(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤ通信システム内での信号遅延を補償する信号遅延補償デバイスであって、前記ＲＦＩＤ通信システムは、ＮＦＣデバイスおよび非接触カード機能を有するスマートカードを備え、これらＮＦＣデバイスおよびスマートカードを互いにプロトコル変換器を介して結合可能とし、このＮＦＣデバイスをアンテナに結合して、ＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号を受信しかつ受信電磁信号を変調することで応答信号をＲＦＩＤリーダ／ライタに送信するようにし、この電磁信号は、予め定義した信号パターンの始点と終点を規定する第１特性成分および第２特性成分を含み、第２特性成分はＲＦＩＤ通信システムが遅延時間経過後にＲＦＩＤリーダ／ライタに対して応答しなければならない予め定義した応答遅延時間をトリガするものとし、前記信号遅延補償デバイスは信号パターン短縮化手段を有する、ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の信号遅延補償デバイスにおいて、前記信号パターン短縮化手段は、前記信号パターンの前記第１特性成分を検出するよう構成した検出手段、および信号発生器を有し、前記検出手段は、第１特性成分を検出したときに前記信号発生器が信号を出力しないよう停止させ、第１特性成分を検出した後で予め定義した短縮化信号パターン時間後に信号発生器を再起動して信号を出力するよう構成した、ことを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の信号遅延補償デバイスにおいて、ＲＦＩＤリーダ／ライタから送信される電磁信号は、データ信号で変調した搬送信号を含み、信号発生器が発生する信号の周波数は搬送信号と等しい周波数である、ことを特徴とするデバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号遅延補償デバイスにおいて、信号パターンの第１特性成分および第２特性成分を、立ち下がりエッジまたは立ち上がりエッジとした、ことを特徴とするデバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の信号遅延補償デバイスにおいて、予め定義した信号パターンは、信号ポーズパターンとした、ことを特徴とするデバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の信号遅延補償デバイスにおいて、さらに、応答遅延手段を備え、この応答遅延手段は、スマートカードからの応答を付加的遅延時間だけ遅延させるよう構成した、ことを特徴とするデバイス。
【請求項７】
請求項６に記載の信号遅延補償デバイスにおいて、前記付加的遅延時間を、前記応答遅延手段によって調整可能とした、ことを特徴とするデバイス。
【請求項８】
請求項７に記載の信号遅延補償デバイスにおいて、前記応答遅延手段を、第２特性成分の発現からカウントした応答遅延時間が終了するまで応答信号を遅延させるよう、付加的遅延時間を調整するよう構成した、ことを特徴とするデバイス。
【請求項９】
ＮＦＣデバイスおよび非接触カード機能を有するスマートカードを備えるＲＦＩＤ通信システムであって、前記ＮＦＣデバイスおよびスマートカードは互いにプロトコル変換器を介して結合し、前記ＮＦＣデバイスをアンテナに結合して、ＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号を受信しかつ電磁信号の変調によって応答信号をＲＦＩＤリーダ／ライタに送信するようにし、この電磁信号は、予め定義した信号パターンの始点と終点を規定する第１特性成分および第２特性成分を含み、第２特性成分はＲＦＩＤ通信システムが遅延時間経過後にＲＦＩＤリーダ／ライタに対して応答しなければならない予め定義した応答遅延時間をトリガするものとし、さらに請求項１〜８のいずれか一項に記載の信号遅延補償デバイスを備えた、ことを特徴とするＲＦＩＤ通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のＲＦＩＤ通信システムであって、ＩＳＯ１４４４３に準拠して構成した、ことを特徴とするＲＦＩＤ通信システム。
