JP2004165927A - Data carrier, reader/writer, and data carrier system - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make data transmitted from at least one tag of data simultaneously transmitted from a plurality of tags existing in a service area surely recognizable on a reader/writer side. <P>SOLUTION: At the time of transmitting an intrinsic ID from a tag in response to a command signal transmitted from a reader/writer, a time required for making multi-read is shortened by transmitting a plurality of pieces of bit data by dividing the data into two-bit data and, and at the same time, simultaneously transmitting some of four kinds of pattern signals to which modulation patterns are set in accordance with contents of the two-bit data during a period of four time slots. In addition, the time required for making the multi-read is prevented from changing depending upon contents of IDs of the tags. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【００３３】
となる。
【００３４】
よって、平均速度は、
Ｎｅｔｕ＋８ｅｔｕ×８＋１３ｅｔｕ×８
＝Ｎｅｔｕ＋１６８ｅｔｕ
となる。
【００３５】
（１回のマルチリードシーケンスに要する時間の第４の計算例）
２桁ずつ返し、ＩＤの桁数が１６の場合には、
【００３６】
【表２】

【００３７】
となっていた。なお、上記「表２」には、「０１」及び「１０」は省略したが、「０１」の場合、「Ｎ＋１３ｅｔｕ×８＝Ｎ＋１０４ｅｔｕであり、「１０」の場合、「Ｎ＋１８ｅｔｕ×８＝Ｎ＋１４４ｅｔｕである。
本発明は上述の問題点にかんがみてなされたもので、タグのＩＤを構成するデータを、サービスエリア内に存在する複数のタグから一斉に送信させるようにするとともに、上記一斉に送られた複数のデータのうち、少なくとも１つのタグから送られたデータについてはリーダ／ライタ装置側で確実に認識できるようにすることを目的とする。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータキャリアは、複数のビットデータにより構成される固有のＩＤが割り当てられていて、リーダ／ライタ装置から送られるコマンド信号に応じて上記固有のＩＤを送信するデータキャリアであって、上記リーダ／ライタ装置から送られるコマンド信号に応じて上記固有のＩＤを送信する際に、上記複数のビットデータを２ビット毎に分割して送信するようにするとともに、上記２ビットのデータ内容に応じて設定された４種類の変調パターンの何れかを一斉に送信するようにしたことを特徴としている。
また、本発明の他の特徴とするところは、上記２ビットのデータ内容に応じた４種類の変調パターンとして、ウォルシュ直交関数系またはラデマッヘル直交関数系の何れかを用いることを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記２ビットのデータ内容に応じた４種類の変調パターンの何れかを４タイムスロットの期間に送信する際に、返事の信号のサブキャリアに変調をかけるか、またはキャリア周波数に振幅変調を直接かけるようにしたことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、複数のビットデータにより構成される固有のＩＤが割り当てられていて、リーダ／ライタ装置から送られるコマンド信号に応じて上記固有のＩＤを４タイムスロットの期間に送信するデータキャリアであって、上記リーダ／ライタ装置から送られるコマンド信号に応じて上記固有のＩＤを送信する際に、上記複数のビットデータを２ビット毎に分割して送信するようにするとともに、上記２ビットのデータ内容に応じて「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベルが上記４タイムスロットのそれぞれに対して設定された４つの変調パターンの何れかを一斉に送信するようにしたことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記４つの変調パターンは、上記複数のデータキャリアが同時に送信することでリーダ／ライタ装置が同時に複数の変調パターンの信号を受信しても少なくとも何れか１つの変調パターンの信号を認識できるように設定されていることを特徴としている。また、このような条件を満たす変調パターンの例として、ウォルシュ直交関数系またはラデマッヘル直交関数系の何れかを用いることを特徴としている。
【００３９】
本発明のリーダ／ライタ装置は、上記の何れか１項に記載のデータキャリアから送信されるＩＤを順次読み取ってマルチリードシーケンスを行うように構成されたリーダ／ライタ装置であって、上記４タイムスロットのそれぞれの期間における振幅の大きさを検出して、上記２ビットのデータ内容に応じて設定された４種類の変調パターンについて少なくとも何れか１つの変調パターンの信号を認識できるように設定されていることを特徴としている。
また、本発明の他の特徴とするところは、上記に記載のデータキャリアから送信されるＩＤを順次読み取ってマルチリードシーケンスを行うように構成されたリーダ／ライタ装置であって、上記４タイムスロットのそれぞれの期間における信号の有無を検出して、上記２ビットのデータ内容に応じて設定された４種類のパターン信号について少なくとも何れか１つの変調パターンの信号を認識するようにしたことを特徴としている。
【００４０】
本発明のデータキャリアシステムは、上記の何れかに記載のデータキャリアと上記の何れかに記載のリーダ／ライタ装置とを用いることを特徴としている。
【００４１】
【発明の実施の形態】
「第１の実施の形態」
次に、添付図面を参照しながら本発明のデータキャリア、リーダ／ライタ装置及びデータキャリアシステムの第１の実施の形態について説明する。
この第１の実施の形態においては、ＩＤを構成するビットデータを送信する際に、２桁づつパターン多重する例を説明する。
【００４２】
１つのリーダ／ライタ装置と複数のタグ（データキャリア）とからなるデータキャリアシステムにおけるマルチリードシーケンスにおいて、本実施の形態においては上記複数のタグのそれぞれに固有のＩＤを付与しておき、２ビット毎のデータよって決まる変調パターンで各タグに一斉に返事をさせるようにしている。
【００４３】
そして、本実施の形態においては、同パターンの信号はどんな組み合わせで重なっていても、含まれていた複数のパターンのうち、少なくとも何れか１つのパターンをリーダ／ライタ装置側で認識できるようなパターンとしておくようにしている。
【００４４】
上記各タグに一斉に返事をさせるパターンとしては、２値をとる直交関数系による直交符号（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を選ぶようにしている。この代表例は、図１に示すように、アダマール（Ｈａｄａｍａｒａｒｄ）変換によるウォルシュ直交関数系を考慮することができる。あるいは、図２（ａ）〜（ｄ）に示すようなラデマッヘル直交関数系のパターンを選ぶことができる。
【００４５】
次に、本実施の形態のマルチリードシーケンスの第１の具体例を説明する。
リーダ／ライタ装置よりマルチリードコマンド信号が発行されると、サービスエリア内に存在するそれぞれのタグは、予め設定された期間後（第１の設定時間）に一定時間の間に返事の信号をリーダ／ライタ装置に返す。上記の返事の信号は、サブキャリアに変調をかけるか、あるいはキャリア周波数に振幅変調を直接かけるようにして返す。
【００４６】
上記変調のパターンは、ＩＤデータの最小桁から２桁のデータが「００」、「０１」、「１０」、「１１」に応じて変えるようにしている。すなわち、
「００」の場合はＷａｌ（０，ｔ） ：「１」でＯＮ 「−１」でＯＦＦとなり、「０１」の場合はＷａｌ（１，ｔ） ：「１」でＯＮ 「−１」でＯＦＦとなり、「１０」の場合はＷａｌ（２，ｔ） ：「１」でＯＮ 「−１」でＯＦＦとなり、「１１」の場合はＷａｌ（３，ｔ） ：「１」でＯＮ 「−１」でＯＦＦとなるようにしている。
【００４７】
また、返事を返す期間を４タイムスロットに分けて、それぞれのＩＤデータに対応する変調パターンに応じて各タグが同時に返事を返すようにしている。
【００４８】
各タグからの返事は図３（ａ）に示すようになる。図３（ａ）において、
Ａ：「００」の場合のＷａｌ（０，ｔ）の信号による受信信号振幅、
Ｂ：「０１」の場合のＷａｌ（１，ｔ）の信号による受信信号振幅、
Ｃ：「１０」の場合のＷａｌ（２，ｔ）の信号による受信信号振幅、
Ｄ：「１１」の場合のＷａｌ（３，ｔ）の信号による受信信号振幅
を表現している。
【００４９】
また、サブキャリアを使った場合は、受信信号をリーダ／ライタ装置内で位相の基準として用意している。そして、サブキャリア周波数の基準信号と同位相成分とを直交成分に分けて検波している。これを、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す。図３（ｂ）に示すように、位相の基準のサブキャリア周波数信号に対して、ＡＩ、ＢＩ、ＣＩ、ＤＩはそれぞれの信号の同位相成分であり、図３（ｃ）に示すＡＱ、ＢＱ、ＣＱ、ＤＱはそれぞれの信号の直交位相成分である。
【００５０】
したがって、
