処理装置及びプログラム
【課題】 背景ノイズを計測し、計測した背景ノイズに基づいて通信タイミングを決定する処理装置等の提供。
【解決手段】 処理装置１００は、少なくとも一つの無線タグ２００との間で通信を行う通信部１１０と、無線タグ２００から送信される情報の収集を行う処理部１２０と、を含む。そして、処理部１２０は、無線タグ２００との通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、背景ノイズの計測データを取得し、取得した背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との次の通信タイミングを決定する。さらに、通信部１１０は、決定された通信タイミングで無線タグ２００との通信を行う。
【解決手段】 処理装置１００は、少なくとも一つの無線タグ２００との間で通信を行う通信部１１０と、無線タグ２００から送信される情報の収集を行う処理部１２０と、を含む。そして、処理部１２０は、無線タグ２００との通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、背景ノイズの計測データを取得し、取得した背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との次の通信タイミングを決定する。さらに、通信部１１０は、決定された通信タイミングで無線タグ２００との通信を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理装置及びプログラム等に関係する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において、ノイズに対して通信品質を向上させることは必須の課題であり、各種の技術が考案されている。ノイズに強い変調方式など各種の手法が考案されている中で、通信時のノイズを実際に解析して動的にノイズに対抗しようとする手法も考えられている。
【０００３】
その代表的な手法としては、特許文献１に示すような手法がある。特許文献１に示される手法は、音声通信などに用いられることを想定している。
【０００４】
音声通信を行う場合には、通信タイミングがシビアであり、ミリ秒単位でのリアルタイム性が求められる。そのため、音声通信を行う場合には、通信タイミングを数分ずらすといった時間軸での操作は意味を成さない。
【０００５】
さらに、音声通信を行う場合には、ノイズ値の時間的な変動が激しく、ノイズが小さくなる期間が一瞬しかなかったり、ノイズ値が高い状態が維持されたりすることも多い。そのため、ノイズ値が小さくなるまで待つ、というようなことも想定外であった。
【０００６】
特許文献１に示す手法では、ノイズ値が大きければ、それに対抗して大きな信号強度で通信を行う。
【０００７】
また、他にもノイズを解析する手法の中には、特許文献２に記載されているように、ノイズ値を測定し、基準レベルと比較することにより通信品質の良否を判定する手法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１６２３５３号公報
【特許文献２】特開平９−１６２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１で示す手法では、ノイズ値を解析して送信信号強度を決定しているが、送信信号強度を大きくできない場合も存在する。このような場合には、特許文献１に示す手法では、ノイズ値が大きい場合には通信を行うことができない。
【００１０】
また、特許文献２に示す手法では、ノイズ値の解析結果を表示するだけで、それ以降の通信制御方法については記載されていない。
【００１１】
本発明の幾つかの態様によれば、背景ノイズを計測し、計測した背景ノイズに基づいて通信タイミングを決定することができる処理装置及びプログラム等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、少なくとも一つの無線タグとの間で通信を行う通信部と、前記無線タグから送信される情報の収集を行う処理部と、を含み、前記処理部は、前記無線タグとの通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、前記背景ノイズの計測データを取得し、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の通信タイミングを決定し、前記通信部は、決定された前記通信タイミングで前記無線タグとの通信を行うことを特徴とする処理装置に関係する。
【００１３】
これにより、背景ノイズを計測し、計測した背景ノイズに基づいて通信タイミングを決定することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの通信のリトライ条件が満たされたかどうかを判断し、前記無線タグとの通信の前記リトライ条件が満たされたと判断する場合に、前記無線タグに対して通信のリトライ処理を行なってもよい。
【００１５】
これにより、リトライ条件が満たされた場合に、次の通信タイミングを設定し、無線タグと通信を行うこと等が可能になる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、ノイズデータベースの情報を記憶する記憶部を含み、前記記憶部は、所定の周期で計測された前記背景ノイズの前記計測データと、前記無線タグと通信を行うか否かを判定するために用いる通信判定用データと、を含む前記ノイズデータベースの情報を記憶し、前記処理部は、前記背景ノイズの前記計測データを取得した場合に、前記記憶部に記憶される前記ノイズデータベースの更新処理を行い、前記ノイズデータベースから得られる前記通信判定用データと、前記背景ノイズの前記計測データとの比較処理を行うことにより前記通信タイミングを決定してもよい。
【００１７】
これにより、例えば、使用する通信判定用データを変更することにより、通信タイミングを変更すること等が可能になる。
【００１８】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記ノイズデータベースから、前記背景ノイズの前記計測データに含まれるノイズ値と、前記通信判定用データに含まれる所与の閾値とを取得し、前記背景ノイズの前記ノイズ値と、前記所与の閾値との比較処理を行うことにより、前記通信タイミングを決定してもよい。
【００１９】
これにより、例えば、ノイズ値として背景ノイズの受信信号強度を用いる場合には、現在の背景ノイズの受信信号強度と閾値との大小関係をリトライ条件とすること等が可能になる。
【００２０】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記背景ノイズの前記計測処理を行う場合に、通信記録情報を取得し、前記記憶部は、前記背景ノイズの前記ノイズ値と、前記ノイズ値が測定された通信環境下での前記通信記録情報とが関連付けられた前記計測データを含む前記ノイズデータベースの情報を記憶してもよい。
【００２１】
これにより、例えば、背景ノイズのノイズ値の平均値や標準偏差などを求めて、記憶し、リトライ条件に用いること等が可能になる。
【００２２】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記背景ノイズの前記ノイズ値の平均値と標準偏差とに基づいて前記通信判定用データを特定し、特定された前記通信判定用データと、前記背景ノイズの前記計測データとの比較処理を行うことにより、前記通信タイミングを決定してもよい。
【００２３】
これにより、例えば、背景ノイズのノイズ値のばらつきを考慮して、リトライ条件に用いられる受信信号強度の閾値を求めること等が可能になる。
【００２４】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前期通信部が未使用アドレスへのアクセスを行うことにより得られたデータを、前記背景ノイズの前記計測データとして取得してもよい。
【００２５】
これにより、どの無線タグとも通信を行わない状態で、背景ノイズの計測処理を行うこと等が可能になる。
【００２６】
また、本発明の一態様では、前期処理部は、前記通信部から取得した前記データの内容と、正解データの内容との相関関係を示す通信成功レベルを求め、前記通信成功レベルに基づいて、前記通信部から取得した前記計測データが前記背景ノイズを表すデータであるか否かを判定してもよい。
【００２７】
これにより、背景ノイズと無線タグが送信した信号とを区別すること等が可能になる。
【００２８】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記無線タグとの通信に失敗した場合に、通常通信時の通信周期よりも短い周期で、前記背景ノイズの前記計測処理を行い、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の前記通信タイミングを決定してもよい。
【００２９】
これにより、短い周期で背景ノイズのノイズ値が変動した場合にも、通信可能なタイミングを逃さずに、通信を行うこと等が可能になる。
【００３０】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの通信に用いるアンテナ部を切り替えてもよい。
【００３１】
これにより、背景ノイズの影響により処理装置と無線タグ間の通信ができなくなった場合にも、使用するアンテナ部を他のアンテナ部に切り替えて通信を行うこと等が可能になる。
【００３２】
また、本発明の他の態様では、上記各部としてコンピューターを機能させるプログラムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態のシステム構成図。
【図２】本実施形態の詳細なシステム構成図。
【図３】無線タグとの通信処理の説明図。
【図４】ノイズデータベースの説明図。
【図５】通信成功レベルと無線タグの分布率の関係を示すグラフ。
【図６】口径が異なる各アンテナと通信可能な無線タグの説明図。
【図７】本実施形態の処理の流れを説明するフローチャート。
【図８】背景ノイズの計測処理の詳細を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本実施形態について説明する。まず、本実施形態の概要を説明し、次に本実施形態のシステム構成例について説明する。そして、本実施形態の手法について説明し、最後に、フローチャートを用いて本実施形態の処理の詳細について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３５】
１．概要
無線通信において、ノイズに対して通信品質を向上させることは必須の課題であり、各種の技術が考案されている。ノイズに強い変調方式など各種の手法が考案されている中で、通信時のノイズを実際に解析して動的にノイズに対抗しようとする手法も考えられている。
【００３６】
その代表的な手法としては、前述した特許文献１に示すような手法がある。特許文献１に示される手法は、音声通信などに用いられることを想定している。
【００３７】
音声通信を行う場合には、通信タイミングがシビアであり、ミリ秒単位でのリアルタイム性が求められる。そのため、音声通信を行う場合には、通信タイミングを数分ずらすといった時間軸での操作は意味を成さない。
【００３８】
さらに、音声通信を行う場合には、ノイズ値の時間的な変動が激しく、ノイズが小さくなる期間が一瞬しかなかったり、ノイズ値が高い状態が維持されたりすることも多い。そのため、ノイズ値が小さくなるまで待つ、というようなことも想定外であった。
【００３９】
特許文献１に示す手法では、ノイズ値が大きければ、それに対抗して大きな信号強度で通信を行う。しかし、実際には、送信信号強度を大きくできない場合も存在する。このような場合には、特許文献１に示す手法では、ノイズ値が大きい場合には通信を行うことができない。
【００４０】
また、他にもノイズを解析する手法の中には、特許文献２に記載されているように、ノイズ値を測定し、基準レベルと比較することにより通信品質の良否を判定する手法もある。しかし、特許文献２には、ノイズ値の解析結果を表示するだけで、それ以降の通信制御方法については記載されていない。
【００４１】
本実施形態で対象とするノイズは、強力であるが、その大きさが大きく変動する性質を持つ。また、ノイズ値の変動は、主に分単位であり、音声通信での変動期間よりも長い期間である。すなわち、分単位のリアルタイム性を満たせば十分である。
【００４２】
本実施形態では、このような背景ノイズが計測される通信環境で、無線タグからデータを受信することが目的となる。
【００４３】
具体例を挙げると、工事現場などでは、内部振動機等の強力な電磁ノイズを放射する装置が数多く使われており、またこれらは適宜、人力で動かされて各所で使用されている。そして、これらの装置の電源も、人力にて適宜ＯＮ、ＯＦＦされるので、距離的、時間的なノイズ値の変動は非常に大きい。
