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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft allgemein Datenübertragungssysteme, welche
Endgeräte
und tragbare Datenvorrichtungen einschließen, und insbesondere ein Verfahren
zum Betreiben von tragbaren Datenvorrichtungen in einem derartigen
Datenübertragungssystem.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es
ist bekannt, dass Datenübertragungssysteme
Endgeräte
(werden manchmal als Lesegerät oder
Anreger bezeichnet) und tragbare Datenvorrichtungen (werden manchmal
als Karten oder Smartcards bezeichnet) einschließen. Es versteht sich, dass
die heutigen tragbaren Datengeräte
Speicher- und Prozessorvorrichtungen einschließen, welche Energie von dem
Endgerät
benötigen.
Nachdem ein derartiges tragbares Datengerät (welches kontaktlos oder
kontaktiert/kontaktlos sein kann und manchmal als Kombikarte bezeichnet
wird) in ein Erregungsfeld des Endgeräts gelangt ist, können Energie
und Daten dann anschließend
von dem Endgerät
an die tragbare Datenvorrichtung übertragen werden. Viele Faktoren
haben eine Auswirkung auf die in Erscheinung tretende Energie, welche
an die tragbare Datenvorrichtung geliefert wird. Insbesondere haben
eine veränderliche
Nähe zu
dem Endgerät
und unterschiedliche Anwendungen/Transaktionen eine Auswirkung auf
die Energie, die an der Datenvorrichtung vorliegt und von dieser
verbraucht wird. Diese unterschiedlichen Energiepegel verursachen
Betriebsprobleme in den Karten, wie später noch beschrieben wird.
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Abhängig von
der Kartenfunktion, welche zu jeder beliebigen Zeit ausgeführt wird,
kann die von der Karte benötige
Menge an Gleichstrom variieren. Beispielsweise kann, wenn lediglich
eine einfache Zustandsmaschine zur Zugriffssteuerung, ein Nurlese-Betriebsmodus, erforderlich
ist, die Karte lediglich Strom in einer Größenordnung von 300μA bei 3V
abzweigen oder entnehmen. Falls eine komplexere Transaktion in Gang
gesetzt wird, wie beispielsweise eine elektronische Geldbelastung
für einen
Verkaufsautomaten oder eine Bus-Wertmarke, kann es erforderlich
sein, dass ein Mikroprozessor oder Mikrocontroller aktiviert wird,
und der entnommene Strom kann bis zu 1 mA oder höher reichen, abhängig von der
Komplexität
und der Taktgeschwindigkeit des Prozessors. Eine derartige Transaktion
würde darüber hinaus
an einem Zeitpunkt einen Speicher-Schreib- oder Löschvorgang
erfordern, und dieser Betriebsmodus könnte zusätzlichen Strom in einer Größenordnung
von 500 bis 800 μA
entnehmen. Falls ein sehr sicherer Betriebsmodus erforderlich ist, wie
beispielsweise bei einer Transaktion mit hohem Wert oder bei einem
Hochsicherheitsgebäude
oder Raumzutritt, wird für
gewöhnlich
ein Verschlüsselungs-
oder Authentifizierungsalgorithmus eingesetzt. Derartige Funktionen
sind rechenintensiv und eine Beendigung auf zeitgerechte oder pünktliche
Art und Weise erfordert zusätzliche
Bearbeitungsenergie. Diese zusätzlichen
Rechenmodi könnten
die Stromentnahme in der Karte um 5 mA oder mehr erhöhen, abhängig von
der Taktgeschwindigkeit und Komplexität der Implementierung.
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Bei
einer vorgegebenen Trennung von Karte und Lesegerät, muss
der in der Lesegerätantenne fließende Strom über einem
gewissen Pegel liegen, um genügend
Energie an die Karte zu liefern, so dass nach Gleichrichtung der
gekoppelten Energie die Gleichstrom-Entnahmeanforderungen an die
Karte beibehalten werden.
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Einen
wettbewerbsfähigen
Vorteil genießen Karten,
welche bei größeren Entfernungen
zu dem Lesegerät
arbeiten können.
Hersteller von Lesegeräten
betreiben eine Antenne im Allgemeinen mit der Höchstmenge an Strom, welche
durch lokale Strahlungsaussendungsvorschriften zulässig ist.