Ａ^２＝ＡＩ^２＋ＡＱ^２、
Ｂ^２＝ＢＩ^２＋ＢＱ^２、
Ｃ^２＝ＣＩ^２＋ＣＱ^２、
Ｄ^２＝ＤＩ^２＋ＤＱ^２
となる。
【００５１】
実際には、返事の各タイムスロットの振幅データを「Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ」とすると、ＥＩ、ＦＩ、ＧＩ、ＨＩはそれぞれの信号の同位相成分、ＥＱ、ＦＱ、ＧＱ、ＨＱはそれぞれの信号の直交位相成分である。
【００５２】
したがって、
ＥＩ＝ＡＩ＋ＢＩ＋ＣＩ＋ＤＩ、
ＦＩ＝ＡＩ＋ＢＩ、
ＧＩ＝ＡＩ＋ＤＩ、
ＨＩ＝ＡＩ＋ＣＩ
となる。
【００５３】
また、
ＥＱ＝ＡＱ＋ＢＱ＋ＣＱ＋ＤＱ、
ＦＱ＝ＡＱ＋ＢＱ、
ＧＱ＝ＡＱ＋ＤＱ、
ＨＱ＝ＡＱ＋ＣＱ
となる。
【００５４】
よって、
２ＢＩ＝ＥＩ＋ＦＩ−（ＧＩ＋ＨＩ）、
２ＢＱ＝ＥＱ＋ＦＱ−（ＧＱ＋ＨＱ）、
２ＣＩ＝ＥＩ＋ＨＩ−（ＦＩ＋ＧＩ）、
２ＣＱ＝ＥＱ＋ＨＱ−（ＦＱ＋ＧＱ）、
２ＤＩ＝ＥＩ＋ＧＩ−（ＦＩ＋ＨＩ）、
２ＤＱ＝ＥＱ＋ＧＱ−（ＦＱ＋ＨＱ）、
４ＡＩ＝ＥＩ＋ＦＩ＋ＧＩ＋ＨＩ−２（ＢＩ＋ＣＩ＋ＤＩ）、
４ＡＱ＝ＥＱ＋ＦＱ＋ＧＱ＋ＨＱ−２（ＢＱ＋ＣＱ＋ＤＱ）
となる。
【００５５】
これより、Ａ^２、Ｂ^２、Ｃ^２、Ｄ^２の値を求め、それぞれがあらかじめ設定された値との大小を判定することで、各信号の有無を判定し、さらに最大の信号レベルのものも検出することができる。
【００５６】
また、サブキャリアを使わずにキャリアに直接変調をかけた場合には、キャリアの振幅情報だけでよいので、簡単に求めることができる。すなわち、「ＡＩ、ＢＩ、ＣＩ、ＤＩ」を、それぞれ「Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ」に入れ替える。そして、最大の値を示したデータを指定して次の２桁のデータに応じたパターンで変調信号を返すように桁上がり信号を送るようにすればよい。
【００５７】
この方法によれば、タイムスロット間で返事の信号が多少重なっても、上記計算中に補正されるので問題が生じない。さらに、弱い返事の信号のデータを指定するときには、強い信号を返したタグは既にＩＤを読まれていて、マルチリードシーケンスに参加していないので、強い信号が弱い返事の信号に対して妨害を与えない。よって、タイムスロットを短くして「２ｅｔｕ」にすることができる。
【００５８】
リーダ／ライタ装置がタグからの信号を検出してデータを認識すると、その中から最大の振幅を示した信号に対応したデータを指定してタグに向かって返事を返すとともに、ＩＤを構成するビットデータにおける次の桁のデータに応じて返事を返すように命令するコマンド信号を出力する。
【００５９】
タグは、返事の信号兼桁上げ信号をリーダ／ライタ装置が返して来たのを受け取ると、所定の設定時間後（第２の設定時間）に、上述と同様にＩＤの次の２桁データに応じた変調をかけて返事を返す。この処理をＩＤを構成するビットデータの桁数／２だけ繰り返すと、１リーダ／ライタ装置は１個のタグのＩＤを認識することができる。
【００６０】
上述のようにして、ＩＤを構成するビットデータの最後の桁まで返事を返したタグは、リーダ／ライタ装置に自身のＩＤを認識してもらったので、以降にリーダ／ライタ装置から送られるマルチリードコマンド信号には応答しなくなる。したがって、次回のマルチリードシーケンスに参加するタグの数は１個減ることになる。
【００６１】
一方、各タグのうち、返事したデータとリーダ／ライタ装置が認識して返して来たデータとが異なる場合は、そのマルチリードシーケンスから抜けて次のコマンド信号待ちとなる。
【００６２】
また、リーダ／ライタ装置がマルチリードコマンド信号を送信した後、あるいは認識したデータを指定して桁上げ信号を送信した後、タグからの信号を何も検出できなかった場合は、リーダ／ライタ装置に認識されていないタグは存在しないと判断する。この場合は、桁上げ信号を送らないでそのマルチリードシーケンスを終了する。
【００６３】
また、リーダ／ライタ装置がマルチリードコマンド信号を送信した後、あるいは桁上げ信号が送信された後に、該当するタグは返事を返したが、リーダ／ライタ装置からは認識したデータを指定して、ＩＤを構成するビットデータにおける次の桁のデータに応じて返事をするような桁上げ信号を返してこなかった場合には、そのタグはマルチシーケンスから抜けて次のコマンド信号待ちになるようにする。
【００６４】
上述のようにして行うマルチリードシーケンスでは、各タグが一斉に返事を返す時間を短くすることが出来るので、マルチリードのシーケンスを高速で行うことができる。
【００６５】
また、タグのＩＤの種類によって読み出し速度が変化しないので、一定の処理速度でＩＤを読み出すようにすることができる。また、本実施の形態のマルチリードシーケンスの場合、リーダ／ライタ装置からマルチリードコマンド信号が送信された際に、各タグが一斉に返事を送信するようにしたので、タグ側において動作タイミング制御を行うことが簡単になる。したがって、各タグの構成を簡略化することが可能となり、タグの製造コストを低減することができる。
【００６６】
また、サブキャリアを使った場合には、信号レベルをリーダ／ライタ装置側で用意した基準位相信号に対して同位相成分と、直交成分とに分けて検出しているため、信号同士が逆位相で重なることにより、お互いに相殺しあって小さくなる組み合わせがあった場合でも、信号を確実に検出することができる利点がある。
【００６７】
一方、キャリアに変調を直接かけた場合には、信号同士が重なってもお互いに相殺し合うことは無いので、この場合も信号を確実に検出することができる。
【００６８】
次に、本実施の形態における１回のマルチリードシーケンスに要する時間の計算例を説明する。
（第１の計算例）
第１の計算例の場合はタグＩＤを構成するビットデータの桁数が１６の場合であり、タグはビットデータを２桁ずつ返す例である。
コマンド信号を発行時間 ：Ｎｅｔｕ、
第１の設定期間 ：２ｅｔｕ、
返事を返す期間 ：８ｅｔｕ、
第２の設定期間 ：２ｅｔｕ、
データ指定して桁上げ信号を発行：３ｅｔｕ
である。よって、
Ｎｅｔｕ＋１５ｅｔｕ×８＝Ｎｅｔｕ＋１２０ｅｔｕ
となる。
【００６９】
「第２の実施の形態」
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
複数のタグを対象としたマルチリードシーケンスにおいて、本実施の形態においても、各タグにそれぞれのＩＤを構成するビットデータによって決まるパターンで一斉に返事をさせるようにする。この場合も、同パターンの信号はどんな組み合わせで重なっていても、少なくとも含まれていた何れか１つのパターンをリーダ／ライタ装置側で認識できるパターンとしておく。
【００７０】
本実施の形態においては、４タイムスロットにおいて、図４に示す様な変調パターンを使う例を示している。すなわち、図４（ａ）に示すように、送信すべきビットデータが「００」の場合には、第１及び第３のタイムスロットにおいて「Ｌ」となり、第２及び第４のタイムスロットにおいて「Ｈ」となる変調パターンを使用するようにしている。また、送信すべきビットデータが「０１」の場合には、第１及び第３のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第２及び第４のタイムスロットにおいて「Ｈ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。
【００７１】
さらに、送信すべきビットデータが「１０」の場合には、第１及び第４のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第２及び第３のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。また、送信すべきビットデータが「１１」の場合には、第３のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第２、第３及び第４のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。
【００７２】
図５に、タグ側からの返事の信号の組み合わせを示す。図５に示したように、４種類の返事信号の組み合わせは全ての返事がないのも含めて１６種類ある。但し、複数のタグからの返事信号が重なって同じ波形となる組み合わせがあるので、異なる波形は９種類である。
【００７３】
図６に、受信側で検出される９種類の受信波形と、９種類の受信波形に対応するタグ側の信号の組み合わせを示す。図６に示したように、受信波形より特定の１個の信号だけが受信されたと判断される場合は問題なく決定することができる。
【００７４】
しかしながら、受信波形から複数のタグからの信号が受信されたと判断される場合、または２個のタグからの信号が重なったと確定して判断される場合は、どちらか一方のタグからの信号を受信したものとしてマルチリードシーケンスを継続する。
【００７５】
また、受信波形から複数の組み合わせで返事があったと判断される場合もある。このため、本実施の形態においては、上述したように受信波形に対応するタグの返事の組み合わせが複数あっても、少なくとも１個の信号は返事として返って来ていたと確定できるように変調パターンが選ばれている。図６では、該当する返事のデータを枠で囲って示している。そして、確定できたパターンに対応するデータが受信出来たとして、マルチリードシーケンスを継続するようにしている。
【００７６】
この第２の実施の形態においては、信号の検出を信号の返す期間中時系列的に連続して行っている（４タイムスロット：２ｅｔｕ／タイムスロット）。受信データの決定はこうして時系列的に得られた信号の検出結果を組み合わせて行っている。
【００７７】
すなわち、タイムスロットの境界でタグからの返事のタイミングズレの生じた信号があっても、時系列的に得られる返事の期間中における全ての受信信号振幅の波形から判断している。このため、リーダ／ライタ装置からのコマンド信号に対しタグが応答する時間バラツキ＋受信系での応答時間ばらつきがあっても補正して、本来の受信パターンを推定することができる。
【００７８】
次に、本実施の形態における１回のマルチリードシーケンスに要する時間の第２の計算例を説明する。この場合、ＩＤを構成するビットデータを２桁ずつ返すようにし、ＩＤの桁数が１６の場合を例としている。
