KR20080014064A - 전자 통신 시스템, 베이스 스테이션, 트랜스폰더 스테이션,통신 방법 및 전자 통신 시스템의 이용 - Google Patents
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Abstract
특히 코일 형태의 적어도 하나의 안테나 유닛(16)을 갖는 적어도 하나의 베이스 스테이션(10)과, 특정한 반송파 주파수를 갖는 베이스 스테이션(10)에 의해 공급될 전형의 형태의 전자기 방사선(26)을 수신하고, 베이스 스테이션(10)과 데이터 신호(22, 24)를 교환하는, 특히 코일 형태의 적어도 하나의 안테나 유닛(32)을 갖는 특히 데이터 캐리어 형태의 적어도 하나의 트랜스폰더 스테이션(4)을 구비하되, 수신 주파수(f)가 동작 동안 적응, 특히 최적화될 수 있는 전자 통신 시스템(100)을 제공하기 위해, 전자 통신 시스템(100)이 통신 시스템(100)의 동작 동안 트랜스폰더 스테이션(40)의 안테나 유닛(32)의 수신 주파수(f)를 제어, 특히 트랜스폰더 스테이션(40)의 안테나 유닛(32)의 공진 주파수를 베이스 스테이션(10)에 의해 정의된 반송파 주파수에 적응시키는 적어도 하나의 제어 유닛(36)을 포함하는 것이 제안된다.
Description
전반적으로, 본 발명은 보안 시스템 및/또는 액세스 시스템의 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 트랜스폰더(transponder) 시스템의 기술 분야에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 청구항 1의 전문(preamble)에 상술된 바와 같은 전자 통신 시스템 및 청구항 7의 전문에 상술된 바와 같은 통신 방법에 관한 것이다.
이하에서, 현 기술 수준은 예를 들면, 전자 임모빌라이저(electronic immobilizer) 또는 전자 도난방지 장치용으로 이용되는 패시브 트랜스폰더에 의해 예시된다.
종래의 패시브 트랜스폰더 시스템을 갖는 전술한 종류의 전자 통신 시스템, 특히 트랜스폰더 시스템을 제공하기 위해, 통상적으로 다양한 구성의 이용이 가능하다. 한 가지 가능한 구성이 도 1에 도시되며, 이용된 예는 트랜스폰더 시스템 의 구성이다.
코일 형태의 안테나 유닛(16)을 구비한 소위 베이스 스테이션(base station)(10)과 코일 형태의 안테나 유닛(32)을 또한 구비한 트랜스폰더 스테이션(transponder station)(40) 사이에, 데이터(22, 24)의 교환 형태의 통신 시퀀스가 발생된다.
상세하게, 베이스 스테이션(10)과 트랜스폰더 스테이션(40) 사이의 신호 송신 링크로서,
- 예를 들면, 적어도 하나의 유도성으로 연결된 L[ow]F[requency] 채널에 의해 형성되고, 그것을 거쳐서 베이스 스테이션(10)으로부터 트랜스폰더 스테이션(40)으로 신호가 송신되는, 소위 다운 링크 프레임(24)과,
- 예를 들면, 적어도 하나의 L[ow]F[requency] 채널에 의해 형성되고, 그것을 거쳐서 트랜스폰더 스테이션(40)으로부터 베이스 스테이션(10)으로 신호가 송신되는, 소위 업 링크 프레임(22)이 존재한다.
따라서, 다운 링크 프레임(24) 및 업 링크 프레임(22) 둘다는 적어도 하나의 L[ow]F[requency] 채널에 의해 각각 형성되고, 따라서, 전자 통신 시스템, 특히 패시브 트랜스폰더 시스템은 L[ow]F[requency] 에너지 송신 뿐만 아니라, L[ow]F[requency]/L[ow]F[requency] 데이터와 작용한다.
예를 들면, 자동차에서의 푸쉬 버튼이 동작된 후, 자동차와 공간적으로 및 기능적으로 관련되는 베이스 스테이션(10)은, "챌린지(challenge)"로서 지칭되며 다운 링크 프레임(24)을 통해 트랜스폰더 스테이션(40)으로 송신되는 신호를 생성 하기 시작한다.
그 다음, 바람직하게 적어도 하나의 마이크로프로세서를 구비하는 트랜스폰더 스테이션(40)내의 집적 회로(42)는 암호 알고리즘(cryptographic algorithm) 및 비밀 키(secret key)를 이용하여 챌린지로부터, "응답" 으로서 지칭되는 신호 시퀀스를 계산한다. 그 후, 이러한 응답 신호는 트랜스폰더 스테이션(40)으로부터 업 링크 프레임(22)을 통해 베이스 스테이션(10)으로 송신된다.
그 다음, 베이스 스테이션(10)은 동일한 암호 알고리즘 및 동일한 비밀 키를 이용하여 응답을 비교한다. 만약 아이덴티티(identity)가 발견된다면, 베이스 스테이션(10)은 자동차의 도어 락(door lock)이 개방되도록 하는데, 즉, 일반적으로 암호 방법을 이용함으로써, 인증 처리가 트랜스폰더 스테이션(40)을 유효한 것으로 인식하는 경우에만, 자동차의 도어 락이 개방된다.
트랜스폰더 스테이션(40)에는, 베이스 스테이션(10)에 의해서, 예컨대 125 킬로헤르쯔의 반송파 주파수를 갖는 전력 형태의 전자기 방사선이 베이스 스테이션(10)으로부터 원격 장치(40)로 송신되도록 하는 송신 링크(26)를 통해, 에너지가 공급된다.
