電磁トランスポンダのチャージ変調方法
【課題】データを読み取り／書き込み端末に伝送するための新規のトランスポンダのチャージの（逆）変調方法を提供する。
【解決手段】本発明は、電磁トランスポンダ（１０′）により送信されるべきデータ（Ｄ）を、電磁トランスポンダが含む発振回路の負荷を変調する少なくとも１つの抵抗要素及び／又はキャパシタンス要素を用いて変調する方法に関する。本発明においては、減衰関数（１９）による、送信されるべきデータフローを、読み取り／書き込み端末（１′）から受信される構造メッセージ（ＳＲＦＵ）により選択されるスペクトラム拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））に結合することからなる。
【解決手段】本発明は、電磁トランスポンダ（１０′）により送信されるべきデータ（Ｄ）を、電磁トランスポンダが含む発振回路の負荷を変調する少なくとも１つの抵抗要素及び／又はキャパシタンス要素を用いて変調する方法に関する。本発明においては、減衰関数（１９）による、送信されるべきデータフローを、読み取り／書き込み端末（１′）から受信される構造メッセージ（ＳＲＦＵ）により選択されるスペクトラム拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））に結合することからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁トランスポンダを伴うデータ伝送システムに関し、より特定的には、非接触式及び無線式電磁トランスポンダから読み取り／書き込み端末へのデータ伝送に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明が適用される電磁トランスポンダは、より具体的には、自立した電源を持たないトランシーバであり、この電磁トランスポンダに含まれている電子回路に必要な電力を、読み取り／書き込み端末のアンテナが放射する電磁界から抽出するものである。こうした電磁トランスポンダは、トランスポンダ側及び読み取り／書き込み端末側で発振回路を使用する。これらの発振回路は、トランスポンダが読み取り／書き込み端末の電磁界領域（以下、フィールド）に入ると近接した電磁界により結合される。
【０００３】
図１は、読み取り／書き込み端末１（ＳＴＡ）とトランスポンダ１０（ＣＡＲ）との間のデータ交換の従来例を非常に概略的にかつ機能的に示している。
【０００４】
一般に、端末１は、参照電圧（通常グランド電圧）である端末２ｍと、増幅器即ちアンテナ結合器３（ＣＰＬＤ）の出力端末２ｐとの間にキャパシタＣ１及び抵抗器Ｒ１と直列接続されたインダクタンスＬ１で構成された発振回路から基本的に構成されている。増幅器３は、変調器４（ＭＯＤ）から発せられた高周波送信信号Ｔｘを受信する。変調器４は、参照周波数ｆと、必要であれば、送信されるべきデータ信号ＤＡＴＡとを受信する。端末１からトランスポンダ１０へのデータ伝送が全くない場合、信号Ｔｘは、トランスポンダ１０がフィールドに入った場合にこのトランスポンダを作動させる電源としてのみ使用される。伝送されるべきデータは、通常、デジタルシステム、例えばマイクロプロセッサ５（μｐ）から発せられる。キャパシタＣ１とインダクタンスＬ１との接続点は、例えば図１に示される例では、復調器７（ＤＥＭ）を対象とした、トランスポンダ１０から受信されるデータ信号Ｒｘをサンプリングするための端子を構成している。復調器７の出力は、受信したデータＲＤを（場合によっては、図示されていない復号器を介して）マイクロプロセッサ５に伝える。復調器７は、通常、復調器４と同一の周波数ｆを受信し、一般には振幅の復調である、復調用のクロック又は参照信号を生成する。復調は、キャパシタの端子間ではなく、インダクタンスの端子間でサンプルリングされた信号から行われるかもしれない。マイクロプロセッサ５は、種々の入力／出力回路（キーボード、スクリーン、サーバへの送信手段など）及び／又は処理回路と通信する（ＢＵＳ ＥＸＴ）。ほとんどの場合、しかし必ずしも必要でないが、読み取り／書き込み端末は電源供給システムにより給電されている。
【０００５】