コマンド信号を発行時間 ：Ｎｅｔｕ、
第１の設定期間 ：２ｅｔｕ、
返事の期間 ：８ｅｔｕ、
第２の設定期間 ：２ｅｔｕ、
データ指定して桁上げ信号を発行：３ｅｔｕ
となる。よって、
Ｎｅｔｕ＋１５ｅｔｕ×８＝Ｎｅｔｕ＋１２０ｅｔｕ
である。
【００７９】
本実施の形態においても、各タグはリーダ／ライタ装置から送られるマルチリードコマンド信号に応じて一斉に応答し、リーダ／ライタ装置側では少なくとも１個のタグのＩＤを認識することができるようにしているので、タグの中の制御を簡単にすることが出来る。また、本実施の形態においても、タグのＩＤによってマルチリードシーケンスの速度が１回ごとに変わる不都合が生じないようにすることができる利点がある。
【００８０】
次に、図７及び図８を参照しながら本発明のデータキャリアシステムの構成例を説明する。
図７は、サブキャリアが無い場合のデータキャリアシステムの構成例を示すブロック図である。図７において、７０１〜７０ｎはタグを示している。
また、７１０はリーダ／ライタ装置本体、７１１はアンテナ、７１２はバンドパスフィルタ、７１３はアンプ、７１４は検波回路、７１５はコントローラ、７１６は出力アンプである。
このような構成により、アンテナ７１１からコマンド信号がリーダ／ライタ装置から送信されると、それに応じて各タグ７０１〜７０ｎからはＩＤを構成するデータの内容に応じて設定されたパターンの信号が一斉に送信される。
【００８１】
上記各タグ７０１〜７０ｎから一斉に送信された各パターン信号は、バンドパスフィルタ７１２により不要な周波数帯が取り除かれた後でアンプ７１３に入力されて増幅され、次に、検波回路７１４によって検波され、図３（ａ）で示したパターン信号が検出される。そして、上記検出されたパターン信号がコントローラ７１５に入力される。
【００８２】
上記コントローラ７１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等よりなるコンピュータシステムにより構成されており、各タグ７０１〜７０ｎにマルチリードシーケンスを行うためのコマンド信号を送信したり、各タグ７０１〜７０ｎから送られるＩＤを構成するビットデータにおける２ビットのデータ内容に応じて設定されたパターンを解析して、それぞれのタイムスロットで少なくとも何れか１つのパターンを認識したりする。コントローラ７１５から出力されるコマンド信号は、出力アンプ７１６によって増幅され、アンテナ７１１を介して各タグ７０１〜７０ｎに送信される。
【００８３】
サブキャリアが有る場合のデータキャリアシステムに用いられるリーダ／ライタ装置の構成例を図８を参照しながら説明する。
図８において、８０１〜８０ｎはタグを示している。また、８１０リーダ／ライタ装置本体、８１１はアンテナ、８１２はバンドパスフィルタ、８１３はアンプ、８１４は掛算器、８１５はローパスフィルタ、８１６は掛算器、８１５はローパスフィルタ、８１８はコントローラ、８１９はサブキャリア基準位相信号発生器、８２０は９０°位相シフト回路、８２１は出力アンプである。
【００８４】
このように構成されたリーダ／ライタ装置のアンテナ８１１からコマンド信号がリーダ／ライタ装置から送信されると、それに応じて各タグ８０１〜８０ｎからはＩＤを構成するデータの内容に応じて設定されたパターンの信号が一斉に送信される。
【００８５】
上述したように、サブキャリアを使用した場合は、リーダ／ライタ装置内で位相の基準として用意しているＩ信号及びＱ信号と受信信号とを掛け算することにより、サブキャリア周波数の基準信号と同位相成分とを直交成分に分けて検波している。
【００８６】
そして、ローパスフィルタ８１５から図３（ｂ）に示した信号を得てコントローラ８１８に出力するとともに、ローパスフィルタ８１７から図３（ｃ）に示した信号を得てコントローラ８１８に出力する。コントローラ８１８においては、上述したように、あらかじめ設定された値との大小を判定することで、各信号の有無を判定する。
【００８７】
図９に、タグ９００の概略構成図を示す。このタグ９００は、リーダ／ライタ装置からのマルチリードコマンド信号をアンテナ９０１で受信すると、バンドパスフィルタ９０２で不要な信号をカットしてからアンプ９０３で所定のレベルに増幅して制御回路９０４に供給する。
【００８８】
制御回路９０４は、入力されたマルチリードコマンド信号に従ってＩＤ記憶回路９０５に記憶されているビットデータを２ビット読み出し、パターン生成回路９０６に導出する。パターン生成回路９０６は、ＩＤ記憶回路９０５から読み出された２ビットのデータ内容に従って、図１（ａ）〜（ｄ）または図２（ａ）〜（ｄ）の何れかのパターン信号を生成する。パターン生成回路９０６で生成されたパターン信号は、出力アンプ９０７によって増幅され、アンテナ９０１を介してリーダ／ライタ装置に送信される。
【００８９】
このように、本実施の形態のタグ９００は動作シーケンスが簡単なので、制御回路９０４に内蔵するロジック回路を簡単に構成することができ、集積回路化においてタグ９００の製造コストを低減することができる。これにより、タグ９００の個数が多いデータキャリアシステムにおいて全体のコストを安価にすることができる。
【００９０】
次に、図１０〜図１２を参照しながら、図４に示したような、２ビットのデータ内容に応じて４タイムスロットの間に使用する変調パターンの第２〜第４の例を説明する。
変調パターンの第２の例の場合は、図１０（ａ）に示すように、送信すべきビットデータが「００」の場合には、第１及び第３のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第２及び第４のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンを使用するようにしている。また、送信すべきビットデータが「０１」の場合には、第１及び第２のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第３及び第４のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。
【００９１】
さらに、送信すべきビットデータが「１０」の場合には、第１及び第２のタイムスロットにおいて「Ｌ」となり、第３及び第４のタイムスロットにおいて「Ｈ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。また、送信すべきビットデータが「１１」の場合には、第３のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第１、第２及び第４のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。
【００９２】
変調パターンの第３の例の場合は、図１１（ａ）に示すように、送信すべきビットデータが「００」の場合には、第１及び第４のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第２及び第３のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンを使用するようにしている。また、送信すべきビットデータが「０１」の場合には、第１〜第４のタイムスロットにおいて「Ｈ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。
【００９３】
さらに、送信すべきビットデータが「１０」の場合には、第１、第２及び第４のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第３のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。また、送信すべきビットデータが「１１」の場合には、第１のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第２〜第４のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。
【００９４】
変調パターンの第４の例の場合は、図１２（ａ）に示すように、送信すべきビットデータが「００」の場合には、第１及び第２のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第３及び第４のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンを使用するようにしている。また、送信すべきビットデータが「０１」の場合には、第２及び第３のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第１及び第４のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。
【００９５】
さらに、送信すべきビットデータが「１０」の場合には、第１及び第２のタイムスロットにおいて「Ｌ」となり、第３及び第４のタイムスロットにおいて「Ｈ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。また、送信すべきビットデータが「１１」の場合には、第４のタイムスロットにおいて「Ｈ」となり、第１〜第３のタイムスロットにおいて「Ｌ」となる変調パターンの信号を使用するようにしている。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、データキャリアのＩＤの内容によって読み出し時間が変わらないので、データキャリアシステムを構成するデータキャリアの個数に基づいてマルチリードシーケンスの処理時間を決定することができる。
また、本発明の他の特徴によれば、データキャリアシステムを構成するデータキャリアの全てがサービスエリア内に同時に存在することは殆どないので、サービスエリア内に存在する全てのデータキャリアに対するマルチリードの読み出し時間を従来と比較してより早くすることができる。
また、本発明のその他の特徴によれば、データキャリアからの返事で認識されたデータの中から優先したいデータのデータキャリアに対して桁上げ信号を送信するようにすることができるので、読み出したいＩＤを優先させることができる。