트랜스폰더 스테이션(40)은 배터리 등을 포함하지 않는다. 트랜스폰더 스테이션(40)의 발진기 회로(30)는 그 자신의 발진 성능의 품질 계수 Q로 유도 전압을 변환한다. 발진 성능은 발진 회로(30)의 디튜닝(detuning)에 크게 의존한다.
비용상의 이유로 통상적으로 행해지는 높은 허용도를 갖는 구성요소를 이용하고자 하는 경우, 통상적으로 트랜스폰더 시스템의 한정 요소(delimiting factor) 인 유효 성능의 감소 및 그로 인한 통신 범위의 감소가 발생된다. 이러한 이유로, 약하게 연결된 종래의 트랜스폰더 시스템은 비교적 높은 비용으로만 실행가능한 것이다. 그러나, 높은 비용은 대량 생산시에 수용할 수 없는 것이다.
이러한 문제와 관련하여, 종래 기술의 문헌 JP 06291755 A 및 US 5 698 838은 전기 제어형 저항기를 이용하여 공진 회로의 발진 성능의 품질 계수를 제어함으로써, 출력의 진폭을 일정하게 유지할 것을 제안하고 있다. 보다 상세하게, 발진 회로의 품질 계수(성능)를 제어하기 위해, F[ield]E[ffect]T[ransistor]가 발진 회로에 병렬로 접속된다. 그러나, 발진 성능의 품질 계수를 제어하는 이러한 방법은 실현하기가 쉽지 않으며, 저가 레벨로 구현될 수 없다.
더욱이, 종래 기술의 문헌 US 2004/0065733 A1은 수신 신호의 진폭에 근거하여 공진 회로를 튜닝하기 위해 캐패시터를 스위칭하는 것을 개시하고 있다. 따라서, 용량성 소자 및 F[ield]E[ffect]T[ransistor]를 포함하는 장치가 제안된다. 그러나, FET는 선형적으로 제어가능한 저항기로서 동작되지 않고, FET는 스위칭된다. 종래 기술의 문헌 US 2004/0065733 A1의 제안은 충돌 방지 동안, 즉, 다른 태그가 가까이에 있고, 안테나가 튜닝되지 않는 경우, 일정한 공진 주파수를 설정하고자 한다.
종래 기술에 따르면, 수신 주파수는 베이스 스테이션(10)과 트랜스폰더 스테이션(40) 사이의 전기적 송신을 최적화하기 위해 트랜스폰더 스테이션(40)의 생성 동안 한 번 조정 또는 트리밍(trimming)된다. 이들 조정 데이터는 EEPROM(electrically erasable and programmable read-only-memory)에 저장되며, 이들 조정된 트랜스폰더 스테이션(40)은 온라인 동작으로 이용된다. 따라서, 대부분 이중으로 스케일링되는 캐패시티(capacity)들이 스위칭된다. 따라서, 종래 기술에 따르면, (생성 동안의) 초기 허용도가 적응되지만, 에이징(aging) 프로세스 또는 온도 의존성에 대한 의존성 어느 것도 고려되지 않는다.
전술한 바와 같은 불이익 및 단점으로부터 시작하여, 기술된 바와 같은 종래 기술을 고려한다면, 본 발명의 목적은 기술 분야에서 기술된 바와 같은 종류의 전자 통신 시스템 및 기술 분야에서 기술된 바와 같은 종류의 통신 방법을, 수신 주파수가 동작동안 적응될 수 있는, 특히 최적화될 수 있는 방식으로 더 개발하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1의 특징을 포함하는 전자 통신 시스템 및 청구항 7의 특징을 포함하는 통신 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예 및 유리한 개선사항은 각각의 종속항에서 개시된다.
본 발명은 임의의 제어 방법에 따라 트랜스폰더 탱크 회로의 수신 주파수, 특히 공진 주파수를 제어하는 사상, 특히 트랜스폰더 탱크 회로의 수신 주파수 또는 공진 주파수가 반송파 주파수(최적 조건(optimum))와 적어도 거의 동일하도록 하는 사상에 근거한다.
따라서, 본 발명은, 태그 또는 트랜스폰더 스테이션에서 유리하게 비교적 작은 추가적인 칩 공간이 요구되는 태그 또는 트랜스폰더 스테이션에서,
- 적어도 하나의 안테나 유닛, 특히 적어도 하나의 유도성 소자, 및/또는
- 적어도 하나의 용량성 소자, 특히 적어도 하나의 콘덴서 유닛
과 같은 비용 효율적인 발진기 회로 구성요소의 이용을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명은 보다 높은 허용도를 갖는 구성요소가 적용될 수 있기 때문에, 전체 시스템 비용이 감소되는 이점을 발생시킨다.
본 발명은 구현된 구성요소의 비교적 높은 확산도―그러한 확산도는 단일의 태그 유닛, 특히 트랜스폰더 스테이션의 수신 주파수, 특히 공진 주파수의 분포를 초래함―의 특성 값에도 불구하고, 예를 들면, 송신 유닛으로서 동작하는 베이스 스테이션과 예를 들면, 수신 유닛으로서 동작하는 트랜스폰더 스테이션 사이의 최적의 전기적 송신을 달성한다.
