通信装置及び通信同期状態判定方法
【課題】 通信対象であるデータキャリアが正規に構成されたものであるか否かを、通信結果に基づいて判別することが可能となる通信装置を提供する。
【解決手段】 リーダライタにおいて、通信速度測定器がＩＣカードにより返信される応答信号の通信速度を測定すると、処理回路は、その測定結果に基づいて応答信号と搬送波に基づいて設定される基準応答信号とが同期しているか否かを判定することで、通信対象が適正に構成されたものであるか否かを判定する。
【解決手段】 リーダライタにおいて、通信速度測定器がＩＣカードにより返信される応答信号の通信速度を測定すると、処理回路は、その測定結果に基づいて応答信号と搬送波に基づいて設定される基準応答信号とが同期しているか否かを判定することで、通信対象が適正に構成されたものであるか否かを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触通信方式のデータキャリアとの間で通信を行う通信装置、及び前記通信に関する同期状態を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触通信方式のデータキャリアの１つであるＩＣカードは、カードリーダとの間で電波信号や電磁信号などを用いて通信を行うものであるから、カードリーダに対してはＩＣカードをかざすだけで通信が可能であり、利便性が極めて高い。例えば、特許文献１には、自動車のイグニッションキーに内蔵されるデータキャリアたるトランスポンダが、自動車側に設けられた送受信ＥＣＵとの間で非接触通信を行う構成が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１４２２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
その一方で、非接触で通信を行うＩＣカードには形状やサイズなどに制約が無く、例えば内部の通信を行うための回路を同様に構成することは比較的容易である。即ち、そのように構成すれば、カードリーダに対してＩＣカードと同様の応答信号を送信することが可能になってしまう。従って、カードリーダ側では、通信を行っているＩＣカードが正規のものかどうかが判別できないという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信対象であるデータキャリアが正規に構成されたものであるか否かを、通信結果に基づいて判別することが可能となる通信装置、及び通信同期状態判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の通信装置によれば、測定手段が、データキャリアからの応答信号と搬送波に基づいて設定される基準受信信号との同期状態を判定するための測定を行うと、同期判定手段は、その測定結果に基づいて前記双方の信号が同期しているか否かを判定する。即ち、データキャリアが返信する応答信号は搬送波に基づいて生成される信号であるから、双方の信号が同期していれば、そのデータキャリアは通信装置が送信した搬送波を受信して応答を返したことになる。従って、通信対象が適正に構成されたものであるか否かを確実に判定することができる。
【０００５】
請求項２記載の通信装置によれば、測定手段は、応答信号の通信速度、周期、位相のうち１つ以上を測定する。即ち、これらの何れかを測定すれば、応答信号が基準受信信号に対して同期しているか否かを容易に判定することができる。
請求項３記載の通信装置によれば、コマンド送信手段は、同期判定手段が判定を行う場合、データキャリアにＩＤデータよりもビット数が多い応答データを返信させるためのコマンドを送信する。即ち、同期状態の判定精度は、応答信号のデータビット数が多いほど向上する。従って、所定のバイト数で構成されるＩＤデータのビット数を上回る応答データをデータキャリアに返信させれば、判定精度を確実に向上させることができる。
【０００６】
請求項４記載の通信装置によれば、測定手段が、コマンド生成手段によって生成されたコマンドが、搬送波に重畳されて送信された時点から応答データが返信された場合の応答タイミングを測定すると、同期判定手段は、その応答タイミングと搬送波に基づいて設定される基準応答タイミングとを比較して、搬送波と応答データとが同期しているか否かを判定する。
即ち、請求項１について述べたように、データキャリアが返信する応答信号は搬送波に基づいて生成される信号であるから、データキャリアが、通信装置が送信した搬送波を受信して応答を返していれば、その応答を返すタイミングは基準応答タイミングに対して相関性を有しており、搬送波との同期関係が成立しているはずである。従って、測定した応答タイミングに基づけば、同期判定を確実に行うことができる。
【０００７】
請求項５記載の通信装置によれば、コマンド生成手段は、同期判定手段が判定を行う場合、通信プロトコルで応答タイミングが明確に規定されている応答データを返信させるコマンドを生成する。斯様に構成すれば、応答タイミングと基準応答タイミングとの比較を、規定されているタイミングに基づいて容易に行うことができる。
請求項６記載の通信装置によれば、前記コマンドを、データキャリアのＩＤデータを応答させるリクエストコマンドとする。即ち、リクエストコマンドの送信に対してデータキャリアがＩＤデータを応答するタイミングは、通信プロトコルで明確に規定されているものの１つであるから、タイミング比較を容易に行うことができる。
【０００８】
請求項７記載の通信装置によれば、測定手段は、応答データに含まれている特定のコードが受信されるタイミングを測定する。即ち、その特定のコードが受信された時点で、タイミングを容易に測定することができる。
請求項８記載の通信装置によれば、特定のコードを同期コードとする。即ち、同期コードは、通信装置が応答信号を受信する際に同期を取るために配置されているコードであるから、同期コードが受信された時点でタイミングを容易に測定することができる。
【０００９】
請求項９記載の通信装置によれば、同期判定手段は、搬送波発生手段が発生する搬送波周波数を変化させた場合に、測定手段によって測定される測定値が周波数の変化に応じて変化するか否かを確認して同期判定を行う。即ち、データキャリアが、通信装置が送信した搬送波を受信して応答を返していれば、搬送波周波数が変化するのに応じて測定手段が測定する値も変化するはずである。従って、斯様に判定を行うことで、同期判定を一層確実に行うことができる。
【００１０】
請求項１０記載の通信装置によれば、同期判定手段が「同期成立」と判断すると、受信した応答データを正規のデータと認識して受け入れるので、正規のデータキャリアが返信した応答データだけを以降の処理に使用することができる。
請求項１１記載の通信装置によれば、同期判定手段が「同期不成立」と判断すると、受信した応答データを破棄するので、不正な装置が送信したデータを確実に排除することができる。
請求項１２記載の通信装置によれば、同期判定手段が「同期不成立」と判断すると、警報手段に警報信号を出力させるので、不正な装置がデータを送信した場合に報知を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施例）
以下、本発明をデータキャリアたるＩＣカードに適用した場合の第１実施例について図１乃至図７を参照して説明する。図３は、ＩＣカードに対し、電波信号によりデータの読み書きを行うリーダライタの電気的構成を示す機能ブロック図である。リーダライタ（通信装置）１は、マイクロコンピュータで構成される処理回路（同期判定手段，コマンド送信手段）２によって制御される。動作電源回路４０は、アプリケーションに応じて商用交流電源若しくはバッテリより供給される電源より、リーダライタ１の動作電源を生成して出力する回路である。
【００１２】
符号化・復号化回路３，変調回路（変調手段）４には、キャリア発生器（搬送波発生手段）５より出力されるキャリア（搬送波）が与えられるようになっている。符号化・復号化回路３は、処理回路２より出力される送信データを符号化して変調回路４に出力する。変調回路４は、キャリアと、符号化・復号化回路３より出力される符号化された送信信号（変調信号）とを乗算することでＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調した被変調信号を増幅器６に出力し、増幅器６は、その信号を増幅してアンテナ（送受信手段）７に出力する。すると、電波信号がアンテナ７より外部に送信される。