また、本発明のその他の特徴によれば、データキャリアの動作シーケンスが簡単になるので、データキャリア用のチップに内蔵するロジック回路を簡単に構成することができ、集積回路化においてデータキャリアの製造コストを低減することができる。これにより、データキャリアの個数が多いデータキャリアシステムにおける全体のコストを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、各タグに一斉に返事をさせるパターンとして、ウォルシュ直交関数系を用いた例を示す図である。
【図２】各タグに一斉に返事をさせるパターンとして、ラデマッヘル直交関数系を用いた例を示す図である。
【図３】各タグからの返事をウォルシュ直交関数系を用いた例を示す図であり、（ａ）はウォルシュの信号による受信信号振幅を示し、（ｂ）は位相の基準のサブキャリア周波数信号に対して同位相成分の振幅を示し、（ｃ）はそれぞれの信号の直交位相成分の振幅を示す図である。
【図４】第２の実施の形態を示し、２ビットのデータ内容に応じて４タイムスロットの間に使用するに変調パターンの例を説明する図である。
【図５】タグ側からの返事の信号の組み合わせ例を示す図である。
【図６】受信側で検出される９種類の受信波形と、９種類の受信波形に対応するタグ側の信号の組み合わせ例を示す図である。
【図７】サブキャリアが無い場合のデータキャリアシステムの構成例を示すブロック図である。
【図８】サブキャリアが有る場合のデータキャリアシステムの構成例を示すブロック図である。
【図９】タグの構成例を示すブロック図である。
【図１０】変調パターンの第２の実施の形態を説明する図である。
【図１１】変調パターンの第３の実施の形態を説明する図である。
【図１２】変調パターンの第４の実施の形態を説明する図である。
【符号の説明】
７０１〜７０ｎ タグ
７１０ リーダ／ライタ装置本体
７１１ アンテナ
７１２ バンドパスフィルタ
７１３ アンプ
７１４ 検波回路
７１５ コントローラ
７１６ 出力アンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data carrier, a reader / writer device, and a data carrier system, and more particularly, to a data carrier system suitable for performing a multi-read sequence for sequentially reading IDs of a plurality of data carriers existing in a predetermined service area. is there.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a data carrier system used in an environment where a plurality of tags (data carriers) often exist in a service area, multi-read is performed by various methods to call the plurality of tags.
[0003]
For example, in Patent Document 1, a unique ID assigned to each data carrier is sequentially read by a multi-read sequence, and the IDs of the data carriers are read one by one in one sequence. In such a data carrier system, a unit time in a communication operation performed between a reader / writer device and a plurality of tags is expressed as 1 etu (elementary time unit).
[0004]
An example of a conventional multi-read sequence in a data carrier system will be described below.
(First conventional example)
First, the reader / writer device issues a multi-read command signal to a plurality of tags. On the other hand, after a predetermined set time (first set time) has elapsed, each tag responds to the least significant one-digit / two-digit data in the bit data constituting the ID assigned to each tag. A reply is returned to the reader / writer device in a predetermined time slot.
[0005]
When returning a reply to the reader / writer device, two types of time slots are used in the case of one digit, and four types of time slots are used in the case of two digits. In any case, in order to determine the signal level within a specific time slot and determine the reception result, it is important that the two / four types of time slots do not overlap each other. For this reason, a guard time is set between each time slot, or the length of the time slot is set so that the period during which each time slot exists alone is sufficiently long.
[0006]
For this reason, when each tag responds to the command signal sent from the reader / writer device, it is necessary to allow a time margin in consideration of “time variation + variation in response time in the receiving system”. is there. Therefore, the standard of the time slot is set to be about 3 etu at the fastest.
[0007]
On the other hand, in the reader / writer device, an operation of detecting a reply signal from the tag for each time slot is continuously performed until all time slots are completed. When a signal from each tag is detected by the reader / writer device, data corresponding to the detected time slot is designated, and a carry signal for instructing to return the next digit is transmitted to the corresponding tag. To send to.
[0008]
In this case, even if a signal is detected in a plurality of time slots, only one type of tag is designated to return a reply of the next digit. Note that any data may be selected from the detected signals, but in general, priorities are assigned in the order of time slots. However, it is also possible to perform management in which a specific ID code is given priority at random, and if the signal from the tag is not detected by the reader / writer device, the carry signal is not sent to the tag, and the multi-read operation is not performed. End the sequence.
[0009]
Next, the operation of each tag will be described. In each tag, the hit tag returns a reply in a time slot corresponding to the data of the next digit after a predetermined set time (second set time = first set time) has elapsed. Also, the tag that has not been hit exits from the multi-read sequence and waits for the next command signal.
