KR20070044453A - 비접촉식 결재 장치 시험용 레퍼런스 기기 - Google Patents

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KR20070044453A
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패트릭 스메츠
데 벨데 에디 로데위직 호르텐시아 반
던컨 가레트
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마스터카드 인터내셔날, 인코포레이티드
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Abstract

카드 및 카드 리더 등의 전자 결재 장치를 시험하기 위하여 레퍼런스 카드 및 레퍼런스 리더를 포함하는 레퍼런스 기기가 제공된다. 레퍼런스 기기는 전자 결재 시스템에 현재 활용되고 있거나 앞으로 활용될 것으로 예상되는 다양한 결재 장치의 외부 동작을 시뮬레이션하도록 설계된다. 또한, 레퍼런스 기기는, 피시험 장치를, 자장 내에서의 사용 시에 예상되거나 또는 대부분의 부류의 결재 장치에서 대표적으로 나타나는 외부 동작 상태로 하도록 구성된다. 외부 동작은 예컨대 파워 소비, 공진 주파수, Q-팩터, 변조 깊이, 잡음, 및 타이밍 등의 기능 상의 파라미터에 관련될 것이다. 예시된 레퍼런스 장치는 자장 내에서의 프로덕트 장치에 대해 실험적으로 결정된 평균 동작인 대표 외부 동작을 나타내도록 구성된다. 프로덕트의 사양 부합성 시험을 위해 레퍼런스 기기를 이용함으로써, 프로덕트 결재 장치의 상호운용성이 향상될 것이다.
전자 결재 시스템, 레퍼런스 카드, 레퍼런스 카드 리더, 프로덕트 카드, 프로덕트 카드 리더

Description

비접촉식 결재 장치 시험용 레퍼런스 기기{REFERENCE EQUIPMENT FOR TESTING CONTACTLESS PAYMENT DEVICES}
본 발명은 비접촉식 결재 장치를 시험하기 위한 레퍼런스 기기에 관한 것이다.
본 출원은 2004년 7월 15일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 60/588,270호를 우선권으로 주장하며, 또한 전술한 가출원 번호 60/588,270호의 미국 특허 출원을 우선권으로 주장하는 다른 미국 특허 출원과도 관련된다. 전술한 특허 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 통합되어 있다.
무선 주파수 식별(RFID) 태그는 안테나에 접속된 소형의 집적회로(IC)이며, 이 IC는 질의 RF 신호에 대해 간략한 식별 정보로 응답하거나 또는 IC의 크기에 따라서는 더욱 복잡한 신호로 응답할 수 있다. RFID 기술은 통신을 위해 접촉 또는 시선(line of sight)을 필요로 하지 않는다. 무선 주파수 식별(RFID) 기술은 현재 경제적으로 실현 가능하며, 상업적 응용기기 및 산업 상의 응용기기에 점점 더 많이 이용되고 있다. 예컨대, RFID 기술은 현재 창고, 상점, ID 카드 또는 액세스 카드 등에서의 아이템에 관한 태그용으로 폭넓게 사용되고 있다. 또한, RFID 기술은 RFID 태그가 내장된 "비접촉식" 결재 카드 또는 신용 카드의 형태로 결재 카드 산업에서(예컨대, MasterCard, American Express 및 Visa에 의해) 도입되고 있다. 이들 비접촉식 결재 카드는 RFID에 의해 인에이블되는 결재 단말기(RFID-enabled payment terminal)와의 무선 통신을 통해 전자 결재 트랜잭션을 행하기 위해 사용될 수 있다. 비접촉식 결재 카드는 예컨대 소매점, 상점 또는 슈퍼마켓 내의 상품 및 서비스에 대한 대가를 지불하기 위한 간편하고 신속하며 편리한 방법을 고객에게 제공할 수 있다.
비접촉식 결재 카드 및 카드 리더/단말기에 사용할 수 있는 몇몇 RFID 기술이 존재한다. 비접촉식 시스템의 기본적인 구성요소는 비접촉식 리더(또는 근접 커플링 디바이스(PCD : proximity coupling device)) 및 트랜스폰더(transponder)이다. 비접촉식 리더는 전자 회로에 접속된 안테나이다. 트랜스폰더는 상호유도 방식의 안테나(inductive antenna)와 이 안테나의 끝에 접속된 집적회로로 구성된다. 리더-트랜스폰더의 조합은 트랜스포머로서 동작한다. 즉, 1차 코일(리더 안테나)에 교류 전류가 흐르게 되면, 이 1차 코일에서 전자기장이 생성되고, 이 전자기장에 의해 2차 코일(트랜스폰더 안테나)에 전류가 유도된다. 트랜스폰더는 비접촉식 리더(PCD)에 의해 전송된 전자기장(또는 RF 자기장)을 다이오드 정류기를 통해 DC 전압으로 변환한다. 이 DC 전압은 트랜스폰더의 내부 회로를 기동시키는 전원을 공급한다. 양측 안테나의 구성 및 튜닝에 의해 한 장치에서 다른 장치로의 커플링 효율이 결정된다. 트랜스폰더는 비접촉식 결재 카드가 될 수도 있다.
