KR20070030832A - 데이터 통신 장치 및 데이터 통신 방법 - Google Patents

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도시히사 가메마루
야스시 다카하타
노리하루 스에마츠
야스시 소가베
요시히코 고니시
마사타카 오츠카
료지 하야시
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

전력 공급용 신호 및 데이터 신호와는 다른 주파수의 응답용 신호를 생성하여, 그 응답용 신호를 송신하는 타이밍에 비접촉 IC 카드(2)로부터 송신되는 데이터 신호를 수신한다. 이에 따라, 다른 데이터 통신 장치로부터 송신되는 변조 신호의 영향을 받지 않고 비접촉 IC 카드(2)로부터 송신된 데이터 신호를 정확하게 복조할 수 있다.

Description

데이터 통신 장치 및 데이터 통신 방법{DATA COMMUNICATION APPARATUS AND DATA COMMUNICATION METHOD}
본 발명은 비접촉형 무선 통신 기기(예컨대, 비접촉 IC 카드, RF 태그, 전자 태그, 키리스(keyless) 엔트리)에 전력을 공급하는 기능을 가진 데이터 통신 장치 및 데이터 통신 방법에 관한 것이다.
종래의 데이터 통신 장치는 무선 주파수 신호인 RF 신호를 ASK 변조하여 그 변조 신호를 출력하는 ASK 변조기와, 그 ASK 변조기로부터 출력된 변조 신호를 증폭하는 증폭기와, 그 증폭기에 의해 증폭된 변조 신호를 비접촉형 무선 통신 기기에 송신하는 안테나로 구성되어 있다.
비접촉형 무선 통신 기기는 인근에 데이터 통신 장치가 설치되어 있으면(데이터 통신 장치까지의 거리가 수십 센티미터 정도), 데이터 통신 장치로부터 송신된 변조 신호를 수신함으로써, 그 변조 신호를 정류하여 구동용 전력을 취득하고 그 전력을 내장의 콘덴서에 축적한다.
이후, 콘덴서에 축적한 전력을 이용하여, 데이터 통신 장치로부터 응답용 신 호인 CW(무변조의 연속파)를 수신하는 타이밍에 데이터를 변조하여 데이터 통신 장치에 송신하는 처리 등의 실시가 가능하게 된다(예컨대, 비 특허 문헌 1을 참조).
이에 따라, 데이터 통신 장치는 비접촉형 무선 통신 기기로부터 송신되는 변조 신호를 수신할 때에, 응답용 신호인 CW를 비접촉형 무선 통신 기기에 송신하게 되지만, 자기 위치로부터 수 킬로미터 정도의 위치에 다른 데이터 통신 장치가 설치되어 있는 경우, 비접촉형 무선 통신 기기로부터 변조 신호를 수신하는 타이밍에 다른 데이터 통신 장치로부터 변조 신호를 수신하는 일이 있다.
이와 같이, 비접촉형 무선 통신 기기로부터 변조 신호를 수신하는 타이밍에 다른 데이터 통신 장치로부터 변조 신호를 수신하면, 그 변조 신호가 간섭파가 되어서, 비접촉형 무선 통신 기기로부터 송신된 변조 신호를 정확하게 복조할 수 없게 되는 경우가 있다.
또한, 복수의 데이터 통신 장치를 설치하는 경우, 상호간의 거리가 짧으면 상호 간섭을 피하기 위해서 다른 주파수를 할당하지만, 할당 가능한 주파수의 수가 한정되어 있기 때문에, 상호간의 거리가 수 킬로미터 정도여도 동일한 주파수를 할당해야 하는 경우가 있다.
또한, 상호 간섭을 회피하는 것이 가능한 상호간의 거리는 수십 킬로미터 정도이다.
