KR20120101976A - Ｒｆ장치, ｒｆ카드 판독 및 관련 통신 시스템 및 방법 - Google Patents

Ｒｆ장치, ｒｆ카드 판독 및 관련 통신 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20120101976A
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Abstract

본원 발명은 무선 주파수 (RF) 장치를 제공하며, 상기 장치는 적어도 하나의 적어도 하나의 RF 트랜시버 모듈, 적어도 하나의 RF 안테나, 적어도 하나의 자기 유도 및 자장의 감지 및 자장의 변화 정보의 검출이 가능한 수신기 모듈 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러를 포함하며; 상기 RF 트랜시버 모듈은 적어도 하나의 RF 안테나 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 마이크로 콘트롤러는 송수신 (transceived)된 RF 정보를 처리하기 위한 것이며; 상기 자기 유도 및 수신기 모듈은 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 전기적으로 연결되며, 상기 마이크로 콘트롤러는 자기장 변화 정보를 처리하기 위한 것이다.

Description

ＲＦ장치, ＲＦ카드 판독 및 관련 통신 시스템 및 방법{Radio Frequency(RF) apparatus, Radio Frequency(RF) card reader, and related communication system and communication method}
본 발명은 무선 주파수 (RF) 단말과 RF 통신 장치 간의 거리 제어 가능한 (range-controllable) 근거리 (short-range) 보안 데이터통신을 수행하는 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이며, 특히 근거리 RF 통신 장치 (예컨대 포인트 오브 세일즈 (Point of sales (POS)) 기계 또는 카드 리더)을 갖는 근거리 RF 통신 기능을 갖는RF 장치 (예컨대 RF 카드) 또는 RF 통신 단말 (예컨대 휴대폰, PDA)을 포함하는 거리 제어 통신 장치, 시스템 및 보안 통신방법에 관한 것이다.
오늘날, RF 통신 단말, 특히 RF 카드가 인기이다. 이동 또는 고정 통신 단말이 적응 (adaptation)을 통해, 근거리 통신 기능, 특히 휴대폰과 같은 이동 RF 통신 단말을 사용하여 전자 지불을 구현하는 것과 같은 기능을 갖는 것을 가능하게 하기 위한 수요가 점점 많아진다. 현재, 휴대폰의 가입자 식별 모듈 (Subscriber Identify Module (SIM)) 카드 (SIM 카드로 알려진)에 RF 기능을 추가하거나 또는 or adding 근거리 통신 모듈을 휴대폰 마더 보드에 추가함으로써 휴대폰의 근거리 통신을 구현하기 위한 방법들이 존재한다. 이와 같은 방법의 출현은 휴대폰이 지불, 소비, 거래 및 아이덴티티 인증과 같은 시장의 수요를 폭넓게 충족시키는 초 스마트 (super smart) 단말이 되게 한다.
휴대폰의 RF SIM-기반 근거리 솔루션이 단순함과 휴대폰 변경이 필요없다는 것으로 인해 광범위한 관심사가 된다. 이 솔루션에서, RF SIM은 초고주파수 (Ultra High Frequency (UHF))와 같은 기술을 사용하여 RF 신호가 RF SIM 카드가 임베딩된 휴대폰으로부터 전송되는 것을 가능하게 하며, 이로 인해 휴대폰이 기존 휴대폰에 대한 구조적 변경 없이 근거리 통신 기능을 갖게 한다. 하지만, 상이한 휴대폰들은 상이한 내부 구조로 인해, RF 신호 전송의 효율에 있어 매우 광범위한 차이를 보인다. 전송에 강한 휴대폰들의 RF SIM 카드는 수 미터의 RF 통신 거리를 갖는다. 전송에 약한 휴대폰들의 RF SIM 카드는 수십 센티미터의 RF 통신 거리를 갖는다. 버스 또는 지하철에서의 카드 스위핑 (swiping)과 같은 이동 지불 어플리케이션에는 보통 구매의 안전을 보장하기 위한 구매 거리를 위한 엄격한 요구가 있다. 예컨대 구매 거리는 손실을 야기하는, 사용자가 인식하지 못하는 카드의 부정 스위핑을 방지하기 위해 10 cm 내로 제한될 필요가 있다; 다른 한편, 구매 거리 내에서의 통신 신뢰성을 보장하여, 구매 효율을 개선할 필요도 있다. 따라서, RF SIM-기반 휴대폰은 근거리 통신 기능이 추가되면서, 그 구매 거리를 효율적으로 제어할 수 있어야 한다.
기존 RF 통신 기술에서는, 거리 제어가능한 구매가 ISO 14443 표준 기반의 비접촉 (contactless) 카드 기술에 의해 실현될 수 있다. 상기 기술에서, 카드 판독기가 계속해서 교류 자장 전송 신호 및 에너지를 전송한다. 상기 카드가 카드 판독기에 접근하면, 내부 코일이 비접촉 카드의 내부 회로가 동작하는 에너지를 감지할 수 있는 한편, 내부 회로의 신호를 복조하여 카드와 카드 판독기 간의 통신을 실현한다. 거리에 따라 자기 에너지가 심각하게 감쇠하기 때문에, 더 먼 거리로 전송되기 힘들며, 따라서 거리 제어가능한 통신은 상기 기술을 사용하여 구현될 수 있을 것이다. 하지만, 사실, 이와 같은 기술은 SIM 카드와 같은 빌트 인 (built-in) 장치의 RF 카드에 적용하기가 힘들다. 왜냐하면, SIM 카드와 같은 제품은 비교적 작은 면적을 가지며 휴대폰 내에 임베딩되는데, 배터리 및 금속을 포함하는 다른 부품들이 휴대폰에 존재하기 때문에 교류 자장이 맴돌이 전류 (eddy current)를 생성하여 빨리 감쇠되며, 그 결과 카드 판독기에 의해 방사되는 자기 에너지 및 신호가 휴대폰을 통과하여 통신 RF SIM 카드와의 통신을 수행할 수 없다. 이 문제는 수년간 관련 기술 분야에서 해결되지 못했다. 일본에서는 예컨대 휴대폰을 사용한 전자 지불이 인기다. 하지만, 오직 특별 디자인된 휴대폰만이 지불에 요구되는 근거리 통신 수행을 위해 사용될 수 있다. 이와 같은 모드에서 이동 지불의 수행을 위한 사업 비용은 단순히 SIM 카드를 바꿈으로써 이동 지불을 수행하기 위한 비용보다 훨씬 높다. ISO 14443 기술은 SIM 카드 상에서 수행될 수 없는데, 이것이 일본이 SIM 카드만을 바꾸는 모드를 사용하지 않는 이유이다.