비접촉식 결재 카드 시스템이 경제적으로 실현 가능하게 되고 상업적으로 받아들여질 수 있도록 하기 위해서는, 카드와 단말기가 특정 카드 제공자/발급자, 벤 더 또는 단말기 제조업체에 독점된 기술적 특징을 갖는 경우에도, 비접촉식 결재 카드는 RFID에 의해 인에이블되는 결재 단말기의 전부 또는 대부분에 대해 상호 동작 가능하여야 한다. 산업 전반에 걸친 상호운용성(interoperability)이 요망된다. 이를 위해, 산업 표준 기구 및 단체(예컨대, 국제 표준화 기구(ISO) 및 국제 전자 기술 협회(IEC))는 비접촉식 결재 기술의 구현을 위해 권고 차원의 임의 산업 표준을 제정하였다. ISO/IEC에 의해 정의되어 있는 이러한 3가지 예의 표준은 밀착형(Close Coupling), 근접형(Proximity) 및 원격용(Vicinity) 카드에 각각 적용 가능한 ISO/IEC 10536, ISO/IEC 14443 및 ISO/IEC 15693 표준이다.
ISO/IEC 14443 근접 카드 표준(ISO 14443)은 전세계에 걸친 여러 개의 접촉식 카드의 활용을 위해 사용되고 있다. ISO 14443 근접 카드의 목표 작동 범위는 최대 10㎝이지만, 이 범위는 전력 조건, 메모리 크기, CPU 및 코프로세서에 따라 변화된다.
ISO 14443 표준 문서는 다음의 4가지 파트로 구분된다.
ㆍ 파트 1 : 물리적 특성. 근접 집적회로 카드(PICC)에 대한 물리적 치수를 정의함. 이 카드는 ID-1 크기(85.6㎜×54.0㎜×0.76㎜)이며, 은행 신용 카드와 동일한 크기이다.
ㆍ 파트 2 : 무선 주파수 파워 및 신호 인터페이스. 주파수, 데이터율, 변조 및 비트 코딩 과정 등의 항목을 포함한 비접촉식 IC 칩의 핵심적 기술 특성을 정의함. 파트 2에는 세부적으로 2개의 변형, 즉 타입 A 인터페이스와 타입 B 인터페이스가 설명되어 있다. 이 둘은 동일한 주파수에서 동작하고, 동일한 데이터율 을 이용하지만, 변조 및 비트 코딩의 영역에 있어서는 서로 상이하다.
ㆍ 파트 3 : 초기화 및 안티콜리젼(anticollision - 충돌방지). 초기화는 카드가 리더의 무선 주파수(RF) 필드에 진입할 때에 통신을 구축하기 위한 근접 커플링 디바이스(PCD)(즉, 리더)와 카드에 대한 조건을 기술한다. 안티콜리젼은 복수의 카드가 동시에 자기장에 진입할 때에 무엇이 발생하는지와, 트랜잭션에 어느 카드를 사용할지를 시스템이 어떻게 결정하는지를 식별하는 것과, 제공된 모든 카드가 정리되어 처리되도록 하는 것을 정의한다.
ㆍ 파트 4 : 전송 프로토콜. 트랜잭션 동안 통신을 가능하게 하는 데이터 포맷 및 데이터 요소를 정의함.
비접촉식 결재 카드 및 카드 리더의 시스템이 ISO 14443에 부합될 수 있도록 하기 위해서는, 비접촉식 결재 카드 및 카드 리더는 권고 차원의 임의 표준(voluntary standard)의 적어도 일부에 대한 조건을 충족해야 한다. ISO 14443 하에서 표준화되어 있는 비접촉식 기술에 추가하여, 본 기술의 산업분야에서는 다수의 독점적인 비접촉식 인터페이스가 사용되기도 한다(예컨대, Cubic의 GO-카드 및 Sony의 FeliCa 카드). 기존의 카드 기술 활용에서는 상호운용성이 문제시될 수 있다. 시장의 벤더에 의해 활용되는 카드 리더는 여러 가지의 상이한 카드 유형을 수용해야 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 바람직한 카드 리더는 ISO 14443 Type A 및 Type B 카드와, ISO 15693 카드와, 임의의 또 다른 독점적인 카드 타입을 지원할 것이다.
