距離検知手段により検知された距離との対応テーブルに基づいて選択された前記周波数帯域のグループから、ランダムまたは応答器毎の固有の定義に基づいて決定することを特徴とする。
この構成によると、夫々の応答器において、反射波の変調信号の周波数帯域を変化させるため、複数の応答器が等距離に存在する場合に応答器同士の返信が干渉する確率を低くすることができる。
【0011】
請求項6に記載の通信システムの応答器は、前記変調信号生成手段は、複数の送信時間枠を設定し、いずれの送信時間枠で変調を行うかをランダムまたは応答器毎の固有の定義に基づいて決定することを特徴とする。
この構成によると、夫々の応答器において、反射波の送信時間枠を変化させるため、複数の応答器が等距離に存在する場合でも応答器同士の送信が干渉する確率をさらに低くすることができる。
【0012】
請求項7に記載の通信システムの応答器は、前記変調信号生成手段は、前記情報の送信を完了するまで前記帯域決定手段により決定された前記周波数帯域を変更しないことを特徴とする。
この構成によると、応答器の返信が完了するまで反射波の変調信号の周波数帯域を変更しないため、質問器での復調を正確に行うことができる。
【0013】
請求項8に記載の通信システムの応答器は、前記質問波の電力を取り出して充電を行う充電手段をさらに備え、前記充電手段は、前記応答器内に蓄積された電力が所定容量以上になったら、前記応答器の各手段を動作させ、前記質問波に応答するようにしたことを特徴とする。
この構成によると、応答器に電源を設ける必要がないため、応答器を小型及び軽量化することができる。また、所定容量以上蓄電されるまで応答器が動作しないため、安定した返信を行うことができる。
また、質問器と応答器との距離に応じて受信強度が異なることから充電時間が異なり、充電までの時間も各応答器で自然と分散してくるため、結果として応答タイミングも各応答器で分散し干渉を減らすことができる。
【0014】
請求項9に記載の通信システムの応答器は、前記距離検出手段は、前記充電手段において、充電される電圧または電力の単位時間あたりの変化量、または前記充電される電圧または電力の所定量の変化が得られる時間に基づいて、前記質問器と応答器との距離を検出することを特徴とする。
この構成によると、充電される電圧や電力に基づいて距離を検出するため、充電しながら距離を検出でき、質問器と応答器との距離を物理長ではなく経路長を求めることで、壁や通路によって制限される実際の位置関係に即した距離を検出することができる。
【0015】
請求項10に記載の通信システムの応答器は、前記距離検出手段は、前記質問波の強度から距離を検出することを特徴とする。
この構成によると、質問波の強度に基づいて距離を検出するため、簡単に距離を検出することができ、質問器と応答器との距離を物理長ではなく経路長を求めることで、壁や通路によって制限される実際の位置関係に即した距離を検出することができる。
【0016】
請求項11に記載の通信システムは、前記質問器は、前記質問波を受信した前記応答器から返信される変調された前記反射波より得られる前記変調信号の強度から、前記質問器と前記応答器との距離を検出する質問器距離検出手段と、前記距離の情報を前記応答器に送信する距離情報送信手段とを備え、前記応答器は、前記主搬送波受信反射手段で前記距離の情報を受信し、前記距離検出手段が、前記距離の情報から前記質問器と応答器との距離を検出するようにしたことを特徴とする。
この構成によると、質問器と応答器との距離の検出を質問器側で行うことができるため、応答器側の負担を軽減するとともに応答器の構成を簡単にすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
<第1の実施の形態>
以下、本発明に係る第1の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、第1の実施の形態の通信システム1の構成例を示す図である。
【0018】
図1に示すように、通信システム1は、質問器2と応答器3a〜3cとで構成される。また、図1の例において、応答器3a〜3cは、質問器2に近い順から応答器3a、応答器3c、応答器3bの順に配置されている。通信システム1は、質問器2から応答器3a〜3cに対して主搬送周波数Fc1の質問波を送信する。応答器3a〜3cは質問器2から送信された質問波を受信すると、自己が持つ返信情報により変調された副搬送波周波数f1〜f3の反射波を質問器2に返信する。このように通信システム1は、質問器2を介して、複数の応答器3a〜3cから各応答器自身の情報、または各応答器が取得した情報を収集するシステムに好適である。例えば、質問器2を店舗内に配置し、応答器3a〜3cを顧客に付与することで、店舗内における、顧客の移動経路を取得すること等が可能である。また、質問器2を工場内に配置し、応答器3a〜3cを工場内に備えられた各装置の状態を取得できるように接続することで、工場内における各装置の状態を集中管理することが可能である。尚、図1では1台の質問器2に3台の応答器3a〜3cの構成であるが、夫々の台数は通信システム1の規模や使用環境によって任意に設定することが可能である。
【0019】
以下、図1に一例を示す通信システム1を構成する質問器2、及び応答器3a〜3cの構成を順に図面を参照しつつ説明する。
【0020】
まず、質問器2の構成について図2を参照しつつ説明する。図2は、質問器2の構成を示すブロック図である。図2に示すように、質問器2は、アナログ回路部10とデジタル回路部20とアンテナ17とを備えている。アナログ回路部10は、発振器11と、変調器12と、電力増幅器13と、サーキュレータ14と、低雑音増幅器(Low Noise Amp:LNA)15と、主搬送波復調器16とから構成されている。
【0021】
発振器11は、900MHz、2.45GHz、5GHzなどの周波数の主搬送波を発振し、発振した主搬送波を変調器12へ出力する。変調器12は、質問器2自身のID番号等を振幅変調(Amplitude Shift Keying:ASK)で、発振器11から入力された主搬送波を変調し、変調した主搬送波を電力増幅器13へ出力する。電力増幅器13は、変調器12で変調された主搬送波を電力増幅し、サーキュレータ14へ出力する。サーキュレータ14は、電力増幅器13から入力された増幅後の変調された主搬送波をアンテナ17に伝え、又、アンテナ17が受信した電波をLNA15に伝えるように出力と入力の分離を行う。アンテナ17に伝えられた増幅後の変調された主搬送波(質問波)がアンテナ17から放射されることになる。
【0022】
LNA15は、サーキュレータ14から入力されるアンテナ17が受信した応答器3a〜3cからの反射波を増幅し、主搬送波復調器16へ出力する。主搬送波復調器16は、LNA15で増幅された受信信号を発振器11からの信号とミキシングしてホモダイン検波し、デジタル回路部20の後述する帯域分割フィルタ21へ出力する。
【0023】
デジタル回路部20は、帯域分割フィルタ21と、副搬送波復調器22と、フレーム分割器23と、フレーム仕分け器24と、フレーム連結器25と、コントローラ26と、副搬送波強度比較器27とから構成されている。帯域分割フィルタ21は、アナログ回路部10の主搬送波復調器16でホモダイン検波された受信信号を、アナログ信号からデジタル信号にA/D変換し、このA/D変換された受信信号をフーリエ変換によるフィルタ処理によりホッピング周波数に対応したチャンネルに分離し、分離した信号を逆フーリエ変換により時間系列に変換することで夫々変調された副搬送波信号として取り出し、副搬送波復調器22と副搬送波強度比較器27とへ出力する。副搬送波復調器22は、帯域分割フィルタ21で分離された副搬送波信号を復調して元の情報信号を生成し、フレーム分割器23へ出力する。フレーム分割器23は、副搬送波復調器22で生成された各チャンネルからの出力を適正なフレームに分離し、フレーム仕分け器24へ出力する。フレーム仕分け器24は、フレーム分割器23で分割されたフレームを仕分けし、フレーム連結器25へ出力する。フレーム連結器25は、フレーム仕分け器24で仕分けられたフレームを応答器ごとに時系列に連結し、コントローラ26に出力する。副搬送波強度比較器27は、帯域分割フィルタ21で分離された副搬送波信号から副搬送波信号の信号の強度を予め定められた閾値と比較し、その比較結果をコントローラ26に出力する。コントローラ26は、質問器2の全体の制御を司る。
【0024】
次に、応答器3aの構成について図3を参照しつつ説明する。図3は、応答器3aの構成を示すブロック図である。尚、応答器3b,3cの構成は応答器3aと実質的に同等であり、応答器3aの説明が適用できるため詳細は省略する。
【0025】
応答器3aは、図3に示すように、アンテナ(受信反射手段)31と、変復調器32と、情報取得部33と、デジタル回路部40とを備えている。変復調器32は、アンテナ32が受信した質問波を復調して、情報取得部33へ出力する。また、変復調器32は、後述する副搬送波変調器46で変調された副搬送波で質問波を変調し、変調波を反射波としてアンテナ31から返信する。情報取得部33は、変復調器32により復調された信号の強度から信号の強度情報を、変復調器32により復調された信号から信号内容情報を取得し、信号の強度情報を後述する距離検出部42に出力するとともに、信号内容情報を後述する情報作成部44に出力する。
【0026】
デジタル回路部40は、コントローラ41と、副搬送波発振器45と、副搬送波変調器46(変調信号生成手段)とから構成されている。副搬送波発振器45は、コントローラ41の後述する帯域決定部43により決定された周波数の副搬送波を発振し、発振した副搬送波を副搬送波変調器46へ出力する。副搬送波変調器46は、コントローラ41の後述する情報作成部44により作成された情報信号により副搬送波発振器45から入力された副搬送波を位相変調(Phase Shift Keying:PSK)で変調し、変調された副搬送波を変復調器32へ出力する。コントローラ41は、応答器3aの制御を司るものであり、各機能部である距離検出部(距離検出手段)42と、帯域決定部(帯域決定手段)43と、情報作成部(情報作成手段)44等とを構成する。尚、副搬送波発振器45及び副搬送波変調器46は、コントローラ41のクロックを利用して、ソフト的に構成しても良い。また、副搬送波の変調は、位相変調以外に、周波数変調(Frequency Shift Keying:FSK)や振幅変調(Amplitude Shift Keying)等としても良い。また、副搬送波発振器45及び副搬送波変調器46を、コントローラ41内に設け1チップ化しても良い。
【0027】
次に、コントローラ41により構成される各機能部について説明する。距離検出部42は、情報取得部33により取得された質問波の信号の強度情報から質問器2と応答器3aとの距離を検出する。具体的には、グループ化された信号の強度と、質問器2と応答器3aとの距離との対応テーブルを用いて、情報取得部33により取得された信号の強度から質問器2と応答器3aとの距離を選択することで検出する。そして、距離検出部42は、検出した質問器2と応答器3aとの距離情報を帯域決定部43に出力する。尚、対応テーブルを用いずに、信号の強度情報から所定の関係式を用いて質問器2と応答器3aとの距離算出することによって検出するようにしてもよい。
【0028】
帯域決定部43は、反射波の副搬送波の周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域を副搬送波発振器45に出力することで副搬送波を発振させる。副搬送波の周波数帯域は、周波数ホッピング方式により決定される。周波数ホッピング方式は、副搬送波の周波数帯域を、複数の周波数帯域(チャンネル)の中から、ランダムに選択する方式である。応答器3aは、周波数ホッピング方式により1回の返信毎に副搬送波の周波数帯域をホッピングする。このように周波数ホッピング方式を用いることで、同時に返信される複数の反射波が互いに干渉する可能性を低くすることができるとともに、返信される返信情報の機密性を高くすることができる。しかし、全ての周波数帯域に渡って副搬送波の周波数をホッピングさせると、前述したように、質問器2から遠くにある応答器の反射波が、質問器2の近くにある応答器からの反射波、または反射波の高調波により干渉される可能性がある。そのため、帯域決定部43は、質問器2と応答器3aとの距離が近ければ副搬送波の周波数帯域が高く、距離が遠ければ副搬送波の周波数帯域が低くなるように、ホッピングする周波数帯域をグループ化して限定する。
【0029】
具体的には、質問器2と応答器3aとの距離と限定される周波数帯域との対応テーブルを用いて、距離検出部42により検出された質問器2と応答器3aとの距離情報から、ホッピングさせる副搬送波の周波数帯域を決定する。図4に質問器2と応答器3aとの距離と限定される周波数帯域との対応テーブルの例を示す。図4に示すように、質問器2と応答器3aとの距離が0.5mから0.1mづつ遠くなるに従って、限定される周波数帯域の中心周波数が300.0kHzから10kHzづつ低くなるように設定されている。この対応テーブルによると、例えば、距離検出部42により検出された質問器2と応答器3aとの距離が0.6mであった場合に、ホッピングする周波数帯域は、285.0kHzから295.0kHzに限定され、この周波数帯域にグループ化されている複数のチャンネル内においてホッピングにより反射波の副搬送波の周波数帯域が決定される。
【0030】
尚、対応テーブルを用いずに、質問器2と応答器3aとの距離から、例えば関係式(1)〜(3)を用いて周波数帯域を算出するようにしてもよい。また、関係式は関係式(1)〜(3)に限定されるものではなく、質問器2と応答器3a〜3cとの距離が遠くなるに従って副搬送波の周波数帯域が低くなるような関係式であればよい。
f = a/r+b (1)
f = a/r2+b (2)
f = a/r2+b/r+c (3)
a,b,c : 定数
f : 副搬送波の周波数帯域の中心値
r : 質問器と応答器との距離
【0031】
また、帯域決定部43は、決定した周波数帯域を副搬送波発振器45に出力するタイミングを制御することで反射波を返信するタイミングを制御する。反射波を返信するタイミングは、1回の返信を完了させるのに十分な予め定められた時間枠を複数枠設定し、複数の時間枠の中から返信する時間枠をランダムに選択することで決定する。尚、返信する時間枠は、予め規定された順序に従って選択されるようにしてもよい。
【0032】
情報作成部44は、情報取得部33により取得された質問波の信号内容情報に基づいて、コントローラ41に備えられた図示しないメモリに記憶されている返信情報を読み出し、副搬送波変調器46に出力する。尚、返信情報は応答器3aに接続された外部装置から読み出すようにしてもよい。
【0033】
次に、受信した質問波から信号の強度情報と信号内容情報とを取り出す手段である応答器3a〜3cの変復調器32の復調手段と情報取得部33との回路構成の詳細について図5を参照しつつ説明する。図5は、応答器3a〜3cの変復調器32の復調手段と情報取得部33とのブロック図である。
【0034】
図5(a)に示すように、変復調器32の復調手段は、バンドパスフィルタ(BPF)51と、検波回路52とから構成されている。BPF51は、アンテナ31で受信した質問波から主搬送波の周波数帯域の信号を抽出して検波回路52に出力する。検波回路52は、BPF51により抽出された信号を復調して、後述する情報取得部33のアンプ53と、ローパスフィルタ(LPF)55とに夫々出力する。情報取得部33は、アンプ53と、A/D変換器54と、LPF55と、アンプ56と、リミッタ57とで構成されている。アンプ53は、変復調器32により復調された信号を増幅してA/D変換器54に出力する。A/D変換器54は、アンプ53により増幅された信号を、信号の強度に対応したデジタル信号に変換し、信号の強度情報としてコントローラ41の距離検出部42に出力する。また、LPF55は、変復調器32により復調された信号から高周波ノイズを除去してアンプ56に出力する。アンプ56は、LPF55により高周波ノイズを除去された信号を増幅してリミッタ57に出力する。リミッタ57は、アンプ56により増幅された信号をデジタル信号に成型し、信号内容情報としてコントローラ41の情報作成部44に出力する。
