表面弾性波識別タグの識別子を判定する伝達関数システムおよびこれを動作させる方法
表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグの識別子を判定する伝達関数システムおよびこれを動作させる方法。一実施形態で、本システムは、（１）圧電基板に置かれた変換器に、応答音響パルスを作るために前記基板上で時間および位相位置に従って配置された複数の反射器から反射される初期音響パルスを作らせるラジオ周波数（ＲＦ）問合せ信号であって、前記変換器が、前記応答音響パルスからＲＦ応答信号を生成する、ＲＦ問合せ信号と、（２）事前定義の時間パラメータ、位相パラメータ、および振幅パラメータに鑑みて前記ＲＦ応答信号をデコードすることによって前記識別子を判定することとを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には識別タグの識別子を判定するシステムに関し、具体的には、表面弾性波（ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ、ＳＡＷ）識別タグの識別子を判定する伝達関数システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コスト、データ容量、および信頼性範囲に関する従来技術のＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグの固有の既存の制限に対処し、これを克服するために、新しいＲＦＩＤタグ技術が開発された。この新技術は、識別タグとして表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスを使用し、本出願の譲受人に譲渡された、参照によって本明細書に組み込まれる米国仮出願第１０／０２４６２４号、名称「Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔａｇ Ｈａｖｉｎｇ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｔｈｅｒｅｏｆ」、発明人ハートマン（Ｈａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓ）（以下では「ハートマン１」）に記載されている。同時の位相シフト変調および時間シフト変調を用いるＳＡＷタグでのデータのエンコードに使用される原理が、本出願の譲受人に譲渡された、参照によって本明細書に組み込まれる米国仮出願第１０／０６２８３３号、名称「Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ Ｐｈａｓｅ ａｎｄ Ｔｉｍｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ」、発明人ハートマン（Ｈａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓ）（以下では「ハートマン２」）に詳細に記載されている。グループごとに複数の位相変調を同時の位相シフト変調および時間シフト変調と組み合わせることによってデータをエンコードするのに使用される原理が、本出願の譲受人に譲渡された、参照によって本明細書に組み込まれる米国仮出願第１０／０６２８９４号、名称「Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｍｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅ ｐｅｒ Ｇｒｏｕｐ ｗｉｔｈ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｐｈａｓｅ ａｎｄ Ｔｉｍｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ」、発明人ハートマン（Ｈａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓ）（以下では「ハートマン３」）に詳細に記載されている。ＳＡＷ識別タグおよびＳＡＷ識別タグ・リーダに関する追加の関連する情報が、本出願の譲受人に譲渡された、参照によって本明細書に組み込まれる米国仮出願第１０／０６６２４９号、名称「Ｒｅａｄｅｒ ｆｏｒ ａ Ｈｉｇｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｓａｗ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔａｇ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｅ Ｔｈｅｒｅｏｆ」、発明人ハートマン（Ｈａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓ）（以下では「ハートマン４」）に詳細に記載されている。
【０００３】
問い合わされたＲＦＩＤタグは、問合せ信号に応答してラジオ信号を反射しまたは再送信する。返される信号または応答信号に、デコードされた時にタグおよびそのタグに関連する物体を識別するデータが含まれる。識別タグとして使用されるＳＡＷデバイスに、多数のデータをエンコードすることができる。あるＥＰＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔ ｃｏｄｅ）仕様に従って６４ビットまたは９６ビットのデータをエンコードされた時に、そのようなタグが有用である必要があるならば、ある距離からタグを正確に識別する信頼性のあるシステムおよび手順が必要である。
【０００４】
この問題は、それぞれがそれ自体の独自の識別タグを有する多数の物体を有するユーザの文脈で最もよく理解することができる。多数の物体の中から特定の物体を識別するために、ユーザは、物体のそれぞれのタグによって同時に受信される問合せ信号を送信する。各物体がこの問合せ信号に応答する時に、単一のタグからの信号をそこから分離し、識別しなければならない、多数のデータが生じる。したがって、タグを互いに簡単に識別できる形でＳＡＷタグをエンコードすることが重要である。他のＳＡＷタグでエンコードされたデータから簡単に区別できる独自のデータを用いてＳＡＷタグをエンコードするのに使用できるシステムが必要である。
【特許文献１】米国仮出願第１０／０２４６２４号
【特許文献２】米国仮出願第１０／０６２８３３号
【特許文献３】米国仮出願第１０／０６２８９４号
【特許文献４】米国仮出願第１０／０６６２４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、当技術分野で必要なものは、それに関連する物体を識別するために簡単にデコードできる、ＳＡＷ識別タグにエンコードされた一意識別子を判定する信頼性のあるシステムである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の従来技術の欠陥に対処するために、本発明は、表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグの識別子を判定する伝達関数システムおよびこれを動作させる方法を提供する。一実施形態で、本システムは、（１）圧電基板に置かれた変換器に、応答音響パルスを作るために前記基板上で時間および位相位置に従って配置された複数の反射器から反射される初期音響パルスを作らせるラジオ周波数（ＲＦ）問合せ信号であって、前記変換器が、前記応答音響パルスからＲＦ応答信号を生成する、ＲＦ問合せ信号と、（２）事前定義の時間パラメータ、位相パラメータ、および振幅パラメータに鑑みて前記ＲＦ応答信号をデコードすることによって前記識別子を判定することとを提供する。
【０００７】
したがって、本発明は、ＳＡＷ識別タグにエンコードされた一意識別子を判定するシステムを提供する。本システムは、受動的デバイスであるＳＡＷタグのある既知の特性を利用して、問合せ信号によって励起された時に特質上予測可能な応答を作る。問合せ信号に、ＳＡＷタグに置かれた反射器によって予測可能に影響されるある所定の特性が含まれるので、この反射された応答信号の分析によって、ＳＡＷタグの構成が明らかにされる。すなわち、応答信号に、問合せ信号に変換されるＳＡＷタグ特性が含まれる。したがって、問合せパルスの特性が既知なので、問合せパルスに対する可能なＳＡＷタグ応答も既知であり、したがって、ＳＡＷタグによる問合せ信号への情報の変換に基づいて、特定のＳＡＷタグを識別できるようになる。
