KR100292647B1 - 고속도로통행차량의통행료자동실시간징수시스템 - Google Patents

고속도로통행차량의통행료자동실시간징수시스템 Download PDF

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암테크 코포레이션
데이비드 쳄
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Abstract

예시적인 멀티-레인 통행료 징수처 환경은 노변 통행료 징수 스테이션(20b, 20c, 20d)을 구비한다. 차량이 노변 통행료 징수 스테이션(20b, 20c, 20d)중 하나의 RF 통과영역을 경유하여 통과하는 동안, 노변 통행료 징수 스테이션(20b, 20c, 20d) 각각은 각 레인의 단일 차량 또는 그 레인의 다수 차량중 하나에 위치한 차량내 장착 유니트(34)를 가진 고속의 단거리 마이크로파 또는 RF 전송 링크(22)에 의하여 전송한다. 방사영역(24)은 RCS(20b, 20c, 20d) 및 IVU(34)에서 안테나의 기능에 따른다. 통상적인 안테나의 영역 및 차량에 대해서, 단지 몇 밀리초의 시간에 차량에 대한 통행료 거래처리를 완결시킬 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
고속도로 통행 차량의 통행료 자동 실시간 징수 시스템
[배경기술]
1. 발명의 분야
본 발명은 고속도로 통행 차량의 통행료 자동 실시간 징수 시스템에 관한 것으로서, 스마트카드로부터 청구되고, 암호로 봉인된 엔벨로프 형태로 오프너(opener)와 통신하는 전자수표의 사용에 특히 적합한 통행료 징수 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 차량내 장착 유니트(In-vehicle Unit : IVU)와 노변의 통행료 징수 스테이션(Roadside collection station: RCS) 그리고 다수의 RCS 및 IVU가 결합된 전체 시스템에 직접 관련이 있다. 본 발명은 주차료 징수 및 다른 형태의 도로 이용료 부과 등의 응용에도 이용될 수 있다.
2. 관련 종래기술
본 발명의 마이크로파 통신 및 암호 처리 장치는 다음의 미합중국 특허들과 관련이 있으며, 여기에 참고로 기재되어 있다:
미합중국 특허 제 4,075,632 호-발드원 등(1978)
미합중국 특허 제 4,739,328 호-코엘 등(1988)
미합중국 특허 제 5,030,807 호-란트 등(199l)
미합중국 특허 제 5,055,659 호-헨드릭 등(199l)
미합중국 특허 제 4,759,063 호-샤움(1988)
미합중국 특허 제 4,926 480 호-샤움(1990)
미합중국 특허 제 5,13l,039 호-샤움(1992).
다수의 통행료 전자 징수 시스템이 과거 수년 동안 유용하게 사용되어 왔다. 대부분의 경우, 차량 판독기와 그와 결합된 마이크로파 안테나는 통행료 징수 스테이션에 아주 정교하게 설치되며 판독 가능한 태그(tag)가 차량에 설치된다. 태그가 장착된 차량이 안테나의 판독 범위에 들어오면 고정된 코드가 태그로 부터 읽어져 나온다.
그 후, 이 코드는 온 라인 데이터 베이스와 비교되어, 계정(account)을 확인하고 차량분류를 결정한다. 다음에, 적당한 금액이 사용자의 계정으로 청구되고, 차량의 통행이 허락된다. 이 시스템은 처리할 데이터의 양이 전형적으로 적으며, 데이터 요청 통로(data need pass)가 단지 한 방향(즉, 업링크)이라는 점에서 간단하다. 이 간단화에 의하여, 비교적 좁은 데이터 밴드폭과 상당히 높은 차량속도에서 동작할 수 있는 시스템에 이르게 된다.
때때로, 통행료의 계산은, 부분적으로 차량이 시스템에 들어오는 진입구 자체에 기초하게 된다. 이 경우에, 전체 시스템에서 각 출구 플라자가 데이터에 온라인 엑세스하도록, 진입구 자체를 태그에 기록하거나 또는 고정 태그 코드와 관련된 진입구가 네트워크를 통하여 통신하는 것이 필요하다. 물론, 이러한 대안들은 모두 시스템을 복잡하게 만들며, 더 높은 대역폭을 필요로 하고, 구현하는데 비용이 많이 든다.
더욱이, 일부 사용자들은 고정 태그 코드가 소유자 및 그의 소재를 알려주는 역할을 하기 때문에, 프라이버시의 침해를 원하지 않을 수 있다. 사용자에게 프라이버시를 제공하는 저가의 오프 라인 지불 시스템이 현재 상업적으로 받아들어지고 있다. 이들 시스템은 종종 재사용 할 수 있는 스마트 카드와 그 처리기, 일회용 메모리 카드를 이용할 수 있다.
일반적으로 자동 실시간 통행료 정수에 대하여 앞서 많은 연구가 진행되어 왔다. 다음의 미합중국 특허들은 이러한 시스템들의 한 면이나 다른 한 면을 제공하는 목적을 갖는 종래 시스템들의 몇 가지 예이다:
미합중국 특허 제 4,303,904 호-차섹(199l)
미합중국 특허 제 5,086,389 호-하셋 등(1992)
미합중국 특허 제 5,144,553 호-하셋 등(1992)
차섹의 특허에 기재된 바와 같이, 종래의 수동 통행료 징수 시스템은 늦은 통행속도를 초래하고, 시간 및 연료를 낭비시키며, 공기오염을 증가시킨다. 이러한 수동 설비는 또한 통행료 징수 과정에 요구되는 전체 비용면에서 볼 때 상대적으로 비효율적이었다.
차섹의 특허는 아마도 통상적으로 차량에 설치되어 있는 마이크로파 트랜스폰더-데이터-프로세서의 메모리에 전자적으로 삽입되는 선불 통행료의 사용을 꾀하는 자동 통행료 징수에 관해 접근한 선행 기술에서 전형적인 것이다. 차량이 통행료 징수 설비를 통과할 때, 통행료 징수 플라자 마이크로파 트랜스폰더는 차량 트랜스폰더로부터 청구서 발송 정보를 수신하고 통행료를 계산하며 , 그것을 통행료가 저장된 잔고로부터 전자적으로 차감되어지는 차량 트랜스폰더로 다시 전송한다. 차감된 잔액이 잔고부족이 아니라면, 그 때 통과신호가 점등된다. 차량 트랜스폰더 영구 메모리에 저장되고, 통행료 징수 설비로 전송되어질 전형적인 정보는 차량-소유자 식별코드, 징수 대리인 코드 및 차량-등급 코드를 포함할 것이다. 이 정보의 유용성 때문에 통행료의 산정이 가능케 된다. 선납 잔고를 증가시키기 위한 과정 때문에, 컴퓨터화 및 자동화된 복식 기입 부기 및 자금 이송시스템이 가능하게 된다. 보안은 "암호-삽입 코드(crypto-insertion codes)" 에 의해 얻어질 수 있다. 차량 트랜스폰더에서의 저장된 현재의 전자화폐 잔고는 액정 디스플레이에 의해 표시될 수 있다.
이러한 자동 통행료 징수 시스템들은, 단지 자동 차량 식별자(예를 들면, 쌍방향 데이터 전송보다는 단 방향 데이터 전송)를 사용하고, 각 통행료 징수를 위해 수천만 잠재 사용자들로부터 청구서 발송 정보를 저장하고, 추출하기 위한 복잡한 중앙집중식 컴퓨터 설비를 갖는 다른 공지의 기술들보다 다소의 개선을 제공할 것이다. 그러나, 자동 통행료 지불에 대한 이러한 종래의 해결책에는 아직도 단점들이 있다. 예를 들면, 차섹의 특허시스템에서는 통행료 지불이 본질적으로 차 자체를 드러내며, 따라서 차량 소유자/운전자의 실체를 그대로 드러낸다. 이것은 추적할 수 없는 현금/동전 등을 사용하는 이름을 밝히지 않는 고속도로 통행료 지불에 익숙한 사회에서 개개인들의 프라이버시에 대한 심각한 침해를 일으킬 수 있다.
또한, 차섹특허의 해결책은 통행료 징수 플라자에 놓여있는 마이크로파 트랜스폰더에 의한 최초의 확인을 필요로 한다. 이것은 적어도 4 단계의 필요한 쌍방향 전송(예를 들면, 최초의 질의응답형 다운링크 통신, 차량의 식별자의 제 1 업링크 통신 등, 계산된 통행료의 제 2 다운링크 통신, 및 차량 트랜스폰터에서 네거티브 잔고의 부족을 표시하는 제 2 업링크 통신)을 포함한다. 기재된 4 단계 전송은 본질적으로 상당한 시간 및 거래에 대한 익명성의 손실을 요구하며, 또한 미리 지불된 전자화폐 잔고의 암호로 증명된 청구서를 실시간에 효과적으로 제공할 수 없다. 따라서, 이러한 시스템들은 오류 및/또는 부정 거래를 하기가 용이하다.
차섹의 특허는 보안이 "암호-삽입 코드"에 의해 이루진다고 언급하고 있지만, 어떤 암호화에 대한 단순한 검토는 "암호 시퀀스"를 사용하여 주어진 차량 트랜스폰더 식별코드로부터의 고속도로 진입코드의 결정에 대한 단순한 언급이다. 아마, 이것은 거짓 고속도로 진입 데이터("폐쇄" 통행료 고속도로 장소들에 대한)를 사용함으로 인한 부정한 통행료를 최소화하기 위한 약간의 보안을 제공할 것이다. 그러나, 그것은 있을 수 있는 부정한 행위에 대한 어떠한 다른 보안을 제공하지 않으며, 고속도로를 따라 주행하는 차량소유자 또는 운전자에 대한 어떠한 익명성도 제공하지 않는다.
[발명의 요약]
본 발명의 바람직한 실시예는 암호로 봉인된 엔벨로프로 오프너들과 통신되는 익명의 추적할 수 없는 전자수표들을 이용하고, 원한다면 각각 완전한 통행료 집행에 위한 실제 데이터 전송의 3 단계(스마트 카드와 전자화폐의 완전한 암호로 확인되는 청구를 포함하는)를 이용하는 아주 효율적인 쌍방향 자동 통행료 지불 전송 시스템을 얻을 수 있다. 이러한 효율적인 통신은 각 통행료 징수를 완료하는 데 요구되는 시간을 최소화하며, 따라서 고속의 차량에 적용하기가 용이해 진다.
데이터를 주고받지 않는 예비 초기화 단계(non-data-communicating Preliminary initialization stage)에서, 각 IVU는 익명의 암호로 추적할 수 없는 전자수표의 일부분을 이미 포함하는 초기 "코미트(commit)" 데이터 패키지를 만든다. 이러한 패키지에서의 데이터의 속성 때문에, 패키지는 모든 다른 통행료 집행들에 관한 한 유일하게 되기 쉽다. 그래서, 패키지는 또한 편리하게 통행료 징수 처리의 차후 단계들을 확인하고 링크시키기 위한 처리 식별 코드로서 역할을 한다. IVU가 RCS의 통신 "영역"(즉, IVU와 신뢰성 있는 통신이 가능한 고속도로 구역, 또는 달리 말하면, 마이크로파 통신 영역)내에 들어올 때, 이 미리 배열된 "코미트" 데이터 패키지는 업링크 모드로, 통행료 징수처에서 가장 가까운 RCS로, 직접적이고 반복적으로 전송된다. RCS가 유효한 업링크 "코미트" 데이터 패키지의 성공적인 수신을 검출하였을 때, 그 후에 RCS는 복귀 다운링크 "재시도(challenge)" 데이터 패키지(전형적으로 적어도 부분적으로 차량분류, 고속도로 진입점, 및 제1 업링크 데이터 패키지에 포함된 아마도 다른 데이터에 기초하여 계산된 통행료액을 포함함)를 산정한다. 이 제2 "재시도" 데이터 패키지는 또한 아마 RCS를 확인하기 위하여(즉, IVU가 RCS에 현금지불을 하기전에), 제 1 코미트 데이터 패키지의 적어도 일부의 단축 암호화된 버전(예를 들면, 처리 식별 코드)을 포함하는 것이 바람직하다. "재시도" 데이터는 다운링크상에 적절한 IVU로 전송된다. IVU가 확증된 "재시도" 데이터 패키지(즉, 그 자체의 이전 "코미트" 데이터 패키지와 관련된 처리 식별 테이터를 갖는 패키지)를 성공적으로 수신한 때, 적절한 통행료액이 관련된 스마트카드로부터 청구되어 지고, 그 액의 추적할 수 없는 전자수표의 적절한 완성(암호 오프너, 링키지 데이터 및 스마트 카드 청구의 암호로 보증된 확인을 포함하는)이, 제3 "지불" 데이터 패키지에 수집되어, 하나의 전체적인 통행료 처리를 완료한다.
적은 시간에 더 많은 데이터 전송(예를 들면, 빠른 차량 속도에서)을 수용하기 위하여, 단지 통신 밴드폭을 무제한 증가시키는 것은 이용되는 밴드폭에 대한 조정 한계들 때문에 전형적으로 실용적이지 않다. 전형적으로, 약 1O ㎒의 밴드폭만이 이러한 적용들에 대한 규정에 의해 제공된다. 따라서, 효율적인 데이터 프로토콜들이 추가로 필요하게 된다.
앞서 간단히 언급된 바와 같이, 추적할 수 없는 전자수표를 나타내는 데이터는 모든 다른 통행료 처리에 대하여 독특한 것이기 때문에, 그 데이터의 일부분은 또한 유리하게, 쌍방향 통신 프로세스의 제1 "코미트" 단계에서 전송되는 처리 식별데이터로서 이용된다. 그 후에, 이 처리 식별데이터의 단축 암호화 버전(예를 들면, IVU와 RCS에 의해 공유되는 비밀 데이터 암호 표준(a secret Data Encryption Standard) 또는 "DES" 키로 암호화됨)은 통행료 청구서가 만들어지기전에, RCS를 IVU에 확인시키기 위하여 "재시도" 데이터로 되돌아올 수 있다. 게다가, 추가 멀티-레인 기능성을 제공하기 위하여, 처리 시퀀스 및/또는 처리 레인 데이터가 보장되어, 어떤 예정된 통행료 처리보다 더 긴 유지시간에 걸쳐서 주어진 징수처 환경내에서 독특할 수 있다. 이 추가 처리 식별 데이터는 각 처리의 "재시도" 및 "지불" 단계들에서 포함될 수 있어, 주어진 RCS는 주어진 처리에 관련된 다른 데이터 패킷들을 적절하게 연관시키고, 따라서 동시에 통행료 처리들의 프로세스를 다수의 IVU들과 연관시킬 수 있다. 더 높은 레벨의 근거리 통신망은 또한 바람직하게는, 크로스-레인 데이터가 더 높은 LAN 레벨에서 적절한 RCS로 전송될 수 있도록, 다중 레인 설비에서 RCS들 사이에 제공될 수 있다. 이러한 암호로 보증된 처리 링키지 데이터(예를 들면, 처리 식별 데이터, 처리 시퀀스 데이터 및/또는 처리 레인 데이터)는 또한 바람직하게는 스마트 카드에 통행 요금이 청구되는 경우에 통행료지불의 확실한 증거를 제공하는 데 이용되지만, 일부 이유 때문에, 이러한 청구는 RCS에 의해 등록되지 않는다. 따라서, 문제의 차량에 대한 강제규정들이 차후에 두어진다(예를 들면, 차량번호판의 사진을 촬영함에 의해).
바람직한 실시예는 또한 적절한 레인들상에서 다운링크 전송을 조정하고 멀티-레인 통행료 징수처의 인접한 레인들(및/또는 바로 옆의 레인들)상에서 동시적인 다운링크 통신을 방지함으로써 잠재적인 크로스-레인 다운-링크 간섭을 없애기 위하여, 다운-링크 타이밍 콘트롤러를 이용한다.