【請求項１１】
ＲＦＩＤ通信システム内における信号遅延を補償する信号遅延補償方法であって、前記ＲＦＩＤ通信システムは、ＮＦＣデバイスおよび非接触カード機能を有するスマートカードを備え、これらＮＦＣデバイスおよびスマートカードを互いにプロトコル変換器を介して結合可能とし、このＮＦＣデバイスをアンテナに結合して、ＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号を受信しかつ電磁信号の変調によって応答信号をＲＦＩＤリーダ／ライタに送信するようにし、この電磁信号は予め定義した信号パターンの始点と終点を規定する第１特性成分および第２特性成分を含み、第２特性成分はＲＦＩＤ通信システムが遅延時間経過後にＲＦＩＤリーダ／ライタに対して応答しなければならない予め定義した応答遅延時間をトリガするものとし、ＲＦＩＤ通信システム内で信号パターンを短縮化するステップを有する、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記信号パターンの短縮化は、前記信号パターンの第１特性成分を検出し、またこの第１特性成分を検出したとき、信号発生器を停止させて信号を出力しないようにし、また第１特性成分を検出した後で予め定義した短縮化信号パターン時間経過後に、前記信号発生器を再起動させて信号を出力することによって短縮化を行う、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、ＲＦＩＤリーダ／ライタにより送信された電磁信号は、データ信号によって変調された搬送信号を含み、前記信号発生器によって発生した信号の周波数は搬送信号の周波数と等しいものとした、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法において、前記信号パターンの第１特性成分および第２特定成分は、立ち下がりエッジまたは立ち上がりエッジとしたことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法において、前記予め定義した信号パターンを、信号ポーズパターンとしたことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の方法において、さらに、前記スマートカードからの応答を、付加的遅延時間だけ遅延させるステップを有することを特徴とする、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、前記付加的遅延時間は動作中に調整することを特徴とする、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、前記付加的遅延時間は、前記第２特性成分の発現終了からカウントした応答遅延時間が満了するまで応答信号を遅延するように調整することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ通信システム内での信号遅延を補償する信号遅延補償デバイスであって、ＲＦＩＤ通信システムは、ＮＦＣデバイスおよび非接触カード機能を有するスマートカードを備え、これらＮＦＣデバイスおよびスマートカードを互いにプロトコル変換器を介して結合可能とし、ＮＦＣデバイスをアンテナに結合して、ＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号を受信しかつ受信電磁信号を変調することで応答信号をＲＦＩＤリーダ／ライタに送信するようにした、該信号遅延補償デバイスに関する。
【０００２】