[0010]
On the other hand, even if the tag returns a reply signal but the reader / writer device cannot detect a signal in all time slots, the reader / writer device does not return a carry signal. . As described above, the reader / writer device ends the current multi-read sequence. As a result, the tag also exits the multi-read sequence and waits for the next command signal.
[0011]
As a result of repeating such a multi-read sequence, the tag that has returned all the digits of the ID code had the reader / writer device read the full-digit ID, so that the tag becomes the multi-read command signal transmitted from the reader / writer device thereafter. Stop responding. Therefore, the number of tags responding to the next multi-read command signal is reduced by one.
[0012]
By repeating this communication procedure, the ID of one tag can be read in one multi-read sequence. Therefore, by repeating this multi-read sequence many times, all IDs can be sequentially read even if a large number of tags exist in the service area. Therefore, since the control in each tag can be performed simply by repeating the routine operation, there is an advantage that the manufacturing cost of the tag can be reduced.
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-8-36623
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the method of the multi-read sequence in the conventional data carrier system, each tag returns a reply to the reader / writer device in a plurality of time slots. For this reason, the reader / writer device needs to determine the presence or absence of a received signal during a specific time slot. Therefore, as described above, each time slot is set so that replies from a plurality of tags do not completely overlap. Had to be set.
[0015]
Further, each tag operates in synchronization with a command signal sent from the reader / writer device, but there is a problem that there is a response shift between the tags. Further, there is a problem that the time required for the reader / writer device to determine the presence / absence of a signal from the tag also varies depending on the signal level.
[0016]
That is, since the signal from the tag closest to the reader / writer device is strongly transmitted to the reader / writer device, the time from when each tag starts returning a reply to when the reader / writer device determines that there is a signal is earlier, Conversely, there is a problem in that the time for determining that there is no signal after answering is delayed becomes longer.
[0017]
On the other hand, the response of a tag at a position close to the limit of the service area of the reader / writer device (a position far from the reader / writer device) is caused by a weak signal transmitted to the reader / writer device. However, the time required for the reader / writer device to determine that there is a signal is slow, and conversely, the time required for the reader / writer device to determine if there is no signal after the reply is stopped becomes short.
[0018]
For this reason, it is necessary to insert a guard time between time slots or to extend each time slot in order to prevent the replies of the respective tags from overlapping. Therefore, the conventional method has a problem in that the multi-read sequence takes a long time. The following is a specific example.
[0019]
(First Calculation Example of Time Required for One Multi-Read Sequence)
Return one digit at a time and if the ID has 16 digits,
Issue time of command signal: Netu,
First setting period: 2 etu,
Time slot × 2: 6 etu,
Second setting period: 2 etu,
Issue carry signal by specifying data: 2 etu,
, The time required for one multi-read sequence is
Netu + 12 etu × 16 = N + 192 etu,
Becomes
[0020]
(Second calculation example of time required for one multi-read sequence)
Return two digits at a time, and if the ID has 16 digits,
Issue time of command signal: Netu,
First setting period: 2 etu,
Time slot × 4: 12 etu,
Second setting period: 2 etu,
Issue carry signal by specifying data: 3 etu,
, The time required for one multi-read sequence is
Netu + 19 etu × 8 = Netu + 152 etu,
Becomes
[0021]
(Third calculation example of time required for one multi-read sequence—an example in which the time-consuming problem of the first calculation example described above is improved)
When the reader / writer device issues a multi-read command signal, each tag returns a reply in a predetermined time slot according to the least significant one or two digits data constituting the ID after a set time ( Or try to return). In this case, two types of time slots are used in the case of one digit, and four types of time slots are used in the case of two digits.
[0022]
The reader / writer device detects a reply signal from each tag in order from the preceding time slot. Then, when the reader / writer device detects a signal from the tag, in the second calculation example, a carry signal is sent when a reply from the tag is detected. That is, the user does not wait until all the time slots are completed. When the reader / writer device does not detect a signal in all time slots, the multi-read sequence is terminated without sending a carry signal.
[0023]
On the other hand, in each tag, the hit tag tried to return a reply in a time slot corresponding to the data of the next digit. In this case, if a tag waiting for a time slot returning a reply in response to the ID data receives a carry signal from the reader / writer device before that, the tag exits from the multi-read sequence and waits for a command signal.
[0024]
Further, in a tag that has replied in a time slot corresponding to the ID data, if a carry signal is not returned, the process exits from the multi-read sequence and waits for a command signal.
[0025]
By repeatedly performing such an operation, the tag which has returned the ID code in all digits has the ID read by the reader / writer device so that it does not respond to the subsequent multi-read command signal. Accordingly, the number of tags responding to the next multi-read command signal is reduced by one. Therefore, by repeating this communication procedure, the ID of one tag can be read by one multi-read sequence. Thereby, even if there are many tags in the service area, the ID can be sequentially read.
[0026]
In this case, the response timing of the tag is divided into a plurality of time slots, but there is an advantage that it is not always necessary to wait until all the time slots are completed. That is, the signal is sequentially detected from the preceding time slot, and when the signal is detected, the next digit is shifted to the next digit. Therefore, the reading of the multi-read sequence progresses early although there is a probability.
[0027]
Here, the probability is set to be probable because there are many cases where the code of the ID to be read is many at the end of the time slot in which a plurality of codes are set, and there are many cases where the code at the front end is many. .
[0028]
Therefore, there is an advantage that the reading speed is faster than the first conventional example, but on the other hand, there is a problem that the reading speed varies depending on the contents of the ID code. For this reason, even if the number of tags is fixed, there is a disadvantage that the reading time changes.
[0029]
Also, the time slot can be shortened to 2 etu, but since the communication time enters between the time slots, it is necessary to have time to confirm that a carry signal is not returned from the subsequent reader / writer device. That is, there is a problem that the third set time = 3 etu is required.
[0030]
In addition, for control of the operation of the tag for one read digit, it is necessary to judge a carry signal even during a time slot wait, which causes a problem that the tag becomes complicated and costs increase.
[0031]
(Third calculation example of time required for one multi-read sequence)
Return one digit at a time and if the ID has 16 digits,
[0032]
[Table 1]

[0033]
Becomes
[0034]
Therefore, the average speed is
Netu + 8 etu × 8 + 13 etu × 8
= Netu + 168 etu
Becomes
[0035]
(Fourth calculation example of time required for one multi-read sequence)
Return two digits at a time, and if the ID has 16 digits,
[0036]
[Table 2]

[0037]
It was. Although “01” and “10” are omitted in “Table 2”, in the case of “01”, “N + 13 etu × 8 = N + 104 etu”, and in the case of “10”, “N + 18 etu × 8 = N + 144 etu”. is there.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has the structure of causing data constituting a tag ID to be transmitted from a plurality of tags existing in a service area all at once. It is an object of the present invention to ensure that the reader / writer device recognizes data sent from at least one tag out of the above data.
[0038]
[Means for Solving the Problems]
The data carrier of the present invention is a data carrier to which a unique ID composed of a plurality of bit data is assigned, and which transmits the unique ID in response to a command signal sent from a reader / writer device. When transmitting the unique ID in response to a command signal sent from the reader / writer device, the plurality of bit data is divided and transmitted in units of 2 bits, and the data is transmitted in accordance with the data content of the 2 bits. One of the four types of modulation patterns set as described above is simultaneously transmitted.
Another feature of the present invention is that one of a Walsh orthogonal function system and a Rademacher orthogonal function system is used as the four types of modulation patterns according to the 2-bit data content.
Another feature of the present invention is that when any one of the four types of modulation patterns corresponding to the data contents of the two bits is transmitted during a period of four time slots, a modulation is performed on a subcarrier of a reply signal. , Or amplitude modulation is directly applied to the carrier frequency.