원한다면, 시스템은 "개방형" 및 "폐쇄형" 통행료 징수 고속도로 환경에 적응하도록 설계될 수 있다. 개방형 통행료 징수 고속도로 환경에서, 일정한 통행료가 각 통행료 플라자에서 각 차량(또는 차량 등급)에 대하여 청구될 수 있다. 폐쇄형 고속도로 환경에서는, 특별한 통행료가 전형적으로 특정 차량에 대한 고속도로 진입점의 함수로 계산되어진다. 이러한 진입점 실체(identity)가 진입점에 위치한 RCS에 의해 IVU를 통하여 통신되고 저장되어, IVU가 다음에 고속도로를 따라 있는 어떤 통행료 플라자(예를 들면, 아마 출구 램프에서)에서 RCS를 만났을 때, IVU에 의한 통신의 제 1 "코미트" 단계의 일부가 될 것이다.
본 발명의 전형적 실시예는 주로 선불 환경에서(예를 들면, 요청된 통행료를 지불할 IVU와 관련된 스마트카드에서 충분한 선불된 전자화폐가 있는 경우에) 사용하기 위하여 특별히 설계되어있다. 그러나, 원한다면, 동일한 시스템이 또한 후불 상황을 처리하도록 배열될 수 있다. 예를 들면, 운전자가 그의 스마트 카드가 다가오는 통행료를 지불할 충분한 잔여 전자화폐를 포함할 수 없다는 것을 안다면, 그 때는 IVU는, 차량/신원 확인이 RCS로 전송되는 선택적 후불 모드로 전환하도록 조절될 수 있다. 이것은 RCS 및 관련된 통행료 징수처 컴퓨터가 적절한 대안적인 청구 프로세스(예를 들면, 인정된 신용카드, 후불 청구 시스템 등)로 후불 청구서 또는 청구 명세서를 발생시킬 수 있게 한다. 스마트 카드가 소유자의 승낙없이 그 소유자의 신원을 알아낼 가능성을 최소화하도록 후불이 허용되기 전에 PIN 코드가 요구되어 질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 모든 실시간 데이터 처리 및 데이터 통신이 IVU와 RCS 내에서 그리고 IVU와 RCS 사이에서 이루어질 수 있다. 이 실시예에서, RCS로부터 적절한 rf 레벨의 예정된 임계값을 검출할 결과로서 IVU가 동작의 업-링크 모드로 자체-트리거될 때, IVU는 데이터 다이얼로그를 시작한다. 바람직한 실시예에서, 연속성(CW) 마이크로파 신호의 변조된 후방산란이 업-링크 데이터 방향으로 데이터를 전송하는 데 사용된다. 따라서, 각 RCS는, IVU가 통상 그의 통신 구역내로 들어오자마자 업-링크 데이터 전송을 가능케 하는 필수적인 CW 마이크로파 반송파 신호를 제공하기 위하여 패시브 업링크 데이터 모드에서 통상 동작한다.
필수적인 고속 실시간 데이터 처리 및 실시간 자동 통행료 징수를 위해서 요구되는 통신 이벤트를 허용하는 것을 신속하게 하기 위하여 바람직하게는 데이터를 처리하고 IVU와 인터페이스될 때 고속모드로 통신하도록, 본 발명에서 이용된 스마트카드가 구성되어 있다. 그러나, 스마트 카드에 함유된 전자화폐가 자동 통행료 징수이외에 다른 목적들에 사용될 수 있도록, 동일한 스마트카드는 다른 때에는 표준 저속 처리 및 데이터 통신으로 변환될 수 있다.
본 발명과 함께 사용하는데 적합한 단거리 고속 데이터 통신을 위한 변조된 후방산란을 사용하는 쌍방향 마이크로파 통신 링크가 공지되어 있다. 예를 들면, 다음의 미합중국 특허를 참고하고, 그들 각각은 참고로 기재되어 있다.
미합중국 특허 제 4,075,632 호-발드윈 등(1978)
미합중국 특허 제 4,739,328 호-코엘 등(1988)
미합중국 특허 제 5,030 807 호-란트 등(1991)
미합중국 특허 제 5,055 659 호-헨드릭 등(1991)
암호로 봉인된 엔벨로프로 오프너들과 통신되며, 본 발명의 예시적인 구현예에 사용하는 데 적합한 익명의 추적할 수 없는 전자화폐들을 생성하고 통신하는 데 사용하기 위한 암호화 과정들은 또한 이미 공지되어 있다. 예를 들면, 다음의 미합중국 특허들을 참고하고, 그 각각의 전체적인 내용이 여기에 참고로 기재되어 있다:
미합중국 특허 제 4,759,063 호-샤움(1988)
미합중국 특허 제 4,926,480 호-샤움(1990)
미합중국 특허 제 5, 131, 039 호-샤움(1992)
당업자가 샤움의 특허로부터 알 수 있듯이, 공개 키 암호기술을 이용하는 블라인드(blind) 서명 시스템(예를 들면, Rivest Shamir-Adleman 또는 "RSA" 암호 시스템)이 예를 들면 오프너와 암호로 봉인된 엔벨로프로 통신할 수 있는 암호로 보안된 익명의 추적할 수 없는 전자수표들을 생성하는 데 이용될 수 있다. 현금처리들에서의 익명성 이외에, 이러한 공개 키 암호화 블라인드 서명 시스템의 사용은, 또한 향상된 암호보안을 제공하며, 다양한 시스템 컴포넌트들의 변경하기 어렵거나 또는 부정조작이 불가능한 인클로우저(enclosures)에 대한 요구조건을 완화시킨다. 특히, 당업자가 알고 있듯이, 공개 키 암호시스템에서, 공개 키 암호시스템 쌍 중에 단지 하나의 키(예를 들면, 전용 키)가 변경하기 어렵거나 또는 부정조작이 불가능한 방식으로 처리될 필요가 있다. 따라서, 전용 키를 아주 극소수의 안전한 장소들(예를 들면, 은행 안에서 스마트 카드가 전자화폐로 충전될 때)에서만 사용할 수 있도록 조치할 수 있다면, 그렇지 않으면 필요하였을, 암호시스템에서 상당히 고가이고 복잡한 부정조작이 불가능하거나 또는 변경이 어려운 설비들에 대한 필요성을 최소화할 수 있다. 고속 버전은 변경이 어려운 IVU(SC)와 부정조작이 불가능한 RCS사이에 공유된 비밀 키를 사용할 수 있다.
제거할 수 있는 스마트 카드대신에, IVU는 자체에 (제거가능한 스마트 카드 대신에 사용된) 스마트 카드 칩을 영구적으로 내장시킬 수 있다. 이러한 IVU는 모터사이클 등에 요구될 수 있듯이 외부 설치를 위하여 보다 용이하게 봉인될 수 있다. 이러한 IVU는 또한 적은 비용과 더 작은 크기로 제조될 수 있다. 프라이버시 및 보안에 대한 모든 속성이 보존될 것이다.
그러나, 이러한 공개 키 암호기법의 사용은, 종래의 암호시스템에서(예를들면, 단일 비밀 키가 메시지 송신 및 수신기에 의해 이용되고, 그러므로 메시지 송신 및 수신기가 이러한 비밀 키 및 변경하기 어렵거나 또는 부정조작이 불가능한 설비들을 유지하여야만 하는 DES 등에서와 같이) 보다도 전형적으로 더 많은 용량의 데이터 전송(즉, 더 큰 밴드폭)을 필요로 하는 단점을 가진다.
따라서, 보다 정교한 공개 키 암호 시스템들이 자동 통행료 지불 시스템에서 이용된다면, 그 때는 매우 짧은 시간 윈도우(이것은 차량속도에 반비례로 변한다)내에 모든 필요한 데이터를 전송하는 데 이용할 수 있는 충분한 시간이 있다는 것을 보장하기 위하여, 매우 효율적인 데이터 전송 프로토콜 및 포맷을 이용하는 것이 특히 필요하다. 정교한 데이터의 포맷팅 및 프로토콜의 사용에 대한 필요성은, 멀티-레인 환경이 예상되고 및/또는 다중 동시 IVU 통행료 지불 처리가 멀티-레인 통행료 징수처 등에서 예상될 때, 특히 중요하게 된다. 모든 이들 원하는 목적들을 달성하기 위하여, 아주 높은 데이터 보안 및 통신 효율이 동시에 이루어져야만 한다. 본 발명은 이러한 자동 실시간 고속도로 통행료 징수 시스템을 조직하고 동작시키는 특히 안전하고 효율적인 방식을 제공한다.
[도면의 간단한 설명]
본 발명은, 첨부도면과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 보다 상세한 설명으로부터 보다 완전하게 이해될 수 있을 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 예시적인 자동 실시간 고속도로 통행료 징수 시스템을 통합하는 멀티-레인 통행료 징수처의 개략적인 사시도.
제2도는 제1도의 예시적인 구현예에서의 일부 주요 통행료 징수 시스템의 구성요소들의 블록다이어그램.
제2a도, 제2b도, 및 제2c도는 제1도의 멀티-레인 환경에서 인접한 레인들 사이의 간섭을 방지하기 위하여 다운링크 타이밍 콘트롤러의 예시적인 동작도.
제2d도는 제1도의 실시예와 함께 사용하기 위한 있을 수 있는 위반 규제 서브 시스템의 단순화된 블록 다이어그램.
제3도는 제1도의 실시예에서 사용하기 위한 예시적인 IVU의 블록다이어그램.
제3a도 및 제3b도는 제3도의 IVU에 대한 예시적인 하우징 및 가능한 키보드/스크린 사용자 인터페이스를 나타내는 도면.
제3c도는 제3도, 제3a도 및 제3b도의 IVU와의 예시적인 인간 인터페이스를 보여주는 논리 시퀀스 인간 인터페이스 다이어그램.
제3d도는 제3도의 IVU에서 이용되는 링크 ASIC(application specific integrated circuit)의 개략도.
제4도는 제1도의 실시예에서 사용된 예시적인 도로변 징수 스테이션(RCS)의 블록다이어그램.
제4a도는 제4도의 RCS에 사용을 위한 예시적인 업링크 콘트롤 프로세스의 논리 블록 다이어그램.
제5도, 제5a도, 및 제5b도는 업링크와 다운링크 통신에 대한 제1도의 예시적인 구현예에서 데이터 패키지 흐름도; 그리고
제5c도 및 제5d도는 예시적인 WRITE 및 SELECT 명령 전달 시퀀스를 도시한 도면.
[실시예]
도 1은 도로변 징수 스테이션들(RCS) (2Oa:도시되지 않음), (2Ob) (2Oc) (2Od)와 관련된 4 개 레인(0-3)을 갖는 전형적인 멀티-레인 통행료 징수처 환경을 개략적으로 보여준다. 차량이 RCS 통신영역(24)을 통과하는 동안에, 각 RCS는 개개의 레인(예를 들면, 도 1의 레인 1을 참고하라)에 있는 단일 차량 또는 개개의 레인에 있는 복수의 차량들(도 1의 레인2에 있는 한쌍의 모터사이클을 참고하라)에 놓여 있는 차량내 장착 유니트(34)(IVU: 이하 IVU라 한다)과 고속 단거리 마이크로파 또는 고주파(rf) 통신링크(22)를 통하여 통신한다. 이 명세서에서, 마이크로파 및/또는 rf의 용어는 IVU와 RCS사이의 단거리 통신에 적합한 고주파 스펙트럼의 어느 부분을 언급하는 데 사용된다. 알 수 있듯이, 영역의 차원들은 RCS와 IVU 둘다 관련된 rf 안테나의 방사패턴의 결합 함수이다. 주어진 IVU가 RCS 통신 영역(24)내에 존재하는 한정된 유지시간(이 유지시간은 물론, 또한 차량속도에 반비례 관계를 가질 것이다)이 쌍방향 통행료 지불 처리를 완료하는 데 이용할 수 있는 시간에 매우 큰 제한을 준다. 전형적인 속도 및 안테나 방사 패턴에 대하여는, 단지 몇 밀리세컨드만이 이러한 처리를 완료하는 데 긍극적으로 이용될 수 있다는 것을 현재로서는 기대된다. 상대적으로 움직이는 안테나들사이의 단범위에 걸친 마이크로파 통신의 변화들과 상당한 양의 데이터를 신뢰성 있게 통신할 필요성이 주어진다면 아주 효율적인 테이터 프로토콜 및 포맷을 요구한다.
또한 알 수 있듯이, 도 1의 멀티-레인 징수처 환경은 잘못 지시된 교차-레인 데이터 판독입력을 일으킬 수 있다. 즉, 레인들중 한 레인에 있는 IVU가 그 차량의 실제 고속도로 레인과 관련되는 RCS 이외의 RCS로 업링크 데이터를 보낼 수 있다. 또한, 몇몇 방식으로 강요되지 않는 한, 차량이 통행료 징수처를 통과하는 동안에 레인들을 변경할 수 있다. 교차-레인 데이터 판독입력의 조정을 수용하기 위하여 그리고 그렇지 않으면 다운링크들을 통하여 타이밍 제어를 제공하기 위하여( 및 그래서 인접한 레인들사이의 교차-레인 다운링크 인터페이스를 최소화하는 것을 돕기 위하여), RCS 유니트들(20)은 징수처 컴퓨터 근거리망(LAN) 및 다운링크 징수처 타이밍 콘트롤러와 케이블 부설(26)을 통하여 서로 연결되어 있다.
예시적인 시스템의 블록다이어그램이 도 2에 보다 상세히 기술되어 있다. 여기서, 통행료 징수처(1)은 4개의 레인을 포함하는 것을 보여주며, 각각의 레인들은 RCS(20)에 제각각 연관되어 있으며, RCS들(2Oa-2Od)은 LAN 및 다른 케이블 부설(26)내의 배선 및 징수처 1 컴퓨터(30)(예를 들면, 원도우 v 3.1하에서 동작하는 특정 애플리케이션 소프트웨어를 갖는 486베이스의 33 ㎒, 8 MByte RAM, 4O MByte 하드디스크를 가진 PC) 및 다운링크 징수처 1 콘트롤러(32)에 서로 연결되어 있다. 또한, 고속 단범위 쌍방향 마이크로파 통신 링크들(22)은 그 제각각의 고속도로 레인을 따라 주행하는 관련된 차량의 IVU(34)와 함께 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 각 IVU(34)은 각각 관련된 제거가능한 스마트카드(SC)(36a-36d)에 서로 연결되어 있다. 또한, 징수처 #1 컴퓨터(30)는 다른 통행료 징수처들에 있는 다른 징수처 컴퓨터들에 서로 연결되며, 안전한(즉, 변경하기 어렵거나 또는 부정조작이 불가능한)뱅크 설비(42)에 있는 전형적으로 위치된 뱅크 리로드 컴퓨터(40)(예를 들면, 다이얼-업 링크을 통한 플로피 디스크 또는 테이프들의 교환)에 서로 연결되어 있다. 리로드 스테이션(44)은 그 후 또 하나의 LAN을 통하여 뱅크 리로드 컴퓨터(40)에 원격적으로 연결되어 있다(예를 들면, 리로드 스테이션들이 도 2에 예시된 바와 같이 주유소(46) 등에 위치된 상태에서). 그리고, 스마트 카드(36)이 리로드 스테이션(44)과 제거 가능하게 상호 연결될 수 있으며 (공개 키 암호시스템 쌍의 전용 키가 재로딩 과정의 일부로서 요구된다면, 변경이 어렵거나 또는 부정조작이 불가능한 뱅크환경에 놓여질 수 있는)뱅크 리로드 컴퓨터(40)를 통하여 암호적으로 안전한 방식으로 전자화폐로 재로딩될 수 있다.
리로드 컴퓨터는 ISA 확장 슬롯에 설치된 내장형 크립터(internal Kryptor)를 구비할 수 있다. 크립터는 블랭크 전자수표 및 원격 리로드 스테이션으로의 전송을 위한 잔고데이터를 생성한다. 리로드 스테이션(44)은 블랭크 수표와 잔고를 수신하기 위한 스마트카드가 삽입되는 물리장치이다. 리로드 스테이션은 디지캐쉬 페이스테이션과 물리적으로 동일할 수 있지만, 통행료 애플리케이션에 적절하게 채용되는 펌웨어와 동일할 수 있다. 리로드 스테이션은 38 KBaud에서 동작하는 트위스트 페어 LAN(twisted-pair LAN)을 통해 리로드 컴퓨터에 링크될 수 있다.
