JPH09212601A - 非接触ｉｃカードシステムにおける通信制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信中に異常状態に陥っても、その後、リー
ダライタから送信されるデータブロックの先頭を非接触
ＩＣカード側にて検知することができ、異常状態から脱
出して通信を回復継続することができるようにする。 【解決手段】 リーダライタ２０ａは、タイマ１によっ
て計時を行うことにより、一連のデータブロックを一定
時間以上の間隔を隔てて送信する。ＩＣカード３５ａ
は、リーダライタからの送信データが復調器３９から正
常に復調されない時間をカウンタ５７によって計時し、
コントロールロジック５５は、上記時間が上記一定時間
を越えたときにカウンタ５７から出力されるタイムアッ
プ信号に基づいて、その後復調されるデータブロックの
先頭を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、非接触ＩＣカー
ドシステムにおける通信制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】非接触ＩＣカード（以下、ＩＣカードと
呼ぶ）は、リーダライタからの電波が届く通信可能エリ
ア内に置かれることにより、リードライタからの電波を
受信して通信状態に入り、この通信においてリードライ
タから受信したコマンドに従い、必要なデータを送受信
し、通信を完了する。

【０００３】図２はこの種のＩＣカードを取扱った従来
の非接触ＩＣカードシステムの構成を示すブロック図で
ある。図２に示すように、この非接触ＩＣカードシステ
ムは、システムの利用者が携帯するＩＣカード３５およ
びこのＩＣカード３５と非接触で通信を行うリーダライ
タ２０により構成されている。

【０００４】まず、リーダライタ２０の構成について説
明する。図２において、２１はＣＰＵであり、リーダラ
イタ２０内の各部の制御を行う。２２はＣＰＵ２１が実
行する制御プログラムを記憶したＲＯＭ、２３はＣＰＵ
２１が各種の処理を実行する際に必要なデータの記憶を
行うＲＡＭである。２４は通信Ｉ／Ｆ（インタフェー
ス）回路であり、このリーダライタ２０と各種外部制御
ホストとの間の通信の制御を行う。ＣＰＵ２１は、この
通信Ｉ／Ｆ回路２４を介して外部制御ホストと通信を行
いつつＩＣカード３５を相手としたデータの授受を行う
ものである。

【０００５】２６は通信Ｉ／Ｆ回路２４と同様のＩ／Ｆ
回路であるが、この通信Ｉ／Ｆ回路２６は、ＩＣカード
３５との間の通信の制御を行うものである。すなわち、
この通信Ｉ／Ｆ回路２６は、ＣＰＵ２１による制御の
下、ＩＣカード３５へ送るべき情報に誤り訂正のための
情報を付加してデータブロックを編成し、同データブロ
ックを構成する各ビットを順次シリアルに出力する一
方、ＩＣカード３５側から受信し復調したビット列に対
する誤り訂正制御を実行し、この結果得られるＩＣカー
ド３５側からのデータをＣＰＵ２１へ送るものである。

【０００６】２７は変調器であり、発信器２８から供給
される同期信号を通信Ｉ／Ｆ回路２６から順次シリアル
に供給されるビット列によって変調し出力する。２９は
ドライバであり、変調器２７の出力信号を電力増幅して
送信アンテナ３０から電磁波として出力する。

【０００７】３３は受信アンテナ、３２は受信アンテナ
３３により受信した電磁波の不要周波数成分を除去する
フィルタである。３１はフィルタ３２の出力信号の復調
する復調器である。この復調器３１から得られる復調後
のビット列が上記の通信Ｉ／Ｆ回路２６を介してＣＰＵ
２１へ送られる。

【０００８】次にＩＣカード３５の構成について説明す
ると、まず、３６は受信アンテナであり、４３は送信ア
ンテナである。また、３７は電力供給器であり、受信ア
ンテナ３６から得られた交流信号を整流し、各部に直流
電圧を供給する。ＩＣカード３５内の各部はこの電力供
給器３７から供給される直流電圧のみにより動作する。
従って、このＩＣカード３５は電池等による電源供給は
不要である。

【０００９】３８はクロック発生器であり、受信アンテ
ナ３６の受信信号から同期用のクロックを抽出する。３
９は復調器であり、受信アンテナ３６の受信信号を復調
し、この結果得られるビット列を出力する。４１は書換
可能な不揮発性メモリであり、ＩＣカード３５内での処
理に必要なデータが記憶される。

【００１０】４０はＩ／Ｏ制御回路であり、復調器３９
によって出力されるビット列からリーダライタ２０側か
らの送信データを取り出し、これに従ってメモリ４１に
対するデータの読み出し／書き込みの制御を行い、読み
出したデータを出力する。４２は変調器であり、Ｉ／Ｏ
制御回路４０から出力されるデータに基づいて搬送波信
号を変調し、送信アンテナ４３から電磁波として出力す
る。