【0035】
また、主搬送波が振幅変調されない場合は、BPF51を使用しない図5(b)のような構成でもよい。図5(b)に示すように、変復調器32の復調部は、検波回路61で構成されている。検波回路61は、アンテナ31で受信した質問波を復調して後述する情報取得部33のLPF62に出力する。情報取得部33は、LPF62と、アンプ63と、A/D変換器64と、リミッタ65とで構成されている。LPF62は、変復調器32により復調された信号から高周波ノイズを除去してアンプ63に出力する。アンプ63は、LPF62により高周波ノイズを除去された信号を増幅してA/D変換器64と、リミッタ65とに夫々出力する。A/D変換器64は、アンプ63により増幅された信号を、信号の強度に対応したデジタル信号に変換し、信号の強度情報としてコントローラ41の距離検出部42に出力する。また、リミッタ65は、アンプ63により増幅された信号をデジタル信号に成型し、信号内容情報としてコントローラ41の情報作成部44に出力する。
【0036】
次に、通信システム1における通信時について図2、3を参照しつつ説明する。まず、質問器2において、アナログ回路部10の発振器11から周波数Fc1の主搬送波を発振する。発振器11により発振された主搬送波は、変調器12により質問器2のID番号等を示す情報で振幅変調される。変調器12により振幅変調された主搬送波は、電力増幅器13により電力増幅される。電力増幅器13により電力増幅された主搬送波は、サーキュレータ14によりアンテナ17を介して質問波として送信される。
【0037】
そして、質問器2から送信された質問波は応答器3a〜3cのアンテナ31により受信される。アンテナ31により受信された質問波は、変復調器32により復調される。変復調器32により復調された質問波は、情報取得部33により信号の強度情報と信号内容情報とを取り出される。情報取得部33により取り出された信号の強度情報から、距離検出部42により質問器2と応答器3a〜3cとの距離が検出される。また、情報作成部44により、情報取得部33により取り出された信号内容情報に基づいて返信情報が作成される。そして帯域決定部43により、距離検出部42により検出された距離に基づいて、距離が遠ければ周波数帯域が低く、距離が近ければ周波数帯域が高くなるようにホッピングさせて副搬送波の周波数帯域を決定し、決定した副搬送波の周波数帯域を複数の時間枠からランダムに選択した時間枠のタイミングに合わせて副搬送波発振器45に出力する。帯域決定部42により決定された副搬送波の周波数帯域に従って、副搬送波発振器45により副搬送波を発振する。副搬送波発振器45により発振された副搬送波は、副搬送波変調器46により、情報作成部44により作成された返信情報に従って位相変調される。変復調器32は、質問器2から受信中の質問波を、副搬送波変調器46により位相変調された副搬送波により振幅変調或いは位相変調して反射し、アンテナ31から反射波として返信する。
【0038】
そして、応答器3a〜3cから返信された反射波は、質問器2のアンテナ17により受信される。アンテナ17により受信された応答器3a〜3cからの反射波は、サーキュレータ14を介してLNA15により増幅される。LNA15により増幅された反射波は主搬送波復調器16により、発振器11からの信号がミキシングされてホモダイン検波により副搬送波信号が混ざった信号が復調される。主搬送波復調器16により復調された副搬送波信号が混ざった信号は、帯域分割フィルタ21により、応答器3a〜3c夫々の変調された副搬送波信号として取り出され、夫々副搬送波復調器22と副搬送波強度比較器27に出力される。
【0039】
帯域分割フィルタ21により取り出された夫々の副搬送波信号は、副搬送波復調器22により復調され情報信号を取り出される。副搬送波復調器22により取り出された夫々の情報信号は、フレーム分割器23により、各チャンネルからの出力を適切なフレームに分離される。フレーム分割器23によりフレームに分離された情報信号は、フレーム仕分け器24により応答器3a〜3c夫々に仕分けられる。フレーム仕分け器24により仕分けられた情報信号は、フレーム連結器25により、時系列に転結して返信情報として再構築される。フレーム連結器25により再構築された返信情報は、コントローラ26に入力される。コントローラ26に入力された各チャンネルからの出力は、副搬送波強度比較器27により情報信号の強度が予め定められた強度より大きいと判断された場合に、コントローラ26において処理される。
【0040】
次に通信システム1における副搬送波の状態について図6及び図7を参照しつつ説明する、図6は、質問器2において、応答器3a〜3cから反射波を同時に受信し復調した場合の副搬送波の周波数分布図である。縦軸は信号の強度であり、横軸は周波数である。図6に示すように、帯域決定部43により、質問器2からの距離が近くなるに従って副搬送波の周波数帯が高くなるように決定するため、図1に示すように、応答器3a〜3cが応答器3a、応答器3c、応答器3bの順に従って質問器2から遠くなるように配置されている場合は、応答器3bの副搬送波の周波数f2、応答器3cの副搬送波の周波数f3、応答器3aの副搬送波の周波数f1に従って順に副搬送波の周波数が高くなる。尚、信号の強度は、距離が遠くなるに従って減衰するため、質問器2との距離が遠くなるに従って順に弱くなる。副搬送波は奇数倍の周波数で強い高調波を示すが、質問器2からの距離が遠く信号の弱い応答器3bからの副搬送波f2の3倍の周波数の高調波3f2が質問器2からの距離が近い応答器3aの副搬送波f1と重なっても、高調波3f2に比べ副搬送波f1が充分強いため通信への影響は無視できる。
【0041】
図7は、通信システム1における、時間単位の副搬送波の周波数分布を示した図である。縦軸は周波数であり、横軸は時間である。CH1〜CH30は、副搬送波の周波数帯域をホッピングさせるチャンネルである。L1〜L10は、質問器2からの距離範囲であり、図7上において各距離範囲に対応してグループ化されたチャンネルの範囲を指示している。つまり、L1の距離範囲にある応答器はCH1〜CH3が、L2の距離範囲にある応答器はCH4〜CH6が、L3の距離範囲にある応答器はCH7〜CH9が限定される副搬送波の周波数帯域となる。質問器2からの距離はL1、L2、L3の順に従って近くなっている。そして、L1の範囲に応答器3bが、L2の範囲に応答器3c、3c'(図1には図示していない)が、L3の範囲に応答器3aが配置されているものとする。t1〜t12は、応答器3a〜3c,3c'が1回の返信を完了させるのに十分な時間枠である。図7中に配置されている複数の矩形状枠は、応答器3a〜3c,3c'が返信する反射波について、返信した時間枠と返信した反射波の副搬送波の周波数帯域との関係を示している。
図7に示すように、応答器3aはCH7〜CH9の範囲で、応答器3bはCH1〜CH3の範囲で、応答器3c,3c'はCH4〜CH6の範囲で、夫々副搬送波の周波数帯域をホッピングさせている。また、応答器3a〜3c,3c'はそれぞれランダムに選択した時間枠において反射波を返信している。
【0042】
以上、説明した第1の実施の形態では、質問器2と応答器3a〜3c,3c'との距離に基づいて変調信号の周波数帯域が設定されるため、前記距離は異なる場合が多く、結果として各応答器3a〜3c,3c'の反射波の周波数を分散させ、各応答器3a〜3c,3c'間の反射波の干渉を減らすことができる。
【0043】
また、遠い位置にある応答器3bは副搬送波の周波数帯域を低く、近い位置にある応答器3aは副搬送波の周波数帯域を高くするため、応答器3bからの反射信号に応答器3aからの反射信号の高調波が干渉することがなくなる。
【0044】
また、帯域決定部43が、副搬送波の周波数帯域をホッピングさせるため、同じ距離範囲にある応答器同士の反射波が干渉することが少なくなる。
【0045】
また、複数の時間枠からランダムに選択された時間枠で反射波を送信するため、同じ距離範囲にある応答器同士の反射波が干渉することが更に少なくなる。
【0046】
また、質問波の強度に基づいて距離を検出するため、簡単に距離が検出でき、質問器2と応答器3a〜3cとの距離を物理長ではなく経路長を求めることで、壁や通路によって制限される実際の位置関係に即した距離を検出することができる。
【0047】
<第2の実施の形態>
以下、本発明に係る第2の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明に係る第2の実施の形態は、受信した質問波から信号の強度情報と信号内容情報とを取り出すための、応答器3a〜3cの変復調器32の復調手段と情報取得部33との回路構成以外は本発明に係る第1の実施の形態と実質的に同等であり、第1の実施の形態の応答器3a〜3cの変復調器32の復調手段と、情報取得部33の回路構成以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
【0048】
次に、受信した質問波から信号の強度情報と信号内容情報とを取り出す手段である応答器3a〜3cの変復調器32の復調手段と情報取得部33との回路構成の詳細について図8を参照しつつ説明する。図8は、応答器3a〜3cの変復調器32の復調手段と情報取得部33とのブロック図である。
【0049】
図8に示すように、変復調器32の復調手段は、検波回路71で構成されている。検波回路71は、アンテナ31で受信した質問波を復調して後述する情報取得部33の充電回路72とLPF74とに夫々出力する。情報取得部33は、充電回路72と、電圧検出回路73と、LPF74と、アンプ75と、リミッタ76とで構成されている。充電回路72は、変復調器32により復調された信号から電力を取り出して応答器3a〜3c内に備えられたコンデンサ34に充電する。電圧検出回路73は、充電回路72の電圧を検出し、検出した電圧値をデジタル信号に変換して信号の強度情報としてコントローラ41の距離検出部42に出力する。LPF74は、変復調器32により復調された信号から高周波ノイズを除去してアンプ75に出力する。アンプ75は、LPF74により高周波ノイズを除去された信号を増幅してリミッタ76に出力する。リミッタ76は、アンプ75により増幅された信号をデジタル信号に整形し、信号内容情報としてコントローラ41の情報作成部44に出力する。
そして、コントローラ41の距離検出部42は、充電回路72の充電される電圧の単位時間当りの変化量、または充電される電圧が所定の電圧量の変化が得られるまでの時間から質問器2との距離を検出する。尚、電圧検出回路73の変わりに電力検出回路を設け、充電回路72の充電される電力の単位時間当りの変化量、または充電される電力が所定の電力量の変化が得られるまでの時間から質問器2との距離を検出するようにしてもよい。
【0050】
コンデンサ34は、応答器3a〜3cを動作させる電源である。コンデンサ34は、充電回路72により受信した質問波から電力を取り出して充電される。コンデンサ34に充電された電力が所定の電力以上になると、充電された電力を使用して応答器3a〜3cが起動して各機能が動作する。
【0051】
第2の実施の形態の通信システム1の動作状態は、第1の実施の形態の通信システム1の動作状態と実質的に同等であるので、第2の実施の形態の通信システム1の動作状態についての詳細は省略する。
【0052】
以上、説明した第2の実施の形態では、第1の実施の形態で説明した効果に加え、応答器3a〜3cがコンデンサ34に充電された電力により動作するため、応答器3a〜3cに電源装置を設ける必要がなくなり、応答器3a〜3cの小型化や軽量化を図ることができる。
また、質問器2と応答器3a〜3cとの距離に応じて受信強度が異なることから充電時間が異なり、充電までの時間も各応答器3a〜3cで自然と分散してくるため、結果として応答タイミングも各応答器3a〜3cで分散し干渉を減らすことができる。
また,コンデンサ34が比較的大きな容量を持つ場合には、次の応答時にコンデンサ34内にまだ電力を保持している時があり、時間を経て充電応答を繰り返す毎にコンデンサ34に保持されている電力も、コンデンサ特定等のばらつきも加わることで応答器3a〜3c毎に自然と分散してきて同様な効果が生まれるため、距離がほぼ同じであっても応答器3a〜3c間の干渉をかなり減らすことができる。
【0053】
<第3の実施の形態>
以下、本発明の第3の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。第3の実施の形態に係る通信システム1の構成例は、第1の実施の形態に係る通信システム1の構成と実質的に同等であり、第1の実施の形態に係る通信システム1の構成の説明が適用できるため詳細は省略する。
また、通信システム1を構成する質問器2の構成は、第1の実施の形態に係る通信システム1を構成する質問器2の構成と実質的に同等であり、第1の実施の形態に係る通信システム1を構成する質問器2の構成の説明が適用できるため詳細は省略する。
【0054】
次に、質問器2のコントローラ26により構成される機能部について図9を参照しつつ説明する。図9は、第3の実施の形態における質問器2の構成を示すブロック図である。コントローラ26には、さらに機能部として距離検出部(質問器距離検出手段)28と距離情報送信部(距離情報送信手段)29等とが備えられる。距離検出部28は、質問器2が受信した応答器3a〜3cの反射波の信号の強度から、質問器2と応答器3a〜3cとの夫々の距離を検出する。具体的には、帯域フィルタ21によって分割された夫々の副搬送波信号の信号の強度を、副搬送波強度比較器27により多段の閾値で比較し、その比較結果から、予め記憶されている信号の強度と質問器2と応答器3a〜3cとの距離との対応テーブルを用いて、質問器2と応答器3a〜3cとの夫々の距離を検出する。距離情報送信部29は、距離検出部28により検出された質問器2と応答器3a〜3cとの距離を、後述する通信手順に従って、距離情報として夫々の応答器3a〜3cに送信する。
【0055】
次に、応答器3aの構成について図10を参照しつつ説明する。図10は、応答器3aの構成を示すブロック図である。尚、応答器3b,3cの構成は応答器3aと実質的に同等であり、応答器3aの説明が適用できるため詳細は省略する。
【0056】
応答器3aは、図10に示すように、アンテナ31(受信反射手段)と、変復調器32と、情報取得部33(距離検出手段)と、デジタル回路部40とを備えている。変復調器32は、アンテナ32が受信した質問波を復調して、情報取得部33へ出力する。また、変復調器32は、後述する副搬送波変調器46で変調された副搬送波で質問波を変調し、変調波を反射波としてアンテナ31から返信する。情報取得部33は、変復調器32により復調された信号から信号内容情報を取得して後述する情報作成部44に出力する。
【0057】
デジタル回路部40は、コントローラ41と、副搬送波発振器45と、副搬送波変調器46(変調信号生成手段)とから構成されている。副搬送波発振器45は、コントローラ41の後述する帯域決定部43により決定された周波数の副搬送波を発振し、発振した副搬送波を副搬送波変調器46へ出力する。副搬送波変調器46は、コントローラ41の後述する情報作成部44により作成された情報信号により副搬送波発振器45から入力された副搬送波を位相変調(Phase Shift Keying:PSK)で変調し、変調された副搬送波を変復調器32へ出力する。コントローラ41は、応答器3aの制御を司るものであり、各機能部である帯域決定部43(帯域決定手段)と、情報作成部44(情報作成手段)とを構成する。尚、副搬送波発振器45及び副搬送波変調器46は、コントローラ41のクロックを利用して、ソフト的に構成しても良い。また、副搬送波の変調は、位相変調以外に、周波数変調(Frequency Shift Keying:FSK)としても良い。また、副搬送波発振器45及び副搬送波変調器46を、コントローラ41内に設け1チップ化しても良い。
【0058】
