CN101263661A - 通信系统、通信设备、通信方法和程序 - Google Patents

通信系统、通信设备、通信方法和程序 Download PDF

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Abstract

一种通信系统,图像装置,通信方法和程序,其中可以缩短通信时间。当执行被动模式通信时,启动器传输将第一值设置为时隙信息的轮询请求帧。当执行简单模式通信时,启动器传输将不同于第一值的第二值设置为时隙信息的轮询请求帧。当包括在来自启动器的轮询请求帧内的时隙信息是第一值时,目标在通过使用随机数确定的时隙的时刻传输包括用于识别目标的ID的轮询响应帧。当时隙信息是第二值时,目标在预定的时隙的时刻传输包括实际数据的轮询响应帧。本发明可用于例如执行近场通信的IC卡系统。

Description

通信系统、通信设备、通信方法和程序
技术领域
本发明涉及通信系统、通信设备、通信方法和程序,并且更具体地,涉及使得可以实现减少近场通信中的通信时间的通信系统、通信设备、通信方法和程序。
背景技术
作为用于执行近场通信的系统,例如,IC(集成电路)系统是广为人知的。在IC卡系统中,R/W(读出器/写入器)产生电磁波,以便形成所谓的RF(射频)场(磁场)。当将IC卡置于接近R/W时,通过电磁感应给IC卡供电,并且在IC卡和R/W间执行数据传输。
作为用于执行近场通信-典型地以IC卡系统为代表-的通信协议,例如已知NFCIP(近场通信接口和协议)-1。NFCIP-1已经成为国际标准ISO/IEC 18092。
NFCIP-1规定了下面的模式:主动模式,它是这样的通信模式,其中传输和接收数据的多个通信设备中的每一个输出电磁波,并且调制该电磁波,从而执行数据传输;被动模式,它是这样的通信模式,其中多个通信设备中的一个通信设备输出输出电磁波,并且调制该电磁波,从而执行数据传输,并且其中多个通信设备中的另一个通信设备对这个通信设备输出的电磁波执行负载调制,从而执行数据传输。符合NFCIP-1的多个通信设备以主动模式和被动模式中的一个通信模式彼此通信(在例如日本专利申请待审公开号2004-215225中描述了这种通信方法)。
在被动模式中,当输出电磁波以便启动通信,并且通过电磁波传输命令的通信设备被称为启动器,并且将传输(返回)对启动器传输的命令的响应的通信设备称为目标时,执行称为SDD(单设备检测)的处理,从而启动器识别存在于启动器周围的多个目标中的每一个。
在SDD处理中,启动器传输请求用于标识目标的ID(标识)的命令。然后,目标以一个随机数确定用于传输响应,以便答复来自启动器的命令的时隙,并且在由该随机数确定的时隙的时刻,传输包括用于识别目标的ID的响应。
由于目标以随机数确定用于传输响应的时隙,可以减少在启动器周围存在多个目标的情况下,由于在相同时隙的时刻进行传输的两个或多个目标的响应导致碰撞的可能。
通过接收从目标传输的响应,启动器获取包括在响应内的ID,并且基于ID识别目标。此后,启动器基于例如以SDD处理获取的ID,指出(指定)与之进行通信的目标,并且与由该ID标识的目标交换实际数据。
发明内容
本发明解决的问题
如上所述,在被动模式通信中,通过考虑在启动器周围存在多个目标的情况,执行使用时隙的SDD处理识别多个目标,并且然后在启动器和目标之间执行真实数据的交换。
因此,在根据NFCIP-1的被动模式通信中,即使例如当将NFCIP-1应用于假设只有单个目标与启动器通信的应用时,也总是执行SDD处理。此后,在启动器和目标之间执行真实数据的交换。因此,在根据NFCIP-1的被动模式通信中,即使仅传输少量数据,也需要多达某个数量的通信时间。
鉴于上述情况做出本发明,并且旨在实现减少通信时间。
解决问题的手段
根据本发明的第一方面的通信系统包括:作为通过输出电磁波启动通信,并且通过电磁波传输命令的通信设备的启动器;和作为通过对电磁波进行负载调制,传输对该命令的响应的通信设备的目标。启动器具有用于当执行被动模式通信和简单模式通信中的被动模式通信时,使得传输在时隙信息中设置了第一值的命令的装置,该被动模式通信包括传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且接收由所述目标在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别所述目标的ID(标识)的对该命令的响应,以便获取用于识别所述目标的ID,并且以该ID识别所述目标,所述简单模式通信包括传输所述命令,并且接收由所述目标在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括实际数据的对该命令的响应,以便获取实际数据;以及用于使得当执行简单模式通信时,传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令的装置。所述目标具有用于识别包括在来自所述启动器的命令内的时隙信息的装置,用于当该时隙信息具有第一值时,以随机数确定用于传输该响应的时隙,并且使得在以随机数确定时隙的时刻,传输包括用于识别所述目标的ID的响应的装置,以及用于当该时隙信息具有第二值时,使得在预先设置的时隙的时刻传输包括实际数据的响应的装置。
在如上所述的根据第一方面的通信系统中,在启动器侧,当执行被动模式通信时,传输在时隙信息中设置了第一值的命令,并且当执行简单模式通信时传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令。在另一方面,在目标侧,识别包含在来自启动器的命令内的时隙信息,并且当时隙信息具有第一值时,以随机数确定用于传输该响应的时隙,并且在该时隙的时刻传输包括用于识别所述目标的ID的响应。当时隙信息具有第二值时,在预先设置的时隙传输包括实际数据的响应。
根据本发明的第二方面的通信设备涉及通过输出电磁波启动通信,并且通过电磁波传输命令的通信设备,包括:第一传输控制装置,用于当执行被动模式通信和简单模式通信中的被动模式通信时,使得传输在时隙信息中设置了第一值的命令,该被动模式通信包括传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且接收由目标-该目标是通过对所述电磁波进行负载调制,传输对所述命令的响应的通信设备-在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别所述目标的ID(标识)的对该命令的响应,以便获取用于识别所述目标的ID,并且以该ID识别所述目标,所述简单模式通信包括传输所述命令,并且接收由所述目标在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括实际数据的对该命令的响应,以便获取实际数据;以及第二传输控制装置,用于使得当执行简单模式通信时,传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令。
根据本发明的第二方面的通信方法或程序涉及用于通信设备的通信方法或由控制该通信设备的计算机执行的程序,该通信设备通过输出电磁波启动通信,并且通过电磁波传输命令,该方法或程序包括步骤:当执行被动模式通信和简单模式通信中的被动模式通信时,使得传输在时隙信息中设置了第一值的命令,该被动模式通信包括传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且接收由目标在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别所述目标的ID(标识)的对该命令的响应,以便获取用于识别所述目标的ID,并且以该ID识别所述目标,所述简单模式通信包括传输所述命令,并且接收由所述目标在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括实际数据的对该命令的响应,以便获取实际数据;以及当执行简单模式通信时,使得传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令。
在如上所述的根据第二方面的通信设备、通信方法或程序中,当执行被动模式通信时,传输在时隙信息中设置了第一值的命令,并且当执行简单模式通信时,传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令。
根据本发明的第三方面的通信设备涉及一种通信设备,通过对电磁波进行负载调制,它向作为通过输出电磁波启动通信,并且通过电磁波传输命令的通信设备的启动器传输对该命令的响应,当启动器可以执行被动模式通信和简单模式通信,所述被动模式通信包括传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且接收由所述通信设备在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别该通信设备的ID(标识)的对该命令的响应,以便获取用于识别该通信设备的ID,并且以该ID识别该通信设备,该简单模式通信包括传输所述命令,并且接收由所述通信设备在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括实际数据的对该命令的响应,以便获取实际数据,在被动模式通信中,传输在时隙信息中设置了第一值的命令,并且在简单模式通信中,传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令时,该通信设备包括:识别装置,用于识别包括在来自所述启动器的命令内的时隙信息;第一传输控制装置,用于当该时隙信息具有第一值时,以随机数确定用于传输该响应的时隙,并且使得在以所述随机数确定的时隙的时刻,传输包括用于识别所述通信设备的ID的响应;以及第二传输控制装置,用于当该时隙信息具有第二值时,使得在预先设置的时隙的时刻传输包括实际数据的响应。
根据本发明的第三方面的通信方法或程序涉及用于通信设备的通信方法或由控制该通信设备的计算机执行的程序,该通信设备通过对电磁波进行负载调制,向作为通过输出电磁波启动通信,并且通过电磁波传输命令的通信设备的启动器传输对该命令的响应,所述通信方法或程序包括步骤当启动器可以执行被动模式通信和简单模式通信,所述被动模式通信包括传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且接收由所述通信设备在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别该通信设备的ID(标识)的对该命令的响应,以便获取用于识别该通信设备的ID,并且以该ID识别该通信设备,该简单模式通信包括传输所述命令,并且接收由所述通信设备在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括实际数据的对该命令的响应,以便获取实际数据,在被动模式通信中,传输在时隙信息中设置了第一值的命令,并且在简单模式通信中,传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令时:识别包括在来自所述启动器的命令内的时隙信息;当该时隙信息具有第一值时,以随机数确定用于传输该响应的时隙,并且使得在由该随机数确定的时隙的时刻传输包括用于识别所述通信设备的ID的响应;以及当该时隙信息具有第二值时,使得在预先设置的时隙的时刻传输包括实际数据的响应。
在如上所述的根据本发明的第三方面的通信设备、通信方法或程序内,识别包括在来自启动器的命令内的时隙信息。然后,当时隙信息具有第一值时,以随机数确定用于传输响应的时隙,并且在该时隙的时刻传输用于识别目标的ID的响应。另外,当时隙信息具有第二值时,在预先设置的时隙的时刻传输包括实际数据的响应。
优点
根据本发明,可以执行通信。具体地,可以实现通信时间的减少。
附图说明
图1是示出了执行符合NFCIP-1的近场通信的通信系统的配置的例子的图;
图2是示出了被动模式的图;
图3是示出了主动模式的图;
图4是示出了初始RFCA处理的时序图;
图5是示出了帧的波形的波形图;
图6是示出了帧间的间隔(延迟时间)的波形图;
图7是示出了帧的格式的图;
图8是示出了SDD处理的图;
图9是示出了轮询请求帧的格式的图;
图10是示出了轮询响应帧的格式的图;
图11是示出了命令和响应列表的图;
图12是示出了被动模式中的通信处理的概况的流程图;
图13是示出了在被动模式中执行的图像处理的流程图;
图14是示出了在被动模式中通过通信传输实际数据所需的通信时间的图;
图15是示出了在通过使用SDD处理,通过轮询响应帧传输实际数据的情况下所需的通信时间的图;
图16是示出了执行符合NFCIP-1的近场通信和简单模式通信的通信系统的配置的例子的图;
图17是示出了通信设备11的配置的例子的方框图;
图18是示出了通信设备11的配置的例子的方框图;
图19是示出了启动器的处理的流程图;
图20是示出了目标的处理的流程图;
图21是示出了使用多个时隙的轮询响应帧的传输的图;
图22是示出了启动器的处理的流程图;
图23是示出了目标的处理的流程图;
图24是示出了使用从时隙#0到#TSN中选择的N个时隙的轮询响应帧的传输的图;
图25是示出了启动器的处理的流程图;
图26是示出了目标的处理的流程图;
图27是示出了执行符合NFCIP-1的近场通信和简单模式通信的通信系统的配置的另一个例子的图;
图28是示出了启动器和多个目标中的每一个间的简单模式通信的图;
图29是示出了频道表的图;
图30是示出了执行简单模式的近场通信的通信系统的配置的例子的图;
图31是示出了启动器的处理的流程图;
图32是示出了目标的处理的流程图;
图33是示出了启动器的处理的流程图;和
图34是示出了目标的处理的流程图。
附图标记
11、12、13通信设备
21天线
22接收部分
23解调部分
24解码部分
25数据处理部分
26编码部分
27电磁波输出部分
29控制部分
29A CPU
29B EEPROM
30供电部分
41天线
42接收部分
43解调部分
44解码部分
45数据处理部分
46编码部分
47负载调制部分
48供电部分
49控制部分
49A CPU
49B EEPROM
101、102通信设备
具体实施方式
现在,在参考附图描述本发明的实施例之前,给出对作为用于执行近场通信的通信协议的NFCIP-1(ISO/IEC 18092)的简单描述。
图1示出了执行符合NFCIP-1的近场通信的通信系统的配置的例子(系统指多个设备的逻辑组合,并且各个组件设备是否出现在相同的壳体内无关紧要)。
此处,近场通信指可以在通信设备间的距离在例如几十厘米内时执行的通信,并且包括在彼此接触的通信设备(其壳体)间执行的通信。