Größere Ströme von Lesegeräten be-
deuten auch größere unbeabsichtigte
Fernfelder, welche andere Frequenzbänder in der Nähe stören könnten. Dies
ist einer der Gründe
dafür,
dass das 13,56 MHz weltweite ISM-Band (ISM = Industrial, Scientific,
Medical) von kontaktlosen Kartennormgremien, beispielsweise der ISO-14443,
in Betracht gezogen wird. Dieser besondere Bereich des Spektrums
ermöglicht
große
Strahlungsaussendungen bei Hochleistungs-Schmalbandanwendungen,
wie es mit Bezug auf 1 beschrieben ist.
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1 zeigt
ein Spektraldiagramm 100, welches eine Spektralmaske 102 einschließt, welche
die Aussendegrenzen der FCC-Behörde
(Federal Communications Commission) für das ISM-Band beschreibt.
Dies bedeutet, dass die tatsächliche Strom-Frequenz-Ansprechkurve 104,
welche die von dem Endgerät
emittierten Energiepegel darstellt, die in der Maske 102 gezeigten
Grenzen bei den dargestellten Frequenzen nicht übersteigt. Beispielsweise ist
unter dem FCC-Paragraphen 15, eine ausgestrahlte E-Feldstärke von
10,000 μV/m,
welche bei 30 m gemessen wird, der maximale Energiepegel 110, welcher
innerhalb eines Bereichs von ±7
kHz von 13,56 MHz zulässig
ist.
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Für die Kommunikation
mit der Karte muss das Lesegerät
den Antennenstrom einer Modulation unterziehen. Diese Modulation
muss an der Karte leicht erfassbar sein, so dass diese mit einem
wenig komplexen, kostengünstigen
Kartenaufnahmegerät, welches
nur wenig Strom entnimmt, demoduliert werden kann. Der Wert des
Modulationsindex, auf welchen man sich in der ISO-14443 geeinigt
hat, beträgt ±10% nominell
vom Durchschnitts-Trägerwert
für logische
Einser (1) oder Nuller (0). Bei willkürlichen Daten resultiert dieser
Modulationspegel für
vernünftige Datengeschwindigkeiten
(105.9375 kbps in der ISO-14443) in Seitenbändern, die ungefähr 25 dBc niedriger
als ein Spitzenwert liegen und einen Durchschnitt von 30 dBc in
der International Special Committee on Radio Interference (d.h.
CISPR-16) 9 kHz Messbandbreite aufweisen. Diese Spektral-Seitenbänder fallen
außerhalb
des ±7
kHz ISM-Fenster, so dass die größtmögliche Größe 30μV/m bei 30
m unter dem FCC-Paragraphen 15 beträgt. Dies bedeutet, dass die
größtmögliche Größe des modulierten
Trägers
größer als
25 dB oder 533 μV/m
sein kann, wobei sogar bis zu 10,000μV/m für den unmodulierten Träger zulässig ist.
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Für eine Mikroprozessorkarte
des Standes der Technik (1mA bei 3,3 Vdc), liegt die Größe des gelesenen
Bereichs (d.h. eine maximale Trennung zwischen Endgerät und tragbarer
Datenvorrichtung), die mit diesen Strahlungsaussendungen erreichbar ist,
nur in der Größenordnung
von 10 bis 12 cm. Jegliche Be- triebsmodi mit höherem Strom, welche von fortschrittlicheren
Transaktionen benötigt
würden, würden diesen
Lesebereich nur verringern.
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Patent
Abstract of Japan, Band 1996, Nr. 02, 29 Februar 1996 und
JP 07271941 A ,
20. Oktober 1995 beschreiben ein System, in welchem eine stabile
Stromzufuhr an eine IC-Karte von einem Lese-/Schreibgerät bereitgestellt
wird.
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US 4,797,541 beschreibt
eine Stromübertragungsanordnung
zur Bereitstellung einer regulierten Stromübertragung von einer Station
zu einer kontaktlosen tragbaren Datenkarte.
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Dementsprechend
besteht ein Bedarf an einem Datenübertragungssystem, welches
zulässt, dass
ein von der Tätigkeit
abhängiger
Energiepegel an der tragbaren Datenvorrichtung vorhanden ist. Ein derartiges
Datenübertragungssystem,
das einen solchen Energieanstieg dynamisch bereitstellen könnte, ohne
behördliche
Vorschriften zu überschreiten, wäre eine
Verbesserung gegenüber
dem Stand der Technik.