本発明は、さらに、ＲＦＩＤ通信システム内での信号遅延を補償する信号遅延補償システムであって、このＲＦＩＤ通信システムは、ＮＦＣデバイスおよび非接触カード機能を有するスマートカードを備え、これらＮＦＣデバイスおよびスマートカードを互いにプロトコル変換器を介して結合可能とし、ＮＦＣデバイスをアンテナに結合して、ＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号を受信しかつ受信電磁信号を変調することで応答信号をＲＦＩＤリーダ／ライタに送信するようにした、該信号遅延補償システムにも関する。
【０００３】
この信号遅延補償システムは、さらにＲＦＩＤ通信システム内での通信遅延を補償する信号遅延補償方法を有し、ＲＦＩＤ通信システムは、ＮＦＣデバイスおよび非接触カード機能を有するスマートカードを備え、これらＮＦＣデバイスおよびスマートカードを互いにプロトコル変換器を介して結合可能とし、ＮＦＣデバイスをアンテナに結合して、ＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号を受信しかつ受信電磁信号を変調することで応答信号をＲＦＩＤリーダ／ライタに送信する。
【背景技術】
【０００４】
現在、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４３Ａ標準に基づく多くのスマートカードが使用されている。これらスマートカードはＳＩＭモジュールと共に使用される。標準的な用途において、スマートカードはアナログ信号ラインを介してアンテナに直接接続される。しかし、スマートカード他の用途、とくにＳＩＭモジュールで使用するとき、スマートカードおよびＮＦＣ（near field communication：近接場通信）デバイスの双方に個別のアンテナを設けることなく、既存タイプのスマートカードをＮＦＣデバイスに直接接続することが望ましい。スマートカードおよびＮＦＣデバイスを相互接続するには、これらを直接接続するよりも、プロトコル変換器を介してこれらデバイスを接続することが必要であり、これは、すなわちスマートカードおよびＮＦＣデバイスにおける信号プロトコルおよびインタフェースが互換性を持たないからである。とくに、ＮＦＣデバイスのデジタルインタフェース（Ｓ２Ｃインタフェース）はスマートカードのアンテナラインに接続できず、これはすなわち、これらアンテナラインがアナログ信号ラインだからである。ＮＦＣデバイスとスマートカードとのマッチングさせるための現行の非効率的な解決法に関連する問題を、以下に図１のブロック図につけより詳細に説明する。
【０００５】
図１は、スマートカード２に間接的に接続されたＮＦＣデバイス１の構成におけるブロック回路図を示し、これらスマートカードおよびＮＦＣデバイス自体は双方とも国際標準的ＩＳＯ１４４４３Ａに準拠する。ＮＦＣデバイス１とスマートカード２と間における通信を可能とするため、プロトコル変換器７がＮＦＣデバイス１とスマートカード２との間で切り替えを行う。この構成において、ＮＦＣデバイス１だけがその入力側で、アンテナ３に接続されている点に留意すべきである。プロトコル変換器７は、デジタル出力ラインＳＩＧＯＵＴおよびデジタル入力信号ラインＳＩＧＩＮ有するＮＦＣデバイス１のデジタイルインタフェースと、双方向アナログラインＬａ，Ｌｂを有するスマートカード２のアナログインタフェースと間における信号フローを変換する。上述のデバイスは、すべて接地（グラウンド）電位ＧＮＤに接続する。ＮＦＣデバイス１は、アンテナ３から電磁信号ＥＳを受信するものであり、電磁信号ＥＳを復調しかつこれら電磁信号ＥＳを矩形波信号ＤＥＳ（図５に参照）に変換し、この矩形波信号ＤＥＳはＳＩＧＯＵＴを介して伝送するよう構成した復調器４を備える。ＮＦＣデバイス１は、さらに、カードリーダ／ライタ（図示せず）から送られた電磁信号ＥＳを変調するよう構成したロード変調器５を備える。プロトコル変換器７は、ラインＳＩＧＯＵＴを経て受信したデジタル矩形波信号ＤＥＳをアナログ信号に変換し、このアナログ信号をラインＬａ，Ｌｂを介してスマートカード２に送信する。スマートカード２は、受信アナログ信号から情報および命令を抽出することにより受信アナログ信号を処理し、また必要ならば、ラインＬａ，Ｌｂを介してアナログ応答信号Ｒ１をプロトコル変換器７に送信し、このプロトコル変換器７によりアナログ応答信号Ｒ１をデジタル応答Ｒ２に変換し、このデジタル応答Ｒ２がＮＦＣデバイス１のロード変調器５を制御する。しかし、この既知システムは、ＮＦＣデバイスからＲＦＩＤリーダ／ライタへの最終応答ＲＳのタイミングはもはやＩＳＯ１４４４３に準拠せず、主にプロトコル変換器７内の信号変換により発生する信号遅延に起因してＩＳＯ１４４４３の仕様から逸脱するという欠点があり、このことを以下に、図５のタイミング図につき説明する。