징수처 컴퓨터를 하나 또는 그 이상의 RCS들, 리로드 컴퓨터들 및 리로드 스테이션들과 링크시키는 징수처 영역 네트위크(LAN)는, 최대 38KBaud 까지 데이터속도와 최대 1Km까지 수용할 수 있는 RS485 신호를 사용하는 멀티-액세스, 트위스트 패어, 비동기식 네트워크 일것이다.
예시적인 구현예에서 채용된 일반적인 형태의 단범위 마이크로파 통신 링크는 유럽 철도 네트위크내에서 이미 성공적으로 적용되었다. 예를 들면, 철도환경에서, 모듈화된 백스케터는 철도차량의 하부에 놓여 있는 백스케터 데이터 변복조장치 "태그"와 레일들 사이의 그라운드상에 놓여 있는 액티브 마이크로파 CW 소스 RCS 링크 콘트롤러를 자동 차량 식별자(AVI)에 장치하는데 사용되어 왔다. 또한 동일한 기술이 기관차의 하부에 놓여 있는 CW 액티브 마이크로파 심문기(interrogator)와 레일들사이에 놓여있는 그라운드상에 놓여있는 백스케터 변복조장치 "태그"를 데이터 자동 트레인 콘트롤(ATC)에 역으로 적용되어 왔다. 이러한 통신기술을 사용하는 현존하는 심문기 및 태크는 텍사스 75252, 달라스, 빌딩 E100, 프레스톤 로드 17301에 소재하는 Amtech Corporation의 Dynicom 시스템의 일부로서 상업적으로 이용가능하다.
이러한 현존하는 상업적으로 이용가능한 유니트들의 제어 펌웨어 및 하드웨어는, 본 발명에 따른 고성능 스마트카드-기본 로드 가격매김 애플리케이션을 지지하도록 변경될 수 있다. 이러한 특정 로드 가격매김 애플리케이션들(예를 들면, 통행료 지불)에서, IVU로부터 수신된 업링크 데이터는, 업링크 데이터상에서의 이러한 연산들의 결과가 다운링크 메시지를 실시간으로 IVU에 다시 생성시키는 데 필요하기 때문에, 실시간에서 암호적으로 처리되어야 한다(예를 들면, RCS와 또한 관련된 적절한 암호데이터처리회로들에서). 또한, IVU는 다른 것들중에서, 관련된 스마트카드로부터 전자화폐의 실제 완료된 청구를 암호적으로 확인하는 결정 업링크 메시지(concluding uplink messages)를 생성시키기 위하여, 다운링크 메시지들의 실시간 처리를 수행하여야 한다. 고로, 각 로드 가격매김 트랜적션은 적어도 3개(즉, 업링크, 다운링크, 및 업링크) 메세지의 시퀀스를 필요로 한다. 특수한 목적들을 위하여 이 분야의 당업자들에 의해 알 수 있듯이 부가 데이터 메시지들이 또한 필요하거나 바람직할 것이다.
결국, 통행료 징수 처리이용의 요구된 실시간 특성은 1) IVU에서 RCS의 암호 데이터 처리회로로 수신된 업링크된 데이터의 보고; 2) RCS의 효율적인 내부회로 프로토콜을 이용한 암호 데이터 처리 회로와 마이크로파 데이터 전송회로간의 고속전송; 3) 암호 데이터 처리회로에서 자동 확인및 재시도 가능성을 가진 IVU로 효율적인 다운링크 데이터 전송으로 최적화될것을 요구하고 있다. 본 발명의 RCS및 IVU는 양 방향 단파 마이크로파 전송링크를 지원한다. 상기 링크는 반 이중 모드에서 동작하여야 한다. (즉, 전송은 단번에 한 방향에서만 발생한다). 바람직한 실시예에서, 초기 데이터 통신은 IVU에서 RCS(데이터 전송의 "업 링크" 방향으로서 한정)로 발생한다. RCS는 특정 사설 청취명령을 IVU로 전송함에 의하여 데이터통신 방향을 스위칭하여야 한다. IVU가 송신에서 청취모드로 스위치될때 그후에 RCS에서 IVU로의 데이터 전송은 초기화 될수 있다.(이는 데이터 전송의 다운 링크 방향으로서 한정됨.) RCS가 다운 링크 메세지를 완결할 때 업 링크 데이터 페케지를 수신에 앞선 업 링크를 자동적으로 수동으로 전환한다. 불행히도, 조절된 다운링크 마이크로파가 전송될때 두개의 인접한 RCS가 다운링크 데이터를 동시에 전송한다면 교차-레인간섭을 갖기 쉽다. 알수있는 바와 같이, 인접한 레인의 비교적 매우 가까운 캐리어 주파수에서 명목상으로 동작하는 마이크로파 신호의 오버랩핑 및/또는 가까운 방사패턴간에 간섭이 생길수 있다. 추가하여, 실 생활의 통행료 징수 스테이션환경에서, 상기 마이크로파는 한 레인으로부터 인접 레인으로 의도된 방사패턴의 일시적인 이동이 발생되도록 통과하는 차량의 측면과 같은 표면 (예컨데, 큰 금속 트럭 바디 및 그와같은 면)으로부터 반사되기가 쉬워질수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 다운링크 타이밍 징수처의 제어기(32)는 인접 레인의 RCS로 부터 다운링크를 동보전송하는것에 대하여 안전하도록 이용된다. 하나의 가능한 구성이 제 2a 도에 도시되어 있는바, 다운링크는 제 1 시간구간 동안 우수레인에서 그다음에는 제2 시간 구간동안 기수 레인에서 동시에 인정되며 그다음은 업 링크 전송이 (모든 레인에서 동시에) 발생할수 있도록 CW 마이크로파 파워가 제공되는 동안 타임슬롯이 온다. 제 2a 도의 바람직한 실시예에서, 비교적 긴 시간구간이 더욱 완전하며 안전한 공공키이 암호 시스템 형식을 이용하는 업 링크에 제공된다. (따라서, 시스템을 통해 유포된 비교적 가격이 싼 부정조작이 가능한 장비를 이용하는동안 업 링크 방향에서 비교적 대량의 데이터가 전송됨이 요구되고있다.) 제 2b 도의 바람직한 실시예에서는 비교적 단시간에 업 링크를 제공하는 것(예를들면 비교적 덜 복잡한 암호 시스템이 시스템 도처의 위험한 지점에서 산재되어있는 더욱 안정된 부정조작이 불가능한 성분을 제공하도록 수반하는 필요성을 이용하는 경우에)을 제외하고는 제 2a 도와 유사하다.
적절한 업 링크 시간구간사이에 발생할수 있도록 교대로 우수및 기수 레인의 다운 링크를 승인하는 고정된 클럭으로서 다운링크 징수처의 타이밍 제어기(32)를 인식할수 있는 반면, 지정된 시간구간동안 우수및 기수 모두의 레인에서 다운링크를 제공하기에 불 필요한 교통량이 적은 환경에서 시간을 더욱 효율적으로 이용할 수 있다. 예컨데, 다운링크 징수처의 제어기(32)는 제 2c 도에서 블럭 다이어그램의 형태로 도시된 것과 유사한 최적의 프로그램 과정에 따라 동작하는 프로그램 처리된 마이크로프로세서를 포함한다. 여기서, 다운링크 제어기(32)는 다운링크 요청질문(50 : 예컨데, 상기 특정 징수처에서 RCS중 하나로 부터 다운링크 전송요구가 있는 동안의 검사) 주위의 견고한 루프에서 동작하는 것을 거의 일반적으로 찾아볼 수 있다. 상기 다운링크 요구가 검출될 때, 상기 기수 또는 우수 레인으로부터 방사되는 요구를 결정하도록 블럭(52)을 통과하여 제어된다. 우수레인이 다운링크를 요구한다면, 그후에 그 요구는 블럭(54)에서 우수레인 요구승인을 시작하고 그에 따라서 블럭(56)에서 더욱 가능한 인입요구의 검사를 연속하여 실행함에 의해 즉각적으로 만족될 수 있다 (예컨데, 우수레인에 대한 이미 승인된 다운 링크를 진행하는 동안). 그렇지 않다면, 그후 가능하다면 승인된 우수 레인의 다운링크 요구가 연장되는 블럭(58)으로 즉시 제어될수 있다 (예컨데, 거래처리를 확실하게 하도록 이용할수 있는 충분한 RCS 전송 영향영역 시간이 있다면, 양호한 다운링크 전송을 더욱 확실하게 하며 및/또는 우수레인에서 발생하는 추가의 다운링크 전송을 확실하게 하도록 하기위해). 다른 한편, 추가의 요구가 블럭(56)에서 검출된다면, 그후의 검사는 추가되는 새로운 요구가 기수 또는 우수레인에서 나오는지 아닌지 판단하기 위해 블럭(60)에서 실행된다. 새로운 요구가 단지 우수레인에서만 나온다면, 그후에 이미 설명한 바와같이 처리하기 위하여 블럭(58)으로 가도록 제어된다. 그러나, 추가의 요구가 기수레인으로 부터 검출된다면, 그후에 추가된 레인의 다운링크 요구는 이전의 승인된 다운링크 전송(예컨데, 우수레인)의 만기시에 승인되는(예컨데, 기수레인에서 다운링크에 대한 추가의 2 밀리초) 블럭(62)으로 가도록 제어된다. 따라서, 업 링크 전송은 RCS의 변경되지 않는 CW 마이크로파 파워로부터 전송할 수 있는 블럭(64)으로 가도록 제어된다. 업 링크 모드가 끝났을 때 더 많은 다운링크 요구에 대해 폴링하도록 블럭(50)으로 가도록 제어된다.
물론, 블럭(52)에서, 검출된 제 1 요구는 기수레인에 대한 것이라면, 그 후에 제 2 도에 도시된 바와같이 기수 및 우수 레인의 결합의 상호 교환을 제외하고는 블럭 54-62와 거의 직접적으로 유사한 블럭 (54a) 그리고 그후에 블럭(56a, 58a, 6Oa 및 62a)로 가도록 제어될 수 있을 것이다. 더욱 정밀한 다운링크 타이밍제어는, 다운링크 페이스를 성공적으로 결정하기 위해서 필요한동안 또는 미리 예정된 타임 아웃시까지, 어떤 다운링크 요구들이 인접한 레인 RCS에 동시에 승인되지 않는한 요구됨으로써 개별적인 승인을 제공할 수 있을 것이다.
알고있는 바와같이, 교통량이 다중 레인한경에서 증가할때, 그후에 제 2c 도에 도시된 바와같은 최적의 다운링크제어 과정의 작용이 제 2a 도나 제 2b 도에 고시된 바와같이 시간이 고정할당되는 경향이 있다. 상기 예에서, IVU와 함께 RCS 전송 영역의 1O 내지 2O 밀리초 기간동안 3 또는 4개의 다운 링크승인을 제공할수 있다. 따라서, 여러 지점에서 통행료 징수 처리가 충분히 완료될 수 있도록 도울 수 있다.
다중 레인 동작은 2개 또는 그 이상의 인접레인에서 자유로이 주행하는 IVU장착 차량을 포함할 수 있다. 다중레인 환경에서, 인접 RCS간에 간섭가능성이 있으며 가장 가까운 인접 차량(예컨데 오토바이)간의 IVU를 혼돈할 수도 있다. 다운링크 대 다운링크의 다중레인 간섭에 추가하여, 인접한 레인에서 다운링크및 업링크간의 간섭을 가질수도 있다. 이러한 후자의 문제점은, 다른 RCS가 다운링크 메세지를 전송하는 동안 특정 RCS가 업 링크 메세지를 수신할때 나타난다. 경험에 의하면, 다운링크 메세지의 전송이 전체 징수처를 지나는 업링크 메세지를 오염시킬수 있다. 이러한 특정 문제는 다운링크 제어기(예컨데, 다운링크 승인 간격)에 의하여 인정된 시간선택 윈도우로 모든 스테이션이 다운링크 메세지 전송을 제한하게 함으로써 해결된다. 따라서, RCS는 어떤 다른 RCS가 다운링크 메세지를 전송하는 구간동안 업 링크 메세지 수신을 요구하지 않는다.
시행 시스템의 부분으로서, 프로그램(또는 하드 와이어드) 레인 제어기(1OO)는 통행료 징수 스테이션에서 교통량의 각 레인에 대하여 제 2d 도에 도시된 바와같이 제공될수 있다. 여기서, RCS(20)는 라인(102)에서 차량분류 정보(예컨데, 현재 통행료 지불 처리에 포함된 IVU로 부터 업 링크 데이터 전송에 의해 제공될때), 뿐만 아니라 라인(104)에서 지불상황 정보(예컨데, 암호로 안정된 업링크 지불 확인 데이터와 같은 지불된 통행료)를 제공한다. 다른 통상적인 차량 분류검출 시스템(106)에 의하여, 레인 제어기는 통행료 징수 스테이션의 특정 레인을 경유하여 통과하는 동일한 차량에 대한 독자적인 방법으로 차량 분류 데이터를 수신한다. 더욱이, 레인 제어기는 통상적인 차량 확인 검출기(108 ; RCS 전송 영향영역 전에 위치함, 110 ; RCS 전송영향영역 후에 위치함)를 구비할수 있다. 이러한 방법에서, 현재의 검출기(110)가 차량이 RCS 전송 영역 밖을 통과한 것을 지시하기 전에 차량의 분류가 실제로 수신되는 정확한 통행료의 지불을 암호적으로 확인하며 차량분류 정보가 정확한가를 레인 제어기(1OO)가 확인한다. 감시 결과 동시처리의 안정성이 감소한다면, 그후에 레인 제어기(100)는 통상적인 비디오 시행 시스템(112)을 트리거할수 있거나 또는 달리 특정 차량에 의하여 고유 통행료를 지불하지 않을때 호출(예컨데, 차량에 어떤 종류의 검출가능한 마아커를 인가하거나 또는 알람을 트리거링함에 의하여)할수 있다.
예시된 바와같이, 스마트 카드는 IVU가 지불 메세지를 발행하는 순간에 앞서서 청구된다. 그러나, 어떤 경우에는, 차량은 RCS에 의한 모든 지불 프레임의 정확한 독출에 앞서 마이크로파 전송 영역을 지나간다. 이러한 경우에, 스마트 카드는 정확하게 청구되기는 하나 지불확인은 RCS에 의해 수신되지는 않는다. 이러한 결과, 시행 시스템을 트리거하며 차량의 소유자에게 과태료를 발행한다.
이러한 환경에서, 시스템 구조는 자동차 소유자가 지불했다는것을 증명하도록 그리고 그로인해 과태료를 방지하도록 설계된다. 이렇게 하기 위하여, IVU는 정확하게 청구된 각각의 거래처리에 대응하는 문자와 숫자로 조합된 8 디지트 영숫자 코드를 유지한다. 과태료 통지를 받았을때 차량 소유자는 지불증명같은 문제에서 거래처리에 대응하는 코드를 통행료 처리당국에 전송할수 있다. 차량이 재시도 메세지를 수령하기에 앞서 마이크로파 전송영역을 나간 결과, IVU에의해 대금 지불 데이터가 면제되어서는 않되며 스마트 카드가 청구되어서도 안된다. 이러한 경우에, 차량 소유자는 관련된 과태료와 통행료를 연기할 것을 요구할수 있다.
상기의 암호로 보호된 전자화폐는 적어도 두가지 방법으로 유리한 통행료 지불 시스템에 기초한 스마트 카드를 제공한다. 1) 정교한 공공키이 암호 시스템을 이용한 다중안전을 오프 라인 선불 시스템에 제공한다. 2) 효율이 높은 암호적으로 안전한 지불 시스템을 제공한다. 수 밀리초(예컨데, 17 밀리초)보다 작은 거래처리 시간에 대하여 스마트 카드에 의한 도로 이용료 통행료 지불 시스템을 지지할수 있다고 믿는다. 스마트 카드에서 예시적인 암호 시스템의 안전된 전자 화폐는 현재 DigiCash b.v., 419 Kruislaan, lO98 VA Amsterdam, The Netherland이며 스마트 카드가 커피를 구입하며 식대를 지불하고 사진을 복사하거나 또는 팩시밀리를 전송하는데 이용될수 있는 사무실내에서 지불하기 위하여 이용된다. 매우 복잡하며 암호적으로 안전된 전자화폐 시스템을 포함하고 있다 할지라도, 매우 저렴한 거래처리 비용(예컨데, 익명의 전자수표의 오프라인 확인 가능성 및 부정 조작 불가능한 대금 지불 터미널을 제거한 암호적으로 복잡한 공공키이 암호 시스템 때문에) 때문에 상기와 같은 비용이 많이 청구되지 않는 경우에도 이용할수 있다.