【００４４】
このような突発的に変動する電磁ノイズ環境は、無線通信上は望ましくないが、工事現場内での進捗状況の計測などを無線通信により行おうとする場合、避けられない環境条件となる。
【００４５】
しかし、前述した通り、距離的、時間的な変動が大きいため、一時的に電磁ノイズのノイズ値が下がる場合もある。なお、本実施形態において想定する作業は必ず移動しながら繰り返される性質があり、また、数十分単位で繰り返されるとする。
【００４６】
また、工事は人（作業者）が行うものであって、リアルタイムといっても数分〜１０分程度の時間内で状況を把握できればよく、例えばミリ秒単位での動作が可能な電子機器に対しては相対的に非常に長いタイムスパンの中で１回以上の通信が成立すれば目的を達することになる。
【００４７】
そこで、このような課題の性質から、本実施形態の処理装置は、背景ノイズ（環境ノイズ）を計測し、例えば、背景ノイズのノイズ値が閾値よりも低くなるタイミングを見計らって通信を行い、背景ノイズによる通信障害を回避する。つまり、特許文献１に示す手法とは異なり、送信信号強度ではなく、通信タイミングを制御することにより、課題の解決を図る。
【００４８】
２．システム構成例
まず、図１に本実施形態のシステム構成例を示す。
【００４９】
本実施形態の処理装置１００が用いられる作業現場には、例えば図１のように、複数の無線タグ２００が配置されている。そして、処理装置１００と処理装置１００のアンテナ部が、例えば図１のように、作用現場に配置されている。
【００５０】
無線タグ２００は、処理装置１００のいずれかのアンテナ部と無線通信を行い、処理装置１００に情報を送信する。そして、処理装置１００は各無線タグ２００から得られるデータを収集する。なお、無線タグ２００が送信する情報は、例えば、無線タグが収集したセンサー情報や、あらかじめ内容が決められたビット列などである。
【００５１】
さらに、作業現場と離れた位置に、情報処理装置３００が配置されている。作業者５０は情報処理装置３００を用いて、処理装置１００が収集したデータを通信により取得し、作業現場の様子を確認する。
【００５２】
ここで、本実施形態が想定している作業現場では、ノイズ源、例えば内部振動機等の強力な電磁ノイズを放射する装置を持った作業者４０が作業を行いつつ、数分置きに場所を移動する。すなわち、作業者４０が作業をしている場所の周囲において、ノイズ値が大きくなる。
【００５３】
次に、図２に本実施形態の処理装置の構成例を示す。処理装置１００は、通信部１１０と、処理部１２０と、記憶部１３０と、アンテナ部１４０と、を含む。なお、処理装置１００は、図２の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。
【００５４】
次に各部で行われる処理について説明する。
【００５５】
通信部１１０は、処理装置１００と無線タグ２００間で、無線通信により情報の送受信を行う。また、通信部１１０は、後述するアンテナ部１４０の制御を行う。さらに、通信部１１０は、情報処理装置３００と、例えば、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの通信規格で情報の送受信を行う。なお、処理装置１００の通信部１１０と情報処理装置３００は、有線により通信を行うものであってもよく、無線により通信を行うものであってもよい。他にも、インターネットを経由して情報をやり取りしてもよい。
【００５６】
処理部１２０は、記憶部１３０からのデータや、通信部１１０において受信した情報等に基づいて種々の処理を行う。この処理部１２０の機能は、各種プロセッサー（ＣＰＵ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。
【００５７】
記憶部１３０は、データベースを記憶したり、処理部１２０等のワーク領域として用いたりするもので、その機能はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）等のメモリーやＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などにより実現できる。
【００５８】
アンテナ部１４０は、高周波エネルギーを電波（電磁波）として空間に放射（送信）、あるいは逆に空間の電波（電磁波）を高周波エネルギーへ相互に変換（受信）する装置である。なお、本実施形態のアンテナ部１４０は、送受信機能を有している。
【００５９】
さらに、アンテナ部１４０は、処理装置１００に対して、１つまたは複数設けられ、図１に示すように、作業現場に配置される。また、アンテナ部１４０が複数設けられる場合には、各アンテナの口径が異なっていてもよい。
【００６０】
３．本実施形態の手法
以上の本実施形態では、少なくとも一つの無線タグ２００との間で通信を行う通信部１１０と、無線タグ２００から送信される情報の収集を行う処理部１２０と、を含む。そして、処理部１２０は、無線タグ２００との通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、背景ノイズの計測データを取得し、取得した背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との次の通信タイミングを決定する。さらに、通信部１１０は、決定された通信タイミングで無線タグ２００との通信を行う。
【００６１】
図３を用いて具体例を説明する。まず、処理装置ＲＥは複数のアンテナ部ＡＴ１〜ＡＴ４を有している。また、本実施形態では、１つのアンテナ部当たり、３つの無線タグとの通信が可能であり、無線タグとアンテナ部間が最短距離となる組み合わせで通信を行うものとする。例えば、無線タグＲＴ１と無線タグＲＴ２は、アンテナ部ＡＴ３と通信を行う。なお、本実施形態の処理装置はこれに限定されない。
【００６２】
しかし、本例において想定する作業環境では、図３に示す作業者ＷＫが、内部振動機等の強力な電磁ノイズを放射する装置を持って作業を行うため、領域ＮＡ１のような、背景ノイズが非常に高い領域が出来てしまう。この場合には、無線タグＲＴ１と無線タグＲＴ２は、アンテナ部ＡＴ３と正常な通信を行うことができない。
【００６３】
ただし、前述したように、作業者ＷＫはアンテナ部ＡＴ３の近くから移動しないわけではなく、作業終了後には、例えば、アンテナ部ＡＴ１の近くに移動する。この場合には、アンテナ部ＡＴ１の周囲に背景ノイズが高い領域ＮＡ２ができ、無線タグＲＴ３とアンテナ部ＡＴ１間で正常に通信ができなくなる。一方で、アンテナ部ＡＴ３の周囲の領域は、背景ノイズが低い元の状態に戻るため、無線タグＲＴ１と無線タグＲＴ２は、アンテナ部ＡＴ３と正常に通信を行うことが可能になる。すなわち、このタイミングに通信を行えば良い。
【００６４】
そこで、前述したように本実施形態では、処理部が、無線タグとの通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、背景ノイズの計測データを取得し、取得した背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグとの次の通信タイミングを決定する。さらに、通信部は、決定された通信タイミングで無線タグとの通信を行う。
【００６５】
ここで、背景ノイズ（環境ノイズ）とは、常に存在する雑多な雑音（ノイズ）であり、いわゆる空中雑音のことである。特別なノイズ源が存在しない限り、無線タグや処理装置が出力する信号強度と比較して強度が小さいので、無線タグとアンテナ部との距離が比較的近ければ、通信の障害とはならず、問題とならない。
【００６６】
また、計測データとは、計測処理の結果得られるデータのことである。例えば、後述するノイズ値や、通信記録情報のことである。なお、計測処理の具体例については、後述する。
【００６７】
これにより、背景ノイズを計測し、計測した背景ノイズに基づいて通信タイミングを決定することが可能となる。例えば、相対的に背景ノイズが小さい時を通信タイミングとして設定し、通信すること等が可能となる。
【００６８】
また、本実施形態では、特定の環境のノイズ特性（時間変動が大きい）について鑑みて、送受信のタイミングを操作して通信性能を上げようとするものであり、送信回路のパワーを変化させるための回路などの追加回路等が不要である点においても、優位である。
【００６９】
なお、図３の例において、領域ＮＡ１内にアンテナ部ＡＴ３が含まれる場合には、無線タグＲＴ１と無線タグＲＴ２は、通信相手をアンテナ部ＡＴ３ではなく、アンテナ部ＡＴ４に変更しても良いが、この手法については後述する。
【００７０】
また、処理部１２０は、背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との通信のリトライ条件が満たされたかどうかを判断し、無線タグ２００との通信のリトライ条件が満たされたと判断する場合に、無線タグ２００に対して通信のリトライ処理を行ってもよい。
【００７１】
リトライ条件の具体例については後述する。
【００７２】
これにより、リトライ条件が満たされた場合に、次の通信タイミングを設定し、無線タグと通信を行うこと等が可能になる。
【００７３】
また、本実施形態の処理装置は、ノイズデータベースの情報を記憶する記憶部１３０を含んでもよい。そして、記憶部１３０は、所定の周期で計測された背景ノイズの計測データと、無線タグ２００と通信を行うか否かを判定するために用いる通信判定用データと、を含むノイズデータベースの情報を記憶してもよい。さらに、処理部１２０は、背景ノイズの計測データを取得した場合に、記憶部１３０に記憶されるノイズデータベースの更新処理を行い、ノイズデータベースから得られる通信判定用データと、背景ノイズの計測データとの比較処理を行うことにより通信タイミングを決定してもよい。
【００７４】
ここで、ノイズデータベースとは、例えば、図４に示すような背景ノイズの計測データ６１００と、通信判定用データ６３００と、を含むデータベース６０００のこと等をいう。
【００７５】
また、通信判定用データとは、処理装置が無線タグと通信を行うか否かを判定するために用いるデータである。通信判定用データ６３００は、具体的には、背景ノイズの受信信号強度の閾値（図４では、リトライ用閾値６３１０）などである。なお、通信判定用データ６３００は他にも、背景ノイズの計測処理を行なっている場合に、現在計測しているデータが背景ノイズに起因するものか否かを判定するために用いるデータ（図４では、背景ノイズ判定用閾値６３２０）を含んでもよい。具体的には、背景ノイズ判定用閾値６３２０は、後述する図８のステップＳ２２で用いる通信成功レベルの閾値等が該当する。
【００７６】
さらに、ノイズデータベース６０００は、背景ノイズの計測データ６１００や通信判定用データ６３００以外のデータを含んでいてもよい。例えば、図４に示すノイズデータベース６０００は、上記のデータの他にも無線タグの計測データ６２００を含む。
【００７７】
例えば図４に示すように、無線タグの計測データ６２００は、無線タグ別の通信成功時の受信信号強度６２２２や通信成功回数のデータ６２２４、通信成功レベル６２２６、無線タグ別の通信失敗時の受信信号強度６２４２や通信失敗回数のデータ６２４４、通信成功レベル６２４６、各通信成功レベルの無線タグ検出率６２６０などを含んでもよい。
【００７８】
なお、ノイズデータベース６０００は、図４に示したデータの一部を含まなくてもよく、様々な変形が可能である。
【００７９】
これにより、例えば、使用する通信判定用データを変更することにより、通信タイミングを変更すること等が可能になる。次項にて詳細に説明するが、例えば、一定時間以上、背景ノイズの受信信号強度が通常時よりも高い状態であり、背景ノイズの受信信号強度が小さくなる見込みがないと判定した場合などに、閾値を小さくするなど、状況に応じて、リトライ条件を緩和すること等が可能となる。
【００８０】
また、処理部１２０は、ノイズデータベースから、背景ノイズの計測データに含まれるノイズ値と、通信判定用データに含まれる所与の閾値とを取得し、背景ノイズのノイズ値と、所与の閾値との比較処理を行うことにより、通信タイミングを決定してもよい。
【００８１】
ここで、ノイズ値とは、図４に示すように背景ノイズの計測データ６１００のうちの一つであり、背景ノイズの大きさや、背景ノイズが通信に与える影響の大きさを表す指標となる値のことをいう。具体的には、ノイズ値は、背景ノイズの受信信号強度（振幅値）６１２２などのことをいう。
【００８２】
さらに、所与の閾値とは、図４に示すように通信判定用データのうちの一つであり、例えば、背景ノイズの受信信号強度をノイズ値として用いる場合には、背景ノイズの受信信号強度についての閾値（図４では、リトライ用閾値６３１０）であってもよい。
【００８３】