하나의 ISO 표준(예컨대, ISO 14443)에 어느 정도 부합하는 카드의 활용에 있어서도 상호운용성 문제가 발생할 수 있다. ISO 14443 표준에서는, 비접촉식 카드 및 리더 시스템의 RF 파워 및 신호 인터페이스에 관련된 모든 조건 또는 사양(즉, 시스템에 대한 개방형 시스템 상호접속(OSI) 모델 관점에서의 물리적인 계층)이 카드 및 리더에 대한 별도의 표준화된 시험을 이용하여 정의된다. ISO/IEC 10373 표준의 파트 6(ISO 10373-6)는 비접촉식 집적회로 카드 기술(근접 카드)에 특정되는 시험 방법에 대해 다루고 있다. ISO 14443에 대한 비접촉식 카드 및 리더의 부합성(compliance), 즉 비접촉식 카드 및 리더가 ISO 14443에 대해 얼마나 부합하는지에 대해서는 레퍼런스 장치를 이용하여 검증된다. ISO 10373-6에 따르면, 비접촉식 리더의 사양 부합성, 즉 비접촉식 리더가 사양에 얼마나 부합하는지를 측정하기 위해, 비접촉식 카드의 특성을 나타내는 "레퍼런스" 카드(즉, 레퍼런스 PICC) 세트가 사용된다(예컨대, 도 1a를 참조). 예컨대, 레퍼런스 PICC는 PCD에 의해 생성되거나 전달된 자장을 시험하기 위해 사용되며, 또한 PCD가 PICC에 전원을 공급하는 성능을 시험하기 위해 사용된다. 유사하게, 비접촉식 카드가 사양에 얼마나 부합하는지를 측정하기 위해, 대표적인 비접촉식 리더의 특성을 나타낼 수도 있는 "레퍼런스" 리더(즉, 테스트 또는 레퍼런스 PCD)가 사용된다. 예컨대, 시험 동안 카드에 의해 생성되는 부하 변조(load modulation)를 시험하기 위해 레퍼런스 PCD가 사용된다.
도 1b는 카드와 리더 간의 파워 링크 및 데이터 링크를 시험하기 위해 ISO 10373-6 하의 프로덕트 리더(product reader - "레퍼런스 리더"의 반대 의미)에 대해 시행된 기능 상의 시험을 나타낸다.
ISO 10373-6 하의 별도의 카드 및 리더 부합성 시험 과정은, 활용되는 프로덕트 디바이스가 카드 또는 리더에 대한 지정된 사양 범위 중의 하나에 합치하는 특성을 개별적으로 가질 수도 있다는 것을 확인할 수 있을 것이지만, 이 과정이 자장 내에서의 상호운용성을 보장하지는 못한다. 따라서, 부합성을 갖는 것으로서 검증된 카드 및/또는 리더 또한 자장 내에서의 상호운용성이 보장되지는 못하는 정도에 불과하다(예컨대, 지정된 사양 범위의 끝 또는 가장자리에 있는 특성값을 가짐에 의해). 이러한 양상의 표준 부합성은 자장 내에서의 작동 장애를 초래할 수 있다. 예컨대, 사양 부합성이 미약한 카드는 역시 사양 부합성이 미약한 카드 리더를 이용하여 판독하는 것이 불가능하거나 곤란하게 될 것이다.
현재 비접촉식 전자 결재 시스템에 사용되는 전자 결재 장치의 상호운용성을 향상시키는 방법이 고려되고 있으며, 범용적으로 받아들여지고 있는 표준에 일치하는 카드 및 리더의 고유성질에서의 변동을 감소시키는데 관심이 모아지고 있다. 특히, 결재 장치의 상호운용성을 향상시키기 위해 표준 부합성 과정을 향상시키는데 관심이 집중되고 있다.
본 발명은 전자 결재 트랜잭션을 행하기 위해 자장 내에서 활용될 수 있는 결재 장치를 시험하기 위한 레퍼런스 기기를 제공한다. 레퍼런스 기기는 레퍼런스 카드 및 레퍼런스 리더를 포함하며, 레퍼런스 카드 및 레퍼런스 리더는 각각 프로덕트 카드 및 프로덕트 리더의 부합성을 제품 사양을 가지고 검증하기 위해 사용될 수 있다. 제품 사양은 예컨대 전자 결재 산업에서 범용적으로 받아들여지고 있는 ISO 14443 표준 사양일 수도 있다.
레퍼런스 기기는 장치 사양의 벤더 커스토마제이션(vendor customization of device specification) 때문에 또는 제조 허용오차로 인해 기능 상의 동작이 변화될 수도 있는 프로덕트 결재 장치의 상호운용성을 향상시키도록 설계된다. 구체적으로, 레퍼런스 카드는 고객에게 발행되는 프로덕트 카드의 전체 범위의 관측된 동작(observed behavior)을 시뮬레이션하거나 나타내도록 설계된다. 유사하게, 레퍼런스 리더는 예컨대 상인 및 상점에 의해 자장 내에서 활용되는 프로덕트 리더의 전체 범위의 관측된 동작을 시뮬레이션하거나 나타내도록 설계된다. 이들 레퍼런스 장치를 이용한 프로덕트 장치에 대한 사양 부합성 시험을 통해, 고객에게 발행된 프로덕트 카드의 상호운용성이 자장 내에서 활용되는 프로덕트 리더에 의해 향상되고, 또한 그와 반대로, 자장 내에서 활용되는 프로덕트 리더의 상호운용성이 고객에게 발행된 프로덕트 카드에 의해 향상될 것이다.
레퍼런스 장치는, 본 출원과 함께 출원된 미국 특허 출원에 개시된 방법을 이용하여, 발행된 카드 및 활용되는 리더에 대해 수용 가능한 사양을 확립하도록 사용될 수도 있다. 개시된 방법에서, 레퍼런스 카드 및 레퍼런스 리더는 카드 및 리더에 대한 동작 사양(operational specification)을 링크시키기 위해 상호 조정(cross-calibrate)된다. 적절한 카드 및 리더 기능을 위한 사양 범위 또는 허용오차를 적절히 선택하여 중첩시킴으로써, 고객에게 발행된 카드의 상호운용성이 활용되는 리더에 의해 향상되며, 이와 반대로 활용되는 리더의 상호운용성이 고객에게 발행된 카드에 의해 향상된다.