【０００６】
図５のタイミング図における最上段は、ＲＦＩＤリーダ／ライタから送られ、アンテンア３で受信された電磁信号ＥＳを示す。電磁信号ＥＳはシリアルデータ信号ＤＳによりＡＳＫ変調された搬送波信号ＣＳを含む。データ信号ＤＳは、修正ミラーコード（Modified Miller Code）に従い、この修正ミラーコードは、予め定義した信号パターンＰＡ、すなわち信号フローにおける短いポーズ（休止期間）の位置によって、ビットの値を‘０’または‘１’と定義する。半ビット期間にポーズが生ずる場合、ビット値は１になる。ポーズがビット長さ内にない、またはポーズが半ビット期間から相当オフセットしている場合、ビット値は‘０’である。ポーズのタイミングは、ＩＳＯ１４４４３に厳密に規定され、図３のタイミング図に示される。
【０００７】
データ信号ＤＳでＡＳＫ変調された電磁信号ＥＳが、信号ポーズ（休止）により表される予定義信号パターンＰＡを含むことは、図３から明らかである。データ信号ＤＳ内のポーズ（休止）は、第１特性成分ＦＥである信号立ち下がりエッジで始まり、第２特性成分ＲＥである信号立ち上がりエッジで終わる。開始の立ち下がりエッジの長さを考慮するとき、ポーズ（休止）期間ｔ１は２〜３μｓ間で変化する。信号立ち上がりエッジ長ｔ３も考慮するとき、ポーズ（休止）長さ（ｔ１＋ｔ３）は４．５μｓにもなることがある。いかなるエッジも考慮しないときのポーズの絶対最小値ｔ２は、０．５μｓである。物理条件に起因して、ＲＦ場で動作するＲＦＩＤリーダ／ライタは、比較的長いエッジを持つ信号を発生することに留意すべきである。さらに、ＩＳＯ１４４４３の仕様は、ＲＦＩＤ通信システムの設計にある程度の公差を許容していることを留意すべきである。
【０００８】
図５の第２段目にＮＦＣデバイス１内の復調器４が、アナログ電磁信号ＥＳをデジタル矩形波ＤＥＳに変換する様子を示し、このデジタル矩形波ＤＥＳは、搬送信号ＣＳの周波数、すなわちＩＳＯ１４４４３に準拠するＲＦＩＤ通信システム用の１３．５６ＭＨｚ有する。矩形波信号ＤＥＳのデジタル的な性質のために、立ち上がりおよび立ち下がりのエッジ長さはポーズ（休止）の全長ｔ１に対して無視できる。
【０００９】
ＩＳＯ１４４４３によれば、一方でＲＦＩＤリーダ／ライタのと、他方でＮＦＣデバイスとの間で、データは、フレーム、すなわち一連のデータビットおよび随意的エラー検出ビットを、開始部および終了部でのフレームデリミタとともに有するフレームによって交換することに留意されたい。さらに、互いに反対方向に伝送される２個のフレーム間における時間として定義される、いわゆるフレーム遅延時間ＦＤＴが存在する。このフレーム遅延時間ＦＤＴは、規定最少フレーム遅延時間より小さくてはならず、また規定最大フレーム遅延時間を超えてはならない。ＲＦＩＤリーダ／ライタからの方向における通信に対しては、フレーム遅延時間ＦＤＴは、ＲＦＩＤリーダ／ライタによって送信された最終ポーズ（休止）ＰＡの終点（立ち上がりエッジＲＥ）と、ＮＦＣデバイス１によって送信された応答信号ＲＳの開始ビット内の第１変調エッジＭＥと間における時間として定義される。フレーム遅延時間ＦＤＴは、搬送波信号周波数の整数倍として定義され、一般的には９１μｓである。上述のタイミングは、図４のタイミング図に明示されている。しかし、上述したように、図１の既知のＲＦＩＤ通信システムでは、このタイミング仕様を満たすことができず、これは主にプロトコル変換器７によって生じる内部信号遅延ｔ５が存在するからである。これらタイミング問題をより分かり易く説明するため、再度、図５のタイミング図を参照する。