JP2004056205A - Method of recognizing bpsk signal, and terminal for contactless ic card employing the recognition method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、BPSK(Binary Phase Shift Keying)方式で位相変調された信号を用いて、複数のICチップと読取り/書込み端末との間で実現されるデータの通信の際に、各ICチップを認識するための方法およびその認識方法を用いる非接触式ICカードの端末装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
様々な物にICチップを埋込み、非接触で通信を行うことで、埋込まれた物品や、それを携帯する人物の情報を読取ることが従来から行われている。特に、前記ICチップをカードに埋込んで、既に定期券などとして実用化されている。そのようなICカードの分野において、非接触で読取り/書込み端末(以下、リーダライタ装置と称す)にデータを通信する方式として、ISO/IEC−14443に、BPSK変調を用いた通信方式が規定されている。なお、ICカードをリーダライタ装置に取込んで、端子を接触させて書込み/読出しを行うことができるとともに、無線によって前記非接触で書込み/読出しを行うことができるコンビ型と称されるICカードも、前記非接触での通信にはBPSK変調が用いられる。
【0003】
前記BPSK変調とは、リーダライタ装置から送信されたキャリア波に対して、ICカードがサブキャリア波の負荷を加えるか否かで変調するものであり、リーダライタ装置は、変調されたキャリア波から位相変化の点を検出することでデータを復調する。前記ISO/IEC−14443では、周波数13.56MHzのキャリア波に対して、周波数847kHzのサブキャリア波で負荷変調するようになっている。
【0004】
このように構成されるICカードシステムにおいて、たとえば1枚のカードを個人認証用として使用し、他のカードをカード内アプリケーション起動用として使用するようなシステムなどで、リーダライタ装置から送られてくる電磁波の到達範囲内に、複数のICカード1が存在する場合がある。その場合、それら複数のICカードが活性化され、初期応答等の信号のやり取りを開始すると、信号の衝突が発生する危険性がある。このため、ICカードの国際規格である前記ISO/IEC−14443には、初期応答および衝突防止の手順が、ISO/IEC−14443−3として規格化されている。
【0005】
その規格によると、通常、リーダライタ装置の動作磁界内にICカードが存在するかどうかを確認するとき、リーダライタ装置は初期応答用のデータ列を送信する。その動作磁界内に存在するICカードは、そのデータ列を受信するとレスポンスデータ列をリーダライタ装置に対して送信する。これによって、リーダライタ装置はICカードが動作磁界内に存在すると認識し、ICカードを活性化またはHALT状態にする。
【0006】
前記活性化とは、ICカードが、通常処理用のコマンドデータ列を受信可能な状態にすることである。また、前記HALT状態とは、ICカードを待機状態にし、該HALT状態を解除するためのコマンドを受信しない限り、どんなコマンドデータ列を受信しても応答しない状態である。1度活性化またはHALT状態にされたICカードは、再び初期応答用のデータ列が受信されてもレスポンスデータ列を送信することはない。
【0007】
そして、複数枚のICカードがリーダライタ装置の動作磁界内に存在する場合には、初期応答用のデータ列を受信すると、各ICカードからそのレスポンスデータ列が一斉に返却される。ここで、同時にレスポンスデータが返却されると、衝突が起り、リーダライタ装置は個々のICカードのレスポンスデータを認識することはできない。そこで、複数枚のICカードから送信されるレスポンスデータ列の衝突防止手段として、次に示すタイムスロット方式とスロットマーカーコマンド方式とが規定されている。
【0008】
前記タイムスロット方式は、以下に示すような仕組みである。前記初期応答用のデータ列を受信したICカードは、指定されたスロット数の範囲内で乱数を生成し、その乱数に応じて決まる一定期間後にレスポンスデータ列を返却する。したがって、生成された乱数が複数のICカード間で一致しない限り、レスポンスデータ列を同時に返却してしまい、衝突するようなことはなく、個々のICカードを認識することができる。そして、衝突が発生しない間は、各ICカードを順次、活性化またはHALT状態にする。衝突が発生した場合は、再度、初期応答用のデータ列を送信し、新たに生成された乱数で決まる一定期間後にレスポンスデータ列を返却する処理を、衝突が発生しなくなるまで繰返す。
【0009】
これに対して、前記スロットマーカーコマンド方式は、以下に示すような仕組みである。前記初期応答用のデータ列を受信したICカードは、前記タイムスロット方式と同様に、指定されたスロット数の範囲内で乱数を生成する。その後、スロットマーカーコマンドを受信し、そのスロットマーカーコマンドで指定される数値とICカード内で発生しておいた乱数とが一致するまで待機し、一致したタイミングでレスポンスデータ列を返却する。以降同様に、レスポンスデータ列を返却してきたICカードを活性化またはHALT状態にし、別の数値を指定したスロットマーカーコマンドを送信し、次のICカードを活性化またはHALT状態にしてゆくという処理を順次繰返す。
【0010】