비 특허 문헌 1: MWE 2003 Microwave Workshop Digest「초소형 RFID 칩 Mu 칩」우사미 미쓰오 저, 주식회사 히타치제작소 중앙연구소 2003년 발행, 제 235 페이지~제 238 페이지
종래의 데이터 통신 장치는 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 비접촉형 무선 통신 기기로부터 변조 신호를 수신하는 타이밍에 다른 데이터 통신 장치로부터 변조 신호를 수신하면, 그 변조 신호가 간섭파가 되어, 비접촉형 무선 통신 기기로부터 송신된 변조 신호를 정확하게 복조할 수 없게 되는 일이 있다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 다른 데이터 통신 장치로부터 송신되는 변조파의 영향을 받지 않고 비접촉형 무선 통신 기기로부터 송신된 변조 신호를 정확하게 복조할 수 있는 데이터 통신 장치 및 데이터 통신 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 데이터 통신 장치는 데이터 신호 생성 수단에 의해 생성되는 데이터 신호와는 다른 주파수의 응답용 신호를 생성하는 응답용 신호 생성 수단을 마련하여, 송신 수단으로부터 응답용 신호가 송신되어 있을 때, 비접촉형 무선 통신 기기로부터 송신되는 데이터 신호를 수신하도록 한 것이다.
이에 따라, 다른 데이터 통신 장치로부터 송신되는 변조파의 영향을 받지 않고, 비접촉형 무선 통신 기기로부터 송신된 데이터 신호를 정확하게 복조할 수 있다는 등의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 데이터 통신 장치를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 데이터 통신 방법을 나타내는 플로우 차트,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 셀 배치를 나타내는 설명도,
도 4는 주파수와 전력의 관계를 나타내는 설명도,
도 5는 송신 신호의 피크 전력을 나타내는 설명도,
도 6은 전파의 입출력을 나타내는 설명도,
도 7은 본 발명의 실시예 2에 의한 데이터 통신 장치를 나타내는 구성도,
도 8은 데이터의 복조 처리를 나타내는 설명도,
도 9는 데이터의 복조 처리를 나타내는 설명도,
도 10은 데이터의 복조 처리를 나타내는 설명도,
도 11은 데이터의 복조 처리를 나타내는 설명도,
도 12는 데이터의 복조 처리를 나타내는 설명도.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해서, 본 발명을 실시하기 위한 가장 바람직한 실시예에 대해서 첨부된 도면을 따라 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 데이터 통신 장치를 나타내는 구성도이다.
도면에서 데이터 통신 장치(1)는 예컨대, 판독 라이터 장치 등이 해당하며, 전력 공급용 신호(CW:무변조의 연속파), 데이터 신호(변조파) 또는 응답용 신호(CW:무변조의 연속파)를 비접촉 IC 카드(2)에 송신한다.
비접촉형 무선 통신 기기인 비접촉 IC 카드(2)는 데이터 통신 장치(1)로부터 송신된 전력 공급용 신호를 수신하면 그 전력 공급용 신호에 의해서 내장된 콘덴서를 충전하고, 이후 그 콘덴서에 축적된 전하를 전력원으로서 이용하여, 예컨대 데이터 통신 장치(1)로부터 송신된 데이터 신호를 복조하는 등의 처리를 실시한다.
데이터 통신 장치(1)의 데이터 송신기(11)는 비접촉 IC 카드(2)에 송신하는 커맨드 등의 송신 데이터, 전력 공급용 정형 데이터 혹은 응답용 정형 데이터를 출력한다.
RF 신호 발진기(12)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 커맨드 등의 송신 데이터인 경우 혹은 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인 경우, 주파수 f1의 무변조 신호를 발진한다. 또한, 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 응답용 정형 데이터인 경우, 주파수 f4의 무변조 신호를 발진한다.
전환 스위치(13)는, 데이터 송신기(11)로부터 송신 데이터가 출력되면 RF 신 호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f1의 무변조 신호를 펄스 변조기(14)에 출력하고, 데이터 송신기(11)로부터 전력 공급용 정형 데이터 또는 응답용 정형 데이터가 출력되면 RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f1의 무변조 신호 또는 주파수 f4의 무변조 신호를 레벨 조정기(15)에 출력한다.
펄스 변조기(14)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 송신 데이터에 따라서 RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f1의 무변조 신호를 펄스 변조(예컨대, ASK 변조)하여 그 변조 신호를 출력한다.
레벨 조정기(15)는 RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f1 또는 주파수 f4의 무변조 신호의 피크 전력을 조정하여, 그 무변조 신호의 피크 전력을 펄스 변조기(14)로부터 출력되는 변조 신호의 피크 전력보다 크게 한다.
전환 스위치(16)는 데이터 송신기(11)로부터 송신 데이터가 출력되면 펄스 변조기(14)로부터 출력된 변조 신호를 증폭기(17)에 출력하고, 데이터 송신기(11)로부터 전력 공급용 정형 데이터 또는 응답용 정형 데이터가 출력되면 레벨 조정기(15)로부터 출력된 무변조 신호를 증폭기(17)에 출력한다.