CN 200810142624.1 특허의 발명은 이동 단말을 위한 RF 통신 거리를 제어 시스템 및 방법을 제안한다. 상기 방법은 우선 검사 방법을 통해 무선 주파수 제어 단말에 각 무선 주파수 이동 단말을 위한 대응 근거리장 스펙트럼을 설정한다; 검출기 어레이가 사용되어 검출에 의해 획득된 무선 주파수 이동 단말 전류의 전기장 강도를 비교의 매칭 정도를 얻기 위한 매칭 알고리즘에 의해 근거리장 스펙트럼와 비교한다; 획득된 매칭 정도가 무선 주파수 제어 단말에 존재하며 무선 주파수 이동 단말의 유형에 상응하는 문턱값과 비교되어, 무선 주파수 이동 단말과 무선 주파수 제어 단말 간의 거리가 규정된 거리에 있는지를 판단한다. 상기 방법은 우선 교정 (calibration)으로 불리는 실험 (experiment)와 같은 방법에 의해 각 무선 주파수 제어 단말을 위한 근거리장 스펙트럼을 획득해야 하는데, 이 과정이 매우 엄격하며 복잡하다; 또, 상기 방법은 RF 신호의 장 (field) 강도에 기초하며 RF 신호 간섭에 민감해서, 시스템이 차폐되어 간섭을 제거하기 원하면 복잡한 방법이 요구된다.
ISO 14443 및 CN 200810142624.1 특허의 단점을 없애기 위하여, 본원 발명은 RF 장치 (특히 RF SIM 카드와 같은 장치에 빌트 인된 RF 카드)와 RF 카드 판독기 간의 근거리 거래의 거리 제어의 문제를 위한, RF 장치, 상기 장치에 대응하는 RF 카드 판독기 및 상기 RF 장치 및 RF 카드 판독기를 사용하는 통신 시스템 및 RF 보안 통신방법를 제안한다. 상기 통신시스템 자기장을 사용하여 통신 인증을 수행하여 거래 거리와 거래를 제출한 사람의 아이덴티티를 확인하여, RF 신호는 휴대폰의 내부 구조를 침투할 수 있으며 고속 데이터 교환이 가능하다는 특성을 사용하여 아이덴티티 인증 및 통상 거래를 수행하여, 거리 제어가능한 근거리 보안 통신을 구현한다. 이와 같은 시스템은 신뢰성 있게 RF 장치 (RF SIM 카드를 갖는 휴대폰과 같은)를 포함하는 RF 통신단말과 RF 통신 장치 (카드 판독기와 같은) 사이의 데이터 통신 거리 (즉, 거래 거리)를 규정된 거리 내에서 제어할 수 있다.
본원 발명은 무선 주파수 (RF) 장치를 제공하며, 상기 장치는 적어도 하나의 적어도 하나의 RF 트랜시버 모듈, 적어도 하나의 RF 안테나, 적어도 하나의 자기 유도 및 자장의 감지 및 자장의 변화 정보의 검출이 가능한 수신기 모듈 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러를 포함하며; 상기 RF 트랜시버 모듈은 적어도 하나의 RF 안테나 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 마이크로 콘트롤러는 송수신 (transceived)된 RF 정보를 처리하기 위한 것이며; 상기 자기 유도 및 수신기 모듈은 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 전기적으로 연결되며, 상기 마이크로 콘트롤러는 자기장 변화 정보를 처리하기 위한 것이다.
나아가, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈은 솔레노이드 코일, 홀 장치 (Hall device) 또는 자기 유도 스위치일 수 있다.
나아가, 상기 RF 트랜시버 모듈, RF 안테나, 마이크로 콘트롤러, 및 자기 유도 및 수신기 모듈은 하나의 카드 몸체 안에 통합 (integrated)될 수 있다.
나아가, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈의 유도 거리 (range)가 미리 설정된 거리 내이다.
나아가, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기장을 감지하지 않으면, 상기 RF 트랜시버 모듈 및 마이크로 콘트롤러는 휴지 상태이며, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기장을 감지하면, 감지된 자기장 신호가 전기 신호로 변환되고 상기 RF 트랜시버 모듈 및 마이크로 콘트롤러가 활성화된다 (RF 장치 상의 다른 모듈들이 동시에 활성화될 수 있다).
나아가, 문턱값 또는 문턱값 범위가 상기 자기 유도 및 수신기 모듈에 미리 설정되고, 변환된 전기 신호가 상기 문턱값 또는 문턱값 범위이면 상기 RF 트랜시버 모듈 및 마이크로 콘트롤러가 활성화되고 (RF 장치 상의 다른 모듈들이 동시에 활성화될 수 있다), 아니라면 활성화되지 않는다.
나아가, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈에 미리 설정된 상기 문턱값 또는 문턱값 범위는 조절가능하다.
나아가, 상기 RF 장치는 집적 회로 (IC) 카드, SDIO 카드, SD 카드, MMC 카드, 장치의 마더 보드 (mother board) 또는 장치 쉘 (shell) 상에 직접 집적된다. 즉, 상기 RF 장치는 전체로서 다른 카드 (SIM 카드와 같은), 마더 보드 또는 장치와 통합된다.
나아가, 상기 RF 장치는 IC 카드, SDIO 카드, SD 카드, MMC 카드, 마더 보드 상의 CPU를 직접 장치의 마이크로 콘트롤러로 사용할 수 있다.
나아가, 상기 RF 장치는 고정 장치 또는 이동 장치에 배치될 수 있으며, 상기 이동 장치는 휴대폰, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 또는 랩톱 컴퓨터를 포함하며; 상기 고정 장치는 개인용 컴퓨터, 산업 제어 컴퓨터 (industrial control computer),현금 자동 지급기 (ATM), 또는 액세스 콘트롤 단말을 포함한다.
전술한 기술적 해결책은 보다 바람직한 기술적 해결책을 갖는 RF 장치를 형성하도록 상호 결합될 수 있다.
본 발명은 RF 카드 판독기를 제공하며, 상기 판독기는 적어도 하나의 RF 트랜시버 모듈, 적어도 하나의 RF 안테나, 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러를 포함하며; 상기 RF 트랜시버 모듈은 적어도 하나의 RF 안테나 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 마이크로 콘트롤러는 송수신된 (transceived) RF 정보를 처리하기 위한 것이며; 유도 자기장을 생성 및 전송하기 위한 적어도 하나의 자기 전송 모듈을 더 포함하고, 상기 자기 전송 모듈은 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 전기적으로 연결되며, 상기 자기 전송 모듈은 마이크로 콘트롤러로부터의 명령 정보에 기초하여 자기장을 전송할 수 있다.
나아가, 자기 전송 모듈에 의해 전송된 자기장은 비 교류 (non-alternating) 자기장이다.
나아가, 자기 전송 모듈에 의해 전송되는 자기장은 극저 주파수의 교류 자기장이다.
나아가, 상기 교류 자기장은 100 KHz 내지 0.1 KHz의 주파수를 갖는다.
나아가, 상기 교류 자기장은 30 KHz 내지 1 KHz의 주파수를 갖는다.
나아가, 상기 교류 자기장은 50 KHz, 30 KHz, 20 KHz, 10 KHz, 5 KHz, 2 KHz, 또는 1 KHz의 주파수를 갖는다.
나아가, 상기 자기 전송 모듈은 마이크로 콘트롤러로부터의 명령 정보에 기초하여 진폭 가변 자기장을 전송한다.
나아가, 상기 자기 전송 모듈에 의해 전송되는 자기장은 자기 분포의 변화가 작거나 없는 자기장이다.