これらの手順を採用することで、複数のICカード内で発生する乱数が一致しない限り、レスポンスデータ列を同時に返却してしまい、衝突するようなことはなく、個々のICカードを認識することができる。衝突が発生した場合は、再度、初期応答用のデータ列を送信し、衝突が発生しなくなるまでこの手順を繰返す。
【0011】
図4は、上述のようなタイムスロット方式またはスロットマーカーコマンド方式を採用したリーダライタ装置において、動作磁界内に存在する複数枚のICカードを認識するための初期応答処理の従来の手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップS1で、リーダライタ装置は、初期応答用のデータ列を送信する。もし、その時点で、リーダライタ装置の動作磁界内にICカードが存在する場合は、ステップS2でICカードからのレスポンスデータ列を受信する。このレスポンスデータ列の送信手順は、先述のタイムスロット方式またはスロットマーカーコマンド方式によって行われる。リーダライタ装置の動作磁界内にICカードが存在しない場合は、前記レスポンスデータ列は受信されず、前記ステップS1に戻って初期応答用のデータ列を再送信する。
【0012】
レスポンスデータ列を受信すると、リーダライタ装置は、ステップS3で衝突があるかどうか判定し、衝突が発生した場合は、再度ステップS1に戻り、初期応答用のデータ列を送信する。これに対して、衝突が発生しなかった場合には、ステップS4で、個々に識別できたICカードのうち、必要なものは活性化し、不必要なものはHALT状態とするコマンドデータ列を送信する。
【0013】
こうして、個々のICカードの認識を終了すると、ステップS5で、個々のICカードに所望とする動作を行わせるコマンドデータ列を送信する。このようにして、衝突防止処理を実行することによって、複数枚のICカードがリーダライタ装置の動作磁界内に存在する場合でも、衝突を回避し、個々のICカードを認識し、所望とする信号のやり取りが行われている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、衝突と判定できるのは、各ICカードからのレスポンスデータ列に微妙な時間差がある場合であり、全く同時にレスポンスデータ列としてのサブキャリアが送られてきた場合、衝突と判定されず、しかも相対的に小さいエネルギのサブキャリアは大きいエネルギのサブキャリアにマスクされてしまい、最も大きいエネルギのサブキャリアによるレスポンスデータ列しか認識されないという問題がある。つまり、上述の従来の認識方法では、複数枚のICカードがリーダライタ装置の動作磁界内に存在したとしても、そのうちの一部のカードを認識できない可能性がある。この点について、以下に詳述する。なお、前記エネルギの差は、たとえばリーダライタ装置と各ICカードとの距離が異なっていた場合に発生する。
【0015】
図5は前記BPSK方式での位相変調を説明するための波形図であり、図5(a)はキャリア波を示し、図5(b)はサブキャリア波を示す。前記13.56MHzのキャリア波に対して、時刻t0から、847kHzのサブキャリア波で負荷変調が開始されている。したがって、サブキャリア波の周期はキャリア波の周期の16倍で、半周期を1ビットとすると、1ビットの間隔は、8周期分となる。
【0016】
そして、たとえば106kbpsで通信する等倍速通信の場合、1つのデータは、図6(a)で示すような「1010101010101010」と、180°位相が異なり、図6(b)で示すような「0101010101010101」との2通りのデータ列で表現される。1つのデータが0か1かは、この図6の位相変化点がハイかローかによって決定される。
【0017】
ここで、2枚のICカードAとBとを考え、それらから相互にエネルギの異なるレスポンスデータ列が全く同時(位相が等しい)に返却された場合、リーダライタ装置の受信するそれらの合成波には、図7と図8とのケースが考えられる。
図7および図8には、ICカードAとICカードBとによって負荷変調されたキャリア波および変調波であるサブキャリア波を示すとともに、それらによる合成波およびそれを前記ローパスフィルタ11を通過させて得られるサブキャリア波の成分を示す。
【0018】
図7は、データの値が相互に等しい、すなわちサブキャリア波の位相が相互に等しい場合であり、合成波から得られたサブキャリア波の成分は増幅されている。すなわち、サブキャリア波の成分は高低差がより大きく、エネルギの大きいレスポンスデータ列となっている。
【0019】
これに対して、図8は、データの値が相互に異なる、すなわちサブキャリア波の位相が相互に異なる場合であり、合成波から得られたサブキャリア波の成分は、相対的にエネルギの大きいICカードAのサブキャリア波の成分が減衰されて、エネルギのより小さいレスポンスデータ列となっている。
【0020】
このようにして、BPSK方式で、複数枚のICカードから全く同じタイミングでレスポンスデータ列が返却されると、前述のように相対的に小さいエネルギのサブキャリアは大きいエネルギのサブキャリアにマスクされてしまい、最も大きいエネルギのサブキャリアによるレスポンスデータ列しか認識されなくなってしまうことが理解される。
【0021】