전기적 송신 또는 에너지 전송은, 그러한 전기적 송신 또는 에너지 전송이 트랜스폰더 태그의 회로 장치의 수신 주파수에서 실질적으로 수행되는 경우의 동작 조건하에서 최적이다. 그러한 최적의 전기적 송신 또는 에너지 전송을 실현하기 위해, 본 발명의 개시 내용에 따르면, 트랜스폰더 스테이션의 안테나 유닛의 수신 주파수는 통신 시스템의 동작 동안에 제어되며, 특히 트랜스폰더 스테이션의 안테나 유닛의 공진 주파수는 베이스 스테이션에 의해 정의된 반송파 주파수에 적응된다.
따라서, 본 발명은 데이터 송신 뿐만 아니라 에너지 전송을 위한 최적의 조건이 제공되고, 그로 인해 통신 범위가 최대화되는 이점을 발생시킨다.
통신 시스템의 동작 동안 수신 주파수의 제어는 생성, 에이징 및/또는 온도의 임의의 영향이 보상되는 이점을 발생시킨다.
더욱이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 수신 주파수가 연속적이고/이거나 선형적이고/이거나 안정적인 모드에서 제어될 수 있으며, 그것은 칩 공간을 절약한다.
그것과는 독립적으로 또는 그것과 결합하여, 수신 주파수는 그것이 반송파 주파수와 실질적으로 또는 대략적으로 동일한 방식으로 반송파 주파수에 적응된다.
회로 장치, 특히 수신 발진기 회로, 예를 들어, 공진 LC 회로의 수신 주파수, 특히 공진 주파수를 최적 조건으로 제어하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,
- 특히 트랜스폰더 스테이션의 안테나 유닛에 병렬로 접속되는 적어도 하나의 용량성 소자와,
- 특히 용량성 소자 및/또는 트랜스폰더 스테이션의 안테나 유닛에 병렬로 접속되는 적어도 하나의 저항기 소자
의 결합이 트랜스폰더 스테이션의 회로 장치에 접속되며, 여기서, 상기 저항기 소자의 저항 값은 제어기 유닛에 의해 제어된다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 예컨대 패시브 트랜스폰더 회로에 적용된 병렬 공진 회로의 공진 주파수를 제어하는 방법이 기술되며, 이러한 문맥에서, "패시브" 라는 용어는 트랜스폰더 회로 또는 트랜스폰더 시스템 또는 트랜스폰더 유닛이 어떠한 배터리도 포함하지 않음을 의미한다.
트랜스폰더 스테이션의 수신 주파수, 특히 공진 주파수를 제어하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 바람직한 실시예들을 제안한다.
- 적어도 하나의 제어가능 RC 부재(member)를 통한, 특히 적어도 하나의 직렬 RC 회로―직렬 RC 회로는 적어도 하나의 다른 용량성 소자와, 트랜스폰더 스테이션의 유도성 소자와 병렬인, 특히 탱크 회로와 병렬인 적어도 하나의 특히 전기적 제어가능 저항기를 포함함―를 통한 직렬 공진 회로, 특히 LC 탱크 회로의 공진 주파수의 최적의 제어, 특히 선형적인 안정적 제어, 또는
- 적어도 하나의 제어가능 RL 부재를 통한, 특히 적어도 하나의 직렬 RL 회로―직렬 RL 회로는 적어도 하나의 다른 유도성 소자와, 트랜스폰더 스테이션의 유도성 소자와 병렬인, 특히 탱크 회로와 병렬인 적어도 하나의 특히 전기적 제어가능 저항기를 포함함―를 통한 직렬 공진 회로, 특히 LC 탱크 회로의 공진 주파수의 최적의 제어, 특히 선형적인 안정적 제어.
이들 바람직한 실시예는 용이하고 비용 효율적인 방법으로 실현될 수 있다.
본 발명의 개시 내용에 따르면, 제어 유닛은,
- 수신 주파수, 특히 공진 주파수의 적응적 제어, 및/또는
- 발진기 회로에서의 최대 전압을 위한 제어, 및/또는
- 위상 제어에 의한, 수신 주파수, 특히 공진 주파수의 조절을 가능하게 한다.
이들 실시예의 다른 이점은, 제어 구조가 트랜스폰더 태그의 집적 회로상에 선택적으로 집적될 수 있고, 대안적으로, 제어 구조가 트랜스폰더 태그에서 개별적으로 구현될 수 있기 때문에, 칩 집적이 증가된다는 것이다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명의 통신 방법은, 출력의 최적 값을 달성하기 위해,
- 회로 장치, 특히 공진 회로로부터의 출력을 감지하고,
- 제어된 저항을 가변함으로써,
최적의 튜닝을 감지하는 방법이며, 이러한 방법은 예컨대, 액세스 카드 시스템에서 트랜스폰더에 적용된다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 전자 통신 시스템을 위한 베이스 스테이션에 관한 것으로서, 베이스 스테이션은 트랜스폰더 스테이션에 특정 반송파 주파수를 포함하는 전력 형태의 전자기 방사선을 제공하도록 설계된다.
더욱이, 본 발명은 전술한 바와 같은 전자 통신 시스템을 위한 트랜스폰더에 관한 것으로서, 제어기 유닛은 수신 주파수가 반송파 주파수와 실질적으로 또는 대략적으로 동일한 방식으로, 수신 주파수를 베이스 스테이션에 의해 정의된 반송파 주파수에 적응시키도록 설계된다.