これにより、例えば、ノイズ値として背景ノイズの受信信号強度を用いる場合には、現在の背景ノイズの受信信号強度と閾値との大小関係をリトライ条件とすること等が可能になる。背景ノイズの受信信号強度は、作業者にとっても直感的に理解しやすい指標であるため、実用上優位である。
【００８４】
また、処理部１２０は、背景ノイズの計測処理を行う場合に、通信記録情報を取得してもよい。そして、記憶部１３０は、背景ノイズのノイズ値と、ノイズ値が測定された通信環境下での通信記録情報とが関連付けられた計測データを含むノイズデータベースの情報を記憶してもよい。
【００８５】
ここで、通信記録情報とは、図４に示すように背景ノイズの計測データのうちの一つである。通信記録情報６１４０は、例えば、後述するノイズ値の平均値・標準偏差６１４２（以下、標準偏差をσと記載することがある）や、通信成功レベル６１４４などがある。ただし、本実施形態の通信記録情報はこれらに限定されず、この他のデータを含んでもよく、一部のデータを含まなくても良く、様々な変形が可能である。
【００８６】
なお、通信成功レベルは、例えば、あらかじめ内容が決められたデータを無線タグが送信した場合に、処理装置が受信したデータと、無線タグが送信したデータに対応する正解データとを相互相関関数などを用いて評価することにより求めることができる。
【００８７】
これにより、例えば、背景ノイズのノイズ値の平均値・標準偏差などを求めて、記憶すること等が可能になる。また、これらの通信記録情報をリトライ条件の判定等において用いること等が可能となる。
【００８８】
また、処理部１２０は、背景ノイズのノイズ値の平均値と標準偏差とに基づいて通信判定用データを特定し、特定された通信判定用データと、背景ノイズの計測データとの比較処理を行うことにより、通信タイミングを決定してもよい。
【００８９】
ここで、後述するように、例えば背景ノイズの計測処理は、一度に複数回（例えば２０回程度）行う。そこで、各回で計測されたノイズ値を平均し、これをノイズ値の平均値として用いてもよい。または、背景ノイズの受信信号強度の移動平均値等をノイズ値の平均値として用いても良い。
【００９０】
また、ノイズ値の標準偏差とは、例えば、背景ノイズの受信信号強度についての標準偏差等である。背景ノイズの受信信号強度の移動平均値をノイズ値の平均値として用いる場合には、移動平均を行う所定の期間と同じ期間内に測定した背景ノイズの受信信号強度のみを対象として標準偏差を求めることが望ましい。
【００９１】
これにより、例えば、背景ノイズのノイズ値のばらつきを考慮して、リトライ条件に用いられる受信信号強度の閾値を求めること等が可能になる。
【００９２】
また、処理部１２０は、通信部１１０が未使用アドレスへのアクセスを行うことにより得られたデータを、背景ノイズの計測データとして取得してもよい。
【００９３】
ここで、背景ノイズの計測処理の具体例について説明する。まず、各無線タグには固有のアドレスが割り当てられている。通常通信時には、そのアドレスに向けて、処理装置が呼び出しを行い、無線タグが応答し、通信が成立する。
【００９４】
一方、背景ノイズの計測処理を行う場合には、処理装置は、「存在しないことが保証された」無線タグのアドレスへの呼びかけを行う。すなわち、どの無線タグにも割り当てていないアドレスを背景ノイズの計測処理用アドレスとして用いる。呼びかけを行なった無線タグは存在しないので電波を返信するものは存在しない。この場合には、当然、通信失敗となるが、そのときの受信信号の振幅値（受信信号強度）を測定する。これにより、特定の無線タグから信号が出力されていない状態で、背景ノイズのみを測定することができる。また、この時に測定された受信信号の振幅値等が背景ノイズの計測データとなる。
【００９５】
これにより、どの無線タグとも通信を行わない状態で、背景ノイズの計測処理を行うこと等が可能になる。
【００９６】
また、処理部１２０は、通信部１１０から取得したデータの内容と、正解データの内容との相関関係を示す通信成功レベルを求め、通信成功レベルに基づいて、通信部１１０から取得した計測データが背景ノイズを表すデータであるか否かを判定してもよい。
【００９７】
これにより、背景ノイズと無線タグが送信した信号とを区別すること等が可能になる。なお、具体例については、後述する。
【００９８】
また、処理部１２０は、無線タグ２００との通信に失敗した場合に、通常通信時の通信周期よりも短い周期で、背景ノイズの計測処理を行い、取得した背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との次の通信タイミングを決定してもよい。
【００９９】
これにより、短い周期で背景ノイズのノイズ値が変動した場合にも、通信可能なタイミングを逃さずに、通信を行うこと等が可能になる。
【０１００】
また、処理部１２０は、背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との通信に用いるアンテナ部１４０を切り替えてもよい。
【０１０１】
図６を用いて具体例を説明する。その前に前提として、本実施形態のアンテナ部１４０は、口径が大きければ大きいほど受信感度が良くなり、通信可能な無線タグの数も増える。逆に、アンテナ部１４０の口径が小さければ受信感度が悪くなるが、受信する背景ノイズのノイズ値も小さくなる。ただし、アンテナ部１４０の口径が小さくなれば、その分、通信可能な無線タグの数が減ることになる。また、受信感度が悪い場合は無線タグに近づけて、背景ノイズに強くするという方法もある。
【０１０２】
図６に示す処理装置ＲＥにはアンテナ部ＡＴ１〜ＡＴ３が設けられている。また、図６では、アンテナ部ＡＴ１を、他のアンテナ部と比較して口径が大きいことを示すために大きく描画した。アンテナ部ＡＴ１は、通信領域ＣＡ１内に配置されている無線タグＲＴ１〜ＲＴ８と通信することができる。一方、アンテナ部ＡＴ２は、通信領域ＣＡ２内に配置されている無線タグＲＴ１とＲＴ２と通信することができ、アンテナ部ＡＴ３は、通信領域ＣＡ３内に配置されている無線タグＲＴ５とＲＴ６と通信することができる。
【０１０３】
このとき、作業者ＷＫがノイズ源を持って、図６に示す位置で作業を始め、背景ノイズが高い領域ＮＡが発生したとする。この場合には、これまでアンテナ部ＡＴ１と通信しており、領域ＮＡに含まれる無線タグＲＴ１〜ＲＴ３は、アンテナ部ＡＴ１を介して処理装置ＲＥと通信できなくなってしまう。
【０１０４】
そこで、前述したように、各無線タグが通信に用いるアンテナ部を切り替えればよい。本例においては、処理装置ＲＥの処理部が、無線タグＲＴ１とＲＴ２の通信対象となるアンテナ部をアンテナ部ＡＴ１からアンテナ部ＡＴ３へと切り替えて通信を行う。一方、他のアンテナ部の通信可能領域に位置しない無線タグＲＴ３は、アンテナ部を切り替えることができない。
【０１０５】
これにより、背景ノイズの影響により処理装置と無線タグ間の通信ができなくなった場合にも、使用するアンテナ部を他のアンテナ部に切り替えて通信を行うこと等が可能になる。
【０１０６】
なお、本実施形態の処理装置等は、プログラムにより実現してもよい。この場合には、ＣＰＵ等のプロセッサーがプログラムを実行することで、本実施形態の処理装置等が実現される。具体的には、情報記憶媒体に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサーが実行する。ここで、情報記憶媒体（コンピューターにより読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク（ＤＶＤ、ＣＤ等）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、或いはメモリー（カード型メモリー、ＲＯＭ等）などにより実現できる。そして、ＣＰＵ等のプロセッサーは、情報記憶媒体に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶媒体には、本実施形態の各部としてコンピューター（操作部、処理部、記憶部、出力部を備える装置）を機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピューターに実行させるためのプログラム）が記憶される。
【０１０７】
４．処理の詳細
以下では、図７のフローチャートを用いて、本実施形態の処理の流れについて説明する。
【０１０８】
まず、特定ノイズ源が無い時（通常時）の背景ノイズの計測処理を行う（Ｓ１）。なお、以下では、ステップＳ１における背景ノイズの計測処理結果を、第１のノイズ計測処理結果と呼ぶ。
【０１０９】
ここで、ステップＳ１において行う処理の詳細な流れを図８のフローチャートを用いて説明する。
【０１１０】
まず、前述したように、本実施形態の処理装置は、「存在しないことが保証された」無線タグのアドレス、すなわち未使用アドレスへの呼びかけを行う（Ｓ２０）。
【０１１１】
そして、そのときの受信信号の振幅値（受信信号強度）を計測する（Ｓ２１）。これにより、特定の無線タグから信号が出力されていない状態で、背景ノイズのみを計測することができる。また、この時に計測された受信信号の振幅値等を背景ノイズの計測データとする。
【０１１２】
しかし、無線タグが、誤って未使用アドレスへの呼び出しに応答を返してしまうことがある。この場合には、正確に背景ノイズの計測処理を行うことはできない。
【０１１３】
そこで、ステップＳ２１で取得した背景ノイズの計測データに基づいて、通信成功レベルを算出する（Ｓ２２）。そして、算出した通信成功レベルに基づいて、ステップＳ２１において計測した計測データが背景ノイズを表すデータであるか、又はいずれかの無線タグが送信した信号を表すデータであるかを判定する（Ｓ２３）。ステップＳ２３において、計測データが背景ノイズを表すデータではないと判定された場合には処理を終了する。
【０１１４】
前述したように、通信成功レベルは、例えば、あらかじめ内容が決められたデータを無線タグが送信した場合に、処理装置が受信したデータと、無線タグが送信したデータに対応する正解データとを相互相関関数などを用いて評価することにより求めることができる。
【０１１５】
ここで、ステップＳ２２とステップＳ２３の処理の意味を図５のグラフを用いて説明する。図５のグラフは、横軸が前述した通信成功レベル、縦軸が無線タグの分布率を示している。
【０１１６】
まず、「存在する無線タグ」の系列について図５のグラフを説明する。例えば、通信成功レベルが１０を示す無線タグは全ての無線タグのうち約６７％である。また、通信成功レベルが９を示す無線タグは全ての無線タグのうち約３％である。このように通信成功レベルが高い値を示す無線タグは、特別なノイズ源が近くになく、背景ノイズが小さい領域に配置されているものである。例えば図３で言えば、無線タグＲＴ４のような無線タグである。一方、通信成功レベルが１〜５といった低い値を示す無線タグは、例えば図３で言えば作業者ＷＫが近くで作業をしており、背景ノイズが大きい領域に配置されている無線タグＲＴ３のような無線タグである。
【０１１７】
これに対して、背景ノイズの計測処理を行う際には、前述したように処理装置が未使用アドレスを呼び出して、その時の受信信号の振幅等を背景ノイズの計測データとする。本実施形態の処理装置は、このようにして取得した背景ノイズの計測データを、「存在しない無線タグ」からの応答として、通信成功レベルを算出する（Ｓ２２）。図５にはその通信成功レベルと「存在しない無線タグ」の分布を、「存在する無線タグ」とは別の系列で示している。
【０１１８】
図５によると、「存在しない無線タグ」のほとんどは、通信成功レベル１〜５といった低い値を示すことがわかる。これは、背景ノイズが全くデタラメな信号であるためである。正解データとランダムな信号とを相互相関関数などにより評価すると、一般的に通信成功レベルは小さくなる。
【０１１９】
以上のように、図５の例では、「存在する無線タグ」については、背景ノイズが小さい時には通信可能レベルが８〜１０となり、背景ノイズが大きい時には通信可能レベルが１〜５となることが多い。一方、「存在しない無線タグ」については、背景ノイズの大小に関わらず、通信可能レベルが１〜５となることが多く、厳密には通信可能レベル７（ＴＨ２）以下を示す。このように、「存在する無線タグ」と「存在しない無線タグ」の通信成功レベルの分布傾向ははっきりと異なる。そのため少なくとも、通信成功レベルが８以上の計測データは、背景ノイズではなく、特定の無線タグからの送信信号を表すデータであると判定することができる。ステップＳ２３では、例えば、通信成功レベル８（ＴＨ１）を閾値に設定して、背景ノイズを表すデータであるか否かを判定している。
【０１２０】
なお、「存在しない無線タグ」が示す通信成功レベルは、偶然にデータが一致したことにより上下するため、「存在しない無線タグ」同士の通信成功レベルの大小自体には意味はなく、背景ノイズの大小は受信信号強度等により判断する。
【０１２１】