【００１３】
アンテナ７には復調回路８の入力端子が接続されており、その復調回路８には、アンテナ７によって受信された電波信号が入力される。復調回路８によって復調された信号は符号化・復号化回路３に出力され、符号化・復号化回路３は、復調回路８によって復調されたアナログ受信信号を処理することで受信データを復号し、デジタルデータとして処理回路２に出力する。通信速度測定器（測定手段）９ａ及び通信位相測定器（測定手段）９ｂは、復調されたアナログ受信信号の通信速度及び位相を測定し、測定結果を処理回路２に出力するようになっている。
また、リーダライタ１は警報装置（警報手段）１０を備えている。警報装置１０は、処理回路２によって制御され、音声メッセージや警報音を出力したり、或いは、文字メッセージをディスプレイに表示させたり警報灯を点灯させるなどして警報表示を行うものである。尚、これらの警報の内、何れか１つのみを行うものであっても良いし、２つ以上を組み合わせて行うものであっても良い。
【００１４】
図４は、非接触式ＩＣカード（データキャリア）１１の電気的構成を示すものである。ＩＣカード１１は、リーダライタ１より送信されたキャリアをアンテナ１２を介して受信すると、動作電源回路１３においてキャリアを整流して動作電源を生成し、マイクロコンピュータで構成される処理回路１４及びその他の構成要素に供給する。また、キャリアは動作クロック抽出回路１５に与えられ、キャリア周期のクロック信号が抽出されると、それを６４分周したクロック信号が処理回路１４及び符号化・復号化回路１６に出力される。
【００１５】
そして、キャリアに重畳されているリーダライタ１からの送信データは復調回路１７によって復調され、符号化・復号化回路１６において復号化されると、処理回路１４に出力される。処理回路１４は、動作電源が供給されて起動すると、リーダライタ１からの送信データを受けて内部メモリ１４ａに記憶されているデータを読み出し、また、ライトコマンドが送信された場合は、そのコマンドに伴って送信されたデータを書き込む。
処理回路１４より出力される送信データは符号化・復号化回路１６においてマンチェスタ符号に符号化されると、変調回路１８に出力される。変調回路１８は、符号化されたデータによってキャリアを負荷変調した被変調信号をアンテナ１２に出力する。
【００１６】
図５は、リーダライタ１とＩＣカード１１との間で行う通信シーケンスの一例を示すものである。リーダライタ１（Ｒ／Ｗ）がＩＣカード１１に対してリクエストコマンドを送信すると、ＩＣカード１１は、自身に割り当てられている例えば２２バイトのＩＤデータをリーダライタ１側に返信する（ＩＤ応答）。また、リーダライタ１がＩＣカード１１に対してＲｅａｄコマンドを送信すると、ＩＣカード１１は、所定量（例えば２０６バイト）のデータをリーダライタ１側に返信する（データ応答）。
【００１７】
図６は、リーダライタ１より送信されるキャリアと、ＩＣカード１１より返信される応答信号との関係を示す波形図である。ＩＣカード１１側では、キャリアを６４分周したクロック信号に基づいて、マンチェスタ符号化したデータを応答データとして生成出力する。従って、キャリア周波数をｆｃ（例えば、１３．５６ＭＨｚ）とすると、応答データの１ビット送信時間、即ち通信速度は６４／ｆｃとなる関係にある。
【００１８】
また、図７は、ＩＣカード１１の電気的構成を模擬して作成されるＩＣカード模擬装置２１の構成を想定したものである。即ち、ＩＣカード１１の動作電源回路１３及び動作クロック抽出回路１５に替えて、キャリアの供給とは無関係に動作電源及び動作クロックを生成する回路２２及び２３が配置されている。従って、ＩＣカード模擬装置２１は、リーダライタ１が送信するキャリアの供給を受けずとも、独自に応答データを送信することが可能となる。
【００１９】
次に、本実施例の作用について図１及び図２も参照して説明する。図２は、リーダライタ１がＩＣカード１１の応答データを受信する場合に、処理回路２を中心として行われる制御内容を示すフローチャートである。また、図１は、図２の制御内容に対応するタイミングチャートであり、（ａ）はキャリア、（ｂ）はリーダライタ１の復調回路８によって復調された応答信号の波形を示す。
【００２０】
上述したように、リーダライタ１が、コマンドをキャリアに重畳させてＩＣカード１１に送信すると、ＩＣカード１１は応答信号を返信するが、その応答信号の冒頭には、図１に示すように、例えばデータ「０」を連続して送信する「プリアンブル」が付加されている。そのプリアンブルに続いて、「同期コード（図１では、データ「１０００１０００」）」が送信される。そして、プリアンブル末尾のデータ「０」から、同期コード冒頭のデータ「１」に切替わった時点がデータ受信の基準位置（タイミング）となり、そこを基点として受信が開始される。
【００２１】
リーダライタ１は、受信を開始すると、応答信号中のプリアンブルの受信を待つ（ステップＳ０）。リーダライタ１の通信速度測定器９ａは、応答信号のプリアンブルを受信している期間内に、プリアンブル通信速度を測定する（ステップＳ１）。例えば、プリアンブルが８ビット構成であれば、プリアンブルの送信時間を測定して「８」で除した値が通信速度となる。そして、処理回路２は、その通信速度が「６４／ｆｃ±α」であるか否かを判断する（ステップＳ２）。尚、「α」は許容誤差である。
【００２２】
ステップＳ２において、プリアンブルの通信速度が「６４／ｆｃ±α」とは異なる場合（「ＮＯ」）、その応答信号はキャリアに同期していない、つまり、キャリアを分周したクロックに基づいて生成されたデータではないと判断される。即ち、この場合は正規のＩＣカードによる応答信号ではなく、図７に示すようなＩＣカード模擬装置２１によって送信されたデータであるか、若しくは外来ノイズであると判断できる。従って、処理回路２は、その応答信号中のプリアンブルの受入れを拒否し、再度ステップＳ０に戻る。
一方、ステップＳ２において、プリアンブルの通信速度が「６４／ｆｃ±α」である場合（「ＹＥＳ」）、その応答信号はキャリアを分周したクロックに基づいて生成されたデータであり、キャリアに同期していると判断される。次に、同期コード以降の受信においては、通信位相測定器９ｂにより、応答信号の位相が基準受信信号の位相と同期するか否かを測定する。
【００２３】
具体的には、プリアンブルに続く基準位置を検出すると（ステップＳ３）、図１（ｃ）に示すように、その位置に同期してキャリアを６４分周した６４／ｆｃ周期の基準受信信号を生成する。その上で、この基準受信信号の位相に同期した位置で応答信号の復号処理を行なって応答データを復号する（ステップＳ４）。この復号の際に、基準受信信号と応答信号との位相ずれが大きい（例えば、位相ずれ許容値が１０〜２５％程度）と、応答データの復調が正しくできないように構成されている。この動作により、応答信号の位相が基準受信信号の位相と同期するか否かの測定が可能になる。
【００２４】
そして、データ長情報で指定された長さのデータ受信が完了すると（ステップＳ５，「ＹＥＳ」）、データ本体に続いて付加されているチェックコード（例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）など）を確認し（ステップＳ６）、その確認結果が「ＯＫ」であれば（ステップＳ７，「ＹＥＳ」）処理回路２は応答データを受け入れて（ステップＳ８）処理を終了する。即ち、この場合、受信された応答データは、基準受信信号（換言すれば、キャリア）に対して同期が取れた位相を受信が完了するまで維持していたことになる。
【００２５】
一方、ステップＳ７において、チェックコードの確認結果が「ＮＧ」である場合は（「ＮＯ」）、その応答データはやはりキャリアに同期しておらず、ＩＣカード模擬装置２１などによって送信されたデータである可能性が高い。従って、処理回路２はステップＳ９に移行し、応答データの受け入れを拒否して処理を終了する。尚、ステップＳ７における「ＯＫ」，「ＮＧ」はチェックコード値が適正か否かで判断するが、「ＮＧ」と判断する場合は、返信されたチェックコード自体は適正な値であってもキャリアと同期していない状態で送信が行われた結果、リーダライタ１側がデータ値を適正に読取ることができない場合も含んでいる。
【００２６】
