JP4673407B2 - 通信デバイス用回路及び送信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信デバイス用回路に関する。

本発明は、更に前述の回路を備える通信デバイスに関する。

本発明は、更に送信データ信号の送信を制御する方法に関する。

前述の通信デバイスは、前述の回路を備え、前記の送信データ信号の送信を制御する方法を遂行することができるものであり、国際規格のＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２に関連して既知である。この既知の通信デバイスは、送信手段を成す通信コイルを備えている。通信コイルは、通信デバイス用回路に接続される。通信コイルは、非接触通信の間、別のデバイスの対応する通信コイルと誘導結合を確立するように設計されている。既知の通信デバイスは、前記規格に従って送信データ信号を前記別のデバイスに送信するように設計されている。 この別のデバイスは、同一設計の通信デバイスとするか、又は国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３又はＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３に準拠する、いわゆるデータキャリアとすることができる。既知の通信デバイスは、前記規格に従って前記別のデバイスから受信データ信号を受信するようにも設計されている。 前記送信データ信号と前記受信データ信号の妥当性は、いわゆる衝突防止プロトコルによって保証される。衝突防止プロトコルは、通信に関わる全てのデバイスでのそのプロトコルの実行の後に、僅か１つの別のデバイスだけが当該通信デバイスとの非接触通信用に選択されるようにする。

既知の通信デバイスは、例えば、いわゆる“スパイ”のデバイスを非接触通信に関わるデバイスのうちの１つに近づけて、送信データ信号及び／又は受信データ信号のシーケンス又は内容を観察するか、又は解析することによって、選択されたデバイス間での送信データ信号と受信データ信号のやり取りを比較的容易に観測することができるという問題を呈する。このことは、基本的にいわゆる“中間者”のアタックを許すことになり、このアタックによって、例えば、不正行為の目的のために２つの合法的デバイスのうちの一方の役割を代わりに行うことができる。このような状況において、合法的デバイスと対照して、中間者がアタックするスパイのデバイスは、“非合法”的デバイスである。

本発明の目的は、上述した欠点を取り除いた、前述したタイプの回路、前述したタイプの通信デバイス、及び前述したタイプの方法を提供することにある。

上述した目的を達成するために、本発明による特徴事項を、本発明による回路で提供され、この本発明による回路は、以下のように特徴付けることができる。

即ち、通信デバイス用の回路であって、当該通信デバイスは、別のデバイスと通信するために設けた送信手段を備え、当該回路は、送信機、受信機及び制御手段を備え、前記送信機は、送信データを受信し、且つ前記送信手段と協働し、前記送信データを表す送信データ信号を前記送信手段に送出するように設計され、前記受信機は、前記送信手段と協働し、前記送信手段から受信データ信号を受信して、前記受信データ信号を表す受信データを供給するように設計され、前記制御手段は、前記受信機による前記受信データ信号の受信と同時に、前記送信データ信号を送出するために前記送信機を制御するように設計されている。

上述した目的を達成するために、本発明による特徴事項は、本発明による通信デバイスで提供され、この本発明による通信デバイスは、本発明による回路を備えるようにする。

上述した目的を達成するために、本発明による特徴事項を、本発明による方法で提供され、この本発明による方法は、以下のように特徴付けることができる。

即ち、送信データ信号の送信を制御する方法であって、本方法は、別のデバイスからの受信データ信号を受信して、前記受信データ信号を表す受信データを供給するステップと、受信データ信号の受信と同時に、送信データを表す送信データ信号を送信するステップとを含む。

本発明による特徴事項によって得られる利点は、通信デバイスが、別のデバイスとの同時双方向通信を行うことが初めて可能になる瞬時に、僅か１つの選択されたデバイスだけが送信データ信号を送信できるように作成されている過去の全ての既存の仕様及び措置とは異なり、当該双方向通信において、送信データ信号は、受信データ信号を受信するのと同時に送信することにある。このタイプの双方向同時通信の他の利点は、第３のデバイス、例えば、スパイのデバイスにとって、通信デバイスによって別のデバイスに送信された送信データ信号、又は別のデバイスから受信した受信データ信号を解析するのが比較的厄介なものになるか、又は不可能にさえなることにある。このような解析によって得られる結果は、スパイのデバイスによって捕らえられたデータ信号は、明らかに区別できるデータ信号ユニットを含むだけではなく、従来の仕様による、いわゆる衝突を表すことになるデータ信号ユニットを重畳したものも含むので、比較的不正確なものとなり、従って従来の仕様によって排斥されなければならない。

本発明による幾つかの解決策の利点は、変調キャリア信号の信号パラメータをランダムなスキーム又は所定のスキームに従って変更することができることにあり、これにより、スパイのデバイスにとって、衝突を呈したデータ信号ユニットが正規のどのデバイスから送信されたのかを区別することを一層困難にする。