本発明の目的は、複数のICチップと、そのデータの読取り/書込み端末との間で、BPSK方式で位相変調された信号を用いて読取り/書込みを行うにあたって、複数のICチップからの応答信号を正確に認識することができるBPSK信号の認識方法およびその認識方法を用いる非接触式ICカードの端末装置を提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明のBPSK信号の認識方法は、複数のICチップと、そのデータの読取り/書込み端末との間で、BPSK方式で位相変調された信号を用いて前記読取り/書込みを行うに際に該読取り/書込み端末側で実施されるBPSK信号の認識方法において、前記読取り/書込み端末から初期応答信号を発信するステップと、前記初期応答信号を受信したICチップから発信される応答信号を受信するステップと、前記複数のICチップからの応答信号が衝突しているか否かを検出するステップと、前記応答信号が衝突していないと検出した場合、その受信した応答信号のICチップを認識するとともに、認識したICチップに応答を禁止する信号を送信するステップとを繰返すことを特徴とする。
【0023】
上記の構成によれば、非接触型ICカードなどの複数のICチップと、その読取り/書込み端末との間で、BPSK方式で位相変調された信号を用いて前記読取り/書込みを行う際に実現される信号の認識方法において、初期応答信号に対して、複数のICチップからの応答信号に相互にタイミングにずれがある場合は衝突していると判断することができ、読取り/書込み端末は、前記初期応答信号を再度送信し、これに応答して、各ICチップが相互に異なるタイムスロットで応答信号を返信することで、該読取り/書込み端末は、各ICチップを順次認識してゆくことができる。
【0024】
これに対して、前記初期応答信号に対して、複数のICチップからの応答信号のタイミングが相互に一致している場合は、このBPSK方式の信号では、エネルギの小さい信号が大きい信号にマスクされてしまい、前記衝突とは判定されない。そこで、先ず受信されたエネルギの大きい応答信号のICチップを活性化またはHALT状態などのように応答しないようにする信号を送信し、そのエネルギの大きい応答信号が返信されないようにした後に、再び前記初期応答信号の送信から応答信号の受信および認識…の処理を、応答信号が検出されなくなるまで繰返す。
【0025】
これによって、複数のICチップが読取り/書込み端末の動作磁界内に存在しても、総てのICチップを順次的確に認識してゆき、所望とするICチップから所望とするデータを読取り、または所望とするICチップへ所望とするデータを書込むことができる。
【0026】
また、本発明の非接触式ICカードの端末装置は、前記の認識方法を用いることを特徴とする。
【0027】
上記の構成によれば、非接触式ICカードは、前記BPSK信号を用いて読取り/書込みが行われるICチップがカード内に埋込まれるとともに、該ICチップがカード外周部に埋込まれるアンテナコイルと接続されて構成されるので、本発明を好適に実施することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図1〜図3に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【0029】
図2は、本発明が実施される非接触式のICカード1と、そのリーダライタ装置2との一構成例を示すブロック図である。ICカード1の外周部にはアンテナコイル3が埋込まれており、そのアンテナコイル3に前記リーダライタ装置2からの前記13.56MHzのキャリア波が加えられると、起電力を生じる。この起電力は、コンデンサ4を介して、ICチップモジュール5に電源として供給され、該ICカード1は自動的に活電状態となり、その後、初期応答等の信号のやり取りを開始する。ICチップモジュール5は、必要に応じてデータの書込み/読出しを行い、送信すべきデータに対応して、アンテナコイル3から、前記キャリア波を前記847kHzのサブキャリア波で負荷変調する。
【0030】
リーダライタ装置2では、制御回路6からの信号に応答して、送信回路7がアンテナコイル8から前記キャリア波を発生する。該アンテナコイル8で受信された信号は、受信回路9で復調され、復調されたデータは前記制御回路8に取込まれ、必要に応じて、通信ポート10を介して、ホスト装置等に転送される。
【0031】
図3は、前記受信回路9の一構成例を示すブロック図である。この受信回路9は、大略的に、ローパスフィルタ11と、増幅器12と、コンパレータ13と、復調回路14と、基準電圧を生成する直列抵抗15,16とを備えて構成される。
【0032】
前記受信信号はローパスフィルタ11に与えられ、前記13.56MHzのキャリア波成分が除去され、情報となる前記847kHzのサブキャリア波成分が抽出される。前記サブキャリア波成分は、増幅器12において増幅され、コンパレータ13の一方の入力に入力される。前記コンパレータ13の他方の入力には、電源電圧を前記直列抵抗15,16で分割して発生された基準電圧が与えられており、該コンパレータ13は、前記サブキャリア波成分が基準電圧よりも電位が高ければ「1」、低ければ「0」と判定することで、デジタルデータを得る。
こうして、「0」と「1」とを繰返すデータ列が得られることになる。このデータ列が復調回路14に入力され、180°の位相変調の有無から、データが復調される。
【0033】
図1は、本発明の実施の一形態の複数枚のICカードを認識するための初期応答処理のフローチャートである。この初期応答処理は、前述のタイムスロット方式またはスロットマーカーコマンド方式を採用したリーダライタ装置に実施される。
【0034】
先ず、ステップS11で、リーダライタ装置は、初期応答用のデータ列を送信する。もし、その時点で、リーダライタ装置の動作磁界内にICカードが存在する場合は、ステップS12でICカードからのレスポンスデータ列を受信する。
このレスポンスデータ列の送信手順は、前述のタイムスロット方式またはスロットマーカーコマンド方式によって行われる。リーダライタ装置の動作磁界内にICカードが存在しない場合は、前記レスポンスデータ列は受信されず、前記ステップS11に戻って初期応答用のデータ列を再送信する。