従って、ステップＳ７における判断については、応答データ長が長いほど高い精度で判断を行うことができる。例えば、最終的に「ＯＫ」と判断するために許容されるデータビットの同期ずれが±１０％である場合に、ビット長が少なくともＩＤ応答データよりは長い、１２５バイト＝１０００ビットの応答データを返信させるようにすれば、１ビット当たり±０．０１％の精度で同期ずれを判断することが可能である。例えば、セラミック発振子の精度は０．５％程度であるから、ＩＣカード模擬装置２１の動作クロック回路２３がセラミック発振子を用いて構成されている場合に、同期ずれを確実に検出することができる。
【００２７】
以上のように本実施例によれば、リーダライタ１において、通信速度測定器９ａ及び通信位相測定器９ｂが、ＩＣカード１１により返信される応答信号の通信速度及び位相を測定すると、処理回路２は、その測定結果に基づいて応答信号とキャリアに基づいて設定される基準受信信号とが同期しているか否かを判定する。即ち、ＩＣカード１１が返信する応答信号は、キャリアに基づいて生成される信号であるから、双方の信号が同期していればそのＩＣカード１１はリーダライタ１が送信したキャリアを受信して応答を返したことになる。従って、通信対象が適正に構成されたものであるか否かを確実に判定することができる。
【００２８】
また、処理回路２は、同期判定を行う場合、ＩＣカード１１にビット数が１０００ビット程度の応答データを返信させるためのコマンドを送信するので、判定精度を確実に向上させることができる。そして、処理回路２は、「同期成立」と判断すると受信した応答データを正規のデータと認識して受け入れ、「同期不成立」と判断すると受信した応答データを破棄すると共に警報装置１０に警報信号を出力させるようにした。従って、正規のＩＣカード１１が返信した応答データだけを以降の処理に使用し、ＩＣカード模擬装置２１のように不正な装置が送信したデータを確実に排除することができる。そして、不正な装置がデータを送信した場合に、警報装置１０により報知を行うことができる。
【００２９】
（第２実施例）
図８及び図９は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第２実施例では、ＩＣカードが，標準規格であるＪＩＳ Ｘ６３２２−３（ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３−３）に準拠して構成されたものについて説明している。このＩＣカード１１では、第１実施例に対して、コマンド及び応答の形式、通信速度、タイミングなどが異なっている。
ここで、図８に示すように、リーダライタ１がＩＣカード１１に対してリクエストコマンドを送信した場合に、ＩＣカード１１が応答を返信するまでのタイミングを測定する。従って、第２実施例では、リーダライタ１に通信速度測定器９ａ及び通信位相測定器９ｂは不要となる。
【００３０】
図９は、処理回路（測定手段）２の制御内容を示すフローチャートである。先ず、リーダライタ１は、リクエストコマンドを送信すると（ステップＳ１１）、タイミング測定を開始する（ステップＳ１２）。送信されたリクエストコマンドを適正なＩＣカード１１が受信すれば、カード側の処理回路１４が内部処理を行った後、応答データの送信を開始する。
そして、ＩＣカード１１はＩＤ応答データを送信するが、処理回路２は、基準位置たる応答データの先頭を検出すると（ステップＳ１３，「ＹＥＳ」）タイミング測定を完了する（ステップＳ１４）。それから、１ビット単位毎に応答データを復号する（ステップＳ１５）。そして、データ受信が完了するまで受信を継続する（ステップＳ１６）。データ受信が完了した場合に、測定した応答タイミングが規定値（１１７２／ｆｃ）か否かを確認し、一致していれば受信データを受入れ（ステップＳ１７，「ＹＥＳ」）ステップＳ６に移行する。
【００３１】
一方、測定した応答タイミングが規定値に一致していないと判断した場合は（ステップＳ１７，「ＮＯ」）、応答データを返信してきたにもかかわらずその応答タイミングが異常であるという状況であり、図７に示すようなＩＣカード模擬装置２１によって送信されたデータである可能性が高い。従って、処理回路２はステップＳ９に移行する。
即ち、リーダライタがリクエストコマンドを送信してから、ＩＣカードがその応答を返すまでのタイミングは、ＪＩＳ Ｘ６３２２−３（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３−３）で規定されている通信プロトコルに従って定められている。従って、ステップＳ１７で「ＹＥＳ」と判断した場合、応答データはキャリアに同期していると判断することができる。即ち、第２実施例では、キャリア周波数ｆｃに基いて設定される応答タイミングが、基準応答タイミングとなる。
【００３２】
以上のように第２実施例によれば、処理回路２は、リクエストコマンドが、搬送波に重畳されて送信された時点からＩＤ応答データが返信された場合の応答タイミングを測定し、その応答タイミングと搬送波に基づいて設定される基準応答タイミングとを比較することで、搬送波と応答データとが同期しているか否かを判定する。従って、同期判定を、規定されているタイミングに基づいて容易に行うことができる。そして、処理回路２は、ＩＤ応答データに含まれている特定コードである同期コードを受信したタイミングを以って応答タイミングを測定するので、その応答タイミングを容易に測定することができる。
【００３３】
（第３実施例）
図１０及び図１１は本発明の第３実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。図１０に示すように、第３実施例のリーダライタ３１は、処理回路２，キャリア発生器５に替わる処理回路（同期判定手段，コマンド生成手段）３２，キャリア発生器３３を備えて構成されている。キャリア発生器（搬送波発生手段）３３は、キャリア周波数をｆｃ１，ｆｃ２に切替えて出力可能であり、その切替え制御は処理回路３２が行うようになっている。
【００３４】
図１１は、処理回路３２によって行われる制御内容を示すフローチャートである。処理回路３２は、先ず、キャリア発生器３３が周波数ｆｃ１のキャリアを出力するように選択を行い（ステップＳ２１）、そのキャリアを使用してＩＣカード１１との通信を行う（ステップＳ２２）。そして、ＩＣカード１１が返信した応答データが、キャリア周波数ｆｃ１に同期しているか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここでの判断は、例えば第１実施例のステップＳ１,Ｓ２やステップＳ６，Ｓ７、また、第２実施例のステップＳ１５の何れかを行えば良い。
【００３５】
ステップＳ２３において、ＩＣカード１１の応答がキャリア周波数ｆｃ１に同期していなければ（「ＮＯ」）非同期と判定されるので（ステップＳ２８）、ステップＳ１０と同様に警報装置１０を駆動して警報出力を行う（ステップＳ２９）。また、ステップＳ２３において、ＩＣカード１１の応答がキャリア周波数ｆｃ１に同期している場合（「ＹＥＳ」）、処理回路３２は、キャリア発生器３３が周波数ｆｃ２のキャリアを出力するように選択を行い（ステップＳ２４）、そのキャリアを使用してＩＣカード１１との通信を行う（ステップＳ２５）。
【００３６】
そして、処理回路３２は、ＩＣカード１１が返信した応答データが、キャリア周波数ｆｃ２に同期しているか否かを判断し（ステップＳ２６）、同期していなければ（「ＮＯ」）ステップＳ２８に移行する。一方、応答データがキャリア周波数ｆｃ２に同期していれば（「ＹＥＳ」）、この時点でＩＣカード１１の応答がキャリアに確実に同期していると判定される（ステップＳ２７）。
以上のように第３実施例によれば、処理回路３２は、キャリア発生器３３が発生するキャリア周波数を変化させた場合に、測定される値が周波数の変化に応じて変化するか否かを確認して同期判定を行うので、同期判定を一層確実に行うことができる。
【００３７】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形が可能である。
通信速度に替えて、応答データの周波数や位相を測定しても良い。
通信装置は、データを読み出す機能だけを備えるカードリーダであっても良い。
警報装置は、必要に応じて設ければ良い。
データキャリアはＩＣカード１１に限ることなく、ＲＦＩＤタグやこれらと同様の機能を備えている携帯電話機などであっても良い。
通信プロトコルは、ＪＩＳ Ｘ６３２２−３に限ることなく、各アプリケーションに応じて使用されるものに基づけば良い。