【０００８】
本発明の一実施形態で、ＲＦ問合せ信号は、約２．４４ＧＨｚの搬送波周波数を有する。もちろん、他の任意の搬送波周波数を使用することができ、これは本発明の所期の範囲に含まれる。特定の有用で多用途の実施形態で、本システムは、基板上の反射器位置のグループを提供する。この実施形態の一態様は、基板に置かれた複数のそのようなグループを提供する。もう１つの態様は、最小で１０個の反射器位置によって互いに分離される、その中に２つの反射器を置かれた２１個の反射器位置からなるグループを提供する。もう１つの態様で、グループは、その中に１つの反射器を配置された１６個の反射器スロット位置からなる。
【０００９】
本システムの一実施形態で、反射器位置の１４個のグループが、基板に置かれる。この実施形態の有用な特徴は、識別タグで８０ビットまでの情報をエンコードできることである。本発明のもう１つの実施形態で、１９個のグループが基板に置かれ、１１２ビットまでのデータを識別タグでエンコードすることが可能になる。
【００１０】
前述は、本発明の好ましい特徴および代替特徴の概要を示し、その結果、当業者が、次の本発明の詳細な説明をよりよく理解できるようにするものである。本発明の追加の特徴を、後で説明するが、これは、本発明の請求の対象を形成する。当業者は、本発明と同一の目的を実行する他の構造を設計しまたは変更するための基礎として、開示される概念および特定の実施形態をすぐに使用できることを諒解するであろう。当業者は、そのような同等の構成が、本発明の趣旨および範囲から逸脱しないことも理解するであろう。
【００１１】
本発明のより完全な理解のために、次の説明を添付図面と共に参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず図１を参照すると、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグとして使用できるタイプの通常の表面弾性波（ＳＡＷ）タグ１００が示されている。図示の実施形態は、ラジオ周波数（ＲＦ）問合せ信号１１０を送信するリーダ・アンテナ１０５を備える。ＲＦ信号１１０は、タグ１００のアンテナ１１５によって受信され、圧電基板１３０に置かれた変換器１２０を励起し、その結果、変換器１２０が、初期音響パルス１４０を作る。初期音響パルス１４０は、基板１３０の表面１３５を移動する時に、そこに配置された反射器１５０に出会い、初期音響パルス１４０の一部の反射を引き起こす。この反射されたパルスを、本明細書では応答音響パルス１６０と呼ぶ。
【００１３】
図示の実施形態の特徴は、複数の反射器１５０が、複数の応答音響パルス１６０を作るために、時間位置および位相位置に従って、基板１３０上で配置されることである。変換器１２０が、これらの応答音響パルス１６０を受け取る時に、ＲＦ応答信号１７０が生成され、これが、アンテナ１１５によって送信されて、リーダ・アンテナ１０５によって検出される。リーダ（図示せず）は、本明細書に記載のシステムを使用して、応答音響パルス１６０で検出された事前定義の時間パラメータ、位相パラメータ、および振幅パラメータに鑑みて識別子を判定する。
【００１４】
したがって、本発明は、その「伝達関数」によって、ＳＡＷタグ１００にエンコードされた識別子を定義する、すなわち、受信される信号は、問合せ信号に対するＳＡＷタグ１００のインパルス応答によって決定される。その伝達関数によるＳＡＷタグ１００の定義という手法は、適当な方法である。というのは、ＳＡＷタグ１００が、入射する信号から導出されるエネルギに反応し、これを反射する受動デバイスであるからである。ＳＡＷタグ１００にエンコードされた識別子は一意なので、応答信号１７０も一意になり、ＳＡＷタグにエンコードされたデータを、ＳＡＷタグ１００の伝達関数に基づいて一意に判定することができる。したがって、これは、ＳＡＷタグ１００特徴の問合せ信号１１０への変換であり、この特徴は、ＳＡＷ識別タグ１００にエンコードされたコードを定義するＲＦ応答信号１７０パターンに現れる。
【００１５】
伝達関数方法を使用してＳＡＷタグ１００応答を定義することの効率は、より普通の「エア・インターフェース」を使用して信号応答を定義することと対比した時に明らかである。エア・インターフェース方法では、送信デバイスおよび応答デバイスにかかわりなく信号が定義されるが、これは、両方のシステムが能動的である場合には論理的である。しかし、ＳＡＷタグ１００の場合に、エア・インターフェース方法を使用して信号を定義することは、必要によって、必ず、問合せ信号１１０に対するＳＡＷタグ１００の影響の分析も必要とする。というのは、ＳＡＷタグが、受動的であり、信号刺激に応答するだけであるからである。したがって、ＳＡＷタグ１００を定義するエア・インターフェース手法に頼る通常の信号処理方法は、問合せ信号１１０ならびに付随する応答信号１７０の定義に伝達関数を組み込むことを必要とする。
【００１６】
エア・インターフェース方法は、識別のために使用される必須要件を過剰に指定するように働くので、ＳＡＷタグ１００の仕様を記述するには非効率的である。その伝達関数によってＳＡＷタグ１００を指定することによって、ＳＡＷタグ・リーダの設計でさまざまな手法を使用できるようになる。というのは、問合せ信号１１０が適当な政府指定の放射要件を満たさなければならないことだけを実際の制約として有する、使用することができる問合せ信号１１０のタイプに制限がないからである。この制約の中で、ＳＡＷタグ１００に組み込まれた反射パターンを検出するのに十分な情報を有する応答信号１７０を作るすべての信号を使用することができる。たとえば（ｉ）個々の狭いパルス（たとえばインパルス）、（ｉｉ）複数の個々のトーンの返ってくる振幅および位相を検出するためのスペクトル測定、（ｉｉｉ）掃引周波数（たとえばチャープ）信号、および（ｉｖ）コード化された（たとえばダイレクト・シーケンス（ｄｉｒｅｃｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ））スペクトル拡散信号などの問合せ信号のすべてを、問合せ信号として使用することができる。
【００１７】
したがって、本発明は、ＳＡＷタグ１００の既知の特性を利用して、さまざまなタイプの問合せ信号によって励起された時に特質上予測可能な応答を作るＳＡＷ識別タグ１００にエンコードされた一意の識別子を判定するシステムを提供する。応答特性が、ＳＡＷタグ１００の表面１３５に置かれた反射器１５０によって予測可能に影響されるので、問い合わされたＳＡＷタグ１００に一意の構成を明らかにするのは、この反射された応答信号１７０の分析である。本発明の一実施形態では、ＲＦ問合せ信号１１０が、約２．４４ＧＨｚの搬送波周波数を使用する。もちろん、ＳＡＷタグ１００特性が、任意の他の搬送波周波数が使用される時のＳＡＷタグ１００伝達関数に関して記述される限り、そのような任意の他の搬送波周波数を使用することができ、これは本発明の所期の範囲に含まれる。
【００１８】
本発明の一実施形態で、ＳＡＷタグ１００の伝達関数は、時間、位相、振幅、およびデータ順序の外部から観察可能な値に鑑みて定義される。外部から観察可能な値としての時間は、ＲＦ応答信号１７０の間の時間に関し、そのような時間が、２つの反射器１５０の間（または変換器１２０と反射器１５０の間）の内部ラウンドトリップ伝搬伝搬時間を考慮に入れたものであることを暗示する。２つの反射器１５０の間の内部伝搬時間がｔ秒である場合に、外部から観察可能な時間は、２ｔ秒である。ＳＡＷタグ１００のアーキテクチャを定式化する際に、時間は、一般に、問合せ信号１１０パルス持続時間に関して指定される。したがって、０．１Ｔとして表される値は、時間持続期間が、問合せ信号１１０パルスの持続時間の１／１０と等しいことを意味する。他の形で指定されない限り、一般に、時間がパルスの中心から測定されることを理解されたい。
【００１９】
外部から観察可能な位相値を検討する際に、初期音響パルス１４０として変換器１２０によって伝搬され、ＲＦ応答信号１７０として反射される問合せ信号１１０の内部反射位相および位相シフトを、一緒に検討しなければならない。内部伝搬から生じる位相シフトは、問合せ信号１１０の搬送波周波数に依存し、この搬送波周波数は、上で注記したように、この説明においては２．４４ＧＨｚ（ＩＳＭ帯域の中）である。しかし、関連技術における通常の技量を有するものが理解するように、問合せ信号１１０として異なる搬送波周波数が使用される場合に、外部から観察可能な位相値を、それ相応に調節しなければならない。