図５の第３段目は、標準に適合するスタンドアローンなＮＦＣデバイスの正確な応答信号ＲＳを示し、この応答信号ＲＳはフレーム遅延時間ＦＤＴだけ遅延され、このフレーム遅延時間ＦＤＴはＲＦＩＤリーダ／ライタにより送信された最終ポーズ（休止）ＰＡの終端（立ち上がりエッジＲＥ）でトリガされる。他方、図５の第４段目は、図１に示したＲＦＩＤ通信システムにより生ずる応答信号ＲＳを示す。応答信号ＲＳはフレーム遅延時間ＦＤＴではなく、内部遅延時間ｔ５だけさらに遅延されることが明らかである。フレーム遅延時間ＦＤＴおよび内部遅延時間ｔ５の和は許容応答遅延時間を超え、したがって、既知のＲＦＩＤ通信システムはＩＳＯ１４４４３の仕様を逸脱して動作する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、冒頭段落で定義したタイプのデバイス、第２段落で定義したタイプのＲＦＩＤ通信システム、第３段落で定義したタイプの方法を得るにあり、これらにより上述の欠点が回避される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるデバイスは、以下に示される様な特徴を持つ。
【００１２】
ＲＦＩＤ通信システム内における信号遅延を補償する信号遅延補償デバイスであって、ＲＦＩＤ通信システムは、ＮＦＣデバイスおよび非接触カード機能を有するスマートカードを備え、これらＮＦＣ装置およびスマートカードを互いにプロトコル変換器を介して結合可能とし、ＮＦＣデバイスをアンテナに結合して、ＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号を受信しかつ受信電磁信号を変調することで応答信号をＲＦＩＤリーダ／ライタに送信するようにし、この電磁信号は、予め定義した信号パターンの始点と終点を規定する第１特性成分および第２特性成分を含み、第２特性成分はＲＦＩＤ通信システムが遅延時間経過後にＲＦＩＤリーダ／ライタに対して応答しなければならない予め定義した応答遅延時間をトリガするものとし、この信号遅延補償デバイスは信号パターン短縮化手段を有する。
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明によるＲＦＩＤ通信システムは、前段落に記載のＲＦＩＤ通信システム内における信号遅延補償デバイスを備える。
【００１４】
上述の目的を達成するため、本発明による方法を提供し、本発明方法は、以下に定義する方法で特徴付けられる。
【００１５】
ＲＦＩＤ通信システム内における信号遅延を補償する信号遅延補償方法であって、このＲＦＩＤ通信システムは、ＮＦＣ装置および非接触カード機能を有するスマートカードを備え、これらＮＦＣ装置およびスマートカードを互いにプロトコル変換器を介して結合可能とし、ＮＦＣデバイスをアンテナに結合して、ＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号を受信しかつ受信電磁信号の変調により応答信号をＲＦＩＤリーダ／ライタに送信するようにし、電磁信号は予め定義した信号パターンの始点と終点を規定する第１特性成分および第特性成分を含み、第２特性成分はＲＦＩＤ通信システムが遅延時間経過後にＲＦＩＤリーダ／ライタに対して応答しなければならない予め定義した応答遅延時間をトリガするものとし、この方法は、さらに、ＲＦＩＤ通信システム内で信号パターン短縮化するステップを有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による特徴は、ＲＦＩＤ通信システムにおける内部信号遅延を完全に補償できるという利点を提供する。とくに、プロトコル変換器によって生じる信号遅延を補償できる。したがって、本発明は、標準的ＮＦＣデバイスおよび標準的スマートカードが互いにプロトコル変換器を介して組み合わせることができ、この結果得られるＲＦＩＤ通信システムは、それにも関わらず完全にＩＳＯ１４４４３を遵守する。本明細書で使用する用語「スマートカード」はいわゆる、ＳＩＭやＳＡＭカードの様な「セキュリティ要素」も含む。
【００１７】