증폭기(17)는 전환 스위치(16)로부터 출력된 변조 신호 또는 무변조 신호를 증폭한다.
또한, 데이터 송신기(11), RF 신호 발진기(12), 전환 스위치(13, 16), 펄스 변조기(14) 및 증폭기(17)로부터 데이터 신호 생성 수단이 구성되어 있다.
또한, 데이터 송신기(11), RF 신호 발진기(12), 전환 스위치(13, 16), 레벨 조정기(15) 및 증폭기(17)로부터, 전력 공급용 신호 생성 수단과 응답용 신호 생성 수단이 구성되어 있다.
서큘레이터(circulator:18)는 증폭기(17)로부터 출력된 변조 신호 또는 무변조 신호를 안테나(19)에 출력하는 한편, 안테나(19)에 의해 수신된 변조 신호를 복조 회로(20)에 출력한다.
안테나(19)는 증폭기(17)에 의해 증폭된 변조 신호 또는 무변조 신호를 비접촉 IC 카드(2)에 송신하는 한편, 비접촉 IC 카드(2)로부터 송신된 변조 신호를 수신한다. 또, 서큘레이터(18) 및 안테나(19)로부터 송신 수단과 수신 수단이 구성되어 있다.
복조 회로(20)는 안테나(19)에 의해 수신된 변조 신호로부터 데이터를 복조한다.
비접촉 IC 카드(2)의 안테나(21)는 데이터 통신 장치(1)로부터 송신된 변조 신호 또는 무변조 신호를 수신한다. 충전 회로(22)는 안테나(21)의 수신 신호가 주파수 f1의 무변조 신호이면, 그 무변조 신호를 정류하여 구동용 전력을 취득하여 그 구동용 전력을 콘덴서(23)에 축적한다.
변복조 회로(24)는 충전 회로(22)의 콘덴서(23)에 축적된 전력을 이용해서 구동하여, 안테나(21)의 수신 신호가 주파수 f1의 변조 신호이면, 그 변조 신호로부터 커맨드 등의 데이터를 복조하여 그 데이터에 따른 처리를 실시한다. 또한, 안 테나(21)의 수신 신호가 주파수 f4의 무변조 신호이면 비접촉 IC 카드(2)로의 데이터를 변조하여, 그 변조 신호를 안테나(21)에 출력한다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 데이터 통신 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
이어서 동작에 대하여 설명한다.
비접촉 IC 카드(2)는 전지 등의 전력원을 탑재하고 있지 않아서, 외부로부터 전력을 공급받지 않는 한 기동할 수 없다.
그래서, 데이터 통신 장치(1)가 커맨드 등의 데이터를 송신하기에 앞서서, 비접촉의 상태로 비접촉 IC 카드(2)에 전력을 공급한다.
먼저, 데이터 통신 장치(1)의 데이터 송신기(11)는 커맨드 등의 송신 데이터를 출력하기 전에, 전력 공급용 정형 데이터를 RF 신호 발진기(12), 전환 스위치(13, 16) 및 펄스 변조기(14)에 출력한다(단계 ST1).
여기서, 전력 공급용 정형 데이터는 예컨대, 제어 명령 등의 의미가 있는 데이터가 아니고 정보의 전달을 목적으로 하는 것이 아니므로 데이터의 내용은 어떠한 것이여도 되지만, 커맨드 등의 송신 데이터나 응답용 정형 데이터와 명확히 구별할 수 있는 데이터인 것이 바람직하다.
데이터 통신 장치(1)의 RF 신호 발진기(12)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인 것인지, 커맨드 등의 송신 데이터인 것인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다(단계 ST2, ST7).
RF 신호 발진기(12)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 전력 공급용 정형 데이터라고 인정되면, 미리 할당되어 있는 주파수 f1의 무변조 신호를 발진한다(단계 ST3).
또한, 해당 데이터 통신 장치(1)에는 주파수 f1가 할당되는 것으로 설명하지만, 인근에 설치되는 다른 데이터 통신 장치(1)에는 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이 주파수 f1, f2, f3 중 어느 것이 할당되는 것으로 한다.
데이터 통신 장치(1)의 전환 스위치(13)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인지, 커맨드 등의 송신 데이터인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다.