본 발명의 추가의 특징, 특성 및 각종 장점은 첨부 도면 및 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1a는 본 발명의 원리에 따라 레퍼런스 PICC를 레퍼런스 PCD를 가지고 상호 조정하는 단계를 개략적으로 예시하는 블록도로서, 상호 조정된 레퍼런스 PICC 및 PCD 장치는 그 후 각각 프로덕트 비접촉식 결재 카드 및 리더의 기능 상의 고유성질 및 사양을 시험하기 위해 사용된다.
도 1b는 본 발명의 원리에 따른 비접촉식 리더 및 비접촉식 근접 카드 간의 파워 링크 및 데이터 링크에 대한 여러 가지의 기능 상의 시험에 대한 개략 예시도이다.
도 2a는 본 발명의 원리에 따라 설계된 일례의 PayPass-레퍼런스 리더를 예시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 원리에 따라 설계된 일례의 PayPass-레퍼런스 카드를 예시하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 원리에 따른 도 2a의 PayPass-레퍼런스 리더에 사용된 안테나의 회로도이다.
도 3b는 본 발명의 원리에 따른 도 2b의 PayPass-레퍼런스 카드의 회로도이다.
본 발명은 전자 결재 트랜잭션을 행하기 위해 자장 내에서 사용되거나 활용 되는 프로덕트 결재 장치를 시험하기 위한 레퍼런스 기기를 제공한다. 레퍼런스 기기는 레퍼런스 카드 및 레퍼런스 카드 리더를 포함하며, 이들은 각각 프로덕트 카드 및 프로덕트 리더가 표준 산업 제품 사양에 얼마나 부합하는지를 검증하기 위해 사용될 수 있다. 레퍼런스 카드 및 레퍼런스 장치는 그들의 외부에서 관측 가능한 동작이 특정되도록 설계된다. 외부에서 관측 가능한 동작은 자장 내에서 활용되는 프로덕트 장치의 정상적인 범위의 관측 또는 예측된 동작을 반복하거나 시뮬레이션하기 위해 선택된다. 프로덕트 결재 장치를 시험하기 위해 이들 레퍼런스 장치를 사용함으로써, 벤더 커스토마이제이션 또는 제조 허용오차로 인해 기능 상의 동작이 변화될 수도 있는 장치의 상호운용성이 증대된다.
본 발명의 레퍼런스 기기는 비접촉식 결재 장치 사양이 ISO 14443 표준 등의 범용의 산업 표준을 따르도록 하는 전자 결재 시스템의 구현의 관점에서 설명되며, ISO 14443 표준은 개개의 비접촉식 결재 장치의 사양에 대한 검증을 위한 표준화된 시험 방법(즉, ISO 10373-6 시험 방법, 근접 카드)을 추가로 특정한다. 근래에, 본 출원의 출원인인 MasterCard International Incorporated(이하 "MasterCard")는 근접 결재 카드 기술의 구현(예컨대, 발급자, 벤더, 또는 카드 및 카드 리더의 제조업체에 의한)을 위한 독점적 사양인 MasterCard PayPass™ ISO/IEC 14443 구현 사양("PayPass")을 개발하였다. PayPass 구현은 ISO 14443 표준과 일치하며, 본 발명의 원리를 예시하는 편리한 예를 제공한다. 예시를 목적으로 하는 PayPass 구현의 선택은 단지 예에 불과한 것이며, 본 발명의 원리는 다른 범용의 산업 또는 독점적 표준 하에서 동작하는 전자 결재 장치 및 시스템에 전반적으로 적용될 수 있을 것이다.
상이한 발급자, 벤더 또는 비접촉식 카드 및/또는 카드 리더의 제조업체에 의해 이용될 수도 있는 PayPass 구현 사양은 비접촉식 결재 장치 기술의 구현을 위한 표준 사양을 제공한다. 비접촉식 결재 장치에는, 즉 카드(PICC) 또는 리더(PCD)에는 특정의 통신 프로토콜 조건이 요구된다. PayPass 사양은 예컨대 PICC와 PCD 간의 비접촉식 인터페이스의 전기적인 특성과, 이러한 통신을 위해 사용되는 하이레벨 데이터 전송 프로토콜, 세부 시그널링, 변조 및 비트 코딩 방식, 및 데이터 포맷을 포함한 PCD와 PICC 간의 통신의 데이터 전송 특성을 기술한다. PayPass 사양은 또한 초기화, 폴링, 충돌 검출, 및 PICC 활성화 및 비활성화 등의 디바이스 기능을 위해 이용 가능한 PCD 프로세스 및 명령과, 이러한 처리 기능에 있어서의 PICC의 스테이트 머신을 특정한다.