在图1中,通信系统包括3个通信设备1、2、3。每个通信设备1到3可以使用具有信号频率fc的载波,基于电磁感应执行近场通信(NFC)。在NFCIP-1中,将作为ISM(工业科学医学)频带的13.56MHz指定为载波的频率fc
应当注意,图1所示的通信系统不仅适用于通信设备1到3中的一个或多个用作读出器/写入器,并且其它设备中的一个或多个用作IC卡的IC卡系统,而且通信设备1到3中的每一个还可以内建于PDA(个人数字助理)、PC(个人计算机)、便携电话、腕表、笔等内。即,通信设备1到3是执行近场通信的设备,并且不限于IC卡或IC卡系统的读出器/写入器。
通信设备1到3可以执行两种模式的通信。这两种通信模式是被动模式和主动模式。现在,将考虑例如发生在通信设备1到3中的通信设备1和2间的通信。在被动模式中,如在根据上述相关技术的IC卡系统中,通信设备1和2中的一个,例如通信设备1通过以数据调制自身产生的电磁波(相应于自身产生的电磁波的载波),向另一个通信设备-通信设备2-传输数据,并且通信设备2通过以数据对通信设备1产生的电磁波(相应于通信设备1产生的电磁波的载波)进行负载调制,向通信设备1传输数据。
在另一方面,在主动模式中,通信设备1和2中的每一个通过以数据调制自身产生的电磁波(相应于自身产生的电磁波的载波)传输数据。
如上所述,在基于电磁感应的近场通信中,通过首先输出电磁波启动通信的设备,即,在通信中采取主动的设备称为“启动器”。在近场通信中,启动器向通信对方传输命令,并且通信对方返回对该命令的响应。返回对来自启动器的命令的响应的通信对方称为“目标”。
例如,假设通信设备1开始输出电磁波,以便启动与通信设备2的通信,通信设备1是启动器,并且通信设备2是目标。
在被动模式中,如图2所示,作为启动器的通信设备1继续输出电磁波,并且通信设备1以数据对由其自身输出的电磁波进行调制,从而向作为目标的通信设备2传输数据。通信设备2以数据对作为目标的通信设备1输出的电磁波进行负载调制,从而向通信设备1传输数据。
在另一方面,在主动模式中,如图3所示,当自身为启动器的通信设备1传输数据时,通信设备1自己开始输出电磁波,并且然后以数据对电磁波进行调制,从而向作为目标的通信设备2传输数据。然后,在结束数据传输之后,通信设备1停止输出电磁波。类似地,当自身为目标的通信设备2传输数据时,通信设备2自己开始输出电磁波,并且然后以数据对电磁波进行调制,从而向作为目标的通信设备2传输数据。然后,在结束数据传输之后,通信设备2停止输出电磁波。
虽然在图1中3个通信设备1到3构成通信系统,构成通信系统的通信设备的数目不限于3,而是可以是2或4或更多。另外,通信系统可以配置为除了通信设备之外,还包括例如IC卡或构成相关技术的IC卡系统的读出器/写入器。
通过首先输出电磁波以便启动通信,通信设备1到3中的任意一个可以成为启动器。另外,在主动模式中,通信设备1到3中的每一个自己输出电磁波,不论它是启动器还是目标。
因此,在通信设备1到3位于彼此靠近的情况下,如果通信设备中的两个或多个同时输出电磁波,则发生碰撞,这使得不可能正确地执行通信。
因此,NFCIP-1规定开始输出电磁波的通信设备检测是否存在来自另一个设备的电磁波(由来自另一个设备的电磁波产生的RF场),并且仅当不存在这种电磁波时开始输出电磁波,从而防止碰撞。应当注意,由于该处理旨在防止碰撞,检测是否存在来自另一个设备的电磁波,并且仅当不存在这种电磁波时开始输出电磁波的上述处理称为RFCA(RF碰撞避免)处理。
在各种类型的RFCA处理中,首先由成为通过输出电磁波以便启动通信的启动器的通信设备(在图1中,通信设备1到3中的一个或多个)执行的RFCA处理称为初始RFCA处理。
参考图4,将描述初始RFCA处理。
图4示出了由初始RFCA处理启动其输出的电磁波。在图4中,水平轴表示时间,并且垂直轴表示由通信设备输出的电磁波的电平。
成为启动器的通信设备不断地检测来自另一个设备的电磁波。如果在TIDT+n×TRFW的时间未能不断地检测到来自另一个设备的电磁波,该通信设备开始输出电磁波,并且在自从输出起经过时间TIRFG之后,该通信设备开始数据(包括命令(请求))传输(发送请求)。
此处,时间TIDT+n×TRFW中的TIDT称为初始延迟时间。通过使用载波的频率fc,NFCIP-1规定TIDT是大于4096/fc的值。n是例如0到3的整数,并且通过使用随机数产生。TRFW称为RF等待时间,并且采用512/fc作为其值。时间TIRFG称为初始警戒时间,并且采用例如大于5ms的值作为其值。
通过采用n作为用于时间TIDT+n×TRFW(在该时间中应未检测到电磁波)的随机数,减小了在相同时刻开始输出电磁波的多个通信设备的可能性。
接着,参考图5到13,给出对根据NFCIP-1的被动模式的通信的描述。
图5示出了在以212kbps(每秒千位)或424kbps的传输速率执行的被动模式通信的情况下的电磁波的波形。
即,在NFCIP-1中,可以从多个传输速率中选择的传输速率执行通信,并且图5示出了以212kbps或424kbps的传输速率执行被动模式通信的情况下的电磁波的波形。
当开始被动模式通信时,启动器执行初始RFCA处理,并且开始输出具有频率fc的载波(未调制的电磁波)。此后,启动器以逻辑0B调制该载波(B指示其前面的数字是二进制数字)。如图5所示,通过以逻辑0B调制该载波而获得的调制信号(通过对逻辑0B编码而获得的曼彻斯特码)称为前同步码。NFCIP-1规定前同步码必须至少为48位长。
当开始载波的调制,并且存在于启动器周围的目标收到该至少48位长的前同步码时,例如,该目标认为将开始被动模式的通信,并且接收调制信号作为在该前同步码之后传输的数据(数据包)。
此处,前同步码和前同步码之后的数据的集合称为一帧。帧的开始被识别为前同步码。基于包括在帧内的稍后描述的长度字段信息识别帧的末尾。
接着,图6是示出了在作为启动器或目标的通信设备传输一帧之后,另一个通信设备传输一帧的情况下,两个帧之间的时间间隔(延迟时间)的图。
根据NFCIP-1,在给定的通信设备传输一帧之后,当另一个通信设备传输响应该帧的帧时,例如,必须允许至少8×64/fc的时间间隔。
即,由给定的通信设备传输的帧的结尾和下一帧的开始(其前同步码)间的时间Tdelay必须至少为8×64/fc长。
在该情况下,由于如上所述载波的频率fc是13.56MHz,时间8×64/fc近似等于0.038ms。
接着,图7示出了在启动器和目标间交换的帧格式。
一帧包括从其前沿起顺序布置的前同步码字段、同步字段、长度字段、负载字段和CRC(循环冗余校验)字段。
前同步码字段具有48位或更多的大小,并且将(逻辑)0B作为前同步码放置在前同步码字段内。
同步字段具有2字节的大小。第一个字节是B2H(H指示其前面的数值是十六进制数值),并且第二字节是4DH。即,将B24DH作为同步模式放置在同步字段内。
长度字段具有8位的大小。在长度字段中,设置这样的值,它等于放置在负载字段内的数据的字节计数加1。应当注意,设置在长度字段内的值必须是2到255范围内的值,并且为将来的扩展保留(受保护)以8位表示的其它值。
在负载字段中,放置(包括)字节计数等于长度字段中设置的值减1的负载(数据)。
在CRC字段中,放置根据ISO/IEC 18092的附件A.3获得的16位CRC码。
接着,如上面参考图4所述,成为启动器的通信设备通过初始RFCA处理开始输出电磁波,并且之后传输数据(帧)。成为启动器的通信设备通过开始电磁波的输出成为启动器,并且存在于启动器附近位置的通信设备成为目标。
现在,考虑启动器周围存在多个(可以成为目标的通信设备)目标的情况。在该情况下,存在多个目标中的每一个传输响应由启动器传输的帧的帧的时刻。因此,启动器必须识别,对于作为对之前传输的帧的响应而传输的帧,多个目标中的哪一个已经传输了该帧。即,启动器必须识别已经传输了作为响应的帧的目标。
因此,在通过初始RFCA处理开始输出电磁波之后,启动器向位于启动器附近的一个或多个目标请求,例如,用作用于识别每个目标的信息的,以随机数等确定的NFCID(NFC标识)。然后,响应来自启动器的请求,位于启动器附近的目标向启动器传输用于向启动器指出自身的NFCID。
启动器基于以这种方式从目标传输的NFCID识别目标,并且基于NFCID将该目标指定为通信对方,以便执行数据交换。
在主动模式通信中,启动器传输包括用于指出自身的NFCID的稍后描述的ATR_REQ命令(请求)。在对ATR_REQ的回答中,一个目标返回(传输)包括用于指出自身的NFCID的稍后描述的响应ATR_REQ。从而启动器和目标认出彼此的NFCID,从而识别(指出)彼此。
在另一方面,在212kbs或424kbs的被动模式通信中,启动器通过执行上述的SDD处理,请求识别存在于目标周围(在其附近位置的)的NFCID。
在SDD处理中,启动器请求目标的NFCID。通过启动器传输称为“轮询请求帧”的帧进行该请求。在收到轮询请求帧之后,例如,目标以随机数确定其自己的NFCID,并且传输其中放置了该NFCID的被称为“轮询响应帧”的帧。启动器通过接收从目标传输的轮询响应帧识别目标的NFCID。
应当注意,特别地,将在由212kbs或424kbps传输速率的被动模式通信执行的SDD处理中使用的NFCID称为“NFCID2”。NFCIP-1规定NFCID2必须是8字节的数值,该8字节数值的起先2字节必须是前缀码,该前缀码必须定义跟随其后的6个字节的特性,并且如果前缀码的第一个字节是01H,并且其第二个字节是FEH,随后的6个字节必须是随机数。另外,为了将来的扩展保留除了01FEH之外的前缀码。
当在被动模式中时,目标通过对由启动器输出的电磁波执行负载调制传输帧,从而不执行RFCA处理。因此,在SDD处理中,当启动器向存在于启动器周围的目标请求NFCID时(在启动器传输请求NFCID的轮询请求帧的情况下),如果启动器周围存在多个目标,两个或多个目标可能同时传输它们的NFCID(包括NFCID的轮询请求帧)。在该情况下,在从两个或多个目标传输的NFCID间发生碰撞,使得启动器难以识别碰撞的NFCID。
为了尽可能地避免NFCID的这种碰撞,以使用例如时隙的方法执行SDD处理。
图8示出了以使用时隙的方法执行的SDD处理的序列。在图8中,假设5个目标#1、#2、#3、#4和#5存在于启动器周围。
在SDD处理中,启动器传输轮询请求帧。在该传输完成之后,跟在预定时间Td的间隔之后,提供具有宽度为预定时间TS的时隙。时间Td设置为例如512×64/fc,即,近似2.4ms,并且,表示时隙的宽度的时间Ts被设置为例如256×64/fc,即近似1.2ms。通过分配给它的从0开始最多前进1的序列号(整数)指定时隙。
虽然图8示出了4个时隙#0、#1、#2和#3,在NFCIP-1中,可以提供多至16个的时隙。由启动器指定针对某个轮询请求帧提供的时隙数,并且将等于该时隙数减1的值作为与时隙相关的时隙信息TSN包括在轮询请求帧中,并且传输给目标。图8示出了4个时隙#0、#1、#2和#3,从而示出了在时隙信息TSN指示3的情况下的时隙。
目标接收从启动器传输的轮询请求帧,并且识别放置在轮询请求帧中的时隙信息TSN。目标还通过使用随机数产生范围0到TSN内的整数R,并且在由整数R指定的时隙#R的时刻传输包括其自己的NFCID的轮询响应帧。
如上所述,目标通过使用随机数,确定代表用于传输轮询响应帧的时刻的时隙。这意味着多个目标传输轮询响应帧的时刻发生改变,因此使得可以最小化从多个目标传输的轮询响应帧间的碰撞机会。
即使每个目标通过使用随机数,确定代表用于传输轮询响应帧的时刻的一个时隙,还存在多个目标传输轮询响应帧的时隙彼此重合的时刻,导致轮询响应帧的碰撞。在图8所示的实施例中,在时隙#0传输目标#4的轮询响应帧,在时隙#1传输目标#1和#3的轮询响应帧,在时隙#2传输目标#5的轮询响应帧,并且在时隙#3传输目标#2的轮询响应帧。目标#1和#3的轮询响应帧彼此碰撞。
在该情况下,启动器不能正确接收彼此碰撞的目标#1和#3的轮询响应帧。因此,启动器再次传输轮询请求帧,从而使得可以请求目标#1和#3传输其中放置了它们各自的NFCID的轮询响应帧。之后,可以重复启动器的轮询请求帧传输和目标的轮询响应帧传输,直到启动器识别出位于启动器周围的所有目标#1到#5的NFCID为止。
如果当启动器再次传输轮询请求帧时,所有目标#1到#5返回轮询响应帧,可能再次在轮询响应帧间发生碰撞。为了避免这种情况,如果目标接收来自启动器的轮询请求帧,并且仅在相对短的时间间隔之后再次接收另一个轮询请求帧,目标可以忽略该轮询请求帧。然而,在该情况下,根据图8所示的实施例,对于对第一个传输的轮询请求帧做出的轮询响应彼此碰撞的目标#1或#3,启动器不能识别出目标#1和#3的NFCID。因此,启动器不能与目标#1或#3执行数据交换。
因此,暂时从目标通信对方中删除(置于删除状态)目标#2、#4和#5,启动器已经正确地接收了它们的轮询响应帧,并且成功识别了它们的NFCID,从而使得这些目标不响应轮询请求帧返回轮询响应帧。在该情况下,仅有在第一个轮询请求帧的传输时未识别出其NFCID的目标#1和#3响应由启动器重新传输的轮询请求帧返回轮询响应帧。因此,在该情况下,可以在最小化轮询响应帧间的碰撞可能的同时,识别出所有目标#1到#5的NFCID。
如前所述,在收到轮询请求帧之后,目标使用随机数确定(产生)其自己的NFCID。因此,虽然很少,可能产生这样的情况,即,相同的NFCID被包括在从不同的目标传输到启动器的轮询响应帧中。如果启动器在不同的时隙收到包括相同NFCID的轮询响应帧,启动器可以与轮询响应帧间发生碰撞的情况相同的方式重传轮询请求帧。
对于在SDD处理中已经收到包括时隙信息TSN的轮询请求帧的目标的操作,NFCIP-1规定如下。
[1]目标必须产生在范围0到TSN间的随机数R。
[2]目标必须等待直到到达由随机数R指定的时隙#R的时刻为止,并且在时隙#R的时刻,返回轮询响应帧,并且等待下一个命令(请求)。目标可以忽略轮询请求帧以便减少轮询响应帧的碰撞。
另外,对于SDD处理中启动器和目标的处理,NFCIP-1规定如下。
[1]目标从启动器产生的RF场(由启动器产生的电磁波)汲取电能。
[2]目标必须在激活之后最长2秒内完成从启动器接收轮询请求帧的准备。
[3]目标必须等待从启动器传输的轮询请求帧。启动器必须传输轮询请求帧而不管目标是否方便(状态)。
[4]如果启动器未收到轮询响应帧,启动器可以再次传输轮询请求帧。当在被动模式中时,在执行SDD处理的同时,启动器必须保持RF能-ON状态(输出电磁波的状态)。
接着,图9示出了轮询请求帧的格式。
与图7所示的帧相同,轮询请求帧包括从其前沿起顺序布置的前同步码字段、同步字段、长度字段、负载字段和CRC字段。
如上面参考图7所述,在前同步码字段中,放置48位的0B作为前同步码,并且在同步字段中放置B24DH的2字节同步模式。另外,在CRC字段,放置根据ISO/IEC 18092附件A.3获得的CRC码。