【００１１】次にＩ／Ｏ制御回路４０の内部の構成につ
いて説明する。まず、５１はＵＡＲＴ（調歩同期送受信
器）であり、復調器３９から順次供給されるビット列に
対する誤り訂正制御を行うことにより上記リードライタ
２０が送信したデータブロックを構成するデータバイト
を順次出力する。５３はインストラクションレジスタで
あり、ＵＡＲＴ５１から出力されたデータバイトがセッ
トされる。５４はインストラクションデコーダであり、
インストラクションレジスタ５３にセットされたデータ
バイトをコマンドコードと解釈し、このコマンドコード
の種類に対応した制御信号を出力する。５５はコントロ
ールロジックであり、インストラクションデコーダ５４
から得られる制御信号に従い、メモリＩ／Ｆ５６を介し
てメモリ４１にデータを書き込んだり、メモリ４１から
データの読み出しを行う。ＵＡＲＴ５２は、この読み出
したデータを調歩同期データとし、変調器４２に送出す
る。

【００１２】次にこの非接触ＩＣカードシステムの動作
について説明する。まず、図３はこの非接触ＩＣカード
システム内において送受信されるデータの構成を示すも
のであり、図３（ａ）はリーダライタ２０から送信され
るデータブロックのデータ構成を、図３（ｂ）はリーダ
ライタ２０に受信されるデータブロックのデータ構成を
各々示している。

【００１３】この非接触ＩＣカードシステムにおいてリ
ーダライタ２０からＩＣカード３５にデータを伝送する
際には、リーダライタ２０の通信Ｉ／Ｆ回路２６は、Ｃ
ＰＵ２１による制御の下、図３（ａ）に示すようなコマ
ンドコード、アドレスおよびデータ長からなるインスト
ラクションとデータとによりデータブロックを構成し、
このデータブロックを構成する各データバイト毎にパリ
ティビットを付加し、データブロックの最後にはＢＣＣ
チェックやＣＲＣチェックのための情報を付加して出力
する。このように誤り訂正のための情報の付加されたデ
ータブロックは、これを構成する各ビットデータが順次
シリアルに変調器２７へ送られ、各ビットデータによっ
て変調された信号が電磁波として送信アンテナ３０から
送信される。

【００１４】そして、ＩＣカード３５側においては、こ
の電磁波が受信アンテナ３６によって受信され、復調回
路３９によりこの受信信号からビット列が復調される。
そして、Ｉ／Ｏ回路４０では、このビット列に対し、上
記パリティビット等の誤り訂正のための情報に基づく誤
り訂正制御が行われ、リーダライタ２０側が送ったデー
タブロックを構成するデータバイトが順次再生される。
さらにＩＣカード３５側ではインストラクションレジス
タ５３にセットされたコマンドコードが規定外のものか
否か等のエラーチェックが行われる。

【００１５】このように本システムにおいては、データ
バイト単位およびデータブロック単位で誤り訂正制御が
行われ、リーダライタ２０およびＩＣカード３５間のデ
ータ伝送が行われる。

【００１６】そして、ＩＣカード３５の実際の使用状況
を想定すると、ＩＣカード３５はリーダライタ２０の通
信不能エリアから通信可能エリアに入り、その後、通信
不能エリアに去って行くのが一般的であるので、リーダ
ライタ２０およびＩＣカード３５間では、図４のシーケ
ンス図に示すような手順でリーダライタ２０およびＩＣ
カード３５間の通信が行われることとなる。

【００１７】すなわち、リーダライタ２０は、この図４
に示すように、問合せのためのコマンドコードを含んだ
データブロックを常時送信している。ＩＣカード３５が
このリーダライタ２０からの電波の届かない通信不能エ
リアにあるときは、ＩＣカード３５からの応答はない。
従って、リーダライタ２０からの問合せの送信が繰り返
されることとなる。

【００１８】そして、ＩＣカード３５が通信可能エリア
に入ると、リーダライタ２０からの問合せがＩＣカード
３５によって受信され、これに対する応答がＩＣカード
３５からリーダライタ３５に送信される。これによりＩ
Ｃカード３５およびリーダライタ２０間において図示の
ようにデータの授受が行われ、ＩＣカード３５のメモリ
４１の記憶内容の書替え等が行われる。そして、必要な
処理が終了することを以てリーダライタ２０からＩＣカ
ード３５に終了メッセージが送られ、これを受信したＩ
Ｃカード３５の応答がリーダライタ２０に送信されるこ
とによりＩＣカード３５およびリーダライタ２０間の通
信が終了する。通信が終了すると、リーダライタ３５は
再び問合せの送信を開始するが、ＩＣカード３５は必要
な処理を既に終えているのでこれには応答せず、やがて
通信可能エリアから出て行く。そして、新たなＩＣカー
ドが通信可能エリアに入ると、以上と同様な処理が行わ
れる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の非接触ＩＣカードシステムにおいて、リーダライタ
から送信されるインストラクションやデータの長さは一
般的にコマンドにより異なっている。従って、例えば、
ＩＣカードが通信可能エリアの境界付近にあるときにＩ
Ｃカードが受信したコマンドコードにパリティ等のエラ
ーが生じると、次にリーダライタから送られてくるデー
タがコマンドコードなのかアドレスなのかデータ長なの
かデータなのかをＩＣカード側で判断することはできな
い。このため、ＩＣカード側では、上記エラー発生後、
最初に送られてくるコマンドコードを見つけることがで
きず、処理の継続が不可能になる。