마지막으로, 본 발명은 전술한 바와 같은 적어도 하나의 전자 통신 시스템의 이용에 관한 것으로서, 특히,
- 전술한 바와 같은 적어도 하나의 베이스 스테이션―그러한 베이스 스테이션은 전송 수단상 또는 그 내부, 또는 액세스 시스템상 또는 그 내부와 같은, 비인증된 이용 및/또는 비인증된 액세스에 대해 안전해야 될 물체(object)상 또는 그 내부에 특히 배열될 수 있음―,
- 전술한 바와 같은 적어도 하나의 트랜스폰더 스테이션―그러한 트랜스폰더 스테이션은 인증된 사용자에 의해 운반될 수 있음―, 및/또는
- 베이스 스테이션과 트랜스폰더 스테이션 사이에 교환되는 데이터 신호에 의한 이용 및/또는 액세스를 위한 인증을 결정하기 위한 전술한 바와 같은 방법―데이터 신호는, 베이스 스테이션을 제어하기 위해, 및/또는 안전해야 될 물체, 예를 들면, 전송 수단 및/또는 액세스 시스템을 이용하고, 액세스하고, 입력하는 등의 처리를 위한 권한을 인증하고/하거나 식별하고/하거나 체크하기 위해, 및/또는 회로 장치의 구성요소의 높은 허용도에도 불구하고, 예를 들면, 차량을 위한 전자 임모빌라이저 시스템을 위한 자동 및 비자동 애플리케이션에서, 특히 액세스 시스템을 위한 양방향성 통신의 최대 범위를 달성하도록, 정의된 안정적인 공진 주파수를 요구하는 트랜스폰더 기반 또는 칩 카드 기반 시스템을 위해 설계됨―의 이용에 관한 것이다.
이미 전술한 바와 같이, 본 발명의 개시 내용을 바람직한 방식으로 구현 및 향상시키기 위한 몇 가지의 옵션이 존재한다. 이러한 목적을 위해, 각각 청구항 1 및 청구항 7에 종속하는 청구항들에 대한 참조가 행해지며, 본 발명의 다른 개선 사항, 특징 및 이점에 대해서는, 예를 통한 2개의 바람직한 실시예 및 첨부 도면을 참조하여 이하에 보다 상세히 설명된다.
도 1은 종래 기술의 실시예로서 베이스 스테이션과 관련 트랜스폰더 스테이션 사이의 유도성 커플링에 근거한 통신 원리의 전기 회로도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2a는 본 발명의 방법에 따라 작동하는 본 발명에 따른 통신 시스템의 제 1 실시예의 전기 회로도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2b는 도 2a의 통신 시스템의 작동 포인트를 계산하는 원리를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 방법에 따라 작동하는 본 발명에 따른 통신 시스템의 제 2 실시예의 전기 회로도를 개략적으로 도시한 도면.
도 1 내지 3에 있어서, 대응하는 부분에 대해 동일한 참조 번호가 이용된다.
불필요한 반복을 피하기 위해, 본 발명의 실시예, 특성 및 이점에 관한 이하의 설명은(다르게 언급되지 않는 한),
- 본 발명에 따른 전자 통신 시스템(100)의 제 1 실시예(cf. 도 2a, 2b), 및
- 본 발명에 따른 전자 통신 시스템(100)의 제 2 실시예(cf. 도 3)에 관한 것이며, 본 발명의 모든 실시예(100)는 본 발명의 방법에 따라 동작된다.
도 2a, 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의해 전자 통신 시스템(100)으로서 구현되는 실시예는, 다른 것들 중에서, 특히 자동차의 도어 락을 개방 및 폐쇄하는 시스템의 임모빌라이저의 부분인 데이터 캐리어의 형태의 트랜스폰더 스테이션 또는 태그 유닛(40)을 포함한다. 상기 전자 통신 시스템(100)은 인증 제어 시스템이며, 자동차내에 배열되는 베이스 스테이션(10)을 더 포함한다.
도 2a, 3에서, 전자 통신 시스템(100)의 전형적인 구성이 도시된다. 베이스 스테이션은,
- I[nput]/O[utput](50)에 접속되어, 스위칭 온 및 스위칭 오프를 위한 I[nput]/O[utput] 기능을 구현하는 기능 유닛(17)과,
- 버스 시스템(60), 즉, 데이터 버스에 접속되는 인터페이스 드라이버 유닛(18)과,
- 전력 공급부(70), 즉, 접지 전위 GND를 기준으로서 갖는 직류 전류 공급부 또는 직류 전압 공급부에 접속되는 전압 조절기 유닛(19)을 포함한다.
기능 유닛(17), 인터페이스 드라이버(18) 및 전압 조절기(19)는 베이스 스테이션(10)의 제어 유닛(12), 즉, 마이크로제어기 유닛과 신호를 교환한다. 마이크로제어기(12)는 베이스 스테이션(10)의 I[ntegrated]C[ircuit](14)에 접속된다.
신호(22, 24, 26)를 수신 및 송신하기 위해, 베이스 스테이션(10)은,
- 제 1 송신 인터페이스 또는 제 1 송신 단말기 Tx1을 통해 베이스 스테이션(10)에 접속되는 제 1 저항기 유닛(11), 즉, 송신 저항기와,
- 제 1 저항기 유닛(11)과 직렬로 접속되는 용량성 유닛(13), 즉, 콘덴서 유닛과,
- 수신 인터페이스 또는 수신 단말기 Rx를 통해 베이스 스테이션(10)에 접속되고, 제 1 저항기 유닛(11) 및 용량성 유닛(13)과 병렬로 접속되는 제 2 저항기 유닛(15), 즉, 수신 저항기와,
- 제 2 송신 인터페이스 또는 제 2 송신 단말기 Tx2를 통해 베이스 스테이 션(10)에 접속되고, 제 2 저항기 유닛(15)과 병렬로 접속되는, 예를 들면, 코일 형태의 안테나 유닛(16), 즉, 유도성 소자를 포함한다.