나아가, 상기 자기 전송 모듈의 전송 거리는 미리 설정된 거리 내이다.
나아가, 상기 자기 전송 모듈은 전송된 자기장으로의 명령 정보를 변조한다.
나아가, 상기 변조 모드는 온-오프 키잉 (on-off keying) 스킴 (scheme) 또는 시간 변조 스킴이다.
전술한 기술적 해결책은 보다 바람직한 기술적 해결책을 갖는 RF 카드 판독기를 형성하도록 상호 결합될 수 있다.
본원 발명은 RF 보안 통신 시스템을 더 제공하는데, 상기 시스템은 전술한 RF 장치, 전술한 RF 카드 판독기를 포함하며; 거리 제어는 자기장에 의해 수행되며, 아이덴티티 인증은 자기장 및 무선 주파수에 의해 수행되고, RF 장치와 RF 카드 판독기간의 정보 통신이 무선 주파수에 의해 수행된다.
본원 발명은 나아가 RF 보안 통신 방법을 제공하는데, 자기장 감지 및 자기장 변화 정보의 검출이 가능한 적어도 하나의 자기 유도 및 수신기 모듈이 RF 장치에 제공되고; 유도 자기장 생성 및 전송을 위한 적어도 하나의 자기 전송 모듈이 RF 카드 판독기에 제공되며, 상기 방법은
RF 카드 판독기 상의 상기 자기 전송 모듈이 미리 설정된 명령 정보를 자기장 신호로 변조하여 상기 자기장 신호를 송신하는 단계 a;
RF 장치 상의 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기 전송 모듈에 의해 전송된 신호를 수신하면, 이것의 명령 정보가 복조되는 단계 b;
RF 장치가 상응하는 RF 정보를 복조에 의해 획득된 명령 정보에 기초하여 RF 채널을 통해 RF 카드 판독기로 송신하는 단계 c;
RF 채널로부터 수신된 RF 정보에 기초하여 RF 카드 판독기가 아이덴티티 인증을 수행하는 단계 d;
만일 아이덴티티 인증이 정확하다고 판단되면, RF 카드 판독기와 RF 장치간의 무선 주파수를 통한 정보 통신이 이루어지고, 그렇지 않으면 아무런 동작도 수행되디 않는 단계 e를 포함한다.
나아가, 상기 자기 전송 모듈에 의해 전송되는 자기장은 비 교류 자기장이다.
나아가, 상기 자기 전송 모듈에 의해 전송되는 자기장은 극저 주파수의 교류 자기장이다.
나아가, 상기 교류 자기장은 100 KHz 내지 0.1 KHz의 주파수를 갖는다.
나아가, 상기 교류 자기장은 30 KHz 내지 1 KHz의 주파수를 갖는다.
나악, 상기 교류 자기장은 50 KHz, 30 KHz, 20 KHz, 10 KHz, 5 KHz, 2 KHz, 또는 1 KHz의 주파수를 갖는다.
나아가, 상기 자기 전송 모듈은 미리 설정된 명령 정보에 기초하여 진폭 가변 자기장을 전송한다.
나아가, 상기 자기 전송 모듈에 의해 전송된 자기장은 자기 분포의 변화가 작거나 없는 자기장이다.
나아가, 상기 단계 a에서의 변조 모드는 온-오프 키잉 (on-off keying) 스킴 (scheme) 또는 시간 변조 스킴이다.
나아가, 상기 단계 c에서, RF 장치는 복조에 의해 획득된 명령 정보를 RF 채널을 ㅌ통해 직접 RF 카드 판독기로 송신하며;
상기 단계 e에서, 만일 RF 채널을 통해 RF 카드 판독기에 의해 수신된 RF 장치로부터의 명령 정보가 미리 설정된 명령 정보이면, 아이덴티티 인증이 이루어지고, 그렇지 않으면 아이덴티티 인증이 이루어지지 않는다.
나아가, 상기 자기 전송 모듈의 전송 거리는 미리 설정된 거리 내에 설정된다.
나아가, 상기 자기 유도 수신기 모듈의 감지 거리는 미리 설정된 거리 내에 설정된다.
나아가, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기장을 감지하지 않으면, 상기 RF 장치 상의 다른 모듈들이 휴지 상태이며;
상기 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기장을 감지하면, 감지된 자기장 신호가 전기 신호로 변환되고 RF 장치 상의 다른 모듈들이 활성화된다.
나아가, 문턱값 또는 문턱값 범위가 상기 자기 유도 및 수신기 모듈에 미리 설정되어 있고, 변환된 전기 신호가 문턱값 또는 문턱값 범위이면 다른 모듈들이 활성화되고, 그렇지 않으면 활성화되지 않는다.
나아가, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈에 미리 설정된 상기 문턱값 또는 문턱값 범위는 조정 가능하다.
전술한 기술적 해결책은 보다 바람직한 기술적 해결책을 갖는 RF 보단 통신 방법을 형성하도록 상호 결합될 수 있다.
RF 장치 (특히 RF SIM 카드와 같은, 장치에 빌트 인 (built in)된 RF 카드)와 RF 카드 판독기간의 근거리 거래의 거리 제어와 관련된 종래 기술의 문제는 본 발명의 해결책을 사용함으로써 극복될 수 있다. 본 발명에서는 제 1 통신 거리가 자기장에 의해 제어되며, 나아가 아이덴티티 인증도 자기장을 통해 수행되며, 그 후, 신뢰성 있는 통신(예컨대 아이덴티티 인증, 컨택리스 전자 거래)가 RF 카드와 RF 카드 판독기 사이에서 무선 주파수에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 중요한 바람직한 기술적 해결책은 RF 카드 판독기의 자기 전송 모듈에 의해 전송되는 자기장이 비 교류 자기장이라는 것이다.
물리학의 법칙에 의해, 자기장 에너지는 거리가 증가하면 빨리 감소한다. 또한, 자기장 특성이 주변 환경에 비교적 덜 민감하고, 그 특성이 비교적 안정적이며 신뢰할 수 있다는 것이다. 하지만, 교류 자기장 및 자기장 내의 정적 (static) 자기장과 같은 비 교류 자기장은 대상의 침투력에 있어 매우 상이한 특성을 갖는다.
교류 자기장의 자기력선들이 일정하게 변하기 때문에, 금속 물체가 자기장에 접근하면 필연적으로 자기력선을 단절하는 (cutting) 움직임이 발생될 것이며, 따라서 맴돌이 전류 (eddy current)가 금속 물체 내부에 형성되어 자기장 세기의 손실을 유발하며, 이로 인해 자기장의 침투 능력이 급격히 감소된다. 전술한 바와 같이, ISO 14443 기술의 13.56 MHz를 사용하는 비 접촉 카드 시스템은 교류 자기장을 사용하여 통신을 행한다. 하지만, RF IC 카드가 휴대폰과 같은 단말 내부에 놓이면, 휴대폰 내부의 금속 부품, 쉘 금속 부품 및 이와 유사한 것들의 영향으로 인해, 카드 판독기의 자기 신호가 이 금속들을 투과하여 IC 카드와 통신을 하는 것이 매우 어렵고 이와 같은 조건은 금속 쉘을 갖는 휴대폰의 경우 더 심각하다. 이것은 특히, 채택된 교류 자기장들이 ISO 14443 기술에서 13.56 MHz의 교류 자기장, 1 MHz보다 높은 교류 자기장 또는 125 KHz보다 높은 교류 자기장과 같은 중간 주파수 또는 고 주파수 교류 자기장인 경우에 그러하다. 이렇게 되면, 몇몇 자기 신호가 장치의 쉘을 통과한다고 해도, 신호가 통신을 위해 불안정하거나 너무 약한 경우가 존재한다.