본 발명은, 양방향 마이크로파 전송 링크를 완결하는 도로 이용료 징수 시스템의 기초한 스마트 카드를 달성하기 위하여 종래의 Amtech 및 DigiCash 기술을 효율적으로 집적, 적용 및 개선하는 것이다.
IVU(34)의 블럭다이어그램이 제 3 도에 도시되어 있다. 마이크로파 안테나(300)는 RCS를 가진 다운링크 및 업 링크 모두에 대하여 rf 트랜스듀서를 제공한다. 현재 마이크로파 주파수는 대략 915㎒, 2.5㎓ 및 5.8㎓에 위치하는 밴드에서 통상적으로 발생하는 응용에 할당된다. 안테나는 적당한 이득(예컨데, 1OdB)과 지향성(IVU에서는 중요한 것은 아님)을 제공하는데 허용할수 있도록 통상적으로 설계된다. 비교적 작은 다중 성분의 마이크로스트립 패치 안테나 어레이는 비교적 고 주파수의 마이크로파 환경 및 IVU의 비교적 수용할 수 있을 정도의 작은 크기에 매우 적절하다. 통상적으로, IVU는 크레디트 카드 또는 스마트 카드 보다 약간 클수 있으며 오버브리지에 설치된 RCS와 마이크로파 전송을 방해받지 않도록 어떤 통상적인 방법(예컨데, 차량의 앞 유리영역의파스너)으로 고정될 수 있다. RCS가 고가에 장착된 받침대에 설치된 후 차량의 앞 유리창 중앙 위에 있는 리어 미러에 장착될수 있다. 노변 RCS 설치 부분이 이용된다면, 그후에 차량의 앞 유리창의 좌측 하단에 장착할수도 있다.
아날로그 rf 회로(302)는, IVU 링크 ASIC(308)로/에서 업 링크/다운링크 논리/rf 데이터 링크를 제공하기 위하여 통상적인 업 링크 마이크로파 데이터 모듈레이터 및 통상적인 다운링크 마이크로파 데이터 모듈레이터(306)을 포함한다. 제 3d 도와 관련하여 더욱 상세히 설명한바와 같이, 링크 ASIC(308)은 다운링크 및 업 링크 방향 모두에 전송 인터페이스및 버퍼를 제공하는 적절한 고객 ASIC(예컨데, 마이크로파 링크를 교차하는 양방향 전송에 대하여 특별히 설계된 암테크에서 이용할수 있는 현재의 ASIC) 일수 있다. 스마트 카드 제어기(312 ; 다른 적당한 마이크로 컴퓨터 예컨데, Motorola 68HC11)와 인터페이스된 IVU 링크 제어기(예컨데, 다른 적당한 마이크로 컴퓨터 예컨데, Motorola 68HC705)와 인터페이스된다. 스마트 카드 제어기(3l2)는 통상적으로 제거할수 있는 전자 접촉 스마트 카드 접속기 인터페이스(314)에서 스마트 카드(36 ; Motorola 68HCO55C21)와 접속된다. 키패드(316) 및 LCD 디스플레이(318), LCD(320 및 322) (또는, 예/아니오 통행/정지 상태 지시의 유사한 형태 또는 지불의 승인 또는 비승인을 나타내는 녹색 및 적색 신호를 제공하도록 적절한 신호 다중 칼라 LED) 그리고, 가청출력 버퍼(324 : 긴급 사용자 제어가 필요할 때 사용자의 지시를 가청간섭 되도록 또는 성공, 실패 또는 키이 클릭 사운드를 가청할 수 있게 지시되도록)를 통해 인터페이스를 제공한다. 버퍼의 주요 기능은 LCD디스플레이 및/또는 LED를 판독할 필요가 없는 오디오 피드백을 제공하도록 한다.
IVU(34)에 삽입된 스마트 카드와 함께 IVU를 제 3a 도에 도시하고 있다. 상기 키이보드는 다중 칼라 LED(320/322)를 사용한다는 것이 자명하다. LCD 디스플레이(3l8)는 제 3b 도에 도시되어 있다. LCD 디스플레이(3l8)는 현재 스마트 카드의 잔고, 현재 스마트 카드의 상태, 최종 거래처리 시간, 최종 거래처리 금액 및 최종 거래처리 상태를 도시한다. (두개의 상태는 제 3c 도에 도시된 인간이 조작하는 컴퓨터 프로그램(펌웨어)을 경유하여 스마트 카드제어기가 지시하도록 하기 위하여 사용 조작자로 부터 키보드 응답을 전송하기 위한 인간과의 인터페이스를 제공함)
예컨데, 제 3c 도에 도시된 바와같이, 일반적으로 정지된 스마트 카드와 스마트 카드 제어기(3l2)는 어떠한 키이를 눌러 블럭(402)으로 전송하도록 하는 블럭(400)에서 도시된 바와같다. 디스플레이의 상태 지시는, IVU의 셋업이 요구되는 동작자를 요구한다. 응답이 "예(예컨데, 키이보드(316)상에 미리 결정된 키이중 하나를 경유하여 신호를 전송할수 있음.)라면, 그후에 변화가 기불방법을 요구하던지 않던지 간에 조작자가 결정되도록 요구되는 블럭(404)으로 전송되도록 제어된다. 그렇다면, 그후에 선불 및 후불기술의 선택은 블럭(406)으로 되 돌아가기전에(조작자가 지불방법의 변화를 요구하지 않는다고 지시한다면 통과하도록 제어함) 각각 블럭(404a 및 404b)에서 선택된다. 제 3c 도에 도시된 바와같이, 유사한 조작자에 의한 인터페이스 변화는 (뒤에 붙은 a 및 b를 제외하고 유사하게 번호가 붙은 각각 관련된 서브-결정 블럭에 따라) 블럭(406, 408 및 410)에서 효율적일 수 있다. 블럭(4l2)에서, 조작자는 개인의 비밀번호(PIN)를 변경하기 위하여 블럭(4l2a 내지 412f)의 연속한 동작을 실행할 수 있다. 일반적으로 정지된 상태(400)로 되돌아가도록 제어되기 전에 종래의 거래처리 데이터가 인터페이스(416)에서 조작자에 의하여 검사될 수 있는 동안 카드상태가 블럭(414 및 414a)에서 검사될수 있다. 알수있는 바와같이, 이러한 유형의 많은 다른 인간과의 인터페이스가 IVU(34)를 이용하고 고안될 수 있다.
제 3d 도에서 더욱 상세하게 도시된 링크 ASIC는 종래의 Dynicom 시스템에서 이용된 것과 유사하다. 프레임 RAM(500)은 2개의 페이지 O 및 1 로 조직되며 그 각각은, 데이터의 32 프레임을 포함하며, 각각의 프레임은 128 비트를 포함한다. 실시예의 시스템에서, 업 링크 및 다운 링크 방향에서 전송하기 위한 가장 작은 데이터 페키지는 128 비트의 단일 프레임이 있다. 5 비트 프레임과 1비트 페이지 RAM 어드레스의 스크롤 RAM(502)가 제공된다. 이러한 것은, 반복하며 연속하게 번지지정될수 있는 RAN(5OO)의 특정 프레임 및 페이지로 포인트를 번지지정하며 업 링크 모듈레이터(306)으로 (업 링크 모듈레이터(306)로 시간이 입력되며 적절하게 포맷된 적절한 논리회로(504)를 경유하여)출력된다. 실시예의 시스템에서는, 스크롤 RAM(502)에서 제 1 포인터는 어떤 특정 시간에 스크롤링하기 위하여 스크롤 RAM(502) 리스트의 연속한 능동 어드레스 포인터의 수를 실제로 한정한다. 스트롤 RAM(502)에서 바로 뒤에 인접한 엔트리의 번호가 링크 제어기의 마이크로프로세서로 부터 명령을 연속하여 전송되도록 하는 RAM(5OO)의 연속한 프레임을 가리킨다. 기술한 바와같이, 링크 제어기의 마이크로프로세서(310)는 스크롤 RAM(502)의 내용을 제어한다. 추가하여, 다운링크 디모듈레이터(304)로 부터의 데이터는 적절한 프로세스 논리회로(506)를 경유하여 RAM(500)의 적절하게 번지지정된 프레임으로 선택하여 기록될 수 있다.
제 3d 도에 도시된 바 와같이, 링크 ASIC(308)는 rf 검출기로 턴-온 기능을 제어하는데 이용할 수 있다. 일정한 정지 모드에서, 대개의 IVU 회로는 배터리 파워를 보존하도록 턴 오프된다. 그러나, 적절한 주파수에서 주위 rf 에너지 및 상기 미리 결정된 임계 레벨이 검출될 때 IVU가 RCS의 전송 영향영역 내에 있거나 또는 접근하고 있다고 가정한다. rf 캐리어의 미리 결정된 레벨의 상기 검출에 따라, IVU회로는 자동으로 "턴-온"되며 IVU는 RAM(500)으로 부터의 데이터의 미리 결정되며 미리 포맷된 하나이상의 프레임을 근접한 RCS로 전송하며 각각 스크롤하도록 업 링크 데이터 전송의 "코미트" 모드를 가정한다.
rf 캐리어 검출은 검출된 주변 rf 캐리어에 미리 결정된 통행료 징수 스테이션 rf 검출기의 관련 레벨을 포함하는 적절한 비교기(508)에 의하여 효과적일수 있고 따라서, 잔여 IVU(34)를 "턴-온"하게 한다. 기술한 바와같이, 링크 제어기(310)는 있을수 있는 인접한 RCS로 업 링크상에 제 1 데이터 패키지를 반복하여 전송함에 의하여 "코미트" 단계에서 동작을 시작하기 위하여 바람직한 실시예에서 적절하게 프로그램된다. 타임 아웃이 마이크로파 신호의 손실에 따라 만료되거나 또는 인접한 RCS가 제 1 데이터 패키지를 충분히 수신할 때까지 상기 동작이 연속하며, 응답시, 동작의 다운 링크 모드로 전환하도록 IVU에 명령함에 의하여 상기 수신을 확인할 수 있다.
링크 ASIC, 링크 제어기 및 SC 제어기의 세분화가 특정 적분의 수행레벨을 암시하지 않는다는 것을 기억하여야 한다. 이러한 분리는 어느 정도의 가능성으로 Amtech 및 DigiCash의 종래 기술을 이용한 실시예를 편리하게 하기 위하여 사용된다.
다운링크 모드동안, 제 2 데이터 페키지는 RCS로 부터 수신되며 다운 링크 데이터는 실시간 처리를 위하여 IVU 링크 제어기(310)를 경유하여 스마트 카드(36) 및/또는 스마트 카드 제어기(312)를 통과할 수있는 RAM(500)의 적절히 번지 지정된 프레임에 저장된다. 스마트 카드(36) 및/또는 스마트 카드 제어기(3l2)는 그후에 업 링크 동작모드에서 RCS로 되돌아 가도록 하는 연속 전송용 링크 제어기(310)를 경유하여 프레임 RAM(500)에서 적절히 포맷되는 리턴 데이터 패키지를 만든다.
RCS(20)의 블럭 다이어그램은 제 4 도에 도시되어 있다. IVU와 함께, 안테나(600)는 짧은 범위의 마이크로파 전송링크에 대하여 통상적으로 적절히 설계될 수 있다. 더 많은 공간이 RCS에서 벌키어(bu1kier) 안테나설계(에컨데, Yagi 안테나)를 수용하도록 이용할 수 있다 할지라도, 바람직한 실시예에서, 안테나(600)는 진행하는 차량에서 그리고 아래로 지향하는 1OdB의 방사 빔 패턴이득을 가지는 다중 패치 마이크로 스트립 안테나 어레이이다. RCS 전송 영향영역은 지정된 고속도로 레인을 따라 차량 주행의 수미터(2 또는 3 미터 바람직하게는 4 또는 6 미터)를 에워쌀수 있으며 따라서, 더 높은 기대된 고속도로 속도(예컨데, 독일의 고속도로 전용도로에서 300 Km/hr)에서 통행료 거래처리를 완결하기 위하여 수 밀리초동안에 제공한다. rf 모듈(602)은 짧은 범위의 마이크로파 양 방향 전송 링크의 상기 유형에 대한 종래 특허에 따라 통상적인 설계일수 있다. 예컨데, 안테나(600)를 경유하여 IVU로 부터 후방산란 업 링크 데이터 전송을 변경할 수 있도록 제공되어야만 하는 필요한 CW 마이크로파 파워를 발생하게 하기 위하여 rf 오실레이터(604)를 포함한다. 상기 후방산란은 RCS 링크 제어기의 마이크로 프로세서(608 : 에컨데,68302)로 업 링크 데이터를 제공하도록 블럭 (606)에서 통상적으로 감시되며 복조된다. 유사하게, 적절한 rf 모듈레이터(610)는 RCS 링크 제어기(608)로 부터 다운 링크 데이터를 받아들이며, 다운링크 데이터 전송을 효율적으로 하기 위하여 오실레이터(604)의 출력을 적절히 변조하도록 rf 모듈(602)에 포함된다. 기술한 바 와같이, RCS 링크 제어기(608)는 업 링크 및 다운 링크 동작모드간의 IVU를 스위칭하는데 요구되는 필수 특정한(예컨데, "기본") rf 온-오프 신호패턴을 발생하게 하도록 rf 모듈(602)를 제어한다.
RCS 링크 제어기(608)은 통상적인 암호 데이터 처리회로(612)가 고속으로 직렬 데이터 전송을 할수있는 적절한 마이크로 컴퓨터(예컨데,68302)일것이다. 클립토는 통상적으로 적절한 디지탈 신호 프로세서(DSP), UART 및 DES 칩을 포함한다. 예컨데, 데이터 처리회로(6l2)는 Zug, Switzerland의 Crypto AG에서 제작한 "클립토 : i-1200(MPR-6000)"를 이용하는 필수 공공키암호 시스템 기능을 실행할 수 있는 고속(예컨데, 1536 Kbaud)의 데이터 처리회로를 포함한다. 지시된 바 와같이, 클립토(612)는, 특정 RCS(20)에 의하여 인식되지 않는 교차레인 판독 데이터가 필요한 모든 프레임을 수신한후, 오프라인을 증명할수 있는 하이 레벨의 LAN을 통과하도록 징수처의 컴퓨터 LAN에 노드로서 접속된다. 더욱이, 다운링크 타이밍 제어기의 입력은 제 4 도에 도시된 바와같은 RCS 링크 제어기(608)와 접속된다. 따라서, RCS 링크 제어기(608)가 다운링크 데이터를 전송하고자 하는 곳에서는 라인(618)에서 다운링크 승인을 이미 하였다 할지라도 다운링크 요구는 라인(616)에서 다운링크 제어기(32)로 발생되어야만 한다. 따라서, 다운링크 승인이 라인(614)의 다운링크 제어기에 의하여 제공될때 RCS 링크 제어기(608)는 다운링크 데이터 전송부를 실제로 효과적이되게 할수 있다.