전환 스위치(13)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 전력 공급용 정형 데이터라고 인정되면, RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f1의 무변조 신호를 레벨 조정기(15)에 출력한다.
데이터 통신 장치(1)의 레벨 조정기(15)는 RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f1의 무변조 신호를 받으면 그 무변조 신호의 피크 전력을 조정하여, 그 무변조 신호의 피크 전력을 펄스 변조기(14)로부터 출력되는 변조 신호의 피크 전력보다 크게 한다(단계 ST4).
즉, 전력 공급용 무변조 신호의 피크 전력이, 데이터 송신용 변조 신호의 피크 전력보다 커지도록 RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 무변조 신호의 피크 전력 을 조정한다(도 5를 참조).
데이터 통신 장치(1)의 전환 스위치(16)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인지, 커맨드 등의 송신 데이터인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다.
전환 스위치(16)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 전력 공급용 정형 데이터라고 인정되면, 레벨 조정기(15)로부터 출력된 무변조 신호를 증폭기(17)에 출력한다.
데이터 통신 장치(1)의 증폭기(17)는 전환 스위치(16)로부터 주파수 f1의 무변조 신호를 받으면 그 무변조 신호를 증폭한다(단계 ST5).
데이터 통신 장치(1)의 서큘레이터(18)는 증폭기(17)로부터 증폭후의 무변조 신호를 받으면, 그 무변조 신호를 안테나(19)에 출력한다.
데이터 통신 장치(1)의 안테나(19)는 서큘레이터(18)로부터 증폭후의 무변조 신호를 받으면, 그 무변조 신호를 전력 공급용 신호로서 공중에 방사함으로써, 그 무변조 신호를 비접촉 IC 카드(2)에 송신한다(단계 ST6).
비접촉 IC 카드(2)의 안테나(21)는 데이터 통신 장치(1)로부터 송신된 주파수 f1의 무변조 신호를 수신한다.
비접촉 IC 카드(2)의 충전 회로(22)는 안테나(21)의 수신 신호가 주파수 f1의 무변조 신호이면, 그 무변조 신호를 정류하여 구동용 전력을 취득하여 그 구동용 전력을 콘덴서(23)에 축적한다.
데이터 통신 장치(1)의 데이터 송신기(11)는 상기한 바와 같이 하여, 안테나(19)로부터 주파수 f1의 무변조 신호가 송신되면, 커맨드 등의 송신 데이터를 RF 신호 발진기(12), 전환 스위치(13, 16) 및 펄스 변조기(14)에 출력한다(단계 ST1).
데이터 통신 장치(1)의 RF 신호 발진기(12)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인지, 커맨드 등의 송신 데이터인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다(단계 ST2, ST7).
RF 신호 발진기(12)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 커맨드 등의 송신 데이터라고 인정되면, 미리 할당되어 있는 주파수 f1의 무변조 신호를 발진한다(단계 ST8).
데이터 통신 장치(1)의 전환 스위치(13)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인지, 커맨드 등의 송신 데이터인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다.
전환 스위치(13)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 송신 데이터라고 인정되면, RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f1의 무변조 신호를 펄스 변조기(14)에 출력한다.
데이터 통신 장치(1)의 펄스 변조기(14)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인지, 커맨드 등의 송신 데이터인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다.
펄스 변조기(14)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 커맨드 등의 송신 데이터라고 인정되면, 그 커맨드 등의 송신 데이터에 따라서 RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f1의 무변조 신호를 펄스 변조(예컨대, ASK 변조)하여, 그 변조 신호를 전환 스위치(16)에 출력한다(단계 ST9).
데이터 통신 장치(1)의 전환 스위치(16)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인지, 커맨드 등의 송신 데이터인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다.
전환 스위치(16)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 커맨드 등의 송신 데이터라고 인정되면, 펄스 변조기(14)로부터 출력된 변조 신호를 증폭기(17)에 출력한다.
데이터 통신 장치(1)의 증폭기(17)는 전환 스위치(16)로부터 주파수 f1의 변조 신호를 받으면, 그 변조 신호를 증폭한다(단계 ST5).
데이터 통신 장치(1)의 서큘레이터(18)는 증폭기(17)로부터 증폭후의 변조 신호를 받으면, 그 변조 신호를 안테나(19)에 출력한다.