在长度字段中,如上面参考图7所述,设置等于负载字段的字节计数加1的值。轮询请求帧的负载字段具有5字节的大小。因此,在长度字段中设置等于5字节加1的值06H。
如上所述,轮询请求帧的负载字段具有5字节的大小,并且从其先导字节起顺序设置00H、FFH、FFH、00H和1字节的时隙信息TSN。负载字段内的先导字节00H指示该帧是轮询请求帧。
应当注意,对于负载字段中的第二和第三字节,为了将来的扩展保留除了FFH之外的其它值。类似地,对于第四字节,为了将来的扩展保留除了00H之外的其它值。
NFCIP-1规定1字节的时隙信息TSN必须是值00H,01H,03H,07H,0FH中的一个,并且为了将来的扩展保留其它值。
接着,图10示出了轮询请求帧的格式。
与图7所示的帧相同,轮询请求帧包括从其前沿起顺序布置的前同步码字段、同步字段、长度字段、负载字段和CRC字段。
如上面参考图7所述,在前同步码字段中,放置48位或更多的0B作为前同步码,并且在同步字段中放置B24DH的2字节同步模式。另外,在CRC字段,放置根据ISO/IEC 18092附件A.3获得的CRC码。
在长度字段中,如上面参考图7所述,设置等于负载字段的字节计数加1的值。轮询请求帧的负载字段具有17(=11H)字节的大小。因此,在长度字段中设置等于11H字节加1的值12H。
如上所述,轮询请求帧的负载字段具有17字节的大小,并且从其先导字节起顺序设置01H、8字节的NFCID2和8字节的填充。负载字段内的先导字节01H指示该帧是轮询响应帧。
应当注意,轮询响应帧的负载字段中的8字节填充代表,例如,用于所谓的填充的数据,并且NFCIP-1规定在数据交换时必须忽略这8字节的填充。
接着,NFCIP-1定义了传输协议的命令(请求)和对命令的响应。
图11示出了由NFCIP-1定义的传输协议的命令和响应。
参考图11,在下划线(_)之后描述的字符REQ表示命令(请求),在下划线(_)之后描述的字符RES表示响应。根据图11所示的实施例,作为命令,有6种命令ATR_REQ,WUP_REQ,PSL_REQ,DEP_REQ,DSL_REQ,和RLS_REQ。类似地,作为对命令的响应,有6种响应ATR_RES,WUP_RES,PSL_RES,DEP_RES,DSL_RES,和RLS_RES。启动器向目标传输命令(请求),并且目标向启动器传输对来自启动器的命令的响应。
当启动器将自己的属性(规范)通知目标,并且向目标请求目标的属性时,传输命令ATR_REQ。在该情况下,启动器或目标的属性包括启动器或目标可以传输和接收的数据传输速率、与通信有关的通信参数诸如调制数据的调制方案等。应当注意,除了启动器的属性之外,命令ATR_REQ包括用于指出启动器的NFCID等。通过接收命令ATR_REQ,目标识别出启动器的属性和NFCID。
当目标收到命令ATR_REQ时,向启动器传输响应ATR_RES作为对命令ATR_REQ的响应。在响应ATR_RES中,放置(包括)目标的属性、NFCID等。
应当注意,作为放置在命令ATR_REQ或响应ATR_RES内的属性,例如,关于传输速率的信息可以包括启动器或目标可以传输和接收的所有数据传输速率。在该情况下,借助于启动器和目标间的命令ATR_REQ和响应ATR_RES的单个交换,启动器可以识别目标可以传输和接收的所有数据传输速率,并且目标也识别启动器可以传输和接收的所有数据传输速率。
当启动器选择启动器与之通信的目标时传输命令WUP_REQ。即,通过从启动器向目标传输稍后描述的命令WUP_REQ,可将目标置于不被选择状态(禁止到启动器的数据(响应)传输)。当释放这种不被选择状态以便使得目标能够向启动器传输数据时传输命令WUP_REQ。应当注意,命令WUP_REQ具有将释放其不被选择状态的目标的NFCID。从不被选择状态释放已经收到命令WUP_REQ的目标中的由放置在命令WUP_REQ内的NFCID指出的目标。
当已经从不被选择状态释放了已经收到命令WUP_REQ的目标中的由放置在命令WUP_REQ内的NFCID指出的目标时,作为对命令WUP_REQ的响应传输响应WUP_RES。
应当注意,仅当启动器为主动模式时传输命令WUP_REQ,并且仅当目标为主动模式时传输响应WUP_RES。
当启动器改变关于与目标通信的通信参数时传输命令PSL_REQ。在该情况下,通信参数的例子包括启动器和目标间交换的数据传输速率以及调制方案。
命令PSL_REQ包括已经改变的通信参数的值,并且被从启动器传输到目标。目标接收命令PSL_REQ,并且根据放置在该命令内的通信参数的值改变通信参数。另外,目标对命令PSL_REQ传输响应命令PSL_RES。
当启动器执行数据(所谓的实际数据)(与目标交换的数据)传输和接收时传输命令DEP_REQ。在该命令中,放置传输给目标的实际数据等。作为对命令DEP_REQ的响应,由目标传输响应DEP_RES。在该响应中,放置传输给启动器的实际数据。从而,通过命令DEP_REQ,实际数据从启动器传输到目标,并且通过对命令DEP_REQ的响应DEP_RES,实际数据从目标传输到启动器。
当将目标置于不被选择状态(去活该目标)时由启动器传输命令DSL_REQ。收到命令DSL_REQ的目标传输对命令DSL_REQ的响应DSL_RES,并且进入不被选择状态。之后,该目标不响应除了命令WUP_REQ之外的命令(即,不返回响应)。
当启动器完全结束与目标的通信时传输命令RLS_REQ。收到命令RLS_REQ的目标在对命令RLS_REQ的答复中传输响应RLS_RES,并且完全结束与启动器的通信。
命令DSL_REQ和RLS_REQ是通用的,即它们从与启动器的目标通信对方中排除(去除)一个目标。然而,以命令DSL_REQ排除的目标能够以命令WUP_REQ再次与启动器通信,以命令RLS_REQ排除的目标不能与启动器通信,除非启动器再次从初始RFCA处理开始处理。在这个方面命令DSL_REQ和RLS_REQ不同。
接着,参考图12的流程图,给出对根据NFCIP-1的被动模式通信的概况的描述。
首先在步骤S1,用作启动器的通信设备执行初始RFCA处理,并且处理进入步骤S2。在步骤S2,用作启动器的通信设备确定是否由步骤S1中的初始RFCA处理检测到RF场。如果在步骤S2确定检测到了RF场,处理返回步骤S1,并且之后重复相同的处理。即,当检测到RF场时,用作启动器的通信设备不形成RF场,以便避免与由形成该RF场的另一个通信设备所执行的通信发生干扰。
在另一方面,如果在步骤S2确定未检测到RF场,处理进入步骤S3,该通信设备选择被动模式作为通信模式。另外,在步骤S3,该通信设备成为启动器,并且执行传输速率的选择等。
在NFCIP-1中,可以从多个传输速率中选择实际用于通信的传输速率,例如212kbps和424kbps。因此,在步骤S3,已经成为启动器的通信设备选择传输速率。应当注意,例如,可以事先设置在步骤S3选择的多个传输速率中的一个。
在步骤S3,作为启动器的通信设备还执行预定的初始化处理和SDD处理,并且处理进入步骤S4。
在步骤S4,以被动模式激活(启动)启动器,并且与被动模式的目标交换命令ATR_REQ和响应ATR_RES。然后处理进入步骤S5。
在步骤S5,在启动器需要从当前的通信参数改变通信所必须的通信参数(例如,传输速率)的情况下,启动器选择通信参数,并且与目标交换包括通信参数等的命令PSL_REQ和响应PSL_RES,以便改变通信参数,并且处理进入步骤S6。
在步骤S6,启动器根据在步骤S5选择的通信参数,基于用于与目标交换命令DEP_REQ和响应DEP_RES的数据交换协议,执行数据交换(通信),并且在结束数据交换之后处理进入步骤S7。在步骤S7,启动器和目标交换命令RSL_REQ和响应RSL_RES,并且被去活,结束事务处理。
在图12中执行被动模式的通信时,还可以执行主动模式的通信。当执行主动模式的通信时,在步骤S3,启动器选择主动模式作为通信模式,并且还选择传输速率等。然后,处理进入步骤S4,以主动模式激活启动器,与目标交换命令ATR_REQ和响应ATR_RES,并且处理进入步骤S5。此后,以与被动模式大致相同的过程执行通信。
在该情况下,通信设备可以响应例如来自应用的请求成为启动器。另外,响应来自应用的请求,通信设备可以例如选择采用主动模式和被动模式中的哪一个作为通信模式,并且选择(确定)传输速率。
如上所述,如果未形成外部RF场,启动器形成RF场,并且由启动器形成的RF场激活目标。然后,启动器基于选择的通信模式和传输速率传输命令,并且目标以与启动器相同的通信模式和相同的传输速率返回(传输)响应。
另外,不是在通信设备上实现启动器和目标的两个功能,可以在通信设备上仅实现这些功能中的一个。另外,不是在通信设备上实现被动模式和主动模式两个通信模式,可以仅执行这些通信模式中的一个。
接着,参考图13中的流程图,给出对被动模式中的激活协议的处理的描述(由通信设备执行以便在被动模式中交换数据的处理)。
首先在步骤S11,启动器执行初始RFCA处理,并且处理进入步骤S12,将通信模式设置为被动模式。然后,处理进入步骤S13,启动器执行初始化处理和SDD处理,以便选择传输速率。
在该情况下,步骤S11的处理相应于图12中步骤S1和S2的处理,并且步骤S12和S13的处理相应于图12中步骤S3的处理。
此后,处理进入步骤S14,启动器确定是否对目标做出对属性的请求。此处,术语属性指关于通信设备的规范的信息,其例子包括通信设备可以处理的传输速率、调制方案和关于通信的其它这种通信参数。
如果在步骤S14确定不对目标做出对属性的请求,处理进入步骤S15,启动器根据其唯一的协议执行与目标的通信。然后,处理返回步骤S13,并且随后重复类似的处理。
如果在步骤S14,对目标做出了对属性的请求,处理进入步骤S16,启动器传输命令ATR_REQ,从而向目标做出对属性的请求。然后,启动器等待从目标传输对命令ATR_REQ的响应ATR_RES,并且处理进入步骤S17,接收响应ATR_RES。然后,处理进入步骤S18。
在该情况下,步骤S16和S17的处理相应于图12中步骤S4的处理。
在步骤S18,基于在步骤S17从目标接收的响应ATR_RES,启动器确定是否可以改变通信参数,即,例如传输速率。如果在步骤S18确定不能改变传输速率,即,例如当不存在启动器和目标两者可以处理的除了当前传输速率之外的传输速率时,跳过步骤S19到S21,并且处理进入步骤S22。
如果在步骤S18确定可以改变传输速率,即,例如当存在启动器和目标两者可以处理的除了当前传输速率之外的传输速率,并且出于实现更快的通信或增强的抗噪性的目的,可以将用于通信的传输速率从当前传输速率改变为更高传输速率或更低传输速率时,处理进入步骤S19,启动器传输命令PSL_REQ,从而请求目标改变传输速率。然后,启动器等待从目标传输对命令PSL_REQ的响应PSL_RES,并且处理从步骤S19进入步骤S20,其中接收响应PSL_RES。然后,处理进入步骤S21。在步骤S21,启动器根据在步骤S20接收的响应PSL_RES改变通信参数,即,例如传输速率等,并且处理进入步骤S22。
在该情况下,步骤S18和S21的处理相应于图12中步骤S5的处理。
在步骤S22,启动器根据数据交换协议与目标执行数据交换,即,命令DEP_REQ和响应DEP_RES的交换。
在该情况下,步骤S22的处理相应于图12中步骤S6的处理。
在步骤S22中执行了数据转换之后,在必要时启动器进入步骤S23或S25。
即,当启动器将目标置于不被选择状态时,处理从步骤S22进入步骤S23,并且启动器传输命令DSL_REQ。然后启动器等待从目标传输对命令DSL_REQ的响应DSL_RES,并且从步骤S23进入步骤S24,其中接收响应DSL_RES。然后处理返回步骤S13,并且随后重复类似的处理。
在另一方面,当启动器全部结束与目标的通信时,处理从步骤S22进入步骤S25,其中传输命令RLS_REQ。然后,启动器等待从目标传输对命令RLS_REQ的响应RLS_RES,并且然后处理从步骤S25进入步骤S26,其中接收响应RLS_RES。然后处理返回步骤S11,并且随后重复类似的处理。
在该情况下,步骤S23和S24的处理以及步骤S25和S26的处理相应于图12中步骤S7的处理。
如上所述,在根据NFCIP-1的被动模式通信中,执行上述参考图8的SDD处理。
即,在SDD处理中,作为启动器的通信设备作为包括与时隙相关的时隙信息TSN的命令传输轮询请求帧(图9)。另外,作为目标的通信设备接收来自启动器的轮询请求帧,并且基于包括在轮询请求帧内的时隙信息TSN,以随机数R确定用于在回答轮询请求帧时传输轮询响应帧的时隙。在时隙#R的时刻,通信设备传输包括识别目标的NFCID(NFCID2)的轮询响应帧(图10)。然后,启动器从目标接收轮询响应帧,并且从而获取目标的NFCID,并且基于该NFCID识别该目标。
在完成上述的SDD处理之后,通过使用数据交换协议的请求和协议帧,即图11中的命令DEP_REQ的响应DEP_RES,在启动器和目标间执行实际数据的数据交换。
数据交换协议指用于通过使用NFCID2建立连接,并且与特定对方执行数据交换的方法(协议)。NFCIP-1还规定了帧重传过程。
如上所述,在被动模式通信中,通过考虑在启动器周围存在多个目标的情况,执行使用时隙的SDD处理以便识别多个目标,并且然后在启动器和目标间执行实际数据的交换。
因此,在根据NFCIP-1的被动模式通信中,即使将NFCIP-1应用于假设仅存在一个与启动器通信的目标的应用时,也总是执行SDD处理,并且然后在启动器和目标间执行实际数据的交换。因此,在根据NFCIP-1的被动模式通信中,即使例如仅从目标向启动器传输少量数据,也需要多达某个数量的通信时间。
图14示出了通过根据NFCIP-1的被动模式通信,从目标向启动器传输实际数据所需的通信时间。
假设在启动器和目标间以例如212kbps的传输速率执行被动模式通信。
如上所述,在被动模式通信中,首先执行SDD处理。
在SDD处理中,首先启动器传输图9所示的轮询请求帧。当前同步码字段是48位长时,轮询请求帧的大小最小。即,如图9所示,轮询请求帧包括48位(6字节)或更多的前同步码字段,16位(2字节)的同步字段,8位(1字节)的长度字段,5字节的负载字段和16位(2字节)的CRC字段。因此,当前同步码字段是48位长时,轮询请求帧的大小是最小的16字节。以212kbps的传输速率传输这个最小大小16字节的轮询请求帧所需时间近似是0.6038ms(=16字节×8位/212kbps)。
如上面参考图8所述,在SDD处理中,在启动器传输轮询请求帧转换,跟在作为预定时间Td的间隔512×64/fc,即,近似为2.4ms之后,提供其宽度(时间)Ts是256×64/fc秒,即,近似1.2ms的时隙。
现在,考虑目标在时隙#0的时刻传输轮询响应帧回答来自启动器的轮询请求帧的情况。在该情况下,在启动器的轮询请求帧传输结束之后,跟在作为预定时间Td的大约2.4ms的间隔之后,开始目标的轮询响应帧传输。