【００２０】
ＳＡＷタグ１００の構造パラメータに関して外部から観察可能なＲＦ応答信号１７０を定義するために、初期音響パルス１４０が１．０の振幅を有し、比較的な数が反射される応答音響パルス１６０に使用されると仮定することによって、ＲＦ応答信号１７０の振幅が指定される。指定されたパルス振幅は、伝搬減衰、反射係数、および伝送損失の内部態様のすべてを考慮に入れたものでなければならない。
【００２１】
ＳＡＷタグ１００の伝達関数を定義するために外部から観察可能な値を使用する時に、データおよびデータ・フィールドが信号でどのようの提示されるかに関するある前提を設ける必要がある。この説明において、最下位ビット（ｌｓｂ）が、右側に置かれ、最上位ビット（ｍｓｂ）が、左側に置かれると仮定するが、これは、データの伝送がまずｍｓｂから行われることを暗示する。関連技術における通常の技量を有するものが理解するように、信号でデータおよびデータ・フィールドがどのように提示されるかに関する異なる前提を設けることができ、これは本発明の所期の範囲に含まれる。
【００２２】
本発明の特に有用で多用途の実施形態は、システムが基板１３０上に反射器位置１９０のグループ１８０を有することを提供する。したがって、所定の反射器位置１９０のグループ１８０内の反射器１５０の位置によって定義されるＳＡＷタグ１００の伝達関数に基づいて外部から観察可能な値を作るように、ＳＡＷタグ１００を設計することができる。本発明の一実施形態のシステムは、最小限で１０個の反射器位置１９０によって分離されて配置された２つの反射器１５０を有する２１個の反射器位置１９０のグループ１８０のエンコーディング・アルゴリズムを提供する。２つの反射器１５０は、最小限で１０個の反射器位置１９０によって分離されて、応答音響パルス１６０の間の大きいオーバーラップが排除される。パルスの間の反射器位置１９０の数を増やすことによって、追加のパルス分離を達成することができる。本明細書で説明するように、この「２１個中２個」実施形態は、少数の応答音響パルス１６０を用いてデコードできるデータの複数ビットのエンコーディングの機能を提供する。他のエンコーディング・アルゴリズムが、より小さい空間により多くのデータをエンコードすることを可能にするが、２１個中２個システムは、エンコーディングの単純さ、柔軟性、および応答音響パルス１６０の振幅の高められた均一性の可能性という長所を提供する。
【００２３】
ＳＡＷタグ１００上の狭い間隔の位置１９０のグループ１８０の中から反射器位置１９０を判定し、選択するのを助けるものとして、隣接する位置１９０は、反射された応答音響パルス１６０の異なる位相値を提供する。表１で、２１個中２個システムを使用してエンコードされる実施形態に割り当てられた反射器位置１９０および相対反射位相を定義する。
【００２４】
【表１】
【００２５】
この実施形態は、名目上、時間の単位として表される問合せパルスの幅の１０％と等しい間隔を置かれた反射器位置１９０を提供する。関連技術における通常の技量を有するものが理解するように、他の位相位置、時間、および反射器位置１９０を使用することができ、これは本発明の所期の範囲に含まれる。
【００２６】
２１個の反射器位置１９０と、反射器１５０の間の１０個の位置１９０という最小間隔を用いると、２つの応答音響パルス１６０を用いてデコードできる６６個のデータ組合せがある。次の表２に示されているように、この組合せのうちの６４個を使用して、６ビットの情報を表すことができる。
【００２７】
【表２】
【００２８】
もう１つの有用なエンコーディング・アルゴリズムが、１６個中１個エンコーディング・フォーマットである。このフォーマットは、１６個の位置１９０のうちの１つに置かれた単一の反射器１５０を提供し、４ビットのデータをエンコードするのに使用することができる。表３に、各位置１９０の位相値と、各そのような位置１９０がこのアルゴリズムの一実施形態について表すコードをリストする。
【００２９】
【表３】
【００３０】
図２に移ると、基板上の反射器位置の１４個のグループ２１０を使用して８０ビットまでのデータをエンコードするＳＡＷタグの実施形態の代表的なレイアウト２００が示されている。図示の実施形態では、第１の１２個のグループ２１０が、２１個中２個エンコーディングを使用し、最後の２つのグループ２１０が、１６個中１個を使用する。したがって、１４個のグループ２１０が、８０ビットのデータ・エンコーディング（１２×６＋２×４＝８０）を提供する。関連技術における通常の技量を有するものが理解するように、８０ビットのデータは、６４ビットのコード（関連するＥＰＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔ ｃｏｄｅ）仕様によって要求されるものとすることができる）を提供するように構成でき、１６ビットのデータが、エラー検査、フレームおよび位相の同期化、ならびにＳＡＷタグ・バージョン情報に使用するために残される。
【００３１】
図示のレイアウト２００では、プリアンブル２２０が、データ・グループ２３０に先立ち、フレームおよび位相の同期化などの機能を提供すると同時に、ＳＡＷタグ・バージョン情報のためのデータ・スペースを提供する。１４個のグループ２１０が、時間値２１５（符号ｔ１からｔ１４）によって分離される。各時間値２１５インターバルは、あるグループ２１０の最後の反射器位置の中心と、次のグループ２１０の最初の反射器位置の中心の間の時間を表す。反射器が問合せ信号に対する応答音響パルスを作る前の時間遅延値２１６（符号Ｄｅｌａｙ０）も示されている。この遅延は、ＳＡＷタグ応答と、問合せ信号の他の比較的高エネルギの反射の間の分離を提供する。この遅延は、ＳＡＷタグの別々のクラスの間の区別の方法も提供する。たとえば、ＳＡＷタグの倉庫ユーザは、パレット、ケース、および品目などの３つの主要な応用例を識別することができる。別のクラスの１つまた複数のタグの存在下で、あるクラスのタグを検出する能力を最大にするために、異なる量の初期遅延を確立することができる。ＳＡＷタグを区別する他の方法に、プリアンブル２２０のフォーマットおよびエラー検査が含まれる。プリアンブル・フォーマットの場合に、プリアンブル・パルス分離、位相エンコーディング、またはその組合せを変更することによって、異なるバージョンを定義することができる。エラー検査の場合に、あるバージョンを仮定している間に有効なチェック・サムが得られない場合に、有効なチェック・サムが発生するまで、他の仮定されるバージョンを使用して戻り信号を処理することができる。
【００３２】
ＳＡＷ識別タグの間で区別する有利な方法が、ＳＡＷ識別タグのデータおよびデータ・フィールドをスクランブルすることである。一連のＳＡＷ識別タグが、シーケンシャル・コーディングされる番号を用いて製造される時に、２つの連続する番号を有するＳＡＷタグによって返される応答信号の差は、最小になる。類似するコードを有するＳＡＷタグの間で区別する能力を容易にするために、それにエンコードされたデータをスクランブルして、ヘッダ、オブジェクト、およびｍｓｂなどのデータを変更せずに、ＳＡＷタグの各コードの大きく異なるパルス・パターンを作成することができる。異なるパルス・パターンの使用は、ＳＡＷタグの組の個々のＳＡＷタグの識別を容易にする。スクランブルされたパルスの分離を増やすことによって、さらに容易にすることを達成することができる。
【００３３】
スクランブルの概念を示すために、８０ビットの集計ペイロードについて、６４ビットのデータと１６ビットのエラー訂正をエンコーディングされた一連のＳＡＷタグが作られると仮定する。８０ビット・ペイロード・データを、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、およびＥＣを除くすべてのフィールドにエンコードする前に、他のフィールドを、これらのフィールドとＢ０およびＢ１の１２ビットとのビット単位の「排他的論理和」によってスクランブルする。複数のバージョンのスクランブル・コードが、Ｂ０およびＢ１の循環シフトによって作られる。Ｂ０−ｉの指定は、Ｂ０のｉビット位置の左への循環シフトを指定する（Ｂ０のｌｓｂが、ｉビット左の位置に現れる）。同様に、Ｂ１−ｉの指定は、Ｂ１のｉビット位置の左への循環シフトを示す。表４に、スクランブルされるフィールドと、めいめいのフィールドをスクランブルするのに使用されるＢ０またはＢ１の特定のシフト値を示す。スクランブル処理の出力コードは、４０ビット・コードワードＳのサブフィールドで指定される。サブフィールドＳ０からＳ５は、長さが６ビットであるが、サブフィールドＳ６は、長さが４ビットであり、これは、Ｂ１０とＢ０の最下位４ビットの「排他的論理和」によって作られる。