次に、ステップＳ２０〜ステップＳ２３の処理を所定の回数だけ（例えば２０回）繰り返し（Ｓ２４）、所定回数だけ背景ノイズの計測処理を実施した場合に、背景ノイズの平均の信号振幅値、標準偏差σを算出する（Ｓ２５）。さらに、本実施形態では、背景ノイズの平均の信号振幅値に対して３σを加えた値を計算し、記憶する。通常時のほぼ全ての背景ノイズは、上記の平均の信号振幅値に対して３σを加えた値よりも小さいと期待できる。逆にこの値を継続的に超えるノイズ信号振幅が到来した場合、「通常時」とは異なるノイズ状況にあると判断できるためである。以上で、図８の処理を終了する。
【０１２２】
次に、図７のフローチャートに戻り、各無線タグとの通信処理及びデータ処理を行う（Ｓ２）。
【０１２３】
具体的には、データを取得したい無線タグに割り当てられている固有アドレスに向けて、処理装置が読み出し命令を行う。そして、無線タグはデータ送信命令を受信し、データを送信する。
【０１２４】
無線タグから送信されたデータを処理装置が受信することに成功した場合には、データ受信時の信号振幅強度を無線タグ毎に記憶し、さらに、信号振幅強度を積算して、信号強度積算値を求める。なお、上記は積算値でなく移動平均値としても良い。上記の通信成功時の信号強度は、ＳＮ比（signal-to-noise ratio：信号対雑音比）を考える上での判定基準となる。例えば、背景ノイズの受信信号強度が、この信号強度の特定の割合（例えば２分の１、あるいは１０分の１）を超えた場合には、ＳＮ比が低下し、信号がとりにくくなった状態にあると判断できる。
【０１２５】
また、データ受信成功時には、通信成功回数もタグ毎にカウントする。そして、信号強度積算値を成功回数で除算することにより、無線タグの通信成功時の平均通信信号強度が求められる。また、成功回数と、データ受信失敗時にカウントする失敗回数とを加算して総試行数を求め、総試行回数で成功回数を除算すれば通信成功率が得られる。なお、これらの情報は、図４に示す無線タグの計測データに該当する。
【０１２６】
一方、処理装置が、無線タグから送信されたデータを受信することに失敗した場合にも、成功した場合と同様に、データ受信失敗時の受信信号振幅強度を無線タグ毎に記憶し、さらに、信号強度積算値を求める。なお、上記は積算値でなく移動平均値としても良い。さらに、通信失敗回数も無線タグ毎にカウントする。なお、ステップＳ２において、データの受信に失敗した場合などには、各無線タグとの通信を複数回繰り返しても良い。
【０１２７】
次に、全ての無線タグと通信が成功したか否か判定する（Ｓ３）。全ての無線タグと通信が成功したと判定する場合には、通常時のタイマー値（例えば５分）を設定する（Ｓ４）。そして、タイマーを更新し（Ｓ５）、タイマーが満了したか否かを判定する（Ｓ６）。タイマーが満了していないと判定した場合には、ステップＳ５に戻り、タイマー値を更新する。一方、タイマーが満了したと判定した場合には、ステップＳ２に戻り、再度各無線タグとの通信処理を開始する。
【０１２８】
また、ステップＳ３において、一つでも通信が失敗した無線タグがあると判定した場合には、特定ノイズ源想定時の背景ノイズの計測処理を行う（Ｓ７）。処理の内容は、図８のステップＳ２０〜Ｓ２５の処理と同様である。ただし、第１のノイズ計測処理結果とは別に、ステップＳ７の計測処理の結果（背景ノイズのノイズ値や平均値、標準偏差等のデータ）を記憶しておくことが望ましい。なお、以下では、ステップＳ７における背景ノイズの計測処理結果を、第２のノイズ計測処理結果と呼ぶ。
【０１２９】
次に、ノイズ時用タイマー値を設定する（Ｓ８）。ノイズ時用タイマー値は、ステップＳ４で設定した通常タイマー値よりも短い値であり、例えば通常タイマー値が５分である場合には、ノイズ時用タイマー値を１分に設定する。
【０１３０】
そして、ノイズ時用タイマー値を更新し（Ｓ９）、ノイズ時用タイマー値が満了したか否かを判定する（Ｓ１０）。ノイズ時用タイマー値が満了していないと判定した場合には、ステップＳ９に戻り、ノイズ時用タイマー値を更新する。
【０１３１】
一方、ノイズ時用タイマーが満了したと判定した場合には、再度特定ノイズ源想定時の背景ノイズの計測処理を行う（Ｓ１１）。この場合にも、処理の内容は、図８のステップＳ２０〜Ｓ２５の処理と同様であり、第１のノイズ計測処理結果及び第２のノイズ計測処理結果とは別に、ステップＳ１１の計測処理の結果（背景ノイズのノイズ値や平均値、標準偏差等のデータ）を記憶しておくことが望ましい。以下では、ステップＳ１１における背景ノイズの計測処理結果を、第３のノイズ計測処理結果と呼ぶ。
【０１３２】
そして、測定した背景ノイズの計測データに基づいて、ノイズデータベースから通信判定用データを特定する（Ｓ１２）。言い換えれば、本実施形態の処理装置は、ステップＳ１１で求められる背景ノイズの計測データに応じてリトライ条件を切り替える。
【０１３３】
例えば本実施形態では、以下で説明する６つのリトライ条件を規定する。後述するように、下記のリトライ条件を満たした場合に、通信のリトライを行う。
【０１３４】
まず、第１のリトライ条件は、「第３のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値が、（第１のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値＋σ）以下であること」である。これは、背景ノイズの大きさが、通常レベルに戻ったと判断できるためである。全てのリトライ条件の中で、最も厳しい条件である。
【０１３５】
次に、第２のリトライ条件は、「第３のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値が、（第１のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値＋３σ）以下の範囲内に含まれること」である。第２のリトライ条件は、第１のリトライ条件を緩和したものである。
【０１３６】
さらに、第３のリトライ条件は、「ステップＳ１１において計測した背景ノイズの信号強度積算値が、ステップＳ２において無線タグからのデータ受信が成功した時の受信信号強度積算値の２分の１以下であること」である。前述したように、背景ノイズは大きいが、十分なＳＮ比が確保できるため、リトライする。
【０１３７】
そして、第４のリトライ条件は、「第３のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値が、（第２のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値−σ）であること」である。これは、ステップＳ７の時よりも、背景ノイズが小さくなっていると判断することができるためである。
【０１３８】
さらに、第５のリトライ条件は、「第３のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値が、第２のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値以下であること」である。第５のリトライ条件は、第４のリトライ条件を緩和したものである。
【０１３９】
最後に、第６のリトライ条件は、「背景ノイズの計測結果に関わりなく、ノイズ時用タイマー値が満了すること」である。この場合には、いくら待っても背景ノイズが小さくなることが期待できないため、単純に通信機会を増やす。
【０１４０】
また、最初は通信成功レベルが高くなるような状態で通信のリトライを行えるような条件に従うが、あまり高い条件にこだわっているとリトライをする機会が巡ってこない可能性が出てくる。そのため、後述するステップＳ１３において、リトライ条件を満たさないと判定される度に、リトライ条件を緩和していく手法などを用いても良い。例えば、第１のリトライ条件から第２のリトライ条件に緩和したり、第４のリトライ条件から第５のリトライ条件に緩和したりするなどが考えられる。当然、他の組み合わせも可能である。
【０１４１】
最後に、通信判定用データと背景ノイズの計測データとを比較して、通信の再試行を行うか否かを判定する（Ｓ１３）。通信の再試行を行うと判定した場合には、ステップＳ２に戻り、再度各無線タグとの通信処理を開始する。一方、通信の再試行を行わないと判定した場合には、ステップＳ８に戻り、ノイズ時用タイマー値を再設定する。
【０１４２】
以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、処理装置の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１００ 処理装置、１１０ 通信部、１２０ 処理部、１３０ 記憶部、
１４０ アンテナ部、２００ 無線タグ、３００ 情報処理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理装置及びプログラム等に関係する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において、ノイズに対して通信品質を向上させることは必須の課題であり、各種の技術が考案されている。ノイズに強い変調方式など各種の手法が考案されている中で、通信時のノイズを実際に解析して動的にノイズに対抗しようとする手法も考えられている。
【０００３】
その代表的な手法としては、特許文献１に示すような手法がある。特許文献１に示される手法は、音声通信などに用いられることを想定している。
【０００４】
音声通信を行う場合には、通信タイミングがシビアであり、ミリ秒単位でのリアルタイム性が求められる。そのため、音声通信を行う場合には、通信タイミングを数分ずらすといった時間軸での操作は意味を成さない。
【０００５】
さらに、音声通信を行う場合には、ノイズ値の時間的な変動が激しく、ノイズが小さくなる期間が一瞬しかなかったり、ノイズ値が高い状態が維持されたりすることも多い。そのため、ノイズ値が小さくなるまで待つ、というようなことも想定外であった。
【０００６】
特許文献１に示す手法では、ノイズ値が大きければ、それに対抗して大きな信号強度で通信を行う。
【０００７】
また、他にもノイズを解析する手法の中には、特許文献２に記載されているように、ノイズ値を測定し、基準レベルと比較することにより通信品質の良否を判定する手法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１６２３５３号公報
【特許文献２】特開平９−１６２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１で示す手法では、ノイズ値を解析して送信信号強度を決定しているが、送信信号強度を大きくできない場合も存在する。このような場合には、特許文献１に示す手法では、ノイズ値が大きい場合には通信を行うことができない。
【００１０】
また、特許文献２に示す手法では、ノイズ値の解析結果を表示するだけで、それ以降の通信制御方法については記載されていない。
【００１１】
本発明の幾つかの態様によれば、背景ノイズを計測し、計測した背景ノイズに基づいて通信タイミングを決定することができる処理装置及びプログラム等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、少なくとも一つの無線タグとの間で通信を行う通信部と、前記無線タグから送信される情報の収集を行う処理部と、を含み、前記処理部は、前記無線タグとの通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、前記背景ノイズの計測データを取得し、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の通信タイミングを決定し、前記通信部は、決定された前記通信タイミングで前記無線タグとの通信を行うことを特徴とする処理装置に関係する。
【００１３】
これにより、背景ノイズを計測し、計測した背景ノイズに基づいて通信タイミングを決定することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの通信のリトライ条件が満たされたかどうかを判断し、前記無線タグとの通信の前記リトライ条件が満たされたと判断する場合に、前記無線タグに対して通信のリトライ処理を行なってもよい。
【００１５】
これにより、リトライ条件が満たされた場合に、次の通信タイミングを設定し、無線タグと通信を行うこと等が可能になる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、ノイズデータベースの情報を記憶する記憶部を含み、前記記憶部は、所定の周期で計測された前記背景ノイズの前記計測データと、前記無線タグと通信を行うか否かを判定するために用いる通信判定用データと、を含む前記ノイズデータベースの情報を記憶し、前記処理部は、前記背景ノイズの前記計測データを取得した場合に、前記記憶部に記憶される前記ノイズデータベースの更新処理を行い、前記ノイズデータベースから得られる前記通信判定用データと、前記背景ノイズの前記計測データとの比較処理を行うことにより前記通信タイミングを決定してもよい。