정적 자기장과 같은 비 교류 자기장에 있어서, 금속 물체가 자기장에 접근할 때 자기력선의 방향과 위치가 크게 변하지 않고 안정된 채로 머문다. 따라서, 자기력선을 단절하는 움직임을 생성하지 않으며, 금속 물체에 형성되는 맴돌이 전류가 없으며 따라서 자기장이 쉽게 금속을 통과할 수 있다. 본 발명의 보다 바람직한 해결책에서 비 교류 자기장의 탁월한 투과력은 거리 제어가능한 근거리 보안 통신의 구현을 위해 사용되어, 종래의 전자기장 통시 및 교류 자기 통신에 의해 해결될 수 없는 신호 침투 및 제어가능한 통신 거리의 핵심적인 기술 문제를 해결하게 된다. 비 교류 자기장의 단점은 수행가능한 변조율이 높지 않다는 것이다. 예컨대 그것의 통신율은 1KHz에 달하지 않을 것이다. 하지만, 본 발명의 RF 카드 판독기는 이것을 단지 매우 작은 량의 정보 코드를 RF 카드와의 상호 작용을 위해, RF 카드에 전달하여 아이덴티티를 조회하고 악의적 공격을 회피하는데 사용된다. 따라서, 상기 문제는 본원의 언급한 바와 같은 어플리케이션에 영향이 없다.
상기 시스템은 상이한 특성을 갖는 2개의 통신 채널이 존재하는 것에 의해 특징지워진다.(예컨대, 이동 장치에 배치된 RF SIM 카드를 생각해보자):
안정된 제어가능한 거리를 갖고 저속, 비 교류 자기장을 사용하여 통신을 수행함으로써 형성된 일방향 제 1 채널을 사용하여 적은 량의 정보를 아이덴티티 인증을 수행하고 악의적 간섭 및 공격을 피한다. 명령 정보 규칙에 따라, RF 카드 판독기가 자기 전송 모듈을 제어하여 자기장의 세기를 변화시키지만, 맴돌이 전류를 피하도록 작은 변화를 갖거나 또는 변화가 전혀 없도록 하여, 자기장의 침투력을 증가시킨다. 상기 RF SIM 카드의 자기 유도 및 수신기 모듈은 자기장 세기의 변화를 감지하여 변화 정보를 추출하여, RF 카드 판독기과 RF SIM 카드 간의 일방향 정보 전송을 구현한다. 이 정보는 RF SIM 카드와 함께 RF 카드 판독기와 같은 주 거래의 아이덴티티를 조회하기 위한 것이다.
2) RF 트랜시버 모듈에 의해 형성된 고속 제 2 통신 채널을 사용하여 아이덴티티 인증을 완료하고 주 거래를 수행한다. RF 신호 고속 통신은 직접 RF 트랜시버 모듈을 통해 RF 카드 판독기와 RF SIM 카드 사이에 구현될 수 있고, RF 카드 판독기와 RF SIM 카드 사이의 아이덴티티 인증은 자기 유도에 의해 전송된 정보를 사용하여 RF 신호 통신을 통해 수행되어 정상적인 거래가 이루어진다.
자기장, 특히 비 교류 자기장은 거리의 증가와 함께 급속히 감소하며, 자기장 특성이 주변 환경에 덜 민감하다. 금속 물질, 전도성 물질 또는 인간의 육체가 존재하건 안하건과 무관하게, 자기장 에너지는 내재적 규칙을 따라 신뢰성있게 감소한다. 따라서, 이와 같은 자기장을 사용하여 근거리에서 정보를 전송하는 것이 예측가능하고 매우 신뢰성 있을 수 있다.
비 교류 자기 변조 근거리 RF 보안 통신시스템은 자기장 특성에 기초하여 거리 제어가능한 근거리 통신을 수행한다. 비 교류 자기 변조 근거리 RF 보안 통신시스템을 사용하면, 자기 전송 모듈의 방출의 최대 강도 및 자기 유도 및 수신기 모듈의 수신 감도가 미리 설정되어 최대 유도 거리가 설정된 목표 거리가 되도록 설정될 수 있다. 예컨대 거리 제어가능한 보안 통신을 구현하기 위해 다음의 방법이 사용될 수 있다:
1) 상기 자기 전송 모듈의 자기장 방출 파워 및 상기 자기 유도 및 수신기 모듈의 수신 감도를 미리 설정하여 최대 유도 거리가 설정된 목표 거리 예컨대 1 cm, 2 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm, or 20 cm, 등에 도달할 수 있게 한다;
2) 상기 RF 카드 판독기는 규칙에 따라 자기 전송 모듈을 제어하여 자기장의 세기를 변화시키지만, 장 분포에 중요한 변화는 없도록 하여 아이덴티티 정보를 포함하는 정보 A1을 자기장 세기의 진폭으로 변조한다. 상기 RF SIM 카드는 자기장 진폭 변화를 감지하여 유도 및 수신기 모듈을 통해 추출된 포매이션 (formation) A2를 획득한다;
3) 상기 RF SIM 카드는 정보 A2를 제 1 RF 트랜시버 모듈 및 제 2 RF 트랜시버 모듈로 구성된 RF 채널을 통해 상기 RF 카드 판독기로 송신하며, 상기 카드 판독기는 RF 채널을 통해 정보 A3를 수신, 획득한다;
4) 상기 RF 카드 판독기는 수신된 정보 A3를 자기 변조에 의해 수시된 획득된 정보 A1와 비교한다. 만일 이들이 일치하면, 이 통신이 카드 판독기 자체에 의해 시작되었으며 적법하다고 결정된다. 나아가, 자기장 능력에 기초하여 그 범위가 먼 거리까지 방사될 수 있는 특성으로 인해, 현재 통신 거리가 미리 설정된 거리 내라고 결정될 수 있다. 따라서, 통상의 거래 과정이 수행될 수 있다.
전술한 방법에서, 상기 정보 A1, A2, A3등은 동일한 정보 또는 미리 정해진 키로 암호화된 정보 또는 규정된 처리 모드로 처리된 정보와 같은 특별히 처리된 정보일 수 있다. 이것은 거래의 안전을 더 잘 담보한다.