데이터 통신 장치(1)의 안테나(19)는 서큘레이터(18)로부터 증폭후의 변조 신호를 받으면, 그 변조 신호를 데이터 신호로서 공중에 방사함으로써, 그 변조 신호를 비접촉 IC 카드(2)에 송신한다(단계 ST6).
비접촉 IC 카드(2)의 안테나(21)는 데이터 통신 장치(1)로부터 송신된 주파수 f1의 변조 신호를 수신한다.
비접촉 IC 카드(2)의 변복조 회로(24)는 안테나(21)의 수신 신호가 주파수 f1의 변조 신호이면, 충전 회로(22)의 콘덴서(23)에 축적된 전력을 이용하여 구동하여 그 변조 신호로부터 커맨드 등의 데이터를 복조하고, 그 데이터에 따른 처리를 실시한다.
이후에, 데이터 통신 장치(1)의 데이터 송신기(11)는 비접촉 IC 카드(2)로부터 데이터 신호를 수신할 때에는, 응답용 정형 데이터를 RF 신호 발진기(12), 전환 스위치(13, 16) 및 펄스 변조기(14)에 출력한다(단계 ST1).
여기서, 응답용 정형 데이터는 예컨대, 제어 명령 등의 의미가 있는 데이터가 아니여서 정보의 전달을 목적으로 하는 것이 아니므로, 데이터의 내용은 어떠한 것이여도 되지만 커맨드 등의 송신 데이터나, 전력 공급용 정형 데이터와 명확하게 구별할 수 있는 데이터인 것이 바람직하다.
데이터 통신 장치(1)의 RF 신호 발진기(12)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인지, 커맨드 등의 송신 데이터인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다(단계 ST2, ST7).
RF 신호 발진기(12)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 응답용 정형 데이터라고 인정되면, 미리 할당되어 있는 주파수 f4의 무변조 신호를 발진한다(단계 ST10).
또한, 해당 데이터 통신 장치(1)에는 주파수 f4가 할당되어 있는 것으로 하여 설명하지만, 인근에 설치되는 다른 데이터 통신 장치(1)에는 주파수 f4, f5, f6 중 어느 것이 할당되는 것으로 한다.
데이터 통신 장치(1)의 전환 스위치(13)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인지, 커맨드 등의 송신 데이터인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다.
전환 스위치(13)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 응답용 정형 데이터라고 인정되면, RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f4의 무변조 신호를 레벨 조정기(15)에 출력한다.
데이터 통신 장치(1)의 레벨 조정기(15)는 RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 주파수 f4의 무변조 신호를 받으면, 그 무변조 신호의 피크 전력을 조정하여, 그 무변조 신호의 피크 전력을 펄스 변조기(14)로부터 출력되는 변조 신호의 피크 전력보다 크게 한다(단계 ST11).
즉, 응답용 무변조 신호의 피크 전력이 데이터 송신용 변조 신호의 피크 전력보다 커지도록, RF 신호 발진기(12)로부터 발진된 무변조 신호의 피크 전력을 조정한다.
데이터 통신 장치(1)의 전환 스위치(16)는 데이터 송신기(11)로부터 데이터를 받으면, 그 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인지, 커맨드 등의 송신 데이터인지, 응답용 정형 데이터인지를 확인한다.
전환 스위치(16)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 응답용 정형 데이터라고 인정되면, 레벨 조정기(15)로부터 출력된 무변조 신호를 증폭기(17)에 출력한다.
데이터 통신 장치(1)의 증폭기(17)는 전환 스위치(16)로부터 주파수 f4의 무변조 신호를 받으면, 그 무변조 신호를 증폭한다(단계 ST12).
데이터 통신 장치(1)의 서큘레이터(18)는 증폭기(17)로부터 증폭후의 무변조 신호를 받으면 그 무변조 신호를 안테나(19)에 출력한다.
데이터 통신 장치(1)의 안테나(19)는 서큘레이터(18)로부터 증폭후의 무변조 신호를 받으면, 그 무변조 신호를 응답용 신호로서 공중에 방사함으로써, 그 무변조 신호를 비접촉 IC 카드(2)에 송신한다(단계 ST13).
비접촉 IC 카드(2)의 안테나(21)는 데이터 통신 장치(1)로부터 송신된 주파수 f4의 무변조 신호를 수신한다.