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Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden
Kurzbeschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 ein
Spektraldiagramm eines Strom- und Datensignals, wie es in Geräten des
Standes der Technik implementiert wird;
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2 ein
Ablaufdiagramm, welches den Betrieb eines erfindungsgemäßen Endgeräts beschreibt;
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3 ein
Ablaufdiagramm, welches den Betrieb des erfindungsgemäßen tragbaren
Datengeräts beschreibt;
und
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4 ein
Spektraldiagramm eines Strom- oder Leistungssignals gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für das Betreiben
einer tragbaren Datenvorrichtung gemäß den anliegenden Ansprüchen bereitgestellt.
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BESCHREIBUNG
EINER BEVORZUGTEN AUSFÜRHUNGSFORM
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Die
folgende Ausführungsform
beschreibt ein Datenübertragungssystem,
welches ein Datenübertragungs-Endgerät und eine
tragbare Datenvorrichtung aufweist. Das Endgerät ist in der Lage, sowohl in
einem ersten Betriebsmodus als auch in einem zweiten Betriebsmodus
an die Karte zu übertragen.
Im ersten Betriebsmodus werden ein Strom- oder Leistungssignal und
ein Datensignal an die Karte übertragen,
an der Energie von dem Stromsignal zum Betreiben der Karten-Schaltkreisanordnung
extrahiert wird, welche wiederum Datenbits verarbeitet, welche aus
dem modulierten Datensignal extrahiert werden. In dem zweiten Betriebsmodus
wird ein Stromsignal zusammen mit einem modifizierten Datensignal übertragen,
oder in einer bevorzugten Ausführungsform
wird über haupt
kein Datensignal übertragen.
Das Endgerät
legt den Pegel des Stromsignals ansprechend auf die Anforderung
durch die tragbare Datenvorrichtung fest, und wechselt als Antwort darauf
zwischen dem ersten und zweiten Betriebsmodus.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm, welches einen Betrieb eines Endgeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung beschreibt. In einem ersten Betriebsmodus wird ein Stromsignal
in Kombination mit einem Datensignal, welches auf vorher festgelegte
Art und Weise, wie später
noch beschrieben wird, moduliert worden ist, übertragen (201). Es
versteht sich, dass in diesem Betriebsmodus das Stromsignal und das
modulierte Datensignal im Wesentlichen so erscheinen würden, wie
es in dem speziellen Diagramm von 1 gezeigt
ist. Wie bekannt ist, verarbeitet die tragbare Datenvorrichtung
das Datensignal, welches unter Verwendung von Energie empfangen
wird, welche aus dem von dem Endgerät übertragenen Stromsignal extrahiert
wird. Das Endgerät
und die Karte arbeiten auf diese Art und weise weiter, während sie
festlegen (203), ob eine Strom- oder Energieveränderung
an der Karte erforderlich ist, welche eine Notwendigkeit zur Veränderung
der Betriebsmodi anzeigt. Falls keine Veränderung des Betriebsmodus erforderlich
ist, geht der Vorgang wie zuvor weiter. Falls sich die Energieanforderungen
an die tragbare Datenvorrichtung jedoch verändern (z.B. als Ergebnis einer
energieintensiven Anwendung), erhöht die Endvorrichtung das Stromsignal,
während sie
die Datenmodulation (205) verringert, wie nachfolgend noch
ausführlicher
beschrieben wird.
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Es
sind zahlreiche Modulationsindizes und -formate für eine Verbindung
oder Übertragungsstrecke
von Lesegerät
zu Karte in einem ersten Modus möglich,
und eine Modulationswahl würde
von der gewünschten
Länge der
Transaktionszeit (Datenrate), der gewünschten Kartenaufnahmegerätkomplexität (Kosten,
Stromentnahme), und dem gewünschten
Lesebereich (zulässiger
Trägerpegel,
während die
Allgemeinbeschränkung
für Strahlungsaussendungen
bei Seitenbändern
eingehalten wird). Beispielsweise könnte ein System mit einer sehr
niedrigen Datenrate (wenige hundert Bits/Sekunde bis zu wenige tausend
Bits/Sekunde bei einer geeigneten Impulsformgebung) für die Modulations-Seitenbänder innerhalb
der ±7
kHz ISM-Spektralmaske passen, wodurch eine sehr hohe Signalstärke und
ein langer Reichweitenbetrieb möglich
wären.