전술한 RF 카드 판독기에 의한 제어 방법의 단계 2)에서, 장 분포를 중대하게 변화시키지 않고, 정보를 자기장에 변조하기 위한 많은 방법이 존재하다, 이 방법들은 다음을 포함할 수 있다:
1) 온-오프 키잉 (On-Off Keying:OOK) 스킴. 이것은 신호 비트에 기초하여 자기장 신호 소스를 끄거나 켬으로써 변조가 수행되는 간단한 변조 포맷이다. 도 3은 간단한 자기 통신OOK 변조 스킴을 도시하는 간략도이다. 도 3에 도시된 것처럼, RF 카드 판독기에는 전자기 장치 및 스위치가 제공된다. 스위치가 꺼지면, 전자기 장치가 활성화되고 정적 자기장이 생성된다. 스위치가 켜지면, 자기장이 제거된다. RF SIM 카드에는 홀 장치와 같은 자기 유도 센서가 제공된다. 자기장이 존재하면, 자기 센서가 높은 레벨을 출력하고, 자기장이 존재하지 않으면, 자기 센서가 낮은 레벨을 출력한다. 스위치를 켜거나 끄는 정보 비트 "1" 또는 "0" 시퀀스를 따라, 이에 대응하여 자기장이 생성되거나 소멸되며, 자기 유도 센서가 정보 비트 "1"과 "0"에 상응하는 높은 레벨과 낮은 레벨을 순차적으로 각각 출력하여 정보 변조 및 전송을 구현한다.
2) 시간 변조 스킴. 자기 전송기의 전송 시간 을 제어함으로써, 자기 유도 및 수신기 모듈이 수신된 자기장 신호의 타이밍을 맞추며, 상이한 지속 시간은 자기장의 상이한 이진값에 상응한다. 예컨대 10 ms는“1”에 상응하며, 20 ms는“0”에 상응한다.
3) 다른 변조 스킴들은 맨체스터 부호화, (Manchester encoding), 펄스 폭 변소 (Pulse Width Modulation:PWM), 펄스 기간 변조 (Pulse Period Modulation:PPM)을 포함하는데, 이것들은 통신시스템들에서 통상 사용되는 바, 자세한 설명이 필요없다.
거리 제어의 안전성을 강화하기 위해, 전술한 거리 제어 방법의 단계 3 및 단계 4에서 정보 A2의 전송 및 수신에서 암호화 모드가 사용되어 불법 및 악의적 공력을 방지할 수 있다;
나아가, 상기 거리 제어 방법의 단계 3에서, RF SIM 카드 자체의 아이덴티티 정보가 정보 A2에 추가되어 상기 RF 카드 판독기로 전송되어 양방향 아이덴티티 인증를 구현할 수 있다.
상기 RF SIM 카드의 자기 유도 및 수신기 모듈의 전력 소모를 줄이기 위해, 상기 비 교류 자기 변조 근거리 RF secure 통신시스템은 휴지 및 주기적 기상의 방법으로 RF SIM 카드의 전력 소모를 감소시키는데, 이것은 전술하였으므로 자세히 설명할 필요가 없다.
상기 RF SIM 카드의 자기 유도 및 수신기 모듈은 신호 처리 기능을 갖는 제 1 RF 트랜시버 모듈과 도 연결될 수 있다. 상기 트랜시버 모듈 자기 유도 및 트랜시버 모듈로부터의 신호 출력을 검출 및 추출하여 이 신호를 제 1 마이크로 콘트롤러에 전송할 수 있다.
상기 시스템의 RF SIM 카드를 갖는 이동 통신단말은 근거리 RF 통신 기능을 갖는 이동 통신단말일 수 있다. 즉, 상기 제 1 RF 트랜시버 모듈은 이동 통신단말에 빌트 인되어 상기 RF 카드 판독기와 함께 근거리 통신을 구현할 수 있다.
상기 RF SIM 카드의 자기 유도 및 수신기 모듈은 솔레노이드 코일, 홀 장치 또는 자기 유도 스위치일 수 있다.
상기 RF SIM 카드의 제 1 RF 트랜시버 모듈과 상기 RF 카드 판독기의 제 2 RF 트랜시버 모듈은 초 고 주파수 (SHF) 대역, 매우 높은 주파수 (VHF) 대역 또는 울트라 고 주파수 (UHF) 대역에서 작동할 수 있다.
비 교류 자기 변조 기술이 사용되는지 아니면 교류 자기 변조 기술이 사용되는지와 무관하게, 2개의 통신 채널들 (즉, 자기장 및 무선 주파수)가 거리 제어 및 아이덴티티 인증을 위해 사용되기 때문에, RF 장치 (particularly RF 카드 built in a device, such as RF SIM 카드)와 RF 카드 판독기간의 근거리 거래 및 아이덴티티 인증에서의 거리 제어의 문제들이 종래 기술에 비하여 더 잘 해결된다.
나아가 본 발명의 개선된 해결책은 비 교류 자기 변조 기술을 사용한다. 교류 자기 변조를 사용하는 기술들과 비교해볼 때, 상기 비 교류 자기 변조 기술의 기술적 효과는 다음과 같다: 비 교류 자기장은 거리와 함께 빨리 약화되고 자기장이 간섭에 덜 민감한 특성을 사용함으로써 신뢰성 있는 거리 제어를 구현한다, 비 교류 자기 변조 정보 통신기술에 의해 아이덴티티를 조회하여 악의적 공격을 피한다, 시스템 통신의 견고성을 강화한다, 비 교류 자기 변조 통신이 근거리이며 신뢰할 수 있고 RF 신호가 광 대역폭이며 휴대폰 단말을 보여줄 수 (present) 있다는 특징과 결합하여 보다 상업적 가치를 갖는 이동 지불과 같은 키 어플리케이션을 구현한다; 비 교류 자기장의 에너지 전송 및 유도가 이동 통신단말의 윤곽 (outline) 구조와 큰 상관관계가 없기 때문에, 상이한 이동 통신 단말에서의 RF 장치의 유도 신호의 강도 일관성이 보장되며, 따라서 RF 장치, 특히 RF SIM 카드의 효과적 프로모션 (promotion)과 어플리케이션을 촉진한다.
종래 기술에 사용된 교류 자기장은 적어도 125 KHz보다 높으며, 이와 같은 주파수보다 높은 교류 자기장이 본 발명에 적용되면, 침투 효과가 매우 나쁠 것이다. 하지만 어떤 자기 침투 효과는 극저 주파수 (100KHz보다 낮은)의 교류 자기장에 의해 성취되어 극저 주파수의 교류 자기장이 통신용 비 교류 자기장을 대체하도록 사용될 수도 있다. 보다 좋은 통신 효과를 달성하기 위해, 주파수가 낮으면 낮을수록, 효과는 더 좋아지지만, 주파수가 너무 낮을 수는 없으며, 주파수가 너무 낮으면 통신 속도가 영향을 받는다. 예컨대 주파수가 0.1 KHz보다 낮지 않은 것이 더 좋다. 교류 자기장의 바람직한 주파수로서, 80KHz, 60KHz, 50KHz, 30KHz, 20KHz, 10KHz, 5KHz, 2KHz, 1KHz, 0.5KHz, 0.3KHz 등과 같은 주파수가 선택될 수 있다. 30KHz 내지 1KHz, 20KHz 내지 1KHz, 또는 10KHz 내지 1KHz의 주파수가 선택되면, 좋은 통신 효과가 달성될 수 있다.