신호(22, 24, 26)를 수신 및 송신하기 위해, 트랜스폰더 스테이션(40)은 회로 장치(30), 즉, 수신 발진기 회로, 보다 구체적으로는, 안테나 유닛(32), 즉, 유도성 소자 및 용량성 소자(34), 즉, 콘덴서 유닛을 갖는 공진 LC 회로를 포함한다.
공진 LC 회로(30) 외에도, 트랜스폰더 스테이션(40)은 집적 회로(42), 즉, 마이크로제어기 유닛을 포함한다.
트랜스폰더 스테이션(40) 및 베이스 스테이션(10)은 데이터 신호(22, 24), 특히, 암호 비트(cipher bits)를 교환하도록 설계되며, 그러한 경우, 데이터 신호(22, 24)에 의해, 이용 및/또는 액세스를 위한 인증이 결정될 수 있다.
베이스 스테이션(10)과 트랜스폰더 스테이션(40) 사이의 신호 송신 링크로서, 보다 상세하게,
- 예를 들면, 적어도 하나의 유도성으로 연결된 L[ow]F[requency] 채널에 의해 형성되고, 그것을 거쳐서 베이스 스테이션(10)으로부터 트랜스폰더 스테이션(40)으로 신호가 송신되는, 소위 다운 링크 프레임(24)과,
- 예를 들면, 적어도 하나의 L[ow]F[requency] 채널에 의해 형성되고, 그것을 거쳐서 트랜스폰더 스테이션(40)으로부터 베이스 스테이션(10)으로 신호가 송신되는, 소위 업 링크 프레임(22)이 존재한다.
따라서, 다운 링크 프레임(24) 및 업 링크 프레임(22) 둘다는 적어도 하나의 L[ow]F[requency] 채널에 의해 각각 형성되고, 따라서, 전자 통신 시스템(100), 특 히 패시브 트랜스폰더 시스템은 L[ow]F[requency] 에너지 송신 뿐만 아니라, L[ow]F[requency]/L[ow]F[requency] 데이터와 작용한다.
예를 들면, 자동차에서의 푸쉬 버튼이 동작된 후, 자동차와 공간적으로 및 기능적으로 관련되는 베이스 스테이션(10)은, "챌린지"로서 지칭되며 다운 링크 프레임(24)을 통해 트랜스폰더 스테이션(40)으로 송신되는 신호를 생성하기 시작한다.
그 다음, 마이크로프로세서를 구비하는 트랜스폰더 스테이션(40)(cf. 도 2a, 3)내의 집적 회로(42)는 암호 알고리즘 및 비밀 키를 이용하여 챌린지로부터, "응답" 으로서 지칭되는 신호 시퀀스를 계산한다. 그 후, 이러한 응답 신호는 트랜스폰더 스테이션(40)으로부터 업 링크 프레임(22)을 통해 베이스 스테이션(10)으로 송신된다.
그 다음, 베이스 스테이션(10)은 동일한 암호 알고리즘 및 동일한 비밀 키를 이용하여 응답을 비교한다. 만약 아이덴티티가 발견된다면, 베이스 스테이션(10)은 자동차의 도어 락이 개방되도록 하는데, 즉, 일반적으로 암호 방법을 이용함으로써, 인증 처리가 트랜스폰더 스테이션(40)을 유효한 것으로 인식하는 경우에만, 자동차의 도어 락이 개방된다.
트랜스폰더 스테이션(40)은 배터리 등을 포함하지 않기 때문에, 트랜스폰더 스테이션(40)에는, 베이스 스테이션(10)에 의해서, 예컨대 125 킬로헤르쯔의 반송파 주파수를 갖는 전력 형태의 전자기 방사선이 베이스 스테이션(10)으로부터 원격 장치(40)로 송신되도록 하는 송신 링크(26)를 통해, 에너지가 공급된다.
트랜스폰더 스테이션(40)의 공진 회로(30)는 그 자신의 발진 성능의 품질 계수 Q로 유도 전압을 변환한다. 발진 성능은 공진 회로(30)의 디튜닝에 크게 의존한다.
비교적 높은 허용도를 갖는 구성요소가 이용되기 때문에, 도 2a 및 3에 도시된 바와 같은 2개의 실시예는 트랜스폰더 스테이션(40)의 발진기 회로(30)의 공진 주파수 f의 연속적이고/이거나 선형적이고/이거나 안정적인 제어를 위해 제어기 유닛(36)을 더 포함한다.
전술한 구성요소 이외에도, 본 발명의 제 1 실시예(cf. 도 2a)는 RC 제어기 부재(= 참조 번호 38RC)를 포함하며, RC 제어기 부재는,
- 다른 용량성 소자(38c)와,
- 다른 제어기 유닛(36)에 의해 제어되는 저항기 소자(38r)를 갖는다.
그와 달리, 본 발명의 제 2 실시예(cf. 도 3)는 RL 제어기 부재(= 참조 번호 38RL)를 포함하며, RL 제어기 부재는,
- 다른 유도성 소자(38l)와,
- 다른 제어기 유닛(36)에 의해 제어되는 저항기 소자(38r)를 갖는다.