【００３４】
【表４】
【００３５】
ＳＡＷタグ・コードをスクランブルして、あるフィールドが同一になるという事実にかかわらず、一連の密接に関連するタグの各コードの大きく異なるパルス・パターンが作られる。異なるパルス・パターンの使用によって、そのようなタグの組での個々のＳＡＷタグの識別が容易になる。Ｂ０フィールドおよびＢ１フィールドは、ＳＡＷタグの組の間で変化するので、図示の例でコードをスクランブルするのに使用するために選択された。複数のフィールドで同一のスクランブル・コードが使用されないようにするために、コードをシフトして、Ｓ０からＳ６の異なるコードを作る。したがって、スクランブルされないフィールドが同一の場合であっても、スクランブルされたコードは、同一でなくなる。
６４ビット・データ・コードのＳＡＷタグ応答信号フォーマットを、表５に示す。表５に示された６４ビット・コードの包括的フィールドは、Ｂ０からＢ３と、その後にスクランブルされたフィールドＳ０からＳ６の順番で送信される。１６個のエラー検査ビットの送信が、６４ビット・データ・フィールドの後に続く。
【００３６】
【表５】
Ｂ０およびＢ１が、正しく受信される（後にエラー検査によって検証される）と仮定すると、スクランブルされたフィールドは、表６に示されているように、スクランブルに使用された処理を逆転することによってスクランブル解除することができる。
【００３７】
【表６】
【００３８】
図３に移ると、反射器位置の１９個のグループ２１０を使用して１１２ビットまでのデータをエンコードするＳＡＷタグの実施形態の代表的なレイアウト３００が示されている。図示の実施形態は、２１個中２個エンコーディングを使用する最初の１８個のグループ２１０を提供するが、最後の１つのグループ２１０は、１６個中１個を使用する。したがって、１９個のグループ２１０が、１１２ビットのデータ・エンコーディング（１８×６＋１×４＝１１２）を提供する。２１個中２個エンコーディングの１８個のグループと１６個中１個エンコーディングの１つのグループが、１１２ビットのデータを提供し、このデータは、９６ビットのＥＰＣコードと１６ビットのエラー検査としてエンコードすることができる。この実施形態のエンコーディングは、図２に示された実施形態と基本的に同一でである。
本発明を詳細に説明したが、その広義の形の本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、さまざまな変更、置換、および代替物を作れることを、当業者は理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグとして使用できるタイプの通常の表面弾性波（ＳＡＷ）タグを示す図である。
【図２】基板上の反射器位置の１４個のグループを使用して８０ビットまでのデータをエンコードするＳＡＷタグの実施形態の代表的なレイアウトを示す図である。
【図３】基板上の反射器位置の１９個のグループを使用して１１２ビットまでのデータをエンコードするＳＡＷタグの実施形態の代表的なレイアウトを示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には識別タグの識別子を判定するシステムに関し、具体的には、表面弾性波（ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ、ＳＡＷ）識別タグの識別子を判定する伝達関数システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コスト、データ容量、および信頼性範囲に関する従来技術のＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグの固有の既存の制限に対処し、これを克服するために、新しいＲＦＩＤタグ技術が開発された。この新技術は、識別タグとして表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスを使用し、本出願の譲受人に譲渡された、参照によって本明細書に組み込まれる米国仮出願第１０／０２４６２４号、名称「Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔａｇ Ｈａｖｉｎｇ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｔｈｅｒｅｏｆ」、発明人ハートマン（Ｈａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓ）（以下では「ハートマン１」）に記載されている。同時の位相シフト変調および時間シフト変調を用いるＳＡＷタグでのデータのエンコードに使用される原理が、本出願の譲受人に譲渡された、参照によって本明細書に組み込まれる米国仮出願第１０／０６２８３３号、名称「Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ Ｐｈａｓｅ ａｎｄ Ｔｉｍｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ」、発明人ハートマン（Ｈａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓ）（以下では「ハートマン２」）に詳細に記載されている。グループごとに複数の位相変調を同時の位相シフト変調および時間シフト変調と組み合わせることによってデータをエンコードするのに使用される原理が、本出願の譲受人に譲渡された、参照によって本明細書に組み込まれる米国仮出願第１０／０６２８９４号、名称「Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｍｕｌｔｉ−ｐｕｌｓｅ ｐｅｒ Ｇｒｏｕｐ ｗｉｔｈ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｐｈａｓｅ ａｎｄ Ｔｉｍｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ」、発明人ハートマン（Ｈａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓ）（以下では「ハートマン３」）に詳細に記載されている。ＳＡＷ識別タグおよびＳＡＷ識別タグ・リーダに関する追加の関連する情報が、本出願の譲受人に譲渡された、参照によって本明細書に組み込まれる米国仮出願第１０／０６６２４９号、名称「Ｒｅａｄｅｒ ｆｏｒ ａ Ｈｉｇｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｓａｗ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔａｇ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｅ Ｔｈｅｒｅｏｆ」、発明人ハートマン（Ｈａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓ）（以下では「ハートマン４」）に詳細に記載されている。
【０００３】
問い合わされたＲＦＩＤタグは、問合せ信号に応答してラジオ信号を反射しまたは再送信する。返される信号または応答信号に、デコードされた時にタグおよびそのタグに関連する物体を識別するデータが含まれる。識別タグとして使用されるＳＡＷデバイスに、多数のデータをエンコードすることができる。あるＥＰＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔ ｃｏｄｅ）仕様に従って６４ビットまたは９６ビットのデータをエンコードされた時に、そのようなタグが有用である必要があるならば、ある距離からタグを正確に識別する信頼性のあるシステムおよび手順が必要である。