与轮询请求帧的大小相同,当前同步码字段是48位长时,轮询响应帧的大小最小。即,如图10所示,轮询请求帧包括48位(6字节)或更多的前同步码字段,16位(2字节)的同步字段,8位(1字节)的长度字段,17字节的负载字段和16位(2字节)的CRC字段。因此,当前同步码字段是48位长时,轮询请求帧的大小是最小的28字节。以212kbps的传输速率传输这个最小大小28字节的轮询请求帧所需时间近似是1.05668ms(=28字节×8位/212kbps)。
以这种方式,在启动器和目标间交换轮询请求帧和轮询响应帧,并且启动器获得包括在来自目标的轮询响应帧内的目标的NFCID2,从而结束SDD处理。
现在,考虑在启动器和目标间执行图13所示的命令ATR_REQ和响应ATR_RES的交换(步骤S16和S17),并且之后执行一组命令DEP_REQ和响应DEP_RES的交换(步骤S22),从而,例如,通过响应DEP_RES从目标向启动器传输8字节的实际数据的情况。在该情况下,如上面参考图6所述,必须允许帧间的时间间隔Tdelay,即,256×64/fc或近似0.038ms。因此,在目标的轮询响应帧传输结束之后,启动器直到经过了时间Tdelay才传输命令ATR_REQ。
在该情况下,根据NFCIP-1,当前同步码字段是48位长时,命令ATR_REQ的帧大小为最小的27字节,可以包括在该帧的负载字段(图7)内的被称为一般字节的数据为0字节长。
假设以212kbps的传输速率将这个最小大小27字节的命令ATR_REQ(的帧)从启动器传输到目标,传输所需时间近似为1.10189ms(=27字节×8位/212kbps)。
目标从启动器接收命令ATR_REQ,并且在等待时间Tdelay(=8×64/fc近似等于0.038ms)之后,向启动器传输对命令ATR_REQ的响应ATR_RES。
在该情况下,根据NFCIP-1,当前同步码字段是48位长时,响应ATR_RES的帧大小为最小的28字节,可以包括在该帧的负载字段(图7)内的被称为一般字节的数据为0字节长。
假设以212kbps的传输速率将这个最小大小28字节的响应ATR_RES(的帧)从目标传输到启动器,传输所需时间近似为1.0566ms(=28字节×8位/212kbps)。
启动器从目标接收响应ATR_RES,并且在等待时间Tdelay(近似等于0.038ms)之后,向目标传输数据交换协议的命令DEP_REQ。
在该情况下,根据NFCIP-1,当前同步码字段是48位长时,命令DEP_REQ的帧大小为最小的16字节,可以包括在该帧的负载字段(图7)内的被称为用户数据字节的数据为0字节长。
假设以212kbps的传输速率将这个最小大小16字节的命令DEP_REQ(的帧)从启动器传输到目标,传输所需时间近似为0.6038ms(=16字节×8位/212kbps)。
目标从启动器接收命令DEP_REQ,并且在等待时间Tdelay(近似等于0.038ms)之后,向启动器传输对命令DEP_REQ的响应DEP_RES。
此时,如上所述,在以目标响应DEP_RES向启动器传输8字节的实际数据的情况下,根据NFCIP-1,将8字节的实际数据作为用户数据字节包括在响应DEP_RES的负载字段内(图7)。另外,当前同步码字段是48位长时,以这种方式包括作为用户数据字节的8字节实际数据的响应DEP_RES的帧的大小是最小的24字节。
假设以212kbps的传输速率将这个最小大小24字节的响应DEP_RES(的帧)从目标传输到启动器,传输所需时间近似为0.9057ms(=24字节×8位/212kbps)。
启动器从目标接收响应DEP_RES,从而获得包括在响应DEP_RES内的8字节的实际数据。
因此,根据被动模式通信,执行8字节实际数据的数据交换需要至少大约7.794ms(=0.6038ms+2.4ms+1.0566ms+0.038ms+1.0189ms+0.038ms+1.0566ms+0.038ms+0.06038ms+0.038ms+0.9057ms)的通信时间。
接着,如上所述,在被动模式通信中,通过考虑启动器周围存在多个目标的情况,执行使用时隙的SDD处理,以便识别多个目标,从而识别(区别)存在于启动器周围的目标。
因此,在根据NFCIP-1的被动模式通信中,即使将NFCIP-1应用于假设仅存在一个与启动器通信的目标的应用时,也总是执行SDD处理,并且然后在启动器和目标间执行以数据交换协议实际数据的交换(通过命令DEP_REQ和响应DEP_RES的交换)。
在应用NFCIP-1的应用假设启动器仅与一个目标通信的情况下,启动器不与多个目标通信(同时),即,仅有一个目标成为启动器的目标通信对方。因此,启动器不必作为目标通信对方识别目标,因为仅有一个这种目标。另外,不会发生由于从多个目标同时传输响应引起的碰撞。
假设启动器仅与一个目标通信的应用的例子包括作为启动器的R/W被安装在游乐园内的景点的入口的大门上,将作为目标的IC卡发给用户,它起使用该景点的通行证(票)的作用,并且在大门处检查该通行证的有效性。
即,在游乐园内,将存储着关于通行证过期日期的信息的IC卡发给用户,并且在一次允许一个人进入的门口,用户将IC卡置于R/W上。在该情况下,从IC卡将存储在IC卡内的指示过期日期的实际数据传输到R/W,并且由R/W检查由实际数据指示的过期日期。
在上述假设启动器仅与一个目标通信的应用的情况下,不需要在SDD处理中识别目标。因此,假如通过使用SDD处理实际的序列执行实际数据的交换,例如,可以下面的方式执行数据交换。
即,如上所述,虽然当前NFCIP-1规定必须忽略图10中的轮询响应帧的负载字段内的8字节填充,现在考虑通过使用该填充执行实际数据的数据交换的情况。
在该情况下,可以如下执行上面参考图14所述的8字节实际数据的交换。
图15示出了通过使用SDD处理实际的序列,以轮询响应帧(图10)的填充将8字节的实际数据从目标传输到启动器时所需的通信时间。
假设如图14,在图15中也以212kbps的传输速率在启动器和目标之间执行通信。
在图15中,如同图14中的SDD处理,启动器传输图9所示的轮询请求帧。假如如上参考图14所述,该轮询请求帧的大小是最小的16字节,以212kbps的传输速率传输具有最小大小16字节的轮询请求帧所需的时间近似为0.6038ms(=16字节×8位/212kbps)。
如上参考图14所述,在启动器传输轮询请求帧之后,在作为预定时间Td的近似为2.4ms的间隔之后,提供其宽度(时间)TS近似是1.2ms的时隙。
在图15中,如同图14,假设目标在第一个时隙#0的时刻传输轮询响应帧,回答来自启动器的轮询请求帧,在结束启动器的轮询请求帧的传输之后,在作为预定时间Td的近似为2.4ms的间隔之后,目标开始轮询响应帧的传输。
然而应当注意,在图15中,目标将实际数据作为8字节的填充放置在轮询响应帧的负载字段内(图10)。
如上参考图14所述,当前同步码字段是48位长时,轮询响应帧的大小是最小的28字节。另外,以212bps的传输速率传输具有最小大小28字节的轮询请求帧所需的时间近似为1.0566ms(=28字节×8位/212kbps)。
在当前情况下,由于8字节的实际数据包括在轮询响应帧内,启动器通过接收从目标传输的轮询响应帧获得8字节的实际数据。
因此,在将轮询响应帧(图10)用于实际数据的数据交换的情况下,执行8字节的实际数据的数据交换仅需要最短为大约4.0604ms(=0.6038ms+2.4ms+1.0566ms)的通信时间,并且该通信时间大约是上述参考图14所述的执行被动模式通信的情况所需(近似为7.7974ms)的一半。即,可以缩短通信时间。
在假设启动器仅与一个目标通信的情况下,不需要在SDD处理中识别目标,所以用于识别目标的NFCID2也不必包括在轮询响应帧(图10)内。因此,在将轮询响应帧(图10)用于实际数据的数据交换的情况下,还可以将实际数据放置在轮询响应帧的负载字段内的8字节NFCID2(的部分)内。虽然轮询响应帧(图10)的负载字段的先导字节01H指示该帧是轮询响应帧,也可以将实际数据放置在该先导字节内。
因此,在将轮询响应帧(图10)用于实际数据的数据交换的情况下,将实际数据放置在轮询响应帧的整个17字节的负载字段内,从而使得可以借助于一个轮询响应帧执行最大17字节的实际数据的数据交换。
此处,将这样的通信模式称为简单模式,其中如上所述,通过使用SDD实际的序列,借助于轮询响应帧执行实际数据的数据交换。
图16示出了除了符合NFCIP-1的近场通信之外,能够进行简单模式通信(近场通信)的通信系统的配置的例子。
在图16中,通信系统包括可以执行符合NFCIP-1的通信以及简单模式通信的通信设备11和12。
应当注意,在图16所示的实施例中,为了简化描述,假设通信设备11和12仅实现被动模式和主动模式中的关于NFCIP-1的被动模式(被配置为仅能够执行被动模式通信)。
另外,在图16所示的实施例中,假设通信设备11仅起通过自己输出电磁波,并且对该电磁波调制传输数据的启动器的作用,并且通信设备12仅起通过对由启动器输出的电磁波执行负载调制传输数据的目标的作用。
在图16所示的通信系统中,用作启动器的通信系统11和用作目标的通信系统12或是执行被动模式通信或是简单模式通信,以便执行实际数据的数据交换。
接着,图17示出了用作图16所示的启动器的通信设备11的配置的例子。
天线21形成闭环,并且当流过线圈的电流改变时输出电磁波。另外当穿过用作天线21的线圈的磁通量改变时,电流流过天线21。
接收部分22接收流过天线21的电流,并且将其输出到解调部分23。解调部分23对从接收部分22提供的信号执行解调(例如,ASK解调),并且将解调信号提供给解码部分24。解码部分24对作为解调信号从解调部分23提供的例如曼彻斯特码等解码,并且将通过解码获得的数据提供给数据处理部分25。
数据处理部分25基于从解码部分24提供的数据执行预定的处理。另外,数据处理部分25将要被传输到另一个设备的数据提供给编码部分26。
编码部分26将从数据处理部分25提供的数据编码为例如曼彻斯特码,并且将该码提供给调制部分28。
电磁波输出部分27给天线21提供用于允许天线21辐射具有预定信号频率fc的载波(作为载波的电磁波)的电流。根据从电磁波输出部分27提供的信号,调制部分28对作为由电磁波输出部分27提供给天线21的电流的载波进行调制。这允许天线21根据数据处理部分25输出到编码部分26的数据(通过对数据处理部分25输出到编码部分26的数据编码而获得的曼彻斯特码),以通过对载波进行调制而获得的调制信号辐射电磁波。
作为调制部分28中的调制方案,例如,可以采用频移键控(ASK)。然而应当注意,调制部分28中的调制方案不限于ASK,并且还可以采用PSK(相移键控)、QAM(正交调幅)等。振幅的调制因子不限于诸如8%到30%,50%和100%的数值,而是可以选择适合的值。
控制部分29控制构成通信设备11的模块。即,由例如CPU(中央处理单元)29A、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)29B、RAM(随机访问存储器)(未示出)等配置控制部分29。CPU29A执行存储在EEPROM 29B内的程序,从而执行对构成通信设备11的模块的控制以及各类处理。EEPROM 29B存储由CPU29A执行的程序以及CPU29A的操作所需的数据。
可以这种方式执行通过执行程序由CPU 29A执行的一系列处理,即取代CPU 29A提供专用硬件,并且该专用硬件执行处理。除了事先安装在EEPROM 29B内之外,可将由CPU 29A执行的程序临时或永久存储(记录)在可移动记录介质,诸如柔性盘、CD-ROM(压缩盘只读存储器)、MO(磁光)盘、DVD(数字通用盘)、磁盘或半导体存储器内,并且可以被作为所谓的包装软件提供。另外,可以通过近场通信将程序传输到通信设备11,以便安装在EEPROM 29B内。
供电部分30给构成通信设备11的各个模块提供所需的电能。
在图17中,忽略了示出了控制构成通信设备11的各个模块的控制部分29的线的表示,以及示出了给构成通信设备11的各个模块提供电能的供电部分30的线的表示,由于它们可能使得该图变得复杂。
在上述情况下,解码部分24和编码部分26处理曼彻斯特码。然而,解码部分24和编码部分26可以选择性地不仅处理曼彻斯特码,而且可以处理多种码中的一个,诸如修改的米勒码和NRZ(不归零)码。
当控制部分29控制通信设备11的各个模块时,如上述配置的通信设备11起启动器的作用。
即,在作为启动器的通信设备11中,当传输数据(帧)时,电磁波输出部分27给天线21提供电流,以便允许天线21辐射具有预定单个频率fc的载波(辐射电磁波作为该载波)。因此,从天线21辐射作为载波(未调制的波)的电磁波。
另外,在通信设备11中,数据处理部分25将要被传输的数据提供给编码部分26。编码部分26将从数据处理部分25提供的数据编码为例如曼彻斯特码,并且将该码提供给调制部分28。根据从编码部分26提供的信号,调制部分28对作为由电磁波输出部分27提供给天线21的电流的载波进行调制。这允许天线21辐射通过根据由数据处理部分25输出到编码部分26的数据对该载波进行调制而获得的电磁波,从而向目标传输数据。
在另一方面,在作为启动器的通信设备11中,当接收由目标通过负载调制传输的数据(帧)时,接收部分22向解调部分23输出相应于天线21上的电流的信号,该电流由目标通过负载调制而改变。解调部分23对从接收部分22提供的信号执行解调,并且将解调信号提供给解码部分24。解码部分24对作为从解调部分23提供的信号的曼彻斯特码等解码,并且将通过解码获得的数据提供给数据处理部分25。数据处理部分25基于从解码部分24提供的数据执行预定处理。
接着,图18示出了用作图16所示的目标的通信设备12的配置的例子。
天线41形成闭环,并且当流过线圈的电流改变时输出电磁波。另外当穿过用作天线41的线圈的磁通量改变时,电流流过天线41。
接收部分42接收流过天线41的电流,并且将其输出到解调部分43。解调部分43对从接收部分42提供的信号执行ASK解调等,并且将解调信号提供给解码部分44。解码部分44对作为从解调部分43提供的信号的,例如,曼彻斯特码等解码,并且将通过解码获得的数据提供给数据处理部分45。
数据处理部分45基于从解码部分44提供的数据执行预定的处理。另外,数据处理部分45将要被传输到另一个设备的数据提供给编码部分46。
编码部分46将从数据处理部分45提供的数据编码为例如曼彻斯特码,并且将该码输出到负载调制部分47。
负载调制部分47根据从编码部分46提供的信号改变从外部看用作天线41的线圈时的阻抗。当作为另一个设备作为载波输出电磁波的结果,在天线41周围形成RF场(磁场)时,观察用作天线41的线圈时的阻抗改变,从而天线41周围的RF场也改变。因此,根据从编码部分46提供的信号对作为由其它设备输出的电磁波的载波进行调制(负载调制),并且将由数据处理部分45输出到编码部分46的数据传输到输出电磁波的其它设备。