本発明による他の解決策の利点は、一方では送信データ信号から、他方では受信データ信号から由来するデータ信号ユニットの信号パラメータの差分を計算することができ、その差分に応じて、送信データ信号のパラメータを適合させて、送信データ信号の信号パラメータと受信データ信号の信号パラメータの差を最小にするか、又は送信データ信号及び受信データ信号に対する信号パラメータを等しくすることもできることにある。この解決策は、どこから個々のデータ信号ユニットが送出されているのかスパイのデバイスが識別する試みを一層困難、且つ複雑にするか、又は不可能にさえする。

本発明による更に他の解決策による利点は、少なくとも１つの乱数又は少なくとも１つの固有の識別番号などを、通信デバイスと別のデバイスとの間で、このような乱数又は固有の識別番号が完全に探り出される心配がなく、交換することができるか、或いは、このような乱数又は固有の識別番号が、どの合法デバイスから送信されたのかを探り出すのが極めて困難であるか、又は不可能にさえなるということにある。このような乱数又は固有の識別番号は、例えば、通信デバイスと、通信に参加するのを除くべきスパイのデバイスではなく、通信を切望する別のデバイスである合法的通信パートナとの間の通信に、暗号化を適用することに基づくものことができる。他方では、送信データ信号を送信する通信デバイスは、当然、データ信号ユニットの前記衝突を反映する受信データ信号を受信しているが、適切値をこのようなデータ信号ユニットの１つに関連づけることに全く問題がない。なぜなら、通信デバイスは、自身によって送信したどのデータ信号ユニットが、前記データ信号ユニットに対して衝突を生じさせたものであるかを、このようなデータ信号ユニットの各々について分かるためである。

図１は、いわゆる近距離無線通信（ＮＦＣ）デバイス１を実現する通信デバイスを示している。ＮＦＣデバイス１は、国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２（ＮＦＣ）に従って通信するように設計されている。通信デバイス１は、図１に示されていない別のＮＦＣデバイスと通信するように設計して設けた送信手段２を備えている。送信手段２は、整合ネットワーク及び並列コンデンサにも接続される通信コイルによって実現され、整合ネットワーク及び並列コンデンサは、従来技術で知られているので図示していない。通信コイルは、別のＮＦＣデバイスの対応するコイルと誘導結合するように設ける。これに関連して、別の実施例では、非接触通信目的のために容量結合を実現することもできると云える。しかしながら、ステーションの送信手段２にアンテナも含めることができ、例えばモノポール又はマルチポールアンテナが考えられる。

ＮＦＣデバイス1は、更に送信手段２に接続される集積回路３も備えている。 集積回路３は、送信機４、受信機５、信号パラメータ決定手段６及び制御手段７を備えている。制御手段７は、送信機４、受信機５及び信号パラメータ決定手段６に結合されている。

制御手段７は、送信データＴＤを送信機４に送出するとともに、受信機５から受信データＲＤを受信するように設計されている。送信データＴＤのデータユニットは、１ビットであり、論理１（即ち、“１”）か、又は論理０（“０”）のいずれかである第１の数値を表す。受信データＲＤのデータユニットも、１ビットであり、論理１か、又は論理０のいずれかである第２の数値を表す。

送信機４は、送信データＴＤを受信し、送信手段２と協働し、送信データＴＤを表す送信データ信号ＴＤＳを送信手段２に送出するように設計されている。送信機４は、送信データ信号ＴＤＳを生成して送出するために、キャリア信号を生成し、そのキャリア信号からサブキャリア信号を導出するように設計されている。送信機は、変調キャリア信号を生成するために、図２に示すマンチェスタ符号化スキームに従って、前記データユニットを表すサブキャリア信号を符号化するように設計されている。図２に示した信号チャートは、符号化したサブキャリア信号の４つの信号部分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を有し、この符号化サブキャリア信号は、２進値“００１１”を有する４ビットを表す送信データ信号ＴＤＳと、２進値“０１０１”を有する４ビットを表す非妨害形態の受信データ信号ＲＤＳとを表している。受信データ信号ＲＤＳの表現は、第１の信号部分Ｓ１の期間と第３の信号部分Ｓ３の期間中は、論理０を表す１ビットのサブキャリア符号化を示し、信号部分Ｓ２及びＳ４は、論理１を表す１ビットのサブキャリア符号化を示す。送信データ信号ＴＤＳの表現は、第１の信号部分Ｓ１の期間中と第２の信号部分Ｓ２の期間中は、論理０を表す１ビットのサブキャリア符号化を示し、信号部分Ｓ３及びＳ４は、論理１を表す１ビットのサブキャリア符号化を示す。図１に示した送信機４は、更に、符号化したサブキャリア信号をキャリア信号に与えて、キャリア信号を送信データに応じて振幅変調するようにも設計されている。簡単化のために、受信データ信号ＲＤＳ及び送信データ信号ＴＤＳに対する符号化サブキャリアを図２では、同一の振幅レベルを有するように示してある。従来技術における現実的な通信方式では、通常、このようにはならない。