【0035】
レスポンスデータ列を受信すると、リーダライタ装置は、ステップS13で衝突があるかどうか判定し、衝突が発生した場合は、再度ステップS11に戻り、初期応答用のデータ列を送信する。これに対して、衝突が発生しなかった場合には、ステップS14で、個々に識別できたICカードのうち、必要なものは活性化し、不必要なものはHALT状態とするコマンドデータ列を送信する。
【0036】
こうして、前記図4のステップS1〜S4と同様に1通りの認識を終了すると、注目すべきは、本発明では、ステップS15、S16において、再び前記ステップS11,S12と同様に、初期応答用のデータ列を送信し、レスポンスデータ列を受信するか否かを判断することである。前記レスポンスデータ列を受信した場合は前記ステップS13に戻って、衝突があるかどうかを判定し、衝突が発生しなかった場合はステップS14で、新たに識別できたICカードのうち、必要なものは活性化し、不必要なものはHALT状態とするコマンドデータ列を送信する。
【0037】
前記ステップS16において、レスポンスデータ列を受信しなくなると、リーダライタ装置の動作磁界内に、未だ認識されていないICカードは存在しないと判断して認識処理を終了し、ステップS17において、前記ステップS5と同様に、個々のICカードに所望とする動作を行わせるコマンドデータ列を送信する。このような初期応答の処理は、複数枚のICカードを認識しても、数msec程度で終了する。
【0038】
このようにして、前記タイムスロット方式またはスロットマーカーコマンド方式による衝突防止処理とともに、レスポンスデータ列が受信される限り認識を繰返すことで、距離の違い等でレスポンスデータ列を搬送するエネルギが異なっていても、確実に、リーダライタ装置の動作磁界内に存在する複数枚のICカードを認識することができる。よって、本願のように簡単な手順を追加することで、実用性を増大することができる。
【0039】
【発明の効果】
本発明のBPSK信号の認識方法は、以上のように、非接触型ICカードなどの複数のICチップと、その読取り/書込み端末との間で、BPSK方式で位相変調された信号を用いて前記読取り/書込みを行う際に実現される信号の認識方法において、初期応答信号に対して、先に受信されたエネルギの大きい応答信号のICチップを活性化またはHALT状態などのように応答しないようにする信号を送信し、そのエネルギの大きい応答信号が返信されないようにした後に、再び前記初期応答信号の送信から応答信号の受信および認識…の処理を、応答信号が検出されなくなるまで繰返す。
【0040】
それゆえ、複数のICチップが読取り/書込み端末の動作磁界内に存在しても、総てのICチップを順次的確に認識してゆき、所望とするICチップから所望とするデータを読取り、または所望とするICチップへ所望とするデータを書込むことができる。
【0041】
また、本発明の非接触式ICカードの端末装置は、以上のように、前記の認識方法を用いる。
【0042】
それゆえ、本発明が特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の複数枚のICカードを認識するための初期応答処理のフローチャートである。
【図2】本発明が実施される非接触式のICカードと、そのリーダライタ装置との一構成例を示すブロック図である。
【図3】図2で示すリーダライタ装置における受信回路の一構成例を示すブロック図である。
【図4】複数枚のICカードを認識するための従来技術の初期応答処理のフローチャートである。
【図5】BPSK方式での位相変調を説明するための波形図である。
【図6】BPSK方式で等倍速通信の場合のデータを示す波形図である。
【図7】2枚のICカードから全く同時にレスポンスデータ列が返却された場合のキャリア波およびサブキャリア波を示す波形図である。
【図8】2枚のICカードから全く同時にレスポンスデータ列が返却された場合のキャリア波およびサブキャリア波を示す波形図である。
【符号の説明】
1 ICカード
2 リーダライタ装置
3,8 アンテナコイル
5 ICチップモジュール
6 制御回路
7 送信回路
9 受信回路
10 通信ポート
11 ローパスフィルタ
12 増幅器
13 コンパレータ
14 復調回路
15,16 直列抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention recognizes each IC chip at the time of data communication realized between a plurality of IC chips and a read / write terminal using a signal phase-modulated by a BPSK (Binary Phase Shift Keying) method. And a terminal device of a non-contact type IC card using the recognition method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art It has been conventionally performed to embed an IC chip in various objects and perform communication in a non-contact manner, thereby reading information of an embedded object and a