キャリアの分周比は「６４」に限ることなく、適宜設定すれば良い。
応答タイミングを測定するための特定コードは、同期コードに限ることはなく、例えば、プリアンブル（の末尾のビット）や、同期コードの次に受信されるデータ（の冒頭のビット）などでも良い。
例えば、通信装置が車両用のイモビライザに適用されている場合は、警報装置として、車両のホーンを鳴動させたり、ライト等を点滅させたりしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明をＩＣカードに適用した場合の第１実施例であり、（ａ）はキャリア、（ｂ）はリーダライタの復調回路によって復調された応答データの波形を示す図、（ｃ）は基準受信信号波形を示す図
【図２】リーダライタがＩＣカードの応答データを受信する場合に、処理回路を中心として行われる制御内容を示すフローチャート
【図３】リーダライタの電気的構成を示す機能ブロック図
【図４】非接触式ＩＣカードの電気的構成を示す機能ブロック図
【図５】リーダライタとＩＣカードとの間で行う通信シーケンスの一例を示す図
【図６】リーダライタより送信されるキャリアと、ＩＣカードより返信される応答信号との関係を示す波形図
【図７】ＩＣカードの電気的構成を模擬して作成されるＩＣカード模擬装置の構成を想定した図
【図８】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図９】図２の一部相当図
【図１０】本発明の第３実施例を示す図３相当図
【図１１】図２相当図
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１はリーダライタ（通信装置）、２は処理回路（同期判定手段，コマンド送信手段，測定手段）、４は変調回路（変調手段）、５はキャリア発生器（搬送波発生手段）、７はアンテナ（送受信手段）、９ａは通信速度測定器（測定手段）、９ｂは通信位相測定器（測定手段）、１１は接触式ＩＣカード（データキャリア）、１０は警報装置（警報手段）、３２は処理回路（同期判定手段，コマンド生成手段）、３３はキャリア発生器（搬送波発生手段）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触通信方式のデータキャリアとの間で通信を行う通信装置、及び前記通信に関する同期状態を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触通信方式のデータキャリアの１つであるＩＣカードは、カードリーダとの間で電波信号や電磁信号などを用いて通信を行うものであるから、カードリーダに対してはＩＣカードをかざすだけで通信が可能であり、利便性が極めて高い。例えば、特許文献１には、自動車のイグニッションキーに内蔵されるデータキャリアたるトランスポンダが、自動車側に設けられた送受信ＥＣＵとの間で非接触通信を行う構成が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１４２２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
その一方で、非接触で通信を行うＩＣカードには形状やサイズなどに制約が無く、例えば内部の通信を行うための回路を同様に構成することは比較的容易である。即ち、そのように構成すれば、カードリーダに対してＩＣカードと同様の応答信号を送信することが可能になってしまう。従って、カードリーダ側では、通信を行っているＩＣカードが正規のものかどうかが判別できないという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信対象であるデータキャリアが正規に構成されたものであるか否かを、通信結果に基づいて判別することが可能となる通信装置、及び通信同期状態判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の通信装置によれば、測定手段が、データキャリアからの応答信号と搬送波に基づいて設定される基準受信信号との同期状態を判定するための測定を行うと、同期判定手段は、その測定結果に基づいて前記双方の信号が同期しているか否かを判定する。即ち、データキャリアが返信する応答信号は搬送波に基づいて生成される信号であるから、双方の信号が同期していれば、そのデータキャリアは通信装置が送信した搬送波を受信して応答を返したことになる。従って、通信対象が適正に構成されたものであるか否かを確実に判定することができる。
【０００５】
請求項２記載の通信装置によれば、測定手段は、応答信号の通信速度、周期、位相のうち１つ以上を測定する。即ち、これらの何れかを測定すれば、応答信号が基準受信信号に対して同期しているか否かを容易に判定することができる。
請求項３記載の通信装置によれば、コマンド送信手段は、同期判定手段が判定を行う場合、データキャリアにＩＤデータよりもビット数が多い応答データを返信させるためのコマンドを送信する。即ち、同期状態の判定精度は、応答信号のデータビット数が多いほど向上する。従って、所定のバイト数で構成されるＩＤデータのビット数を上回る応答データをデータキャリアに返信させれば、判定精度を確実に向上させることができる。
【０００６】
請求項４記載の通信装置によれば、測定手段が、コマンド生成手段によって生成されたコマンドが、搬送波に重畳されて送信された時点から応答データが返信された場合の応答タイミングを測定すると、同期判定手段は、その応答タイミングと搬送波に基づいて設定される基準応答タイミングとを比較して、搬送波と応答データとが同期しているか否かを判定する。
即ち、請求項１について述べたように、データキャリアが返信する応答信号は搬送波に基づいて生成される信号であるから、データキャリアが、通信装置が送信した搬送波を受信して応答を返していれば、その応答を返すタイミングは基準応答タイミングに対して相関性を有しており、搬送波との同期関係が成立しているはずである。従って、測定した応答タイミングに基づけば、同期判定を確実に行うことができる。
【０００７】
請求項５記載の通信装置によれば、コマンド生成手段は、同期判定手段が判定を行う場合、通信プロトコルで応答タイミングが明確に規定されている応答データを返信させるコマンドを生成する。斯様に構成すれば、応答タイミングと基準応答タイミングとの比較を、規定されているタイミングに基づいて容易に行うことができる。
請求項６記載の通信装置によれば、前記コマンドを、データキャリアのＩＤデータを応答させるリクエストコマンドとする。即ち、リクエストコマンドの送信に対してデータキャリアがＩＤデータを応答するタイミングは、通信プロトコルで明確に規定されているものの１つであるから、タイミング比較を容易に行うことができる。
【０００８】
請求項７記載の通信装置によれば、測定手段は、応答データに含まれている特定のコードが受信されるタイミングを測定する。即ち、その特定のコードが受信された時点で、タイミングを容易に測定することができる。
請求項８記載の通信装置によれば、特定のコードを同期コードとする。即ち、同期コードは、通信装置が応答信号を受信する際に同期を取るために配置されているコードであるから、同期コードが受信された時点でタイミングを容易に測定することができる。
【０００９】
請求項９記載の通信装置によれば、同期判定手段は、搬送波発生手段が発生する搬送波周波数を変化させた場合に、測定手段によって測定される測定値が周波数の変化に応じて変化するか否かを確認して同期判定を行う。即ち、データキャリアが、通信装置が送信した搬送波を受信して応答を返していれば、搬送波周波数が変化するのに応じて測定手段が測定する値も変化するはずである。従って、斯様に判定を行うことで、同期判定を一層確実に行うことができる。
【００１０】
請求項１０記載の通信装置によれば、同期判定手段が「同期成立」と判断すると、受信した応答データを正規のデータと認識して受け入れるので、正規のデータキャリアが返信した応答データだけを以降の処理に使用することができる。
請求項１１記載の通信装置によれば、同期判定手段が「同期不成立」と判断すると、受信した応答データを破棄するので、不正な装置が送信したデータを確実に排除することができる。
請求項１２記載の通信装置によれば、同期判定手段が「同期不成立」と判断すると、警報手段に警報信号を出力させるので、不正な装置がデータを送信した場合に報知を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施例）