【００１７】
これにより、例えば、使用する通信判定用データを変更することにより、通信タイミングを変更すること等が可能になる。
【００１８】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記ノイズデータベースから、前記背景ノイズの前記計測データに含まれるノイズ値と、前記通信判定用データに含まれる所与の閾値とを取得し、前記背景ノイズの前記ノイズ値と、前記所与の閾値との比較処理を行うことにより、前記通信タイミングを決定してもよい。
【００１９】
これにより、例えば、ノイズ値として背景ノイズの受信信号強度を用いる場合には、現在の背景ノイズの受信信号強度と閾値との大小関係をリトライ条件とすること等が可能になる。
【００２０】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記背景ノイズの前記計測処理を行う場合に、通信記録情報を取得し、前記記憶部は、前記背景ノイズの前記ノイズ値と、前記ノイズ値が測定された通信環境下での前記通信記録情報とが関連付けられた前記計測データを含む前記ノイズデータベースの情報を記憶してもよい。
【００２１】
これにより、例えば、背景ノイズのノイズ値の平均値や標準偏差などを求めて、記憶し、リトライ条件に用いること等が可能になる。
【００２２】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記背景ノイズの前記ノイズ値の平均値と標準偏差とに基づいて前記通信判定用データを特定し、特定された前記通信判定用データと、前記背景ノイズの前記計測データとの比較処理を行うことにより、前記通信タイミングを決定してもよい。
【００２３】
これにより、例えば、背景ノイズのノイズ値のばらつきを考慮して、リトライ条件に用いられる受信信号強度の閾値を求めること等が可能になる。
【００２４】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前期通信部が未使用アドレスへのアクセスを行うことにより得られたデータを、前記背景ノイズの前記計測データとして取得してもよい。
【００２５】
これにより、どの無線タグとも通信を行わない状態で、背景ノイズの計測処理を行うこと等が可能になる。
【００２６】
また、本発明の一態様では、前期処理部は、前記通信部から取得した前記データの内容と、正解データの内容との相関関係を示す通信成功レベルを求め、前記通信成功レベルに基づいて、前記通信部から取得した前記計測データが前記背景ノイズを表すデータであるか否かを判定してもよい。
【００２７】
これにより、背景ノイズと無線タグが送信した信号とを区別すること等が可能になる。
【００２８】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記無線タグとの通信に失敗した場合に、通常通信時の通信周期よりも短い周期で、前記背景ノイズの前記計測処理を行い、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の前記通信タイミングを決定してもよい。
【００２９】
これにより、短い周期で背景ノイズのノイズ値が変動した場合にも、通信可能なタイミングを逃さずに、通信を行うこと等が可能になる。
【００３０】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの通信に用いるアンテナ部を切り替えてもよい。
【００３１】
これにより、背景ノイズの影響により処理装置と無線タグ間の通信ができなくなった場合にも、使用するアンテナ部を他のアンテナ部に切り替えて通信を行うこと等が可能になる。
【００３２】
また、本発明の他の態様では、上記各部としてコンピューターを機能させるプログラムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態のシステム構成図。
【図２】本実施形態の詳細なシステム構成図。
【図３】無線タグとの通信処理の説明図。
【図４】ノイズデータベースの説明図。
【図５】通信成功レベルと無線タグの分布率の関係を示すグラフ。
【図６】口径が異なる各アンテナと通信可能な無線タグの説明図。
【図７】本実施形態の処理の流れを説明するフローチャート。
【図８】背景ノイズの計測処理の詳細を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本実施形態について説明する。まず、本実施形態の概要を説明し、次に本実施形態のシステム構成例について説明する。そして、本実施形態の手法について説明し、最後に、フローチャートを用いて本実施形態の処理の詳細について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３５】
１．概要
無線通信において、ノイズに対して通信品質を向上させることは必須の課題であり、各種の技術が考案されている。ノイズに強い変調方式など各種の手法が考案されている中で、通信時のノイズを実際に解析して動的にノイズに対抗しようとする手法も考えられている。
【００３６】
その代表的な手法としては、前述した特許文献１に示すような手法がある。特許文献１に示される手法は、音声通信などに用いられることを想定している。
【００３７】
音声通信を行う場合には、通信タイミングがシビアであり、ミリ秒単位でのリアルタイム性が求められる。そのため、音声通信を行う場合には、通信タイミングを数分ずらすといった時間軸での操作は意味を成さない。
【００３８】
さらに、音声通信を行う場合には、ノイズ値の時間的な変動が激しく、ノイズが小さくなる期間が一瞬しかなかったり、ノイズ値が高い状態が維持されたりすることも多い。そのため、ノイズ値が小さくなるまで待つ、というようなことも想定外であった。
【００３９】
特許文献１に示す手法では、ノイズ値が大きければ、それに対抗して大きな信号強度で通信を行う。しかし、実際には、送信信号強度を大きくできない場合も存在する。このような場合には、特許文献１に示す手法では、ノイズ値が大きい場合には通信を行うことができない。
【００４０】
また、他にもノイズを解析する手法の中には、特許文献２に記載されているように、ノイズ値を測定し、基準レベルと比較することにより通信品質の良否を判定する手法もある。しかし、特許文献２には、ノイズ値の解析結果を表示するだけで、それ以降の通信制御方法については記載されていない。
【００４１】
本実施形態で対象とするノイズは、強力であるが、その大きさが大きく変動する性質を持つ。また、ノイズ値の変動は、主に分単位であり、音声通信での変動期間よりも長い期間である。すなわち、分単位のリアルタイム性を満たせば十分である。
【００４２】
本実施形態では、このような背景ノイズが計測される通信環境で、無線タグからデータを受信することが目的となる。
【００４３】
具体例を挙げると、工事現場などでは、内部振動機等の強力な電磁ノイズを放射する装置が数多く使われており、またこれらは適宜、人力で動かされて各所で使用されている。そして、これらの装置の電源も、人力にて適宜ＯＮ、ＯＦＦされるので、距離的、時間的なノイズ値の変動は非常に大きい。
【００４４】
このような突発的に変動する電磁ノイズ環境は、無線通信上は望ましくないが、工事現場内での進捗状況の計測などを無線通信により行おうとする場合、避けられない環境条件となる。
【００４５】
しかし、前述した通り、距離的、時間的な変動が大きいため、一時的に電磁ノイズのノイズ値が下がる場合もある。なお、本実施形態において想定する作業は必ず移動しながら繰り返される性質があり、また、数十分単位で繰り返されるとする。
【００４６】
また、工事は人（作業者）が行うものであって、リアルタイムといっても数分〜１０分程度の時間内で状況を把握できればよく、例えばミリ秒単位での動作が可能な電子機器に対しては相対的に非常に長いタイムスパンの中で１回以上の通信が成立すれば目的を達することになる。
【００４７】
そこで、このような課題の性質から、本実施形態の処理装置は、背景ノイズ（環境ノイズ）を計測し、例えば、背景ノイズのノイズ値が閾値よりも低くなるタイミングを見計らって通信を行い、背景ノイズによる通信障害を回避する。つまり、特許文献１に示す手法とは異なり、送信信号強度ではなく、通信タイミングを制御することにより、課題の解決を図る。
【００４８】
２．システム構成例
まず、図１に本実施形態のシステム構成例を示す。
【００４９】
本実施形態の処理装置１００が用いられる作業現場には、例えば図１のように、複数の無線タグ２００が配置されている。そして、処理装置１００と処理装置１００のアンテナ部が、例えば図１のように、作用現場に配置されている。
【００５０】
無線タグ２００は、処理装置１００のいずれかのアンテナ部と無線通信を行い、処理装置１００に情報を送信する。そして、処理装置１００は各無線タグ２００から得られるデータを収集する。なお、無線タグ２００が送信する情報は、例えば、無線タグが収集したセンサー情報や、あらかじめ内容が決められたビット列などである。
【００５１】
さらに、作業現場と離れた位置に、情報処理装置３００が配置されている。作業者５０は情報処理装置３００を用いて、処理装置１００が収集したデータを通信により取得し、作業現場の様子を確認する。
【００５２】
ここで、本実施形態が想定している作業現場では、ノイズ源、例えば内部振動機等の強力な電磁ノイズを放射する装置を持った作業者４０が作業を行いつつ、数分置きに場所を移動する。すなわち、作業者４０が作業をしている場所の周囲において、ノイズ値が大きくなる。
【００５３】
次に、図２に本実施形態の処理装置の構成例を示す。処理装置１００は、通信部１１０と、処理部１２０と、記憶部１３０と、アンテナ部１４０と、を含む。なお、処理装置１００は、図２の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。
【００５４】
次に各部で行われる処理について説明する。
【００５５】
通信部１１０は、処理装置１００と無線タグ２００間で、無線通信により情報の送受信を行う。また、通信部１１０は、後述するアンテナ部１４０の制御を行う。さらに、通信部１１０は、情報処理装置３００と、例えば、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの通信規格で情報の送受信を行う。なお、処理装置１００の通信部１１０と情報処理装置３００は、有線により通信を行うものであってもよく、無線により通信を行うものであってもよい。他にも、インターネットを経由して情報をやり取りしてもよい。
【００５６】
処理部１２０は、記憶部１３０からのデータや、通信部１１０において受信した情報等に基づいて種々の処理を行う。この処理部１２０の機能は、各種プロセッサー（ＣＰＵ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。
【００５７】
記憶部１３０は、データベースを記憶したり、処理部１２０等のワーク領域として用いたりするもので、その機能はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）等のメモリーやＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などにより実現できる。
【００５８】
アンテナ部１４０は、高周波エネルギーを電波（電磁波）として空間に放射（送信）、あるいは逆に空間の電波（電磁波）を高周波エネルギーへ相互に変換（受信）する装置である。なお、本実施形態のアンテナ部１４０は、送受信機能を有している。
【００５９】
さらに、アンテナ部１４０は、処理装置１００に対して、１つまたは複数設けられ、図１に示すように、作業現場に配置される。また、アンテナ部１４０が複数設けられる場合には、各アンテナの口径が異なっていてもよい。
【００６０】
３．本実施形態の手法
以上の本実施形態では、少なくとも一つの無線タグ２００との間で通信を行う通信部１１０と、無線タグ２００から送信される情報の収集を行う処理部１２０と、を含む。そして、処理部１２０は、無線タグ２００との通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、背景ノイズの計測データを取得し、取得した背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との次の通信タイミングを決定する。さらに、通信部１１０は、決定された通信タイミングで無線タグ２００との通信を行う。
【００６１】
図３を用いて具体例を説明する。まず、処理装置ＲＥは複数のアンテナ部ＡＴ１〜ＡＴ４を有している。また、本実施形態では、１つのアンテナ部当たり、３つの無線タグとの通信が可能であり、無線タグとアンテナ部間が最短距離となる組み合わせで通信を行うものとする。例えば、無線タグＲＴ１と無線タグＲＴ２は、アンテナ部ＡＴ３と通信を行う。なお、本実施形態の処理装置はこれに限定されない。