容易に実施できる本発明の好適実施形態において、信号パターン短縮化手段は、信号パターンの前記第１特性成分を検出するよう構成した検出手段、および信号発生器、好適には矩形波信号発生器を有し、前記検出手段は、第１特性成分を検出したときに前記信号発生器が信号を出力しないよう停止させ、第１特性成分検出した後で予め定義した短縮化信号パターン時間後に信号発生器を再起動して信号を出力するよう構成する。
【００１８】
現在入手可能なプロトコル変換器を活用するため、さらに電磁信号における搬送信号の周波数と等しい周波数で信号発生器を動作させることが好ましい。
【００１９】
ＩＳＯ１４４４３に完全に準拠するＲＦＩＤ通信システム内での信号遅延を補償する、デバイスおよび方法を提供することが本発明の他の目的である。この目的を達成するために、この検出手段は、予め定義した信号パターンとしてポーズ（休止）信号、とくにこの信号パターンの第１特性成分としての、ポーズ（休止）信号のエッジを検出するよう構成する。
【００２０】
原理的には、ＲＦＩＤ通信システム内での内部信号遅延が既知であるとき、信号パターン短縮化手段を固定値にセットすることができ、この固定値分だけ信号パターンを短縮化する。しかし、より高い融通性および信号条件変化に対する自動適合性を得るため、スマートカードからの応答を遅延させるよう構成した応答遅延手段を設けると好適である。最も高い融通性を得るためには、応答遅延手段はスマートカードからの応答を調整可能に遅延させるよう構成する。
【００２１】
応答遅延時間をトリガする信号パターン長を変化させる自動適応は、応答遅延手段を、第２特性成分の発現からカウントした応答遅延時間が終了するまで応答信号を遅延させるよう、付加的遅延時間を調整するよう構成することによって達成することができる。
【００２２】
本発明方法の特徴は、本発明デバイスおよびＲＦＩＤ通信システムにおいて、それぞれ直接実施できる点に留意されたい。
【００２３】
本発明の、上述の態様および他の態様は、以下に説明する例示的実施形態により明らかにされ、この例示的実施形態につき説明する。
本発明を、以下に例示的実施形態につき詳細に説明する。しかし、本発明はこの例示的実施形態に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】先行技術によるＲＦＩＤ通信システムのブロック図を示す。
【図２】本発明によるＲＦＩＤ通信システムのブロック図を示す。
【図３】ＩＳＯ１４４４３による、電磁信号内のポーズ（休止）として整形した信号パターンのタイミング図である。
【図４】ＩＳＯ１４４４３に準じてフレーム遅延時間の定義を説明するタイミング図である。
【図５】本発明および従来技術によるＲＦＩＤ通信システム内における、各種信号およびその遅延を説明比較するタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図２を参照して、本発明によるＲＦＩＤ通信システムを詳細に説明する。このＲＦＩＤ通信システムは、ＩＳＯ１４４４３に準拠して構成する。この通信システムは、ＮＦＣデバイス１１、およびスマートカード２を備える。スマートカード２は、標準７８１６のインタフェース１５を備え、付加的に非接触カード機能を有し、このことは、スマートカード２が双方向性アナログラインＬａ，Ｌｂを有していることを意味し、これらラインは、アンテナ３に結合可能であり、ＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号を受信する。説明を分かり易くするため、ＲＦＩＤリーダ／ライタ図示していないが、それは周知の技術であり、本発明の一部ではないからである。しかし、本発明においては、ラインＬａ，Ｌｂをプロトコル変換器７に結合する。プロトコル変換器７は、さらに、ＮＦＣデバイス１１のデジタル出力ラインＳ−ＯＵＴとデジタル入力ラインＳ−ＩＮに接続する。プロトコルこん７はラインＳ−ＯＵＴを介してＮＦＣデバイス１１から受け取ったデジタル信号を、Ｌａ，Ｌｂを介してスマートカード２に送信可能なアナログ信号に変換する。プロトコル変換器７もラインＬａ，Ｌｂを介してスマートカードから受け取るアナログ信号を、ラインＳ−ＩＮを介してＮＦＣデバイス１１に送信するデジタル信号に変換する。