Bei komplexeren Transaktionen würden
derartige niedrige Datenraten jedoch in sehr langen Transaktionszeiten,
welche möglicherweise
10 Sekunden überschreiten,
resultieren.
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Bei
schnellen Transaktionen, welche für Verkaufsautomaten, einen
Gebäudezutritt
oder einem Durchgang erwünscht
sind, sind Bitraten in der Größenordnung
von 100 kbps erforderlich. Bei einer Karte, welche in der Lage ist,
komplexe Transaktionen wie beispielsweise einen gesicherten Zugang
und zahlreiche elektronische Zahlungen auszuführen, ist ein Prozessor erforderlich,
und der Energiepegel, der zur Unterstützung eines Prozessors notwendig
ist, erfordert einen niedrigen Modulationspegel in Verbindung mit
der hohen Datenrate, um vernünftige
Kartenreichweiten zu erzielen. Für
die ISO-14443 hat man sich auf einen Modulationsindex von 10 ±2% bei einer
ASK-Modulation zur einfachen Erfassung geeinigt. Es versteht sich
hier, dass eine Frequenzumtastung FSK mit geringer Abweichung oder
eine Phasenumtastung PSK mit niedrigem Index ebenfalls niedrige
Seitenbänder
liefern würden,
jedoch auf Kosten eines komplexeren Kartenaufnahmegeräts (kein
einfacher Umhüllungs-
oder Umschließungsdetektor). Ein
weniger komplexe Transaktion wie beispielsweise ein Gebäudezutritt,
erfordert eine geringere Stromentnahme an der Karte, und kann daher
von einem System unterstützt
werden, das geringere Energie ausstrahlt, während es größere Seitenbänder bereitstellt,
wie beispielsweise die 100%-ige Amplitudentastung oder ASK-Modulation,
auf welche man sich für
den zweiten Teil der ISO-14443 geeinigt hat. Diese Modulation ermöglicht einen
einfacheren Empfänger
an der Karte, wobei jedoch ein Stromsignal aufgrund seiner größeren Seitenbänder um
ungefähr
10 dB bezüglich
des zu 10% ASK-modulierten Systems verringert werden muss. Bei Karten,
welche gleich viel Strom entnehmen, erlaubt die 10%-ige Modulation eine
in etwa zweimal größere Lesegerätreichweite als
die 100%-ige Modulation aufgrund des größeren Seitenbandpe gels und
einem daher niedrigeren zulässigen
Trägerpegel
der 100%-igen Modulation.
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Bei
einer Karte, welche zur Ausführung
komplexer Funktionen in der Lage ist, sind unterschiedliche Gleichstrompegel
erforderlich, wie bereits erörtert
worden ist. Damit die Karte dieselbe Reichweite bei diesen unterschiedlichen
Betriebsmodi beibehält, ist
ein größerer Lesegerät-Antennenstrom
erforderlich. Dies würde
den zweiten Betriebsmodi entsprechen, wie beispielsweise dem EEPROM Schreib/Lösch-Vorgang
oder dem Authentifizierungs-Hardwarebeschleuniger
oder Koprozessor. Dies kann auf mindestens zwei unterschiedliche
Arten erfolgen. Zunächst
weiss das Lesegerät,
da ihm die Art von Transaktion bekannt ist, in die er verwickelt
ist, wann die Karte Daten in einen Speicher schreiben muss oder
wann sie ihren Authentifizierungs-Hardwarebeschleuniger starten
muss, und das Lesegerät
kann seine Leistung um einen vorbestimmten Betrag und für eine vorbestimmte
Dauer erhöhen,
wenn er den richtigen Zeitpunkt in der Transaktion erreicht. Alternativ
bestimmt die Karte mit Hilfe eines Prozessors, dass sie für ihren
nächsten
Betriebsmodus mehr Energie oder Leistung benötigt, und fordert vom Lesegerät eine Leistungserhöhung einer
gewissen Höhe
für eine
gewisse Zeitdauer an, so dass der nächste Modus gestartet werden
kann.