作为负载调制部分47中的调制方案,例如,可以采用频移键控(ASK)。然而应当注意,负载调制部分47中的调制方案不限于ASK,并且还可以采用PSK(相移键控)、QAM(正交调幅)等。振幅的调制因子不限于诸如8%到30%,50%和100%的数值,而是可以选择适合的值。
供电部分48从由于形成在天线41周围的RF场流过天线41的电流汲取电能,并且将电能提供给构成通信设备12的各个模块。
控制部分49控制构成通信设备12的各个模块等。即,由例如CPU49A、EEPROM 49B、RAM(未示出)等配置控制部分49。CPU49A执行存储在EEPROM 49B内的程序,从而执行对构成通信设备12的各个模块的控制以及其它各类处理。EEPROM 49B存储由CPU49A执行的程序以及CPU49A的操作所需的数据。
可以这种方式执行由CPU 29A通过执行程序执行的一系列处理,即取代CPU 49A提供专用硬件,并且该专用硬件执行处理。除了事先安装在EEPROM 49B内之外,可将由CPU 49A执行的程序临时或永久存储(记录)在可移动记录介质,诸如柔性盘、CD-ROM、MO盘、DVD、磁盘或半导体存储器内,并且可以被作为所谓的包装软件提供。另外,可以通过近场通信将程序传输到通信设备11,以便安装在EEPROM 49B内。
在图18中,忽略了示出了控制构成通信设备12的各个模块的控制部分49的线的表示,以及示出了给构成通信设备12的各个模块提供电能的供电部分48的线的表示,由于它们可能使得该图变得复杂。
虽然在图18中,供电部分48从流过天线41的电流汲取电能,可替换地,例如,可将电池内置于通信设备12,从而从电池给构成通信设备12的各个模块提供电能。
在上述情况下,解码部分44和编码部分46处理曼彻斯特码。然而,解码部分44和编码部分46可以选择性地不仅处理曼彻斯特码,而且可以处理多种码中的一个,诸如修改的米勒码和NRZ(不归零)码。
当控制部分49控制通信设备12的各个模块时,如上述配置的通信设备12起目标的作用。
即,在作为目标的通信设备12中,当传输数据(帧)时,数据处理部分45将要被传输到启动器的数据提供给编码部分46。编码部分46将从数据处理部分45提供的数据编码为曼彻斯特码,并且将该码输出到负载调制部分47。负载调制部分47根据从编码部分46提供的信号改变从外部看用作天线41的线圈时的阻抗。
此时,作为启动器的通信设备11通过作为载波输出电磁波,在天线41周围形成RF场,并且当观看用作天线41的线圈时的阻抗改变时,天线41周围的RF场也改变。因此,根据从编码部分46提供的信号对作为由启动器输出的电磁波的载波进行调制(负载调制),并且将由数据处理部分45输出到编码部分46的数据传输到输出电磁波的启动器。
在另一方面,在作为启动器的通信设备12中,当接收启动器通过对其自己输出的电磁波进行调制而传输的数据(帧)时,接收部分42根据以该数据调制的电磁波向解调部分43输出相应于流过天线41的电流的信号。解调部分43对从接收部分42提供的信号执行解调,并且将解调信号提供给解码部分44。解码部分44对作为从解调部分43提供的信号的曼彻斯特码等进行解码,并且将通过解码获得的数据提供给数据处理部分45。数据处理部分45基于从解码部分44提供的数据执行预定的处理。
接着,参考图19中的流程图,给出对作为启动器的通信设备11的处理的描述。
在步骤S101,作为启动器的通信设备11的控制部分29(图17)设置与目标执行通信的通信模式。即,作为启动器的通信设备11确定与目标执行被动模式通信和简单模式通信中的哪一个。
此时,在例如将在作为启动器的通信设备11和目标间执行从目标传输大量数据的通信的情况下,在步骤S101,将通信模式设置为被动模式。在另一方面,在例如将在作为启动器的通信设备11和目标间执行从目标传输少量数据的通信的情况下,在步骤S101,将通信模式设置为简单模式。
可替换地,在将图16的通信系统应用于,例如,起作为启动器的通信设备11的通信对方作用的目标的数目不确定(是不确定的数目)的应用的情况下,在步骤S101,将通信模式设置为简单模式。在另一方面,在将图16的通信系统应用于,例如,假设仅有一个目标起作为启动器的通信设备11的通信对方作用的应用的情况下,在步骤S101,将通信模式设置为简单模式。
在步骤S101确定通信模式之后,处理进入步骤S102,其中控制部分29控制通信系统11的各个模块以便执行RFCA处理,并且当不存在来自另一个设备的电磁波时,使得开始输出电磁波,并且处理进入步骤S103。
在步骤S103,控制部分29确定当前的通信模式,并且如果确定通信模式被设置为被动模式,处理进入步骤S104,其中控制部分29控制通信系统11的各个模块以便执行被动模式的通信。
在步骤S104,首先执行作为SDD处理的步骤S104-1和S104-2。
具体地,在步骤S104-1,控制部分29控制通信系统11的各个模块以便传输轮询请求帧(图9),其中将由NFCIP-1规定的值之一设置在时隙信息TSN内。
应当注意,如上面参考图9所述,当前的NFCIP-1规定以被动模式的SDD处理传输的轮询请求帧的1字节的时隙信息TSN必须具有值00H,01H,03H,07H,0FH中的一个。在步骤S104-1,传输这5个值00H,01H,03H,07H,0FH中的一个被设置在时隙信息TSN内的轮询请求帧。
在该情况下,此后在适当时,将作为当前NFCIP-1规定的必须设置在以被动模式的SDD处理传输的轮询请求帧的时隙信息TSN内的值的1字节的值00H,01H,03H,07H,0FH称为标准值。
在被动模式通信的SDD处理中,如上所述,一个或多个目标中的每一个接收来自启动器的轮询请求帧,并且回答该轮询请求帧,在以随机数确定的时隙的时刻传输包括用于识别目标的NFCID2的轮询响应帧(图10)。因此,在步骤S104-2,控制部分29控制通信系统11的各个模块以便接收从目标传输的轮询响应帧。从而获得用于识别目标的NFCID2,并且基于该ID识别一个或多个目标中的每一个。
从而结束步骤S104-1和S104-2的处理,即SDD处理,并且在步骤S104-3,控制部分29控制通信系统11的各个模块以便传输命令ATR_REQ。
由于作为对来自启动器的命令ATR_REQ的回答将从目标传输响应ATR_RES,在步骤S104-4,控制部分29控制通信系统11的各个模块以便接收来自目标的响应ATR_RES,并且从响应ATR_RES中识别目标的属性等。
另外,在步骤S104-5,控制部分29控制通信系统11的各个模块以便传输命令DEP_REQ请求实际数据。
响应来自启动器的命令DEP_REQ,目标传输包括由命令DEP_REQ请求的实际数据的响应DEP_RES。因此,在步骤S104-6,控制部分29控制通信系统11的各个模块以便接收来自目标的响应DEP_RES,并且从响应DEP_RES中获得以命令DEP_REQ请求的实际数据。
即,当通信模式是被动模式时,在作为启动器的通信设备11和作为目标的通信设备12之间,例如,以参考图14的上述方式执行实际数据的数据交换。
在另一方面,如果在步骤S103确定通信模式设置为简单模式,处理进入步骤S105,其中控制部分29控制通信系统11的各个模块以便传输在时隙信息TSN中设置了特定值的轮询请求帧(图9)。
如上所述,在被动模式中,在轮询请求帧的1字节的时隙信息TSN内设置5个标准值00H,01H,03H,07H,0FH之一。在简单模式中,将除了5个标准值00H,01H,03H,07H,0FH之外的1字节的值设置为轮询请求帧的1字节时隙信息TSN内的特定值。
在收到在时隙信息TSN中设置了特定值的轮询请求帧之后,目标将在事先设置的时隙的时刻传输在负载字段的填充(部分)内包括实际数据的轮询响应帧。因此,在步骤S106,控制部分29控制通信系统11的各个模块以便接收从目标传输的轮询响应帧,从而从目标获得实际数据。
接着,参考图20的流程图,给出对作为目标的通信设备12的处理的描述。
例如,当作为启动器的通信设备11在图19的步骤S102开始输出电磁波,作为目标的通信设备12被置于靠近启动器时,通信设备12的供电部分48(图18)从来自启动器的电磁波中汲取电能,并且将电能提供给通信设备12的各个模块。因此,通信设备12成为是可操作的。
当通信设备12成为可操作时,在步骤S111,控制部分49控制通信设备12的各个模块以便接收从启动器传输的轮询请求帧。
然后,在步骤S112,控制部分49识别包括在来自启动器的轮询请求帧(图9)中的时隙信息TSN,并且确定时隙信息TSN指示标准值(第一值)还是特定值(第二值)。
如果在步骤S112确定时隙信息TSN指示标准值,处理进入步骤S113,其中控制部分49控制通信设备12的各个模块以便执行被动模式的通信。
即,在步骤S113,首先执行作为SDD处理的步骤S113-1和S113-2的处理。
具体地,在步骤S113-1,控制部分49以随机数产生在范围0到TSN内的整数R,并且将由随机数R指示的时隙#R确定为用于传输轮询响应帧的时隙。然后,在步骤S113-2,控制部分49控制通信设备12的各个模块以便在时隙#R的时刻传输包括NFCID2的轮询响应帧。
此后,如上面参考图19所述,启动器将传输命令ATR_REQ。因此,在步骤S113-3,控制部分49控制通信设备12的各个模块以便接收来自启动器的命令ATR_REQ。另外,处理从步骤S113-3进入步骤S113-4,其中控制部分49控制通信设备12的各个模块以便传输包括来自启动器的命令ATR_REQ所请求的实际数据的响应ATR_RES。
如上面参考图19所述,收到响应ATR_RES的启动器传输请求实际数据的命令DEP_REQ。因此,在步骤S113-5,控制部分49控制通信设备12的各个模块,以便传输包括来自启动器的命令DEP_REQ所请求的实际数据的响应DEP_RES。
在实际数据的大小大,并且从而不能单独以响应DEP_RES的单个帧完整传输整个实际数据的情况下,在启动器和目标间执行多次命令DEP_REQ和响应DEP_RES的交换。从而从目标多次将实际数据传输到启动器。
在另一方面,如果在步骤S112确定时隙信息TSN指示特定值,处理进入步骤S114,其中控制部分49控制通信设备12的各个模块以便在事先设定的时隙的时刻传输在负载字段的填充(部分)中包括实际数据的轮询响应帧。
即,例如,如上面参考图15所述,在SDD处理所使用的时隙的第一个时隙#0的时刻传输在负载字段的填充中包括实际数据的轮询响应帧。
因此,在由目标向启动器传输的实际数据具有等于填充大小或更小的大小,即,8字节或更小的情况下,在图19的步骤S101,作为启动器的通信设备12将通信模式设置为简单模式,从而与如上面参考图14和15所述的执行被动模式通信的情况相比,实现通信时间的减少。
在图20中,根据事先以SDD处理中所使用的时隙的第一时隙#0设置的时隙,作为目标的通信设备12在时隙#0的时刻传输在负载字段的填充中包括实际数据的轮询响应帧。然而,也可以将另一个时隙事先设置为传输在负载字段的填充中包括实际数据的轮询响应帧的时隙。
然而,如上面参考图8所述,时隙#i是从轮询请求帧看来的第i+1个时隙。因此,当时隙#0被设置为传输在负载字段的填充中包括实际数据的轮询响应帧的时隙时,可以实现通信时间的最大的减少。
接着,当目标向启动器传输在负载字段的填充中设置了实际数据的轮询响应帧时,实际数据被限制为等于或小于填充大小即8字节的大小。
因此,对于具有超过8字节大小的实际数据,该实际数据被划分为其大小为8字节或更小的多个块,并且可以在多个时隙的各个时刻,从目标向启动器传输在填充中分别设置了多个块的多个轮询响应帧。
即,在SDD处理中,准备数目等于时隙信息TSN加1的时隙。因为SDD处理是考虑了多个目标存在于启动器周围的情况的处理,并且执行SDD处理以便识别多个目标中的每一个,并且另外,在SDD处理中,使用时隙从而尽可能避免从多个目标传输的轮询响应帧的碰撞。因此,不希望由单个目标使用多个时隙(为了尽可能避免碰撞,单个目标所使用的时隙数目被限制为1)。
在另一方面,由于在例如仅有一个目标存在于启动器周围的假设下执行简单模式的通信,不存在分别从多个目标传输的轮询响应帧间的碰撞。因此,不必将单个目标使用的时隙的数目限制为1。
因此,在简单模式通信中,如图21所示,可以在多个时隙的各个时刻,从目标向启动器传输多个轮询响应帧,它们中的每一个具有设置在填充中的实际数据。
现在考虑将大小超过8字节的实际数据划分为例如具有8字节或更小的大小的块的情况。如果此时块的数目是TSN+1,在图21中,在时隙#i-1的时刻从目标向启动器传输在填充中设置了TSN+1个块的第i个块(i=1,2,...,TSN+1)的轮询响应帧。
应当注意,由于如上所述时隙的宽度(时间)TS近似为1.2ms,如图21所示,通过将TSN×1.2ms加上如图15所示的传输单个轮询响应帧所需的通信时间(近似为4.06404ms),获得传输TSN+1个轮询响应帧所需的通信时间。
接着,参考图22的流程图,给出对在如图21所示,将一个或多个轮询请求帧用于简单模式的通信的情况下,作为启动器的通信设备11(图16)的处理的描述。
在步骤S121,以与图19的步骤S101相同的方式,作为启动器的通信设备11的控制部分29(图17)设置与目标执行通信的通信模式,并且处理进入步骤S122,其中控制部分29控制通信设备11的各个模块以便执行RFCA处理。如果不存在来自另一个设备的电磁波,控制部分29使得开始输出电磁波,并且处理进入步骤S123。
在步骤S123,控制部分29确定当前的通信模式,并且如果确定通信模式被设置为被动模式,处理进入步骤S124,其中控制部分29控制通信系统11的各个模块以便执行被动模式的通信。
即,在步骤S124,在步骤S124-1,S124-2,S124-3,S124-4,S124-5,和S124-6分别执行与图19的步骤S104-1,S104-2,S104-3,S104-4,S104-5和S104-6相同的处理。因此,例如,通过上面参考图14所述的被动模式的通信,在作为启动器的通信设备11和作为目标的通信设备12间执行实际数据的数据交换。
在另一方面,如果在步骤S123确定通信模式被设置为简单模式,处理进入步骤S125,其中控制部分29控制通信设备11的各个模块以便传输在时隙信息TSN内设置了特定值的轮询请求帧(图9)。
此时被采用为设置在时隙信息TSN中特定值是相应于作为启动器的通信设备11从目标接收的实际数据的大小的与大小相应的值,即,例如,通过将以从目标接收的实际数据的大小(字节计数)除以作为填充的大小的8字节而获得的商的小数进位到下一个整数,并且从得到的值中减1而获得的减法值(或等于或大于该减法值的值)。
如果该相应于从目标接收的实际数据的大小的与大小相应的值等于5个标准值00H,01H,03H,07H,0FH中的任意一个,采用大于该值并且不是标准值的一个值作为该特定值。