본 발명의 레퍼런스 기기는 비접촉식 결재 장치(즉, 고객에게 발행된 프로덕트 카드 및 상인에 의해 활용되는 프로덕트 리더)의 상호운용성을 향상시키기 위해 공동 계류 중인 미국 특허 출원에 개시된 시스템 및 방법과 함께 사용될 수도 있다. 상기 특허 출원에 개시된 시스템 및 방법은 개개의 프로덕트 카드 및 리더가 ISO 14443 표준 하에서 동작하도록 허용되는 것보다 더 엄격한 사양 범위에서 동작하거나 기능하도록 할 수 있다. 상기 시스템 및 방법은 ISO 14443 및 ISO 10373-6 표준 하에서 개개의 프로덕트 리더 및 카드의 사양 부합성을 시험하기 위해 사용되는 레퍼런스 장치(즉, 레퍼런스 PICC 및 레퍼런스 PCD 장치)를 상호 조정하는 것을 수반한다. 레퍼런스 PCD는 레퍼런스 PICC의 관측된 기능 상의 동작의 범위 또는 파라미터("정상적인 카드 범위")를 구축하기 위해 사용된다. 프로덕트 카드 리더는 레퍼런스 PCD에 의해 측정될 때에 이러한 정상적인 카드 범위 내에 있는 기능 상의 동작 또는 파라미터를 갖도록 요구된다. 반대로, 레퍼런스 PICC는 레퍼런스 PCD의 관측된 기능 상의 동작의 범위 또는 파라미터("정상적인 리더 범위")를 구축하기 위해 사용된다. 프로덕트 리더는 레퍼런스 카드를 판독할 때에 이러한 정상적인 리더 범위 내에 있는 기능 상의 동작 또는 파라미터를 갖도록 요구된다.
도 1b는 상호 조정된 레퍼런스 PICC 및 레퍼런스 PCD 장치를 이용한 PayPass 구현에서 결재 장치에 대해 행해지는 기능 상의 시험을 개략적으로 도시하고 있다.
레퍼런스 PICC 및 레퍼런스 PCD의 상호 조정은 2개의 표준 장치 간의 관계를 구축하고, 개개의 프로덕트 카드에 대한 사양을 프로덕트 리더에 대한 사양과 링크시킨다. 이에 의해, 예컨대 카드 및 리더가 ISO 14443 표준 하에서 허용되는 각각의 사양 범위의 극단의 가장자리에 있을 때에, 카드 및 리더 사양에 대한 종래의 비연결된 또는 별도의 시험에서 발생할 수도 있는 상호운용성 장애가 방지된다.
상호 조정된 레퍼런스 PICC 및 PCD 장치에 기초하는 프로덕트 비접촉식 결재 장치의 파워, 데이터 전송 및 기타 기능 상의 상호운용성을 보장하거나 향상시키기 위한 일례의 과정은 다음 단계를 포함할 수도 있다:
(a) 레퍼런스 PICC에 대해 PCD에 의해 제공된 파워를 측정하는 단계,
(b) 레퍼런스 PICC에 대한 데이터 전송(예컨대, 변조 깊이 또는 기타 신호 파라미터)를 측정하는 단계,
(c) 레퍼런스 PICC를 통해 상이한 신호를 생성함으로써 PCD에 의한 데이터 수신(예컨대, 부하 변조 감도)을 시험하는 단계. PayPass-레퍼런스 PICC는 레퍼런스 PICC에 의해 생성된 상이한 신호의 레벨 및 특성을 결정하기 위해 먼저 레퍼런스 PCD에 대해 조정된다.
(d) 레퍼런스 PCD에 대한 PICC에 의한 데이터 전송을 측정하는 단계. 레퍼런스 PCD는 PICC에게 평균값 명령을 발송하고, 레퍼런스 PCD는 "평균" 파워 레벨을 제공한다. 레퍼런스 PCD에 의해 생성된 파워 레벨 및 명령 특성 양자는 레퍼런스 PICC에 대해 조정된다.
(e) 레퍼런스 PCD를 이용하여 PICC의 데이터 수신 및 파워 감도를 체크하는 단계. 레퍼런스 PCD는 허용오차 기간 또는 Rrx 범위의 경계에서 변조 특성 및 파워 레벨과 함께 명령을 발송한다. 또한, 이들 극단의 값을 설정하기 위해, 레퍼런스 PCD는 레퍼런스 PICC에 대해 조정된다.
본 발명에 의하면, 예시된 카드 및 리더 레퍼런스 장치는 이들의 외부에서 관측 가능한 동작이 특정되도록 설계된다. 레퍼런스 장치의 외부에서 관측 가능한 동작은 자장 내에서 활용되는 프로덕트 장치의 최소 범위의 관측 또는 예상된 동작을 반복하거나 시뮬레이션하도록 선택될 수도 있다. 이러한 레퍼런스 장치(예컨대, 도 2a 및 도 2b의 PayPass-레퍼런스 PCD 및 PayPass-레퍼런스 PICC 장치)는 PayPass 구현 시에 이용된다. 도 2a 및 도 2b는 PayPass 구현 사양에 따라 설계되는 물리적 PayPass-레퍼런스 PCD 및 PayPass-레퍼런스 PICC 장치를 각각 나타내고 있다.