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Das
Endgerät
hält den
zweiten Betriebsmodus (207) aufrecht, bis der zweite Modus
beendet ist. Die Beendigung dieses zweiten Modus kann auf mindestens
zweierlei Art und Weise bestimmt werden. Zunächst weiss das Endgerät mit dem
Wissen der Transaktion die vorbestimmte Dauer des erhöhten Leistungsbedarfs,
oder zum Zweiten teilt die Karte dem Endgerät das Ende des zweiten Betriebsmodus mit.
Falls die Transaktion nicht beendet ist (209), überwacht
das Endgerät
weiterhin Moduswechsel-Anforderungen (203).
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Während der
Betriebsmodi mit höherem Stromverbrauch
muss für
die Gewährleistung
oder Erfüllung
derselben Spektralmaske eines oder beide der folgenden Ereignisse
auftreten. Zunächst
muss die Datenrate erheblich verringert oder erhöht werden, und zum Zweiten
muss der Modulationsindex reduziert werden, oder eine gewisse Kombination aus
beiden muss auftreten. Die Tatsache, dass die Veränderung
der Datenrate die Anforderungen erfüllt, kann durch einfache numerische
Integrationen gezeigt werden, welche ein beliebiges aus einer Vielzahl
von mathematischen Paketen verwenden und welche über eine CISPR-16 9 KHz-Bandbreite,
welche eine Offset-Mittenfrequenz von 7 kHz aufweist, integrieren.
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Wenn
man beispielsweise von einer Datenrate eines ersten Modus von 105.9375
kbps ausgeht, und die Seitenbandspektren die folgende Verteilung erfüllen, ergibt
sich die folgende Gleichung.
wobei A der absolute Modulationspegel
ist, R
b ist die Bitrate, T
b ist
der Reziprok- oder Kehrwert der Bitrate, und f ist die Offsetfrequenz
vom Träger.
Die Herabsetzung der Datenrate erhöht T
b,
wodurch die Niedrigfrequenz-Modulationskomponenten erhöht werden,
jedoch auch die Haupt-Strahlungskeule eingeschränkt wird, so dass im Gesamten
gesehen weniger Energie in das Messfilter fällt, welches bei einem Offset
von 7 kHz zentriert angeordnet ist. Alternativ wird T
b kleiner,
wenn die Datenrate über
105.9375 kbps erhöht
wird, und da der sin(x)/x nun ungefähr gleich 1 über der
Bandbreite des Messfilters bei der sehr hohen Datenrate liegt, nimmt
die integrierte Leistung erneut ab. Falls der zweite Modus eine
Trägerleistungserhöhung von
5 dB erfordert, so dass der absolute Modulationspegel "A" ebenfalls um 5 dB zunimmt, müsste die
Datenrate auf <1.6
kbps verringert werden, so dass die Haupt-Strahlungskeule des Spektrums
ausreichend eingeengt würde,
um die Spektralmaske von ±7
kHz zu erfüllen.
Für eine
Zunahme der Datenrate müsste
die Datenrate auf über ungefähr 340 kbps
erhöht
werden. Jede beliebige Datenrate würde die integrierte Außerband-Leistung um
5 dB verringern und die Vorschriften erfüllen.
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Die
Verringerung des Modulationsindex reduziert zudem den integrierten
Leistungspegel. Wenn der Träger
beispielsweise um 5 dB erhöht
wird, und der absolute Modulationspegel 'A' unverändert bliebe
(so dass der Modulationsindex verringert wird), bleiben die Seitenbandpegel
gleich oder unverändert.
Wenn der zweite Modus beispielsweise eine Trägerleistungserhöhung um
5 dB benötigen
würde, müsste der
Modulationsindex von ungefähr
10% auf ungefähr
5% abfallen.
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Bei
manchen Anwendungen müssen
keine Daten während
der höheren
Strommodi ausgetauscht werden. In der bevorzugten Ausführungsform liegt
keine Modulation während
des EEPROM-Schreib/Löschvorgangs
oder während
des Betriebs des Hardware-Beschleunigers oder Mathematik-Koprozessors
vor, da nichts weiter übermittelt werden
kann, solange die tragbare Datenvorrichtung einen Vorgang nicht
beendet hat und die Ausführung der
nächsten
Schritte in dem Datenaustauschprotokoll erwartet. In diesem Zusammenhang
kann keine Modulation als Spezialfall einer niedrigeren Datenrate
oder eines niedrigeren Modulationsindex angesehen werden.