トランスポンダ１０側において、キャパシタＣ２と並列接続されたインダクタンスＬ２は、端末１の直列発振回路Ｌ１、Ｃ１により生成された磁界を感知するための（共振受信回路と呼ばれる）並列発振回路を構成する。トランスポンダ１０の共振回路Ｌ２、Ｃ２は、通常、端末１の発振回路Ｌ１、Ｃ１の共振周波数に同調されている。共振回路Ｌ２、Ｃ２の端子１１及び１２は整流ブリッジ１３（例えば、全波ブリッジ）の２つのＡＣ入力端子に接続されている。キャパシタＣａは、ブリッジから供給される整流電圧を平滑化し、電力を蓄積するために、ブリッジ１３の整流出力端子１４及び１５に接続されている。トランスポンダ１０が端末１のフィールド内にいるとき、高周波電圧が共振回路Ｌ２、Ｃ２間に生成される。ブリッジ１３によって整流されキャパシタＣａにより平滑化されたこの電圧は、電圧レギュレータ１６（ＲＥＧ）を介してトランスポンダの電子回路に供給される電源電圧となる。図１においてブロック１７（Ｐ）で示されるこれら電子回路は、マイクロコントローラ、多くの場合、端末１から受信される信号の復調器、及び端末へ情報を送信する変調器を含む。トランスポンダは、通常、（図示されていない接続により）整流前にキャパシタＣ２の両端間で再生される高周波信号から抽出されるクロックにより同期される。ほとんどの場合、トランスポンダ１０の全ての電子回路は、（例えば、スマートカードにより支持されるべき）同一のチップ内に集積化される。データをトランスポンダ１０から端末へ送信するために、回路１７に一体化された変調器が、共振回路Ｌ２、Ｃ２の変調（逆変調）段１８を制御する。この変調段は、通常、端子１４及び１５間に直列接続された少なくとも１つのスイッチＫ（例えば、トランジスタ）及び少なくとも１つの抵抗器Ｒ（又はキャパシタ）の構成をなしている。変更態様においては、この変調段１８はブリッジ１３の上流にある。スイッチＫは、端末１の発振回路における励振信号の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）よりかなり低い（通常、少なくとも１０以上の比で低い）いわゆる副搬送波周波数（例えば、８４７．５ＫＨｚ）で制御される。スイッチＫがオンであるとき、トランスポンダの発振回路は、回路１６及び１７により形成される負荷に関する付加的なダンピングを受け、それによりトランスポンダは高周波磁界からのかなりの量の電力をサンプリングする。端末１側では、増幅器３が高周波励振信号の振幅を一定に維持する。従って、トランスポンダの電力の変化は、アンテナＬ１における振幅及び電流位相の変化となる。この変化は端末１の復調器７により検出される。復調器７は、伝送されたバイナリデータを復元するために復号されるスイッチＫの制御信号のイメージである信号ＲＤを復元する。
【０００６】
図２は、例えばＩＳＯ標準１４４４３で与えられる、端末１からトランスポンダ１０へのデータ伝送の従来例を示している。図２は符号０１０１を送信するためのアンテナＬ１における励振信号Ｉの形状例を示している。現在使用されている変調は、搬送波（およそ７４ナノ秒の周期）の周波数ｆ（１３．５６ＭＨｚ）よりかなり低い１０６キロビット／秒の速度（１ビットがおよそ９．４マイクロ秒で伝送される速度）の振幅変調である。振幅変調は、例えば、トランスポンダ１０への供給の必要性から１００％より小さい変調速度で行われる。この変調速度は、２つの状態０及び１間のピーク振幅の差をこれら振幅の和で割った値（ａ−ｂ／ａ＋ｂ）で規定される。図２の例では、端末１からトランスポンダ１０へのビット伝送は搬送波の１２８半波長を必要とする。
【０００７】
図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、トランスポンダ１０から端末１へのデータ伝送の従来例を示している。図３（Ａ）は、回路１７により生成され及び端末に伝送される符号の一例０１０を示している。図３（Ｂ）は、逆変調スイッチＫの制御信号ｘ（ｔ）のこれに対応する波形を示している。図３（Ｃ）は、端末の復調器７により受信される信号Ｒｘのこれに対応する波形を示している。図３（Ｃ）では、信号Ｒｘが平滑化された状態で、つまり１３．５６ＭＨｚの高周波搬送波のリップルを含まない状態で示されている。さらに、単純化のために、伝送に関係する時間オフセットは考慮していない。トランスポンダ側では、逆変調は８４７．