예시된 PayPass-레퍼런스 PCD 및 PayPass-레퍼런스 PICC는 비접촉식 결재 기 술의 기존의 활용에 대한 대표적인 예이다. 이들 레퍼런스 장치는 범용의 산업 사양 범위(예컨대, ISO 14443 표준에 의해 허용된 범위, 또는 자장 내에서 관측된 범위) 내에 있는 기능 상의 특성을 갖는 상대측 프로덕트 장치와 함께 동작하도록 설계된다. 레퍼런스 장치는, 허용되거나 또는 관측된 사양 범위의 극단에 놓여 있을 수도 있는 기능 상의 특성을 갖는 프로덕트 장치를 포함한 모든 상대측 프로덕트 장치와 함께 동작할 수 있도록, 설계되어야 한다. 이러한 설계 조건은 모든 비접촉식 PayPass 또는 PayPass와 유사한 프로덕트 장치의 시험을 허용함으로써 상호운용성을 증대시킨다. 이미 발행된 어떠한 프로덕트 카드도 PICC는 PayPass-레퍼런스 PICC에 대해 시험될 수 있으며, 유사하게 활용되는 어떠한 프로덕트 카드 리더 또는 PCD 역시 예컨대 공동 계류 중인 미국 특허 출원에 개시된 방법을 이용하여 PayPass-레퍼런스 PCD에 대해 체크될 수 있다.
예시된 PayPass-레퍼런스 PCD는 환상의 안테나(circular antenna) 및 CMR(common mode rejection) 회로를 포함한다(예컨대, 도 2a를 참조).
인쇄 코일 어셈블리로서 제조될 수도 있는 안테나는 듀얼 액티브 타입의 더미 권선(dual active and dummy winding)을 갖는다. 듀얼 액티브 타입의 더미 권선은 안테나의 전계 감도를 감소시킨다. 도 3a는 듀얼 액티브 타입의 더미 권선의 코일 외에 튜닝 회로, 매칭 네트워크 및 적합한 케이블 컨넥터(예컨대, SMA 컨넥터)를 포함하는 안테나의 회로도를 도시하고 있다. 13.56㎒에서 공진하도록 설계된 안테나 코일은 카드가 시험을 위해 위치되는 랜딩 존(landing zone) 또는 랜딩 플레이트에 끼워맞춤된다. 예시된 PayPass-레퍼런스 PCD에서, 랜딩 존은 안테나로 부터 약 15㎝의 고정 거리에 있도록 정해진다. PayPass-레퍼런스 PCD는 신호 생성기에 접속될 때에 PICC에 명령을 발송하는 것이 가능하다. PayPass PICC로부터의 응답은 CMR 회로를 사용하여 분석될 수 있다.
아래의 표 1은 예시된 PayPass-레퍼런스 PCD를 위해 선택된 안테나 설계 파라미터값 세트를 나타낸다.
입력 임피던스 13.56㎒에서 50Ω
코일 직경 7㎝
물리적인 위치 랜딩 존으로부터 15㎜ 아래에 장착
전체적인 보드 치수 4724mils×3543mils
상호 커플링이 없는 상태에서의 대기 중의 코일 인덕턴스 ＜ 1 micro Henry
권회수 보상 코일을 제외하고는 2회
형상 나란하게 연결된 2개의 동심원
트랙폭 1 mm
권회 간격 0.5 mm
Q 팩터 30 내지 35
공진 주파수 13.56㎒±25㎑
안테나 특성은 자장 내에서 관측된 프로덕트 리더 특성을 나타내도록 선택된다. 예컨대, 자장 내에서 이용되는 PayPass 프로덕트 단말기 또는 리더는 평균 직경이 약 7㎝에 해당하는 약 4㎝ 내지 약 10㎝ 범위의 안테나 직경을 가져야 하는 것으로 실험에 의해 판명되었다. 따라서, PayPass-레퍼런스 PCD의 안테나 직경은 자장 내에서 활용되는 리더의 대표치인 약 7㎝가 되도록 선택된다. 다른 PayPass-레퍼런스 PCD 설계 파라미터(예컨대, 전자기, 회로, 및 물리적 파라미터)는 또한 그 장치가 자장 내에서 이용되는 리더를 대표하도록 유사하게 선택될 수도 있다.
작동 시, 자장 내에서 활용되는 대부분의 PayPass PCD에 대해 나타나는 자장을 생성하기 위해 ±600 mW 신호가 50Ω 입력 임피던스의 안테나에 공급될 수도 있다. 환상의 안테나는 z-축을 중심으로 대칭형 자장 분포를 생성하며, 이것은 측정치를 간략화할 수 있다.
또한, 동작 시, 13.56㎒ 신호는 코일 권선 양단에 고전압을 생성하는 정합 네트워크를 통해 리더 코일을 구동한다. 안테나에 의해 방출된 13.56㎒ RF 캐리어는 진폭 변조될 수 있다. 안테나 하드웨어(예컨대, CMR 회로)는 피시험 카드 또는 PICC에 의해 제공되는 부하 변조에 의해 생성된 12.7㎒ 및 14.4㎒의 측파대(sideband)를 갖는 2개의 캐리어의 복원을 가능하게 할 것이다. 복원된 신호는 13.56㎒ 캐리어 신호를 감산하고 847.5㎑ 서브캐리어 신호를 복원하기 위해 CMR 회로에 제공된다. CMR 회로는 어떠한 편리하거나 적합한 설계에 의해서도 구성될 수 있다. CMR 회로 및 그 동작은 함께 출원된 미국 특허 출원에 개시되어 있다.