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Eine
typische Transaktion kann folgendermaßen erfolgen: Die Karte gelangt
in den Bereich des Lesegeräts,
welches Stationsanfragen oder Aufforderungen in einem Modulationsformat
und einem Leistungspegel eines ersten Modus überträgt. Die Karte nimmt Leistung
auf, wenn sie nahe genug kommt, wobei sie anfänglich die Modulation und den Leistungspegel
des ersten Modus verwendet. Zu diesem Zeitpunkt kann die Karte ihre
Leistungsanforderungs-Anfrage zurück an das Lesegerät kommunizieren.
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Schließlich muss
die Karte ihren Modus wechseln, beispielsweise für einen EEPROM-Schreibvorgang
oder eine Lesegerät-Authentifizierung.
Zu diesem Zeitpunkt könnte
die Karte das Lesegerät
darüber
informieren oder diesem mitteilen, dass es für eine Leistungserhöhung einer
bestimmten Größenordnung
und für
eine gewisse Zeitdauer bereit ist. Das Lesegerät bestätigt diese Aufforderung und
erhöht
die Leistung. Da während
dieses zweiten Modus jedoch nur wenig oder gar keine Kommunikation
erforderlich ist, schaltet das Lesegerät die gesamte Modulation ab
oder modifiziert die Bitrate und den Modulationsindex, um Außerband-Aussendungen
zu verringern, so dass ein erhöhter
Tägerleistungspegel
erreichba ista, und überträgt bei dem
höheren
Energiepegel während
der erforderlichen Zeitdauer. Nach Ablauf dieser Zeitdauer verringert
das Lesegerät
den Energiepegel zurück
auf den Erstmodus-Pegel und nimmt Kommunikationen mit der Karte
wieder auf. Auf die zuvor beschriebene Art und Weise ist das Endgerät in der
Lage, die von der Karte benötigte
Energie zu liefern, ohne dass Energiepegel über die FCC-Spektralmaske (102,
gezeigt in 1) hinaus ausgesendet werden.
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3 zeigt
ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb der tragbaren Datenvorrichtung
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zeigt. Nachdem die tragbare Einzelanwendungs-Datenvorrichtung
in das Erregungsfeld des Endgeräts
gelangt, bestimmt (302) es seine Leistungsanforderungen
für eine
anstehende Transaktionsfolge. Eine tragbare Datenvorrichtung für eine Vielzahl
von Anwendungen bestimmt auf ähnliche
Weise die für
die anstehende Transaktionsfolge erforderliche Leistung, welche
der Anwendung entspricht, welche vom Endgerät unterstützt wird. Dies bedeutet, dass
abhängig
von der Anwendung, mit welcher das Endgerät gerade läuft, die Karte in der Lage
ist, ihre eigenen Leistungsanforderungen zu bestimmen. Es versteht
sich, dass die vorliegende Erfindung von einer Fähigkeit an der Karte ausgeht,
sowohl die gewünschten
Leistungspegel als auch vorliegende Betriebs-Leistungspegel, wie
sie von dem Regler-/Gleichrichterschaltkreis gesehen werden, zu
bestimmen. Ebenso wie bei dem Endgerät geht dieser Betriebsmodus
weiter, bis eine Leistungs-Veränderungsnotwendigkeit
erfasst wird (304). Nach Erfassung einer Leistungs-Veränderungsnotwendigkeit überträgt das tragbare
Datengerät
(306) seinen neuen Leistungsbedarf für die anstehende Anwendung
zurück
an das Endgerät.
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Erfindungsgemäß bestimmt
die Karte, welche Leistungsanfrage über mehrere Vorrichtungen zurück an das
Lesegerät
gesendet werden soll. Zunächst
kann die Karte durch Beobachtung des Status seines Reglers berechnen,
dass sie weniger Energie als bereitgestellt benötigt, und basierend auf einer Konstruktionsanalyse
das Lesegerät
auffordern, seine Leistung um einen vorgeschlagenen Betrag zu senken.