제어기 부재(38RC 또는 38RL)는 트랜스폰더(40)의 집적 회로(42)상에 선택적으로 집적되거나 또는 개별적으로 배열될 수 있으며, 후자의 경우, 이러한 제어기 부재(38RC 또는 38RL)는 발진기 회로(30)와 집적 회로(42) 사이에 접속될 수 있다.
제 1 실시예(cf. 도 2a) 및 제 2 실시예(cf. 도 3)가 작용하도록 하는 각각의 방법은, 간단한 회로 수단(36, 38c, 38r 또는 36, 38l, 38r)을 이용하여, 트랜 스폰더 스테이션(40)의 수신 주파수 f, 즉, 공진 주파수를 그의 최적 조건으로 제어를 수행한다.
이러한 최적 조건은 사전결정된 일정한 반송파 주파수에서 트랜스폰더(40)의 발진기 회로(30)에 최대 전압을 제공하고, 그것으로 전기적 송신(26) 및 데이터 송신(22, 24)을 위한 최적의 조건을 생성한다.
- 저항 RC를 포함하는 제어가능 저항기(38r)와 직렬로 접속되는 캐패시턴스 CC를 포함하는 캐패시티(38c)(cf. 도 2a), 또는
- 저항 RC를 포함하는 제어가능 저항기(38r)와 직렬로 접속되는 인덕턴스를 포함하는 인덕티비티(inductivity)(38l)(cf. 도 3)와 같은 그러한 추가적인 작동 부재 또는 제어 소자의 이용과,
전기 제어기 유닛(36)의 이용은 트랜스폰더(40)의 LC 회로(30)(안테나 유닛(32) 및 콘덴서 유닛(34)을 포함함)의 공진 주파수 f의 제어가 최적 조건으로, 즉, 반송파 주파수(=도 2a, 3의 예시적인 실시예에서의 125 킬로헤르쯔)로 되도록 한다.
트랜스폰더 스테이션(40)의 발진기 회로(30)의 실제 공진 주파수 f를 조절 또는 갱신하기 위해, 전기 제어가능 저항기 유닛(38r)의 값은, 발진기 회로(30)의 전압의 최대치가 (반송파 주파수를 갖는 공진에서) 달성될 때까지 수정될 수 있다. 그 결과, 전기 제어가능 저항기 유닛(38r)의 값은, 동작 포인트 또는 작동 포인트에 도달되기 때문에, 유지 또는 고정된다.
기술된 알고리즘은 임의적으로 반복될 수 있지만, 제어 실패 및 불안정성을 피하기 위해, 바람직하게 비변조형 반송파(non-modulated carrier)가 적용된다.
- 다른 용량성 소자(38c) 및 전기적 제어가능 저항기(38r)에 대해 조절된 값(cf. 도 2a)과,
- 다른 유도성 소자(38l) 및 전기적 제어가능 저항기(38r)에 대해 조절된 값(cf. 도 3)을 포함하는 제어기 유닛(36)의 동작 포인트 또는 작동 포인트는
공칭 작동 포인트에 있거나 또는 공칭 작동 포인트에 근접하지 않은 발진기 회로 또는 공진 회로(30)의 품질 계수 Q가 크게 감소되는 방식으로 선택될 수 있다.
마지막으로, 작동 포인트를 결정하기 위한 계산의 원리가 도 2b에 도시된다.
첫째, 회로, 즉,
- (캐패시턴스 CT 및 그에 따라 용량성 리액턴스 또는 임피던스 
을 갖는) 트랜스폰더 스테이션(40)의 용량성 소자(34)와,
- (캐패시턴스 CC 및 그에 따라 용량성 리액턴스 또는 임피던스 
을 갖는) 트랜스폰더 스테이션(40)의 다른 용량성 소자(38c)와,
- (저항 RC를 갖는) 트랜스폰더 스테이션(40)의 제어가능 저항기 소자(38r)를 포함하는 회로의 임피던스 Z는 다음과 같은 수학식에 따라 계산된다.
ω = 2πf이고, 여기서 f는 트랜스폰더 스테이션(40)의 수신 주파수 또는 공진 주파수이며,
j2 = -1 이다.
다음 단계(= 도 2b의 좌측 부분으로부터 도 2b의 우측 부분으로 도시된 화살표)에서,
- (캐패시턴스 CT 및 그에 따라 용량성 리액턴스 또는 임피던스 
을 갖는) 트랜스폰더 스테이션(40)의 용량성 소자(34)와,
- (캐패시턴스 CC 및 그에 따라 용량성 리액턴스 또는 임피던스 
을 갖는) 트랜스폰더 스테이션(40)의 다른 용량성 소자(38c)와,
- (저항 RC를 갖는) 트랜스폰더 스테이션(40)의 제어가능 저항기 소자(38r)는,
- (유효 캐패시턴스 Ceff 및 그에 따라 유효 용량성 리액턴스 또는 유효 임피던스 
을 갖는) 트랜스폰더 스테이션(40)의 유효 용량성 소자와,
- (유효 저항 Reff를 갖는) 트랜스폰더 스테이션(40)의 유효 제어가능 저항기 소자로 간추려진다.
결과적인 유효 임피던스 Zeff는 다음과 같은 수학식에 따라 계산된다.
계수들의 비교 이후에, 특히 유효 임피던스 Zeff를 갖는 임피던스 Z를 제거한 이후에,
- 유효 캐패시턴스 Ceff는 다음과 같은 수학식을 초래하며,
- 유효 저항 Reff는 다음과 같은 수학식을 초래한다.