【０００４】
この問題は、それぞれがそれ自体の独自の識別タグを有する多数の物体を有するユーザの文脈で最もよく理解することができる。多数の物体の中から特定の物体を識別するために、ユーザは、物体のそれぞれのタグによって同時に受信される問合せ信号を送信する。各物体がこの問合せ信号に応答する時に、単一のタグからの信号をそこから分離し、識別しなければならない、多数のデータが生じる。したがって、タグを互いに簡単に識別できる形でＳＡＷタグをエンコードすることが重要である。他のＳＡＷタグでエンコードされたデータから簡単に区別できる独自のデータを用いてＳＡＷタグをエンコードするのに使用できるシステムが必要である。
【特許文献１】米国仮出願第１０／０２４６２４号
【特許文献２】米国仮出願第１０／０６２８３３号
【特許文献３】米国仮出願第１０／０６２８９４号
【特許文献４】米国仮出願第１０／０６６２４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、当技術分野で必要なものは、それに関連する物体を識別するために簡単にデコードできる、ＳＡＷ識別タグにエンコードされた一意識別子を判定する信頼性のあるシステムである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の従来技術の欠陥に対処するために、本発明は、表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグの識別子を判定する伝達関数システムおよびこれを動作させる方法を提供する。一実施形態で、本システムは、（１）圧電基板に置かれた変換器に、応答音響パルスを作るために前記基板上で時間および位相位置に従って配置された複数の反射器から反射される初期音響パルスを作らせるラジオ周波数（ＲＦ）問合せ信号であって、前記変換器が、前記応答音響パルスからＲＦ応答信号を生成する、ＲＦ問合せ信号と、（２）事前定義の時間パラメータ、位相パラメータ、および振幅パラメータに鑑みて前記ＲＦ応答信号をデコードすることによって前記識別子を判定することとを提供する。
【０００７】
したがって、本発明は、ＳＡＷ識別タグにエンコードされた一意識別子を判定するシステムを提供する。本システムは、受動的デバイスであるＳＡＷタグのある既知の特性を利用して、問合せ信号によって励起された時に特質上予測可能な応答を作る。問合せ信号に、ＳＡＷタグに置かれた反射器によって予測可能に影響されるある所定の特性が含まれるので、この反射された応答信号の分析によって、ＳＡＷタグの構成が明らかにされる。すなわち、応答信号に、問合せ信号に変換されるＳＡＷタグ特性が含まれる。したがって、問合せパルスの特性が既知なので、問合せパルスに対する可能なＳＡＷタグ応答も既知であり、したがって、ＳＡＷタグによる問合せ信号への情報の変換に基づいて、特定のＳＡＷタグを識別できるようになる。
【０００８】
本発明の一実施形態で、ＲＦ問合せ信号は、約２．４４ＧＨｚの搬送波周波数を有する。もちろん、他の任意の搬送波周波数を使用することができ、これは本発明の所期の範囲に含まれる。特定の有用で多用途の実施形態で、本システムは、基板上の反射器位置のグループを提供する。この実施形態の一態様は、基板に置かれた複数のそのようなグループを提供する。もう１つの態様は、最小で１０個の反射器位置によって互いに分離される、その中に２つの反射器を置かれた２１個の反射器位置からなるグループを提供する。もう１つの態様で、グループは、その中に１つの反射器を配置された１６個の反射器スロット位置からなる。
【０００９】
本システムの一実施形態で、反射器位置の１４個のグループが、基板に置かれる。この実施形態の有用な特徴は、識別タグで８０ビットまでの情報をエンコードできることである。本発明のもう１つの実施形態で、１９個のグループが基板に置かれ、１１２ビットまでのデータを識別タグでエンコードすることが可能になる。
【００１０】
前述は、本発明の好ましい特徴および代替特徴の概要を示し、その結果、当業者が、次の本発明の詳細な説明をよりよく理解できるようにするものである。本発明の追加の特徴を、後で説明するが、これは、本発明の請求の対象を形成する。当業者は、本発明と同一の目的を実行する他の構造を設計しまたは変更するための基礎として、開示される概念および特定の実施形態をすぐに使用できることを諒解するであろう。当業者は、そのような同等の構成が、本発明の趣旨および範囲から逸脱しないことも理解するであろう。
【００１１】
本発明のより完全な理解のために、次の説明を添付図面と共に参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず図１を参照すると、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグとして使用できるタイプの通常の表面弾性波（ＳＡＷ）タグ１００が示されている。図示の実施形態は、ラジオ周波数（ＲＦ）問合せ信号１１０を送信するリーダ・アンテナ１０５を備える。ＲＦ信号１１０は、タグ１００のアンテナ１１５によって受信され、圧電基板１３０に置かれた変換器１２０を励起し、その結果、変換器１２０が、初期音響パルス１４０を作る。初期音響パルス１４０は、基板１３０の表面１３５を移動する時に、そこに配置された反射器１５０に出会い、初期音響パルス１４０の一部の反射を引き起こす。この反射されたパルスを、本明細書では応答音響パルス１６０と呼ぶ。
【００１３】
図示の実施形態の特徴は、複数の反射器１５０が、複数の応答音響パルス１６０を作るために、時間位置および位相位置に従って、基板１３０上で配置されることである。変換器１２０が、これらの応答音響パルス１６０を受け取る時に、ＲＦ応答信号１７０が生成され、これが、アンテナ１１５によって送信されて、リーダ・アンテナ１０５によって検出される。リーダ（図示せず）は、本明細書に記載のシステムを使用して、応答音響パルス１６０で検出された事前定義の時間パラメータ、位相パラメータ、および振幅パラメータに鑑みて識別子を判定する。
【００１４】
したがって、本発明は、その「伝達関数」によって、ＳＡＷタグ１００にエンコードされた識別子を定義する、すなわち、受信される信号は、問合せ信号に対するＳＡＷタグ１００のインパルス応答によって決定される。その伝達関数によるＳＡＷタグ１００の定義という手法は、適当な方法である。というのは、ＳＡＷタグ１００が、入射する信号から導出されるエネルギに反応し、これを反射する受動デバイスであるからである。ＳＡＷタグ１００にエンコードされた識別子は一意なので、応答信号１７０も一意になり、ＳＡＷタグにエンコードされたデータを、ＳＡＷタグ１００の伝達関数に基づいて一意に判定することができる。したがって、これは、ＳＡＷタグ１００特徴の問合せ信号１１０への変換であり、この特徴は、ＳＡＷ識別タグ１００にエンコードされたコードを定義するＲＦ応答信号１７０パターンに現れる。
【００１５】
伝達関数方法を使用してＳＡＷタグ１００応答を定義することの効率は、より普通の「エア・インターフェース」を使用して信号応答を定義することと対比した時に明らかである。エア・インターフェース方法では、送信デバイスおよび応答デバイスにかかわりなく信号が定義されるが、これは、両方のシステムが能動的である場合には論理的である。しかし、ＳＡＷタグ１００の場合に、エア・インターフェース方法を使用して信号を定義することは、必要によって、必ず、問合せ信号１１０に対するＳＡＷタグ１００の影響の分析も必要とする。というのは、ＳＡＷタグが、受動的であり、信号刺激に応答するだけであるからである。したがって、ＳＡＷタグ１００を定義するエア・インターフェース手法に頼る通常の信号処理方法は、問合せ信号１１０ならびに付随する応答信号１７０の定義に伝達関数を組み込むことを必要とする。
【００１６】