次に、コントローラ41により構成される各機能部について説明する。帯域決定部43は、反射波の副搬送波の周波数帯域を決定し、決定した周波数帯域を副搬送波発振器45に出力することで副搬送波を発振させる。副搬送波の周波数帯域は、周波数ホッピング方式により決定される。応答器3aは、周波数ホッピング方式により1回の返信毎に副搬送波の周波数帯域をホッピングする。このように周波数ホッピング方式を用いることで、同時に返信される複数の反射波が互いに干渉する可能性を低くすることができるとともに、返信される返信情報の機密性を高くすることができる。しかし、全ての周波数帯域に渡って副搬送波の周波数をホッピングさせると、前述したように、質問器2から遠くにある応答器の反射波が、質問器2の近くにある応答器からの反射波、または反射波の高調波により干渉される可能性がある。そのため、帯域決定部43は、質問器2と応答器3aとの距離が近ければ副搬送波の周波数帯域が高く、距離が遠ければ副搬送波の周波数帯域が低くなるように、ホッピングする周波数帯域を限定する。具体的には、まず、情報取得部33により質問器2から応答器3aに送信される質問波から信号内容情報を取り出し、質問器2で検知された質問器2と応答器3aとの距離情報を得る。そして、質問器2から送信された質問器2と応答器3aとの距離情報から、質問器2と応答器3aとの距離と限定される周波数帯域との対応テーブルから、質問器2と応答器3aとの距離情報によりホッピングさせる副搬送波の周波数帯域を決定する。質問器2と応答器3aとの距離と限定される周波数帯域との対応テーブルの例は、第1の実施の形態において使用される対応テーブル(図4)と実質的に同等である。図4に示すように、質問器2と応答器3aとの距離が0.5mから0.1mづつ遠くなるに従って、限定される周波数帯域の中心周波数が300.0kHzから10kHzづつ低くなるように設定されている。この対応テーブルによると、例えば、情報取得部33により検出された質問器2と応答器3aとの距離が0.6mであった場合に、ホッピングする周波数帯域は、285.0kHzから295.0kHzとなり、この周波数帯域に含まれる複数のチャンネルから周波数ホッピングにより反射波の副搬送波の周波数帯域が決定される。
【0059】
また、帯域決定部43は、決定した周波数帯域を副搬送波発振器45に出力するタイミングを制御することで反射波を返信するタイミングを制御する。反射波を返信するタイミングは、1回の返信を完了させるのに十分な予め定められた時間枠を複数枠設定し、複数の時間枠の中から返信する時間枠をランダムに選択することで決定する。
【0060】
情報作成部44は、情報取得部33により取得された質問波の信号内容情報に基づいて、コントローラ41に備えられた図示しないメモリに記憶されている返信情報を読み出し、副搬送波変調器46に出力する。尚、返信情報は応答器3aに接続された外部装置から読み出すようにしてもよい。
【0061】
次に、受信した質問波から信号内容情報を取り出す手段である応答器3a〜3cの変復調器32の復調手段と情報取得部33との回路構成については、第1の実施の形態に係る応答器3a〜3cの変復調器32の復調手段と情報取得部33との回路構成と実質的に同等であり(信号の強度情報を取り出す手段を除く)、第1の実施の形態に係る応答器3a〜3cの変復調器32の復調手段と情報取得部33との回路構成の説明が適用できるため詳細は省略する。
また、通信システム1における通信時の動作シーケンスについては、第1の実施の形態に係る通信システム1における通信時の動作シーケンスと実質的に同等であり、第1の実施の形態に係る通信システム1における通信時の動作シーケンスの説明が適用できるため詳細は省略する。
また、通信システム1における副搬送波の状態については、第1の実施の形態に係る通信システム1における副搬送波の状態と実質的に同等であり、第1の実施の形態に係る通信システム1における副搬送波の状態の説明が適用できるため詳細は省略する。
【0062】
次に、質問器2の通信手順の動作について図11を参照しつつ説明する。図11は質問器2の通信手順の動作を示すフローチャートである。まず、ステップS110(以下S110と略す、他のステップも同様)に移行し、応答器3a〜3cを探索するための質問波を送信する。その後、S120に移行し、所定時間内に応答器3a〜3cを探索するための質問波に対して応答器3a〜3cからのリンク要求の返信である反射波を受信したか否か判断する。応答器3a〜3cからのリンク要求の返信である反射波を受信しない場合は(S120:NO)、再びS110に移行し、応答器3a〜3cを探索するため質問波を送信する。応答器3a〜3cからのリンク要求の返信である反射波を受信した場合は(S120:YES)、S130に移行し、コントローラ26の距離検出部28により、リンク要求の返信である反射波の信号の強度から、質問器2とリンク要求をした応答器3a〜3cとの距離を検知する。
【0063】
その後、S140に移行し、コントローラ26の距離情報送信部29により反射波の信号の強度から検知した距離情報を、リンク要求を返信した応答器3a〜3c宛に質問波として送信する。その後、S150に移行し、リンク要求した応答器3a〜3cからの返信である反射波を受信して通信を開始する。その後、S160に移行し、リンク要求した応答器3a〜3cからの返信が完了するとともに通信を終了する。その後再びS110に移行して応答器3a〜3cを探索するため質問波を送信する。
【0064】
次に、応答器3a〜3cの通信手順の動作について図12を参照しつつ説明する。図12は応答器3a〜3cの通信手順の動作を示すフローチャートである。まず、S210に移行し、質問器2からの応答器3a〜3cを探索するための質問波を受信したか否かを判断する。応答器3a〜3cを探索するための質問波を受信しない場合は(S210:NO)、再びS210に移行し、応答器3a〜3cを探索するための質問波を受信するまで繰り返す。応答器3a〜3cを探索するための質問波を受信した場合は(S210:YES)、S220に移行し、自局が質問器2の探索対象となっている応答器か否か判断する。自局が探索対象となっている応答器の場合は(S220:YES)、S240に移行する。自局が探索対象となっている応答器でない場合は(S220:NO)、S230に移行し、質問器2に送信する送信情報があるか否か判断する。送信情報がない場合は(S230:NO)、再びS210に移行し、応答器3a〜3cを探索するための質問波を受信するまで繰り返す。送信情報がある場合は(S230:YES)、S240に移行する。S240では、質問器2との通信を行うため、質問器2に対して受信した質問波の反射波としてリンク要求を返信する。
【0065】
その後、S250に移行し、質問器2から、質問器2と自局との距離情報を質問波として受信する。その後、S260に移行し、受信した距離情報から帯域決定部43により副搬送波の周波数帯域を決定する。その後、S270に移行し、帯域決定部43により決定された周波数帯域の副搬送波により受信した質問波を変調反射して送信情報の返信を開始する。その後、S280に移行し、返信を完了するとともに通信を終了する。その後、再びS210に移行し、応答器3a〜3cを探索するための質問波を受信するまで繰り返す。
【0066】
次に、通信システム1の通信手順の動作シーケンスについて図13を参照しつつ説明する。図13は、通信システム1の通信手順の動作シーケンス図である。まず、質問器2が、応答器3a〜3cを探索するため質問波を送信する(S310)。そして、応答器3a〜3cが、質問器2から送信された質問波を受信する(S410)。その後、質問器2により探索された応答器3a〜3cは、質問器2に対してリンク要求を返信する(S420)。そして、質問器2は、応答器3a〜3cから返信されたリンク要求を受信する(S320)。その後、質問器2は、距離検出部28により、受信した応答器3a〜3cからのリンク要求である返信の信号の強度から、質問器2と応答器3a〜3cとの距離を検知する(S330)。その後、質問器2は、距離情報送信部29により、検知した質問器2と応答器3a〜3cとの距離情報を応答器3a〜3cに送信する(S340)。
【0067】
そして、応答器3a〜3cが、質問器2から送信された質問器2と応答器3a〜3cと距離情報を受信する(S430)。その後、応答器3a〜3cは、受信した距離情報に基づいて、帯域決定部43により副搬送波の周波数帯域を決定する(S440)。その後、応答器3a〜3cは、帯域決定部43により決定した副搬送波の周波数帯域により、質問器2から送信された質問波を変調反射することで質問器2に情報を返信する(S450)。応答器3a〜3cは、質問器2への情報の返信を完了すると通信を終了する(S460)。そして、質問器2が、応答器3a〜3cから返信された情報を受信する(S360)。質問器2は、応答器3a〜3cから返信された情報の受信が完了すると通信を終了する(S360)。
【0068】
以上、説明した第3の実施の形態では、質問器2と応答器3a〜3cとの距離に基づいて変調信号の周波数帯域が設定されるため、前記距離は異なる場合が多く、結果として各応答器3a〜3cの反射波の周波数を分散させ、各応答器3a〜3c間の反射波の干渉を減らすことができる。
【0069】
また、遠い位置にある応答器3bは副搬送波の周波数帯域を低く、近い位置にある応答器3aは副搬送波の周波数帯域を高くするため、応答器3bからの反射信号に応答器3aからの反射信号の高調波が干渉することがなくなる。
【0070】
また、帯域決定部43が、副搬送波の周波数帯域をホッピングさせるため、同じ距離範囲にある応答器同士の反射波が干渉することが少なくなる。
【0071】
また、複数の時間枠からランダムに選択された時間枠で反射波を送信するため、同じ距離範囲にある応答器同士の反射波が干渉することが更に少なくなる。
【0072】
また、質問器2の距離検出部28が質問器2と応答器3a〜3cとの距離を検知して、距離情報送信部29により応答器3a〜3cに距離情報を送信するため、応答器3a〜3c側で距離を検知する必要がなく、応答器3a〜3cの負担を軽減するとともに、応答器3a〜3cの構成を簡単にすることができる。
【0073】
以上、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更が可能なものである。例えば、第1〜第3の実施の形態では、質問器からの距離が遠い応答器は副搬送波の周波数帯域を低く、質問器からの距離が近い応答器は副搬送波の周波数帯域を高くする構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、質問器からの距離によって特定の周波数帯域に限定されない構成でもよい。また、この場合、質問器から遠い距離にある応答器と近い位置にある応答器との返信する時間枠が重ならないようにする構成でもよい。
【0074】
また、第1〜第3の実施の形態では、副搬送波の周波数帯域をランダムにホッピングさせる構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、予め規定された順序に従ってホッピングさせる構成でもよい。
【0075】
また、第1〜第3の実施の形態では、副搬送波の周波数帯域をホッピングする範囲を、質問器と応答器との距離によって複数のチャンネルをグループ化した周波数帯域に限定する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、質問器と応答器との距離に対応する特定の副搬送波の周波数帯域を決定するような構成でもよい。
【0076】
また、第1〜第3の実施の形態では、応答器の反射波の返信において、複数の時間枠を設定し、その時間枠の中から返信する時間枠をランダムに選択する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、予め規定された時間枠のタイミングで送信してもよいし、時間枠を設定しない構成でもよい。
【0077】
また、第3の実施の形態では、質問器側で質問器と応答器との距離を検知するとともに距離情報として応答器に送信し、距離情報を受信した応答器側で、距離情報に基づいて副搬送波の周波数帯域を決定する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、質問器側で質問器と応答器との距離を検知し、さらに検知した距離に基づいて副搬送波の周波数帯域を決定し、決定された周波数帯域を周波数帯域情報として応答器に送信する構成でもよい。
【0078】
第1〜第3の実施の形態では、応答器は副搬送波の周波数をタイムインターバル毎に変化させる、つまり副搬送波を周波数ホッピングさせる例を中心に説明してきたが、質問器と応答器との距離に基づいて副搬送波の周波数或いはタイミングが設定されるのであれば、副搬送波周波数を固定で設定するだけでも十分各応答器の反射波の干渉を減らせることは言うまでもない。
【0079】
【発明の効果】
本発明によると、質問器と応答器との距離に基づいて変調信号の周波数帯域が設定されるため、前記距離は異なる場合が多く、結果として各応答器の反射波の周波数を分散させ、各応答器間の反射波の干渉を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態における通信システムの構成例を示す図である。
【図2】 図1に示す質問器の構成を示すブロック図である。
【図3】 図1に示す応答器の構成を示すブロック図である。
【図4】 質問器と応答器との距離と限定される周波数帯域との対応テーブルの例である。
【図5】 図1に示す応答器の変復調部の復調手段と情報取得部とのブロック図である。
【図6】 図1に示す応答器から反射波を同時に受信し復調した場合の副搬送波の周波数分布図である。
【図7】 図1に示す通信システムにおける、時間単位の周波数分布を示した図である。
【図8】 第2の実施の形態における応答器の変復調部の復調手段と情報取得部とのブロック図である。
【図9】 第3の実施の形態における質問器の構成を示すブロック図である。
【図10】 第3の実施の形態における応答器の構成を示すブロック図である。
【図11】 第3の実施の形態における質問器の通信手順の動作を示すフローチャートである。
【図12】 第3の実施の形態における応答器の通信手順の動作を示すフローチャートである。
【図13】 第3の実施の形態における通信システムの通信手順の動作シーケンス図である。
【符号の説明】
1 通信システム
2 質問器
3a〜3c 応答器
31 アンテナ
32 変復調器
33 情報取得部
42 距離検出部
43 帯域決定部
44 情報作成部
45 副搬送波発振器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a responder and a communication system of a communication system in which an interrogator transmits an interrogation wave, and a plurality of transponders receiving the interrogation wave reflect reply information back to the interrogator.
[0002]
[Prior art]