送信機４は、更に、信号パラメータ制御信号ＳＰＣＳを受信し、且つ送信データＴＤに依存するとともに、信号パラメータ制御信号ＳＰＣＳにも依存する、変調キャリア信号を生成するようにも設計するのが有利である。この場合に、制御するべき信号パラメータは、送信データ信号ＴＤＳの信号レベルであり、この信号レベルは、サブキャリア信号の信号レベルで決定される。従って、送信機４は、送信データ信号ＴＤＳを生じさせるサブキャリア信号の信号振幅を変えるように設計する。これにより、送信データ信号ＴＤＳのパワー・スペクトラムにおいて、キャリア信号のキャリア信号ピークが、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数の位置に存在し、２つの別のピーク、即ち２つのサブキャリア信号ピークが、８４８ｋＨｚのサブキャリア周波数に従って、例えば（１３．５６ＭＨｚ＋８４８ｋＨｚ）及び（１３．５６ＭＨｚ−８４８ｋＨｚ）の位置に存在するようにする。そこでは、サブキャリアピークのサイズ（高さ）は、信号パラメータ制御信号ＳＰＣＳに依存して可変である。これに関連し、信号レベルの制御に加えて、必要であればキャリア信号の位相及び／又は周波数も制御するのに信号パラメータ制御信号ＳＰＣＳを利用することもできることを言及しておく。しかしながら、この場合には、位相及び周波数の制御が必要とされないものとする。信号の振幅、周波数又は位相を変更又は変化させる手段は、当業者に知られているので、詳細には説明しない。

受信機５は、送信手段２と協働し、送信手段２から受信データ信号ＲＤＳを受信し、受信データ信号ＲＤＳを表す受信データＲＤを供給するように設計されている。

制御手段は、更に、受信機５による受信データ信号の受信と同時に、送信データ信号ＴＤＳを送出する送信機４を制御するようにも設計するのが有利である。本実施例において、別のデバイスとの同時双方向通信は、或るコマンド（例えば、通信する別のデバイスに、シリアル数をＮＦＣデバイスに戻すように要求する要求コマンド）を、当該別のデバイスに送ることによって開始する。別のデバイスの応答動作は、上述の国際規格によって規定されているということからして、制御手段７は、前記国際規格で規定されるように応答データ信号ＲＤＳを受信するのに適切なタイミングに従って、要求コマンドに続いて送信データＴＤを送出する。しかしながら、送信データＴＤをバッファリングするための送信データバッファを有するように構成し、制御手段７によって、送信トリガ信号を送信機４に供給するように実現することもできる。この場合、制御手段７は、送信データバッファから送信データＴＤを取り出すように送信機４をトリガし、受信データ信号ＲＤＳの受信と同期して、送信トリガ信号によってクロックされた対応する送信データ信号ＴＤＳを送出させるようにする。

本実施例では、受信データ信号ＲＤＳは、負荷変調のキャリア信号を表し、このキャリア信号の負荷変調は、ＮＦＣデバイス１との非接触通信の間に、別のデバイスによって行われる。受信データ信号ＲＤＳは、送信機４及び送信手段２も接続される集積回路３の或る回路点にタップされる。上述の国際規格によれば、受信機５は、受信データ信号ＲＤＳによって表される衝突信号ＣＳを検出するように設計されており、衝突信号ＣＳは、受信データ信号ＲＤＳが２つの異なる数値、本例では、論理０と論理１を表している旨を指示し、ここに、２つの数値のうちの第１の数値（例えば、１ビット）は、送出された送信データ信号ＴＤＳによって表され、２つの数値のうちの第２の数値（例えば、１ビット）は、別のデバイスから由来する。衝突信号ＣＳのこのような１ビット指向の検出は、例えば、国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３（衝突防止スキーム）に準拠する従来技術の無線周波数値識別（ＲＦＩＤ）デバイスから基本的に既知であるが、一群の無線識別デバイスから１つの特定の無線周波デバイスを選択することに関して、いわゆるタグ、ラベルなどを利用することもできる。図３は、図２の信号部分Ｓ１〜Ｓ４の重ね合わせを示している。従って、第１の信号部分Ｓ１と第４の信号部分Ｓ４とによって、論理値０を有するビットを識別することができ、第２の信号部分Ｓ２と第３の信号部分Ｓ３は衝突信号ＣＳを示して、２つの信号部分Ｓ２及びＳ３の場合、何らかの別の知識又は仮定なくしては、これらの信号部分によって表される論理値０、又は１を規定することはできない。第２の信号部分Ｓ２の第１半部と、第２の信号部分Ｓ２の第２半部における振幅（信号レベル）は、適切な信号パラメータ制御信号ＳＰＣＳを送信機４に供給するような対策を何ら講じることなく、相違させることができると云え、これについては、以下明らかにしていく。

図１に示す受信機５は、送信データＴＤを受信し、この送信データＴＤによって表される既知の第１の数値（例えば、図２に示す２番目の信号部分Ｓ２における論理０）に基づいて、別のデバイスから由来する第２の数値（例えば、図２に示す２番目の信号部分Ｓ２における論理１）を導出し、この導出した第２の数値を表す受信データＲＤを制御手段７に送出するように設計するのが有利である。従って、検出衝突信号ＣＳは、従来技術で知られているように、データ信号の受信又は送信を何ら妨げることはない。むしろ、前記検出衝突信号は、送信データＴＤに依存して、受信データＲＤの決定をトリガするように用いることができる。