Another feature of the present invention is that a unique ID composed of a plurality of bit data is assigned, and the unique ID is changed to four time slots in response to a command signal sent from the reader / writer device. And transmitting the unique bit in accordance with a command signal transmitted from the reader / writer device, by dividing the plurality of bit data into two bits. At the same time, any one of the four modulation patterns whose "H" level and "L" level are set for each of the four time slots in accordance with the data content of the two bits is simultaneously transmitted. It is characterized by:
According to another feature of the present invention, the four modulation patterns are at least any one of the plurality of data carriers even if the reader / writer apparatus receives signals of the plurality of modulation patterns simultaneously by transmitting simultaneously. It is characterized in that it is set so that a signal of one of the modulation patterns can be recognized. Further, as an example of a modulation pattern satisfying such a condition, one of a Walsh orthogonal function system and a Rademacher orthogonal function system is used.
[0039]
A reader / writer device according to the present invention is a reader / writer device configured to sequentially read an ID transmitted from the data carrier according to any one of the above and perform a multi-read sequence, wherein It is set so as to detect the magnitude of the amplitude in each period of the slot and to recognize a signal of at least one of the four types of modulation patterns set according to the data content of the two bits. It is characterized by having.
According to another aspect of the present invention, there is provided a reader / writer device configured to sequentially read IDs transmitted from the data carriers described above and perform a multi-read sequence, wherein the four time slots , Detecting the presence or absence of a signal in each of the periods, and recognizing at least one of the modulation pattern signals for the four types of pattern signals set in accordance with the 2-bit data content. I have.
[0040]
A data carrier system according to the present invention uses any one of the data carriers described above and any one of the reader / writer devices described above.
[0041]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
"First Embodiment"
Next, a first embodiment of a data carrier, a reader / writer device, and a data carrier system of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In the first embodiment, a description will be given of an example in which pattern multiplexing is performed every two digits when transmitting bit data constituting an ID.
[0042]
In a multi-read sequence in a data carrier system including one reader / writer device and a plurality of tags (data carriers), in the present embodiment, a unique ID is assigned to each of the plurality of tags, and two bits are assigned. Each tag is made to reply all at once with a modulation pattern determined by each data.
[0043]
In the present embodiment, even if the signals of the same pattern are overlapped in any combination, at least any one of a plurality of included patterns can be recognized by the reader / writer device. And keep it.
[0044]
As a pattern for simultaneously replying to each of the tags, an orthogonal code (orthogonal modulation) based on a binary orthogonal function system is selected. This representative example can consider a Walsh orthogonal function system based on a Hadamard transform, as shown in FIG. Alternatively, a pattern of the Rademacher orthogonal function system as shown in FIGS. 2A to 2D can be selected.
[0045]
Next, a first specific example of the multi-read sequence according to the present embodiment will be described.
When a multi-read command signal is issued from the reader / writer device, each tag existing in the service area transmits a reply signal to the reader for a predetermined time after a preset period (first set time). / Return to the writer device. The reply signal is returned by modulating the subcarrier or directly modulating the amplitude of the carrier frequency.
[0046]
The modulation pattern is such that data of two digits from the smallest digit of the ID data is changed according to “00”, “01”, “10”, and “11”. That is,
In the case of "00", Wal (0, t): ON at "1". OFF at "-1". When it is "01", Wal (1, t): ON at "1". OFF at "-1". In the case of "10", Wal (2, t): ON at "1", it turns off at "-1", and when it is "11", Wal (3, t): ON at "1". To be turned off.
[0047]
In addition, the period in which a reply is returned is divided into four time slots, and each tag returns a reply simultaneously according to the modulation pattern corresponding to each ID data.
[0048]
The response from each tag is as shown in FIG. In FIG. 3A,
A: Received signal amplitude by Wal (0, t) signal in the case of “00”,
B: Received signal amplitude by Wal (1, t) signal in the case of “01”,
C: Received signal amplitude by Wal (2, t) signal in the case of “10”,
D: Received signal amplitude due to Wal (3, t) signal in the case of “11”
Is expressed.
[0049]
When a subcarrier is used, a received signal is prepared as a phase reference in the reader / writer device. Then, the sub-carrier frequency reference signal and the in-phase component are separated into quadrature components and detected. This is shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c). As shown in FIG. 3B, AI, BI, CI, and DI are in-phase components of the respective signals with respect to the phase reference subcarrier frequency signal, and AQ and BQ shown in FIG. , CQ and DQ are the quadrature components of the respective signals.
[0050]
Therefore,
A²= AI²+ AQ²,
B²= BI²+ BQ²,
C²= CI²+ CQ²,
D²= DI²+ DQ²
Becomes
[0051]
Actually, assuming that the amplitude data of each reply time slot is "E, F, G, H", EI, FI, GI, and HI are the in-phase components of the respective signals, and EQ, FQ, GQ, and HQ are the respective signals. Is the quadrature phase component of the signal.
[0052]
Therefore,
EI = AI + BI + CI + DI,
FI = AI + BI,
GI = AI + DI,
HI = AI + CI
Becomes
[0053]
Also,
EQ = AQ + BQ + CQ + DQ,
FQ = AQ + BQ,
GQ = AQ + DQ,
HQ = AQ + CQ
Becomes
[0054]
Therefore,
2BI = EI + FI- (GI + HI),
2BQ = EQ + FQ- (GQ + HQ),
2CI = EI + HI- (FI + GI),
2CQ = EQ + HQ- (FQ + GQ),
2DI = EI + GI- (FI + HI),
2DQ = EQ + GQ- (FQ + HQ),
4AI = EI + FI + GI + HI-2 (BI + CI + DI),
4AQ = EQ + FQ + GQ + HQ-2 (BQ + CQ + DQ)
Becomes
[0055]
From this, A², B², C², D²By determining the value of each signal and determining the magnitude of each of the values, the presence or absence of each signal can be determined, and the signal having the maximum signal level can be detected.
[0056]
Further, when the carrier is directly modulated without using the subcarrier, it is possible to easily obtain the information because only the amplitude information of the carrier is required. That is, “AI, BI, CI, DI” is replaced with “A, B, C, D”, respectively. Then, the data indicating the maximum value is designated, and the carry signal may be transmitted so as to return the modulation signal in a pattern corresponding to the next two-digit data.
[0057]
According to this method, even if the reply signals slightly overlap between the time slots, no problem occurs because they are corrected during the above calculation. Further, when designating data of a weak reply signal, since the tag that returned the strong signal has already read the ID and has not participated in the multi-read sequence, the strong signal interferes with the weak reply signal. Do not give. Therefore, the time slot can be shortened to “2 etu”.
[0058]
When the reader / writer device recognizes the data by detecting the signal from the tag, the data corresponding to the signal having the maximum amplitude is designated from among the data, and a reply is returned to the tag, and the bits constituting the ID are returned. A command signal is output to instruct to return a reply according to the data of the next digit in the data.
[0059]
When the tag receives the reply signal / carry signal from the reader / writer device, the tag receives the next two-digit data of the ID after a predetermined set time (second set time) in the same manner as described above. Reply according to the modulation. If this processing is repeated by the number of digits of bit data constituting the ID / 2, one reader / writer device can recognize the ID of one tag.
[0060]
As described above, the tag that has returned a response up to the last digit of the bit data constituting the ID has the reader / writer device recognize its own ID, so that the multi-tag transmitted from the reader / writer device thereafter. It does not respond to the read command signal. Therefore, the number of tags participating in the next multi-read sequence is reduced by one.
[0061]
On the other hand, when the returned data is different from the data recognized and returned by the reader / writer device among the tags, the process exits the multi-read sequence and waits for the next command signal.
[0062]
After the reader / writer device transmits a multi-read command signal or transmits a carry signal by specifying recognized data, if no signal from the tag is detected, the reader / writer device It is determined that there is no tag that has not been recognized. In this case, the multi-read sequence ends without sending a carry signal.