A communication system is known in which a main carrier is sent from an interrogator to a plurality of transponders, and the responder that has received the main carrier returns a reflected wave signal that has been modulated with respect to the main carrier by means of response device identification signal information or the like to the interrogator. It has been. In this communication system, it is possible to manufacture a responder at low cost, and in particular, a communication system having a large number of responders is excellent in cost performance. However, in this communication system, interference of a large number of reflected wave signals that are replies from a large number of responders becomes a problem. In this regard, a plurality of time slots, which are time frames in which the responder returns the reflected signal, are provided, and each responder uses a different time slot to return the reflected signal, and the reflected signal returned from the responder is modulated. There has been proposed a communication system that avoids interference between reflected signals by a method that uses frequency hopping in which subcarrier frequencies are divided and multiplexed and hopping is performed by randomly selecting a subcarrier frequency for each reply (for example, Patent Document 1). reference).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-49658 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of providing a plurality of time slots, when there are a large number of responders, there is a problem that it takes a long time to complete communication with all the responders.
Further, in the method of multiplexing the subcarriers using frequency hopping, the time for completing the communication between the interrogator and all the transponders is shortened. However, the reflected signal from the transponder located far from the interrogator may be interfered by the reflected signal from the transponder located near the interrogator, or the harmonic signal of the reflected signal. There is a problem that even the presence of a reflected signal from a transponder at a remote position cannot be recognized. In other words, when multiple responders return reflected signals using the same subcarrier frequency, the interrogator cannot correctly demodulate if the intensity of the reflected signals is approximately the same. It is possible to request retransmission, but the reflected signal from the transponder located far from the interrogator interferes with the reflected signal from the transponder located closer to the interrogator or the harmonic signal of the reflected signal. In this case, it is possible to correctly demodulate the reflected signal from the responder in the near position, so that the interrogator does not request retransmission and recognizes the reflected signal from the responder in the far position. Can not do it.
[0005]
The present invention provides a communication system that can communicate a reflected wave from a transponder far from the interrogator without being interfered by a reflected wave from a transponder close to the interrogator or a harmonic. An object is to provide a transponder and a communication system.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The responder of the communication system according to claim 1, wherein an interrogator including a main carrier is transmitted from an interrogator, and the responder that has received the main carrier modulates the main carrier with predetermined information. A responder of a communication system for returning a reflected wave to an interrogator, comprising: distance detection means for detecting a distance between the interrogator and the responder; and the interrogation wave including a main carrier transmitted from the interrogator. The main carrier wave receiving / reflecting means for receiving and reflecting, the information creating means for creating information to be transmitted from the responder, and the frequency band of the modulation signal for modulating the reflected wave reflected by the main carrier wave receiving / reflecting means, the distance A band determining unit that determines based on the distance detected by the detecting unit; and the information generating unit that creates the frequency band of the modulated signal to be a frequency band determined by the band determining unit. Characterized in that it comprises a modulation signal generating means for generating the modulated signal based on the information.
According to this configuration, since the frequency band of the modulation signal is set based on the distance between the interrogator and the responder, the distance is often different. As a result, the frequency of the reflected wave of each responder is dispersed, Interference of reflected waves between responders can be reduced.
[0007]
The transponder of the communication system according to claim 2 is characterized in that the band determination unit increases the frequency band of the modulation signal as the distance detected by the distance detection unit decreases.
According to this configuration, in order to increase the frequency band of the modulated signal of the reflected wave returned from the responder located close to the interrogator, the reflected wave returned from the responder located far away is the response located near Interference from the fundamental wave or harmonics of the reflected wave returned from the instrument.
[0008]
The responder of the communication system according to claim 3, Obi The area determining means calculates the frequency band from a distance detected by the distance detecting means by a predetermined relational expression.
According to this configuration, since the relationship between the distance and the frequency band is determined by a mathematical expression, the frequency band can be obtained simply and accurately, and the memory capacity can be reduced.
[0009]
The responder of the communication system according to claim 4, Obi The area determining means determines the frequency band based on a correspondence table between the frequency band and the distance detected by the distance detecting means.
According to this configuration, since the relationship between the distance and the frequency band is determined as a table, the frequency band can be determined by simple processing.
[0010]
The responder of the communication system according to claim 5 Obi The range determining means is configured to randomly or for each responder select the frequency band from the group of the frequency bands selected based on the correspondence table between the grouped frequency bands and the distance detected by the distance detecting means. It is determined based on a unique definition.
According to this configuration, since the frequency band of the modulated signal of the reflected wave is changed in each responder, the probability that the responses of the responders interfere with each other when a plurality of responders exist at the same distance may be reduced. it can.
[0011]
The responder of the communication system according to claim 6, wherein the modulation Signal generation The means is characterized in that a plurality of transmission time frames are set, and in which transmission time frame modulation is performed is determined based on a random or unique definition for each responder.
According to this configuration, since the transmission time frame of the reflected wave is changed in each responder, it is possible to further reduce the probability of interference between the responders even when a plurality of responders exist at the same distance. .