【００２６】
本発明によれば、ＲＦＩＤ通信システム内で信号遅延補償デバイス１２を設ける。図示の実施形態において、この信号遅延補償デバイス１２はＮＦＣデバイス１１に統合されているが、信号遅延補償デバイス１２は独立したデバイスとして構成することもできる。後者の場合、図１に記載の従来技術ＲＦＩＤ通信システムのような標準的ＮＦＣデバイス１をＮＦＣデバイス１１の代わりに使用できる。信号遅延補償デバイス１２は、信号パターン短縮手段１３を備え、この信号パターン短縮手段１３は、信号遅延補償デバイス１２への入力である、信号ＤＥＳに存在する予め定義した信号パターンＰＡ（図３〜５参照）を短縮し、またこの「加速した」信号ＳＤＥＳをＳ−ＯＵＴを介してプロトコル変換器７に出力するよう構成する。この方法の背景にある着想は、ＲＦＩＤ通信システム内で信号を加速また前進させることにより、プロトコル変換器７が信号遅延補償デバイス１２の出力信号を変換し、またスマートカード２の応答を再変換するための若干の余剰時間を得て、それによりタイミング要件に反することなく、変換タスクを完了するに十分な猶予を持つことである。いかなる標準のタイミング要件も、ＲＦＩＤリーダ／ライタのような外部デバイスとの外部通信にとって重要であるが、ＲＦＩＤ通信システム内ではこのタイミング要件から逸脱することができる。
【００２７】
信号パターン短縮手段１３は、信号パターンＰＡの第１特性成分ＦＥを検出するよう構成した検出手段１３ａと、好適には方形波信号発生器として構成したデジタル信号発生器１３ｂを備える。検出手段１３ａは、第１特性成分ＦＥを検出するとき信号発生器１３ｂを停止させ、第１特性成分ＦＥの発現後の予め定義した時間的期間ｔ６経過後にこの信号発生器を再起動させるよう構成する。
【００２８】
本発明のこの実施形態はＩＳＯ１４４４３に基づいて構成すると前述した。それは図３において、予定義した信号パターンＰＡは予め定義した長さのポーズ（休止）で表され、信号パターンＰＡの第１特性成分ＦＥを下降エッジで表し、信号パターンＰＡの第２特性成分ＲＥを立ち上がりエッジで表すことを意味する。さらに、予定義した応答遅延時間ＦＤＴであって、この遅延時間満了時ＲＦＩＤ通信システムがＲＦＩＤリーダ／ライタに応答しなければならないが、これは図４に示したフレーム遅延時間ＦＤＴである。
【００２９】
本発明によるＲＦＩＤ通信システムの動作を、図５のタイミング図につけ説明する。
【００３０】
ＩＳＯ１４４４３の前提条件下で、アンテナ３が受信したＲＦＩＤリーダ／ライタからの電磁信号ＥＳは、データ信号ＤＳにより変調された搬送信号ＣＳ（図５の図表における最上段参照）を含む。復調器４において、電磁信号ＥＳをデジタル入力信号ＤＥＳに変換し、このデジタル入力信号ＤＥＳは、搬送信号ＣＳの周波数、すなわち１３．５６ＭＨｚの矩形波信号を含み、ポーズＰＡはその長さｔ１内に維持される。このデジタル入力信号ＤＥＳをパターン短縮手段１３に供給する。デジタル入力信号ＤＥＳは依然として第１特性成分ＦＥつまりポーズ（休止時間）ＰＡを開始する下降信号エッジを含んでいるので、検出手段１３ａはこれを検出可能で、検出したときは信号発生器１３ｂを停止させ、また内部タイマー（図示せず）をトリガし、この内部タイマーは予め定義した短縮化信号パターン時間ｔ６に設定する。このタイマーの時間が経過したとき、検出手段１３ａは信号発生器１３ｂを再起動させる。これにより、オリジナルのポーズＰＡは短縮化したポーズＰＡ´に変換される。しかし、短縮化したポーズＰＡ´であっても、依然として、予め定義した信号パターン、すなわちポーズＰＡ、の第１特性成分ＦＥおよび第２特性成分ＲＥ含んでいる。信号発生器１３ｂによって発生された矩形波信号の周波数は、搬送信号ＣＳの周波数、すなわち１３．５６ＭＨｚと等しい。信号発生器１３ｂの最終出力信号ＳＤＥＳを図５の第５段目に示す。これは復調器の出力信号ＤＥＳに類似するが、ＰＡ´がオリジナルＰＡよりかなり短い（期間ｔ１の代わりに期間ｔ６）点が異なる。
【００３１】