【００６２】
しかし、本例において想定する作業環境では、図３に示す作業者ＷＫが、内部振動機等の強力な電磁ノイズを放射する装置を持って作業を行うため、領域ＮＡ１のような、背景ノイズが非常に高い領域が出来てしまう。この場合には、無線タグＲＴ１と無線タグＲＴ２は、アンテナ部ＡＴ３と正常な通信を行うことができない。
【００６３】
ただし、前述したように、作業者ＷＫはアンテナ部ＡＴ３の近くから移動しないわけではなく、作業終了後には、例えば、アンテナ部ＡＴ１の近くに移動する。この場合には、アンテナ部ＡＴ１の周囲に背景ノイズが高い領域ＮＡ２ができ、無線タグＲＴ３とアンテナ部ＡＴ１間で正常に通信ができなくなる。一方で、アンテナ部ＡＴ３の周囲の領域は、背景ノイズが低い元の状態に戻るため、無線タグＲＴ１と無線タグＲＴ２は、アンテナ部ＡＴ３と正常に通信を行うことが可能になる。すなわち、このタイミングに通信を行えば良い。
【００６４】
そこで、前述したように本実施形態では、処理部が、無線タグとの通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、背景ノイズの計測データを取得し、取得した背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグとの次の通信タイミングを決定する。さらに、通信部は、決定された通信タイミングで無線タグとの通信を行う。
【００６５】
ここで、背景ノイズ（環境ノイズ）とは、常に存在する雑多な雑音（ノイズ）であり、いわゆる空中雑音のことである。特別なノイズ源が存在しない限り、無線タグや処理装置が出力する信号強度と比較して強度が小さいので、無線タグとアンテナ部との距離が比較的近ければ、通信の障害とはならず、問題とならない。
【００６６】
また、計測データとは、計測処理の結果得られるデータのことである。例えば、後述するノイズ値や、通信記録情報のことである。なお、計測処理の具体例については、後述する。
【００６７】
これにより、背景ノイズを計測し、計測した背景ノイズに基づいて通信タイミングを決定することが可能となる。例えば、相対的に背景ノイズが小さい時を通信タイミングとして設定し、通信すること等が可能となる。
【００６８】
また、本実施形態では、特定の環境のノイズ特性（時間変動が大きい）について鑑みて、送受信のタイミングを操作して通信性能を上げようとするものであり、送信回路のパワーを変化させるための回路などの追加回路等が不要である点においても、優位である。
【００６９】
なお、図３の例において、領域ＮＡ１内にアンテナ部ＡＴ３が含まれる場合には、無線タグＲＴ１と無線タグＲＴ２は、通信相手をアンテナ部ＡＴ３ではなく、アンテナ部ＡＴ４に変更しても良いが、この手法については後述する。
【００７０】
また、処理部１２０は、背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との通信のリトライ条件が満たされたかどうかを判断し、無線タグ２００との通信のリトライ条件が満たされたと判断する場合に、無線タグ２００に対して通信のリトライ処理を行ってもよい。
【００７１】
リトライ条件の具体例については後述する。
【００７２】
これにより、リトライ条件が満たされた場合に、次の通信タイミングを設定し、無線タグと通信を行うこと等が可能になる。
【００７３】
また、本実施形態の処理装置は、ノイズデータベースの情報を記憶する記憶部１３０を含んでもよい。そして、記憶部１３０は、所定の周期で計測された背景ノイズの計測データと、無線タグ２００と通信を行うか否かを判定するために用いる通信判定用データと、を含むノイズデータベースの情報を記憶してもよい。さらに、処理部１２０は、背景ノイズの計測データを取得した場合に、記憶部１３０に記憶されるノイズデータベースの更新処理を行い、ノイズデータベースから得られる通信判定用データと、背景ノイズの計測データとの比較処理を行うことにより通信タイミングを決定してもよい。
【００７４】
ここで、ノイズデータベースとは、例えば、図４に示すような背景ノイズの計測データ６１００と、通信判定用データ６３００と、を含むデータベース６０００のこと等をいう。
【００７５】
また、通信判定用データとは、処理装置が無線タグと通信を行うか否かを判定するために用いるデータである。通信判定用データ６３００は、具体的には、背景ノイズの受信信号強度の閾値（図４では、リトライ用閾値６３１０）などである。なお、通信判定用データ６３００は他にも、背景ノイズの計測処理を行なっている場合に、現在計測しているデータが背景ノイズに起因するものか否かを判定するために用いるデータ（図４では、背景ノイズ判定用閾値６３２０）を含んでもよい。具体的には、背景ノイズ判定用閾値６３２０は、後述する図８のステップＳ２２で用いる通信成功レベルの閾値等が該当する。
【００７６】
さらに、ノイズデータベース６０００は、背景ノイズの計測データ６１００や通信判定用データ６３００以外のデータを含んでいてもよい。例えば、図４に示すノイズデータベース６０００は、上記のデータの他にも無線タグの計測データ６２００を含む。
【００７７】
例えば図４に示すように、無線タグの計測データ６２００は、無線タグ別の通信成功時の受信信号強度６２２２や通信成功回数のデータ６２２４、通信成功レベル６２２６、無線タグ別の通信失敗時の受信信号強度６２４２や通信失敗回数のデータ６２４４、通信成功レベル６２４６、各通信成功レベルの無線タグ検出率６２６０などを含んでもよい。
【００７８】
なお、ノイズデータベース６０００は、図４に示したデータの一部を含まなくてもよく、様々な変形が可能である。
【００７９】
これにより、例えば、使用する通信判定用データを変更することにより、通信タイミングを変更すること等が可能になる。次項にて詳細に説明するが、例えば、一定時間以上、背景ノイズの受信信号強度が通常時よりも高い状態であり、背景ノイズの受信信号強度が小さくなる見込みがないと判定した場合などに、閾値を小さくするなど、状況に応じて、リトライ条件を緩和すること等が可能となる。
【００８０】
また、処理部１２０は、ノイズデータベースから、背景ノイズの計測データに含まれるノイズ値と、通信判定用データに含まれる所与の閾値とを取得し、背景ノイズのノイズ値と、所与の閾値との比較処理を行うことにより、通信タイミングを決定してもよい。
【００８１】
ここで、ノイズ値とは、図４に示すように背景ノイズの計測データ６１００のうちの一つであり、背景ノイズの大きさや、背景ノイズが通信に与える影響の大きさを表す指標となる値のことをいう。具体的には、ノイズ値は、背景ノイズの受信信号強度（振幅値）６１２２などのことをいう。
【００８２】
さらに、所与の閾値とは、図４に示すように通信判定用データのうちの一つであり、例えば、背景ノイズの受信信号強度をノイズ値として用いる場合には、背景ノイズの受信信号強度についての閾値（図４では、リトライ用閾値６３１０）であってもよい。
【００８３】
これにより、例えば、ノイズ値として背景ノイズの受信信号強度を用いる場合には、現在の背景ノイズの受信信号強度と閾値との大小関係をリトライ条件とすること等が可能になる。背景ノイズの受信信号強度は、作業者にとっても直感的に理解しやすい指標であるため、実用上優位である。
【００８４】
また、処理部１２０は、背景ノイズの計測処理を行う場合に、通信記録情報を取得してもよい。そして、記憶部１３０は、背景ノイズのノイズ値と、ノイズ値が測定された通信環境下での通信記録情報とが関連付けられた計測データを含むノイズデータベースの情報を記憶してもよい。
【００８５】
ここで、通信記録情報とは、図４に示すように背景ノイズの計測データのうちの一つである。通信記録情報６１４０は、例えば、後述するノイズ値の平均値・標準偏差６１４２（以下、標準偏差をσと記載することがある）や、通信成功レベル６１４４などがある。ただし、本実施形態の通信記録情報はこれらに限定されず、この他のデータを含んでもよく、一部のデータを含まなくても良く、様々な変形が可能である。
【００８６】
なお、通信成功レベルは、例えば、あらかじめ内容が決められたデータを無線タグが送信した場合に、処理装置が受信したデータと、無線タグが送信したデータに対応する正解データとを相互相関関数などを用いて評価することにより求めることができる。
【００８７】
これにより、例えば、背景ノイズのノイズ値の平均値・標準偏差などを求めて、記憶すること等が可能になる。また、これらの通信記録情報をリトライ条件の判定等において用いること等が可能となる。
【００８８】
また、処理部１２０は、背景ノイズのノイズ値の平均値と標準偏差とに基づいて通信判定用データを特定し、特定された通信判定用データと、背景ノイズの計測データとの比較処理を行うことにより、通信タイミングを決定してもよい。
【００８９】
ここで、後述するように、例えば背景ノイズの計測処理は、一度に複数回（例えば２０回程度）行う。そこで、各回で計測されたノイズ値を平均し、これをノイズ値の平均値として用いてもよい。または、背景ノイズの受信信号強度の移動平均値等をノイズ値の平均値として用いても良い。
【００９０】
また、ノイズ値の標準偏差とは、例えば、背景ノイズの受信信号強度についての標準偏差等である。背景ノイズの受信信号強度の移動平均値をノイズ値の平均値として用いる場合には、移動平均を行う所定の期間と同じ期間内に測定した背景ノイズの受信信号強度のみを対象として標準偏差を求めることが望ましい。
【００９１】
これにより、例えば、背景ノイズのノイズ値のばらつきを考慮して、リトライ条件に用いられる受信信号強度の閾値を求めること等が可能になる。
【００９２】
また、処理部１２０は、通信部１１０が未使用アドレスへのアクセスを行うことにより得られたデータを、背景ノイズの計測データとして取得してもよい。
【００９３】
ここで、背景ノイズの計測処理の具体例について説明する。まず、各無線タグには固有のアドレスが割り当てられている。通常通信時には、そのアドレスに向けて、処理装置が呼び出しを行い、無線タグが応答し、通信が成立する。
【００９４】
一方、背景ノイズの計測処理を行う場合には、処理装置は、「存在しないことが保証された」無線タグのアドレスへの呼びかけを行う。すなわち、どの無線タグにも割り当てていないアドレスを背景ノイズの計測処理用アドレスとして用いる。呼びかけを行なった無線タグは存在しないので電波を返信するものは存在しない。この場合には、当然、通信失敗となるが、そのときの受信信号の振幅値（受信信号強度）を測定する。これにより、特定の無線タグから信号が出力されていない状態で、背景ノイズのみを測定することができる。また、この時に測定された受信信号の振幅値等が背景ノイズの計測データとなる。
【００９５】
これにより、どの無線タグとも通信を行わない状態で、背景ノイズの計測処理を行うこと等が可能になる。
【００９６】
また、処理部１２０は、通信部１１０から取得したデータの内容と、正解データの内容との相関関係を示す通信成功レベルを求め、通信成功レベルに基づいて、通信部１１０から取得した計測データが背景ノイズを表すデータであるか否かを判定してもよい。
【００９７】
これにより、背景ノイズと無線タグが送信した信号とを区別すること等が可能になる。なお、具体例については、後述する。
【００９８】
また、処理部１２０は、無線タグ２００との通信に失敗した場合に、通常通信時の通信周期よりも短い周期で、背景ノイズの計測処理を行い、取得した背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との次の通信タイミングを決定してもよい。
【００９９】
これにより、短い周期で背景ノイズのノイズ値が変動した場合にも、通信可能なタイミングを逃さずに、通信を行うこと等が可能になる。
【０１００】
また、処理部１２０は、背景ノイズの計測データに基づいて、無線タグ２００との通信に用いるアンテナ部１４０を切り替えてもよい。
【０１０１】
図６を用いて具体例を説明する。その前に前提として、本実施形態のアンテナ部１４０は、口径が大きければ大きいほど受信感度が良くなり、通信可能な無線タグの数も増える。逆に、アンテナ部１４０の口径が小さければ受信感度が悪くなるが、受信する背景ノイズのノイズ値も小さくなる。ただし、アンテナ部１４０の口径が小さくなれば、その分、通信可能な無線タグの数が減ることになる。また、受信感度が悪い場合は無線タグに近づけて、背景ノイズに強くするという方法もある。
【０１０２】
図６に示す処理装置ＲＥにはアンテナ部ＡＴ１〜ＡＴ３が設けられている。また、図６では、アンテナ部ＡＴ１を、他のアンテナ部と比較して口径が大きいことを示すために大きく描画した。アンテナ部ＡＴ１は、通信領域ＣＡ１内に配置されている無線タグＲＴ１〜ＲＴ８と通信することができる。一方、アンテナ部ＡＴ２は、通信領域ＣＡ２内に配置されている無線タグＲＴ１とＲＴ２と通信することができ、アンテナ部ＡＴ３は、通信領域ＣＡ３内に配置されている無線タグＲＴ５とＲＴ６と通信することができる。