５ＫＨｚの副搬送波（およそ１．１８マイクロ秒の周期）を伴う抵抗方式又はキャパシタンス方式である。この逆変調は、例えば副搬送波周波数よりかなり低い１０６キロビット／秒のオーダ（桁）の速度のＢＰＳＫ（二相位相変調）方式の符号化に基づいている。どのような変調方式（例えば、振幅変調、位相変調、又は周波数変調）が使用されようと及びどのような方式（ＮＲＺ、ＮＲＺＩ、マンチェスタ、ＡＳＫ、ＢＰＳＫ等）のデータ符号化であろうと、逆変調は２つのバイナリ状態間でのシフトによりデジタル的に行われる。図３（Ｂ）に示されるように、信号ｘ（ｔ）は副搬送波周波数のパルス列で形成され、各回毎に状態が切り替わるので、１つのビットから次のビットへ通過する毎に位相反転が生じる。この位相シフトは、受信信号Ｒｘに反映され、端末が伝送されてきた符号を復元することを可能にする。
【０００８】
トランスポンダから端末への伝送は、雑音に関して特定の課題をもたらす。実際、異なるトランスポンダの構成要素、特にレギュレータ１６に含まれるチャージポンプ回路がしばしば副搬送波周波数に近い周波数でスィッチング雑音を発生させる。このような場合、信号ｘ（ｔ）が共振回路内で雑音によって汚染され、それが端末による復号をさらに困難にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、データを読み取り／書き込み端末に伝送するトランスポンダの負荷の新規な（逆）変調方法を提供することによりこの課題を解決することを目的とする。
【００１０】
本発明はまた、従来の逆変調（抵抗方式又はキャパシタンス方式）回路と互換性のある解決策を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明はまた、トランスポンダ回路の構造的（ハードウエア的）な変形を必要としない解決策を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの及びその他の目的を達成するために、本発明は、電磁トランスポンダにより送信されるべきデータを、電磁トランスポンダが含む発振回路の負荷を変調する少なくとも１つの抵抗要素及び／又はキャパシタンス要素を用いて変調する方法を提供する。本発明は、減衰関数により、送信されるべきデータフローを、読み取り／書き込み端末から受信される構造メッセージにより選択されるスペクトラム拡散シーケンスに結合することからなる。
【００１３】
本発明の実施態様によれば、上述の関数は排他的論理和である。
【００１４】
本発明の実施態様によれば、上述の拡散シーケンスは端末に含まれる復調器の動作範囲における平均周波数を有するという特徴を全てが有する一連のシーケンスから選択される。
【００１５】
本発明の実施態様によれば、端末からトランスポンダへ遠隔供給される搬送波の周波数は、拡散シーケンスを生成するためのクロックとして使用される。
【００１６】
本発明の実施態様によれば、上述の構造メッセージは、読み取り／書き込み端末によりループで送信される要求フレームで送信される。
【００１７】
本発明の実施態様によれば、上述の要求を受信するトランスポンダは、端末から受信されるバイナリメッセージに従って選択される拡散シーケンスを使用することによりフレームで応答する。
【００１８】
本発明の実施態様によれば、端末は異なる拡散シーケンスで行われる複数の応答を保存し、最高の品質で受信された応答に対応する構造メッセージを伴う最後の要求を送信する。
【００１９】
本発明の実施態様によれば、拡散シーケンスは送信データを暗号化する鍵を形成する。
【００２０】
本発明はまた、同一の関数により、信号を送信に使用されていたものと同一の拡散シーケンスに結合することからなる、電磁トランスポンダから受信される信号を復調する方法も提供する。
【００２１】
本発明はまた、発振回路と、デジタル的に符号化されたデータを送信する送信回路を含む電子回路と、上述の発振回路に結合される少なくとも１つの抵抗及び／又はキャパシタンス変調回路と、本発明の方法を実行する手段とを含む電磁トランスポンダを提供する。
【００２２】
本発明はまた、発振回路と、デジタル的に符号化されたデータを送信する送信回路を含む電子回路と、上述の発振回路と結合する変調回路と、上述の発振回路からサンプリングされる信号の復調器と、本発明の方法を実行する手段とを含む、電磁トランスポンダと通信する端末を提供する。