以下、本発明をデータキャリアたるＩＣカードに適用した場合の第１実施例について図１乃至図７を参照して説明する。図３は、ＩＣカードに対し、電波信号によりデータの読み書きを行うリーダライタの電気的構成を示す機能ブロック図である。リーダライタ（通信装置）１は、マイクロコンピュータで構成される処理回路（同期判定手段，コマンド送信手段）２によって制御される。動作電源回路４０は、アプリケーションに応じて商用交流電源若しくはバッテリより供給される電源より、リーダライタ１の動作電源を生成して出力する回路である。
【００１２】
符号化・復号化回路３，変調回路（変調手段）４には、キャリア発生器（搬送波発生手段）５より出力されるキャリア（搬送波）が与えられるようになっている。符号化・復号化回路３は、処理回路２より出力される送信データを符号化して変調回路４に出力する。変調回路４は、キャリアと、符号化・復号化回路３より出力される符号化された送信信号（変調信号）とを乗算することでＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調した被変調信号を増幅器６に出力し、増幅器６は、その信号を増幅してアンテナ（送受信手段）７に出力する。すると、電波信号がアンテナ７より外部に送信される。
【００１３】
アンテナ７には復調回路８の入力端子が接続されており、その復調回路８には、アンテナ７によって受信された電波信号が入力される。復調回路８によって復調された信号は符号化・復号化回路３に出力され、符号化・復号化回路３は、復調回路８によって復調されたアナログ受信信号を処理することで受信データを復号し、デジタルデータとして処理回路２に出力する。通信速度測定器（測定手段）９ａ及び通信位相測定器（測定手段）９ｂは、復調されたアナログ受信信号の通信速度及び位相を測定し、測定結果を処理回路２に出力するようになっている。
また、リーダライタ１は警報装置（警報手段）１０を備えている。警報装置１０は、処理回路２によって制御され、音声メッセージや警報音を出力したり、或いは、文字メッセージをディスプレイに表示させたり警報灯を点灯させるなどして警報表示を行うものである。尚、これらの警報の内、何れか１つのみを行うものであっても良いし、２つ以上を組み合わせて行うものであっても良い。
【００１４】
図４は、非接触式ＩＣカード（データキャリア）１１の電気的構成を示すものである。ＩＣカード１１は、リーダライタ１より送信されたキャリアをアンテナ１２を介して受信すると、動作電源回路１３においてキャリアを整流して動作電源を生成し、マイクロコンピュータで構成される処理回路１４及びその他の構成要素に供給する。また、キャリアは動作クロック抽出回路１５に与えられ、キャリア周期のクロック信号が抽出されると、それを６４分周したクロック信号が処理回路１４及び符号化・復号化回路１６に出力される。
【００１５】
そして、キャリアに重畳されているリーダライタ１からの送信データは復調回路１７によって復調され、符号化・復号化回路１６において復号化されると、処理回路１４に出力される。処理回路１４は、動作電源が供給されて起動すると、リーダライタ１からの送信データを受けて内部メモリ１４ａに記憶されているデータを読み出し、また、ライトコマンドが送信された場合は、そのコマンドに伴って送信されたデータを書き込む。
処理回路１４より出力される送信データは符号化・復号化回路１６においてマンチェスタ符号に符号化されると、変調回路１８に出力される。変調回路１８は、符号化されたデータによってキャリアを負荷変調した被変調信号をアンテナ１２に出力する。
【００１６】
図５は、リーダライタ１とＩＣカード１１との間で行う通信シーケンスの一例を示すものである。リーダライタ１（Ｒ／Ｗ）がＩＣカード１１に対してリクエストコマンドを送信すると、ＩＣカード１１は、自身に割り当てられている例えば２２バイトのＩＤデータをリーダライタ１側に返信する（ＩＤ応答）。また、リーダライタ１がＩＣカード１１に対してＲｅａｄコマンドを送信すると、ＩＣカード１１は、所定量（例えば２０６バイト）のデータをリーダライタ１側に返信する（データ応答）。
【００１７】
図６は、リーダライタ１より送信されるキャリアと、ＩＣカード１１より返信される応答信号との関係を示す波形図である。ＩＣカード１１側では、キャリアを６４分周したクロック信号に基づいて、マンチェスタ符号化したデータを応答データとして生成出力する。従って、キャリア周波数をｆｃ（例えば、１３．５６ＭＨｚ）とすると、応答データの１ビット送信時間、即ち通信速度は６４／ｆｃとなる関係にある。
【００１８】
また、図７は、ＩＣカード１１の電気的構成を模擬して作成されるＩＣカード模擬装置２１の構成を想定したものである。即ち、ＩＣカード１１の動作電源回路１３及び動作クロック抽出回路１５に替えて、キャリアの供給とは無関係に動作電源及び動作クロックを生成する回路２２及び２３が配置されている。従って、ＩＣカード模擬装置２１は、リーダライタ１が送信するキャリアの供給を受けずとも、独自に応答データを送信することが可能となる。
【００１９】
次に、本実施例の作用について図１及び図２も参照して説明する。図２は、リーダライタ１がＩＣカード１１の応答データを受信する場合に、処理回路２を中心として行われる制御内容を示すフローチャートである。また、図１は、図２の制御内容に対応するタイミングチャートであり、（ａ）はキャリア、（ｂ）はリーダライタ１の復調回路８によって復調された応答信号の波形を示す。
【００２０】
上述したように、リーダライタ１が、コマンドをキャリアに重畳させてＩＣカード１１に送信すると、ＩＣカード１１は応答信号を返信するが、その応答信号の冒頭には、図１に示すように、例えばデータ「０」を連続して送信する「プリアンブル」が付加されている。そのプリアンブルに続いて、「同期コード（図１では、データ「１０００１０００」）」が送信される。そして、プリアンブル末尾のデータ「０」から、同期コード冒頭のデータ「１」に切替わった時点がデータ受信の基準位置（タイミング）となり、そこを基点として受信が開始される。
【００２１】
リーダライタ１は、受信を開始すると、応答信号中のプリアンブルの受信を待つ（ステップＳ０）。リーダライタ１の通信速度測定器９ａは、応答信号のプリアンブルを受信している期間内に、プリアンブル通信速度を測定する（ステップＳ１）。例えば、プリアンブルが８ビット構成であれば、プリアンブルの送信時間を測定して「８」で除した値が通信速度となる。そして、処理回路２は、その通信速度が「６４／ｆｃ±α」であるか否かを判断する（ステップＳ２）。尚、「α」は許容誤差である。
【００２２】
ステップＳ２において、プリアンブルの通信速度が「６４／ｆｃ±α」とは異なる場合（「ＮＯ」）、その応答信号はキャリアに同期していない、つまり、キャリアを分周したクロックに基づいて生成されたデータではないと判断される。即ち、この場合は正規のＩＣカードによる応答信号ではなく、図７に示すようなＩＣカード模擬装置２１によって送信されたデータであるか、若しくは外来ノイズであると判断できる。従って、処理回路２は、その応答信号中のプリアンブルの受入れを拒否し、再度ステップＳ０に戻る。
一方、ステップＳ２において、プリアンブルの通信速度が「６４／ｆｃ±α」である場合（「ＹＥＳ」）、その応答信号はキャリアを分周したクロックに基づいて生成されたデータであり、キャリアに同期していると判断される。次に、同期コード以降の受信においては、通信位相測定器９ｂにより、応答信号の位相が基準受信信号の位相と同期するか否かを測定する。
【００２３】
具体的には、プリアンブルに続く基準位置を検出すると（ステップＳ３）、図１（ｃ）に示すように、その位置に同期してキャリアを６４分周した６４／ｆｃ周期の基準受信信号を生成する。その上で、この基準受信信号の位相に同期した位置で応答信号の復号処理を行なって応答データを復号する（ステップＳ４）。この復号の際に、基準受信信号と応答信号との位相ずれが大きい（例えば、位相ずれ許容値が１０〜２５％程度）と、応答データの復調が正しくできないように構成されている。この動作により、応答信号の位相が基準受信信号の位相と同期するか否かの測定が可能になる。
【００２４】