【００２０】特にこの種のＩＣカードは、調歩同期コー
ド方式のコードを用いている場合が多く、データバイト
間の間隔も不定の場合が多いため、判断が難しい。

【００２１】そこで、コマンドコードとそれ以外の情報
との区別をしやすくするため、送信データの各データバ
イト毎に当該データバイト内の特定ビットをこの区別の
ためのビットとして使用することも考えられるが、この
方法は扱えるデータが制約されたり、判断用に余分にビ
ットを使うため、結果的に通信時間を延ばしてしまうこ
ととなる。

【００２２】しかしながら、ＩＣカードは、人がゲート
等のリードライタにかざすのみにより通信可能エリアに
入り、この通信可能エリア内にある期間のみリーダライ
タと通信を行い得るものであるから、上記方法の採用に
より通信に必要な時間が延びると、処理の途中でＩＣカ
ードが通信可能エリアから外れてしまい、異常終了して
しまうことになりかねない。従って、結果的に通信時間
が延びることは大幅な性能低下になる。

【００２３】この発明は、以上説明した事情に鑑みてな
されたものであり、通信中に異常状態に陥っても、その
後、リーダライタから送信されるデータブロックの先頭
を非接触ＩＣカード側にて検知することができ、異常状
態から脱出して通信を回復継続することができる非接触
ＩＣカードシステムにおける通信制御方法を提供するこ
とを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
リーダライタとこのリーダライタと非接触状態でデータ
の授受を行う非接触ＩＣカードとにより構成された非接
触ＩＣカードシステムにおける通信制御方法において、
前記リーダライタは先頭にコマンドを含んだデータブロ
ックを一定時間以上の間隔を隔てて送信し、前記非接触
ＩＣカードは前記リーダライタからの送信データが正常
に復調されない時間を計時し、この時間が前記一定時間
を越えたことを以てその後復調されるデータブロックの
先頭を検知することを特徴とする非接触ＩＣカードシス
テムにおける通信制御方法を要旨とする。

【００２５】また、請求項２に係る発明は、リーダライ
タとこのリーダライタと非接触状態でデータの授受を行
う非接触ＩＣカードとにより構成された非接触ＩＣカー
ドシステムにおける通信制御方法において、前記リーダ
ライタは先頭にコマンドを含んだデータブロックを一定
時間以上の間隔を隔てて送信し、前記非接触カードは、
前記リーダライタからの受信信号からデータバイト間隔
をカウントするためのカウンタを設け、該受信信号から
１個のデータバイトが復調される毎に該カウンタをリセ
ットし、該カウンタのカウント値が所定値に到達した場
合に、その後復調されるデータバイトをデータブロック
の先頭のコマンドとみなして処理することを特徴とする
非接触ＩＣカードシステムにおける通信制御方法を要旨
とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施形
態である非接触ＩＣカードシステムの構成を示すブロッ
ク図である。なお、この図において前述した図２と対応
する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
このシステムは、リーダライタ２０ａおよびＩＣカード
３５ａからなるものであるが、これらは前掲図２に示し
たものと以下の点が異なっている。

【００２７】リーダライタ２０ａとリーダライタ２０
との相違点 リーダライタ２０ａは、データブロックを順次送信する
際、個々のデータブロックを構成する各データバイトに
ついては一定時間以下の間隔で送信する（通常は時間遅
れを生じないように各データバイトを連続的に送信す
る）。一方、個々のデータブロックについては、一定時
間以上の間隔を空けて送信する。このような送信タイミ
ングの制御を可能にすべく、リーダライタ２０ａには一
定時間を計時するタイマ１が設けられている。すなわ
ち、通信Ｉ／Ｆ回路２６は、一連のデータブロックを送
信する際には、あるデータブロックの送信終了時点でタ
イマ１に計時を開始させ、タイマ１による計時が終了す
ることを以てその次のデータブロックを送信するという
制御を繰り返す。