참조 번호 리스트
100 전자 통신 시스템, 특히 인증 제어 시스템
10 베이스 스테이션
11 베이스 스테이션(10)의 제 1 저항기 유닛, 특히 송신 저항기
12 베이스 스테이션(10)의 제어 유닛, 특히 마이크로제어기 유닛
13 베이스 스테이션(10)의 용량성 유닛
14 베이스 스테이션(10)의, 특히 아날로그 인터페이스를 갖는 집적 회로
15 베이스 스테이션(10)의 제 2 저항기 유닛, 특히 수신 저항기
16 베이스 스테이션(10)의 안테나 유닛, 특히 예를 들면, 코일 형태의 유도성 소자
17 베이스 스테이션(10)의 기능 유닛, 특히 스위칭 온 및 스위칭 오프를 위한 I[nput]/O[utput] 기능
18 베이스 스테이션(10)의 인터페이스 드라이버 유닛
19 베이스 스테이션(10)의 전압 조절기 유닛
22 트랜스폰더 스테이션(40)에 의해 송신되는 데이터 신호, 특히 양방향 통신의 업 링크
24 베이스 스테이션(10)에 의해 송신되는 데이터 신호, 특히 양방향 통신의 다운 링크
26 예를 들면, 125 킬로헤르쯔의 반송파 주파수를 갖는, 베이스 스테이션(10)에 의해 송신되는 전력 형태의 전자기 방사선
30 트랜스폰더 스테이션(40)의 회로 장치, 특히 수신 발진기 회로, 예를 들면, 공진 LC 회로
32 트랜스폰더 스테이션(40)의 안테나 유닛, 특히 유도성 소자
34 트랜스폰더 스테이션(40)의 용량성 소자, 특히 콘덴서 유닛
36 트랜스폰더 스테이션(40)의 제어기 유닛, 특히 마이크로제어기 유닛
38c 트랜스폰더 스테이션(40)의 다른 용량성 소자, 특히 다른 콘덴서 유닛
38l 트랜스폰더 스테이션(40)의 다른 유도성 소자, 특히 다른 코일 유닛
38r 트랜스폰더 스테이션(40)의 제어가능 저항기 소자
38RC 다른 제어기 유닛(36), 용량성 소자(38c) 및 제어가능 저항기 소자(38r)를 포함하는 RC 제어기 부재
38RL 다른 제어기 유닛(36), 유도성 소자(38l) 및 제어가능 저항기 소자(38r)를 포함하는 RL 제어기 부재
40 트랜스폰더 스테이션, 특히 데이터 캐리어, 예를 들면, 패시브 트랜스폰더
42 트랜스폰더 스테이션(40)의 집적 회로, 특히 마이크로제어기 유닛
50 베이스 스테이션(10)의 I[nput]/O[utput] 스위치 유닛
60 베이스 스테이션(10)에 접속된 버스 시스템, 특히 데이터 버스
70 베이스 스테이션(10)의 전력 공급부, 특히 직류 전류 공급부 또는 직류 전압 공급부
CC 다른 용량성 소자(38c)의 캐패시턴스 또는 캐패시티
Ceff 용량성 소자(34)의 캐패시턴스 또는 캐패시티 CT로부터 및 다른 용량성 소자(38c)의 캐패시턴스 또는 캐패시티 CC로부터 초래된 유효 캐패시턴스 또는 유효 캐패시티
CT 용량성 소자(34)의 캐패시턴스 또는 캐패시티
f 수신 주파수, 특히 공진 주파수
GND 접지 전위, 특히 대지 전위
RC 제어가능 저항기 소자(38r)의 저항
Reff 임피던스, 특히 용량성 소자(34)의 용량성 리액턴스 
, 임피던스, 특히 다른 용량성 소자(38c)의 용량성 리액턴스 
, 및 제어가능 저항기 소자(38r)의 저항 RC로부터 초래된 유효 저항
Rx 베이스 스테이션(10)의 수신 인터페이스, 특히 수신 단말기
Tx1 베이스 스테이션(10)의 제 1 송신 인터페이스, 특히 제 1 송신 단말기
Tx2 베이스 스테이션(10)의 제 2 송신 인터페이스, 특히 제 2 송신 단말기
Z 임피던스, 특히 용량성 소자(34)의 용량성 리액턴스 
, 임피던스, 특히 다른 용량성 소자(38c)의 용량성 리액턴스 
, 및 제어가능 저항기 소 자(38r)의 저항 RC로부터 초래된 임피던스
Zeff 유효 캐패시턴스 또는 유효 캐패시티 Ceff 및 유효 저항 Reff로부터 초래된 임피던스
Claims (10)
- 특히 코일 형태의 적어도 하나의 안테나 유닛(16)을 갖는 적어도 하나의 베이스 스테이션(10)과,특히 코일 형태의 적어도 하나의 안테나 유닛(32)을 갖는, 특히 데이터 캐리어 형태의 적어도 하나의 트랜스폰더 스테이션(40)―상기 트랜스폰더 스테이션(40)은 특정 반송파 주파수를 갖는 상기 베이스 스테이션(10)에 의해 공급될 전력 형태의 전자기 방사선(26)을 수신하고, 상기 베이스 스테이션(10)과 데이터 신호(22, 24)를 교환함―을 포함하는 전자 통신 시스템(100)에 있어서,상기 통신 시스템(100)의 동작 동안 상기 트랜스폰더 스테이션(40)의 상기 안테나 유닛(32)의 수신 주파수(f)를 제어, 특히 상기 트랜스폰더 스테이션(40)의 상기 안테나 유닛(32)의 공진 주파수를 상기 베이스 스테이션(10)에 의해 정의된 상기 반송파 주파수에 적응시키는 적어도 하나의 제어기 유닛(36)을 포함하는전자 통신 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 수신 주파수(f)는 연속 모드 및/또는 선형 모드 및/또는 안정 모드에서 제어되는 것을 특징으로 하는전자 통신 시스템.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 수신 주파수(f)는 적어도 하나의 회로 장치(30), 특히 적어도 하나의 수신 발진기 회로, 예를 들면, 적어도 하나의 공진 LC 회로에 의해 정의되고,상기 회로 장치(30)는, 상기 트랜스폰더 스테이션(40)에 할당되며, 특히 상기 트랜스폰더 스테이션(40)의 상기 안테나 유닛(32)과 병렬로 접속되는 적어도 하나의 용량성 소자(34)와, 적어도 하나의 저항기 소자(38r)를 포함하고,상기 저항기 소자(38r)의 저항 값(Rc)은 상기 제어기 유닛(36)에 의해 제어가능하고/하거나,상기 저항기 소자(38r)는 상기 용량성 소자(34) 및/또는 상기 트랜스폰더 스테이션(40)의 상기 안테나 유닛(32)과 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는전자 통신 시스템.