在该情况下,由于如上面参考图9所述,时隙信息TSN为1字节长,其最大值为FFH,并且时隙的最大数目,以及从而目标回答单个轮询请求帧可以返回的轮询响应帧的最大数目是FFH+1。因此,在相应于从目标接收的实际数据的大小的与大小相应的值超过FFH的情况下,即使当使用作为最大数目的轮询响应帧的FFH+1个轮询响应帧的填充时,也不能将实际数据全部从目标传输到启动器。
如上所述,在相应于从目标接收的实际数据的大小的与大小相应的值超过FFH的情况下,即在实际数据的大小超过8×256字节的情况下,在简单模式中,不能仅使用轮询响应帧的填充将实际数据从目标传输到启动器。因此,在步骤S121,通信设备11的控制部分29(图17)将通信模式设置为能够交换大量实际数据的被动模式。
在步骤S125,当传输在时隙信息TSN中设置了特定值的轮询请求帧时,处理进入步骤S126,其中控制部分29控制通信设备11的各个模块以便接收从目标传输的轮询响应帧。
即,如稍后所述,收到在时隙信息TSN中设置了特定值的轮询请求帧的目标在时隙#0到#TSN的各个时刻传输,例如,TSN+1个轮询响应帧,其中通过将实际数据划分为相应于填充的大小的8字节而获得的TSN+1个块分别被设置在它们的填充内。因此,在步骤S126,接收在时隙#0到#TSN的各个时刻传输TSN+1个轮询响应帧中的每一个。
然后,处理进入步骤S127,其中控制部分29组合包括在TSN+1个轮询响应帧内的各个TSN+1个块,以便重构原始的实际数据,从而从目标获得实际数据。
接着,参考图23的流程图,给出对在如图21所示,将一个或多个轮询请求帧用于简单模式的通信的情况下,通信设备12的处理的描述。
例如,当作为启动器的通信设备11在图22的步骤S122开始输出电磁波,并且作为目标的通信设备12被置于靠近启动器时,通信设备12的供电部分48(图18)从来自启动器的电磁波中汲取电能,并且将电能提供给通信设备12的各个模块。因此,通信设备12成为是可操作的。
当通信设备12成为可操作时,在步骤S131,控制部分49(图18)控制通信设备12的各个模块以便接收从启动器传输的轮询请求帧。
然后,在步骤S132,控制部分49识别包括在来自启动器的轮询请求帧(图9)中的时隙信息TSN,并且确定时隙信息TSN指示标准值还是特定值。
如果在步骤S132确定时隙信息TSN指示标准值,处理进入步骤S133,其中控制部分49控制通信设备12的各个模块以便执行被动模式的通信。
即,在步骤S133,分别在步骤S133-1,S133-2,S133-3,S133-4,S133-5,和S133-6执行与图20的步骤S113-1,S113-2,S113-3,S113-4,S113-5和S113-6相同的处理。因此例如,在作为启动器的通信设备11和作为目标的通信设备12之间,通过上面参考图14所述的被动模式通信执行实际数据的数据交换。
在另一方面,如果在步骤S132确定时隙信息TSN指示特定值,处理进入步骤S134,其中控制部分49控制通信设备12的各个模块以便在作为事先设置的时隙的时隙#0到#TSN的各个时刻,传输分别包括通过将实际数据划分为具有填充的大小的部分而获得的TSN+1个块的TSN+1个轮询响应帧。即,在时隙#i-1的时刻从目标向启动器传输在填充中设置了TSN+1个块的第i个决(i=1,2,...,TSN+1)的轮询响应帧。
应当注意,当将实际数据划分为具有填充的大小的块时,可能数次产生其大小小于填充的大小的块。通过例如填充将具有小于填充的大小的这种块改变为具有填充的大小的块。
以这种方式,即使通过简单模式的通信,也可以通过使用多个轮询响应帧将多至某个大小的数据从目标传输到启动器。
在该情况下,在简单模式通信中,用于传输多个轮询响应帧的多个时隙中的每一个的开始位置(开始的时刻)符合NFCIP-1(ISO/IEC18092)的规范。另外,由目标在各个时隙的时刻传输的轮询响应帧的格式也符合由图10所示的NFCIP-1规定的格式。
因此,对于目标以简单模式通信传输的轮询响应帧,启动器可以通过前同步码字段(图10)内的前同步码识别每个轮询响应帧的开始。另外,对于目标以简单模式通信传输的轮询响应帧,启动器可以通过它们的同步字段(图10)内的同步模式实现同步。
应当注意,在作为目标的通信设备12中,不论是通过使用单个轮询响应帧还是多个轮询响应帧传输实际数据,错误检测码或错误纠正码诸如CRC或ECC(错误检查和校正)被根据实际数据的内容或预期的使用添加到实际数据,并且可以通过使用一个或多个轮询响应帧,作为整体传输添加了错误检测码或错误纠正码的实际数据。
另外,在将实际数据划分为多个块,并且使用多个轮询响应帧传输多个块的情况下,可以给每个块添加错误检测码或错误纠正码。然而,在该情况下,必须以其上添加了错误检测码或错误纠正码的每个块的大小等于或小于填充的大小的方式划分实际数据。
通过以这种方式添加错误检测码或错误纠正码,可以在启动器侧执行错误检测或错误纠正。
另外,可以交叉实际数据。
应当注意,在在目标侧将实际数据划分为多个块,并且使用多个轮询响应帧传输多个块的情况下,启动器事先识别出目标将实际数据划分为多个块的划分方法(包括实际数据将被划分为的块的大小),并且基于该划分方法从多个块重构原始的实际数据。
在上述的情况下,将实际数据划分为具有填充的大小的块,即固定大小的块,划分实际数据的方法不限于此。即,例如,可以将实际数据划分为等于或小于填充的大小的可变大小的块。然而应当注意,如果块的大小小于填充的大小,当在轮询响应帧的填充中设置块时填充额外的大小。
接着,在图21到23所示的实施例中,基于包括在由启动器传输的轮询请求帧内的时隙信息TSN,目标在时隙#0到#TSN的各个时刻传输TSN+1个轮询响应帧。换言之,目标通过使用所有的时隙#0到#TSN传输轮询响应帧。然而,如图24所示,还可以例如从时隙#0到#TSN中选择用于传输轮询响应帧的N个时隙,N是不小于1并且不大于SN+1的数,并且通过仅使用N个时隙传输轮询响应帧。
在该情况下,在图24中,在从时隙#0到#TSN中选择的两个时隙#1和#3的时刻,分别传输两个轮询响应帧。
接着,参考图25的流程图,给出对在如图24所示,将从时隙#0到#TSN中选择的N个时隙用于简单模式通信的情况下,作为启动器的通信设备11(图16)的处理的描述。
在步骤S141,以与图19的步骤S101相同的方式,作为启动器的通信设备11的控制部分29(图17)设置与目标执行通信的通信模式,并且处理进入步骤S142,其中控制部分29控制通信设备11的各个模块以便执行RFCA处理。如果不存在来自另一个设备的电磁波,控制部分29使得开始输出电磁波,并且处理进入步骤S143。
在步骤S143,控制部分29确定当前的通信模式,并且如果确定通信模式被设置为被动模式,处理进入步骤S144,其中控制部分29控制通信系统11的各个模块以便执行被动模式的通信。
即,在步骤S144,在步骤S144-1,S144-2,S144-3,S144-4,S144-5,和S144-6分别执行与图19的步骤S104-1,S104-2,S104-3,S104-4,S104-5和S104-6相同的处理。因此,例如,通过上面参考图14所述的被动模式的通信,在作为启动器的通信设备11和作为目标的通信设备12间执行实际数据的数据交换。
在另一方面,如果在步骤S143确定通信模式被设置为简单模式,处理进入步骤S145,其中控制部分29控制通信设备11的各个模块以便传输在时隙信息TSN内设置了特定值(除了标准值之外的1字节值)的轮询请求帧(图9)。
应当注意,在该情况下,基于时隙信息TSN,目标通过使用从时隙#0到#TSN中选择的N个时隙传输轮询响应帧。此时,假设针对例如时隙信息TSN的每个值(设置在时隙信息TSN内的特定值),为启动器和目标事先设定(确定)用于传输轮询响应帧的时隙#0到#TSN中的N个时隙。
然后在步骤S145,传输包括这样的时隙信息TSN的轮询请求帧,在该时隙信息TSN中设置了相应于用于传输轮询响应帧的N个时隙的特定值。
在步骤S145的轮询响应帧的传输之后,处理进入步骤S147,其中控制部分29控制通信设备11的各个模块以便接收从目标传输的轮询响应帧。
即,收到在时隙信息中设置了特定值的轮询请求帧的目标在针对时隙信息TSN事先设置的时隙#0到#TSN中的N个时隙的各个时刻,传输包括实际数据(通过划分实际数据获得的块)的N个轮询响应帧。因此,在步骤S147,接收在N个时隙的各个时刻传输的N个轮询响应帧中的每一个。
然后,处理进入步骤S149,其中控制部分29组合分别包括在N个轮询响应帧内的N个块,以便重构原始的实际数据,从而从目标获得实际数据。
接着,参考图26的流程图,给出对在如图24中所示,将从时隙#0到#TSN中选择的N个时隙用于简单模式通信的情况下,作为目标的通信设备12的处理的描述。
例如,当作为启动器的通信设备11在图25的步骤S142开始输出电磁波,并且作为目标的通信设备12被置于靠近启动器时,通信设备12的供电部分48(图18)从来自启动器的电磁波中汲取电能,并且将电能提供给通信设备12的各个模块。因此,通信设备12成为是可操作的。
当通信设备12成为可操作时,在步骤S151,控制部分49(图18)控制通信设备12的各个模块以便接收从启动器传输的轮询请求帧。
然后,在步骤S152,控制部分49识别包括在来自启动器的轮询请求帧(图9)中的时隙信息TSN,并且确定时隙信息TSN指示标准值还是特定值。
如果在步骤S152确定时隙信息TSN指示标准值,处理进入步骤S153,其中控制部分49控制通信设备12的各个模块以便执行被动模式的通信。
即,在步骤S153,分别在步骤S153-1,S153-2,S153-3,S153-4,S153-5,和S153-6执行与图20的步骤S113-1,S113-2,S113-3,S113-4,S113-5和S113-6相同的处理。因此例如,在作为启动器的通信设备11和作为目标的通信设备12之间,通过上面参考图14所述的被动模式通信执行实际数据的数据交换。
在另一方面,如果在步骤S152确定时隙信息TSN指示特定值,处理进入步骤S154,其中控制部分49基于时隙信息TSN,从时隙#0到#TSN中选择用于传输轮询响应帧的N个时隙,即选择针对时隙信息TSN事先设置的N个时隙,并且处理进入步骤S155。
在步骤S155,控制部分49控制通信设备12的各个模块以便,例如,在在步骤S154选择的N个时隙的各个时刻,传输分别包括通过划分实际数据而获得的N个块的N个轮询响应帧。
应当注意,在该情况下,假设通过将实际数据划分为N个块而获得的每个块的大小等于或小于填充的大小。
以这种方式,通过使用从简单模式通信的时隙#0到#TSN中选择的N个时隙传输轮询响应帧,假如N是一个复数,如图21到23所示的实施例,即使以简单模式通信也可以从目标向启动器传输多至某个大小的数据。
另外,对于时隙信息TSN,除了通信设备11和12(图16)之外,用于传输轮询响应帧的N个时隙被秘密地隐藏。因此,除了通信设备11和12之外的设备不能说出在哪个时隙的时刻传输包括实际数据(的块)的轮询响应帧。从这个角度看,可以说实现了增强的对抗外部偷听,即增强的安全性。
在上述的实施例中,假设在简单模式中,一个目标作为与启动器通信的对方。然而,如果事先指定,不是一个目标,而是多个目标可以作为与启动器通信的对方,并且可以在多个目标中的每一个和启动器间执行简单模式通信。
图27示出了除了符合NFCIP-1的近场通信之外,能够进行简单模式通信的通信系统的配置的另一个例子。应当注意,在该图中以相同的符号代表相应于图16的部分。
在图27所示的实施例中,通信系统包括通信设备11和12以及通信设备13。
以与通信设备12相同的方式配置通信设备13。因此,通信设备13仅实现关于NFCIP-1的被动模式。另外,通信设备13仅作为通过调制由启动器输出的电磁波传输数据的目标。
将图27中的通信系统应用于假设例如启动器与两个或更少(1或更多)目标通信的应用。
假设启动器与两个或更少目标通信的应用的例子包括作为启动器的R/W被安装在游乐园内的景点的入口的门上,将作为目标的IC卡发给用户,它起使用该景点的通行证(票)的作用,并且在大门处检查该通行证的有效性。
即,在游乐园内,将存储着关于通行证过期日期的信息的IC卡发给用户。具体地,对于作为所谓的配偶诸如丈夫和妻子的一对用户,例如,发放每一个存储着关于通行证过期日期的信息,并且作为两个目标#1和#2的IC卡。然后,该用户对中的一人将分别发给该用户对的两个IC卡一个在另一个之上地置于R/W上。在该情况下,指示存储在两个IC卡的每一个内的过期日期的实际数据被从IC卡传输到R/W,并且由R/W检查由该实际数据指示的过期日期。即,一次检查两人的通行证过期日期。
现在考虑在简单模式通信中,作为第一目标#1的通信设备12和作为第二目标#2的通信设备13是与作为启动器的通信设备11通信的对方的情况。在该情况下,例如如图28所示,在启动器和两个目标#1、#2中的每一个之间执行简单模式通信。
即,对于来自启动器的轮询请求帧,目标#1基于包括在轮询请求帧内的时隙信息TSN,从时隙#0到#TSN中选择N个时隙,其中N是1或大于1以及TSN+1或小于TSN+1,并且通过使用N个时隙传输轮询响应帧。同样,对于来自启动器的轮询请求帧,目标#2基于包括在轮询请求帧内的时隙信息TSN,从时隙#0到#TSN中选择N’个时隙,其中N’是1或大于1以及TSN+1或小于TSN+1,并且通过使用N’个时隙传输轮询响应帧。
在该情况下,N,N’,TSN满足表达式TSN+1≥N+N’。
另外,事先为时隙信息TSN的每个值设置目标#1使用的N个时隙以及目标#2使用的N’个时隙,从而不会重叠。
在图28的实施例中,对于包括在由启动器传输的轮询请求帧内的时隙信息TSN,事先将目标#1使用的N个时隙以及目标#2使用的N’个时隙分别设置为时隙#1,#3,...,和时隙#0,#2,...。根据该设置,目标#1在时隙#1,#3,...的各个时刻传输轮询响应帧,并且目标#2在时隙#0,#2,...的各个时刻传输轮询响应帧。
在图27和28所示的实施例中,对于从作为启动器的通信设备11传输的轮询请求帧,两个目标,作为目标#1的通信设备12和作为目标#2的通信设备13分别在不重叠的时隙的时刻传输轮询响应帧。然而,对于来自启动器的轮询请求帧,返回(传输)轮询响应帧的目标的数目,即,与启动器执行简单模式通信的目标的数目不限于2。
即,与启动器执行简单模式通信的目标的数目可被设置为1或大于1以及TSN+1或小于TSN+1的任意数目。
然而应当注意,必须事先设置(确定)与启动器执行简单模式通信的目标的最大数目。另外,必须在TSN+1个时隙中事先设置分别由最大数目的目标使用的时隙,以便不会重叠。
图29示出了在与启动器执行简单模式通信的目标的最大数目事先设置为4(4种)的情况下,分别由4个目标#1,#2,#3,#4使用的时隙。
即,图29示出了在时隙信息TSN指示22的情况下,分别由目标#1,#2,#3,#4使用的时隙(如何设置由目标#1,#2,#3,#4使用的时隙的例子)。