信号パラメータ決定手段６は、送信機４、受信機５及び送信手段２を接続する回路点にも接続される。これにより、基本的にそれぞれの単一信号をタッピングすることができ、この単一の信号は、受信データ信号ＲＤＳとは独立した送信データ信号ＴＤＳ、又は送信データ信号ＴＤＳとは独立した受信データ信号ＲＤＳ、又は送信データ信号ＴＤＳ及び受信データ信号ＲＤＳの信号組み合わせ（重ね合わせ）である。信号パラメータ決定手段６は、送信データ信号ＴＤＳを受信し、送信データ信号ＴＤＳの少なくとも１つの送信信号パラメータを決定するように設計されている。 本実施例では、送信信号パラメータは、前記送信データ信号ＴＤＳの信号レベルとして規定する。更に、別の例では、送信信号パラメータは、前記送信データ信号ＴＤＳの周波数及び／又は位相とすることもできる。信号パラメータ決定手段６は、送信データ信号ＴＤＳの信号レベルを表す第１のパラメータ表現信号Ｒ１を生成して、送出するように設計されている。信号パラメータ決定手段６は、受信データ信号ＲＤＳを受信し、この受信データ信号ＲＤＳの少なくとも１つの受信信号パラメータを決定するようにも設計されている。本実施例では、受信信号パラメータは、前記受信データ信号ＲＤＳの信号レベルとして規定する。更に、別の例では、受信信号パラメータは、前記受信データ信号ＲＤＳの周波数及び／又は位相とすることもできる。信号パラメータ決定手段６は、受信データ信号ＲＤＳの信号レベルを表す第２のパラメータ表現信号Ｒ２を生成して、送出するようにも設計されている。別の例では、第１のパラメータ表現信号Ｒ１及び第２のパラメータ表現信号Ｒ２が、それぞれのデータ信号ＴＤＳ又はＲＤＳの位相又は周波数の表現も含むようにすることができる。

制御手段７は、更に、第１のパラメータ表現信号Ｒ１及び第２のパラメータ表現信号Ｒ２を信号パラメータ決定手段６から受信し、２つのパラメータ表現信号Ｒ１及びＲ２によって表される信号パラメータの差分を決定するようにも設計されている。前述したように、送信データ信号ＴＤＳの信号レベルと受信データ信号ＲＤＳの信号レベルとの差分のみならず、２つのデータ信号ＴＤＳ及びＲＤＳの周波数及び／又は位相の差分も、別の例では考えることができる。制御手段７は、更に、前記パラメータ表現信号Ｒ１及びＲ２に依存して（信号レベルの決定した差分に基づくことを意味する）、信号レベルの決定した差分を最小にするために信号パラメータ制御信号ＳＰＣＳを送信機４に送出するように設計する。別の例によれば、信号パラメータ制御信号ＳＰＣＳは、他の決定したパラメータの差を低減させるのに利用することもできる。

これらの措置は、送信データ信号ＴＤＳ及び受信データ信号ＲＤＳの信号レベル、又はより正確には、送信データ信号ＴＤＳ及び受信データ信号ＲＤＳの側波帯パワー・スペクトラムピークを同じ高さにするという利点を呈する。従って、第三者（例えば、スパイのデバイス）にとっては、どのデバイスが送信データ信号ＴＤＳと受信データ信号ＲＤＳとの重ね合わせのどの部分を送出していたかを確定して、各信号部分の論理的なデータ信号の内容を取り出すのが、困難となるか、又は不可能にさえなる。

前述した例では、データユニットを常に１ビットで表すものとし、説明したそれぞれの信号は、この制限を反映したものであるが、例えば直交振幅変調（ＱＡＭ）に用いられるような２ビット以上を表す信号も知られているので、本発明の範囲は、前述したような例に限定されるものではないと云うことができる。ＱＡＭの場合には、３つ以上の数値を単一の信号部分によって表し、衝突信号を引き起こした２つの数値のうちの１つについての知識を持つことにより、衝突信号ＣＳを、本発明の範囲内で扱うことができる。

集積回路３は、集積回路として説明しているが、個別回路としてみなすこともできる。

前述した説明では、通信デバイス及び別のデバイスは、同一構成のＮＦＣデバイスとして説明した。しかしながら、他のデバイスが、本発明による更なる措置を何ら実装させることなく、それ故、例えば固有シリアル数の送出と同時に通信される送信データ信号ＴＤＳを簡単に無視するような、要求しているＮＦＣデバイスの要求コマンドに対して応答するように設計されている無線周波数識別子（ＲＦＩＤ）のデバイスであるときにも、ＮＦＣデバイス１は、本発明を十分に実現することもできる。更に、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に準拠するＲＦＩＤ方式のいわゆるリーダステーションにおいて、本発明による措置を実現することができることも言及しておく。