[0012]
8. The responder of the communication system according to claim 7, wherein the modulation Signal generation The means does not change the frequency band determined by the band determination means until the transmission of the information is completed.
According to this configuration, the frequency band of the modulated signal of the reflected wave is not changed until the response of the responder is completed, so that the demodulation by the interrogator can be performed accurately.
[0013]
9. The responder of the communication system according to claim 8, further comprising a charging unit that takes out the power of the interrogation wave and performs charging, and the charging unit has power accumulated in the responder exceeding a predetermined capacity. Then, each means of the responder is operated to respond to the interrogation wave.
According to this configuration, since it is not necessary to provide a power source for the responder, the responder can be reduced in size and weight. Further, since the responder does not operate until the predetermined capacity or more is stored, a stable reply can be performed.
In addition, since the reception strength varies depending on the distance between the interrogator and the transponder, the charging time varies, and the time until charging is naturally distributed among the transponders. Disperse and reduce interference.
[0014]
The responder of the communication system according to claim 9, wherein the distance detection unit is configured such that, in the charging unit, a change amount per unit time of the voltage or power to be charged, or a predetermined amount of the voltage or power to be charged. The distance between the interrogator and the responder is detected based on the time when the change is obtained.
According to this configuration, since the distance is detected based on the voltage and power to be charged, the distance can be detected while charging, and the distance between the interrogator and the responder is determined not by the physical length but by the path length. A distance in accordance with the actual positional relationship limited by the passage can be detected.
[0015]
The responder of the communication system according to claim 10 is characterized in that the distance detecting means detects a distance from the intensity of the interrogation wave.
According to this configuration, since the distance is detected based on the intensity of the interrogation wave, the distance can be easily detected, and the distance between the interrogator and the responder is determined not by the physical length but by the path length, A distance in accordance with the actual positional relationship limited by the passage can be detected.
[0016]
12. The communication system according to claim 11, wherein the interrogator uses the interrogator and the response from the intensity of the modulated signal obtained from the modulated reflected wave returned from the responder that has received the interrogation wave. Interrogator distance detecting means for detecting the distance to the receiver, and distance information transmitting means for transmitting the distance information to the responder, wherein the responder receives the distance information by the main carrier reception reflecting means. The distance detecting means detects the distance between the interrogator and the responder from the distance information.
According to this configuration, since the distance between the interrogator and the responder can be detected on the interrogator side, the burden on the responder side can be reduced and the configuration of the responder can be simplified.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system 1 according to the first embodiment.
[0018]
As shown in FIG. 1, the communication system 1 includes an interrogator 2 and responders 3a to 3c. In the example of FIG. 1, the responders 3 a to 3 c are arranged in the order of the responder 3 a, the responder 3 c, and the responder 3 b from the order close to the interrogator 2. The communication system 1 transmits an interrogation wave having the main carrier frequency Fc1 from the interrogator 2 to the responders 3a to 3c. When the responders 3 a to 3 c receive the interrogation wave transmitted from the interrogator 2, the responders 3 a to 3 c return the reflected waves of the subcarrier frequencies f <b> 1 to f <b> 3 modulated by the reply information that they have to the interrogator 2. Thus, the communication system 1 is suitable for a system that collects information on each responder itself or information acquired by each responder from the plurality of responders 3 a to 3 c via the interrogator 2. For example, by arranging the interrogator 2 in the store and giving the responders 3a to 3c to the customer, it is possible to acquire the movement route of the customer in the store. In addition, the interrogator 2 is arranged in the factory, and the responders 3a to 3c are connected so as to acquire the status of each apparatus provided in the factory, thereby centrally managing the status of each apparatus in the factory. Is possible. In FIG. 1, one interrogator 2 has three responders 3 a to 3 c. However, the number of the responders 3 a to 3 c can be arbitrarily set depending on the scale of the communication system 1 and the use environment.
[0019]
Hereinafter, the configuration of the interrogator 2 and the responders 3a to 3c constituting the communication system 1 shown in FIG. 1 will be described in order with reference to the drawings.
[0020]
First, the configuration of the interrogator 2 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the interrogator 2. As shown in FIG. 2, the interrogator 2 includes an analog circuit unit 10, a digital circuit unit 20, and an antenna 17. The analog circuit unit 10 includes an oscillator 11, a modulator 12, a power amplifier 13, a circulator 14, a low noise amplifier (Low Noise Amp: LNA) 15, and a main carrier demodulator 16.
[0021]
The oscillator 11 oscillates a main carrier wave having a frequency such as 900 MHz, 2.45 GHz, and 5 GHz, and outputs the oscillated main carrier wave to the modulator 12. The modulator 12 modulates the main carrier wave inputted from the oscillator 11 by amplitude modulation (Amplitude Shift Keying: ASK) of the ID number of the interrogator 2 itself, and outputs the modulated main carrier wave to the power amplifier 13. The power amplifier 13 amplifies the power of the main carrier modulated by the modulator 12 and outputs it to the circulator 14. The circulator 14 separates the output and the input so that the amplified main carrier after amplification input from the power amplifier 13 is transmitted to the antenna 17 and the radio wave received by the antenna 17 is transmitted to the LNA 15. The amplified modulated main carrier wave (interrogation wave) transmitted to the antenna 17 is radiated from the antenna 17.
[0022]
The LNA 15 amplifies the reflected waves from the responders 3 a to 3 c received by the antenna 17 input from the circulator 14 and outputs the amplified waves to the main carrier demodulator 16. The main carrier demodulator 16 mixes the received signal amplified by the LNA 15 with the signal from the oscillator 11, performs homodyne detection, and outputs it to the band division filter 21 described later of the digital circuit unit 20.
[0023]
The digital circuit unit 20 includes a band division filter 21, a subcarrier demodulator 22, a frame divider 23, a frame sorter 24, a frame coupler 25, a controller 26, and a subcarrier strength comparator 27. Has been. The band division filter 21 A / D converts the received signal homodyne detected by the main carrier demodulator 16 of the analog circuit unit 10 from an analog signal to a digital signal, and the A / D converted received signal is subjected to Fourier transform. The signal is separated into channels corresponding to the hopping frequency by filtering, and the separated signals are converted into time series by inverse Fourier transform to take out each as a modulated subcarrier signal. The subcarrier demodulator 22 and the subcarrier intensity comparator 27 Output to. The subcarrier demodulator 22 demodulates the subcarrier signal separated by the band division filter 21 to generate an original information signal, and outputs it to the frame divider 23. The frame divider 23 separates the output from each channel generated by the subcarrier demodulator 22 into an appropriate frame and outputs it to the frame sorter 24. The frame sorter 24 sorts the frames divided by the frame divider 23 and outputs them to the frame coupler 25. The frame connector 25 concatenates the frames sorted by the frame sorter 24 in time series for each responder and outputs the frames to the controller 26. The subcarrier strength comparator 27 compares the signal strength of the subcarrier signal from the subcarrier signal separated by the band division filter 21 with a predetermined threshold value, and outputs the comparison result to the controller 26. The controller 26 controls the entire interrogator 2.
[0024]
Next, the configuration of the responder 3a will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the responder 3a. The configuration of the responders 3b and 3c is substantially the same as that of the responder 3a, and the description of the responder 3a can be applied.
[0025]
As shown in FIG. 3, the responder 3 a includes an antenna (reception reflection means) 31, a modulator / demodulator 32, an information acquisition unit 33, and a digital circuit unit 40. The modem 32 demodulates the interrogation wave received by the antenna 32 and outputs it to the information acquisition unit 33. Also, the modem 32 modulates the interrogation wave with the subcarrier modulated by the subcarrier modulator 46 described later, and returns the modulated wave as a reflected wave from the antenna 31. The information acquisition unit 33 acquires signal strength information from the signal intensity demodulated by the modem 32, signal content information from the signal demodulated by the modem 32, and distance detection unit 42, which will be described later. The signal content information is output to the information creation unit 44 described later.
[0026]
The digital circuit unit 40 includes a controller 41, a subcarrier oscillator 45, and a subcarrier modulator 46 (modulation signal generating means). The subcarrier oscillator 45 oscillates a subcarrier having a frequency determined by a band determination unit 43 described later of the controller 41, and outputs the oscillated subcarrier to the subcarrier modulator 46. The subcarrier modulator 46 modulates the subcarrier input from the subcarrier oscillator 45 by phase modulation (Phase Shift Keying: PSK) based on the information signal created by the information creation unit 44 (to be described later) of the controller 41. The subcarrier is output to the modem 32. The controller 41 controls the responder 3a. The distance detector (distance detector) 42, the band determiner (band determiner) 43, and the information generator (information generator) are functional units. 44 and so on. Note that the subcarrier oscillator 45 and the subcarrier modulator 46 may be configured in software using the clock of the controller 41. Further, subcarrier modulation may be frequency modulation (Frequency Shift Keying: FSK), amplitude modulation (Amplitude Shift Keying), or the like in addition to phase modulation. Further, the subcarrier oscillator 45 and the subcarrier modulator 46 may be provided in the controller 41 and integrated into one chip.
[0027]
Next, each functional unit configured by the controller 41 will be described. The distance detection unit 42 detects the distance between the interrogator 2 and the responder 3 a from the intensity information of the interrogation signal acquired by the information acquisition unit 33. Specifically, the interrogator 2 and the responder are obtained from the intensity of the signal acquired by the information acquisition unit 33 using a correspondence table between the intensity of the grouped signal and the distance between the interrogator 2 and the responder 3a. It detects by selecting the distance with 3a. Then, the distance detection unit 42 outputs the detected distance information between the interrogator 2 and the responder 3a to the band determination unit 43. Instead of using the correspondence table, detection may be performed by calculating the distance between the interrogator 2 and the responder 3a from the signal strength information using a predetermined relational expression.
[0028]
The band determination unit 43 determines the frequency band of the reflected subcarrier and outputs the determined frequency band to the subcarrier oscillator 45 to oscillate the subcarrier. The frequency band of the subcarrier is determined by a frequency hopping method. The frequency hopping method is a method of randomly selecting a subcarrier frequency band from a plurality of frequency bands (channels). The responder 3a hops the frequency band of the subcarrier for each reply by the frequency hopping method. By using the frequency hopping method in this way, it is possible to reduce the possibility that a plurality of reflected waves returned at the same time interfere with each other, and to increase the confidentiality of the returned reply information. However, if the frequency of the subcarrier is hopped over the entire frequency band, as described above, the reflected wave of the responder far from the interrogator 2 is reflected from the responder near the interrogator 2. Or may be interfered by the harmonics of the reflected wave. Therefore, the band determination unit 43 groups the frequency bands to be hopped so that the frequency band of the subcarrier is high when the distance between the interrogator 2 and the responder 3a is short, and the frequency band of the subcarrier is low when the distance is long. To limit.
[0029]
Specifically, using the correspondence table between the distance between the interrogator 2 and the responder 3a and the limited frequency band, from the distance information between the interrogator 2 and the responder 3a detected by the distance detector 42, The frequency band of the subcarrier to be hopped is determined. FIG. 4 shows an example of a correspondence table between the distance between the interrogator 2 and the responder 3a and the limited frequency band. As shown in FIG. 4, the center frequency of the limited frequency band is set to decrease from 300.0 kHz to 10 kHz as the distance between the interrogator 2 and the responder 3a increases from 0.5 m to 0.1 m. Has been. According to this correspondence table, for example, when the distance between the interrogator 2 and the responder 3a detected by the distance detector 42 is 0.6 m, the frequency band to be hopped is from 285.0 kHz to 295.0 kHz. The frequency band of the subcarrier of the reflected wave is determined by hopping within a plurality of channels that are limited and grouped in this frequency band.
[0030]
Instead of using the correspondence table, the frequency band may be calculated from the distance between the interrogator 2 and the responder 3a using, for example, the relational expressions (1) to (3). Further, the relational expression is not limited to the relational expressions (1) to (3), and the relational expression that the frequency band of the subcarrier becomes lower as the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c becomes longer. If it is.
f = a / r + b (1)
f = a / r2 + b (2)
f = a / r2 + b / r + c (3)
a, b, c: constant
f: Center value of subcarrier frequency band
r: Distance between the interrogator and the responder
[0031]
In addition, the band determination unit 43 controls the timing of returning the reflected wave by controlling the timing of outputting the determined frequency band to the subcarrier oscillator 45. The timing for returning the reflected wave is determined by setting a plurality of predetermined time frames sufficient to complete one reply and randomly selecting a time frame for replying from the plurality of time frames. To do. In addition, you may make it select the time frame to reply in accordance with the order prescribed | regulated previously.