비접촉 IC 카드(2)의 변복조 회로(24)는 안테나(21)의 수신 신호가 주파수 f4의 무변조 신호이면, 충전 회로(22)의 콘덴서(23)에 축적된 전력을 이용하여 구동하여, 비접촉 IC 카드(2)로의 데이터를 변조하여, 주파수 f4의 변조 신호를 안테나(21)에 출력한다.
이에 따라, 비접촉 IC 카드(2)로부터 주파수 f4의 변조 신호가 데이터 신호로서 데이터 통신 장치(1)에 송신된다.
데이터 통신 장치(1)의 안테나(19)는 비접촉 IC 카드(2)로부터 송신된 데이터 신호인 주파수 f4의 변조 신호를 수신한다(단계 ST14).
즉, 도 6에 도시하는 바와 같이 응답용 신호인 주파수 f4의 무변조 신호를 송신하는 타이밍에 데이터 신호인 주파수 f4의 변조 신호를 수신한다.
데이터 통신 장치(1)의 안테나(19)는 데이터 신호인 주파수 f4의 변조 신호를 수신할 때, 그 변조 신호에는 응답용 신호인 주파수 f4의 무변조 신호가 중첩되지만, 이 타이밍에 다른 데이터 통신 장치(1)가 데이터 신호인 주파수 f1의 변조 신호나 전력 공급 신호인 주파수 f1의 무변조 신호를 송신하더라도, 비접촉 IC 카드(2)로부터 송신된 데이터 신호인 변조 신호의 주파수 f4와 다르기 때문에 간섭파가 되지는 않는다.
데이터 통신 장치(1)의 복조 회로(20)는 안테나(19)에 의해 수신된 변조 신호로부터 데이터를 복조한다(단계 ST15).
이상에서 명백한 바와 같이, 이 실시예 1에 의하면 전력 공급용 신호 및 데이터 신호와는 다른 주파수의 응답용 신호를 생성하여, 그 응답용 신호를 송신하는 타이밍에 비접촉 IC 카드(2)로부터 송신되는 데이터 신호를 수신하도록 구성했기 때문에, 다른 데이터 통신 장치로부터 송신되는 변조 신호의 영향을 받지 않고 비접촉 IC 카드(2)로부터 송신된 변조 신호를 정확하게 복조할 수 있다는 효과를 낸다.
(실시예 2)
도 7은 본 발명의 실시예 2에 의한 데이터 통신 장치를 나타내는 구성도이 다. 도면에서 도 1과 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내기 때문에 설명을 생략한다.
RF 신호 발진기(31)는 주파수 f1의 무변조 신호를 발진하고, RF 신호 발진기(32)는 주파수 f4의 무변조 신호를 발진한다.
또한, RF 신호 발진기(31, 32)는 데이터 신호 생성 수단을 구성하고 있다.
상기 실시예 1에서는 데이터 통신 장치(1)가 전력 공급용 신호를 비접촉 IC 카드(2)에 송신할 때, 주파수 f1의 무변조 신호를 변조하지 않고 송신하는 것에 대하여 개시했지만, 펄스 변조기(14)가 주파수 f1의 무변조 신호를 변조하여 주파수 f1의 변조 신호를 전력 공급용 신호로서 비접촉 IC 카드(2)에 송신하도록 해도 된다.
이 경우, 펄스 변조기(14)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 전력 공급용 정형 데이터, 혹은 커맨드 등의 송신 데이터이면, 그들의 데이터에 따라서 RF 신호 발진기(31)로부터 발진된 주파수 f1의 무변조 신호를 펄스 변조(예컨대, ASK 변조)하여 그 변조 신호를 전환 스위치(16)에 출력한다.
이 실시예 2에서는 도 1의 전환 스위치(13)가 불필요하게 된다.
또한, 상기 실시예 1에서는 데이터 통신 장치(1)가 응답용 신호를 비접촉 IC 카드(2)에 송신할 때, 주파수 f4의 무변조 신호를 변조하지 않고 송신하는 것에 대하여 개시했지만, 펄스 변조기(14)가 주파수 f4의 무변조 신호를 변조하여 주파수 f4의 변조 신호를 응답용 신호로서 비접촉 IC 카드(2)에 송신하도록 해도 된다.
(실시예 3)
상기 실시예 1에서는 데이터 통신 장치(1)의 복조 회로(20)가 안테나(19)에 의해 수신된 변조 신호로부터 데이터를 복조하는 것에 대하여 개시했지만 구체적으로는 다음과 같이 하여 데이터를 복조한다.