以下、通信デバイスの動作について説明する。従って、ＮＦＣデバイス1は、セキュリティ機密データが格納されているパーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）に組み込むものとする。別のデバイスは、ＮＦＣデバイス1と同一のタイプ及び構造のもので、携帯電話（図示せず）に組み込まれるものとする。また、ＮＦＣデバイス1と別のデバイスによって、セキュリティ機密データを交換できる、安全な非接触通信が確立されるものとする。安全な非接触通信を確立するためには、２つのデバイスを、互いに近接配置する。ＮＦＣ規格に従って、２つのＮＦＣデバイス1のうちの一方は、ＰＣに組み込まれ、イニシアチブを取ってマスターのＮＦＣデバイス１として動作し、他方の携帯電話に組み込まれる別のデバイスは、スレーブのＮＦＣデバイス１’（図示せず）として動作するものとする。このような役割規定によって、マスターのＮＦＣデバイス1は、安全な通信要求コマンドを送出することによって通信を開始し、交換すべきデータを暗号化するのに利用した固有のシリアル数を、マスターのＮＦＣデバイス1に通信して戻すようにスレーブのＮＦＣデバイス1’に要求する。

通信要求コマンドは、国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２における所定の従来技術の規定に従って送出され、これは、１００％の変調スキームを適用することによってキャリア信号を振幅変調することを意味する。（マスターの）ＮＦＣデバイス１は、通信要求コマンドの送信に続いて、１つの別のＮＦＣデバイス１’だけが、その後の通信に関わるようにしなければならない。このようにするために、従来の衝突防止プロシージャは、２つのＮＦＣデバイス１と１’だけしか通信に関与しないようにしている。しかしながら、本実施例では、衝突防止プロシージャの間に衝突を検出していた旨を示す問題指示信号を生成するようにし、デバイスを操作するユーザは、衝突の原因かもしれない他のデバイスの配置又は位置を変更するように警告されることになる。如何にして問題指示信号を利用できるようにするかに関する詳細は、本発明の要旨には関係がないので、更なる説明はしない。

衝突防止プロシージャの１つの欠点は、デバイスがデータ信号の送出の意味で、積極的にその役割を果たさないようにすることだけはできるが、その後の通信のために衝突防止プロシージャの間に選択されていた２つのＮＦＣデバイス１と１’との間の通信を他のデバイスが聞けないようにすることができないことにある。そこで、、第三者のデバイス（いわゆるスパイのデバイス）が探り出すことができないように固有識別子数を交換することによって、２つの“合法的”に選択されたＮＦＣデバイス１及び１’間の非接触通信を安全にするために、ＰＣに組み込まれるＮＦＣデバイス１によって送信データ信号ＴＤＳの送信を制御する方法を適用するが、この方法は、国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２によって規定されるプロトコルから外れるものである。

本発明の包括的なルールとして、本方法は、（別の）スレーブＮＦＣデバイス1'から受信データ信号ＲＤＳを受信するステップと、受信機５によって、受信データ信号ＲＤＳを表す受信データＲＤを供給するステップとを含み、受信データ信号ＲＤＳの受信と同時に、送信データＴＤを表す送信データ信号ＴＤＳを送信機４によって送信する。本方法において適用する変調スキームは、典型的にマスターのＮＦＣデバイス１からスレーブのＮＦＣデバイス１’への通信用に適用される１００％の変調スキームとは明らかに異なる。本方法において、適用する変調スキームは、受動通信デバイス用に前記規格で規定されている変調スキームであり、これは、１００％未満の変調深度が与えられるキャリア信号の負荷変調を意味する。

データ信号ＴＤＳ及びＲＤＳの起源をスパイのデバイスに見えないようにするために、本方法は、送信データ信号ＴＤＳの側波帯のパワー・スペクトラムを受信データ信号ＲＤＳの側波帯のパワー・スペクトラムに調整し得るようにする。従って、スレーブのＮＦＣデバイス１’は論理１を表す受信データ信号を送信するが、マスターのＮＦＣデバイス１は、受信データ信号ＲＤＳの受信と同時に、図４に示すように、論理０を表す送信データ信号ＴＤＳを送信する。この論理０及び１の同時交換は、図４に示すように、信号部分Ｓ５〜Ｓ９によって、５回の回数を繰り返す。しかしながら、受信の回数は、前述した２つのパワー・スペクトラムの同一性の回数であり、達成結果に応じて変化し得る。

この結果を達成するために、本方法は、送信機４によって送信データＴＤ（論理０）に依存し、且つ信号パラメータ制御信号ＳＰＳＣに依存して、キャリア信号を変調することによって変調キャリア信号を生成し、変調キャリア信号の信号レベルを信号パラメータ制御信号ＳＰＣＳによって決定するようにするステップと、変調キャリア信号を送信データ信号ＴＤＳとして送出するステップとを含む。図４の信号部分Ｓ５によれば、予め設定した初期の信号レベルを表す信号パラメータ制御信号ＳＰＳＣは、送信機４に供給される。従って、受信データ信号ＲＤＳ及び送信データ信号ＴＤＳのサブキャリアの信号レベルは、全く異なる。これらのデータ信号ＲＤＳ及びＴＤＳの重ね合わせは、図５の信号部分Ｓ５に示してある。信号部分Ｓ５の間に、この信号部分Ｓ５の第１半部に対する側波帯のパワー・スペクトラムは、信号部分Ｓ５の第２半部に対する側波帯のパワー・スペクトラムとは明らかに異なったものとなる。