エア・インターフェース方法は、識別のために使用される必須要件を過剰に指定するように働くので、ＳＡＷタグ１００の仕様を記述するには非効率的である。その伝達関数によってＳＡＷタグ１００を指定することによって、ＳＡＷタグ・リーダの設計でさまざまな手法を使用できるようになる。というのは、問合せ信号１１０が適当な政府指定の放射要件を満たさなければならないことだけを実際の制約として有する、使用することができる問合せ信号１１０のタイプに制限がないからである。この制約の中で、ＳＡＷタグ１００に組み込まれた反射パターンを検出するのに十分な情報を有する応答信号１７０を作るすべての信号を使用することができる。たとえば（ｉ）個々の狭いパルス（たとえばインパルス）、（ｉｉ）複数の個々のトーンの返ってくる振幅および位相を検出するためのスペクトル測定、（ｉｉｉ）掃引周波数（たとえばチャープ）信号、および（ｉｖ）コード化された（たとえばダイレクト・シーケンス（ｄｉｒｅｃｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ））スペクトル拡散信号などの問合せ信号のすべてを、問合せ信号として使用することができる。
【００１７】
したがって、本発明は、ＳＡＷタグ１００の既知の特性を利用して、さまざまなタイプの問合せ信号によって励起された時に特質上予測可能な応答を作るＳＡＷ識別タグ１００にエンコードされた一意の識別子を判定するシステムを提供する。応答特性が、ＳＡＷタグ１００の表面１３５に置かれた反射器１５０によって予測可能に影響されるので、問い合わされたＳＡＷタグ１００に一意の構成を明らかにするのは、この反射された応答信号１７０の分析である。本発明の一実施形態では、ＲＦ問合せ信号１１０が、約２．４４ＧＨｚの搬送波周波数を使用する。もちろん、ＳＡＷタグ１００特性が、任意の他の搬送波周波数が使用される時のＳＡＷタグ１００伝達関数に関して記述される限り、そのような任意の他の搬送波周波数を使用することができ、これは本発明の所期の範囲に含まれる。
【００１８】
本発明の一実施形態で、ＳＡＷタグ１００の伝達関数は、時間、位相、振幅、およびデータ順序の外部から観察可能な値に鑑みて定義される。外部から観察可能な値としての時間は、ＲＦ応答信号１７０の間の時間に関し、そのような時間が、２つの反射器１５０の間（または変換器１２０と反射器１５０の間）の内部ラウンドトリップ伝搬伝搬時間を考慮に入れたものであることを暗示する。２つの反射器１５０の間の内部伝搬時間がｔ秒である場合に、外部から観察可能な時間は、２ｔ秒である。ＳＡＷタグ１００のアーキテクチャを定式化する際に、時間は、一般に、問合せ信号１１０パルス持続時間に関して指定される。したがって、０．１Ｔとして表される値は、時間持続期間が、問合せ信号１１０パルスの持続時間の１／１０と等しいことを意味する。他の形で指定されない限り、一般に、時間がパルスの中心から測定されることを理解されたい。
【００１９】
外部から観察可能な位相値を検討する際に、初期音響パルス１４０として変換器１２０によって伝搬され、ＲＦ応答信号１７０として反射される問合せ信号１１０の内部反射位相および位相シフトを、一緒に検討しなければならない。内部伝搬から生じる位相シフトは、問合せ信号１１０の搬送波周波数に依存し、この搬送波周波数は、上で注記したように、この説明においては２．４４ＧＨｚ（ＩＳＭ帯域の中）である。しかし、関連技術における通常の技量を有するものが理解するように、問合せ信号１１０として異なる搬送波周波数が使用される場合に、外部から観察可能な位相値を、それ相応に調節しなければならない。
【００２０】
ＳＡＷタグ１００の構造パラメータに関して外部から観察可能なＲＦ応答信号１７０を定義するために、初期音響パルス１４０が１．０の振幅を有し、比較的な数が反射される応答音響パルス１６０に使用されると仮定することによって、ＲＦ応答信号１７０の振幅が指定される。指定されたパルス振幅は、伝搬減衰、反射係数、および伝送損失の内部態様のすべてを考慮に入れたものでなければならない。
【００２１】
ＳＡＷタグ１００の伝達関数を定義するために外部から観察可能な値を使用する時に、データおよびデータ・フィールドが信号でどのようの提示されるかに関するある前提を設ける必要がある。この説明において、最下位ビット（ｌｓｂ）が、右側に置かれ、最上位ビット（ｍｓｂ）が、左側に置かれると仮定するが、これは、データの伝送がまずｍｓｂから行われることを暗示する。関連技術における通常の技量を有するものが理解するように、信号でデータおよびデータ・フィールドがどのように提示されるかに関する異なる前提を設けることができ、これは本発明の所期の範囲に含まれる。
【００２２】
本発明の特に有用で多用途の実施形態は、システムが基板１３０上に反射器位置１９０のグループ１８０を有することを提供する。したがって、所定の反射器位置１９０のグループ１８０内の反射器１５０の位置によって定義されるＳＡＷタグ１００の伝達関数に基づいて外部から観察可能な値を作るように、ＳＡＷタグ１００を設計することができる。本発明の一実施形態のシステムは、最小限で１０個の反射器位置１９０によって分離されて配置された２つの反射器１５０を有する２１個の反射器位置１９０のグループ１８０のエンコーディング・アルゴリズムを提供する。２つの反射器１５０は、最小限で１０個の反射器位置１９０によって分離されて、応答音響パルス１６０の間の大きいオーバーラップが排除される。パルスの間の反射器位置１９０の数を増やすことによって、追加のパルス分離を達成することができる。本明細書で説明するように、この「２１個中２個」実施形態は、少数の応答音響パルス１６０を用いてデコードできるデータの複数ビットのエンコーディングの機能を提供する。他のエンコーディング・アルゴリズムが、より小さい空間により多くのデータをエンコードすることを可能にするが、２１個中２個システムは、エンコーディングの単純さ、柔軟性、および応答音響パルス１６０の振幅の高められた均一性の可能性という長所を提供する。
【００２３】
ＳＡＷタグ１００上の狭い間隔の位置１９０のグループ１８０の中から反射器位置１９０を判定し、選択するのを助けるものとして、隣接する位置１９０は、反射された応答音響パルス１６０の異なる位相値を提供する。表１で、２１個中２個システムを使用してエンコードされる実施形態に割り当てられた反射器位置１９０および相対反射位相を定義する。
【００２４】
【表１】
【００２５】
この実施形態は、名目上、時間の単位として表される問合せパルスの幅の１０％と等しい間隔を置かれた反射器位置１９０を提供する。関連技術における通常の技量を有するものが理解するように、他の位相位置、時間、および反射器位置１９０を使用することができ、これは本発明の所期の範囲に含まれる。
【００２６】
２１個の反射器位置１９０と、反射器１５０の間の１０個の位置１９０という最小間隔を用いると、２つの応答音響パルス１６０を用いてデコードできる６６個のデータ組合せがある。次の表２に示されているように、この組合せのうちの６４個を使用して、６ビットの情報を表すことができる。
【００２７】
【表２】
【００２８】
もう１つの有用なエンコーディング・アルゴリズムが、１６個中１個エンコーディング・フォーマットである。このフォーマットは、１６個の位置１９０のうちの１つに置かれた単一の反射器１５０を提供し、４ビットのデータをエンコードするのに使用することができる。表３に、各位置１９０の位相値と、各そのような位置１９０がこのアルゴリズムの一実施形態について表すコードをリストする。
【００２９】
【表３】
【００３０】
図２に移ると、基板上の反射器位置の１４個のグループ２１０を使用して８０ビットまでのデータをエンコードするＳＡＷタグの実施形態の代表的なレイアウト２００が示されている。図示の実施形態では、第１の１２個のグループ２１０が、２１個中２個エンコーディングを使用し、最後の２つのグループ２１０が、１６個中１個を使用する。したがって、１４個のグループ２１０が、８０ビットのデータ・エンコーディング（１２×６＋２×４＝８０）を提供する。関連技術における通常の技量を有するものが理解するように、８０ビットのデータは、６４ビットのコード（関連するＥＰＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔ ｃｏｄｅ）仕様によって要求されるものとすることができる）を提供するように構成でき、１６ビットのデータが、エラー検査、フレームおよび位相の同期化、ならびにＳＡＷタグ・バージョン情報に使用するために残される。
【００３１】