PayPass-레퍼런스 PCD 안테나는 높은 Q 팩터(∼30-35)를 갖는다. 높은 Q 팩터는 캐리어가 오프("일시정지")로 스위칭될 때에 주요 회로에 "링잉(ringing)" 현상을 초래한다. "링잉" 현상은 변조에 대한 최악의 시나리오(즉, 높은 Q 팩터를 갖는 소형 안테나)를 나타낸다. 프로덕트 카드는 더 우수한 품질의 변조를 제공한다. 따라서, 극단의 부하 조건 하에서 PayPass-레퍼런스 PCD와 원활하게 작동하는 프로덕트 카드라면, 자장 내에서 활용되는 프로덕트 리더와 용이하게 작동할 것이다.
PayPass-레퍼런스 PCD 및 PayPass-레퍼런스 PICC 장치의 아키텍쳐 및 회로 파라미터는 프로덕트 장치를 시험하기 위한 목적을 고려하여 선택된다. 본 명세서에서는 일례의 PayPass-레퍼런스 장치의 특정 아키텍쳐가 예시를 목적으로 설명되어 있다. 다른 레퍼런스 장치가 유사하게 특정되는 외부에서 관측 가능한 동작을 갖는다면, 이 레퍼런스 장치는 본 발명과 부합하는 어떠한 편리한 아키텍쳐 및 설계를 가질 것이다. 레퍼런스 장치에 대한 아키텍쳐 및 설계 파라미터에 대한 선택은 프로덕트 카드 및 프로덕트 리더의 아키텍쳐 및 설계 파라미터에 무관하다. 레퍼런스 장치를 위해 특정 아키텍쳐를 선택한다 하더라도, 프로덕트 장치가 동일하거나 또는 임의의 특별한 아키텍쳐(예컨대, 안테나 레이아웃 및 공진 주파수)를 가질 필요는 없다.
PayPass-레퍼런스 PCD와 마찬가지로, PayPass-레퍼런스 PICC(도 2b)는 자장 내에서 관측되는 프로덕트 카드 특성을 대표하도록 설계된다. PayPass-레퍼런스 PICC는, ID-1 카드에서 발견되는 안테나와 유사하고 또한 PayPass-레퍼런스 PCD 안테나와 마찬가지로 인쇄회로 기판 어셈블리 상에 코일로서 권취될 수 있는 안테나를 갖는다. 도 3b는 PayPass-레퍼런스 PICC의 회로도를 나타낸다. 안테나 코일 외에, 회로기판("PICC 회로"로서 지칭됨)은 튜닝 회로, 브리지 정류기, FET 션트 변조기, 제너 또는 평활 회로, 클록 복조기, 및 기타 신호 처리 회로를 포함한다.
또한, PICC 회로 외에, PayPass-레퍼런스 PICC는 하나의 단일화된 어셈블리의 인쇄회로 기판의 약 15mm 위에 장착되는 조정 코일(calibration coil)을 포함한다. 단일화된 어셈블리는 PCD에 의해 송출될 때의 신호를 분석하도록 설계된다. 조정 코일은 PCD 신호의 전체적인 주파수 성분에 대한 분석을 가능하게 하며, 이것은 PICC 회로의 대역폭이 제한되기 때문에 PICC 회로를 단독으로 사용할 때에는 통상적으로 달성될 수 없는 것이다. 조정 코일은 ISO 10372-6 표준에서 정의된 기준에 근거하여 설계될 수도 있다.
PICC 회로는 PCD에 대한 특성 시험이 항상 자장 내에서의 카드 사용 조건을 시뮬레이션하는 부하 조건 하에서 시행되도록 설계된다. PayPass-레퍼런스 PICC 또한 정보를 상이한 레벨의 부하 변조를 이용하여 PCD에 되돌려주도록 설계된다. 이러한 목적을 위해, PICC 회로는 변화되는 자기장 강도에 대해 자체적으로 적합화되는 가변 부하를 포함한다. 데이터를 PCD에 되돌려주는 동안, 조정 코일은 잡음을 유기시켜 PCD의 수신기 품질을 시험하도록 사용될 수 있다.
아래의 표 2는 예시된 PayPass-레퍼런스 PICC를 위해 선택된 설계 파라미터값의 세트의 목록이다.
코일 크기 코너 반경이 5mm인 72mm×42mm
물리적인 위치 랜딩 존 플레이트로부터 15mm 아래에 장착
전체적인 보드 치수 5200mils×1890mils
상호 커플링이 없을 때의 대기 상태에서의 코일 인덕턴스 ∼3-4 micro Henry
권회수 4
형상 나란하게 연결된 2개의 동심원
트랙폭 0.5mm
권회 간격 0.5mm
공진 주파수 16.1㎒±50㎑
온보드 회로 정류기, 가변 부하, 변조 회로
PayPass-레퍼런스 PICC에서의 가변 부하의 파라미터의 값은 자장 내에서 현재 사용되는 PICC에서 관측되는 최대 파워 소비에 기초하여 선택된다. 최대 파워 소비 부하는 PCD에 대해서는 최악의 경우의 시나리오를 나타낸다. 현재 이용되는 프로덕트 PICC는 PayPass-레퍼런스 PICC 보다 더 적은 파워를 소비할 것으로 예상된다. 저전력 반도체 소자 기술의 발전에 따른 이점을 갖게 될 미래의 PICC는 더더욱 적은 전력을 소비하게 될 것이다. 따라서, 리더 또는 PCD가 PayPass-레퍼런스 PICC와 함께 작동하는 경우, 미래의 PICC뿐만 아니라 현재의 PICC와도 작동하게 될 것이다.