【０１０３】
このとき、作業者ＷＫがノイズ源を持って、図６に示す位置で作業を始め、背景ノイズが高い領域ＮＡが発生したとする。この場合には、これまでアンテナ部ＡＴ１と通信しており、領域ＮＡに含まれる無線タグＲＴ１〜ＲＴ３は、アンテナ部ＡＴ１を介して処理装置ＲＥと通信できなくなってしまう。
【０１０４】
そこで、前述したように、各無線タグが通信に用いるアンテナ部を切り替えればよい。本例においては、処理装置ＲＥの処理部が、無線タグＲＴ１とＲＴ２の通信対象となるアンテナ部をアンテナ部ＡＴ１からアンテナ部ＡＴ３へと切り替えて通信を行う。一方、他のアンテナ部の通信可能領域に位置しない無線タグＲＴ３は、アンテナ部を切り替えることができない。
【０１０５】
これにより、背景ノイズの影響により処理装置と無線タグ間の通信ができなくなった場合にも、使用するアンテナ部を他のアンテナ部に切り替えて通信を行うこと等が可能になる。
【０１０６】
なお、本実施形態の処理装置等は、プログラムにより実現してもよい。この場合には、ＣＰＵ等のプロセッサーがプログラムを実行することで、本実施形態の処理装置等が実現される。具体的には、情報記憶媒体に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサーが実行する。ここで、情報記憶媒体（コンピューターにより読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク（ＤＶＤ、ＣＤ等）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、或いはメモリー（カード型メモリー、ＲＯＭ等）などにより実現できる。そして、ＣＰＵ等のプロセッサーは、情報記憶媒体に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶媒体には、本実施形態の各部としてコンピューター（操作部、処理部、記憶部、出力部を備える装置）を機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピューターに実行させるためのプログラム）が記憶される。
【０１０７】
４．処理の詳細
以下では、図７のフローチャートを用いて、本実施形態の処理の流れについて説明する。
【０１０８】
まず、特定ノイズ源が無い時（通常時）の背景ノイズの計測処理を行う（Ｓ１）。なお、以下では、ステップＳ１における背景ノイズの計測処理結果を、第１のノイズ計測処理結果と呼ぶ。
【０１０９】
ここで、ステップＳ１において行う処理の詳細な流れを図８のフローチャートを用いて説明する。
【０１１０】
まず、前述したように、本実施形態の処理装置は、「存在しないことが保証された」無線タグのアドレス、すなわち未使用アドレスへの呼びかけを行う（Ｓ２０）。
【０１１１】
そして、そのときの受信信号の振幅値（受信信号強度）を計測する（Ｓ２１）。これにより、特定の無線タグから信号が出力されていない状態で、背景ノイズのみを計測することができる。また、この時に計測された受信信号の振幅値等を背景ノイズの計測データとする。
【０１１２】
しかし、無線タグが、誤って未使用アドレスへの呼び出しに応答を返してしまうことがある。この場合には、正確に背景ノイズの計測処理を行うことはできない。
【０１１３】
そこで、ステップＳ２１で取得した背景ノイズの計測データに基づいて、通信成功レベルを算出する（Ｓ２２）。そして、算出した通信成功レベルに基づいて、ステップＳ２１において計測した計測データが背景ノイズを表すデータであるか、又はいずれかの無線タグが送信した信号を表すデータであるかを判定する（Ｓ２３）。ステップＳ２３において、計測データが背景ノイズを表すデータではないと判定された場合には処理を終了する。
【０１１４】
前述したように、通信成功レベルは、例えば、あらかじめ内容が決められたデータを無線タグが送信した場合に、処理装置が受信したデータと、無線タグが送信したデータに対応する正解データとを相互相関関数などを用いて評価することにより求めることができる。
【０１１５】
ここで、ステップＳ２２とステップＳ２３の処理の意味を図５のグラフを用いて説明する。図５のグラフは、横軸が前述した通信成功レベル、縦軸が無線タグの分布率を示している。
【０１１６】
まず、「存在する無線タグ」の系列について図５のグラフを説明する。例えば、通信成功レベルが１０を示す無線タグは全ての無線タグのうち約６７％である。また、通信成功レベルが９を示す無線タグは全ての無線タグのうち約３％である。このように通信成功レベルが高い値を示す無線タグは、特別なノイズ源が近くになく、背景ノイズが小さい領域に配置されているものである。例えば図３で言えば、無線タグＲＴ４のような無線タグである。一方、通信成功レベルが１〜５といった低い値を示す無線タグは、例えば図３で言えば作業者ＷＫが近くで作業をしており、背景ノイズが大きい領域に配置されている無線タグＲＴ３のような無線タグである。
【０１１７】
これに対して、背景ノイズの計測処理を行う際には、前述したように処理装置が未使用アドレスを呼び出して、その時の受信信号の振幅等を背景ノイズの計測データとする。本実施形態の処理装置は、このようにして取得した背景ノイズの計測データを、「存在しない無線タグ」からの応答として、通信成功レベルを算出する（Ｓ２２）。図５にはその通信成功レベルと「存在しない無線タグ」の分布を、「存在する無線タグ」とは別の系列で示している。
【０１１８】
図５によると、「存在しない無線タグ」のほとんどは、通信成功レベル１〜５といった低い値を示すことがわかる。これは、背景ノイズが全くデタラメな信号であるためである。正解データとランダムな信号とを相互相関関数などにより評価すると、一般的に通信成功レベルは小さくなる。
【０１１９】
以上のように、図５の例では、「存在する無線タグ」については、背景ノイズが小さい時には通信可能レベルが８〜１０となり、背景ノイズが大きい時には通信可能レベルが１〜５となることが多い。一方、「存在しない無線タグ」については、背景ノイズの大小に関わらず、通信可能レベルが１〜５となることが多く、厳密には通信可能レベル７（ＴＨ２）以下を示す。このように、「存在する無線タグ」と「存在しない無線タグ」の通信成功レベルの分布傾向ははっきりと異なる。そのため少なくとも、通信成功レベルが８以上の計測データは、背景ノイズではなく、特定の無線タグからの送信信号を表すデータであると判定することができる。ステップＳ２３では、例えば、通信成功レベル８（ＴＨ１）を閾値に設定して、背景ノイズを表すデータであるか否かを判定している。
【０１２０】
なお、「存在しない無線タグ」が示す通信成功レベルは、偶然にデータが一致したことにより上下するため、「存在しない無線タグ」同士の通信成功レベルの大小自体には意味はなく、背景ノイズの大小は受信信号強度等により判断する。
【０１２１】
次に、ステップＳ２０〜ステップＳ２３の処理を所定の回数だけ（例えば２０回）繰り返し（Ｓ２４）、所定回数だけ背景ノイズの計測処理を実施した場合に、背景ノイズの平均の信号振幅値、標準偏差σを算出する（Ｓ２５）。さらに、本実施形態では、背景ノイズの平均の信号振幅値に対して３σを加えた値を計算し、記憶する。通常時のほぼ全ての背景ノイズは、上記の平均の信号振幅値に対して３σを加えた値よりも小さいと期待できる。逆にこの値を継続的に超えるノイズ信号振幅が到来した場合、「通常時」とは異なるノイズ状況にあると判断できるためである。以上で、図８の処理を終了する。
【０１２２】
次に、図７のフローチャートに戻り、各無線タグとの通信処理及びデータ処理を行う（Ｓ２）。
【０１２３】
具体的には、データを取得したい無線タグに割り当てられている固有アドレスに向けて、処理装置が読み出し命令を行う。そして、無線タグはデータ送信命令を受信し、データを送信する。
【０１２４】
無線タグから送信されたデータを処理装置が受信することに成功した場合には、データ受信時の信号振幅強度を無線タグ毎に記憶し、さらに、信号振幅強度を積算して、信号強度積算値を求める。なお、上記は積算値でなく移動平均値としても良い。上記の通信成功時の信号強度は、ＳＮ比（signal-to-noise ratio：信号対雑音比）を考える上での判定基準となる。例えば、背景ノイズの受信信号強度が、この信号強度の特定の割合（例えば２分の１、あるいは１０分の１）を超えた場合には、ＳＮ比が低下し、信号がとりにくくなった状態にあると判断できる。
【０１２５】
また、データ受信成功時には、通信成功回数もタグ毎にカウントする。そして、信号強度積算値を成功回数で除算することにより、無線タグの通信成功時の平均通信信号強度が求められる。また、成功回数と、データ受信失敗時にカウントする失敗回数とを加算して総試行数を求め、総試行回数で成功回数を除算すれば通信成功率が得られる。なお、これらの情報は、図４に示す無線タグの計測データに該当する。
【０１２６】
一方、処理装置が、無線タグから送信されたデータを受信することに失敗した場合にも、成功した場合と同様に、データ受信失敗時の受信信号振幅強度を無線タグ毎に記憶し、さらに、信号強度積算値を求める。なお、上記は積算値でなく移動平均値としても良い。さらに、通信失敗回数も無線タグ毎にカウントする。なお、ステップＳ２において、データの受信に失敗した場合などには、各無線タグとの通信を複数回繰り返しても良い。
【０１２７】
次に、全ての無線タグと通信が成功したか否か判定する（Ｓ３）。全ての無線タグと通信が成功したと判定する場合には、通常時のタイマー値（例えば５分）を設定する（Ｓ４）。そして、タイマーを更新し（Ｓ５）、タイマーが満了したか否かを判定する（Ｓ６）。タイマーが満了していないと判定した場合には、ステップＳ５に戻り、タイマー値を更新する。一方、タイマーが満了したと判定した場合には、ステップＳ２に戻り、再度各無線タグとの通信処理を開始する。
【０１２８】
また、ステップＳ３において、一つでも通信が失敗した無線タグがあると判定した場合には、特定ノイズ源想定時の背景ノイズの計測処理を行う（Ｓ７）。処理の内容は、図８のステップＳ２０〜Ｓ２５の処理と同様である。ただし、第１のノイズ計測処理結果とは別に、ステップＳ７の計測処理の結果（背景ノイズのノイズ値や平均値、標準偏差等のデータ）を記憶しておくことが望ましい。なお、以下では、ステップＳ７における背景ノイズの計測処理結果を、第２のノイズ計測処理結果と呼ぶ。
【０１２９】
次に、ノイズ時用タイマー値を設定する（Ｓ８）。ノイズ時用タイマー値は、ステップＳ４で設定した通常タイマー値よりも短い値であり、例えば通常タイマー値が５分である場合には、ノイズ時用タイマー値を１分に設定する。
【０１３０】
そして、ノイズ時用タイマー値を更新し（Ｓ９）、ノイズ時用タイマー値が満了したか否かを判定する（Ｓ１０）。ノイズ時用タイマー値が満了していないと判定した場合には、ステップＳ９に戻り、ノイズ時用タイマー値を更新する。
【０１３１】
一方、ノイズ時用タイマーが満了したと判定した場合には、再度特定ノイズ源想定時の背景ノイズの計測処理を行う（Ｓ１１）。この場合にも、処理の内容は、図８のステップＳ２０〜Ｓ２５の処理と同様であり、第１のノイズ計測処理結果及び第２のノイズ計測処理結果とは別に、ステップＳ１１の計測処理の結果（背景ノイズのノイズ値や平均値、標準偏差等のデータ）を記憶しておくことが望ましい。以下では、ステップＳ１１における背景ノイズの計測処理結果を、第３のノイズ計測処理結果と呼ぶ。
【０１３２】
そして、測定した背景ノイズの計測データに基づいて、ノイズデータベースから通信判定用データを特定する（Ｓ１２）。言い換えれば、本実施形態の処理装置は、ステップＳ１１で求められる背景ノイズの計測データに応じてリトライ条件を切り替える。
【０１３３】
例えば本実施形態では、以下で説明する６つのリトライ条件を規定する。後述するように、下記のリトライ条件を満たした場合に、通信のリトライを行う。
【０１３４】
まず、第１のリトライ条件は、「第３のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値が、（第１のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値＋σ）以下であること」である。これは、背景ノイズの大きさが、通常レベルに戻ったと判断できるためである。全てのリトライ条件の中で、最も厳しい条件である。
【０１３５】
次に、第２のリトライ条件は、「第３のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値が、（第１のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値＋３σ）以下の範囲内に含まれること」である。第２のリトライ条件は、第１のリトライ条件を緩和したものである。
【０１３６】