person who carries the IC chip. Particularly, the IC chip is embedded in a card and has already been put to practical use as a commuter pass or the like. In the field of such an IC card, a communication method using BPSK modulation is defined in ISO / IEC-14443 as a method for communicating data to a read / write terminal (hereinafter, referred to as a reader / writer device) in a non-contact manner. ing. It should be noted that an IC card referred to as a combination type that can take in an IC card into a reader / writer device and perform writing / reading by contacting terminals, and can perform writing / reading wirelessly without contact. Also, BPSK modulation is used for the non-contact communication.
[0003]
The BPSK modulation modulates a carrier wave transmitted from a reader / writer device by whether or not an IC card applies a load of a subcarrier wave, and the reader / writer device modulates the carrier wave from the modulated carrier wave. Data is demodulated by detecting a point of phase change. In the ISO / IEC-14443, load modulation is performed on a carrier wave having a frequency of 13.56 MHz with a subcarrier wave having a frequency of 847 kHz.
[0004]
In an IC card system configured as described above, for example, a system is used in which one card is used for personal authentication and another card is used for starting an application in the card, and is sent from a reader / writer device. There may be a case where a plurality of
[0005]
According to the standard, when confirming whether or not an IC card exists in the operating magnetic field of the reader / writer device, the reader / writer device transmits a data string for an initial response. When the IC card present in the operating magnetic field receives the data sequence, it transmits a response data sequence to the reader / writer device. As a result, the reader / writer recognizes that the IC card exists in the operating magnetic field, and activates or sets the IC card to the HALT state.
[0006]
The activation means that the IC card can receive a command data string for normal processing. Further, the HALT state is a state in which the IC card is put into a standby state and no response is received even if any command data string is received unless a command for canceling the HALT state is received. Once activated or in the HALT state, the IC card does not transmit the response data sequence even if the data sequence for the initial response is received again.