[0063]
Also, after the reader / writer device transmitted the multi-read command signal or after the carry signal was transmitted, the corresponding tag returned a reply, but the reader / writer device specified the recognized data, If a carry signal that replies according to the data of the next digit in the bit data constituting the ID is not returned, the tag exits the multi-sequence and waits for the next command signal. .
[0064]
In the multi-read sequence performed as described above, the time for each tag to return a response at a time can be shortened, so that the multi-read sequence can be performed at high speed.
[0065]
Further, since the reading speed does not change depending on the type of the ID of the tag, the ID can be read at a constant processing speed. Also, in the case of the multi-read sequence of the present embodiment, when the multi-read command signal is transmitted from the reader / writer device, each tag transmits a reply all at once, so that the operation timing control is performed on the tag side. It is easier to do. Therefore, the configuration of each tag can be simplified, and the manufacturing cost of the tag can be reduced.
[0066]
Also, when subcarriers are used, the signal levels are detected in the same phase component and quadrature component with respect to the reference phase signal prepared by the reader / writer device, so that the signals are in opposite phase. There is an advantage that the signal can be reliably detected even when there is a combination that cancels each other out and becomes smaller due to the overlap.
[0067]
On the other hand, when the modulation is directly applied to the carrier, even if the signals overlap each other, they do not cancel each other, so that the signal can be reliably detected also in this case.
[0068]
Next, a calculation example of the time required for one multi-read sequence in the present embodiment will be described.
(First calculation example)
The first calculation example is a case where the number of digits of the bit data constituting the tag ID is 16, and the tag returns the bit data two digits at a time.
Issue time of command signal: Netu,
First setting period: 2 etu,
Reply period: 8 etu,
Second setting period: 2 etu,
Issue carry signal by specifying data: 3 etu
It is. Therefore,
Netu + 15 etu × 8 = Netu + 120 etu
Becomes
[0069]
"Second embodiment"
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the multi-read sequence for a plurality of tags, also in the present embodiment, each tag is made to respond simultaneously in a pattern determined by the bit data constituting each ID. Also in this case, even if the signals of the same pattern overlap in any combination, at least one of the included patterns is set as a pattern that can be recognized by the reader / writer device side.
[0070]
In the present embodiment, an example is shown in which a modulation pattern as shown in FIG. 4 is used in four time slots. That is, as shown in FIG. 4A, when the bit data to be transmitted is “00”, it becomes “L” in the first and third time slots, and becomes “L” in the second and fourth time slots. The modulation pattern “H” is used. When the bit data to be transmitted is “01”, a signal having a modulation pattern of “H” in the first and third time slots and “H” in the second and fourth time slots is used. I am trying to do it.
[0071]
Further, when the bit data to be transmitted is "10", a signal having a modulation pattern of "H" in the first and fourth time slots and "L" in the second and third time slots is used. I am trying to do it. When the bit data to be transmitted is "11", a signal having a modulation pattern of "H" in the third time slot and "L" in the second, third and fourth time slots is used. I am trying to do it.
[0072]
FIG. 5 shows a combination of reply signals from the tag side. As shown in FIG. 5, there are 16 types of combinations of the four types of reply signals, including all no reply. However, since there are combinations in which reply signals from a plurality of tags overlap to form the same waveform, there are nine different waveforms.
[0073]
FIG. 6 shows combinations of nine types of reception waveforms detected on the reception side and signals on the tag side corresponding to the nine types of reception waveforms. As shown in FIG. 6, when it is determined from the received waveform that only one specific signal has been received, the determination can be made without any problem.
[0074]
However, if it is determined from the received waveform that signals from a plurality of tags have been received, or if it is determined that signals from two tags have overlapped, a signal from one of the tags is received. As a result, the multi-read sequence is continued.
[0075]
In some cases, it may be determined from the received waveform that a reply has been made in a plurality of combinations. Therefore, in the present embodiment, even when there are a plurality of combinations of replies of the tag corresponding to the received waveform as described above, the modulation pattern is set so that at least one signal can be determined to have been returned as a reply. Have been chosen. In FIG. 6, the corresponding reply data is enclosed by a frame. Then, assuming that data corresponding to the determined pattern has been received, the multi-read sequence is continued.
[0076]
In the second embodiment, signal detection is continuously performed in time series during a period in which the signal is returned (4 time slots: 2 etu / time slot). The determination of the received data is performed by combining the detection results of the signals obtained in time series in this manner.
[0077]
In other words, even if there is a signal in which the timing of reply from the tag occurs at the boundary of the time slot, the determination is made from the waveforms of all the received signal amplitudes during the reply period obtained in time series. For this reason, even if there is a variation in the response time of the tag to the command signal from the reader / writer device + a variation in the response time in the receiving system, the original receiving pattern can be estimated.
[0078]
Next, a second calculation example of the time required for one multi-read sequence according to the present embodiment will be described. In this case, the bit data constituting the ID is returned two digits at a time, and the number of digits of the ID is 16 as an example.
Issue time of command signal: Netu,
First setting period: 2 etu,
Response period: 8 etu,
Second setting period: 2 etu,
Issue carry signal by specifying data: 3 etu
Becomes Therefore,
Netu + 15 etu × 8 = Netu + 120 etu
It is.
[0079]
Also in the present embodiment, each tag responds simultaneously in response to a multi-read command signal sent from the reader / writer device, so that the reader / writer device can recognize the ID of at least one tag. So that control inside the tag can be simplified. Also in the present embodiment, there is an advantage that the inconvenience that the speed of the multi-read sequence changes every time due to the ID of the tag does not occur.
[0080]
Next, a configuration example of the data carrier system of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a data carrier system when there is no subcarrier. In FIG. 7, reference numerals 701 to 70n indicate tags.
710 is a reader / writer device main body, 711 is an antenna, 712 is a bandpass filter, 713 is an amplifier, 714 is a detection circuit, 715 is a controller, and 716 is an output amplifier.
With such a configuration, when a command signal is transmitted from the reader / writer device from the antenna 711, a signal of a pattern set according to the content of the data constituting the ID is simultaneously transmitted from each of the tags 701 to 70n. Sent to.
[0081]
Each pattern signal transmitted from the tags 701 to 70n at the same time is input to the amplifier 713 and amplified after the unnecessary frequency band is removed by the band-pass filter 712, and then detected by the detection circuit 714. , The pattern signal shown in FIG. Then, the detected pattern signal is input to the controller 715.
[0082]
The controller 715 includes a computer system including a CPU, a RAM, a ROM, and the like. The controller 715 transmits a command signal for performing a multi-read sequence to each of the tags 701 to 70n, and transmits an ID transmitted from each of the tags 701 to 70n. Is analyzed in accordance with the 2-bit data content of the bit data that constitutes, and at least one pattern is recognized in each time slot. The command signal output from the controller 715 is amplified by the output amplifier 716 and transmitted to each of the tags 701 to 70n via the antenna 711.
[0083]
An example of the configuration of a reader / writer device used in a data carrier system when there is a subcarrier will be described with reference to FIG.
In FIG. 8, reference numerals 801 to 80n indicate tags. 810 reader / writer device body, 811 is an antenna, 812 is a band pass filter, 813 is an amplifier, 814 is a multiplier, 815 is a low pass filter, 816 is a multiplier, 815 is a low pass filter, 815 is a low pass filter, 818 is a controller, and 819 is a sub. A carrier reference phase signal generator, 820 is a 90 ° phase shift circuit, and 821 is an output amplifier.
[0084]
When a command signal is transmitted from the reader / writer device from the antenna 811 of the reader / writer device configured as described above, each of the tags 801 to 80n is set in accordance with the content of the data constituting the ID. Pattern signals are transmitted all at once.
[0085]
As described above, when a subcarrier is used, the received signal is multiplied by an I signal and a Q signal prepared as a phase reference in the reader / writer device, thereby obtaining the same signal as the subcarrier frequency reference signal. The phase component and the quadrature component are detected separately.