확실히, 비 교류 자기장을 사용하는 기술적 해결책이 교류 자기장 또는 낮은 변화 주파수의 교류 자기장을 사용하는 기술적 해결책과 비교해서 더 통신 좋은 효과를 갖는다. 비 교류 자기장을 사용하는 기술적 해결책은 쉽게 구현될 수 있으며 보다 강한 자기장 침투력과 더 나은 통신 효과를 갖는다.
본 발명은 아래에 제공되는 도면과 함께 몇몇 특정 실시예들을 통해 더 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 RF SIM 카드의 로직 간략 블록 다이어그램이고;
도 2는 본 발명에 따른 RF 카드 판독기의 로직 간략 블록 다이어그램이며;
도 3은 단순 자기 통신 OOK 변조 스킴의 간략도이고;
도 4는 본 발명에 따른 거리 제어 시스템의 도면이며;
도 5은 본 발명에 따른 거리 제어 플로우의 도면이고;
도 6은 본 발명에 따른 극저 주파수의 교류 자기장을 사용함으로써 수행되는 통신을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 것처럼, SIM 카드 본체 (105), 제 1 RF 트랜시버 모듈 (101), 제 1 RF 안테나 (102), 및 제 1 마이크로 콘트롤러 (마이크로 콘트롤러: 103)를 포함하는 RF SIM 카드 (100)가 제공되는데, 상기 제 1 RF 트랜시버 모듈 (101)은 상기 상기 제 1 RF 안테나 (102) 및 상기 제 1 마이크로 콘트롤러 (103)에 각각 연결되며, 상기 RF SIM 카드 (100)는 자기 유도 및 수신기 모듈 (104)을 더 포함하며, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈 (104)는 상기 제 1 마이크로 콘트롤러 (103)에 전기적으로 연결된다.
상기 자기 유도 및 수신기 모듈 (104)는 솔레노이드 코일, 홀 장치 (Hall device) 또는 종래 기술의 자기 유도 스위치를 사용하거나 또는 아날로그-디지털 (A/D) 컨버터 회로로 동작하는 홀 자기 센서를 사용하여 구현될 수 있다.
도 2에 도시된 것처럼, RF 카드 판독기 (200)가 제공되어 상기 RF SIM 카드 (100)와 함께 사용될 수 있는데, RF 카드 판독기 (200)는 제 2 RF 트랜시버 모듈 (201), 제 2 RF 안테나 (202), 및 제 2 마이크로 콘트롤러 (203)를 포함하며, 상기 제 2 RF 트랜시버 모듈 (201)는 상기 상기 제 2 RF 안테나 (202) 및 상기 제 2 마이크로 콘트롤러 (203)에 각각 전기적으로 연결되며, RF 카드 판독기 (200)는 유도 자기장 생성을 위한 자기 전송 모듈 (204)을 더 포함하며, 상기 자기 전송 모듈 (204)은 상기 제 2 마이크로 콘트롤러 (203)에 전기적으로 연결된다.
상기 자기 전송 모듈 (204)은 영구 자석, DC 전자석 또는 이와 균등한 장치들을 사용하여 구현될 수 있다. 더 강한 장은 1을 표시하고, 더 약한 장은 0을 표시하는 저-주파수 OOK 변조 스킴 (scheme)에 의해, 디지털 신호들이 자기 유도 및 수신기 모듈 (104)로 전송되어 자기 유도 및 수신기 모듈 (104)에 의해 디지털 전기 신호로 변환되어 처리를 위해 제 1 마이크로 콘트롤러 (103)로 제공된다.
RF SIM 카드 (100)가 RF 카드 판독기 (200)에 접근하면, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈 (104)는 상기 자기 전송 모듈 (204)에 의해 생성된 적응된 자기장 신호를 감지한다. 자기장 신호가 전기 신호로 변환되고 처리되어 RF SIM 카드의 제 1 마이크로 콘트롤러 (103)로 전송된다. 제 1 마이크로 콘트롤러 (103)는 자기장 강도 변화의 규칙 (rule)을 분석하여 진폭과 같은 변조 정보를 추출하여 RF 카드 판독기 (200)와 RF SIM 카드 (100) 간의 정보 전송을 구현한다. 상기 RF 카드 판독기 (200)와 상기 RF SIM 카드 (100)는 제 1 RF 트랜시버 모듈 (101) 및 제 2 RF 트랜시버 모듈 (201)를 통해 RF 신호 통신을 구현한다.
The actual 방법 for 자기장 강도 변화의 규칙을 분석하고 진폭과 같은 변조 정보를 추출하는 제 1 마이크로 콘트롤러 (103)는 OOK 변조 스킴일 수 있다. 즉, '0'과 '1'의 이진 신호가 결정되어 자기장의 존재 (또는 강도)를 검출함으로써 저장될 수 있다.
도 4와 5를 참조하여, 스마트 RF 카드로 기능하는 상기 RF SIM 카드 (100)와 상기 RF 카드 판독기 (200)간의 RF 통신 과정이 간략 기술된다. 즉, 본 발명에 따른 RF 통신의 비 교류 자기 유도 거리 제어 방법을 위한 특정 제어 플로우가 기술된다.
단계 1: 정상 상태에서, 즉, 상기 RF SIM 카드 (100)가 상기 RF 카드 판독기 (200)에 접근하지 않을 때, RF SIM 카드의 제 1 RF 트랜시버 모듈 (101) 및 제 1 마이크로 콘트롤러 (103)는 휴면 상태이다. 그 후, RF SIM 카드 (100)는 데이터가 제 1 RF 트랜시버 모듈을 통해 송신 또는 수신되지 못하고 전체 카드가 최저 전력 소모 상태인 상태에 놓인다.
단계 2: 상기 RF SIM 카드 (100)가 상기 RF 카드 판독기 (200)에 접근하면, RF SIM 카드 (100)는 RF 카드 판독기 (200)의 자기 전송 모듈 (204)에 의해 생성된 자기장에 놓이며 RF SIM 카드 (100)의 자기 유도 및 수신기 모듈 (104)는 상기 자기 전송 모듈 (204)로부터의 자기장 신호 A1를 감지한다. 상기 자기장 신호 OOK 변조 신호, 또는 자기장 전송 시간을 제어함으로써 변조되는 신호일 수 있다.
단계 3: 감지된 자기장 신호가 특정 전기 신호 A2로 변환되고 처리되는데, 이 신호가 상기 제 1 RF 트랜시버 모듈 (101)를 활성화한다 (대안으로, 전기 신호 문턱값을 미리 세팅함으로써 활성화를 수행할 수 있다). 상기 RF SIM 카드 (100) 정보 A2를 처리하여 정보 A3를 형성하고 이 신호는 제 1 RF 트랜시버 모듈 및 제 2 트랜시버 모듈에 의해 형성된 RF 채널을 통해 상기 RF 카드 판독기에 전송된다.