[0007]
When a plurality of IC cards are present in the operating magnetic field of the reader / writer device, when a data string for an initial response is received, the response data strings are returned from each IC card all at once. Here, if the response data is returned at the same time, a collision occurs, and the reader / writer device cannot recognize the response data of each IC card. Therefore, the following time slot method and slot marker command method are defined as collision prevention means for response data strings transmitted from a plurality of IC cards.
[0008]
The time slot method has the following mechanism. The IC card that has received the data sequence for the initial response generates a random number within the specified number of slots, and returns the response data sequence after a certain period determined according to the random number. Therefore, as long as the generated random numbers do not match among a plurality of IC cards, the response data strings are returned at the same time, and there is no collision and individual IC cards can be recognized. Then, while no collision occurs, each IC card is sequentially activated or set to the HALT state. If a collision occurs, the process of transmitting the data sequence for the initial response again and returning the response data sequence after a certain period determined by the newly generated random number is repeated until the collision does not occur.
[0009]
On the other hand, the slot marker command method has the following mechanism. The IC card that has received the data sequence for the initial response generates a random number within the specified number of slots, as in the time slot method. After that, it receives a slot marker command, waits until the numeric value specified by the slot marker command matches the random number generated in the IC card, and returns a response data string at the matching timing. Thereafter, similarly, the process of activating or setting the IC card that has returned the response data string to the HALT state, transmitting a slot marker command specifying another numerical value, and activating or setting the next IC card to the HALT state is performed. Repeat sequentially.
[0010]
By adopting these procedures, unless the random numbers generated in a plurality of IC cards match, the response data string is returned at the same time, without collision, and individual IC cards can be recognized. it can. If a collision occurs, the data string for the initial response is transmitted again, and this procedure is repeated until the collision does not occur.
[0011]
FIG. 4 is a flowchart showing a conventional procedure of an initial response process for recognizing a plurality of IC cards existing in an operating magnetic field in a reader / writer device adopting the time slot method or the slot marker command method as described above. It is.
First, in step S1, the reader / writer transmits a data string for an initial response. If the IC card is present in the operating magnetic field of the reader / writer device at that time, a response data string is received from the IC card in step S2. The transmission procedure of the response data sequence is performed by the above-described time slot method or slot marker command method. If there is no IC card in the operating magnetic field of the reader / writer device, the response data sequence is not received, and the process returns to step S1 to retransmit the data sequence for the initial response.
[0012]
Upon receiving the response data sequence, the reader / writer determines in step S3 whether or not there is a collision. If a collision occurs, the reader / writer returns to step S1 again and transmits a data sequence for an initial response. On the other hand, if no collision occurs, in step S4, of the individually identified IC cards, a necessary one is activated, and an unnecessary one is transmitted to a HALT state command data string. I do.
[0013]
When the recognition of each IC card is completed in this way, in step S5, a command data string for causing each IC card to perform a desired operation is transmitted. By executing the collision prevention processing in this manner, even when a plurality of IC cards exist in the operating magnetic field of the reader / writer device, collision is avoided, individual IC cards are recognized, and a desired signal is recognized. Exchanges are taking place.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, a collision can be determined when there is a slight time difference in the response data sequence from each IC card, and when subcarriers are sent as a response data sequence at exactly the same time, a collision is not determined, and There is a problem that a subcarrier having a relatively small energy is masked by a subcarrier having a large energy, and only a response data sequence based on the subcarrier having the largest energy is recognized. That is, in the conventional recognition method described above, even if a plurality of IC cards exist in the operating magnetic field of the reader / writer device, there is a possibility that some of the cards cannot be recognized. This will be described in detail below. The energy difference occurs when, for example, the distance between the reader / writer device and each IC card is different.
[0015]
FIGS. 5A and 5B are waveform diagrams for explaining the phase modulation in the BPSK method. FIG. 5A shows a carrier wave, and FIG. 5B shows a subcarrier wave. With respect to the 13.56 MHz carrier wave, load modulation is started from time t0 with a 847 kHz subcarrier wave. Therefore, the period of the subcarrier wave is 16 times the period of the carrier wave, and if the half period is 1 bit, the interval of 1 bit is 8 periods.
[0016]
For example, in the case of 1 × speed communication at 106 kbps, one data is 180 ° out of phase with “10101010101101010” as shown in FIG. 6A, and is “01010101010101101” as shown in FIG. 6B. Are represented by two types of data strings. Whether one data is 0 or 1 is determined by whether the phase change point in FIG. 6 is high or low.