２つのパワー・スペクトラムを互いに整合させるために、本方法は、図５に示す信号部分Ｓ５〜Ｓ９の第１半部の各々に対して、信号パラメータ決定手段６によって送信データ信号ＴＤＳの信号レベルを決定するステップと、送信信号レベルを表す第１のパラメータ表現信号Ｒ１を送出するステップとを含む。本方法は、更に、図５に示す信号部分Ｓ５〜Ｓ９の第２半部の各々に対して、信号パラメータ決定手段６によって受信データ信号ＲＤＳの受信信号レベルを決定するステップと、受信信号レベルを表す第２のパラメータ表現信号Ｒ２を送出するステップとを含む。本方法は、更に、信号部分（ｎ）に対する前記パラメータ表現信号Ｒ１及びＲ２に依存して、後続する信号部分（ｎ＋１）に対する前記信号パラメータ制御信号ＳＰＣＳを送出し、信号部分（ｎ＋１）の決定した受信信号レベルと信号部分（ｎ＋１）の受信信号レベルに対応する送信信号レベルとの差分を低減させるステップを含む。しかしながら、当該差分をより速く、又は直ちに低減させることに通じる解析的な措置を講じることも考えられる。

以下の説明では、マスターＮＦＣデバイス１とスレーブＮＦＣデバイス１’との間の距離は、それらを互いに接近した安定位置に配置されている時には、変化しないものと想定した。従って、送信信号レベルを受信信号レベルに更に調整する必要はない。 このような安定配置を有していないのであれば、最初の信号レベルの整合を確立した後に信号レベルを動的に監視することが必要であり、送信データ信号ＴＤＳを生じさせるサブキャリアの信号レベルを、初期の信号レベルの整合に続いて、データ信号の交換中にも動的に調整しなければならないという要件を招くことになる。そこで、衝突信号ＣＳを表す信号部分の間に信号レベルを決定することに基づいて動的な調整を行うことができるようにする。

受信データ信号ＲＤＳ及び送信データ信号ＴＤＳのパワー・スペクトラムを互いに調整した後、スレーブＮＦＣデバイス１’の固有識別番号をビット単位で受信すると同時に、マスターＮＦＣデバイス１の固有識別番号をビット単位でスレーブＮＦＣデバイス１’に送信する。マスターＮＦＣデバイス１の固有識別番号は、送信データＴＤによって表される。マスターＮＦＣデバイス１及びスレーブＮＦＣデバイス１’の固有識別番号の対応するビットが同一の論理値を表す場合に、送信機４で発生される送信データ信号ＴＤＳと受信機５によって受信される受信データ信号ＲＤＳとの重ね合わせを、表現される論理値が０である場合は図３の信号部分Ｓ１に示し、表現される論理値が１である場合を図３の信号部分Ｓ４に示している。双方の場合に、マスターＮＦＣデバイス１及びスレーブＮＦＣデバイス１'は、間違うことなく論理値を決定することができるだけでなく、スパイデバイスも、マスターＮＦＣデバイス１及びスレーブＮＦＣデバイス１'の双方が同一の論理値を通信したと判断することができる。これは、マスターＮＦＣデバイス１及びスレーブＮＦＣデバイス１'の固有識別番号の対応するビットが異なる論理値を表す状況の場合ではない。異なる論理値を表す状況における、受信機５によって受信した送信データ信号ＴＤＳ及び受信データ信号ＲＤＳの重ね合わせを、図３の信号部分Ｓ２及び信号部分Ｓ３に示している。このように送信信号レベル及び受信信号レベルが適切に整合している場合には、スパイのデバイスは、どのデバイスがどの論理値を送ったかを確定することが比較的厄介であるか、又は不可能になりさえする。

妥当な受信データを供給するために、本方法は、図２及び図３の対応する信号部分Ｓ２及びＳ３に示す状況の場合に、受信データ信号ＲＤＳによって表される衝突信号ＣＳを検出するステップを含む。本方法は、更に、マスターＮＦＣデバイス１から由来する数値の対応する（同期）ビットの既知の値に基づいて、スレーブＮＦＣデバイス１’から由来する数値のビットの値を導出するステップを含む。この場合、送信データ信号ＴＤＳによって表される第１の２進値は、送信データ信号ＴＤＳによって表される２進値と重ね合わせをしない、受信データ信号ＲＤＳによって表される第２の２進値の２進補数である。 従って、受信データＲＤは、衝突信号を生じさせた送信データＴＤの２進値の２進補数を表す。