図示のレイアウト２００では、プリアンブル２２０が、データ・グループ２３０に先立ち、フレームおよび位相の同期化などの機能を提供すると同時に、ＳＡＷタグ・バージョン情報のためのデータ・スペースを提供する。１４個のグループ２１０が、時間値２１５（符号ｔ１からｔ１４）によって分離される。各時間値２１５インターバルは、あるグループ２１０の最後の反射器位置の中心と、次のグループ２１０の最初の反射器位置の中心の間の時間を表す。反射器が問合せ信号に対する応答音響パルスを作る前の時間遅延値２１６（符号Ｄｅｌａｙ０）も示されている。この遅延は、ＳＡＷタグ応答と、問合せ信号の他の比較的高エネルギの反射の間の分離を提供する。この遅延は、ＳＡＷタグの別々のクラスの間の区別の方法も提供する。たとえば、ＳＡＷタグの倉庫ユーザは、パレット、ケース、および品目などの３つの主要な応用例を識別することができる。別のクラスの１つまた複数のタグの存在下で、あるクラスのタグを検出する能力を最大にするために、異なる量の初期遅延を確立することができる。ＳＡＷタグを区別する他の方法に、プリアンブル２２０のフォーマットおよびエラー検査が含まれる。プリアンブル・フォーマットの場合に、プリアンブル・パルス分離、位相エンコーディング、またはその組合せを変更することによって、異なるバージョンを定義することができる。エラー検査の場合に、あるバージョンを仮定している間に有効なチェック・サムが得られない場合に、有効なチェック・サムが発生するまで、他の仮定されるバージョンを使用して戻り信号を処理することができる。
【００３２】
ＳＡＷ識別タグの間で区別する有利な方法が、ＳＡＷ識別タグのデータおよびデータ・フィールドをスクランブルすることである。一連のＳＡＷ識別タグが、シーケンシャル・コーディングされる番号を用いて製造される時に、２つの連続する番号を有するＳＡＷタグによって返される応答信号の差は、最小になる。類似するコードを有するＳＡＷタグの間で区別する能力を容易にするために、それにエンコードされたデータをスクランブルして、ヘッダ、オブジェクト、およびｍｓｂなどのデータを変更せずに、ＳＡＷタグの各コードの大きく異なるパルス・パターンを作成することができる。異なるパルス・パターンの使用は、ＳＡＷタグの組の個々のＳＡＷタグの識別を容易にする。スクランブルされたパルスの分離を増やすことによって、さらに容易にすることを達成することができる。
【００３３】
スクランブルの概念を示すために、８０ビットの集計ペイロードについて、６４ビットのデータと１６ビットのエラー訂正をエンコーディングされた一連のＳＡＷタグが作られると仮定する。８０ビット・ペイロード・データを、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、およびＥＣを除くすべてのフィールドにエンコードする前に、他のフィールドを、これらのフィールドとＢ０およびＢ１の１２ビットとのビット単位の「排他的論理和」によってスクランブルする。複数のバージョンのスクランブル・コードが、Ｂ０およびＢ１の循環シフトによって作られる。Ｂ０−ｉの指定は、Ｂ０のｉビット位置の左への循環シフトを指定する（Ｂ０のｌｓｂが、ｉビット左の位置に現れる）。同様に、Ｂ１−ｉの指定は、Ｂ１のｉビット位置の左への循環シフトを示す。表４に、スクランブルされるフィールドと、めいめいのフィールドをスクランブルするのに使用されるＢ０またはＢ１の特定のシフト値を示す。スクランブル処理の出力コードは、４０ビット・コードワードＳのサブフィールドで指定される。サブフィールドＳ０からＳ５は、長さが６ビットであるが、サブフィールドＳ６は、長さが４ビットであり、これは、Ｂ１０とＢ０の最下位４ビットの「排他的論理和」によって作られる。
【００３４】
【表４】
【００３５】
ＳＡＷタグ・コードをスクランブルして、あるフィールドが同一になるという事実にかかわらず、一連の密接に関連するタグの各コードの大きく異なるパルス・パターンが作られる。異なるパルス・パターンの使用によって、そのようなタグの組での個々のＳＡＷタグの識別が容易になる。Ｂ０フィールドおよびＢ１フィールドは、ＳＡＷタグの組の間で変化するので、図示の例でコードをスクランブルするのに使用するために選択された。複数のフィールドで同一のスクランブル・コードが使用されないようにするために、コードをシフトして、Ｓ０からＳ６の異なるコードを作る。したがって、スクランブルされないフィールドが同一の場合であっても、スクランブルされたコードは、同一でなくなる。
６４ビット・データ・コードのＳＡＷタグ応答信号フォーマットを、表５に示す。表５に示された６４ビット・コードの包括的フィールドは、Ｂ０からＢ３と、その後にスクランブルされたフィールドＳ０からＳ６の順番で送信される。１６個のエラー検査ビットの送信が、６４ビット・データ・フィールドの後に続く。
【００３６】
【表５】
Ｂ０およびＢ１が、正しく受信される（後にエラー検査によって検証される）と仮定すると、スクランブルされたフィールドは、表６に示されているように、スクランブルに使用された処理を逆転することによってスクランブル解除することができる。
【００３７】
【表６】
【００３８】
図３に移ると、反射器位置の１９個のグループ２１０を使用して１１２ビットまでのデータをエンコードするＳＡＷタグの実施形態の代表的なレイアウト３００が示されている。図示の実施形態は、２１個中２個エンコーディングを使用する最初の１８個のグループ２１０を提供するが、最後の１つのグループ２１０は、１６個中１個を使用する。したがって、１９個のグループ２１０が、１１２ビットのデータ・エンコーディング（１８×６＋１×４＝１１２）を提供する。２１個中２個エンコーディングの１８個のグループと１６個中１個エンコーディングの１つのグループが、１１２ビットのデータを提供し、このデータは、９６ビットのＥＰＣコードと１６ビットのエラー検査としてエンコードすることができる。この実施形態のエンコーディングは、図２に示された実施形態と基本的に同一でである。
本発明を詳細に説明したが、その広義の形の本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、さまざまな変更、置換、および代替物を作れることを、当業者は理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグとして使用できるタイプの通常の表面弾性波（ＳＡＷ）タグを示す図である。
【図２】基板上の反射器位置の１４個のグループを使用して８０ビットまでのデータをエンコードするＳＡＷタグの実施形態の代表的なレイアウトを示す図である。
【図３】基板上の反射器位置の１９個のグループを使用して１１２ビットまでのデータをエンコードするＳＡＷタグの実施形態の代表的なレイアウトを示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグの識別子を判定するシステムであって、
圧電基板に置かれた変換器に、応答音響パルスを作るために前記基板上で時間および位相位置に従って配置された複数の反射器から反射される初期音響パルスを作らせるラジオ周波数（ＲＦ）問合せ信号であって、前記変換器が、前記応答音響パルスからＲＦ応答信号を生成する、ＲＦ問合せ信号と、
事前定義の時間パラメータ、位相パラメータ、および振幅パラメータに鑑みて前記ＲＦ応答信号をデコードすることによって前記識別子を判定することと
を含むシステム。
【請求項２】
前記ＲＦ問合せ信号が、約２．４４ＧＨｚの搬送波周波数を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記基板上の反射器位置のグループをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
複数の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記グループが、最小限で１０個の反射器位置によって分離される２つの前記反射器をその中に配置された２１個の前記位置からなる、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記グループが、単一の反射器をその中に配置された１６個の前記位置からなる、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
１４個の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
８０ビットまでのデータが、前記識別タグ上でエンコードされる、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
１９個の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項４に記載のシステム。