[0017]
Here, two IC cards A and B are considered, and when response data strings having mutually different energies are returned at exactly the same time (equal in phase) from each other, a combined wave received by the reader / writer device is generated. The case of FIG. 7 and FIG. 8 can be considered.
FIGS. 7 and 8 show a carrier wave and a subcarrier wave as a modulated wave which are load-modulated by the IC card A and the IC card B. The components of the obtained subcarrier wave are shown.
[0018]
FIG. 7 shows a case where the values of the data are equal to each other, that is, the phases of the subcarrier waves are equal to each other. The components of the subcarrier wave obtained from the composite wave are amplified. That is, the component of the subcarrier wave has a larger difference in height, and is a response data string having a large energy.
[0019]
On the other hand, FIG. 8 shows a case where the data values are different from each other, that is, the phases of the subcarrier waves are different from each other. The component of the subcarrier wave obtained from the composite wave has a relatively large energy. The component of the subcarrier wave of the IC card A is attenuated to form a response data string having lower energy.
[0020]
In this way, when response data strings are returned from a plurality of IC cards at exactly the same timing in the BPSK method, the subcarriers having relatively small energy are masked by the subcarriers having large energy as described above. As a result, it is understood that only the response data sequence using the subcarrier having the largest energy is recognized.
[0021]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to read / write signals between a plurality of IC chips and a terminal for reading / writing the data by using signals phase-modulated by the BPSK method. And a terminal device of a non-contact type IC card using the BPSK signal recognition method capable of accurately recognizing the BPSK signal.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The method of recognizing a BPSK signal according to the present invention includes the steps of: performing a read / write operation between a plurality of IC chips and a data read / write terminal using a signal modulated in phase by the BPSK method; A method for recognizing a BPSK signal performed on a side of a read / write terminal, the method comprising: transmitting an initial response signal from the read / write terminal; and receiving a response signal transmitted from an IC chip having received the initial response signal. Detecting whether or not the response signals from the plurality of IC chips have collided; and, if detecting that the response signals have not collided, recognizing and recognizing the IC chip of the received response signal. And transmitting a signal prohibiting a response to the IC chip.
[0023]
According to the above configuration, when the read / write is performed between a plurality of IC chips such as a non-contact type IC card and the read / write terminal using a signal modulated in phase by the BPSK method. In the signal recognition method to be performed, when the response signals from the plurality of IC chips are different from each other in timing with respect to the initial response signal, it is possible to determine that the collision occurs, and the read / write terminal performs The read / write terminal sequentially recognizes each IC chip by transmitting the initial response signal again, and in response to this, each IC chip returns a response signal in a mutually different time slot. Can be.
[0024]
On the other hand, when the timings of response signals from a plurality of IC chips coincide with each other with respect to the initial response signal, a signal having a small energy is masked by a signal having a large energy in this BPSK signal. Therefore, the collision is not determined. Therefore, first, a signal for preventing the response of the IC chip of the received response signal having a large energy is activated or the HALT state is not transmitted, and the response signal having the large energy is not returned. The process from transmission of the initial response signal to reception and recognition of the response signal is repeated until no response signal is detected.
[0025]
Thereby, even if a plurality of IC chips exist in the operating magnetic field of the read / write terminal, all the IC chips are sequentially and accurately recognized, and desired data is read from desired IC chips, or Desired data can be written to a desired IC chip.
[0026]
Further, a non-contact type IC card terminal device according to the present invention uses the above-described recognition method.
[0027]
According to the above configuration, the contactless IC card has an antenna coil in which an IC chip to be read / written by using the BPSK signal is embedded in the card and the IC chip is embedded in the outer peripheral portion of the card. Therefore, the present invention can be suitably implemented.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0029]
FIG. 2 is a block diagram showing one configuration example of a non-contact
[0030]
In the reader /
[0031]
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the receiving circuit 9. The receiving circuit 9 includes a low-
[0032]
The received signal is supplied to a low-
Thus, a data string in which "0" and "1" are repeated is obtained. This data sequence is input to the
[0033]
FIG. 1 is a flowchart of an initial response process for recognizing a plurality of IC cards according to an embodiment of the present invention. This initial response process is performed in a reader / writer device that employs the above-described time slot method or slot marker command method.