[0032]
The information creation unit 44 reads the reply information stored in a memory (not shown) provided in the controller 41 based on the signal content information of the interrogation wave acquired by the information acquisition unit 33 and outputs it to the subcarrier modulator 46. To do. The reply information may be read from an external device connected to the responder 3a.
[0033]
Next, refer to FIG. 5 for details of the circuit configuration of the demodulating means of the modulator / demodulator 32 of the responders 3a to 3c, which is means for extracting signal strength information and signal content information from the received interrogation wave, and the information acquisition unit 33. However, it will be explained. FIG. 5 is a block diagram of the demodulation means of the modem 32 and the information acquisition unit 33 of the responders 3a to 3c.
[0034]
As shown in FIG. 5A, the demodulating means of the modem 32 includes a band pass filter (BPF) 51 and a detection circuit 52. The BPF 51 extracts a signal in the main carrier frequency band from the interrogation wave received by the antenna 31 and outputs the signal to the detection circuit 52. The detection circuit 52 demodulates the signal extracted by the BPF 51 and outputs it to an amplifier 53 of the information acquisition unit 33 and a low-pass filter (LPF) 55 described later. The information acquisition unit 33 includes an amplifier 53, an A / D converter 54, an LPF 55, an amplifier 56, and a limiter 57. The amplifier 53 amplifies the signal demodulated by the modem 32 and outputs the amplified signal to the A / D converter 54. The A / D converter 54 converts the signal amplified by the amplifier 53 into a digital signal corresponding to the signal strength, and outputs the digital signal to the distance detection unit 42 of the controller 41 as signal strength information. Further, the LPF 55 removes high frequency noise from the signal demodulated by the modem 32 and outputs it to the amplifier 56. The amplifier 56 amplifies the signal from which the high frequency noise has been removed by the LPF 55 and outputs the amplified signal to the limiter 57. The limiter 57 forms the signal amplified by the amplifier 56 into a digital signal and outputs the signal to the information creation unit 44 of the controller 41 as signal content information.
[0035]
If the main carrier is not amplitude-modulated, the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 5 (b), the demodulator of the modem 32 includes a detection circuit 61. The detection circuit 61 demodulates the interrogation wave received by the antenna 31 and outputs it to the LPF 62 of the information acquisition unit 33 described later. The information acquisition unit 33 includes an LPF 62, an amplifier 63, an A / D converter 64, and a limiter 65. The LPF 62 removes high frequency noise from the signal demodulated by the modem 32 and outputs it to the amplifier 63. The amplifier 63 amplifies the signal from which the high frequency noise has been removed by the LPF 62 and outputs the amplified signal to the A / D converter 64 and the limiter 65, respectively. The A / D converter 64 converts the signal amplified by the amplifier 63 into a digital signal corresponding to the intensity of the signal, and outputs the digital signal to the distance detection unit 42 of the controller 41 as signal intensity information. Further, the limiter 65 forms the signal amplified by the amplifier 63 into a digital signal and outputs it as signal content information to the information creation unit 44 of the controller 41.
[0036]
Next, communication during the communication system 1 will be described with reference to FIGS. First, the interrogator 2 oscillates the main carrier wave having the frequency Fc1 from the oscillator 11 of the analog circuit unit 10. The main carrier wave oscillated by the oscillator 11 is amplitude-modulated by the modulator 12 with information indicating the ID number of the interrogator 2 and the like. The main carrier wave amplitude-modulated by the modulator 12 is amplified by the power amplifier 13. The main carrier wave amplified by the power amplifier 13 is transmitted as an interrogation wave by the circulator 14 via the antenna 17.
[0037]
The interrogation wave transmitted from the interrogator 2 is received by the antennas 31 of the responders 3a to 3c. The interrogation wave received by the antenna 31 is demodulated by the modem 32. The interrogation wave demodulated by the modem 32 is extracted by the information acquisition unit 33 as signal strength information and signal content information. The distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c is detected by the distance detection unit 42 from the intensity information of the signal extracted by the information acquisition unit 33. The information creation unit 44 creates reply information based on the signal content information extracted by the information acquisition unit 33. Then, based on the distance detected by the distance detection unit 42, the band determination unit 43 determines the frequency band of the subcarrier by hopping so that the frequency band is low when the distance is long and the frequency band is high when the distance is short. Then, the determined frequency band of the subcarrier is output to the subcarrier oscillator 45 in accordance with the timing of a time frame randomly selected from a plurality of time frames. The subcarrier oscillator 45 oscillates the subcarrier according to the frequency band of the subcarrier determined by the band determination unit 42. The subcarrier oscillated by the subcarrier oscillator 45 is phase-modulated by the subcarrier modulator 46 according to the return information created by the information creation unit 44. The modem 32 reflects the interrogation wave being received from the interrogator 2 by performing amplitude modulation or phase modulation with the subcarrier phase-modulated by the subcarrier modulator 46, and returns the reflected wave as a reflected wave from the antenna 31.
[0038]
The reflected waves returned from the responders 3a to 3c are received by the antenna 17 of the interrogator 2. The reflected waves from the responders 3 a to 3 c received by the antenna 17 are amplified by the LNA 15 via the circulator 14. The reflected wave amplified by the LNA 15 is mixed by the main carrier demodulator 16 with the signal from the oscillator 11 and the signal mixed with the subcarrier signal is demodulated by homodyne detection. A signal in which the subcarrier signals demodulated by the main carrier demodulator 16 are mixed is taken out by the band division filter 21 as the modulated subcarrier signals of the responders 3a to 3c. It is output to the intensity comparator 27.
[0039]
Each subcarrier signal extracted by the band division filter 21 is demodulated by the subcarrier demodulator 22 and an information signal is extracted. Each information signal extracted by the subcarrier demodulator 22 is separated by the frame divider 23 into an appropriate frame from the output from each channel. The information signal separated into frames by the frame divider 23 is sorted by the frame sorter 24 into the responders 3a to 3c. The information signals sorted by the frame sorter 24 are reconstructed as reply information by linking them in time series by the frame coupler 25. The reply information reconstructed by the frame coupler 25 is input to the controller 26. The output from each channel input to the controller 26 is processed by the controller 26 when the subcarrier intensity comparator 27 determines that the intensity of the information signal is greater than a predetermined intensity.
[0040]
Next, the state of the subcarrier in the communication system 1 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 shows the subcarrier when the interrogator 2 simultaneously receives and demodulates the reflected waves from the responders 3a to 3c. FIG. The vertical axis represents the signal intensity, and the horizontal axis represents the frequency. As shown in FIG. 6, the band decision unit 43 decides the frequency band of the subcarrier to be higher as the distance from the interrogator 2 becomes shorter. Therefore, as shown in FIG. 1, the responders 3 a to 3 c When arranged so as to be far from the interrogator 2 in the order of the responder 3a, the responder 3c, and the responder 3b, the frequency f2 of the subcarrier of the responder 3b, the frequency f3 of the subcarrier of the responder 3c, the response The frequency of the subcarrier increases in order according to the frequency f1 of the subcarrier of the device 3a. Since the signal intensity decreases as the distance increases, the signal intensity gradually decreases as the distance from the interrogator 2 increases. The subcarrier shows a strong harmonic at an odd multiple of the frequency, but the distance 3 from the interrogator 2 is a harmonic 3f2 that is far from the interrogator 2 and has a frequency three times that of the subcarrier f2 from the weak responder 3b. Even if it overlaps with the subcarrier f1 of the responder 3a close to, the influence on the communication can be ignored because the subcarrier f1 is sufficiently stronger than the harmonic 3f2.
[0041]
FIG. 7 is a diagram showing the frequency distribution of subcarriers in time units in the communication system 1. The vertical axis is frequency and the horizontal axis is time. CH1 to CH30 are channels for hopping the subcarrier frequency band. L1 to L10 are distance ranges from the interrogator 2, and indicate the ranges of channels grouped corresponding to each distance range in FIG. That is, the transponder frequency in which the responders in the distance range of L1 are CH1 to CH3, the responders in the distance range of L2 are CH4 to CH6, and the responders in the distance range of L3 are CH7 to CH9. It becomes a band. The distance from the interrogator 2 is close in the order of L1, L2, and L3. Assume that the responder 3b is arranged in the range of L1, the responders 3c and 3c ′ (not shown in FIG. 1) are arranged in the range of L2, and the responder 3a is arranged in the range of L3. t1 to t12 are time frames sufficient for the responders 3a to 3c and 3c ′ to complete one reply. The plurality of rectangular frames arranged in FIG. 7 indicate the relationship between the returned time frame and the sub-carrier frequency band of the returned reflected wave with respect to the reflected wave returned by the responders 3a to 3c, 3c ′. ing.
As shown in FIG. 7, the responder 3a is in the range of CH7 to CH9, the responder 3b is in the range of CH1 to CH3, and the responders 3c and 3c ′ are in the range of CH4 to CH6. Hopping. The responders 3a to 3c and 3c ′ return the reflected waves in the time frames selected at random.
[0042]
As described above, in the first embodiment described above, the frequency band of the modulation signal is set based on the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c, 3c ′. As described above, the frequency of the reflected wave of each of the responders 3a to 3c and 3c ′ can be dispersed to reduce interference of the reflected wave between the responders 3a to 3c and 3c ′.
[0043]
Further, since the transponder 3b at a far position lowers the frequency band of the subcarrier and the transponder 3a at a near position raises the frequency band of the subcarrier, the reflected signal from the responder 3b is reflected on the reflected signal from the responder 3b. The harmonics of the signal will not interfere.
[0044]
In addition, since the band determination unit 43 hops the frequency band of the subcarrier, the reflected waves between the responders in the same distance range are less likely to interfere with each other.
[0045]
In addition, since the reflected wave is transmitted in a time frame randomly selected from a plurality of time frames, the reflected waves between the responders in the same distance range are further reduced from interfering with each other.
[0046]
In addition, since the distance is detected based on the intensity of the interrogation wave, the distance can be easily detected, and the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c is determined not by the physical length but by the path length. It is possible to detect a distance in accordance with the actual positional relationship that is restricted.
[0047]
<Second Embodiment>
A second embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the second embodiment according to the present invention, the demodulating means of the modulator / demodulator 32 of the responders 3a to 3c and the information acquiring unit 33 for extracting the signal strength information and the signal content information from the received interrogation wave. Except for the circuit configuration, it is substantially the same as that of the first embodiment according to the present invention. The demodulating means of the modulator / demodulator 32 of the responders 3a to 3c of the first embodiment and the circuit configuration of the information acquisition unit 33 Since explanations other than are applicable, details are omitted.
[0048]
Next, refer to FIG. 8 for details of the circuit configuration of the demodulating means of the modulator / demodulator 32 of the responders 3a to 3c and means for acquiring the signal intensity information and signal content information from the received interrogation wave. However, it will be explained. FIG. 8 is a block diagram of the demodulation means of the modem 32 and the information acquisition unit 33 of the responders 3a to 3c.
[0049]
As shown in FIG. 8, the demodulating means of the modem 32 includes a detection circuit 71. The detection circuit 71 demodulates the interrogation wave received by the antenna 31 and outputs it to a charging circuit 72 and an LPF 74 of the information acquisition unit 33 described later. The information acquisition unit 33 includes a charging circuit 72, a voltage detection circuit 73, an LPF 74, an amplifier 75, and a limiter 76. The charging circuit 72 extracts power from the signal demodulated by the modem 32 and charges the capacitor 34 provided in the responders 3a to 3c. The voltage detection circuit 73 detects the voltage of the charging circuit 72, converts the detected voltage value into a digital signal, and outputs the digital signal to the distance detection unit 42 of the controller 41 as signal intensity information. The LPF 74 removes high frequency noise from the signal demodulated by the modem 32 and outputs it to the amplifier 75. The amplifier 75 amplifies the signal from which the high frequency noise has been removed by the LPF 74 and outputs the amplified signal to the limiter 76. The limiter 76 shapes the signal amplified by the amplifier 75 into a digital signal and outputs the signal to the information creation unit 44 of the controller 41 as signal content information.