데이터 통신 장치(1)의 안테나(19)는 응답용 신호인 주파수 f4의 무변조 신호를 송신하는 타이밍에 비접촉 IC 카드(2)로부터의 데이터 신호인 주파수 f4의 변조 신호를 수신하기 때문에, 안테나(19)의 수신 신호에는 데이터 신호(주파수 f4의 변조 신호)와 응답용 신호(주파수 f4의 무변조 신호)가 포함되어 있다.
따라서, 데이터 통신 장치(1)의 복조 회로(20)는 데이터 신호(주파수 f4의 변조 신호)와 응답용 신호(주파수 f4의 무변조 신호)가 포함되어 있는 안테나(19)의 수신 신호의 상승 에지와 하강 에지를 검출한다.
그리고, 복조 회로(20)는 도 8에 도시하는 바와 같이 수신 신호의 상승 에지를 검출하면 데이터가 "L"로부터 "H"로 천이한 것이라고 인정하고 수신 신호의 하강 에지를 검출하면 데이터가 "H"로부터 "L"로 천이한 것이라고 인정하여 데이터를 복조한다.
그러나, 응답용 신호(주파수 f4의 무변조 신호)를 송신하고 있는 다른 데이 터 통신 장치(1)가 존재하고 있는 경우, 그 응답용 신호도 안테나(19)의 수신 신호에 포함된다.
이 때, 다른 데이터 통신 장치(1)로부터 송신되는 응답용 신호가, 도 9에 도시하는 바와 같이 비접촉 IC 카드(2)로부터 송신되는 데이터 신호를 수신하는 도중에 끊어지면, 안테나(19)의 수신 신호에 불필요한 하강 에지가 형성된다.
데이터 통신 장치(1)의 복조 회로(20)는 데이터를 복조할 때 그 불필요한 하강 에지를 검출하기 때문에 오류가 발생한다.
마찬가지로, 다른 데이터 통신 장치(1)로부터 송신되는 응답용 신호가, 도 10에 도시하는 바와 같이 비접촉 IC 카드(2)로부터 송신되는 데이터 신호를 수신하는 도중에 발생하면, 안테나(19)의 수신 신호에 불필요한 상승 에지가 형성된다.
데이터 통신 장치(1)의 복조 회로(20)는, 데이터를 복조할 때 그 불필요한 상승 에지를 검출하기 때문에 오류가 발생한다.
그래서, 본 실시예 3에서는 다른 데이터 통신 장치(1)로부터 송신되는 응답용 신호에 의한 데이터의 복조 오류를 방지하기 위해서, 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이 데이터 통신 장치(1)(자기의 데이터 통신 장치(1)뿐만 아니라, 다른 데이터 통신 장치를 포함하는 모든 데이터 통신 장치)가 송신하는 응답용 신호의 상승을 매끄러운 파형으로 함과 동시에, 응답용 신호의 하강을 매끄러운 파형으로 한다.
즉, 데이터 통신 장치(1)의 레벨 조정기(15)가 주파수 f4의 무변조파의 레벨 을 조정할 때, 그 상승 부분에서는 천천히 레벨을 높이고, 하강 부분에서는 천천히 레벨을 내림으로써 응답용 신호의 상승과 하강의 파형을 매끄러운 모양으로 한다.
이 경우, 다른 데이터 통신 장치(1)로부터 송신되는 응답용 신호가 데이터 신호를 수신하는 도중에서 발생하거나 끊어져도, 안테나(19)의 수신 신호는 매끄럽게 변화할 뿐이므로, 에지가 형성되지 않아서 데이터를 정확하게 복조할 수 있다.
이상에서 명백한 바와 같이, 이 실시예 3에 의하면, 상승 파형이나 하강 파형이 매끄러운 응답용 신호를 생성하도록 구성했기 때문에, 다른 데이터 통신 장치(1)로부터 송신되는 응답용 신호가 데이터 신호를 수신하는 도중에서 발생하거나 끊어져도, 비접촉 IC 카드(2)로부터의 데이터를 정확하게 복조할 수 있다는 효과를 낸다.