- 제 3 항에 있어서,상기 저항기 소자(38r)는,적어도 하나의 다른 용량성 소자(38c), 특히 상기 제어기 유닛(36)에 의해 제어가능한 적어도 하나의 콘덴서 유닛, 또는적어도 하나의 다른 유도성 소자(38l), 특히 상기 제어기 유닛(36)에 의해 제어가능한 적어도 하나의 코일 유닛과 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는전자 통신 시스템.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 전자 통신 시스템(100)을 위한 베이스 스테이션(10)에 있어서,상기 트랜스폰더 스테이션(40)에 특정 반송파 주파수를 포함하는 전력 형태의 전자기 방사선(26)을 제공하도록 설계되는 것을 특징으로 하는베이스 스테이션.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 전자 통신 시스템(100)을 위한 트랜스폰더 스테이션(40)에 있어서,상기 제어기 유닛(36)은 상기 수신 주파수(f)가 상기 반송파 주파수와 실질적으로 또는 대략적으로 동일한 방식으로, 상기 수신 주파수(f)를 상기 베이스 스테이션(10)에 의해 정의된 상기 반송파 주파수에 적응시키도록 설계되는트랜스폰더 스테이션.
- 통신 방법에 있어서,적어도 하나의 트랜스폰더 스테이션(40), 특히 적어도 하나의 데이터 캐리어에, 특정 반송파 주파수를 갖는 적어도 하나의 베이스 스테이션(10)에 의해 공급될 전력 형태의 전자기 방사선(26)을 제공하는 단계와,특히 제 1 항의 전문(preamble)에 따른 전자 통신 시스템(100)내에서 데이터 신호(22, 24)를 교환하는 단계를 포함하되,상기 트랜스폰더 스테이션(40)의 상기 수신 주파수(f)는 상기 통신 시스템(100)의 동작 동안 제어되고, 특히 상기 트랜스폰더 스테이션(40)의 공진 주파수는 상기 베이스 스테이션(10)에 의해 정의된 상기 반송파 주파수에 적응되는 것을 특징으로 하는통신 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 수신 주파수(f)는 연속 모드 및/또는 선형 모드 및/또는 안정적인 모드에서 제어되는 것을 특징으로 하는통신 방법.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,상기 수신 주파수(f)는 상기 수신 주파수(f)가 상기 반송파 주파수와 실질적으로 또는 대략적으로 동일한 방식으로 상기 반송파 주파수에 적응되는 것을 특징으로 하는통신 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 전자 통신 시스템(100)의 이용에 있어서, 특히,제 5 항에 따른 적어도 하나의 베이스 스테이션(10)―상기 베이스 스테이션 은 전송 수단상 또는 그 내부, 또는 액세스 시스템상 또는 그 내부와 같은, 비인증된 이용 및/또는 비인증된 액세스에 대해 안전해야 될 객체(object)상 또는 그 내부에 특히 배열될 수 있음―,제 6 항에 따른 적어도 하나의 트랜스폰더 스테이션(40)―상기 트랜스폰더 스테이션(40)은 인증된 사용자에 의해 운반될 수 있음―, 및/또는상기 베이스 스테이션(10)과 상기 트랜스폰더 스테이션(40) 사이에 교환되는 데이터 신호(22, 24)에 의한 이용 및/또는 액세스를 위한 인증을 결정하기 위한 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법―상기 데이터 신호(22, 24)는, 상기 베이스 스테이션(10)을 제어하기 위해, 및/또는 안전해야 될 객체, 예를 들면, 전송 수단 및/또는 액세스 시스템을 이용하거나, 액세스하거나, 입력하는 등의 처리를 위한 권한을 인증하고/하거나 식별하고/하거나 체크하기 위해, 및/또는 상기 회로 장치(30)의 구성요소(32, 34)의 높은 허용도에도 불구하고, 예를 들면, 차량을 위한 전자 임모빌라이저 시스템(immobilizer system)을 위한 자동 및 비자동 애플리케이션에서, 특히 액세스 시스템을 위한 양방향성 통신(22, 24)의 최대 범위를 달성하도록, 정의된 안정적인 공진 주파수(f)를 요구하는 트랜스폰더 기반 또는 칩 카드 기반 시스템을 위해 설계됨―의 이용을 포함하는전자 통신 시스템의 이용.
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