단계 4: 상기 RF 카드 판독기는 수신된 정보 A3를 비교하고 인증한다. 만일 자기장 능력으로 인해 그 범위가 긴 거리까지 방사되지 않는 특징으로 인해, 이 통신이 RF 카드 판독기 자체에 의해 시작되었다고 결정되면, 이 거래가 거리 요구를 만족하는 정당한 거래로 결정될 수 있다. 만일 거래가 정당하지 않으면, 연결이 끊어진다.
단계 5: 이 거래가 거리 요구를 만족하는 정당항 거래로 결정되면, RF SIM 카드 (100)의 제 1 RF 트랜시버 모듈 (101)와 RF 카드 판독기 (200)의 제 2 트랜시버 모듈 (201) 간에 (각 제 1 및 제 2 RF 안터나 (102), (202)를 통해) RF 거래 데이터가 교환되어 처리된다.
단계 6: 상기 제 1 및 제 2 마이크로 콘트롤러 (103), (203)가 거래 데이터 처리를 종료한다.
이 실시예에서, 자기 유도에 의해 변환된 전기 신호에 의해 활성화되는 상기 제 1 RF 트랜시버 모듈 (101)를 위한 문턱값은 조절 가능하다.
전기 신호가 문턱값을 활성화하는데, 이 문턱값은 아날로그 회로의 전압값 또는 전류값이거나 디지털 회로의 이진 코드일 수 있다. 예컨대 RF SIM 카드 (100)가 활성화 문턱값으로 디지털 회로의 이진 코드 "10011101"를 사용하면, only when the RF 카드 판독기 (200)가 자기 전송 모듈을 통해 상기 이진 코드 "10011101"를 변조하고 전송하고 RF SIM 카드 (100)가 상기 신호 "10011101"를 검출하여 복조한 때에만, 이 두 개가 접속하기 시작하여 이후의 통신 과정을 시작한다.
상기 RF SIM 카드 (100)의 상기 제 1 RF 트랜시버 모듈 (101)과 상기 RF 카드 판독기 (200)의 제 2 RF 트랜시버 모듈 (201)은 초 고 주파수 (SHF) 대역, 고 주파수 (VHF) 대역 또는 울트라 고 주파수 (UHF) 대역에서 작동할 수 있다.
상기 자기 유도 및 수신기 모듈 (104)에 의해 사용되는 솔레노이드 코일, 홀 장치 또는 자기 유도 스위치와 같은 장치들과 상기 자기 전송 모듈 (204)에 의해 사용되는 영구 자석, DC 전자석은 모두 종래 기술에 속하는 것들이며, 상기 홀 장치는 홀 효과에 기초하여 제조된 자기장 센서 또는 제어기이다.
전자기 신호를 변환하는 과정은 자기 유도 및 수신기 모듈 (104) 내에서 수행되거나, 제 1 마이크로 콘트롤러 (103) 내에서 수행될 수 있고, 가장 간단한 처리 스킴으로서 OOK 복조 스킴에 의해서도 수행될 수 있다. 즉, 이진 신호 '0'과 '1'이 자기장의 존재를 검출함으로써 결정되고 저장될 수 있다. 이 과정은 시간 변조 스킴에 의해, 즉 자기 전송 모듈에 의해 전송된 자기장 시간을 식별함으로써 복조를 수행하는 것에 의해 수행될 수 있다. 예컨대 요구를 만족하고 10ms 동안 계속 수신되는 자기장 신호는 '1'을 나타내고, 요구를 만족하고 20ms 동안 계속 수신되는 자기장 신호는 '0'을 나타낼 수 있다. 이것은 전통적인 기술로 자세히 설명할 필요가 없다.
도 6은 OOK 변조 스킴을 사용하는 저 주파수 교류 자기장 통신을 도시하는 간단한 예이다. 도 6에 도시된 것처럼, RF 카드 판독기에 저 주파수 신호 발생기, 코일 안테나 및 스위치가 제공된다. 스위치가 꺼지면, 저 주파수 신호가 코일에 저 주파수 교류 자기장을 생성한다. 스위치가 켜지면, 저 주파수 교류 자기장이 없어진다. RF SIM 카드에는 자기 유도 코일 및 자기 유도 센서가 제공된다. 교류 자기장이 존재하면, 자기 유도 코일 및 자기 유도 센서가 교류 신호를 출력하고, 교류 자기장이 존재하지 않으면, 이것들이 저 레벨을 출력한다. 스위치를 끄거나 켜는 0 또는 1의 정보 비트 시퀀스를 따라, 자기장이 생성 또는 소멸하며, 자기 유도 센서는 순차적으로 교류 신호 및 저 레벨 (신호 없음)을 출력하여, 1 또는 0의 정보 비트가 필터 및 OOK 복조 회로에 의해 복조되어, 정보 변조 및 전송을 구현한다.
전술한 것은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 발명을 제한하기 위해 사용될 수는 없다. 본 발명의 정신 및 원칙 안에서 만들어진 어떤 보정, 등가물 대체 개선 및 이와 같은 것들은 본 발명의 보호 범위에 포함되어야 한다.

Claims (39)

  1. 무선 주파수 (RF) 장치로서,
    적어도 하나의 RF 트랜시버 모듈, 적어도 하나의 RF 안테나, 자장의 감지 및 자장의 변화 정보의 검출이 가능한 적어도 하나의 자기 유도 및 수신기 모듈, 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러를 포함하며;
    상기 RF 트랜시버 모듈은 적어도 하나의 RF 안테나 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 마이크로 콘트롤러는 송수신 (transceived)된 RF 정보를 처리하기 위한 것이며;
    상기 자기 유도 및 수신기 모듈은 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 전기적으로 연결되며, 상기 마이크로 콘트롤러는 자기장 변화 정보를 처리하기 위한 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈은 솔레노이드 코일, 홀 장치 (Hall device) 또는 자기 유도 스위치인 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 RF 트랜시버 모듈, RF 안테나, 마이크로 콘트롤러, 및 자기 유도 및 수신기 모듈은 하나의 카드 몸체 안에 통합되는 (integrated) 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  4. 제 1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈의 유도 거리 (range)가 미리 설정된 거리 내인 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  5. 제 1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기장을 감지하지 않으면, 상기 RF 트랜시버 모듈 및 마이크로 콘트롤러는 휴지 상태이며;
    상기 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기장을 감지하면, 감지된 자기장 신호가 전기 신호로 변환되고 상기 RF 트랜시버 모듈 및 마이크로 콘트롤러가 활성화되는 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 문턱값 또는 문턱값 범위가 상기 자기 유도 및 수신기 모듈에 미리 설정되고, 변환된 전기 신호가 상기 문턱값 또는 문턱값 범위이면 상기 RF 트랜시버 모듈 및 마이크로 콘트롤러가 활성화되고, 아니라면 활성화되지 않는 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈에 미리 설정된 상기 문턱값 또는 문턱값 범위는 조절가능한 (adjustable) 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  8. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 RF 장치는 집적 회로 (IC) 카드, SDIO 카드, SD 카드, MMC 카드, 장치의 마더 보드 (mother board) 또는 장치 쉘 (shell) 상에 직접 집적되는 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 IC 카드는 SIM 카드인 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 RF 장치는 IC 카드, SDIO 카드, SD 카드, MMC 카드, 마더 보드 상의 CPU를 장치의 마이크로 콘트롤러로 직접 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  11. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 RF 장치는 고정 장치 또는 이동 장치에 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 이동 장치는 휴대폰, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 또는 랩톱 컴퓨터를 포함하며;
    상기 고정 장치는 개인용 컴퓨터, 산업 제어 컴퓨터 (industrial control computer),현금 자동 지급기 (ATM), 또는 액세스 콘트롤 단말 (access control terminal)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선 주파수 장치.