(실시예 4)
상기 실시예 1~3에서는 데이터 통신 장치(1)가 주파수 f1의 무변조 신호를 변조하여, 주파수 f1의 변조 신호를 데이터 신호로서 비접촉 IC 카드(2)에 송신하고, 주파수 f1의 무변조 신호를 전력 공급용 신호로서 비접촉 IC 카드(2)에 송신하는 것에 대해서 개시했지만, 이 경우 비접촉 IC 카드(2)까지의 충전 가능 거리를 길게 하기 위해서 레벨 조정기(15)가 주파수 f1의 무변조 신호의 레벨을 높이면, 어느 정도의 거리가 있어도 그 무변조 신호가 다른 데이터 통신 장치(1)에 도달하여 신호의 간섭이 발생하는 일이 있다.
그래서, 이 실시예 4에서는 데이터 신호에 할당되어 있는 주파수 f1, f2, f3와는 다른 주파수 f5를 전력 공급용 신호에 할당하도록 하고 있다.
구체적으로는 도 1의 RF 신호 발진기(12)는 데이터 송신기(11)로부터 출력된 데이터가 전력 공급용 정형 데이터인 경우, 주파수 f5의 무변조 신호를 발진하여 전환 스위치(13)는 주파수 f5의 무변조 신호를 레벨 조정기(15)에 출력한다.
따라서, 전력 공급용 신호인 주파수 f5의 무변조 신호가 다른 데이터 통신 장치(1)에 도달하더라도, 데이터 신호인 주파수 f1의 변조 신호의 통신에 영향을 미치는 일이 없다. 이 때문에, 비접촉 IC 카드(2)까지의 충전 가능거리를 길게 할 수 있다는 효과를 낸다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 데이터 통신 장치 및 데이터 통신 방법은 전지 등의 전력원을 탑재하지 않아서 외부로부터 전력을 공급받지 않는 한, 기동할 수 없는 비접촉형 무선 통신 기기 등에 이용하는 데 적합하다.

Claims (7)

  1. 비접촉형 무선 통신 기기에 데이터를 송신할 때, 데이터 신호를 생성하는 데이터 신호 생성 수단과,
    상기 비접촉형 무선 통신 기기로부터 데이터 신호를 수신할 때, 상기 데이터 신호 생성 수단에 의해 생성되는 데이터 신호와는 다른 주파수의 응답용 신호를 생성하는 응답용 신호 생성 수단과,
    상기 데이터 신호 생성 수단에 의해 생성된 데이터 신호 또는 상기 응답용 신호 생성 수단에 의해 생성된 응답용 신호를 송신하는 송신 수단과,
    상기 송신 수단으로부터 응답용 신호가 송신되고 있을 때, 상기 비접촉형 무선 통신 기기로부터 송신되는 데이터 신호를 수신하는 수신 수단
    을 구비한 데이터 통신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 응답용 신호 생성 수단이 생성하는 응답용 신호는 무변조의 연속파인 것을 특징으로 하는 데이터 통신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 응답용 신호 생성 수단은 상승 파형이 매끄러운(smooth) 응답용 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 응답용 신호 생성 수단은 하강 파형이 매끄러운 응답용 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비접촉형 무선 통신 기기에 전력을 공급할 때 전력 공급용 신호를 생성하는 전력 공급용 신호 생성 수단을 마련하고, 상기 송신 수단은 상기 전력 공급용 신호 생성 수단에 의해 생성된 상기 전력 공급용 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전력 공급용 신호 생성 수단은 상기 데이터 신호 생성 수단에 의해 생성되는 데이터 신호와 다른 주파수의 전력 공급용 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 장치.
  7. 비접촉형 무선 통신 기기에 데이터를 송신할 때, 데이터 신호를 생성하는 데이터 신호 생성 단계와,
    상기 비접촉형 무선 통신 기기로부터 데이터 신호를 수신할 때, 상기 데이터 신호 생성 단계에서 생성되는 데이터 신호와 다른 주파수의 응답용 신호를 생성하는 응답용 신호 생성 단계와,
    상기 데이터 신호 생성 단계에서 생성된 데이터 신호 또는 상기 응답용 신호 생성 단계에서 생성된 응답용 신호를 송신하는 송신 단계와,
    상기 송신 단계에서 응답용 신호가 송신되고 있을 때, 상기 비접촉형 무선 통신 기기로부터 송신되는 데이터 신호를 수신하는 수신 단계
    를 구비한 데이터 통신 방법.
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