一例として、マスターＮＦＣデバイス１の固有識別番号が、２進符号化の“１１００ ０１０１”を表す１６進符号化の“ｃ５”である場合を想定することができる。スレーブＮＦＣデバイス１’の固有識別番号は、２進符号化の“０１１１ ００１１”を表す１６進符号化の“７３”とする。上述した説明によれば、２つの合法的ＮＦＣデバイス１は、上述した本方法によって、固有識別番号を交換して、ビット位置０，２，３，５及び６について通信中に生じる衝突信号ＣＳを解析（解読）する。他方では、スパイデバイスは、２進符号化の数値“ｘ１ｘｘ ０ｘｘ１”のみを理解するだけである。ここで、記号“ｘ”は、スパイデバイスが、どのデバイスが論理０又は論理１を送っていたかを区別することができない衝突信号を示す。この例によれば、スパイデバイスは、固有識別番号の約５０％を検出することができるが、その数値は互いに無関係であり、暗号化目的にとって有利である。

更なる例として、双方の合法的ＮＦＣデバイス１が同一の論理値となるビットを削除することも考えられる。この場合、予め規定した長さを有する固有数を受信するためには、当該固有数を確立することが要求されるので、より多くのビットを送ることが必要となる。前節で規定した数値に関連付けて、新たな固有数を“０^＊１１ ^＊０１^＊”とする。ここで、記号“^＊”は、削除されたビット位置を示す。この方法の欠点は、双方の合法的ＮＦＣデバイス１及び１'が、“０１１０１”となる、この僅か１つの固有数しか分からないことである。この方法の利点は、スパイのデバイスに明らかとなるビットは削除されており、スパイデバイスにとって明らかでないビットの値は、マスターＮＦＣデバイス１及びスレーブＮＦＣデバイス１’内で内部的に決定されているため、スパイデバイスには、この固有数が分からないことにある。

更なる例として、本発明によって同時に送受信することができる１つのデバイス（例えば、マスターＮＦＣデバイス１）のみが、本発明による双方向の同期通信を行うようには設計されていない一種の標準のＲＦＩＤタグとの通信に関わる場合も考えられる。前述のように規定される固有識別番号を供給する場合には、双方のデバイスは、数値“０１１１ ００１１”である標準のＲＦＩＤタグによって供給された全体の数値を知っているが、スパイデバイスは、数値“ｘ１ｘｘ ０ｘｘ１”を理解することになると結論付けることができる。この種類の通信は、単方向の同期通信であるとみなすことができ、標準のＲＦＩＤタグは、マスターＮＦＣデバイス１によって送信される送信データ信号ＴＤＳを聞くことはなく、マスターＮＦＣデバイス１は、スパイデバイスから隠れるためにＲＦＩＤタグから受信したできるだけ多くのビットを簡易に用いることができる。

用語“固有識別番号”を上述の説明に用いたが、乱数又は他のタイプの数値を、双方向又は 単方向の同期非接触通信の間に交換することも考えられる。

集積回路３の設計に関して、制御手段７は、送信機４及び受信機５に部分的に関連付けるか、又は送信機４及び受信機５内に組み込むこともでき、又は互いデータを交換するように設計することもできると云うことができる。

非接触通信中にデバイス１間でやり取りする数値の処理は、本発明に関連しないので詳細に言及していないが、受信データＲＤで表される数値Ｎ１、又は送信データＴＤで表される数値Ｎ２は、集積回路３によって処理するか、又はより高レベルのデバイス（このデバイスにはデバイス１を組み込むか、又はデバイス１を接続する）でやり取りすることができると云える。

本説明を通じて、非接触通信に焦点を与えたが、本発明のコンセプトは、非接触通信に制定されるものではなく、接触式の通信デバイスにも適用することができる。

信号パラメータ決定手段６の支援によって適切な信号パラメータを確立した後に、信号パラメータ決定手段６は、受信データ信号ＲＤＳを受信するとともに、送信データ信号ＴＤＳを同期送信する処理の間も、対象となる信号レベル、又はそれぞれの信号パラメータを監視し、前記同期通信中も、パラメータ表現信号Ｒ１及びＲ２を供給するように用いることができることを言及しておく。制御手段７に関して、監視した信号パラメータ間の差分を前記同期通信中も評価し、信号パラメータ間の差分が予め定めた許容値を超える場合には、“中間者”のアタックが検出されていたかもしれないので、警告信号を送出するか、又は通信を中止することさえできることを言及しておく。

最後に、上述の実施例は、図示するためのものであって、本発明を制限するものではなく、当業者は、請求の範囲で規定される本発明の範囲から逸脱することなく多くの別の実施例を設計することができることは明らかである。用語“含む”及び“備える”などは、請求の範囲又は明細書全体として記載した以外の要素又はステップの存在を除くものではない。要素の単数表現は、そのような要素の複数の存在を除くものではなく、その逆もまた同様である。幾つかの手段を列挙する装置の請求項では、１つ、且つ同一種類のハードウェア（又は、ソフトウェア）で、これらの幾つかの手段を具体化することができる。或る構成要素が互いに異なる従属の請求項で繰り返されるという単なる事実は、これらの構成要素の組み合わせを有利に用いることができないことを示すものではない。