본 발명은 일례의 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명의 기술 사상으로부터 일탈함이 없이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예는 단지 예시를 위한 것으로, 본 발명은 첨부된 청구범위에 특정된 바와 같은 사상으로 정해져야 한다.

Claims (14)

  1. 전자 결재 시스템에서 복수의 결재 카드를 판독하기 위해 사용되는 카드 리더를 시험하기 위한 레퍼런스 카드에 있어서,
    상기 전자 결재 시스템에서 사용되는 복수의 상기 결재 카드의 동작을 대표하는 외부 동작을 가지며, 상기 외부 동작을 피시험 카드 리더에 나타내도록 구성된, 전자 회로
    를 포함하는 카드 리더 시험용 레퍼런스 카드.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 결재 카드는 비접촉식 결재 카드이며, 상기 레퍼런스 카드의 상기 전자 회로는 약 16.1㎒의 공진 주파수를 갖는 안테나를 포함하는, 카드 리더 시험용 레퍼런스 카드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피시험 카드 리더에 의해 전송된 신호의 전체적인 주파수 성분을 분석하도록 구성된 조정 코일(calibration coil)을 더 포함하는, 카드 리더 시험용 레퍼런스 카드.
  4. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 결재 카드는 비접촉식 결재 카드이며, 상기 레퍼런스 카드의 상기 전자 회로는 가변 부하를 포함하며, 상기 레퍼런스 카드의 상기 전자 회로는 상기 전자 결재 시스템에서 복수의 상기 결재 카드를 자장 내에서 사용하는 것을 시뮬레이션하는 부하 조건을 상기 피시험 카드 리더에 나타내도록 구성되는, 카드 리더 시험용 레퍼런스 카드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가변 부하는 상기 피시험 카드 리드에 대한 최악의 경우의 시나리오에서 최대 카드 파워 소비를 나타내는, 카드 리더 시험용 레퍼런스 카드.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 레퍼런스 카드의 상기 전자 회로는 상이한 레벨의 부하 변조를 이용하여 상기 피시험 카드 리더에 정보를 전송하도록 구성되는, 카드 리더 시험용 레퍼런스 카드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조정 코일은 전송된 정보에 잡음을 유기시키며, 이에 의해 상기 피시험 카드 리더의 수신기 품질이 검사될 수 있는, 카드 리더 시험용 레퍼런스 카드.
  8. 전자 결재 시스템에서 활용되는 복수의 어떠한 카드 리더와도 함께 사용될 수 있는 결재 카드를 시험하기 위한 레퍼런스 카드 리더에 있어서,
    상기 전자 결재 시스템에서 활용된 복수의 상기 카드 리더의 동작을 대표하는 외부 동작을 가지며, 상기 외부 동작을 피시험 결재 카드에 나타내도록 구성된, 전자 회로
    를 포함하는 결재 카드 시험용 레퍼런스 카드 리더.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 상기 카드 리더는 비접촉식 결재 카드 리더이며, 상기 레퍼런스 카드 리더의 상기 전자 회로는 약 13.56㎒의 공진 주파수를 갖는 안테나를 포함하는, 결재 카드 시험용 레퍼런스 카드 리더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안테나는 회로 기판 상에 제조된 환상의 안테나(circular antenna)이며,
    상기 레퍼런스 카드 리더는, 인쇄 회로 기판으로부터 약 15mm 떨어진 고정된 위치에 배치되고 그 위에 시험을 위해 카드가 위치되는 랜딩 플레이트를 더 포함하는,
    결재 카드 시험용 레퍼런스 카드 리더.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안테나는, 자장 내에서 활용되는 복수의 상기 카드 리더의 안테나의 평균치인 약 7㎝의 직경을 갖고 또한 자장 내에서 활용되는 카드 리더의 대표적인 자장을 생성하는 환상의 안테나인, 결재 카드 시험용 레퍼런스 카드 리더.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 안테나는, 회로 링잉(circuit ringing) 현상을 야기하고 또한 상기 전자 결재 시스템에서 활용되는 복수의 상기 카드 리더에 대한 신호 변조에 대하여 최악의 경우의 시나리오를 나타내는 Q 팩터를 갖는, 결재 카드 시험용 레퍼런스 카드 리더.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 안테나는 약 30 내지 35 범위의 Q 팩터를 갖는, 결재 카드 시험용 레퍼런스 카드 리더.
  14. 제8항에 있어서,
    결재 카드의 응답을 분석하도록 구성된 CMR(common mode rejection) 회로를 더 포함하는, 결재 카드 시험용 레퍼런스 카드 리더.
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