そして、データ長情報で指定された長さのデータ受信が完了すると（ステップＳ５，「ＹＥＳ」）、データ本体に続いて付加されているチェックコード（例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）など）を確認し（ステップＳ６）、その確認結果が「ＯＫ」であれば（ステップＳ７，「ＹＥＳ」）処理回路２は応答データを受け入れて（ステップＳ８）処理を終了する。即ち、この場合、受信された応答データは、基準受信信号（換言すれば、キャリア）に対して同期が取れた位相を受信が完了するまで維持していたことになる。
【００２５】
一方、ステップＳ７において、チェックコードの確認結果が「ＮＧ」である場合は（「ＮＯ」）、その応答データはやはりキャリアに同期しておらず、ＩＣカード模擬装置２１などによって送信されたデータである可能性が高い。従って、処理回路２はステップＳ９に移行し、応答データの受け入れを拒否して処理を終了する。尚、ステップＳ７における「ＯＫ」，「ＮＧ」はチェックコード値が適正か否かで判断するが、「ＮＧ」と判断する場合は、返信されたチェックコード自体は適正な値であってもキャリアと同期していない状態で送信が行われた結果、リーダライタ１側がデータ値を適正に読取ることができない場合も含んでいる。
【００２６】
従って、ステップＳ７における判断については、応答データ長が長いほど高い精度で判断を行うことができる。例えば、最終的に「ＯＫ」と判断するために許容されるデータビットの同期ずれが±１０％である場合に、ビット長が少なくともＩＤ応答データよりは長い、１２５バイト＝１０００ビットの応答データを返信させるようにすれば、１ビット当たり±０．０１％の精度で同期ずれを判断することが可能である。例えば、セラミック発振子の精度は０．５％程度であるから、ＩＣカード模擬装置２１の動作クロック回路２３がセラミック発振子を用いて構成されている場合に、同期ずれを確実に検出することができる。
【００２７】
以上のように本実施例によれば、リーダライタ１において、通信速度測定器９ａ及び通信位相測定器９ｂが、ＩＣカード１１により返信される応答信号の通信速度及び位相を測定すると、処理回路２は、その測定結果に基づいて応答信号とキャリアに基づいて設定される基準受信信号とが同期しているか否かを判定する。即ち、ＩＣカード１１が返信する応答信号は、キャリアに基づいて生成される信号であるから、双方の信号が同期していればそのＩＣカード１１はリーダライタ１が送信したキャリアを受信して応答を返したことになる。従って、通信対象が適正に構成されたものであるか否かを確実に判定することができる。
【００２８】
また、処理回路２は、同期判定を行う場合、ＩＣカード１１にビット数が１０００ビット程度の応答データを返信させるためのコマンドを送信するので、判定精度を確実に向上させることができる。そして、処理回路２は、「同期成立」と判断すると受信した応答データを正規のデータと認識して受け入れ、「同期不成立」と判断すると受信した応答データを破棄すると共に警報装置１０に警報信号を出力させるようにした。従って、正規のＩＣカード１１が返信した応答データだけを以降の処理に使用し、ＩＣカード模擬装置２１のように不正な装置が送信したデータを確実に排除することができる。そして、不正な装置がデータを送信した場合に、警報装置１０により報知を行うことができる。
【００２９】
（第２実施例）
図８及び図９は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第２実施例では、ＩＣカードが，標準規格であるＪＩＳ Ｘ６３２２−３（ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３−３）に準拠して構成されたものについて説明している。このＩＣカード１１では、第１実施例に対して、コマンド及び応答の形式、通信速度、タイミングなどが異なっている。
ここで、図８に示すように、リーダライタ１がＩＣカード１１に対してリクエストコマンドを送信した場合に、ＩＣカード１１が応答を返信するまでのタイミングを測定する。従って、第２実施例では、リーダライタ１に通信速度測定器９ａ及び通信位相測定器９ｂは不要となる。
【００３０】
図９は、処理回路（測定手段）２の制御内容を示すフローチャートである。先ず、リーダライタ１は、リクエストコマンドを送信すると（ステップＳ１１）、タイミング測定を開始する（ステップＳ１２）。送信されたリクエストコマンドを適正なＩＣカード１１が受信すれば、カード側の処理回路１４が内部処理を行った後、応答データの送信を開始する。
そして、ＩＣカード１１はＩＤ応答データを送信するが、処理回路２は、基準位置たる応答データの先頭を検出すると（ステップＳ１３，「ＹＥＳ」）タイミング測定を完了する（ステップＳ１４）。それから、１ビット単位毎に応答データを復号する（ステップＳ１５）。そして、データ受信が完了するまで受信を継続する（ステップＳ１６）。データ受信が完了した場合に、測定した応答タイミングが規定値（１１７２／ｆｃ）か否かを確認し、一致していれば受信データを受入れ（ステップＳ１７，「ＹＥＳ」）ステップＳ６に移行する。
【００３１】
一方、測定した応答タイミングが規定値に一致していないと判断した場合は（ステップＳ１７，「ＮＯ」）、応答データを返信してきたにもかかわらずその応答タイミングが異常であるという状況であり、図７に示すようなＩＣカード模擬装置２１によって送信されたデータである可能性が高い。従って、処理回路２はステップＳ９に移行する。
即ち、リーダライタがリクエストコマンドを送信してから、ＩＣカードがその応答を返すまでのタイミングは、ＪＩＳ Ｘ６３２２−３（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３−３）で規定されている通信プロトコルに従って定められている。従って、ステップＳ１７で「ＹＥＳ」と判断した場合、応答データはキャリアに同期していると判断することができる。即ち、第２実施例では、キャリア周波数ｆｃに基いて設定される応答タイミングが、基準応答タイミングとなる。
【００３２】
以上のように第２実施例によれば、処理回路２は、リクエストコマンドが、搬送波に重畳されて送信された時点からＩＤ応答データが返信された場合の応答タイミングを測定し、その応答タイミングと搬送波に基づいて設定される基準応答タイミングとを比較することで、搬送波と応答データとが同期しているか否かを判定する。従って、同期判定を、規定されているタイミングに基づいて容易に行うことができる。そして、処理回路２は、ＩＤ応答データに含まれている特定コードである同期コードを受信したタイミングを以って応答タイミングを測定するので、その応答タイミングを容易に測定することができる。
【００３３】
（第３実施例）
図１０及び図１１は本発明の第３実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。図１０に示すように、第３実施例のリーダライタ３１は、処理回路２，キャリア発生器５に替わる処理回路（同期判定手段，コマンド生成手段）３２，キャリア発生器３３を備えて構成されている。キャリア発生器（搬送波発生手段）３３は、キャリア周波数をｆｃ１，ｆｃ２に切替えて出力可能であり、その切替え制御は処理回路３２が行うようになっている。
【００３４】
図１１は、処理回路３２によって行われる制御内容を示すフローチャートである。処理回路３２は、先ず、キャリア発生器３３が周波数ｆｃ１のキャリアを出力するように選択を行い（ステップＳ２１）、そのキャリアを使用してＩＣカード１１との通信を行う（ステップＳ２２）。そして、ＩＣカード１１が返信した応答データが、キャリア周波数ｆｃ１に同期しているか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここでの判断は、例えば第１実施例のステップＳ１,Ｓ２やステップＳ６，Ｓ７、また、第２実施例のステップＳ１５の何れかを行えば良い。
【００３５】
ステップＳ２３において、ＩＣカード１１の応答がキャリア周波数ｆｃ１に同期していなければ（「ＮＯ」）非同期と判定されるので（ステップＳ２８）、ステップＳ１０と同様に警報装置１０を駆動して警報出力を行う（ステップＳ２９）。また、ステップＳ２３において、ＩＣカード１１の応答がキャリア周波数ｆｃ１に同期している場合（「ＹＥＳ」）、処理回路３２は、キャリア発生器３３が周波数ｆｃ２のキャリアを出力するように選択を行い（ステップＳ２４）、そのキャリアを使用してＩＣカード１１との通信を行う（ステップＳ２５）。
【００３６】