Als Zweites benachrichtigt die Karte da ihr bekannt ist, dass sie
eine Starkstrom-Entnahmefunktion wie beispielsweise einen Mathematik-Koprozessor
einsetzt, das Lesegerät
darüber,
dass nicht genügend
Energie vorhanden ist, um diese Funktion auszuüben, und basierend auf einer
Konstruktionsanalyse kann sie fordern, dass die Leistung um einen
vorgeschlagenen Betrag erhöht
wird. Das Lesegerät
erhöht
die Leistung auf den benötigten
Pegel, während es
die Modulations- und/oder Datenrate modifiziert, um das Spektrum
wie bereits beschrieben während des
Betriebs in dem zweiten Modus zu verringern.
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Des
Weiteren, wenn die Transaktion jedesmal einem festgelegten Standardmuster
folgt, wenn sie gestartet wird, kann die Karte die Leistungsanforderungen
entweder als Funktion der Aufgabe oder als Funktion von Zeit dem
Endgerät
zur anschließenden
logisch fortlaufenden Ausführung
mitteilen. Das Endgerät
hält diese
Leistungsprofilinformationen zurück,
und geht nach Beendigung eines ersten Modus für eine spezifische Zeitdauer
zu einem zweiten Modus über.
Nach Beendigung des zweiten Modus passt das Endgerät seinen
Leistungspegel, seinen Modulationsindex und/oder seine Datenrate
an, um in dem nächsten
erforderlichen Modus zu arbeiten, bis die Leistungs-Zeitsequenz
beendet ist. Es werden zulässige
Abmaße
für Abweichungen
von diesem ursprünglichen
Leistungs-Zeit-Profil erstellt, falls eine Protokollausführung eine
Wiederholung einer leistungserfordernden Aufgabe oder Aufgaben benötigt.
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Ein
Leistungs-Zeit-Profil könnte
auch in der Karte gespeichert werden und zu Beginn der Transaktion
an das Lesegerät übermittelt
werden. Dieses Leistungs-Zeit-Profil kann sowohl dem Lesegerät als auch
der Karte im Voraus bekannt sein. In einem solchen Fall müssen die
spezifischen Details des Leistungs-Zeit-Profils nicht während der Transaktion nicht
direkt kommuniziert werden; ein Leistungs-Zeit-Profil kann durch
eine eindeutige Kennung, welche dem Lesegerät mitgeteilt wird, definiert werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 fährt die
neue Karte mit der Bestimmung (302) ihrer Leistungsanforderungen
fort, bis die Transaktion beendet ist (308).
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4 zeigt
ein Spektraldiagramm 400 eines erhöhten Leistungssignals, welches
von dem Endgerät
(d.h. zweiter Betriebsmodus) erfindungsgemäß übertragen wird. Wie dargestellt
ist, überschreitet
der maximale Leistungspegel 401 den maximalen Leistungspegel,
welcher in dem ersten Betriebsmodus erzeugt worden ist (d.h. Leistungspegel 106),
um einen Betrag 403, während
er immer noch den FCC-Grenzwert einhält, wie es durch die Spektralmaske 102 angezeigt
ist. Zudem liegt die Seitenband-Leistungskurve 405 auch
ohne Datenmodulation (oder mit einer im Wesentlichen Nullmodulation) weit
unter der Spektralmaske 102. Auf diese Weise ermöglicht es
die vorliegende Erfindung der Karte, eine höhere Leistung von dem Endgerät zu empfangen,
ohne dass es die vorgeschriebenen Strahlungsaussendungsgrenzen überschreitet.
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Die
vorstehend beschriebene Erfindung ermöglicht es Karten mit einer
Vielzahl von Betriebsmodi oder Funktionen, eine komplexe Transaktion
bei der maximalen Reichweitenfähigkeit
des Lesegeräts (Endgeräts) zu beenden,
während
immer noch die Vorschriften für
spektrale Strahlungsaussendungen eingehalten werden. Im Gegensatz
zu vorherigen Implementierungen dieser Art von Produkt, verändert dieses
Produkt den Leistungpegel je nach Bedarf für komplexere und Starkstromfunktionen,
während
es zudem die Datenrate und/oder den Modulationsindex für unterschiedliche
Leistungspegel anpasst, um einen entgegenkommenden Seitenbandpegel
aufrechtzuerhalten. Darüber
hinaus beobachtet die Karte konstant ihren Regler, um zu bestimmen,
ob eine Leistungsveränderung
in dem Lesegerät
notwendig ist.