[0086]
Then, the signal shown in FIG. 3B is obtained from the low-pass filter 815 and output to the controller 818, and the signal shown in FIG. 3C is obtained from the low-pass filter 817 and output to the controller 818. As described above, the controller 818 determines the presence or absence of each signal by determining the magnitude of the value relative to a preset value.
[0087]
FIG. 9 shows a schematic configuration diagram of the tag 900. When the tag 900 receives a multi-read command signal from the reader / writer device by the antenna 901, the band-pass filter 902 cuts an unnecessary signal, amplifies the signal to a predetermined level by the amplifier 903, and supplies the amplified signal to the control circuit 904. I do.
[0088]
The control circuit 904 reads out two bits of bit data stored in the ID storage circuit 905 in accordance with the input multi-read command signal, and derives the data to the pattern generation circuit 906. The pattern generation circuit 906 generates one of the pattern signals of FIGS. 1A to 1D or 2A to 2D according to the 2-bit data read from the ID storage circuit 905. . The pattern signal generated by the pattern generation circuit 906 is amplified by the output amplifier 907 and transmitted to the reader / writer device via the antenna 901.
[0089]
As described above, since the operation sequence of the tag 900 of this embodiment is simple, a logic circuit built in the control circuit 904 can be easily configured, and the manufacturing cost of the tag 900 can be reduced in an integrated circuit. . This makes it possible to reduce the overall cost in a data carrier system having a large number of tags 900.
[0090]
Next, second to fourth examples of modulation patterns used during four time slots according to 2-bit data content as shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. .
In the case of the second example of the modulation pattern, as shown in FIG. 10A, when the bit data to be transmitted is “00”, it becomes “H” in the first and third time slots, and In the second and fourth time slots, a modulation pattern of “L” is used. When the bit data to be transmitted is "01", a signal having a modulation pattern of "H" in the first and second time slots and "L" in the third and fourth time slots is used. I am trying to do it.
[0091]
Further, when the bit data to be transmitted is "10", a signal having a modulation pattern of "L" in the first and second time slots and "H" in the third and fourth time slots is used. I am trying to do it. When the bit data to be transmitted is "11", a signal having a modulation pattern of "H" in the third time slot and "L" in the first, second, and fourth time slots is used. I am trying to do it.
[0092]
In the case of the third example of the modulation pattern, as shown in FIG. 11A, when the bit data to be transmitted is “00”, it becomes “H” in the first and fourth time slots, and In the second and third time slots, a modulation pattern of “L” is used. When the bit data to be transmitted is "01", a signal having a modulation pattern of "H" in the first to fourth time slots is used.
[0093]
Further, when the bit data to be transmitted is "10", a signal having a modulation pattern of "H" in the first, second and fourth time slots and "L" in the third time slot is used. I am trying to do it. When the bit data to be transmitted is "11", a signal having a modulation pattern of "H" in the first time slot and "L" in the second to fourth time slots is used. ing.
[0094]
In the case of the fourth example of the modulation pattern, as shown in FIG. 12A, when the bit data to be transmitted is “00”, it becomes “H” in the first and second time slots, and In the third and fourth time slots, a modulation pattern of “L” is used. When the bit data to be transmitted is "01", a signal having a modulation pattern of "H" in the second and third time slots and "L" in the first and fourth time slots is used. I am trying to do it.
[0095]
Further, when the bit data to be transmitted is "10", a signal having a modulation pattern of "L" in the first and second time slots and "H" in the third and fourth time slots is used. I am trying to do it. When the bit data to be transmitted is "11", a signal having a modulation pattern of "H" in the fourth time slot and "L" in the first to third time slots is used. ing.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the read time does not change depending on the content of the ID of the data carrier, the processing time of the multi-read sequence is determined based on the number of data carriers constituting the data carrier system. Can be.
According to another feature of the present invention, since all of the data carriers constituting the data carrier system rarely exist in the service area at the same time, multi-read for all data carriers existing in the service area is performed. The read time can be shortened as compared with the related art.
Further, according to another feature of the present invention, a carry signal can be transmitted to a data carrier of data to be prioritized from among data recognized by a reply from the data carrier, so that it is desirable to read out the data. ID can be prioritized.
Further, according to another feature of the present invention, the operation sequence of the data carrier is simplified, so that a logic circuit built in a chip for the data carrier can be easily configured. Cost can be reduced. As a result, the overall cost in a data carrier system having a large number of data carriers can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the first embodiment of the present invention, and shows an example in which a Walsh orthogonal function system is used as a pattern for simultaneously replying to each tag.
FIG. 2 is a diagram showing an example in which a Rademacher orthogonal function system is used as a pattern for simultaneously replying to each tag.
3A and 3B are diagrams illustrating an example of a reply from each tag using a Walsh orthogonal function system. FIG. 3A illustrates a received signal amplitude based on a Walsh signal, and FIG. 3B illustrates a subcarrier frequency signal based on a phase. And (c) shows the amplitude of the quadrature component of each signal.
FIG. 4 is a diagram illustrating a second embodiment and illustrating an example of a modulation pattern used during four time slots according to 2-bit data content.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a combination of reply signals from the tag side.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of combinations of nine types of reception waveforms detected on the reception side and signals on the tag side corresponding to the nine types of reception waveforms.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a data carrier system when there is no subcarrier.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a data carrier system when there is a subcarrier.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a tag.
FIG. 10 is a diagram illustrating a modulation pattern according to a second embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a third embodiment of the modulation pattern.
FIG. 12 is a diagram illustrating a fourth embodiment of a modulation pattern.
[Explanation of symbols]
701-70n tag
710 Reader / writer device body
711 antenna
712 band pass filter
713 amplifier
714 detection circuit
715 controller
716 output amplifier

Claims (8)

A data carrier to which a unique ID composed of a plurality of bit data is assigned, and which transmits the unique ID in response to a command signal sent from a reader / writer device,
When transmitting the unique ID in response to a command signal sent from the reader / writer device, the plurality of bit data is divided into two bits and transmitted, and the two-bit data content is A data carrier characterized in that any one of four types of modulation patterns set according to the data is transmitted simultaneously. 2. The data carrier according to claim 1, wherein one of a Walsh orthogonal function system and a Rademacher orthogonal function system is used as the four types of modulation patterns according to the 2-bit data content. When transmitting any one of the four types of modulation patterns corresponding to the data content of the two bits during the period of four time slots, the subcarrier of the reply signal is modulated or the amplitude modulation is directly performed on the carrier frequency. The data carrier according to claim 1, wherein the data carrier is configured as described above. A data carrier to which a unique ID composed of a plurality of bit data is assigned, and which transmits the unique ID in a period of 4 time slots in response to a command signal sent from a reader / writer device,
When transmitting the unique ID in response to a command signal sent from the reader / writer device, the plurality of bit data is divided into two bits and transmitted, and the two-bit data content is A data carrier characterized in that any one of the four modulation patterns whose "H" level and "L" level are set for each of the four time slots is transmitted simultaneously. The four modulation patterns are set so that even when the reader / writer device receives signals of a plurality of modulation patterns at the same time by transmitting the plurality of data carriers simultaneously, the signal of at least one of the modulation patterns can be recognized. The data carrier according to claim 4, wherein the data carrier is used. A reader / writer device configured to sequentially read an ID transmitted from the data carrier according to any one of claims 1 to 5 and perform a multi-read sequence,
By detecting the magnitude of the amplitude in each of the four time slots, a signal of at least one of the four modulation patterns set according to the data content of the two bits can be recognized. A reader / writer device characterized by being set. A reader / writer device configured to sequentially read IDs transmitted from the data carrier according to claim 4 and perform a multi-read sequence,
The presence or absence of a signal in each of the four time slots is detected, and at least one of the four types of pattern signals set according to the data content of the two bits is recognized. A reader / writer device characterized by the above-mentioned. A data carrier system using the data carrier according to any one of claims 1 to 5 and the reader / writer device according to claim 6 or 7.

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