제 4a 도의 블럭 다이어그램에는 예시적인 업 링크 제어과정(예컨데, RCS 링크 제어기(608)의 펌웨어 또는 소프트 웨어 제어를 경유하여 실행됨)이 도시되어 있다. 바람직한 실시예에서, 업 링크 제어는 인터럽트에 따라 얻어진다. 따라서, 인터럽트가 블럭(7OO)에서 검출될때 시작된다. 이러한 인터럽트시에, 입력 업 링크 프레임은 블럭(702)에서 처리되어 판독된다. 수신된 수표의 합계는 국부적으로 계산된 수표합계와 일치하도록 미리 산정된 수표합계는 블럭(704)에서 검사된다. 그렇지 않다면, 그후에, 연속한 업 링크 데이터 프레임이 수신될때 또다른 인터럽트를 블럭(700)에서 기다리도록 제어된다. 수표합계가 일치한다면, 수표가 데이터의 입력 업 링크 프레임내에 포함된 거래처리를 확인하는 블럭(706)으로 가도록 제어된다. 예컨데, 최근의 입력 거래처리 확인 복수 데이터는 입력 거래처리 확인 데이터에 대하여 비교하기 위한 순환 버퍼에서 유지될수 있다. 검출된 거래처리 확인이 블럭(706)에서 특정하다면, 그후에 가장 먼저 검출된 거래처리 ID및 블럭(708 및 710)에서 상기 새로운 거래처리 ID를 승인하는 버퍼로 들어간다. 데이터의 입력 업 링크 프레임의 거래처리 ID가 특정하지 않다면, 그후에 프레임 데이터는 입력 업 링크 프레임이 수신 데이터의 새로운 프레임이라는 것을 알도록 블럭(712)에서 추가로 검사된다. 그렇지 않다면, 입력 프레임의 상태(예컨데, Ack 또는 Nack)가 (예컨데, 적절한 회전 버퍼에 대하여 다시) 불럭(714)에서 검사된다. 그렇지 않다면, 핸드 쉐이크 카운터는 블럭(716)에서 증가되며 블럭(700)에서 인터럽트를 기다리도록 제어된다. 달리 말하면, 입력 프레임의 새로운 상태는 블럭(718)에서 저장되며, 핸드 쉐이크 카운터는 블럭(720)에서 시작하는 하나의 내용에 되돌아가도록 설정되며 새로운 데이터의 입력 데이터는 블럭(722)에서 추가의 처리에 대한 클립토(krytor)회로로 보고한다. 상기 프레임이 다운링크 요구를 계류하기 위하여 네가티브 인정(즉, "Nack")이라면, 그후에 또 다른 시도를 위한 다운 링크 메세지는 블럭(7OO)에서 또 다른 인터럽트를 기다리도록 되돌아오도록 제어하기 전에 블럭(724)에서 적절히 발생 및 전송될수 있다. 기술한 바와같이, 제 4a 도의 나머지 블럭이 적절한 마이크로 컴퓨터에 의하여 펌웨어/소프트웨어를 통상 실행할수 있는 동안 블럭(7OO 및 702)에서 실시간 처리를 함으로써 "하드웨어" 실행을 가장 보편적으로 실행하게 할수 있다.
제 5 도에는 바람직한 실시예의 예비 "사전 코미트" 단계동안 데이터의 일반적인 흐름과 완결된 통행료 거래처리에 포함된 3개의 실제 전송 단계가 도시되어 있다. 예컨데, 적절한 암호키의 해독을 나타내는 데이터, 스마트 카드의 유형, 차량의 분류, 암호로 보호된 전자화폐의 색인 및 익명의 전자화폐수표를 규정하는 전자화폐수표가 RCS에 대한 실제 데이터 전송에 앞서서 IVU내의 링크 ASIC RAM(500)의 적절한 프레임으로 모두 사전 로드된다. 상기 데이터는 통행료 징수 스테이션의 거래 처리에 대한 준비상태에 저장되는 링크 ASIC으로 향하여 통과하는, 화살표(800)으로 지시되는 스마트 카드 또는 스마트 카드 제어기에서 발생된다.
RCS의 필요한 CW 마이크로파 필드가 검출될 때마다 IVU가 "턴-온" 되고 RCS로 향하는 업 링크 데이터 전송의 제 1 또는 "코미트" 단계로 들어간다. 이러한 시간에 앞서, 링크 제어기(310)는 각각 스크롤하도록 링크 ASIC(308)을 구성하며 전자수표 데이터 dc의 부분(어느정도 앞선 시간에 사전 코미트 동작단계 때문에 링크 ASIC에 이미 존재하는 다른 축적된 데이터와 함께)을 업 링크 방향으로 전송한다. 제 5 도에서 업 링크 방향의 훨씬 작은 화살표로 지시한 바와같이, 이러한 업 링크 데이터를 각각 전송하는 것은, RCS 링크 제어기를 경유하여 클립토 회로로 RCS내에서 직접 통과한다. 차례로, 상기 데이터가 클립토로 충분히 통과하자마자, 클립토 컴퓨터는 데이터를 되 전송하고, 제 5 도에서 다운 링크 방향의 작은 화살표에 의하여 지시된 바와같은 데이터가 "재시도" 단계를 연속하여 전송하는 동안 다운 링크방향으로 되돌아오도록 통과한다.
소위 "부정검사" 데이터는, 실제 통행료가 스마트 카드에서 청구되기 전에 RCS를 확인하도록 IVU를 허용하기위해서 어느 정도 또는 모든 코미트 데이터의 간단한 암호 해독하여 발생될수 있다. 예컨데, 부정검사 데이터가 업 링크 "코미트" 데이터에 따라 만들어지며 IVU와 RCS 에 삽입된 스마트 카드 둘다 이러한 목적(전자화폐 전송을 위하여 이용될수 있는 암호 시스템 성분에 더하여)을 위해 통상적인 비밀 키를 분배할수 있기 때문에 유사한 짧은 암호가 링크 제어기에 저장되고 사전코미트단계동안 이미 계산되어질수 있다. "재시도"단계동안 전송되며 RCS 클립토회로에 의하여 만들어진 다운 링크 부정검사 데이터를 즉시 비교하게 된다. 기술한 바와같이 "재시도" 다운 링크 데이터는 다른 사항 즉, 산축된 통행료의 양, 통행료 징수 스테이션의 확인, 거래처리 시간, 기타등등을 나타내는 디지트 O□를 포함한다. 추가의 다운 링크방향의 작은 화살표에서 지시하는 바와같이 상기 "재 시도" 데이터는 스마트 카드 제어기 및 IVU의 링크 ASIC을 경유하여 스마트 카드를 경유하여 통과한다.
다운 링크 "재시도" 데이터의 처리에 의한 RCS의 확인다음으로, 거래처리가 완결되는 RCS 클립토로 전자 검사 데이터의 나머지와 함께 전송하는 스마트 카드(예컨데, 랩퍼 데이터(W)의 필요한 컬럼 및 적절한 암호 오프너(R))를 경유하여 거래처리 데이터의 나머지를 IVU가 만들게 된다. 기술된 바와같이, 이 시점에 스마트 카드에 의하여 만들어진 데이터는, 요구된 통행료가 전적으로 지불된 사실을 RCS 클립토가 인정하도록 유효한 스마트 카드로 완결된 청구서를 이미 발행한 사실을 확인하는 암호로 보호된 확인 데이터를 포함하고 있다.
제 5a 도는 제 5 도와 유사하기는 하나, 비교적 간단한 프레임 프로토콜(예컨데, rcs로 고속도로 인입점의 데이터를 전송할 필요가 없는 개방형 콩행료 노변 시스템을 가능하게 할수 있음)에 이용할수 있는 프레임 RAM (500)의 특정 프레임 번호를 포함한다. 여기서, 프레임1, 및 4-7은 사전코미트단계동안 RAM(500)에 저장되며 사전 포맷된다. 단지 프레임 1은 업 링크 방향에서 코미트 단계동안 실제로 전송된다. 프레임8-14의 내용이 전송의 지불/오프너 단계동안 업 링크 방향에서 통과되는 동안 명령 프레임과 프레임 0만은, 다운 링크 방향에서 "재시도" 단계동안 되돌아간다. 대조해보면, 제 5b 도의 더욱 복잡한 프레임 프로토콜에서, 코미트 단계와 다른 단계들은 데이터 프레임의 더욱 큰 번호들의 전송(예컨데, 통행료 정산을 위한 고속도로 인입점을 확인하기 위하여)을 포함한다.
기술된 프레임을 양쪽 다 사용하는 것은 512 비트 RSA 암호 시스템을 이용할 때이다. 이러한 것은, 더욱 높은 안전도를 위하여 768 비트까지 확장될 수 있다. 또한, 재 시도 디지트 수가 1O × 4 비트에서 16 × 4 비트로 증가될수 있다. 이러한 것은, 더욱 긴 지불 데이터(W)가 된다. 만일 둘 다 확장된다면, 프레임 15-22가 사용될 수 있을 것이다.
설명한 바와 같이, IVU에서 RCS로 업 링크전송이 후방산란 변조라 불리는 과정에 의하여 발생된다. RCS가 그 안테나를 통과하여 cw 마이크로파 캐리어출력을 전송한다. IVU 안테나는 상기 에너지의 작은 부분을 반사하며 그것중 몇몇은 RCS 안테나에 의하여 수신된다. 추가하여, IVU는 고 효율 또는 저 효율로 중요한 마이크로파 에너지를 대체하여 반사할수 있도록 안테나를 스위칭할수 있다. RCS 수신기는 판독 범위에서 IVU로 부터 달리 반사된 신호 레벨을 검출할수 있다. IVU는 RCS에 의하여 감지되며 디코드될수 있는 데이터 패턴으로 안테나를 변조하도록 설계된다. 예시된 프로토콜은 128 비트의 별개의 프레임에서 모든 업 링크 데이터를 그룹화 하도록 한정된다. IVU 링크 ASIC 메모리는 전체 4096 비트에 대하여 각각 128 비트의 32 프레임에 위치한다. 바람직한 실시예에서 IVU로 부터 판독된 각각의 업 링크 프레임의 데이터는 다음의 표와 같이 구성된다.
여기서, Txid = 거래 식별(실제 전자수표dc의 블럭0)
Udata = 사용자 데이터
Cks1 = 체크 섬 로우
Frm0 = 프레임 0 지시자
ValO = 유효 상태(예컨데, Ack 또는 Nack)
FrNo = 프레임 번호(0-31)
Cksh = 체크 섬 h
Lobat = 로우 배터리 알람
Sens = 감도(수신된 RF 레벨)
Fm = 프레임 마커
Fack = 프레임 승인 비트 마스크
Ferr = 프레임 에러 비트 마스크
Lane = 고속도로 레인 번호(RCS에 의하여 지정됨)
Seq = 교대 거래 시퀀스 번호(RCS에 의하여 지정됨)
업 링크 프레임 번호는 다음의 표와 같이 할당되어 이용된다.
5 비트 FrNo 필드는 프레임을 확인하며 4096 비트의 상위 IVU 링크 ASIC 메모리를 제공하는 32개의 일정한 프레임 부분을 제공한다.
1 비트 Dack 필드는, 프레임이 이전에 수신된 다운링크 메세지를 승인함을 지시한다. Udata 필드는 사용함에 따라 무제한으로 사용할수 있다.
64 비트 Txid 필드는 각각의 거래처리에 앞서 IVU에 의하여 발생한 특정한 hte 전자수표 데이터 부분이다.
cks 필드는, 유효한 수표합계를 포함하지 않는 수신된 프레임은 거절하도록 RCS를 허용한다. RCS로 전송된 각각의 업 링크 데이터 프레임에서 수표합계를 코드화하며 산출하는 것은 IVU의 책임이다. cks 필드는 RCS에 의하여 판독된 매번의 업 링크 프레임에서 비트의 미리 결정된 셋트에서 계산된다. 수표합계가 정확하지 않는 RCS에 의하여 수신된 프레임은 무시(예컨데, 거절됨)된다.
1 비트 val/lobat 필드는 플래임 1 내지 31에서는 va1이며 프레임 0에서는 lobat이다. Val은 IVU에 의하여 충분히 설정되거나 또는 지워질수 있다. 이러한 특성은, 모든 데이터를 재 기록할 필요 없이 IVU 링크 ASIC 메모리의 선택된 영역을 효과적으로 유효 또는 무효화하는데 이용할수 있다. lobat 필드는 필드 0에서만 이용할수 있으며 IVU 링크 ASIC 배터리(즉, 공급 전압)의 상태를 지시한다. lobat가 0을 지시하면 IVU 링크 ASIC이 1차 배터리에 의하여 전원이 공급되며 모든 기능은 Lobat가 1을 지시하는 동작이면, 백업 배터리는 동작하고 IVU 링크 ASIC은 기능이 감소하여 동작한다.
1 비트 감지 필드는 보류된다. 검출된 마이크로파 레벨이 현재의 임계값을 초과할 때는 IVU 링크 ASIC은 감도의 비트가 TRUE로 설정된다. 이러한 특징은, 다운링크 거래처리가 신뢰할 수 있도록 초기화될 때 결정되도록 RCS에 의하여 선택적으로 이용할 수 있다.
Fack은 정확히 수신된 프레임을 지시하기 위한 것이며 동일한 방법으로 코드화된다.
3 비트 fm 필드 또한 보류된다. 이러한 비트는 IVU 링크 ASIC에 의하여 각각의 프레임에서 코드화되며 프레임에서 끝나 다음의 프레임에서 시작하는 것을 결정하도록 RCS 하드웨어에 의하여 이용된다. 이미 기술한 바와같이 모든 데이터는 프레임의 적분 곱에 의하여 전송된다.
32 비트 Ferr 필드는 프레임이 에러를 검출하는 RCS를 통지하도록 네가티브 승인(비승인)의 부분으로서 IVU에 의하여 이용된다. Ferr내에서 설정되는 각각의 비트는 에러를 수신하는 프레임의 프레임 번호를 지시한다. 예컨데, 80000002의 값은 프레임 1 및 31이 에러를 수신하는 것을 지시한다.
4 비트 Seq는 거래처리 일련번호로서 클립토에 의하여 할당되며 각각 새로운 Seq에 대하여 1씩 증가된다. 할당된 Txseq는 다운링크 메세지의 부분으로서 IVU로 전송된다. IVU가 정확하게 다운링크 메세지를 수신할 때 Seq값은 Udata 비트를 유지하도록 모든 일련의 업 링크 프레임(즉, Ack 및 Data)에서 코드화된다.
4 비트 Lane 번호는 다운 링크 메서지의 부분으로서 IVU로 전송된 레인 번호 5를 할당함에 따라 클립토에 의하여 할당된다. IVU가 정확하게 다운 링크 메세지를 수신할 때 레인 값은 교차레인을 판독할수 있도록 모든 일련의 업 링크 데이터에서 코드화 된다. 이러한 것은, Seq가 단지 4 비트정도 긴것으로 고려할 때 매우 중요한 것으로 따라서, 단일성은 교차레인을 유지하는데 필수적인 것은 아니다. 물론, Txseq 및 레인번호에 이용된 비트 수는 4 일 필요는 없다. 이러한 것은, 편리하며 합당한 선택이다.
RCS는 소위 온-오프 키이 처리에 의하여 IVU로 다운 링크 데이터를 전송한다. RCS의 CW마이크로파 출력은 IVU로 전송될수 있는 데이터에 따라 온 오프를 스위칭한다. IVU는 안테나에서 수신된 마이크로파 에너지의 변환을 검출및 디코드할수 있다. RCS의 방향에서 IVU로 전송된 데이터는 다운링크 방향으로 한정된다. 연속한 일련의 O 비트를 전송하기 위한 데이터 속도가 192 KBaud인 동안 연속한 일련의 1 비트를 전송하기 위한 데이터 속도는 384 KBaud이다. 따라서, 다운링크 데이터 전송에 대한 최악의 경우 데이터 속도는 192KBaud이다.
다운링크 거래처리를 초기화하도록, RCS는 IVU로 청취기초명령을 전송한다. RCS로 데이터를 동시에 전송하는 동안에도 IVU가 상기 명령을 검출할 수 있는 한, 청취기초명령은 특별한 것이다. 청취기초명령이 적절하게 수신될 때, IVU는 예상된 수신 데이터를 전송하는 것을 멈춘다. 그리고 나서 RCS는 다운링크 거래처리를 완결시킬 수 있다.