プロトコル変換器７は、ラインＳ−ＯＵＴを介して信号発生器１３ｂの出力信号ＳＤＥＳを受信し、これを図５の第１段の電磁信号と同じアナログ信号に変換する。スマートカード２がポーズの終了を検出したとき、フレーム遅延時間ＦＤＴが終了するまで待機し、アナログ応答信号Ｒ１をプロトコル変換器７に送信し、このプロトコル変換器７はこのアナログ応答信号Ｒ１をデジタル応答信号Ｒ２に変換する。信号処理中にＲＦＩＤ通信システム内に発生する各種内部信号遅延により、デジタル応答信号Ｒ２はアナログ応答信号Ｒ１と比べて遅れる。プロトコル変換器７が主にこの遅延に関与するが、同じ様に、遅延の原因となるいくつか他の回路がＲＦＩＤ通信システム内に存在する。それでも、正確な遅延源とは無関係に、全内部信号遅延ｔ５はあらゆる種々の内部遅延源を含むと定義できる。しかし、内部信号遅延ｔ５に関わらず、信号パターン短縮化手段１３によりポーズＰＡを短縮化ポーズＰＡ´に短縮する新規なアイデアにより、デジタル応答信号Ｒ２は外部ＲＦＩＤリーダ／ライタが予期するフレーム遅延時間ＦＤＴに対して先行する。したがって、ＩＳＯ１４４４３の仕様（図４と説明に見られる）に適合するため、応答信号Ｒ２の先行を補償しなければならない。本発明によれば、この目的は、信号遅延補償デバイス１２に応答遅延手段１４を設けることにより達成し、この応答遅延手段１４は、スマートカード２が発生した応答信号Ｒ１を遅延させる、または厳密に言えば外部から見たフレーム遅延時間ＦＤＴを維持するのに必要な付加遅延時間ｔ７だけデジタル応答信号Ｒ２を遅延させるよう構成する。この目的のために、応答遅延手段１４は、復調器４から入力信号ＲＥ−ＣＴＲを受信するようにし、この入力信号ＲＥ−ＣＴＲは、復調器４が予め定義した信号パターンＰＡの第２特性信号成分ＲＥ、すなわちポーズの立ち上がりエッジを検出するとき送信する。応答遅延手段１４が入力信号ＲＥ−ＣＴＲによりトリガされると即座に、応答遅延手段１４はタイマー（図示せず）をスタートさせ、このタイマーはフレーム遅延時間ＦＤＴ、すなわち約９１μｓにセットする。タイマーのセット時間が経過しない限り、応答遅延手段１４は一時的にデジタル応答信号Ｒ２を保持し、これにより付加的遅延時間ｔ７をこれら信号に追加する。タイマーのセット時間が経過すると即座に、応答遅延手段１４はデジタル応答信号（図２のＲ３）を、ロード変調器５に送り、このロード変調器５はデジタル応答信号Ｒ３に基づいて電磁信号ＥＳを変調し、これにより最終応答信号ＲＳをＲＦＩＤリーダ／ライタに送信する。説明を分かり易くするため、ロード変調器５は応答信号ＲＳにそれ以上何ら遅延を付加しない、またはこのような遅延が内部信号遅延ｔ５に含まれるものと仮定する。本発明では、ＩＳＯ１４４４３に準拠しないプロトコル変換器７のようなデバイスを含むという事実にもかかわらず、本発明によるＲＦＩＤ通信システムは完全にＩＳＯ１４４４３に対応する。
【００３２】
本発明をＩＳＯ１４４４３に基づく実施例によって説明したが、本発明はこの標準に限定するものではなく、同等のタイミング要件を有するあらゆるＲＦＩＤ通信システムに適用可能であることに留意すべきである。
【００３３】
最後に、上述の実施形態は本発明を限定するのではなく、当業者は添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内で、多くの代替的な実施形態を設計できるであろう。特許請求の範囲において、括弧でくくられたどの参照符号も、請求項を限定するものとして解すべきではない。「有する」「有している」という二つの語句とその類は全請求項か本明細書全体に記載した以外の要素かステップを除外しない。要素の単一参照は、この種の要素およびその逆の複数の参照を除外しない。いくつかの手段を列挙している装置請求項において、これらいくつかの手段はソフトウェアまたはハードウェアのひとつか全く同じ部品により実現される。特定の方法が相互に異なる従属クレームにおいて詳述されるという単なる事実は、これらの方法の組合せが有効に使えないということを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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