[0034]
First, in step S11, the reader / writer transmits a data string for an initial response. If an IC card is present in the operating magnetic field of the reader / writer device at that time, a response data string is received from the IC card in step S12.
The transmission procedure of this response data sequence is performed by the above-described time slot method or slot marker command method. If there is no IC card in the operating magnetic field of the reader / writer device, the response data sequence is not received, and the process returns to step S11 to retransmit the data sequence for the initial response.
[0035]
Upon receiving the response data string, the reader / writer determines in step S13 whether or not there is a collision. If a collision occurs, the reader / writer returns to step S11 again and transmits a data string for an initial response. On the other hand, if no collision occurs, in step S14, among the individually identified IC cards, a necessary one is activated, and an unnecessary one is sent to the HALT state. I do.
[0036]
When one type of recognition is completed in the same manner as in steps S1 to S4 in FIG. 4, it should be noted that, in the present invention, in steps S15 and S16, the initial response It is to determine whether to transmit a data sequence and receive a response data sequence. If the response data string has been received, the process returns to step S13 to determine whether or not a collision has occurred. If no collision has occurred, the process returns to step S14, where necessary ones of the newly identified IC cards are used. Is activated, and unnecessary ones are sent to the HALT state.
[0037]
If the response data string is not received in step S16, it is determined that there is no IC card that has not yet been recognized in the operating magnetic field of the reader / writer device, and the recognition process is terminated. In the same manner as described above, a command data string for causing each IC card to perform a desired operation is transmitted. Such an initial response process ends in about several msec even if a plurality of IC cards are recognized.
[0038]
In this way, by repeating the recognition as long as the response data string is received, together with the collision prevention processing by the time slot method or the slot marker command method, the energy for carrying the response data string is different due to a difference in distance or the like. Also, it is possible to reliably recognize a plurality of IC cards present in the operating magnetic field of the reader / writer device. Therefore, the practicality can be increased by adding a simple procedure as in the present application.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, the method of recognizing a BPSK signal according to the present invention uses the signal BPSK-modulated between a plurality of IC chips such as a non-contact type IC card and a read / write terminal thereof. In a signal recognition method realized at the time of reading / writing, in response to an initial response signal, an IC chip of a previously received response signal having a large energy is not activated or responded as in a HALT state. After the transmission of the initial response signal, the process of receiving and recognizing the response signal from the transmission of the initial response signal is repeated until the response signal is no longer detected.
[0040]
Therefore, even if a plurality of IC chips are present in the operating magnetic field of the read / write terminal, all the IC chips are sequentially and accurately recognized, and desired data is read from desired IC chips, or Desired data can be written to a desired IC chip.
[0041]
Further, the terminal device of the non-contact type IC card of the present invention uses the above-described recognition method as described above.
[0042]
Therefore, the present invention is particularly suitable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of an initial response process for recognizing a plurality of IC cards according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a non-contact type IC card in which the present invention is implemented and a reader / writer device thereof.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a receiving circuit in the reader / writer device illustrated in FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart of a conventional initial response process for recognizing a plurality of IC cards.
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining phase modulation in the BPSK method.
FIG. 6 is a waveform diagram showing data in the case of 1 × speed communication in the BPSK method.
FIG. 7 is a waveform diagram showing a carrier wave and a subcarrier wave when response data strings are returned from two IC cards at exactly the same time.
FIG. 8 is a waveform diagram showing a carrier wave and a subcarrier wave when a response data string is returned from two IC cards at exactly the same time.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記読取り/書込み端末から初期応答信号を発信するステップと、
前記初期応答信号を受信したICチップから発信される応答信号を受信するステップと、
前記複数のICチップからの応答信号が衝突しているか否かを検出するステップと、
前記応答信号が衝突していないと検出した場合、その受信した応答信号のICチップを認識するとともに、認識したICチップに応答を禁止する信号を送信するステップとを繰返すことを特徴とするBPSK信号の認識方法。A BPSK signal that is executed on the read / write terminal side when the read / write is performed between a plurality of IC chips and a data read / write terminal using a signal that is phase-modulated by the BPSK method. In the recognition method of
Issuing an initial response signal from the read / write terminal;
Receiving a response signal transmitted from the IC chip that has received the initial response signal;
Detecting whether or not the response signals from the plurality of IC chips collide;
A step of recognizing an IC chip of the received response signal and transmitting a signal prohibiting a response to the recognized IC chip when the response signal is detected as not colliding. Recognition method.
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