따라서, 다운링크 거래처리는 명령 메세지에 의해 선택적으로 따르는 기초명령으로 이루어 진다. 명령 메세지는 하나 이상의 데이터 프레임에 의하여 다음에 선택적으로 오는 명령 프레임으로 이루어 진다. IVU는 마이크로파 링크에 대한 유효한 명령 메세지를 다음에 수신하는 전송 모드로 자동으로 수신된다. 이러한 특징은, 청취모드에서 잔존하는 IVU가 RCS에 의하여 검출될수 없기 때문에 중요한 것이다. 다운 링크 거래처리는 다음에 도시된 바와같은, 여러 레벨에서 실행될수 있다.
a. 〈CmdPrim〉〈dly〉〈CmdFrame〉
b. 〈CmdPrim〉〈dly〉〈CmdFrame〉〈DataFrl...DataFrN〉
여기서,
〈CmdPrim〉 = 기초 명령
〈dly〉 = 지연
〈CmdFrame〉 = 명령 프레임
〈DataFrn〉 = 데이터 프레임 번호 N
a) 형식의 메세지는 선택된 프레임의 무효와 같은 더욱 복잡한 동작을 실행할수 있다. b) 형식의 메세지는 IVU 링크 ASIC 메모리로 실제 기록 데이터를 기록하는데 요구된다.
기초명령, 명령 프레임 및 데이터 프레임을 이하 기술한다. 기초명령은 일련의 명령 메세지를 수신하도록 IVU를 준비하거나 또는 IVU 동작 모드를 변경하는데 이용된 특정 명령이다. 모든 기초명령들은 프레임 마커에 의해 따르고 일련의 16데이터 비트에 의해 뒤따르는 명령 신호를 구성한다. 명령 신호 및 프레임 마커는 이진 데이터에 의하여 규정된 포맷에 순응하지는 않는다. 명령 신호는 IVU를 그후에 짧게 뒤따르는 이진 데이터를 수신하려는 기대에서 청취 모드로 일시적으로 전환되게 한다. IVU로 이진 데이터를 신뢰할 수 있게 전송하도록 IVU는 청취모드로 들어가는 것이 필요하다.
3단계 거래처리 동안, 2개의 명령은 RCS 링크 제어기에 의해서 IVU로 보내질 수 있다. 코미트를 성공적으로 수신한 후, RCS는 재 시도를 기록하도록 WRITE 명령을 발생시킨다. 지불 데이터의 수신 후에, RCS는 다른 스크롤 범위를 선택하도록 SELECT 명령을 발생시킬 것이다. 〈fsel〉 필드를 가진 SELECT 명령을 발생시키는 거래처리가 OOOOOOOO로 설정된후, 조용해지도록 IVU로 알린다. IVU는 마이크로파 필드가 남아 있고 새로운 마이크로파 필드로 들어가는 동안 "웨이크 업(wake up)"되지 않는다.
명령 신호를 전송한후, 짧은 기초명령, 그후 명령 프레임 및 데이터 프레임이 있을 것이다. IVU가 그들에게 예정없는 기초명령을 수신하면 명령 프레임을 기다리지 않고 스크롤링에 되돌아갈 수 있는 그러한 방법에서 기초명령들이 선택된다. 이러한 것은, 기록 명령에 대한 아래와 같은 시나리오의 결과이다.
이는 다음의 선택명령에 대한 결과이다.
프레임 0의 선택은 감지되지 않기 때문에 (비승인 프레임), fsel 필드의 최종 비트는 SELECT 및 WRITE 명령사이에서 실제로 구별을 돕는다. 따라서, 단지 기수명령코드만이 허용된다.
진술한 바와같이, 명령의 메세지는 명령 프레임으로 시작한다. 명령 프레임은 다음의 필드로 세분될 수 있다.
ClrFack = 1은 모든 다운링크 명령후에 클리어 Fack 비트 마스크를 의미한다.
명령 코드, 〈Cmd〉는 요구한 바와같이 IVU에 명령하는 메카니즘을 제공한다. 초기에는, 데이터가 선택된 IVU 링크 ASIC 메모리에 기록되도록 신호명령 코드가 요구된다. 다른 명령 코드는 미래의 불특정 기능을 위해 보류될 것이다.
〈magic〉 필드는 상수의 기초명령의 제 1 바이트의 특정한 orred 값이다. 상수가 55(16진수)라면, 레인/일련번호처럼 인터럽트된 제 1 바이트를 지시한다. 상수가 AA(16진수)라면, 제 1 바이트는 spoof의 제 1 바이트처럼 적분되어야 한다.
32 비트 crc는 명령 프레임을 포함하는 모든 프레임의 유효성을 확인하도록 IVU에 의해서 이용된다. 부정확한 crc를 가진 명령 프레임은 무시된다. fm 필드는 명령 및 데이터 프레임의 끝을 확인하도록 IVU에 이용된다. spoof 필드인 조작1 및 조작2 모두는 다운 링크 메세지가 고려할만한 단일 IVU에 의하여 승인된다.
진술한 바와같이, 명령 메세지는 하나 이상의 다운 링크 데이터 프레임을 선택적으로 포함할수 있다. 다운링크 데이터 프레임은 IVU 링크 ASIC 메모리에 기록될수 있는 데이터를 포함한다. 각각의 다운링크 데이터 프레임은 상기와 같은 필드로 나뉘어진다.
FrNo 필드는 업 링크 프레임에서 대응하는 필드와 동일하다. IVU는 각각의 수신된 프레임을 확인하도록 crc를 이용한다. 이러한 기술은, IVU가 에러를 검출할수 있으며 프레임이 에러를 수신하는 Nack 프레임에 대하여 인테로게이터를 보고할수 있다. fm 필드는 각각의 프레임의 끝에 부가되나 기입된 128 비트를 제외한다.
FrameN = 프레임 0과는 다른 프레임
Etxid = Txid의 16비트 암호화 부분.
프레임 0은 비 승인으로 항상 이용된다.
IVU 링크 ASIC는 마이크로파 링크를 경유하여 양 방향 전송될수 있으며 4096 비트 매모리 용량을 가진다. 와이어 링크의 특징은, 노변 통행료 징수 이용에 요구되기 때문에 펌 웨어에서 실행되지는 않는다. 마이크로파 링크는 192 KBaud의 아주 불량한 데이터 속도에서 동작한다. IVU 링크 ASIC 메모리에서 데이터의 선택된 프레임들을 통하여 스크롤링 함에 의하여 IVU는 RCS로 업 링크 메세지를 전송한다. 다른 실행레벨 및 데이터를 가지고 안전하게 이용하기 위하여 IVU 링크 ASIC 메모리로부터 스크롤되도록 프레임의 수는 변경될수 있다. 프레임은 선택된 프레임이 반복적으로 스크롤하는 정도로 연속하여 스크롤된다. 이러한 기술은, 최저한의 마이크로파 링크 조건하에서 업 링크 데이터 전송을 신뢰할수 있게 한다. IVU가 현재의 시간 간격에 대하여 마이크로파 필드를 출발할때 코미트 데이터 메세지로 자동 복귀된다. 따라서, RCS는 먼저, IVU가 판독 범위로 들어갈때 코미트 데이터 메세지를 효율적으로 독출할수 있다. 코미트 데이터 메세지는 마이크로파 링크에 대하여 각각 거래처리하는 IVU 링크 ASIC 메모리로 자동 리로드된다. RCS는 IVU 링크 ASIC 메모리의 선택된 프레임을 통하여 스크롤하도록 IVU에 명령할 것이다. IVU는 마이크로파 필드를 출발하거나 또는 또 다른 명령을 수신할때 까지 선택된 프레임을 계속 스크롤한다.
RCS는 192 KBaud의 낮은 데이터 율로 IVU와 양 방향 전송할수 있다. RCS 링크 제어기는 수신된 IVU 데이터가 클립토로 전송되는 직렬 포트와 접속된다. 마찬가지로, 클립토는 IVU로 다운 링크 데이터를 RCS가 전송하도록 할수 있다. RCS는 IVU와 별개의 프레임에서 업 링크 데이터를 판독하도록 설계된다. 동일한 IVU로 부터 각각의 프레임은 마이크로파 링크의 정도에 따라 접속및 접속차단 프레임 형태로 판독될수 있다. 둘 이상의 IVU가 동일한 신호를 전송하는 경우에는 어떤 IVU도 판독되지 않는다. 안테나 전송영역은 통상적인 IVU 대 IVU 간격과 비교하여 작을 것이라 가정한다. 이러한 상태는 RCS로 동일한 신호를 두개 이상의 IVU가 제공할 가능성을 최소화한다. 시작되는 IVU에 따라 프레임이 재조립되도록 64 비트의 Txid는 각각의 업 링크 Init 및 Nack 프레임으로 코드화 된다. 이러한 특징은, 다중 IVU가 지정 RCS의 판독범위 내에 동시에 위치하기 때문에 중요한 것이다. Txid는 새로운 거래처리를 위하여 ICU에 의하여 만들어진다. 새로운 Txid가 클립토에 의하여 수신될때 4 비트 레인 번호(Lane) 및 4 비트 거래처리 일련(Txseq) 번호는 그 거래처리에 할당된다. 레인 번호는 징수처의 컴퓨터에 의하여 각각의 클립토에 지정된 값과 대응한다. Txseq는, 각각의 새로운 거래처리에 대하여 클립토에 의해 연속하여 할당된 4 비트가 된다. 이러한 값은 재 시도 메세지의 부분으로서 ICU로 전송된 다운로드 메세지로 코드화된다. 다운 링크 메세지가 IVU에 의하여 정확하게 수신 될때, Lane 및 Txseq의 값들은 각각의 Ack 및 Data 프레임으로 코들화될 것이다. 이러한 값은 비트가 훨씬 더 적은것(예컨데, 8 대 64 비트)을 제외하고는 Txid와 동일한 목적에 이용된다. 또한, 업 링크 프레임들은 하나 이상의 RCS에 의하여 판독될수 있는바, 이러한 경우에는, 레인 번호가 상충되는 것(에컨데, 교차레인 판독)을 방지하도록 징수처 컴퓨터에 의하여 이용될수 있다.
RCS는 IVU로 다운링크 데이터를 전송할수 있다. 명령 메세지는, 메세지가 수신된 IVU만이 데이터를 받아들이기 위하여 Txid(Exide)의 16 비트 암호화 해독을 포함한다. 추가하여, 명령 메세지로 코드화되는 crc 는 단지 정확한 IVU가 메세지를 더욱 받아들이도록 명령 프레임 자체에 부가한 전체 64비트 Txid를 산출한다. RCS가 다운 링크 메세지를 전송하고자 할때는 언제나, 다운 링크 요구 신호를 주장하며 주장된 적절한 다운 링크 승인 신호를 대기한다.
RCS의 프로그램 코드는 전기적으로 지울 수 있는 읽기전용메모리(EEPROM)와 읽기전용메모리(ROM) 모두에서 바람직하게 실행될수 있다. EEPROM은 직렬 전송포트에 대한 필드에서 편리한 업 그레이드를 위하여 제공된다. RCS는 휘발성 또는 비 휘발성 메모리 모두에서 모든 구성 파라미터를 저장한다. 휘발성 메모리에 저장하는 것은, RCS의 실시간 동작동안 빠른 엑세스를 제공하기 위한 것이다. 비 휘발성 메모리에 저장하는 것은, RCS 구성의 긴 기간동안의 신뢰성과 안전성을 제공하기 위한 것이다. EEPROM의 구성는 1OO,OOO기록 싸이클을 가진다. RCS는 안전성이 작은 휘발성 메모리를 변조시키는 노이즈나 또는 다른 간섭에 대하여 보호하기 위한 휘발성 메모리에 EEPROM 구성 파라미터를 주기적으로 저장한다.
RCS에 의하여 수신된 데이터의 업 링크 프레임은 정확한 IVU와 정확히 연결될수 있도록 다음과 같은 것이 바람직하다.
1. Init 프레임은 IVU에 의하여 할당되며 거래처리 동안 특정한 64 비트의 거래처리 확인 (Txid) 필드를 포함한다.
2. 모든 업 링크 데이터 프레임 및 Ack 프레임은, RCS에 의하여 할당되며 IVU에 이미 기록된 노변 통행료 징수 스테이션의 레인 번호와 Txid 모두와 특정하게 연결된, 8 비트 Txseq/Lane 필드를 포함한다.
RCS는 업 링크 데이터 입력에 대하여 다음과 같이 동작하는 것이 바람직하다.
1. 모든 수신된 업 링크 프레임의 정확한 수표합계를 확인함.
2. 모든 확인된 특정한 IVU 데이터 프레임을 클립토에 즉시 보고함.
3. n이 이용하기에 적당한 파라미터인 장소인 업 링크 IVU 버퍼에 최종 n의 IVU 상태를 유지함.
4. 리던던트 업 링크 프레임 데이터를 필터링하며 특징적인 핸드쉐이크 카운트를 유지함.
업 링크 데이터 전송은 제 4a 도에 도시된 흐름도에 따라 동작한다. 도시된 바와같이, 업 링크 데이터 프레임은 코드화된 4 비트 cks가 정확하도록 먼저 검사한다. 에러가 수신된 프레임은 단지 무시된다. 에러가 수신되지 않은 프레임은, 특정한 64 비트 Txid에 체크되거나 또는 Ack/data 프레임의 경우에는 대응하는 8 비트 Txseq/Lane의 값을 그후에 검사한다. RCS는 n이 이용하기에 적합한 n의 업 링크 IVU 버퍼를 유지한다. 각각의 업 링크 IVU 버퍼는 Txid를 포함하며 각각의 IVU 프레임에 대응하는 32개의 128 비트 값에 대하여 저장을 공급한다. 단어의 제 1 바이트는 Txseq/Lane 필드에 대응한다. 제 2 바이트는 업 링크 프레임 상태의 바이트에 대응한다. 업 링크 프레임 상태의 바이트가 업 링크 프레임의 제 1 바이트에 대응하며 FrNo 및 Va10(프레임 O 에 대하여)으로 구성된다. 제 3 바이트의 값은, 핸드 쉐이크 카운트(즉, 프레임에 대하여 판독한 리던댄트 수)를 포함한다. 특정한 Txid를 가진 프레임이 수신된다고 가정하면, RCS는, 새로운 IVU 데이터 버퍼는 가장 오래된 IVU 데이터 버퍼에 중복 기재되도록 업 링크 IVU 버퍼 포인터를 회전한다. Txid 및 상태는 버퍼에 저장되며 대응하는 프레임의 핸드쉐이크 카운트는 1 로 설정되며 전체 프레임을 클립토에 보고된다. 전체 프레임이 클립토로 보고될때 Txid 및 상태 바이트만이 RCSS에 의하여 저장될 필요가 있다. 새로운 프레임이 특정하지 않은 Txid를 수신한다고 가정한다면, 프레임 상태의 바이트는 저장되며 대응하는 프레임 핸드 쉐이크 카운트는 1 로 설정되며 전체 프레임이 보고된다. 특정하지 않은 Txid(또는 Txseq/lane number) 및 특정한 상태의 이전에 수신된 프레임이 수신된다고 가정하면, 대응하는 핸드쉐이크 카운트는 증가되며 프레임은 무시된다. 프레임이 계류중인 다운 링크 메세지 요구에 대등하는 Nack 프레임인지 아닌지를 확인하도록 검사하는 클립토로 매 시간 프레임이 보고된다. 그렇다면, 다운 링크 메세지 재 시도는 다운 링크 승인을 수신할때 시작된다. 지정된 IVU에 대한 프레임 상태는 단일 거래처리의 과정동안 변화되는 것을 인지하여야 한다. 이러한 프레임은, 특정한 것으로 고려되며 클립토로 즉시 보고되어야 한다. IVU 링크 ASIC 메모리에서 Udata는 Txid 또는 상태 바이트에 대응하는 변화없이 변경되지 않도록 IVU의 책임이다. 이러한 제한은, 데이터 프레임과 Ack에 대한 각각의 프레임의 최초 2 바이트와 그리고 Init 및 Nack 프레임에 대한 각각의 프레임의 최초 9 바이트에 따라 RCS의 펌 웨어내에서의 효과적인 특정한 결정을 제공한다.
RCS는 다운링크 데이터 전송에 대하여 다음과 바람직하게 동작한다.