そして、処理回路３２は、ＩＣカード１１が返信した応答データが、キャリア周波数ｆｃ２に同期しているか否かを判断し（ステップＳ２６）、同期していなければ（「ＮＯ」）ステップＳ２８に移行する。一方、応答データがキャリア周波数ｆｃ２に同期していれば（「ＹＥＳ」）、この時点でＩＣカード１１の応答がキャリアに確実に同期していると判定される（ステップＳ２７）。
以上のように第３実施例によれば、処理回路３２は、キャリア発生器３３が発生するキャリア周波数を変化させた場合に、測定される値が周波数の変化に応じて変化するか否かを確認して同期判定を行うので、同期判定を一層確実に行うことができる。
【００３７】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形が可能である。
通信速度に替えて、応答データの周波数や位相を測定しても良い。
通信装置は、データを読み出す機能だけを備えるカードリーダであっても良い。
警報装置は、必要に応じて設ければ良い。
データキャリアはＩＣカード１１に限ることなく、ＲＦＩＤタグやこれらと同様の機能を備えている携帯電話機などであっても良い。
通信プロトコルは、ＪＩＳ Ｘ６３２２−３に限ることなく、各アプリケーションに応じて使用されるものに基づけば良い。
キャリアの分周比は「６４」に限ることなく、適宜設定すれば良い。
応答タイミングを測定するための特定コードは、同期コードに限ることはなく、例えば、プリアンブル（の末尾のビット）や、同期コードの次に受信されるデータ（の冒頭のビット）などでも良い。
例えば、通信装置が車両用のイモビライザに適用されている場合は、警報装置として、車両のホーンを鳴動させたり、ライト等を点滅させたりしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明をＩＣカードに適用した場合の第１実施例であり、（ａ）はキャリア、（ｂ）はリーダライタの復調回路によって復調された応答データの波形を示す図、（ｃ）は基準受信信号波形を示す図
【図２】リーダライタがＩＣカードの応答データを受信する場合に、処理回路を中心として行われる制御内容を示すフローチャート
【図３】リーダライタの電気的構成を示す機能ブロック図
【図４】非接触式ＩＣカードの電気的構成を示す機能ブロック図
【図５】リーダライタとＩＣカードとの間で行う通信シーケンスの一例を示す図
【図６】リーダライタより送信されるキャリアと、ＩＣカードより返信される応答信号との関係を示す波形図
【図７】ＩＣカードの電気的構成を模擬して作成されるＩＣカード模擬装置の構成を想定した図
【図８】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図９】図２の一部相当図
【図１０】本発明の第３実施例を示す図３相当図
【図１１】図２相当図
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１はリーダライタ（通信装置）、２は処理回路（同期判定手段，コマンド送信手段，測定手段）、４は変調回路（変調手段）、５はキャリア発生器（搬送波発生手段）、７はアンテナ（送受信手段）、９ａは通信速度測定器（測定手段）、９ｂは通信位相測定器（測定手段）、１１は接触式ＩＣカード（データキャリア）、１０は警報装置（警報手段）、３２は処理回路（同期判定手段，コマンド生成手段）、３３はキャリア発生器（搬送波発生手段）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の搬送波を発生させる搬送波発生手段と、
前記搬送波を非接触通信方式のデータキャリアに送信すると共に、当該データキャリアからの応答信号を受信する送受信手段と、
前記データキャリアからの応答信号と、前記搬送波に基づいて設定される基準受信信号との同期状態を判定するための測定を行う測定手段と、
前記測定の結果に基づいて、前記双方の信号が同期しているか否かを判定する同期判定手段とを備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記測定手段は、前記応答信号の通信速度、周期、位相のうち、１つ以上を測定することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
コマンドを生成し、前記搬送波に重畳させて前記データキャリアに送信するためのコマンド送信手段を備え、
前記コマンド送信手段は、前記同期判定手段が判定を行う場合、前記データキャリアにＩＤデータよりもビット数が多い応答データを返信させるためのコマンドを送信することを特徴とする請求項１又は２記載の通信装置。
【請求項４】
所定周波数の搬送波を発生させる搬送波発生手段と、
非接触通信方式のデータキャリアに所定の応答データを返信させるためのコマンドを生成するコマンド生成手段と、
前記コマンドを前記搬送波に重畳させる変調手段と、
前記コマンドが重畳された搬送波を前記データキャリアに送信すると共に、当該データキャリアからの応答データを受信する送受信手段と、
前記コマンドを送信した時点から、前記応答データが返信された場合の応答タイミングを測定する測定手段と、
前記応答タイミングと、前記搬送波に基づいて設定される基準応答タイミングとを比較することで、前記搬送波と前記応答データとが同期しているか否かを判定する同期判定手段とを備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項５】
前記コマンド生成手段は、前記同期判定手段が判定を行う場合、通信プロトコルによって応答タイミングが明確に規定されている応答データを返信させるためのコマンドを生成することを特徴とする請求項４記載の通信装置。
【請求項６】
前記コマンドは、データキャリアのＩＤデータを応答させるリクエストコマンドであることを特徴とする請求項５記載の通信装置。
【請求項７】
前記測定手段は、前記応答データに含まれている特定のコードが受信されるタイミングを測定することを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の通信装置。
【請求項８】
前記特定のコードは、同期コードであることを特徴とする請求項７記載の通信装置。
【請求項９】
前記搬送波発生手段は、搬送波周波数を２段階以上に変更可能に構成され、
前記同期判定手段は、前記搬送波発生手段が発生する搬送波周波数を変化させた場合に、前記測定手段によって測定される測定値が前記周波数の変化に応じて変化するか否かを確認して、同期判定を行うことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の通信装置。
【請求項１０】
前記同期判定手段が「同期成立」と判断すると、受信した応答データを正規のデータと認識して受け入れることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の通信装置。
【請求項１１】
前記同期判定手段が「同期不成立」と判断すると、受信した応答データを破棄することを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の通信装置。
【請求項１２】
音響又は光による警報信号を発生させる警報手段を備え、
前記同期判定手段が「同期不成立」と判断すると、前記警報手段に前記警報信号を出力させることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の通信装置。
【請求項１３】
所定周波数の搬送波を発生して非接触通信方式のデータキャリアに送信し、
前記データキャリアからの応答信号と、前記搬送波に基づいて設定される基準受信信号との同期状態を判定するための測定を行い、
前記測定の結果に基づいて、前記双方の信号が同期しているか否かを判定することを特徴とする通信同期状態判定方法。
【請求項１４】
前記応答信号の通信速度、周期、位相のうち、１つ以上を測定することを特徴とする請求項１３記載の通信同期状態判定方法。
【請求項１５】
前記同期判定を行う場合、前記データキャリアにＩＤデータよりもビット数が多い応答データを返信させるためのコマンドを生成し、前記搬送波に重畳させて前記データキャリアに送信することを特徴とする請求項１３又は１４記載の通信同期状態判定方法。
【請求項１６】
所定周波数の搬送波を発生し、
非接触通信方式のデータキャリアに所定の応答データを返信させるためのコマンドを生成し、前記コマンドを前記搬送波に重畳し、