Then, the distance detection unit 42 of the controller 41 is connected to the interrogator 2 from the amount of change per unit time of the charged voltage of the charging circuit 72 or the time until the charged voltage is changed to a predetermined voltage amount. Detect the distance. In addition, a power detection circuit is provided instead of the voltage detection circuit 73, and the amount of change per unit time of the charged power of the charging circuit 72 or the time until the charged power is changed to a predetermined amount of power. The distance from the interrogator 2 may be detected.
[0050]
The capacitor 34 is a power source that operates the responders 3a to 3c. The capacitor 34 is charged by extracting power from the interrogation wave received by the charging circuit 72. When the electric power charged in the capacitor 34 becomes equal to or higher than a predetermined electric power, the responders 3a to 3c are activated using the charged electric power to operate each function.
[0051]
Since the operation state of the communication system 1 according to the second embodiment is substantially the same as the operation state of the communication system 1 according to the first embodiment, the operation state of the communication system 1 according to the second embodiment. The details about are omitted.
[0052]
As described above, in the second embodiment described above, in addition to the effects described in the first embodiment, the responders 3a to 3c operate with the electric power charged in the capacitor 34. It is not necessary to provide a device, and the responders 3a to 3c can be reduced in size and weight.
In addition, since the reception intensity varies depending on the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c, the charging time is different, and the time until charging is naturally dispersed in each of the responders 3a to 3c. Response timing is also dispersed by the responders 3a to 3c, and interference can be reduced.
When the capacitor 34 has a relatively large capacity, there is a case where power is still held in the capacitor 34 at the next response, and is held in the capacitor 34 every time the charging response is repeated over time. Since the power and dispersion of capacitor specification and the like are also added, the response is naturally distributed for each of the responders 3a to 3c, and the same effect is produced. Therefore, even when the distance is almost the same, the interference between the responders 3a to 3c is considerably reduced. be able to.
[0053]
<Third Embodiment>
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The configuration example of the communication system 1 according to the third embodiment is substantially equivalent to the configuration of the communication system 1 according to the first embodiment, and the configuration of the communication system 1 according to the first embodiment. Since the explanation of is applicable, the details are omitted.
The configuration of the interrogator 2 constituting the communication system 1 is substantially the same as the configuration of the interrogator 2 constituting the communication system 1 according to the first embodiment. Since the description of the configuration of the interrogator 2 constituting the communication system 1 can be applied, details are omitted.
[0054]
Next, the function part comprised by the controller 26 of the interrogator 2 is demonstrated, referring FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the interrogator 2 in the third embodiment. The controller 26 further includes a distance detection unit (interrogator distance detection unit) 28, a distance information transmission unit (distance information transmission unit) 29, and the like as functional units. The distance detector 28 detects the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c from the intensity of the reflected wave signals of the responders 3a to 3c received by the interrogator 2. Specifically, the signal strength of each of the subcarrier signals divided by the band filter 21 is compared with a multi-stage threshold by the subcarrier strength comparator 27, and the strength of the signal stored in advance is determined from the comparison result. The distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c is detected using a correspondence table between the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c. The distance information transmitting unit 29 transmits the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c detected by the distance detecting unit 28 to the respective responders 3a to 3c as distance information according to a communication procedure described later.
[0055]
Next, the configuration of the responder 3a will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the responder 3a. The configuration of the responders 3b and 3c is substantially the same as that of the responder 3a, and the description of the responder 3a can be applied.
[0056]
As shown in FIG. 10, the responder 3 a includes an antenna 31 (reception reflection unit), a modem 32, an information acquisition unit 33 (distance detection unit), and a digital circuit unit 40. The modem 32 demodulates the interrogation wave received by the antenna 32 and outputs it to the information acquisition unit 33. Also, the modem 32 modulates the interrogation wave with the subcarrier modulated by the subcarrier modulator 46 described later, and returns the modulated wave as a reflected wave from the antenna 31. The information acquisition unit 33 acquires signal content information from the signal demodulated by the modem 32 and outputs the signal content information to the information creation unit 44 described later.
[0057]
The digital circuit unit 40 includes a controller 41, a subcarrier oscillator 45, and a subcarrier modulator 46 (modulation signal generating means). The subcarrier oscillator 45 oscillates a subcarrier having a frequency determined by a band determination unit 43 described later of the controller 41, and outputs the oscillated subcarrier to the subcarrier modulator 46. The subcarrier modulator 46 modulates the subcarrier input from the subcarrier oscillator 45 by phase modulation (Phase Shift Keying: PSK) based on the information signal created by the information creation unit 44 (to be described later) of the controller 41. The subcarrier is output to the modem 32. The controller 41 controls the responder 3a, and constitutes a bandwidth determining unit 43 (band determining unit) and an information creating unit 44 (information creating unit) that are functional units. Note that the subcarrier oscillator 45 and the subcarrier modulator 46 may be configured in software using the clock of the controller 41. The subcarrier modulation may be frequency modulation (FSK) in addition to phase modulation. Further, the subcarrier oscillator 45 and the subcarrier modulator 46 may be provided in the controller 41 and integrated into one chip.
[0058]
Next, each functional unit configured by the controller 41 will be described. The band determination unit 43 determines the frequency band of the reflected subcarrier and outputs the determined frequency band to the subcarrier oscillator 45 to oscillate the subcarrier. The frequency band of the subcarrier is determined by a frequency hopping method. The responder 3a hops the frequency band of the subcarrier for each reply by the frequency hopping method. By using the frequency hopping method in this way, it is possible to reduce the possibility that a plurality of reflected waves returned at the same time interfere with each other, and to increase the confidentiality of the returned reply information. However, if the frequency of the subcarrier is hopped over the entire frequency band, as described above, the reflected wave of the responder far from the interrogator 2 is reflected from the responder near the interrogator 2. Or may be interfered by the harmonics of the reflected wave. Therefore, the band determining unit 43 limits the frequency band to be hopped so that the frequency band of the subcarrier is high when the distance between the interrogator 2 and the responder 3a is short, and the frequency band of the subcarrier is low when the distance is long. To do. Specifically, first, signal content information is extracted from the interrogation wave transmitted from the interrogator 2 to the responder 3a by the information acquisition unit 33, and distance information between the interrogator 2 and the responder 3a detected by the interrogator 2 is obtained. Get. Then, from the distance information between the interrogator 2 and the responder 3a transmitted from the interrogator 2, from the correspondence table between the distance between the interrogator 2 and the responder 3a and the limited frequency band, the interrogator 2 and the responder The frequency band of the subcarrier to be hopped is determined by the distance information with 3a. An example of the correspondence table between the distance between the interrogator 2 and the responder 3a and the limited frequency band is substantially the same as the correspondence table (FIG. 4) used in the first embodiment. As shown in FIG. 4, the center frequency of the limited frequency band is set to decrease from 300.0 kHz to 10 kHz as the distance between the interrogator 2 and the responder 3a increases from 0.5 m to 0.1 m. Has been. According to this correspondence table, for example, when the distance between the interrogator 2 and the responder 3a detected by the information acquisition unit 33 is 0.6 m, the hopping frequency band is 285.0 kHz to 295.0 kHz. The frequency band of the subcarrier of the reflected wave is determined by frequency hopping from a plurality of channels included in this frequency band.
[0059]
In addition, the band determination unit 43 controls the timing of returning the reflected wave by controlling the timing of outputting the determined frequency band to the subcarrier oscillator 45. The timing for returning the reflected wave is determined by setting a plurality of predetermined time frames sufficient to complete one reply and randomly selecting a time frame for replying from the plurality of time frames. To do.
[0060]
The information creation unit 44 reads the reply information stored in a memory (not shown) provided in the controller 41 based on the signal content information of the interrogation wave acquired by the information acquisition unit 33 and outputs it to the subcarrier modulator 46. To do. The reply information may be read from an external device connected to the responder 3a.
[0061]
Next, regarding the circuit configuration of the demodulating means of the modulator / demodulator 32 of the responders 3a to 3c, which is means for extracting signal content information from the received interrogation wave, and the information acquisition unit 33, the responder according to the first embodiment. It is substantially equivalent to the circuit configuration of the demodulating means of the modems 3a to 3c and the information acquisition unit 33 (except for means for extracting signal strength information), and the responders 3a to 3c according to the first embodiment. Since the description of the circuit configuration of the demodulating means of the modem 3c and the information acquiring unit 33 can be applied, the details are omitted.
The operation sequence during communication in the communication system 1 is substantially the same as the operation sequence during communication in the communication system 1 according to the first embodiment, and the communication system 1 according to the first embodiment. The description of the operation sequence at the time of communication in FIG.
Further, the state of the subcarrier in the communication system 1 is substantially the same as the state of the subcarrier in the communication system 1 according to the first embodiment, and the subcarrier in the communication system 1 according to the first embodiment. Since the explanation of the state of the carrier wave is applicable, the details are omitted.
[0062]
Next, the operation of the communication procedure of the interrogator 2 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the communication procedure of the interrogator 2. First, the process proceeds to step S110 (hereinafter abbreviated as S110, the same applies to other steps), and interrogation waves for searching for the responders 3a to 3c are transmitted. Thereafter, the process proceeds to S120, and it is determined whether or not a reflected wave, which is a reply to the link request from the responders 3a to 3c, has been received in response to the interrogation wave for searching for the responders 3a to 3c within a predetermined time. When a reflected wave that is a response to the link request from the responders 3a to 3c is not received (S120: NO), the process proceeds to S110 again, and an interrogation wave is transmitted to search for the responders 3a to 3c. When a reflected wave that is a response to the link request from the responders 3a to 3c is received (S120: YES), the process proceeds to S130, and the distance detection unit 28 of the controller 26 uses the reflected wave signal that is a response to the link request. From the intensity, the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c that requested the link is detected.
[0063]
Thereafter, the process proceeds to S140, and the distance information detected from the intensity of the reflected wave signal by the distance information transmitting unit 29 of the controller 26 is transmitted as a question wave to the responders 3a to 3c that have returned the link request. Thereafter, the process proceeds to S150, and a reflected wave that is a reply from the responders 3a to 3c that requested the link is received and communication is started. Thereafter, the process proceeds to S160, and the reply from the responders 3a to 3c that requested the link is completed and the communication is terminated. Thereafter, the process proceeds to S110 again, and a query wave is transmitted to search for the responders 3a to 3c.
[0064]
Next, the operation of the communication procedure of the responders 3a to 3c will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the communication procedure of the responders 3a to 3c. First, the process proceeds to S210, and it is determined whether or not an interrogation wave for searching the responders 3a to 3c from the interrogator 2 has been received. When the interrogation wave for searching the responders 3a to 3c is not received (S210: NO), the process proceeds to S210 again and is repeated until the interrogation wave for searching the responders 3a to 3c is received. When the interrogation wave for searching the responders 3a to 3c is received (S210: YES), the process proceeds to S220, and it is determined whether or not the own station is the responder that is the search target of the interrogator 2. If the responder is the search target that is the subject station (S220: YES), the process proceeds to S240. When the own station is not the searcher that is the search target (S220: NO), the process proceeds to S230, and it is determined whether there is transmission information to be transmitted to the interrogator 2. When there is no transmission information (S230: NO), the process proceeds to S210 again, and is repeated until a query wave for searching the responders 3a to 3c is received. If there is transmission information (S230: YES), the process proceeds to S240. In S240, in order to communicate with the interrogator 2, a link request is returned to the interrogator 2 as a reflected wave of the received interrogation wave.
[0065]
Thereafter, the process proceeds to S250, and distance information between the interrogator 2 and the own station is received from the interrogator 2 as an interrogation wave. Thereafter, the process proceeds to S260, and the frequency band of the subcarrier is determined by the band determination unit 43 from the received distance information. Thereafter, the process proceeds to S270, and the interrogation wave received by the subcarrier in the frequency band determined by the band determination unit 43 is modulated and reflected, and transmission of transmission information is started. Thereafter, the process proceeds to S280, where the reply is completed and the communication is terminated. Thereafter, the process proceeds to S210 again, and is repeated until a query wave for searching for the responders 3a to 3c is received.