1. Krytor로 부터의 다운 링크 메세지 요구를 수신함.
2. 가능하다면, 다운 링크 승인 구간동안 IVU로 다운링크 메세지를 전송함.
3. 요구된 바와같이, 다운 링크 전송을 자동으로 재시도하며 IVU로 부터의 응답을 확인함.
4. IVU에 의하여 에러를 수신한 상기 프레임만을 재전송함.
5. 고장이 발생하면, 클립토로 다운링크 거래처리의 결과를 보고함.
RCS로 다운링크 메세지 요구를 전송하는 클립토에 의하여 상기 과정이 시작된다. RCS는 다운링크 메세지 버퍼의 요구를 저장하고, 타임 아웃을 설정하고, 초기명령 그 다음에, 다운링크 승인 구간동안 IVU로 명령 메세지를 전송함에 의하여 응답한다. 현재의 최대 재시도 카운트가 초과될때까지 모든 데이터 프레임이 연속하여 수신되는 것을 확인하도록 RCS는 연속하여 재 전송이 시도되거나 또는 다운링크 메세지 요구 버퍼는 먼저 발생하는 어느 것이든지 연속한 다운링크 메세지 요구에 의하여 중복 기록된다. 시도되는 다운링크 메세지의 최대수는 클립토에 의하여 설정될 수 있다. 데이터가 연속하여 변경된다면, RCS는 클립토로 대응하는 Ack/data 프레임을 전송할수 있다. 최대 재시도 카운트가 다운링크 메세지의 확인전에 초과된다면, RCS는 클립토로 잘못된 다운링크 상태의 메세지를 전송한다.
RCS는 IVU로 다운링크 메세지를 발생하며, 타임 아웃을 설정하며 그리고 응답을 대기한다. 상기 다운 링크 메세지는 버퍼에 저장되며 다음 중 하나가 발생할때 즉,
1. 다운링크 메세지의 최대 재 시도 카운트가 초과될 때까지, 또는
2. 미 결정 다운링크 메세지의 요구가 일련의 요구에 의하여 중복 기록될 때까지, 또는
3. Ack/Data 메세지가 수신될 때까지 미결정 상태를 유지한다.
미리 설정된 시간 구간내에서 IVU로 부터 응답이 수신된다면, RCS는 메세지가 수신되지 않거나 메세지를 재 전송한다 (즉, 타임 아웃 만료)고 가정한다.
IVU는 다운 링크 메세지를 수신할때 암시적으로 승인하는 것과 같은 스크롤 프레임에서 Nack 메세지 또는 변화에 응답한다. 상기 응답이 Nack이라면, 그후에 메세지가 에러를 수신하며 RCS가 에러를 수신하는 Efsel에 의하여 지정된 데이터 프레임에 대한 메세지를 재 전송한다. 이러한 과정은 전체 메세지가 에러없이 수신될 때까지 계속되며 최대 재 시도 카운트가 초과되거나 또는 다운 링크 메세지가 그 다음의 메세지에 의하여 중복 기록된다. 재시도 카운트를 초과하는 경우, 인테로게이터는 클립토로 잘못된 다운링크 상태의 메세지를 발생시킨다. (암시적인) 승인이 수신된다면, 그후에 에러 없이 이전의 다운링크 메세지가 수신된다. 이러한 경우, RCS는 물론 클립토로 새로이 수신된 프레임을 발생시킨다.
160Km/h (또는 300Km/h)까지의 차량 속도에서 스마트 카드에 의한 거래처리를 확인 및 완결하도록 일반적인 요구가 주어진다면, 가능한 모든 방법에서 전체의 RCS 거래처리를 최적화 하는 것이 바람직하다. 도로 통행료 거래처리의 개요를 이하 설명한다. 괄호 안의 수는 도로 통행료의 시나리오를 달리 요구하는 프레임의 수를 나타낸다.
이전의 코미트 단계에서, IVU는 각각의 거래처리에 대한 새로운 64 비트의 거래처리 확인 코드(Txid)를 제공한다. 코미트 단계와 관련한 모든 프레임은 요구된 바와같이 IVU 링크 ASIC 메모리로 미리 로드된다. 또한 스크롤 RAM은 외형적인 코미트단계에 대한 요구된 프레임을 스크롤 아웃 하도록 초기화된다. 프레임의 수는 이용에 따른다. 이러한 모든 동작은 외형적인 마이크로파 전송영역에 들어가는 IVU에 앞서 발생한다고 가정되므로 시간은 중요하지 않다.
코미트 단계동안, 차량 진입시 IVU는 자동적으로 전송되며 RCS는 업 링크 코미트 프레임 모두를 자동으로 수신하며 클립토로 같이 보고한다. 스크롤된 프레임은 코미트 단계(즉,1 내지 3 프레임)동안 요구되는 모든 프레임에 대응한다고 가정한다. 따라서, 이러한 과정은 IVU의 부분에서 어떠한 동작을 요구하지 않는다. 인테로게이트와 클립토는 프레임간의 지정된 소프트웨어 링크와 평행하게 몇개의 IVU를 조절할수 있다. 물론, 통행료 징수 스테이션은 다음의 RCS 통행료 징수 스테이션과 IVU가 호환성이 있도록 - 예컨데, 호환성이 없다면, 통행료 징수 스테이션을 통과하기 전에 노변을 벗어나도록 (또는 대체방식인 수동 통행료 징수 스테이션로 가도록) 운전자의 광범위한 주의를 제공하도록 - 인접한 마이크로파 표지전송을 이용할수 있다.
재 시도단계동안, 모든 코미트 데이터가 수신되기 때문에 클립토는 재 시도 메세지를 산출하며 RCS로 대응하는 다운링크 메세지의 요구를 발생하게 한다. 그후에, RCS는 IVU로 재 시도 메세지를 전송한다. 진술한 바 와같이, RCS는 메세지를 확인할 때 까지 요구된 바 와같이 재 시도할 필요가 있다. 부정확한 재 시도 데이터가 수신되는 경우, RCS가 재 시도 메세지를 즉시 재 전송한다면, IVU는 Nack 프레임을 발생시킨다. IVU가 정확한 재 시도 메세지를 수신할 때, 데이터 프레임(예컨데, 지불 데이터)을 전송한다. 이러한 메세지는 정확한 재시도 데이터(예컨데, 정확한 crc)가 수신되어 재 시도 메세지를 재 전송할 필요가 없다고 보고된다. 그후에 RCS는 수신된 바와같이 클립토로 지불 프레임을 보고한다. 몇가지 이유에 의하여 RCS는 n IVU에 대한 다운링크 메세지 요구를 유지한다. n의 값은 이용을 위해 최적화된다. 다운링크 메세지 요구는, 가장 오래된 요구를 중복 기록되는 경우에 다운링크 메세지 버퍼가 오버풀로우 될 때까지, RCS에서 유지된다. 다운링크 메세지의 다중 버퍼링은 다음을, 즉
1. RCS의 기록/판독 범위내에서 동시에 다중 IVU를 상호 작용하며 일반적으로 RCS가 항상 가장 최근의 데이터를 수신하는 IVU로 기록되는 것을 시도되는 것
2. RCS가 Nack 메세지를 수신할 때마다 다운 링크 메세지를 재시도하는 것을 허용한다.
지불단계 동안, IVU는 재 시도 프레임의 연속한 입력 다음에 지불 프레임을 발생시킨다. 지불 프레임은 수신됨으로써 RCS에 의하여 클립토로 전송된다. 클립토는 스마트 카드가 정확히 청구되는 것을 확인하도록 지불 데이터를 이용한다. 다수의 지불 프레임이 있기 때문에 RCS는 인접한 IVU 및 RCS에서부터 간섭이 생길수 있으며 마이크로파 링크의 량 때문에 필터의 리던던트 프레임을 요구한다. 지불 프레임이 Txseq/Lane 필드를 통하여 소프트웨어에서 링크되기 때문에 RCS가 불연속 구간에 프레임을 수신하며 클립토에 의한 완전한 지불 메세지의 재결합을 하게 할수 있다. 코미트 단계와 같이, RCS 및 클립토가 프레임간의 제공된 소프트웨어 링크와 평행으로 몇개의 IVU를 조절할수 있다. RCS는 고속으로 처리되며 전 이중 동기는 1.536 MBaud의 데이터 속도에서 동작하는 Krytor와 직렬 인터페이스된다. 이러한 데이터 속도는 15.36㎒의 현재 68302 마이크로세서 클럭 속도 및 Motorola MC68302 사용자 매뉴얼의 부록 A 에서 한정하는 바와 같은 제한에 따른다.
RCS의 고속 실행 동기 직렬전송 인터페이스는 실시간 클립토 모듈과 전송하기 위해 제공된다. 메세지는 클립토 또는 RCS 링크 제어기의 어느 하나에 의하여 시작될수 있다. 프로토콜은 신뢰할수 있는 동작을 위하여 에러의 정확한 유형중 하나이며 높은 밴드폭을 얻도록 8 비트 이진의 데이터를 전송한다. RCS 링크 제어기는, 직렬 포트에서 수신된 메세지가 진행하는 마이크로파 전송 태스크의 미완성 완결 상황을 저장하도록 앞서와 같이 실행된다. 즉, 마이크로파 태스크는 직렬 전송 태스크에 대해 앞에 있으나 캐릭터 입력은 마이크로파 태스크 처리와 동등하게 다루어진다. 클립토는 제 2 요구를 발생시키기에 앞서 한 요구를 완결시키는 것을 대기한다. 일반적으로, RCS는 처리하기 위하여 클립토로 메세지를 발행한다.
클립토는 링크 제어기로 다양한 요구를 발생시킨다. 요구는 명령 코드와 연결된 선택 변수와 명령 코드로 구성된 정보의 필드를 포함한다. 정보 필드에 대한 포맷은 다음과 같다.
〈Cmd〉〈Data〉
여기서,
〈Cmd〉 = 명령 코드(00-FF l6진수)
〈Data〉 = 가변 길이의 파라미터 데이터
명령 코드의 한 가능한 설정은 하기와 같이 요약된다.
〈Code〉 설명
OO RCS의 소프트웨어 재 설정을 실행
01 RCS 펌 웨어 해독 no를 요구
02 구조가 디폴트되도록 설정
03 구조 및 모드를 설정
04 구조 요구
05 데이터 및 시간을 설정
06 데이터 및 시간을 요구
08 IVU로 다운링크 메세지를 전송
09 다운링크 프로그램 코드
RCS 링크 제어기는 클립토로 메세지를 발생 시킬수 있다. 메세지는 명령 코드와 연결된 동작 데이터와 명령 코드로 구성된 정보 필드를 통상적으로 포함한다. 정보 필드의 하나의 가능한 포맷은 아래와 같다.
〈Cmd〉〈Data〉
여기서,
〈Cmd〉 = 명령 코드(00-FF 16진수)
〈Data〉 = 가변 길이의 파라미터 데이터
클립토 메세지에 대한 현재의 제한된 제어기는 아래 리스트와 같다.
〈Code〉 설명
OO 데이터 및 시간 전송
Ol 구성 전송
02 특징 전송
03 신호및 메세지 전송
"RCS 1.O Ner y.yyx(c) 1993” (y는 0-9, X는 A-F)
주의 : 이러한 메세지는 재설정된 요구 다음 또는 파워를 올릴때 발생될 수 있다. 링크 제어기와 관련된 초기 펌 웨어는 Ver 1.OOA 이다. 코드화 및 산출된 메모리 수표합계가 일치하지 않는다면, 해독은 zz가 아래와 같은 에러 코드인 Ver 0.zzx로서 보고된다.
zz 설명
Ol 불량 프로그램 PROM
02 불량 프로그램 EEPROM
O4 불량 구조 EEPROM
zz=01인 경우, RCS는 수리 공장으로 되 돌아가야 한다. zz=02인 경우, 새로운 펌 웨어는 다운로드 되어야 하며 RCS는 다운로드를 예상한 Download Mode로 자동 스위칭된다. zz=04인 경우, RCS는 지정 공장으로 모든 구성 파라미터를 자동 리셋하며 따라서, 사용자는 설명한 바와같이, RCS를 구성하여야만 한다. 에러 결합은 가능하다. (예컨데, 불량 프로그램 및 확인 EEPPROM).
제 5 도에 도시된 바와같이, 바람직한 실시예에서, 사전 코미트단계동안 할당된 다음의 프레임 데이터를 이용하여 다음의 3개의 데이터 전송단계로 간다.
3개의 데이터 패키지는 표 4 및 6에 기재된 3개의 단계동안 데이터 전송 패케지를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예가 위에서 상세히 설명되어 있다 할지라도, 본 발명의 새로운 특징 및 장점을 가지고 본 특정 실시예의 여러 변형이 만들어질 수 있음을 당업자가 알 수 있다. 예컨대, 여러 IVU 및/또는 RCS의 회로가 본 발명의 실시 예에서 간단하게 및/또는 추가로 집적화 될 수 있다. 따라서, 상기 모든 변형은 첨부된 특허청구의 범위를 벗어나지 않게 된다.