  13. RF 카드 판독기로서,
    적어도 하나의 RF 트랜시버 모듈, 적어도 하나의 RF 안테나, 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러를 포함하며;
    상기 RF 트랜시버 모듈은 적어도 하나의 RF 안테나 및 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 마이크로 콘트롤러는 송수신된 (transceived) RF 정보를 처리하기 위한 것이며;
    유도 자기장을 생성 및 전송하기 위한 적어도 하나의 자기 전송 모듈을 더 포함하고, 상기 자기 전송 모듈은 적어도 하나의 마이크로 콘트롤러에 전기적으로 연결되며, 상기 자기 전송 모듈은 마이크로 콘트롤러로부터의 명령 정보에 기초하여 자기장을 전송할 수 있는 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 자기 전송 모듈에 의해 전송된 자기장은 비 교류 (non-alternating) 자기장인 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  15. 제 13항에 있어서, 자기 전송 모듈에 의해 전송되는 자기장은 극저 주파수의 교류 자기장인 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 교류 자기장은 100 KHz 내지 0.1 KHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 교류 자기장은 30 KHz 내지 1 KHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 교류 자기장은 50 KHz, 30 KHz, 20 KHz, 10 KHz, 5 KHz, 2 KHz, 또는 1 KHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  19. 제 13항 내지 제 18항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 전송 모듈은 마이크로 콘트롤러로부터의 명령 정보에 기초하여 진폭 가변 자기장을 전송하는 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  20. 제 13항 내지 제 18항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 전송 모듈에 의해 전송되는 자기장은 자기 분포의 변화가 작거나 없는 자기장인 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  21. 제 13항 내지 제 18항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 전송 모듈의 전송 거리는 미리 설정된 거리 내인 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  22. 제 13항 내지 제 18항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 전송 모듈은 상기 전송된 자기장으로 명령 정보를 변조하는 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 변조 모드는 온-오프 키잉 (on-off keying) 스킴 ( scheme) 또는 시간 변조 스킴인 것을 특징으로 하는, RF 카드 판독기.
  24. RF 보안 통신 시스템으로서,
    상기 시스템은 제 1항 내지 제 12항 중의 어느 한 항에 따른 RF 장치, 제 13항 내지 제 23항 중의 어느 한 항에 따른 RF 카드 판독기를 포함하며;
    거리 제어가 자기장을 통해 수행되며, 아이덴티티 인증은 자기장 및 무선 주파수에 의해 수행되고, 정보 통신은 RF 장치와 RF 카드 판독기간의 무선 주파수에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 시스템.
  25. RF 보안 통신 방법으로서,
    자기장 감지 및 자기장 변화 정보의 검출이 가능한 적어도 하나의 자기 유도 및 수신기 모듈이 RF 장치에 제공되고;
    유도 자기장 생성 및 전송을 위한 적어도 하나의 자기 전송 모듈이 RF 카드 판독기에 제공되며, 상기 방법은
    RF 카드 판독기 상의 상기 자기 전송 모듈이 미리 설정된 명령 정보를 자기장 신호로 변조하여 상기 자기장 신호를 송신하는 단계 a;
    RF 장치 상의 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기 전송 모듈에 의해 전송된 자기장 신호를 수신하면, 이것의 명령 정보가 복조되는 단계 b;
    RF 장치가 상응하는 RF 정보를 복조에 의해 획득된 명령 정보에 기초하여 RF 채널을 통해 RF 카드 판독기로 송신하는 단계 c;
    RF 채널로부터 수신된 RF 정보에 기초하여 RF 카드 판독기가 아이덴티티 (Identity) 인증을 수행하는 단계 d;
    만일 아이덴티티 인증이 정확하다고 확인되면, RF 카드 판독기와 RF 장치간의 무선 주파수를 통한 정보 통신이 이루어지고, 그렇지 않으면 아무런 동작도 수행되디 않는 단계 e를 포함하는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 자기 전송 모듈에 의해 전송되는 자기장은 비 교류 자기장인 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  27. 제 25항에 있어서, 상기 자기 전송 모듈에 의해 전송되는 자기장은 매우 낮는 주파수의 교류 자기장인 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 교류 자기장은 100 KHz 내지 0.1 KHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  29. 제 27항에 있어서, 상기 교류 자기장은 30 KHz 내지 1 KHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  30. 제 27항에 있어서, 상기 교류 자기장은 50 KHz, 30 KHz, 20 KHz, 10 KHz, 5 KHz, 2 KHz, 또는 1 KHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  31. 제 25항 내지 제 30항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 전송 모듈은 미리 설정된 명령 정보에 기초하여 진폭 가변 자기장을 전송하는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  32. 제 25항 내지 제 30항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 전송 모듈에 의해 전송된 자기장은 자기 분포의 변화가 작거나 없는 자기장인 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  33. 제 25항 내지 제 30항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 a에서의 변조 모드는 온-오프 키잉 (on-off keying) 스킴 (scheme) 또는 시간 변조 스킴인 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  34. 제 25항 내지 제 30항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 c에서, RF 장치는 복조에 의해 획득된 명령 정보를 RF 채널을 통해 직접 RF 카드 판독기로 송신하며;
    상기 단계 e에서, 만일 RF 채널을 통해 RF 카드 판독기에 의해 수신된 RF 장치로부터의 명령 정보가 미리 설정된 명령 정보이면, 아이덴티티 인증이 이루어지고, 그렇지 않으면 아이덴티티 인증이 이루어지지 않는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  35. 제 25항 내지 제 30항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 전송 모듈의 전송 거리는 미리 설정된 거리 내에 설정되는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  36. 제 25항 내지 제 30항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 유도 수신기 모듈의 감지 거리는 미리 설정된 거리 내에 설정된 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  37. 제 25항 내지 제 30항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기장을 감지하지 않으면, 상기 RF 장치 상의 다른 모듈들이 휴지 상태이며;
    상기 자기 유도 및 수신기 모듈이 자기장을 감지하면, 감지된 자기장 신호가 전기 신호로 변환되고 RF 장치 상의 다른 모듈들이 활성화되는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  38. 제 37항에 있어서, 문턱값 또는 문턱값 범위가 상기 자기 유도 및 수신기 모듈에 미리 설정되어 있고, 변환된 전기 신호가 문턱값 또는 문턱값 범위이면 다른 모듈들이 활성화되고, 그렇지 않으면 활성화되지 않는 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 자기 유도 및 수신기 모듈에 미리 설정된 상기 문턱값 또는 문턱값 범위는 조정 가능한 것을 특징으로 하는, RF 보안 통신 방법.
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