[0066]
Next, the operation sequence of the communication procedure of the communication system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an operation sequence diagram of a communication procedure of the communication system 1. First, the interrogator 2 transmits an interrogation wave to search for the responders 3a to 3c (S310). And the responders 3a-3c receive the interrogation wave transmitted from the interrogator 2 (S410). Thereafter, the responders 3a to 3c searched by the interrogator 2 return a link request to the interrogator 2 (S420). Then, the interrogator 2 receives the link request returned from the responders 3a to 3c (S320). Thereafter, the interrogator 2 detects the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c from the received signal strength of the link request from the responders 3a to 3c by the distance detector 28 (S330). ). Then, the interrogator 2 transmits the detected distance information between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c to the responders 3a to 3c by the distance information transmission unit 29 (S340).
[0067]
Then, the responders 3a to 3c receive the interrogator 2, the responders 3a to 3c and the distance information transmitted from the interrogator 2 (S430). Thereafter, the responders 3a to 3c determine the frequency band of the subcarrier by the band determination unit 43 based on the received distance information (S440). Thereafter, the responders 3a to 3c send back information to the interrogator 2 by modulating and reflecting the interrogation wave transmitted from the interrogator 2 by the frequency band of the subcarrier determined by the band determining unit 43 (S450). When the responders 3a to 3c complete the return of the information to the interrogator 2, the communication ends (S460). Then, the interrogator 2 receives the information returned from the responders 3a to 3c (S360). When the interrogator 2 completes the reception of the information returned from the responders 3a to 3c, the interrogator 2 ends the communication (S360).
[0068]
As described above, in the third embodiment described above, since the frequency band of the modulation signal is set based on the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c, the distance is often different. The frequency of the reflected waves of the devices 3a to 3c can be dispersed to reduce the interference of the reflected waves between the responders 3a to 3c.
[0069]
Further, since the transponder 3b at a far position lowers the frequency band of the subcarrier and the transponder 3a at a near position raises the frequency band of the subcarrier, the reflected signal from the responder 3b is reflected on the reflected signal from the responder 3b. The harmonics of the signal will not interfere.
[0070]
In addition, since the band determination unit 43 hops the frequency band of the subcarrier, the reflected waves between the responders in the same distance range are less likely to interfere with each other.
[0071]
In addition, since the reflected wave is transmitted in a time frame randomly selected from a plurality of time frames, the reflected waves between the responders in the same distance range are further reduced from interfering with each other.
[0072]
Further, the distance detector 28 of the interrogator 2 detects the distance between the interrogator 2 and the responders 3a to 3c, and the distance information transmitter 29 transmits the distance information to the responders 3a to 3c. It is not necessary to detect the distance on the ~ 3c side, the burden on the responders 3a to 3c can be reduced, and the structures of the responders 3a to 3c can be simplified.
[0073]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. For example, in the first to third embodiments, the transponder having a long distance from the interrogator lowers the frequency band of the subcarrier, and the transponder having a short distance from the interrogator increases the frequency band of the subcarrier. However, the present invention is not limited to such a configuration, and may be a configuration that is not limited to a specific frequency band depending on the distance from the interrogator. Further, in this case, a configuration may be adopted in which the time frames for replying with the responders located at a position far from the interrogator and the responders located at a close position do not overlap.
[0074]
In the first to third embodiments, the frequency band of the subcarrier is randomly hopped. However, the present invention is not limited to such a configuration, and may be configured to hop according to a predetermined order. Good.
[0075]
In the first to third embodiments, the range for hopping the subcarrier frequency band is limited to a frequency band in which a plurality of channels are grouped according to the distance between the interrogator and the responder. The configuration is not limited to such a configuration, and a configuration in which a frequency band of a specific subcarrier corresponding to the distance between the interrogator and the responder may be determined.
[0076]
Further, in the first to third embodiments, in the response of the reflected wave of the responder, a plurality of time frames are set, and the time frame to be replied is randomly selected from the time frames. The present invention is not limited to such a configuration, and transmission may be performed at a predetermined time frame timing or a time frame may not be set.
[0077]
In the third embodiment, the distance between the interrogator and the transponder is detected on the interrogator side and transmitted to the transponder as distance information. On the transponder side that has received the distance information, the distance information is based on the distance information. This is a configuration that determines the frequency band of the subcarrier, but is not limited to such a configuration. The interrogator side detects the distance between the interrogator and the responder, and further detects the subcarrier based on the detected distance. The frequency band may be determined, and the determined frequency band may be transmitted to the responder as frequency band information.
[0078]
In the first to third embodiments, the responder has been described focusing on an example in which the frequency of the subcarrier is changed at each time interval, that is, the frequency of the subcarrier is hopped. However, the distance between the interrogator and the responder is described. If the frequency or timing of the subcarrier is set based on the above, it is needless to say that the interference of the reflected wave of each responder can be sufficiently reduced only by fixing the subcarrier frequency.
[0079]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the frequency band of the modulation signal is set based on the distance between the interrogator and the responder, the distance is often different. As a result, the frequency of the reflected wave of each responder is dispersed, Interference of reflected waves between responders can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an interrogator shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a responder shown in FIG.
FIG. 4 is an example of a correspondence table between a distance between an interrogator and a responder and a limited frequency band.
5 is a block diagram of a demodulation unit and an information acquisition unit of a modem unit of the responder shown in FIG.
6 is a frequency distribution diagram of subcarriers when a reflected wave is simultaneously received from the responder shown in FIG. 1 and demodulated.
7 is a diagram showing a frequency distribution in time units in the communication system shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a block diagram of a demodulation unit and an information acquisition unit of a modem unit of a responder according to a second embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an interrogator in the third embodiment.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a responder in a third embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing an operation of a communication procedure of an interrogator in the third embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing an operation of a communication procedure of a responder in the third embodiment.
FIG. 13 is an operation sequence diagram of a communication procedure of the communication system in the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Communication system
2 interrogator
3a-3c transponder
31 Antenna
32 modem
33 Information acquisition unit
42 Distance detector
43 Band decision part
44 Information creation department
45 Subcarrier oscillator

Claims (11)

質問器から主搬送波を含む質問波を送信して、前記主搬送波を受信した応答器が前記主搬送波に対して所定の情報で変調を行った反射波を質問器に返信する通信システムの応答器であって、
前記質問器と前記応答器との距離を検出する距離検出手段と、
前記質問器から送信された主搬送波を含む前記質問波を受信し反射する主搬送波受信反射手段と、
前記応答器から送信する情報を作成する情報作成手段と、
前記主搬送波受信反射手段により反射される反射波を変調する変調信号の周波数帯域を、前記距離検出手段により検出された距離に基づいて決定する帯域決定手段と、
前記変調信号の周波数帯域が前記帯域決定手段により決定される周波数帯域になるように、前記情報作成手段により作成された情報に基づいて前記変調信号を生成する変調信号生成手段とを備えることを特徴とする通信システムの応答器。
A responder of a communication system that transmits an interrogation wave including a main carrier from an interrogator, and a responder that has received the main carrier returns a reflected wave obtained by modulating the main carrier with predetermined information to the interrogator. Because
Distance detecting means for detecting a distance between the interrogator and the responder;
Main carrier receiving and reflecting means for receiving and reflecting the interrogation wave including the main carrier transmitted from the interrogator;
Information creating means for creating information to be transmitted from the responder;
Band determining means for determining a frequency band of a modulation signal for modulating a reflected wave reflected by the main carrier wave receiving / reflecting means based on a distance detected by the distance detecting means;
Modulation signal generating means for generating the modulation signal based on the information created by the information creating means so that the frequency band of the modulated signal is a frequency band determined by the band determining means. The responder of the communication system.
前記帯域決定手段は、前記距離検出手段により検出された距離が近いほど前記変調信号の周波数帯域を高くすることを特徴とする請求項1に記載の通信システムの応答器。  The responder of the communication system according to claim 1, wherein the band determining unit increases the frequency band of the modulated signal as the distance detected by the distance detecting unit is shorter. 記帯域決定手段は、前記周波数帯域を、前記距離検出手段により検出された距離から所定の関係式により算出することを特徴とする請求項1または2に記載の通信システムの応答器。Before Symbol - band determining means, the frequency band, the response in a communication system according to claim 1 or 2, characterized in that calculated from the detected distance by the predetermined relationship by the distance detecting means. 記帯域決定手段は、前記周波数帯域を、前記周波数帯域と前記距離検出手段により検出された距離との対応テーブルに基づいて決定することを特徴とする請求項1または2に記載の通信システムの応答器。Before Symbol - band determining means, a communication system according to the frequency band, to claim 1 or 2, wherein the determining based on the correspondence table between the detected distance by said frequency band and said distance detecting means Responder. 記帯域決定手段は、前記周波数帯域を、グループ化された前記周波数帯域と前記距離検知手段により検知された距離との対応テーブルに基づいて選択された前記周波数帯域のグループから、ランダムまたは応答器毎の固有の定義に基づいて決定することを特徴とする請求項1または2に記載の通信システムの応答器。Prior Symbol - band determining means, the frequency band, from a group of the frequency band selected based on the correspondence table between the detected distance by said distance detection means and grouped the frequency band, random or response The responder of the communication system according to claim 1 or 2, wherein the response is determined based on a unique definition for each device. 前記変調信号生成手段は、複数の送信時間枠を設定し、いずれの送信時間枠で変調を行うかをランダムまたは応答器毎の固有の定義に基づいて決定することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の通信システムの応答器。The modulation signal generating means sets a plurality of transmission time frames, and determines which transmission time frame is to be modulated based on a random or unique definition for each responder. The responder of the communication system according to any one of 5. 前記変調信号生成手段は、前記情報の送信を完了するまで前記帯域決定手段により決定された前記周波数帯域を変更しないことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の通信システムの応答器。The communication system according to any one of claims 1 to 6, wherein the modulation signal generation unit does not change the frequency band determined by the band determination unit until the transmission of the information is completed. Responder. 前記質問波の電力を取り出して充電を行う充電手段をさらに備え、
前記充電手段は、前記応答器内に蓄積された電力が所定容量以上になったら、前記応答器の各手段を動作させ、前記質問波に応答するようにしたことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信システムの応答器。
It further comprises a charging means for taking out the electric power of the interrogation wave and charging it,
2. The charging device according to claim 1, wherein when the electric power stored in the responder exceeds a predetermined capacity, each unit of the responder is operated to respond to the interrogation wave. The responder of the communication system according to any one of 7.
前記距離検出手段は、前記充電手段において、充電される電圧または電力の単位時間あたりの変化量、または前記充電される電圧または電力の所定量の変化が得られる時間に基づいて、前記質問器と応答器との距離を検出することを特徴とする請求項8に記載の通信システムの応答器。  The distance detecting means is based on the amount of change per unit time of the charged voltage or power in the charging means, or the time when a change in the predetermined amount of the charged voltage or power is obtained. The responder of the communication system according to claim 8, wherein a distance from the responder is detected. 前記距離検出手段は、前記質問波の強度から距離を検出することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の通信システムの応答器。  The responder of the communication system according to any one of claims 1 to 8, wherein the distance detection unit detects a distance from the intensity of the interrogation wave. 前記質問器は、前記質問波を受信した前記応答器から返信される変調された前記反射波より得られる前記変調信号の強度から、前記質問器と前記応答器との距離を検出する質問器距離検出手段と、
前記距離の情報を前記応答器に送信する距離情報送信手段とを備え、
前記応答器は、前記主搬送波受信反射手段で前記距離の情報を受信し、
前記距離検出手段が、前記距離の情報から前記質問器と応答器との距離を検出するようにしたことを特徴とする質問器及び請求項1から8のいずれか1項に記載の通信システムの応答器で構成される通信システム。
The interrogator detects the distance between the interrogator and the responder from the intensity of the modulated signal obtained from the modulated reflected wave returned from the responder that has received the interrogation wave. Detection means;
Distance information transmitting means for transmitting the distance information to the responder;
The transponder receives the distance information by the main carrier wave reception reflection means,
The interrogator and the communication system according to any one of claims 1 to 8, wherein the distance detection unit detects a distance between the interrogator and the responder from the distance information. A communication system composed of transponders.
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