图29中的标记×指示由目标使用的时隙。因此,在图29中,事先进行设置,从而由目标#1使用的时隙是#1,#11,#19,#20,#22,由目标#2使用的时隙是#4,#6,#13,#17,#21,由目标#3使用的时隙是#2,#5,#9,#12,#15,并且由目标#4使用的时隙是#3,#7,#10,#14,#18。
现在,将事先被设置为由目标使用的时隙的一系列时隙称为频道,并且将由目标#i使用的频道描述为频道#i。在该情况下,在图29中,以设置为频道#1的时隙#1,#11,#19,#20,#22,设置为频道#2的时隙#4,#6,#13,#17,#21,设置为频道#3的时隙#2,#5,#9,#12,#15,和设置为频道#4的时隙#3,#7,#10,#14,#18,4个目标#1到#4通过分别使用频道#1到#4传输(返回)轮询响应帧,回答来自启动器的轮询请求帧。
对于每个启动器和目标,与时隙信息的每个值相关联地存储(例如,存储在EEPROM 29B(图17)和EEPROM 49B(图18)内)示出了由目标#i使用的频道#i的如图29所示的表(此后在适当时称为频道表)。例如,根据从目标接收的实际数据的大小,启动器传输包括这样一个值的时隙信息TSN的轮询请求帧,该值允许使用由传输该大小的实际数据所需数目的时隙组成的频道。
在另一方面,目标#i接收来自启动器的轮询请求帧,根据与包括在该轮询请求帧内的时隙信息TSN相关联的频道表,识别组成由目标#i自己使用的频道#i的时隙,并且通过使用这些时隙传输包括实际数据(通过划分实际数据获得的块)的轮询响应帧。
即,如上所述,在简单模式中,在启动器与目标#1到不大于事先设置的目标最大数目#M中的每一个通信的情况下,启动器执行与上述图25的流程图所述相同的处理。
然而应当注意,在图25的步骤S145,根据从多个目标#1到#M中的每一个接收的实际数据的大小,启动器传输包括这样的值的时隙信息TSN的轮询请求帧,该值允许使用由目标#1到#M中的每一个传输该大小的实际数据所需的时隙数目组成的频道。
另外,在步骤S149,通过参考频道表(图29),控制部分29识别多个目标#1到#M分别传输轮询响应帧的时隙。因此,对于多个目标#1到#M中的每一个,组合包括在从该目标传输的一个或多个轮询响应帧内的块以便重构原始的实际数据。
在该情况下,如上所述,通过参考频道表(图29),启动器可以识别目标#1到#M中的第i个目标#i传输轮询响应帧的时隙,从而可以基于传输该轮询响应帧的时隙,识别从目标#i传输的轮询响应帧。
应当注意,还可以从包括在轮询响应帧(图10)内的NFCID2识别从目标#i传输的轮询响应帧。
在另一方面,多个目标#1到#M中的每一个执行与图26中的流程图所述相同的处理。
然而应当注意,在图26的步骤S154,基于相应于包括在来自启动器的轮询请求帧内的时隙信息TSN的频道表(图29),目标#1到#M中的第i个目标#i识别(选择)组成应当由其自己使用的频道#i的一个或多个时隙。
另外,在步骤S155,假如组成频道#i的时隙数目是N,目标#i将实际数据划分为N块,并且在组成频道#i的N个时隙的各个时刻,分别传输包括该N块的N个轮询响应帧。
如上所述,即使当启动器与多个目标通信时,也可以在多个目标中的每一个和启动器之间执行简单模式通信。
在该情况下,目标#1到不大于目标的最大数目#M中使用频道#i的目标#i的数目必须是1。即,在目标#1到不大于目标的最大数目#M中,不应存在使用频道#i的多于一个的目标#i。
应当注意,由于除了可以执行简单模式通信的启动器和多个目标之外,频道表被秘密地隐藏,除了启动器和多个目标之外的设备不能说出哪个目标在哪个时隙传输包括实际数据(它的块)的轮询响应帧,使得难以重构由该多个目标中的每一个传输的原始实际数据。从这个角度看,可以说实现了增强的安全性。
另外,关于为时隙信息TSN的每个值设置的频道表,事先准备包含组成一个频道的不同组时隙的多个频道表,并且在启动器和目标中,可以预定的时间间隔改变将要参考的频道表。在该情况下,由于以预定的时间间隔改变目标使用的时隙,可以实现增强的安全性。
如上所述,在图16或27所示的通信系统内,如NFCIP-1(ISO/IEC 18092)所规定的,作为启动器的通信设备11具有接收响应由启动器传输的一个轮询请求帧,在多个时隙的各个时刻传输的轮询响应帧的功能。
虽然NFCIP-1规定忽略轮询响应帧的填充,作为目标的通信设备12和13具有在轮询响应帧的填充中存储(设置)实际数据以便传输到启动器的功能。
另外,作为目标的通信设备12和13具有这样的功能,如果不能将整个实际数据完整地存储在一个填充中,将实际数据划分为多个块,并且存储在多个轮询响应帧的填充内。
另外,作为启动器的通信设备11具有将存储在单个目标在一个或多个时隙的时刻传输的轮询响应帧的填充内的实际数据(它的块)重构为原始实际数据的功能。
因此,如果实际数据的大小能够被存储在一个轮询响应帧内,通过使用实际的SDD处理的序列,可以在短的通信时间内将实际数据从目标传输到启动器。
另外,即使在实际数据的大小超过可以存储在一个轮询响应帧内的大小的情况下,通过使用在TSN+1个时隙或从TSN+1个时隙中选择的多个时隙传输的轮询响应帧,也可以通过使用实际的SDD处理的序列,在短的通信时间内将这种实际数据从目标传输到启动器。
另外,在通过使用从TSN+1个时隙中选择的多个时隙传输多个轮询响应帧的情况下,对于除了启动器和目标之外设备,从TSN+1个时隙中选择的时隙被秘密地隐藏,从而使得可以确保某个水平的安全性。
另外,在给实际数据添加错误检测码或错误纠正码的情况下,即使当例如,作为在目标传输轮询响应帧的时隙的时刻,另一个设备传输某些数据的结果发生了碰撞,并且启动器不能正确接收从目标传输的多个轮询响应帧中的某一些,可以基于其它正确接收的轮询响应帧执行错误检测或错误纠正。
接着,虽然在图16或图27所示的上述通信系统内以所谓的选择性方式执行被动模式通信和简单模式通信,也可以仅执行简单模式通信。
即,例如,在通信系统,诸如实现了除了NFCIP-1之外的近场通信协议的IC卡系统中,如果在作为启动器的R/W周围存在作为目标的多个IC卡,事先给多个IC卡中的每一个分配一个时隙,从而不存在重叠,并且每个IC卡在分配给该IC卡的一个时隙的时刻传输该R/W请求的实际数据。因此,可以防止当在相同时刻传输分别从多个IC卡传输到启动器的实际数据片段时发生的碰撞。
然而,即使在将IC卡系统应用于假设,例如,仅有一个IC卡与R/W通信的应用的情况下,如果将一个时隙分配给与R/W通信的一个IC卡,在一个时隙中仅可以响应来自R/W对实际数据的请求传输少量的数据。因此,为了从IC卡向R/W传输多至某个大小的实际数据,R/W需要多次请求实际数据。这意味着要花费多至某个数量的通信时间,以便从IC卡向R/W传输多至某个大小的实际数据。
因此,即使在实现了除了NFCIP-1之外的近场通信协议的通信系统的情况下,例如,如果该通信系统被应用于假设仅存在与启动器通信的一个目标的应用,并且该通信系统使用时隙执行通信,通过执行上述的简单模式通信,可以缩短传输多至某个大小的实际数据所需的通信时间。
图30示出了作为使用时隙的通信,执行简单模式通信(近场通信)的通信系统的配置的例子。
在图30中,通信系统包括可以执行简单模式通信的通信设备101和102,并且通过在作为启动器的通信设备101和作为目标的通信设备102之间执行的上述的简单模式通信,执行实际数据的数据交换。
应当注意,在图30所示的实施例中,假设通信设备101仅作为通过自己输出电磁波并且调制该电磁波以便传输数据的启动器,并且通信设备102仅作为通过对由启动器输出的电磁波执行负载调制传输数据的目标。
以例如与图17所示的通信设备11相同的方式配置通信设备101,并且以例如与图18所示的通信设备12相同的方式配置通信设备102。
接着,给出对图30中的通信系统执行的简单模式通信的描述。为了简化描述,假设类似符合NFCIP-1的图16中的通信设备11,作为启动器的通信设备101通过传输图9所示的轮询请求帧向目标请求实际数据。另外,假设类似符合NFCIP-1的图16中的通信设备12,作为目标的通信设备102回答来自启动器的轮询请求帧,借助于图10所示的轮询响应帧向启动器传输实际数据。另外,假设时隙的宽度TS,针对单个轮询请求帧准备的时隙数目等与由NFCIP-1规定的SDD处理的情况相同。
首先,参考图31的流程图,给出在如图21所示,将一个或多个轮询请求帧用于简单模式通信的情况下,对作为启动器的通信设备101的处理的描述。
作为启动器的通信设备101的控制部分29(图17)控制通信设备101的各个模块以便开始输出电磁波。然后,在步骤S201,控制部分29以与图22的步骤S125相同的方式控制通信设备11的各个模块,以便传输在时隙信息TSN中设置了1字节值的轮询请求帧(图9)。
即,在步骤S201,传输这样的轮询请求帧,其中设置了相应于由作为启动器的通信设备101从目标接收的实际数据的大小的1字节的与大小相关的值。
在图16或图27的通信系统中,由于除了简单模式通信之外还可以执行被动模式通信,在执行简单模式通信的情况下,在时隙信息TSN中设置特定值,该特定值是除了由NFCIP-1规定的应当设置在被动模式通信(SDD处理)中的时隙信息TSN内的标准值之外的1字节值。然而,由于在图30的通信系统内不执行被动模式通信,可以在时隙信息TSN内设置任意的1字节值。
当在步骤S201传输了在时隙信息TSN内设置了一个值的轮询请求帧时,处理进入步骤S202,其中控制部分29控制通信设备101的各个模块,以便接收从目标传输的轮询响应帧。
即,如稍后所述,收到在时隙信息TSN内设置了一个值的轮询请求帧的目标在时隙#0到#TSN的各个时刻,传输TSN+1个轮询响应帧,其中通过将实际数据划分为相应于填充的大小的8字节内而获得的TSN+1个块被分别设置在它们的填充内。因此,在步骤S202,接收在时隙#0到#TSN的各个时刻传输的TSN+1个轮询响应帧中的每一个。
然后,处理进入步骤S203,其中控制部分29组合分别包括在TSN+1个轮询响应帧内的TSN+1个块,以便重构原始实际数据,从而从目标获得实际数据。
接着,参考图32的流程图,给出在如图21所示,将一个或多个轮询请求帧用于简单模式通信的情况下,对作为目标的通信设备102的处理的描述。
例如,当作为启动器的通信设备101开始输出电磁波,作为目标的通信设备102被置于靠近启动器时,通信设备102的供电部分48(图18)从来自启动器的电磁波中汲取电能,并且将电能提供给通信设备102的各个模块。因此,通信设备102成为是可操作的。
当通信设备102成为可操作时,在步骤S211,控制部分49(图18)控制通信设备102的各个模块以便接收从启动器传输的轮询请求帧。
然后,在步骤S212,控制部分49识别包括在来自启动器的轮询请求帧(图9)中的时隙信息TSN,并且基于时隙信息TSN,识别用于传输实际数据的时隙数目TSN+1,并且处理进入步骤S213。
在步骤S213,控制部分49控制通信设备102的各个模块以便在事先针对时隙信息TSN设置的N+1个时隙#0到#TSN的各个时刻,传输例如分别包括通过将实际数据划分为具有填充大小的部分而获得的TSN+1个块的TSN+1个轮询响应帧。即,在时隙#i-1的时刻从目标向启动器传输在填充中设置了TSN+1个块中的第i个块(i=1,2,...,TSN+1)的轮询响应帧。
如上所述,通过使用多个轮询响应帧,可以在短的通信时间内将多至某个大小的实际数据从作为目标的通信设备102传输到作为启动器的通信设备101。
接着,参考图33的流程图,给出在如图24所示,通过使用从时隙#0到#TSN中选择的N个时隙执行简单模式通信的情况下,对作为启动器的通信设备101(图30)的处理的描述。
作为启动器的通信设备101的控制部分29(图17)控制通信设备101的各个模块以便开始输出电磁波。然后,在步骤S201,控制部分29控制通信设备101的各个模块,以便传输在时隙信息TSN中设置了1字节值的轮询请求帧(图9)。
在该情况下,如上参考图25所述,也针对时隙信息TSN的每个值,事先为作为启动器的通信设备101和作为目标的通信设备102设置目标用于传输轮询响应帧的时隙#0到#TSN中的N个时隙。
然后,在步骤S221,传输包括这样的时隙信息TSN的轮询请求帧,该时隙信息TSN中设置了相应于用于传输轮询响应帧的N个时隙的值。
在步骤S221的轮询响应帧的传输之后,处理进入步骤S223,其中控制部分29控制通信设备101的各个模块以便接收从目标传输的轮询响应帧。
即,收到在时隙信息TSN内设置了一个值的轮询请求帧的目标在事先针对时隙信息TSN设置的时隙#0到#TSN中的N个时隙的时刻,传输包括实际数据(通过划分实际数据获得的块)的N个轮询响应帧。因此,在步骤S223,接收在该N个时隙中的各个时刻传输的N个轮询响应帧中的每一个。
然后,处理进入步骤S225,其中控制部分29组合分别包括在N个轮询响应帧中的N个块,以便重构原始实际数据,从而从目标获得实际数据。
接着,参考图34的流程图,给出对在如图24所示,通过使用从时隙#0到#TSN中选择的N个时隙执行简单模式通信的情况下,作为目标的通信设备102(图30)的处理的描述。
例如,当作为启动器的通信设备101开始输出电磁波,并且作为目标的通信设备102被置于靠近启动器时,通信设备102的供电部分48(图18)从来自启动器的电磁波中汲取电能,并且将电能提供给通信设备102的各个模块。因此,通信设备102成为是可操作的。
当通信设备102成为可操作时,在步骤S231,控制部分49(图18)控制通信设备102的各个模块以便接收从启动器传输的轮询请求帧。
然后,在步骤S232,控制部分49识别包括在来自启动器的轮询请求帧(图9)中的时隙信息TSN,并且基于时隙信息TSN,识别用于传输实际数据的时隙数目TSN+1,并且处理进入步骤S233。
在步骤S233,控制部分49从TSN+1个时隙#0到#TSN中选择用于传输轮询响应帧的N个时隙,其中N是2或大于2和TSN+1或小于TSN+1,即,选择事先针对时隙信息TSN设置的N个时隙,并且处理进入步骤S234。
在步骤S234,控制部分49控制通信设备102的各个模块以便,例如,将实际数据划分为N块,并且在在步骤S234选择的N个时隙的各个时刻传输分别包括该N个块的N个轮询响应帧。
应当注意,在该情况下,假设通过将实际数据划分为N个块而获得的每个块的大小等于或小于填充的大小。
以这种方式,通过使用全部TSN+1个时隙#0到#TSN,或从时隙#0到#TSN中选择的N个时隙传输轮询响应帧,可以从目标向启动器传输多至某个大小的数据。
另外,在通过使用针对时隙信息TSN,从TSN+1个时隙#0到#TSN中选择的N个时隙传输轮询响应帧的情况下,对于除了通信设备101和102(图30)之外设备,用于传输轮询响应帧的N个时隙被秘密地隐藏。因此除了通信设备101和102之外的设备不能说出在哪个时隙的时刻传输包括实际数据(它的块)的轮询响应帧。从这个角度看,可以说实现了增强的安全性。