本発明の第１の実施例による通信デバイスをブロック図の形式で示した図である。 図１によるデバイスによって用いられる送信データ信号及び受信データ信号を表すサブキャリアを信号チャートの形式で示した図である。 図２による送信データ信号及び受信データ信号の重ね合わせを図２と同じ態様にて示した図である。 固定信号レベルを有する受信信号及び可変信号レベルを有する送信信号を図２と同じ態様にて示した図である。 図４による送信データ信号及び受信データ信号の重ね合わせを図２と同じ態様にて示した図である。

Claims (5)

1. 通信デバイス用の回路であって、当該通信デバイスは、別のデバイスと通信するために設けた送信手段を備え、前記回路は、送信機と、受信機と、制御手段とを備えており、
   前記送信機は、送信データを受信し、且つ前記送信手段と協働し、前記送信データを表す送信データ信号を前記送信手段に送出するために、前記送信データに依存して変調キャリア信号を生成し、該変調キャリア信号を前記送信データ信号として送出するように構成され、
   前記受信機は、前記送信手段と協働し、前記送信手段から受信データ信号を受信して、前記受信データ信号を表す受信データを供給するように構成され、
   前記制御手段は、前記受信機による前記受信データ信号の受信と同時に、前記送信データ信号を送出するために前記送信機を制御するように構成されている、通信デバイス用回路において、
   信号パラメータ決定手段を設け、該信号パラメータ決定手段は、前記送信データ信号を受信し、該送信データ信号の信号レベル、位相又は周波数を決定し、前記送信データ信号の信号レベル、位相又は周波数を表す第１のパラメータ表現信号を生成して送出するとともに、前記受信データ信号を受信し、該受信データ信号の信号レベル、位相又は周波数を決定し、前記送信データ信号の信号レベル、位相又は周波数を表す第２のパラメータ表現信号を生成して送出するように構成され、
   前記制御手段は、前記決定した信号レベル、位相又は周波数について前記受信データ信号と前記送信データ信号との間の差分を低減させるように、前記第１のパラメータ表現信号及び前記第２のパラメータ表現信号に依存して、前記送信機を制御する信号パラメータ制御信号を送出するように構成され、
   前記送信機は、前記信号パラメータ制御信号にも依存して前記変調キャリア信号を生成するように構成されている、ことを特徴とする通信デバイス用回路。
2. 前記制御手段は、第１の数値を表す前記送信データを供給し、且つ前記別のデバイスから由来する第２の数値を表す前記受信データを受信するように構成され、
   前記受信機は、前記受信データ信号によって表される衝突信号を検出するように構成され、前記衝突信号は、前記受信データ信号が２つの異なる数値を表す旨を指示し、前記２つの数値のうちの一方は、前記送出した送信データ信号によって表される前記第１の数値であり、前記２つの数値のうちの他方の数値は、前記別のデバイスから由来する前記第２の数値であり、
   前記受信機は、前記送信データを受信し、且つ前記送信データによって表される既知の前記第１の数値に基づいて前記別のデバイスから由来する前記第２の数値を導出し、この導出した第２の数値を表す前記受信データを送出するように構成されている、請求項１に記載の通信デバイス用回路。
3. 別のデバイスと通信するように設けられた送信手段と、請求項１又は２に記載の通信デバイス用回路とを備えている通信デバイス。
4. 送信データ信号の送信を制御する送信制御方法であって、
   別のデバイスから受信データ信号を受信して、前記受信データ信号を表す受信データを供給するステップと、
   前記受信データ信号の受信と同時に、送信データを表す送信データ信号を送信するステップとを含み、前記送信データ信号の生成は、前記送信データに依存してキャリア信号を変調する手段によって、変調キャリア信号を前記送信データ信号として生成することを含む、送信制御方法において、
   前記送信データ信号の信号レベル、位相又は周波数を決定し、前記送信データ信号の信号レベル、位相又は周波数を表す第１のパラメータ表現信号を生成して送出するステップと、
   前記受信データ信号の信号レベル、位相又は周波数を決定し、前記受信データ信号の信号レベル、位相又は周波数を表す第２のパラメータ表現信号を生成して送出するステップと、
   前記決定した信号レベル、位相又は周波数について前記受信データ信号と前記送信データ信号との間の差分を低減させるように、前記第１のパラメータ表現信号及び前記第２のパラメータ表現信号に依存した信号パラメータ制御信号を発生させ、該信号パラメータ制御信号にも依存して、前記変調キャリア信号を生成するステップと、
   を含むことを特徴とする、送信制御方法。
5. 前記送信データによって、第１の数値を表し、
   前記受信データ信号によって表される衝突信号を検出し、
   前記衝突信号は、前記受信データ信号が２つの異なる数値を表している旨を指示し、前記２つの数値のうちの一方は、前記送出した送信データ信号によって表される前記第１の数値とし、前記２つの数値のうちの他方の数値は、前記別のデバイスから由来する第２の数値とし、
   前記送信データによって表される既知の前記第１の数値に基づいて、前記別のデバイスから由来する前記第２の数値を導出し、この導出した第２の数値を前記受信データによって表す、請求項４に記載の送信制御方法。

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