さらに、第３のリトライ条件は、「ステップＳ１１において計測した背景ノイズの信号強度積算値が、ステップＳ２において無線タグからのデータ受信が成功した時の受信信号強度積算値の２分の１以下であること」である。前述したように、背景ノイズは大きいが、十分なＳＮ比が確保できるため、リトライする。
【０１３７】
そして、第４のリトライ条件は、「第３のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値が、（第２のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値−σ）であること」である。これは、ステップＳ７の時よりも、背景ノイズが小さくなっていると判断することができるためである。
【０１３８】
さらに、第５のリトライ条件は、「第３のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値が、第２のノイズ計測処理結果のノイズ値の平均値以下であること」である。第５のリトライ条件は、第４のリトライ条件を緩和したものである。
【０１３９】
最後に、第６のリトライ条件は、「背景ノイズの計測結果に関わりなく、ノイズ時用タイマー値が満了すること」である。この場合には、いくら待っても背景ノイズが小さくなることが期待できないため、単純に通信機会を増やす。
【０１４０】
また、最初は通信成功レベルが高くなるような状態で通信のリトライを行えるような条件に従うが、あまり高い条件にこだわっているとリトライをする機会が巡ってこない可能性が出てくる。そのため、後述するステップＳ１３において、リトライ条件を満たさないと判定される度に、リトライ条件を緩和していく手法などを用いても良い。例えば、第１のリトライ条件から第２のリトライ条件に緩和したり、第４のリトライ条件から第５のリトライ条件に緩和したりするなどが考えられる。当然、他の組み合わせも可能である。
【０１４１】
最後に、通信判定用データと背景ノイズの計測データとを比較して、通信の再試行を行うか否かを判定する（Ｓ１３）。通信の再試行を行うと判定した場合には、ステップＳ２に戻り、再度各無線タグとの通信処理を開始する。一方、通信の再試行を行わないと判定した場合には、ステップＳ８に戻り、ノイズ時用タイマー値を再設定する。
【０１４２】
以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、処理装置の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１００ 処理装置、１１０ 通信部、１２０ 処理部、１３０ 記憶部、
１４０ アンテナ部、２００ 無線タグ、３００ 情報処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの無線タグとの間で通信を行う通信部と、
前記無線タグから送信される情報の収集を行う処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記無線タグとの通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、前記背景ノイズの計測データを取得し、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の通信タイミングを決定し、
前記通信部は、
決定された前記通信タイミングで前記無線タグとの通信を行うことを特徴とする処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの通信のリトライ条件が満たされたかどうかを判断し、
前記無線タグとの通信の前記リトライ条件が満たされたと判断する場合に、前記無線タグに対して通信のリトライ処理を行うことを特徴とする処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
ノイズデータベースの情報を記憶する記憶部を含み、
前記記憶部は、
所定の周期で計測された前記背景ノイズの前記計測データと、前記無線タグと通信を行うか否かを判定するために用いる通信判定用データと、を含む前記ノイズデータベースの情報を記憶し、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記計測データを取得した場合に、前記記憶部に記憶される前記ノイズデータベースの更新処理を行い、
前記ノイズデータベースから得られる前記通信判定用データと、前記背景ノイズの前記計測データとの比較処理を行うことにより前記通信タイミングを決定することを特徴とする処理装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記処理部は、
前記ノイズデータベースから、前記背景ノイズの前記計測データに含まれるノイズ値と、前記通信判定用データに含まれる所与の閾値とを取得し、
前記背景ノイズの前記ノイズ値と、前記所与の閾値との比較処理を行うことにより、前記通信タイミングを決定することを特徴とする処理装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記計測処理を行う場合に、通信記録情報を取得し、
前記記憶部は、
前記背景ノイズの前記ノイズ値と、前記ノイズ値が測定された通信環境下での前記通信記録情報とが関連付けられた前記計測データを含む前記ノイズデータベースの情報を記憶することを特徴とする処理装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記ノイズ値の平均値と標準偏差とに基づいて前記通信判定用データを特定し、
特定された前記通信判定用データと、前記背景ノイズの前記計測データとの比較処理を行うことにより、前記通信タイミングを決定することを特徴とする処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記通信部が未使用アドレスへのアクセスを行うことにより得られたデータを、前記背景ノイズの前記計測データとして取得することを特徴とする処理装置。
【請求項８】
請求項７において、
前期処理部は、
前記通信部から取得した前記データの内容と、正解データの内容との相関関係を示す通信成功レベルを求め、前記通信成功レベルに基づいて、前記通信部から取得した前記計測データが前記背景ノイズを表すデータであるか否かを判定することを特徴とする処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記無線タグとの通信に失敗した場合に、通常通信時の通信周期よりも短い周期で、前記背景ノイズの前記計測処理を行い、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の前記通信タイミングを決定することを特徴とする処理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの通信に用いるアンテナ部を切り替えることを特徴とする処理装置。
【請求項１１】
少なくとも一つの無線タグとの間で通信を行う通信部と、
前記無線タグから送信される情報の収集を行う処理部として、
コンピューターを機能させ、
前記処理部は、
前記無線タグとの通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行い、前記計測処理の結果として前記背景ノイズの計測データを取得し、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の通信タイミングを決定し、
前記通信部は、
決定された前記通信タイミングで前記無線タグとの通信を行うことを特徴とするプログラム。
【請求項１】
少なくとも一つの無線タグとの間で通信を行う通信部と、
前記無線タグから送信される情報の収集を行う処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記無線タグとの通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行って、前記背景ノイズの計測データを取得し、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の通信タイミングを決定し、
前記通信部は、
決定された前記通信タイミングで前記無線タグとの通信を行うことを特徴とする処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの通信のリトライ条件が満たされたかどうかを判断し、
前記無線タグとの通信の前記リトライ条件が満たされたと判断する場合に、前記無線タグに対して通信のリトライ処理を行うことを特徴とする処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
ノイズデータベースの情報を記憶する記憶部を含み、
前記記憶部は、
所定の周期で計測された前記背景ノイズの前記計測データと、前記無線タグと通信を行うか否かを判定するために用いる通信判定用データと、を含む前記ノイズデータベースの情報を記憶し、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記計測データを取得した場合に、前記記憶部に記憶される前記ノイズデータベースの更新処理を行い、
前記ノイズデータベースから得られる前記通信判定用データと、前記背景ノイズの前記計測データとの比較処理を行うことにより前記通信タイミングを決定することを特徴とする処理装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記処理部は、
前記ノイズデータベースから、前記背景ノイズの前記計測データに含まれるノイズ値と、前記通信判定用データに含まれる所与の閾値とを取得し、
前記背景ノイズの前記ノイズ値と、前記所与の閾値との比較処理を行うことにより、前記通信タイミングを決定することを特徴とする処理装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記計測処理を行う場合に、通信記録情報を取得し、
前記記憶部は、
前記背景ノイズの前記ノイズ値と、前記ノイズ値が測定された通信環境下での前記通信記録情報とが関連付けられた前記計測データを含む前記ノイズデータベースの情報を記憶することを特徴とする処理装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記ノイズ値の平均値と標準偏差とに基づいて前記通信判定用データを特定し、
特定された前記通信判定用データと、前記背景ノイズの前記計測データとの比較処理を行うことにより、前記通信タイミングを決定することを特徴とする処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記通信部が未使用アドレスへのアクセスを行うことにより得られたデータを、前記背景ノイズの前記計測データとして取得することを特徴とする処理装置。
【請求項８】
請求項７において、
前期処理部は、
前記通信部から取得した前記データの内容と、正解データの内容との相関関係を示す通信成功レベルを求め、前記通信成功レベルに基づいて、前記通信部から取得した前記計測データが前記背景ノイズを表すデータであるか否かを判定することを特徴とする処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記無線タグとの通信に失敗した場合に、通常通信時の通信周期よりも短い周期で、前記背景ノイズの前記計測処理を行い、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の前記通信タイミングを決定することを特徴とする処理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの通信に用いるアンテナ部を切り替えることを特徴とする処理装置。
【請求項１１】
少なくとも一つの無線タグとの間で通信を行う通信部と、
前記無線タグから送信される情報の収集を行う処理部として、
コンピューターを機能させ、
前記処理部は、
前記無線タグとの通信に失敗した場合に、背景ノイズの計測処理を行い、前記計測処理の結果として前記背景ノイズの計測データを取得し、取得した前記背景ノイズの前記計測データに基づいて、前記無線タグとの次の通信タイミングを決定し、
前記通信部は、
決定された前記通信タイミングで前記無線タグとの通信を行うことを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９８６９９（Ｐ２０１３−９８６９９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３８７２９（Ｐ２０１１−２３８７２９）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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