前記コマンドが重畳された搬送波を前記データキャリアに送信すると共に、当該データキャリアからの応答データを受信し、
前記コマンドを送信した時点から、前記応答データが返信された場合の応答タイミングを測定し、
前記応答タイミングと、前記搬送波に基づいて設定される基準応答タイミングとを比較することで、前記搬送波と前記応答データとが同期しているか否かを判定することを特徴とする通信同期状態判定方法。
【請求項１７】
前記同期判定を行う場合、応答タイミングが通信プロトコルにより明確に規定されている応答データを返信させるためのコマンドを生成して送信することを特徴とする請求項１６記載の通信同期状態判定方法。
【請求項１８】
前記コマンドは、データキャリアのＩＤデータを応答させるリクエストコマンドであることを特徴とする請求項１７記載の通信同期状態判定方法。
【請求項１９】
前記応答データに含まれている特定のコードが受信されるタイミングを測定することを特徴とする請求項１６乃至１８の何れかに記載の通信同期状態判定方法。
【請求項２０】
前記特定のコードは、同期コードであることを特徴とする請求項１９記載の通信同期状態判定方法。
【請求項２１】
搬送波周波数を変化させた場合に測定される測定値が、前記周波数の変化に応じて変化するか否かを確認して同期判定を行うことを特徴とする請求項１３乃至２０の何れかに記載の通信同期状態判定方法。
【請求項１】
所定周波数の搬送波を発生させる搬送波発生手段と、
前記搬送波を非接触通信方式のデータキャリアに送信すると共に、当該データキャリアからの応答信号を受信する送受信手段と、
前記データキャリアからの応答信号と、前記搬送波に基づいて設定される基準受信信号との同期状態を判定するための測定を行う測定手段と、
前記測定の結果に基づいて、前記双方の信号が同期しているか否かを判定する同期判定手段とを備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記測定手段は、前記応答信号の通信速度、周期、位相のうち、１つ以上を測定することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
コマンドを生成し、前記搬送波に重畳させて前記データキャリアに送信するためのコマンド送信手段を備え、
前記コマンド送信手段は、前記同期判定手段が判定を行う場合、前記データキャリアにＩＤデータよりもビット数が多い応答データを返信させるためのコマンドを送信することを特徴とする請求項１又は２記載の通信装置。
【請求項４】
所定周波数の搬送波を発生させる搬送波発生手段と、
非接触通信方式のデータキャリアに所定の応答データを返信させるためのコマンドを生成するコマンド生成手段と、
前記コマンドを前記搬送波に重畳させる変調手段と、
前記コマンドが重畳された搬送波を前記データキャリアに送信すると共に、当該データキャリアからの応答データを受信する送受信手段と、
前記コマンドを送信した時点から、前記応答データが返信された場合の応答タイミングを測定する測定手段と、
前記応答タイミングと、前記搬送波に基づいて設定される基準応答タイミングとを比較することで、前記搬送波と前記応答データとが同期しているか否かを判定する同期判定手段とを備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項５】
前記コマンド生成手段は、前記同期判定手段が判定を行う場合、通信プロトコルによって応答タイミングが明確に規定されている応答データを返信させるためのコマンドを生成することを特徴とする請求項４記載の通信装置。
【請求項６】
前記コマンドは、データキャリアのＩＤデータを応答させるリクエストコマンドであることを特徴とする請求項５記載の通信装置。
【請求項７】
前記測定手段は、前記応答データに含まれている特定のコードが受信されるタイミングを測定することを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の通信装置。
【請求項８】
前記特定のコードは、同期コードであることを特徴とする請求項７記載の通信装置。
【請求項９】
前記搬送波発生手段は、搬送波周波数を２段階以上に変更可能に構成され、
前記同期判定手段は、前記搬送波発生手段が発生する搬送波周波数を変化させた場合に、前記測定手段によって測定される測定値が前記周波数の変化に応じて変化するか否かを確認して、同期判定を行うことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の通信装置。
【請求項１０】
前記同期判定手段が「同期成立」と判断すると、受信した応答データを正規のデータと認識して受け入れることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の通信装置。
【請求項１１】
前記同期判定手段が「同期不成立」と判断すると、受信した応答データを破棄することを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の通信装置。
【請求項１２】
音響又は光による警報信号を発生させる警報手段を備え、
前記同期判定手段が「同期不成立」と判断すると、前記警報手段に前記警報信号を出力させることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の通信装置。
【請求項１３】
所定周波数の搬送波を発生して非接触通信方式のデータキャリアに送信し、
前記データキャリアからの応答信号と、前記搬送波に基づいて設定される基準受信信号との同期状態を判定するための測定を行い、
前記測定の結果に基づいて、前記双方の信号が同期しているか否かを判定することを特徴とする通信同期状態判定方法。
【請求項１４】
前記応答信号の通信速度、周期、位相のうち、１つ以上を測定することを特徴とする請求項１３記載の通信同期状態判定方法。
【請求項１５】
前記同期判定を行う場合、前記データキャリアにＩＤデータよりもビット数が多い応答データを返信させるためのコマンドを生成し、前記搬送波に重畳させて前記データキャリアに送信することを特徴とする請求項１３又は１４記載の通信同期状態判定方法。
【請求項１６】
所定周波数の搬送波を発生し、
非接触通信方式のデータキャリアに所定の応答データを返信させるためのコマンドを生成し、前記コマンドを前記搬送波に重畳し、
前記コマンドが重畳された搬送波を前記データキャリアに送信すると共に、当該データキャリアからの応答データを受信し、
前記コマンドを送信した時点から、前記応答データが返信された場合の応答タイミングを測定し、
前記応答タイミングと、前記搬送波に基づいて設定される基準応答タイミングとを比較することで、前記搬送波と前記応答データとが同期しているか否かを判定することを特徴とする通信同期状態判定方法。
【請求項１７】
前記同期判定を行う場合、応答タイミングが通信プロトコルにより明確に規定されている応答データを返信させるためのコマンドを生成して送信することを特徴とする請求項１６記載の通信同期状態判定方法。
【請求項１８】
前記コマンドは、データキャリアのＩＤデータを応答させるリクエストコマンドであることを特徴とする請求項１７記載の通信同期状態判定方法。
【請求項１９】
前記応答データに含まれている特定のコードが受信されるタイミングを測定することを特徴とする請求項１６乃至１８の何れかに記載の通信同期状態判定方法。
【請求項２０】
前記特定のコードは、同期コードであることを特徴とする請求項１９記載の通信同期状態判定方法。
【請求項２１】
搬送波周波数を変化させた場合に測定される測定値が、前記周波数の変化に応じて変化するか否かを確認して同期判定を行うことを特徴とする請求項１３乃至２０の何れかに記載の通信同期状態判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−３２４７６２（Ｐ２００６−３２４７６２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４４０００（Ｐ２００５−１４４０００）
【出願日】平成１７年５月１７日（２００５．５．１７）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１７日（２００５．５．１７）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]