【００２８】ＩＣカード３５ａとＩＣカード３５との
相違点 ＩＣカード３５ａのＩ／Ｏ制御回路４０ａ内には、デー
タ間隔を判断するためのカウンタ５７が設けられてい
る。このカウンタ５７は、クロック抽出回路３８によっ
て出力されるクロックをカウントするものであるが、復
調回路３９によって１バイトのデータが復調される毎に
リセットされる。また、クロックをカウント中、フルカ
ウントに達した場合にはタイムアップ信号をロジックコ
ントロール５５へ出力する。コントロールロジック５５
は、このタイムアップ信号の出力があった後、最初に復
調され、インストラクションレジスタ５３にセットされ
たデータをデータブロックの先頭のコマンドコードとみ
なし、このコマンドコードに対応してインストラクショ
ンデコーダ５４から出力される制御信号に従い、各種の
処理を実行する。

【００２９】以下、本実施形態の動作について説明す
る。まず、前掲図３のデータ構成で前掲図４の通信シー
ケンスに従い、リーダライタ２０ａからデータブロック
が送信されるが、各データブロックはタイマ１によって
計時される一定時間だけ間隔を隔てて送信される。

【００３０】ここで、ＩＣカード３５ａが通信可能エリ
ア内にあり、正常に通信が行われている場合は、１バイ
トの復調データが復調回路３９から得られる毎にカウン
タ５７がリセットされる。従って、この状態において
は、カウンタ５７によるクロックのカウントは行われる
ものの、フルカウントに達する前にリセットがなされる
ため、カウンタ５７からタイムアウト信号が出力される
ことはない。

【００３１】一方、あるデータブロックの送信が終了す
ると、その時点から一定時間の間は何等のデータもリー
ダライタ２０ａからＩＣカード３５ａへは送られない。
従って、この一定時間が経過するまでの間、ＩＣカード
３５ａ側のカウンタ５７はリセットされることなくクロ
ックのカウントを続けるのでフルカウントに到達しタイ
ムアップ信号を出力することとなる。

【００３２】コントロールロジック５５は、このタイム
アップ信号が出力された後、最初にインストラクション
レジスタ５３にセットされるデータバイトをデータブロ
ックの先頭、すなわち、コマンドコードとみなし、この
コマンドコードに基づいてインストラクションデコーダ
５４から出力される制御信号に従って各種の処理を行
う。

【００３３】このように本実施形態においては、タイム
アップ信号の有無に基づいてインストラクションレジス
タ５３にセットされたデータがコマンドコードか否かを
判断することができる。従って、たとえ通信途中でパリ
ティエラー等が発生しても、その後、正しく通信できる
環境になっていれば、エラー発生後の最初のデータブロ
ックの先頭のコマンドコードから対応をとることができ
るため、エラー状態を回復して、処理を続行することが
できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、通信異常等の発生により、受信データの内容のみで
はデータブロックの境界を判断できない状況下において
もＩＣカード側において誤ることなくデータブロックの
先頭のコマンドを検知することができる。従って、通信
異常等が発生した場合においても、異常を回復して処理
を続行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態である非接触ＩＣカード
システムの構成を示すブロック図である。

【図２】従来の非接触ＩＣカードシステムの構成を示す
ブロック図である。

【図３】同システムにおいて送受信されるデータの構成
を示す図である。

【図４】同システムにおいて行われる通信の形態を示す
シーケンス図である。

【符号の説明】

１ タイマ ２０ａ リーダライタ ３５ａ ＩＣカード ５７ カウンタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リーダライタとこのリーダライタと非接
   触状態でデータの授受を行う非接触ＩＣカードとにより
   構成された非接触ＩＣカードシステムにおける通信制御
   方法において、 前記リーダライタは先頭にコマンドを含んだデータブロ
   ックを一定時間以上の間隔を隔てて送信し、 前記非接触ＩＣカードは前記リーダライタからの送信デ
   ータが正常に復調されない時間を計時し、この時間が前
   記一定時間を越えたことを以てその後復調されるデータ
   ブロックの先頭を検知することを特徴とする非接触ＩＣ
   カードシステムにおける通信制御方法。
2. 【請求項２】 リーダライタとこのリーダライタと非接
   触状態でデータの授受を行う非接触ＩＣカードとにより
   構成された非接触ＩＣカードシステムにおける通信制御
   方法において、 前記リーダライタは先頭にコマンドを含んだデータブロ
   ックを一定時間以上の間隔を隔てて送信し、 前記非接触カードは、前記リーダライタからの受信信号
   からデータバイト間隔をカウントするためのカウンタを
   設け、該受信信号から１個のデータバイトが復調される
   毎に該カウンタをリセットし、該カウンタのカウント値
   が所定値に到達した場合に、その後復調されるデータバ
   イトをデータブロックの先頭のコマンドとみなして処理
   することを特徴とする非接触ＩＣカードシステムにおけ
   る通信制御方法。