在图30的通信系统中,假设仅有一个目标-通信设备102-作为充当启动器的通信设备101的通信对方。然而,如果事先规定,不是一个目标,而是多个目标可以作为启动器的通信对方,并且可以在多个目标中的每一个与启动器之间执行简单模式通信。
对于每个启动器和目标,事先设置(存储)与时隙信息的每个值相关联的如图29所示的频道表。例如,根据从目标接收的实际数据的大小,启动器传输包括这样的值的时隙信息TSN的轮询请求帧,该值允许使用由传输该大小的实际数据所需数目的时隙组成的频道。
在另一方面,多个目标中的第i个目标#i接收来自启动器的轮询请求帧,并且根据与包括在该轮询请求帧内的时隙信息TSN相关联的频道表,识别组成由自己使用的频道#i的时隙,并且通过使用这些时隙传输包括实际数据(通过划分实际数据获得的决)的轮询响应帧。
具体地,假如M个目标#1到#M是作为启动器的通信设备101的通信对方,作为启动器的通信设备101执行与图33的流程图所述相同的处理。
然而应当注意,在图33的步骤S221,根据从多个目标#1到#M中的每一个接收的实际数据的大小,传输包括这样的值的时隙信息TSN的轮询请求帧,该值允许使用由目标#1到#M中的每一个传输该大小的实际数据所需数目的时隙组成的频道。
另外,在步骤S225,在作为启动器的通信设备101中,通过参考频道表(图29)识别多个目标#1到#M分别传输轮询响应帧的时隙。因此,对于多个目标#1到#M中的每一个,组合包括在从目标传输的一个或多个轮询响应帧中的每一个内的块,以便重构原始实际数据。
在另一方面,多个目标#1到#M中的每一个执行与图34的流程图所述相同的处理。
然而应当注意,在图34的步骤S233,例如基于与包括在来自作为启动器的通信设备101的轮询请求帧内的时隙信息TSN相应的频道表,目标#1到#M中的第i个目标#I识别(选择)自己应当使用的组成频道#i的一个或多个时隙。
另外,在步骤S233,假如组成频道#i的时隙数目是N,目标#i将实际数据划分为N块,并且在组成频道#i的N个时隙的各个时刻传输包括该N个块的N个轮询响应帧。
如上所述,即使当存在多个目标与启动器通信时,也可以在多个目标中的每一个与启动器之间执行简单模式通信。
应当注意,在图30的通信系统中,如同图16或图27的通信系统,可以给包括在轮询响应帧内的实际数据添加错误检测码或错误纠正码。另外,可以交叉实际数据。另外,可以预定的时间间隔改变频道表。
应当注意,在本说明书中,不必总是以写在流程图中的顺序顺时执行描述用于使得计算机(包括处理器诸如CPU或DSP(数字信号处理器))执行各种处理的程序的处理步骤,而是也包括被并行或单独执行的处理(例如,并行的处理或面向对象的处理)。
可由单个计算机或分布式方式的多个计算机处理这些程序。
应当理解,本发明的实施例不限于上述的实施例,可以有各种修改而不脱离本发明的范围。

Claims (17)

1.一种通信系统,包括:
作为通过输出电磁波启动通信,并且通过所述电磁波传输命令的通信设备的启动器;和
作为通过对所述电磁波进行负载调制,传输对该命令的响应的通信设备的目标,
其中
所述启动器具有
用于当执行被动模式通信和简单模式通信中的被动模式通信时,使得传输在时隙信息中设置了第一值的命令的装置,以及
用于使得当执行所述简单模式通信时,传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令的装置,
其中,所述被动模式通信包括
传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且
接收由所述目标在一个或多个时隙中的任意一个时隙的时刻传输的,并且包括用于识别所述目标的ID(标识)的对该命令的响应,
以便获取用于识别所述目标的ID,并且以该ID识别所述目标,
所述简单模式通信包括
传输所述命令,并且
接收由所述目标在一个或多个时隙中的任意一个时隙的时刻传输的,并且包括实际数据的对该命令的响应,
以便获取所述实际数据;并且
所述目标具有
用于识别包括在来自所述启动器的命令内的时隙信息的装置,
用于当所述时隙信息具有第一值时,利用随机数确定用于传输所述响应的时隙,并且使得在利用所述随机数确定的时隙的时刻,传输包括用于识别所述目标的ID的响应的装置,以及
用于当所述时隙信息具有第二值时,使得在预先设置的时隙的时刻传输包括所述实际数据的响应的装置。
2.一种通过输出电磁波启动通信,并且通过所述电磁波传输命令的通信设备,包括:
第一传输控制装置,用于当执行被动模式通信和简单模式通信中的被动模式通信时,使得传输在时隙信息中设置了第一值的命令;以及
第二传输控制装置,用于使得当执行简单模式通信时,传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令,
其中,所述被动模式通信包括
传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且
接收由目标在一个或多个时隙中的任意一个时隙的时刻传输的,并且包括用于识别所述目标的ID(标识)的对该命令的响应,所述目标是通过对所述电磁波进行负载调制,传输对所述命令的响应的通信设备,
以便获取用于识别所述目标的ID,并且以该ID识别所述目标,
所述简单模式通信包括
传输所述命令,并且
接收由所述目标在一个或多个时隙中的任意一个时隙的时刻传输的,并且包括实际数据的对所述命令的响应,
以便获取所述实际数据。
3.如权利要求2的通信设备,其中:
当所述目标在针对设置在所述时隙信息内的第二值预先设置的一个或多个时隙中的每一个的时刻,传输一个或多个响应中的每一个时,
接收所述一个或多个响应中的每一个。
4.如权利要求2的通信设备,其中:
当所述目标在针对设置在所述时隙信息内的第二值预先设置的多个时隙中的每一个的时刻,传输多个响应中的每一个时,
接收所述多个响应中的每一个。
5.如权利要求4的通信设备,其中:
当所述目标通过将所述实际数据划分为所述多个响应来传输所述实际数据时,
接收所述多个响应中的每一个,并且
从所述多个响应以所述实际数据的原始形式重构所述实际数据。
6.如权利要求5的通信设备,其中:
当针对设置在所述时隙信息内的第二值,预先设置应当由多个目标中的每一个使用的多个时隙,并且
所述多个目标中的每一个在应当由该目标使用的所述多个时隙中的每一个的时刻,传输多个响应中的每一个时,
接收从所述多个目标中的每一个在应当由该目标使用的多个时隙中的每一个的时刻传输的所述多个响应中的每一个,并且
以实际数据的原始形式重构来自所述多个目标中的每一个的所述实际数据。
7.如权利要求5的通信设备,其中:
当所述目标通过将向所述实际数据中添加了错误纠正码或错误检测码的数据划分为所述多个响应并传输所述数据时,
接收所述多个响应中的每一个,并且
通过使用所述错误纠正码或错误检测码,纠正或检测所述实际数据中的错误。
8.一种用于通过输出电磁波启动通信,并且通过所述电磁波传输命令的通信设备的通信方法,包括步骤:
当执行被动模式通信和简单模式通信中的被动模式通信时,使得传输在时隙信息中设置了第一值的命令;以及
使得当执行简单模式通信时,传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令,
其中,所述被动模式通信包括
传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且
接收由目标在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别所述目标的ID(标识)的对该命令的响应,所述目标是通过对所述电磁波进行负载调制来传输对所述命令的响应的通信设备,
以便获取用于识别所述目标的ID,并且以该ID识别所述目标,
所述简单模式通信包括
传输所述命令,并且
接收由所述目标在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括实际数据的对所述命令的响应,
以便获取所述实际数据。
9.一种由控制用于通过输出电磁波启动通信,并且通过所述电磁波传输命令的通信设备的计算机执行的程序,该程序使得所述计算机执行包括下述步骤的处理:
当执行被动模式通信和简单模式通信中的被动模式通信时,使得传输在时隙信息中设置了第一值的命令;以及
使得当执行简单模式通信时,传输在时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的命令,
其中,所述被动模式通信包括
传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且
接收由目标在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别所述目标的ID(标识)的对该命令的响应,
以便获取用于识别所述目标的ID,并且以该ID识别所述目标,
所述简单模式通信包括
传输所述命令,并且
接收由所述目标在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括实际数据的对所述命令的响应,所述目标是通过对所述电磁波进行负载调制来传输对所述命令的响应的通信设备,
以便获取所述实际数据。
10.一种通信设备,它通过对电磁波进行负载调制,向作为通过输出所述电磁波启动通信、并且通过所述电磁波传输命令的通信设备的启动器传输对所述命令的响应,其中:
当所述启动器可以执行被动模式通信和简单模式通信,并且
在所述被动模式通信中传输在所述时隙信息中设置了第一值的所述命令,和
在所述简单模式通信中传输在所述时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的所述命令时,包括:
识别装置,用于识别包括在来自所述启动器的命令内的所述时隙信息;
第一传输控制装置,用于当所述时隙信息具有第一值时,利用随机数确定用于传输所述响应的时隙,并且使得在利用所述随机数确定的时隙的时刻,传输包括用于识别所述通信设备的ID的响应;以及
第二传输控制装置,用于当所述时隙信息具有第二值时,使得在预先设置的时隙的时刻传输包括所述实际数据的响应
其中,所述被动模式通信包括
传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且
接收由所述通信设备在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别所述通信设备的ID(标识)的对所述命令的响应,
以便获取用于识别所述通信设备的ID,并且以该ID识别所述通信设备,和
所述简单模式通信包括
传输所述命令,并且
接收由所述通信设备在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括实际数据的对所述命令的响应,
以便获取所述实际数据。
11.如权利要求10的通信设备,其中:
所述第二传输控制装置使得在针对所述时隙信息中设置的第二值预先设置的一个或多个时隙中的每一个的时刻,传输一个或多个响应中的每一个。
12.如权利要求10的通信设备,其中:
所述第二传输控制装置使得在针对所述时隙信息中设置的第二值预先设置的多个时隙中的每一个的时刻,传输多个响应中的每一个。
13.如权利要求12的通信设备,其中:
所述第二传输控制装置使得通过将所述实际数据划分为所述多个响应来传输所述实际数据。
14.如权利要求13的通信设备,其中:
当针对设置在所述时隙信息内的第二值,预先设置应当由多个通信设备中的每一个使用的多个时隙时,
所述第二传输控制装置使得在应当由所述通信设备自己使用的所述多个时隙中的每一个的时刻,传输所述多个响应中的每一个。
15.如权利要求13的通信设备,其中:
所述第二传输控制装置使得通过将向所述实际数据中添加了错误纠正码或错误检测码的数据划分为所述多个响应来传输所述数据。
16.一种通信方法,用于通过对电磁波进行负载调制,向作为通过输出所述电磁波启动通信并且通过所述电磁波传输命令的通信设备的启动器传输对所述命令的响应的通信设备,所述通信方法包括步骤:
当所述启动器可以执行被动模式通信和简单模式通信,并且
在所述被动模式通信中,传输在所述时隙信息中设置了第一值的所述命令,和
在所述简单模式通信中,传输在所述时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的所述命令时,包括:
识别包括在来自所述启动器的命令内的所述时隙信息;
当所述时隙信息具有第一值时,利用随机数确定用于传输所述响应的时隙,并且使得在利用所述随机数确定的时隙的时刻,传输包括用于识别所述通信设备的ID的响应;以及
当所述时隙信息具有第二值时,使得在预先设置的时隙的时刻传输包括所述实际数据的响应,
其中,所述被动模式通信包括
传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且
接收由所述通信设备在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别所述通信设备的ID(标识)的对所述命令的响应,
以便获取用于识别所述通信设备的ID,并且以该ID识别所述通信设备,和
所述简单模式通信包括
传输所述命令,并且
接收由所述通信设备在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括实际数据的对所述命令的响应,
以便获取所述实际数据。
17.一种由控制通信设备的计算机执行的程序,所述通信设备通过对电磁波进行负载调制,向作为通过输出所述电磁波启动通信,并且通过所述电磁波传输命令的通信设备的启动器传输对所述命令的响应,该程序使得所述计算机执行包括下述步骤的处理:
当所述启动器可以执行被动模式通信和简单模式通信,并且
在所述被动模式通信中,传输在所述时隙信息中设置了第一值的所述命令,和
在所述简单模式通信中,传输在所述时隙信息中设置了不同于第一值的第二值的所述命令时,包括:
识别包括在来自所述启动器的命令内的所述时隙信息;
当所述时隙信息具有第一值时,利用随机数确定用于传输所述响应的时隙,并且使得在利用所述随机数确定的时隙的时刻,传输包括用于识别所述通信设备的ID的响应;以及
当所述时隙信息具有第二值时,使得在预先设置的时隙的时刻传输包括所述实际数据的响应,
其中,所述被动模式通信包括
传输包括与时隙有关的时隙信息的命令,并且
接收由所述通信设备在一个或多个时隙中的任意一个的时刻传输的,并且包括用于识别所述通信设备的ID(标识)的对所述命令的响应,
以便获取用于识别所述通信设备的ID,并且以该ID识别所述通信设备,和
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