【請求項１０】
１１２ビットまでのデータが、前記識別タグ上でエンコードされる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグの識別子を判定するシステムを動作させる方法であって、
応答音響パルスを作るために圧電基板上で時間および位相位置に従って配置された複数の反射器から反射される初期音響パルスを作るように前記基板に置かれた変換器を励起するラジオ周波数（ＲＦ）問合せ信号を生成させることであって、前記変換器が、前記応答音響パルスからＲＦ応答信号を生成する、生成させることと、
前記ＲＦ応答信号を検出し、事前定義の時間パラメータ、位相パラメータ、および振幅パラメータに鑑みて前記ＲＦ応答信号から前記識別子ををデコードすることと
を含む方法。
【請求項１２】
前記ＲＦ問合せ信号が、約２．４４ＧＨｚの搬送波周波数を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板上の反射器位置のグループをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
複数の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記グループが、最小限で１０個の反射器位置によって分離される２つの前記反射器をその中に配置された２１個の前記位置からなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記グループが、単一の反射器をその中に配置された１６個の前記位置からなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
１４個の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
８０ビットまでのデータが、前記識別タグ上でエンコードされる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
１９個の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
１１２ビットまでのデータが、前記識別タグ上でエンコードされる、請求項１９に記載の方法。
【請求項１】
表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグの識別子を判定するシステムであって、
圧電基板に置かれた変換器に、応答音響パルスを作るために前記基板上で時間および位相位置に従って配置された複数の反射器から反射される初期音響パルスを作らせるラジオ周波数（ＲＦ）問合せ信号であって、前記変換器が、前記応答音響パルスからＲＦ応答信号を生成する、ＲＦ問合せ信号と、
事前定義の時間パラメータ、位相パラメータ、および振幅パラメータに鑑みて前記ＲＦ応答信号をデコードすることによって前記識別子を判定することと
を含むシステム。
【請求項２】
前記ＲＦ問合せ信号が、約２．４４ＧＨｚの搬送波周波数を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記基板上の反射器位置のグループをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
複数の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記グループが、最小限で１０個の反射器位置によって分離される２つの前記反射器をその中に配置された２１個の前記位置からなる、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記グループが、単一の反射器をその中に配置された１６個の前記位置からなる、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
１４個の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
８０ビットまでのデータが、前記識別タグ上でエンコードされる、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
１９個の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項４に記載のシステム。
【請求項１０】
１１２ビットまでのデータが、前記識別タグ上でエンコードされる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグの識別子を判定するシステムを動作させる方法であって、
応答音響パルスを作るために圧電基板上で時間および位相位置に従って配置された複数の反射器から反射される初期音響パルスを作るように前記基板に置かれた変換器を励起するラジオ周波数（ＲＦ）問合せ信号を生成させることであって、前記変換器が、前記応答音響パルスからＲＦ応答信号を生成する、生成させることと、
前記ＲＦ応答信号を検出し、事前定義の時間パラメータ、位相パラメータ、および振幅パラメータに鑑みて前記ＲＦ応答信号から前記識別子ををデコードすることと
を含む方法。
【請求項１２】
前記ＲＦ問合せ信号が、約２．４４ＧＨｚの搬送波周波数を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板上の反射器位置のグループをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
複数の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記グループが、最小限で１０個の反射器位置によって分離される２つの前記反射器をその中に配置された２１個の前記位置からなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記グループが、単一の反射器をその中に配置された１６個の前記位置からなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
１４個の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
８０ビットまでのデータが、前記識別タグ上でエンコードされる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
１９個の前記グループが、前記基板に置かれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
１１２ビットまでのデータが、前記識別タグ上でエンコードされる、請求項１９に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００６−５０７６１０（Ｐ２００６−５０７６１０Ａ）
【公表日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５６９９７３（Ｐ２００４−５６９９７３）
【出願日】平成１５年９月３０日（２００３．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３０６９２
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０８６３２２
【国際公開日】平成１６年１０月７日（２００４．１０．７）
【出願人】（５０４２３５６５４）アールエフ ソウ コンポーネンツ，インコーポレーテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年９月３０日（２００３．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３０６９２
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０８６３２２
【国際公開日】平成１６年１０月７日（２００４．１０．７）
【出願人】（５０４２３５６５４）アールエフ ソウ コンポーネンツ，インコーポレーテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
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