Claims (46)

  1. 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트에 있어서, 상기 차량내 장착 유니트는, 차량이 통과하는 동안 노변 통행료 징수 스테이션과 통신하기 위하여 관련 차량에 인접 배치되는 방사 패턴을 가지는 rf 안테나; 데이터의 업 링크가 상기 안테나의 반사도를 조절함에 의하여 노변 통행료 징수 스테이션과 함께 확립되는 제 1 모드 또는 데이터의 다운 링크가 수신된 rf 신호를 복조함에 의하여 노변 통행료 징수 스테이션과 함께 확립되는 제 2 모드중 하나에서 동작하기 위하여 상기 안테나와 접속된 rf 회로; 스마트 카드와 접속된 스마트 카드 제어기; 그리고 상기 rf 회로 및 상기 스마트 카드 제어기와 접속되며, 노변 통행료 징수 스테이션으로 제 1 데이터를 반복해서 전송하는 상기 제 1 모드 및 제 1 데이터 부분에 기초된 제 2 데이터를 수신하는 상기 제 2 모드에서 동작하기 위한 회로를 포함하는 링크 제어기를 포함하며, 제 2 데이터 부분에 기초된 제 3 데이터를 전송하기 위한 상기 제 1 모드로 백 스위칭 하도록 동작하며, 상기 제 1 및 제 3 데이터 모두는 암호화된 전자화폐의 대체를 집합적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스마트 카드는 통화량을 나타내는 암호 데이터를 포함하고, 상기 스마트 카드 및 스마트 카드 제어기가, (a) 통화량의 대체를 나타내는 암호 데이터의 부분인 상기 제 1 데이터 부분 및 (b) 상기 제 2 데이터 부분에 기초된 제 3 데이터 부분과 통화량의 대체를 나타내며 스마트 카드로 부터 고속도로 통행료의 입증된 유효한 청구를 나타내는 암호화된 데이터 세트의 잔고를 제공하도록, 링크 제어기와 접속되는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제 2 데이터가 제 1 데이터 부분의 암호를 포함하며 노변 통행료 징수 스테이션을 인정하도록 이용되는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제 2 데이터는 노변 통행료 징수 스테이션의 거래처리 순서 및 노변 통행료 징수 스테이션의 레인 번호에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제 2 및 제 3 데이터중 적어도 하나는 다수의 데이터 프레임을 포함하며, 각각의 프레임은 노변 통행료 징수 스테이션의 거래처리 순서 및 노변 통행료 징수 스테이션의 레인 번호에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스마트 카드는, 노변 통행료 징수 스테이션에서 차량 또는 신원확인을 할 수 있는 데이터를 포함하지 않는 익명성인, 미리 저장된 금액의 증액을 나타내는 암호화된 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  7. 제6항에 있어서, 금액의 증액을 나타내는 미리 저장된 암호화된 데이터가, 차량내 장착 유니트에서, 암호 해독을 위해 요구되는 데이터를 포함하는 암호화 형태의 노변 통행료 징수 스테이션으로 전송되며 추적할 수 없는 데이터인 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제 1 데이터는 특정 거래처리 확인 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 특정 거래처리 확인 데이터가 상기 제 3 데이터 부분으로서 전송되는 통행료 지불 데이터 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  10. 제1항에 있어서, 스마트 카드는 표준 스마트 카드 인터페이스와 접속될 때 제 1 데이터 속도에서 표준 속도의 스마트 카드기능 및 차량내 장착 유니트와 접속될 때 제 1 데이터 속도보다 더 높은 제 2 데이터 속도에서 고속의 스마트 카드 기능을 제공하기에 적합한 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  11. 제1항에 있어서, 상기 차량내 장착 유니트는 후불 모드에서 선택적으로 동작하기 위한 수단을 포함하고, 상기 제 1 및 제 3 데이터중 적어도 하나는 통행료를 연속하게 청구하기 위한 청구 확인 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  12. 제1항에 있어서, 상기 차량내 장착 유니트의 데이터 처리회로는 개방형 및 차단형 고속도로 통행료 모두를 처리할 수 있는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  13. 제1항에 있어서, 노변 통행료 징수 스테이션과 근접한 차량내 장착 유니트를 검출하기 위한 상기 제 1 모드에서 동작을 초기화하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  14. 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션에 있어서, 상기 노변 통행료 징수 스테이션은, 통행료 징수영역에서 관련 고속도로 레인에 인접 배치되며 차량이 통과하여 이동하는 동안 차량내 장착 유니트에 전송하기 적합한 방사패턴을 가진 rf 안테나; CW rf 신호가 CW rf 신호의 변조된 반사들을 경유하여 통과하는 차량내 장착 유니트로부터 데이터를 업 링크 통신할 수 있는 제 1 모드나 또는 변조된 RF 신호가 통과하는 차량내 장착 유니트로 다운 링크 통신을 제공하는 제 2모드 중 하나를 발생시키기 위해 상기 안테나에 접속된 rf 회로; rf 회로와 접속되고, 제 1 데이터가 차량내 장착 유니트로부터 연속하여 수신될 때까지 제 1 모드에서 상기 rf 회로를 유지하며 상기 제 1 데이터 부분에 기초한 제 2 데이터가 해당 차량내 장착 유니트로 전송될 때까지 제 2 모드로 스위칭 되기 위한 수단을 포함하고, 제 2 데이터 부분에 의한 제 3 데이터를 수신하기 위하여 제 1 모드로 백 스위칭 되고, 상기 제 1 및 제 3 데이터 모두는 암호화된 전자화폐 대체를 집합적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수 시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  15. 제14항에 있어서, 제어기로부터의 업 링크 데이터를 수신하며 제어기로 다운 링크 데이터를 제공하도록 접속된 암호 데이터 처리회로를 더 포함하며, 상기 암호 데이터 처리회로는, 제 1 데이터에서 제 2 데이터 부분을 발생시키며 그리고 통화량을 나타내는 암호 데이터를 포함하는 스마트 카드로 부터 고속도로 통행료를 유효하게 청구하였는지에 확인이 집합적으로 표시되는 제 1 및 제 3 데이터를 승인하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제 2 데이터는 암호형태의 제 1 데이터 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제 2 데이터는 노변 통행료 징수 스테이션의 거래처리 순서 및 노변 통행료 징수 스테이션의 레인 번호에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  18. 제14항에 있어서, 상기 제 2 및/또는 제 3 데이터는 다수의 데이터 프레임을 포함하고, 각각의 프레임은 노변 통행료 징수 스테이션의 거래처리 순서 및 노변 통행료 징수 스테이션의 레인 번호에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 각각의 차량내 장착 유니트의 통행료 징수 거래처리와 함께 정확히 연관되는 노변 통행료 징수 스테이션의 거래처리 순서 및 노변 통행료 징수 스테이션의 레인 번호에 대한 데이터를 이용하여, 동일한 시간구간동안 다수의 차량내 장착 유니트에서 및 다수의 차량내 장착 유니트로 데이터를 양방향으로 조절 및 처리할 수 있는 데이터 처리회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  20. 제14항에 있어서, 인접 고속도로 레인과 연결된 다른 노변 통행료 징수 스테이션 유니트의 네트워크와의 접속을 포함하며, 상기 제 3 데이터를 판독하는 네트워크 교차레인이 네트워크로 통과하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  21. 제14항에 있어서, 다운링크 제어회로와 접속된 외부의 다운링크 제어기에 의해 승인될 때까지 상기 제 2 모드로 동작되지 않도록 하는 다운링크 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  22. 제21항에 있어서, 인접한 고속도로 레인과 연결된 노변 통행료 징수 스테이션으로부터 동시에 다운링크 전송되는 것을 방지하는, 외부 다운링크 제어기와 접속된 다수의 노변 통행료 징수 스테이션과의 결합을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  23. 자동 고속도로 통행료 징수 시스템에 있어서, 각기 대응하는 하나의 고속도로 레인 부근에 배치되며, 각기 대응하는 하나의 고속도로 레인과 인접하게 배치되는 미리 결정된 통행료 징수영역과 결합한 양방향 전자기 데이터 전송 링크를 가지는 노변 통행료 징수 스테이션과; 고속도로를 따라 통과하는 다수의 차량 각각에 배치되며, 차량이 하나의 고속도로 레인을 따라 통과하는 제한된 시간구간동안, 노변 통행료 징수 스테이션의 통행료 징수영역을 가로지르며 차량과 함께 이동하는 미리 결정된 차량 전송영역과 결합되는 양방향 전자기 데이터 전송 링크를 가지는 차량내 장착 유니트를 포함하고, 상기 차량내 장착 유니트는 미리 저장된 금액의 증액을 나타내는 암호 데이터를 포함하는 스마트 카드를 각각 포함하고, 상기 각각의 노변 통행료 징수 스테이션 및 차량내 장착 유니트는, 다음의 제한된 시간구간 동안, 즉 (a) 통행료를 초기 지불하도록 차량내 장착 유니트에서 노변 통행료 징수 스테이션으로 제 1 데이터를 입력하는 동안과, (b) 상기 제 1 데이터에 상기 제 2데이터를 링크 시키는 특정의 연계 데이터와 상기 통행료 데이터를 포함하는 제2 데이터가 노변 통행료 징수 스테이션으로부터 차량내 장착 유니트로 통과하고 상기 제 1데이터에 기초된 통행료 징수 스테이션에서 통행료 데이터를 산정하는 동안, 그리고 (c)차량내 장착 유니트의 스마트 카드로부터 통행료를 청구하며 그후에 상기 제1 및 2 데이터에 상기 제3 데이터를 링크시키는 특정의 연계 데이터와 차량 장착 유니트로부터 상기 청구를 확인하는 확인 데이터를 포함하는 노변 통행료 징수 스테이션으로 제3 데이터가 통과하는 동안 다음의 실시간 전송 및 데이터 처리 동작을 효과적으로 실행하기 위하여 그 전자기 데이터 전송 링크와 접속된 각각의 데이터 처리회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 노변 통행료 징수 스테이션으로 대체되는 미리 저장된 전자 금액의 증액을 나타내는 데이터는 암호화되나 노변 통행료 징수 스테이션으로 신원 또는 차적을 확인할 수 있는 데이터를 포함하지 않는 익명성이 될 수도 있는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  25. 제23항에 있어서, 상기 미리 저장된 전자금액의 증액은 암호해석을 위하여 필요한 데이터를 포함하는 암호화 형태로 차량내 장착 유니트로부터 노변 통행료 징수 스테이션으로 전송되는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  26. 제23항에 있어서, 차량내 장착 유니트에서 발생되는 상기 제 1 데이터는 특정 거래처리 확인 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 특정 거래처리 확인 데이터는 상기 제 3 데이터 부분으로서 전송되는 통행료 지불 데이터 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 제 2 데이터 부분을 포함하는 특정 연계 데이터는 암호화 형태의 상기 거래처리 확인 데이터 부분을 포함하고, 상기 차량내 장착 유니트는 노변 통행료 징수 스테이션의 승인을 확인하도록 수신된 제 2 데이터 관련 부분과 비교하며 거래처리 확인 데이터의 유사 암호부를 국부적으로 만들기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  29. 제23항에 있어서, 제 3 데이터 부분과 제 2 데이터 부분을 포함하는 특정 링크 데이터는 노변 통행료 징수 스테이션의 거래처리 순서 및 노변 통행료 징수 스테이션의 레인번호 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제 2 및 제 3 데이터중 적어도 하나는 다수의 데이터 프레임을 포함하고 상기 각 프레임은 노변 통행료 징수 스테이션의 거래처리 순서 및 노변 통행료 징수 스테이션의 레인 번호 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  31. 제23항에 있어서, 노변 통행료 징수 스테이션은 각 차량내 장착 유니트의 통행료 징수의 거래처리와 관련된 데이터와 연결되도록 특정 연계 데이터를 이용하는 제한된 단일 시간구간동안, 복수의 차량내 장착 유니트로 및 차량내 장착 유니트에서 데이터를 처리하며 전송하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  32. 제23항에 있어서, 복수의 상기 노변 통행료 징수 스테이션을 가지며, 각각의 노변 통행료 징수 스테이션은 통행료 징수 스테이션의 각기 연결된 고속도로 레인에 인접 배치되며 총괄통행료 징수 스테이션의 컴퓨터 네트워크와 상호 접속되는바, 각 노변 통행료 징수 스테이션은 각기 연결된 고속도로 레인과 않는 수신된 제 3 데이터를 전송하고, 상기 징수처 네트워크는 결합된 통행료 지불부분을 그후에 확인하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  33. 제23항에 있어서, 복수의 노변 통행료 징수 스테이션을 가지며, 각각의 노변 통행료 징수 스테이션은 제어기에 의해 승인된 다운링크의 시간 기간동안만 지정된 노변 통행료 징수 스테이션이 차량내 장착 유니트로 데이터를 전송하도록 하는 다운링크 타이밍 제어기와 상호 접속되며 각기 연결된 고속도로 레인에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  34. 제33항에 있어서, 다운링크 타이밍 제어기는 인접 고속도로 레인과 연결된 노변 통행료 징수 스테이션이 동시에 다운링크 전송되는 것을 방지하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  35. 제23항에 있어서, 각 스마트 카드는 차량내 장착 유니트와 원거리로 결합되고, (a) 표준 스마트 카드 인터페이스와 접속될 때 제 1 데이터 속도에서 표준 속도의 스마트 카드 기능 및 (b) 차량내 장착 유니트로 접속될 때는 제 1 데이터 속도보다 더 높은 제 2 데이터 속도에서 고속의 스마트 카드 모두를 제공하기에 적합한 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  36. 제23항에 있어서, 제 1 및 제 3 데이터중 적어도 하나는 통행료의 연속한 청구를 하기위한 청구확인 데이터를 포함할 때 차량내 장착 유니트는 후불 모드에서 선택적으로 동작하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  37. 제23항 또는 제36항에 있어서, 상기 각각의 노변 통행료 징수 스테이션과 차량내 장착 유니트의 데이터 처리회로는 차단형 고속도로 통행료 및 개방형 고속도로 통행료 모두에서 처리할 수 있는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  38. 제23항에 있어서, 모든 실시간 데이터 처리는 노변 통행료 징수 스테이션 및 차량내 장착 유니트에서 처리되는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  39. 제23항에 있어서, 상기 제한된 시간구간 동안, 상기 노변 통행료 징수 스테이션은 상기 필드의 변조 반사를 경유하여 차량내 장착 유니트로 부터 재 1 데이터의 수신을 대기하는 징수영역으로 CW 전자계를 초기에 전송하고, 상기 차량내 장착 유니트는 상기 CW 필드가 있음을 검출하여 징수영역으로 진입되는 것을 검출할 때 반사된 필드를 연속하게 변조하기 시작하며 그에 의하여 상기 제 1 데이터를 연속하게 전송하는 것을 특징으로 하는 자동 고속도로 통행료 징수 시스템.
  40. 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트에 있어서, 상기 차량내 장착 유니트는, 차량이 통과하는 동안, 제 1 데이터를 노변 통행료 징수 스테이션으로 전송하기 위한 데이터 전송회로; 승인된 노변 통행료 징수 스테이션에 있는 암호 키이를 가지는 제 1 데이터 부분을 암호화하기 위한 암호 데이터 처리회로; 노변 통행료 징수 스테이션으로부터 제 2 데이터를 수신하기 위한 데이터 전송회로; 노변 통행료 징수 스테이션으로 전송되는 제 1 데이터의 암호부분과 상기 제 2 데이터 부분을 비교하기 위한 승인 수단; 및 그 승인이 확인된다면, 노변 통행료 징수 스테이션에 의하여 요구된 고속도로 통행료를 지불하기 위한 통행료 부과수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  41. 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트에 있어서, 상기 차량내 장착 유니트는, 노변 통행료 징수 스테이션으로 제 1 데이터를 전송하며, 그후에 노변 통행료 징수 스테이션으로부터 전송 데이터를 수신하며 그리고 노변 통행료 징수 스테이션으로 제 3 데이터를 후에 전송하기에 적합한 데이터 전송회로; 다수의 데이터 패키지를 포함하는 제 3 데이터; 그리고, 상기 제 1 및 제 2 데이터와 특정하게 링크된 미리 결정된 링크 데이터가 상기 각각의 데이터 패키지에 포함하기 위한 수단을 포함하는 데이터 전송회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  42. 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트에 있어서, 상기 차량내 장착 유니트는, 차량이 통과하는 동안 노변 통행료 징수 스테이션과 데이터를 송수신하기 위한 데이터 전송회로; 암호로 보호된 통화자금의 데이터 저장부; 및 특정 통행료 징수 거래처리 확인 코드로서 이용하도록 노변 통행료 징수 스테이션에 대한 초기의 데이터 전송에서 상기 통화자금을 나타내는 데이터 부분을 보내는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  43. 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트에 있어서, 상기 차량내 장착 유니트는, 노변 통행료 징수 스테이션으로 제 1 데이터를 전송하며, 그후에 노변 통행료 징수 스테이션으로부터 전송 데이터를 수신하며 그리고 노변 통행료 징수 스테이션으로 제 3 데이터를 후에 전송하기에 적합한 데이터 전송회로; 노변 통행료 징수 스테이션에 인접한 차량내 장착 유니트를 검출할 때 제 1 모드에서 데이터 전송회로를 초기에 자동으로 동작하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 차량내 장착 유니트.
  44. 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션에 있어서, 상기 노변 통행료 징수 스테이션은, 통과하여 이동하는 차량내 장착 유니트로부터 제 1 데이터를 수신하며, 그후 상기 차량내 장착 유니트로 제 2 데이터를 전송하며, 그리고 차량내 장착 유니트로 부터 제 3 데이터를 후에 수신하기에 적합한 데이터 전송회로; 및 노변 통행료 징수 스테이션이 차량내 장착 유니트를 승인하도록 제 2 데이터 부분의 결과를 포함하며 제 1 데이터 부분을 암호화하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  45. 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션에 있어서, 상기 노변 통행료 징수 스테이션은, 통과하여 이동하는 차량내 장착 유니트로부터 제 1 데이터를 수신하며, 그후 상기 차량내 장착 유니트로 제 2 데이터를 전송하며, 그리고 차량내 장착 유니트로 부터 제 3 데이터를 후에 수신하기에 적합한 데이터 전송회로; 및 제 2 데이터에서 제 1 데이터의 특정 연계 데이터를 포함하며, 매우 짧은 시간 구간내에 다중전송 차량내 장착 유니트가 있을 때에도 제 1 데이터 및 정확한 차량내 장착 유니트를 동일하게 연결하기 위한 제 3 데이터의 동일한 유사 링크 데이터를 검출 및 사용하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
  46. 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션에 있어서, 상기 노변 통행료 징수 스테이션은: 다중 레인 고속도로 환경에서 차량이 통과하여 이동하는 차량내 장착 유니트에 대한 데이터를 송수신하기 위한 데이터 전송회로를 포함하고, 상기 데이터 전송회로는 외부전송 타이밍 제어기에 의하여 승인될 때에만 발생하도록 차량내 장착 유니트와 데이터 전송 및 수신동작을 허용하기 위한 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속도로 통행료 자동 징수시스템에 이용하기 위한 노변 통행료 징수 스테이션.
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