【００２３】
本発明の前述の目的、特徴、及び利点は、添付の図面に関連し以下の特定の実施形態の非限定的な記述で詳細に論じられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
同一の要素には異なる図面でも同一の参照符号を付され、それらは正確な縮尺を用いることなく描かれている。明確にするために、本発明の理解に必要な要素及び工程だけが図に示されかつ以下に記載される。特に、伝送されたバイナリデータを生成する及び使用する回路については詳しく述べない。また、これら回路は本発明の目的ではない。本発明は従来の構造で実現できる。
【００２５】
本発明の特徴は、スペクトラム拡散周波数を用いて（たぶん符号化後に）伝送されたバイナリデータのデジタル信号を変調することにある。本発明によれば、この拡散シーケンスは、伝送中の雑音不在によるその品質に関して利用可能な一連のシーケンスから選択される。
【００２６】
拡散シーケンスの使用は、多重伝送において公知である。このような用途においては、スペクトラム拡散シーケンスは、同じサポート（例えば、電話システム）において種々の伝送を区別するために使用される。ほとんどの場合、これら拡散シーケンスは各伝送の始めに無作為に選択される。これら多重路通信の１つで問題が生じると、送信電力は増大するが、拡散シーケンスは変更されない。
【００２７】
反対に、本発明は単一路の用途（アプリケーション）において、即ちトランスポンダから端末への通信において、その雑音特性に基づいて一連の所定のシーケンス（無作為選択ではない）から拡散シーケンスを選択することを提供する。
【００２８】
本発明の他の特徴は、使用されている拡散シーケンスをシステムの実時間の動作状況に適合させることである。この目的のために、本発明は、トランスポンダが応答するまで端末が周期的に質問フレームを送信するべく、端末とトランスポンダ間で交換する構造を利用している。従って、本発明は、好ましくは、このフレームを使用して、逆変調回路の構成の一部をフィールド内に存在するであろうトランスポンダに送信し、拡散シーケンスを選択し、受信データを端末が正しく利用できない場合にこの選択を変更することを提供する。
【００２９】
図４は、本発明の方法の実施に適合した読み取り／書き込み端末１′及びトランスポンダ１０′の実施形態を部分的にかつ非常に概略的に示している。単純化するために、端末１′側には、主にプロセッサ５（μＰ）と復調器７（ＤＥＭ）だけが示されており、残りの要素は従来の場合（図１）と同様である。同様に、トランスポンダ１０′側には、主に、処理回路を表すブロック１７と逆変調段を表すブロック１８だけが示されている。
【００３０】
図４は、２つの異なる拡散シーケンスについて図４の複数の点における特性信号を示すタイミング図であり、本発明の動作を示す図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）、並びに図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）を参照して説明される。
【００３１】
既に述べた通り、トランスポンダの回路１７は、端末に伝送されるべきバイナリデータのフローＤを生成する。これらのデータがすでに符号化されているか否かは重要ではない。
【００３２】
本発明によれば、フローＤ（図５（Ａ）又は図６（Ａ））は、例えば排他的論理和（ＸＯＲ）型関数１９により拡散シーケンスｃｉ（ｔ）と結合される。異なる拡散シーケンスｃｉ（ｔ）の２つの例が図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示されている。その結合の結果、逆変調段１８の制御信号ｅ（ｔ）が形成される。言い換えると、本発明の信号ｅ（ｔ）は、図１の従来のトランスポンダの信号ｘ（ｔ）と置き換わるものである。図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）は、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）のそれぞれの拡散シーケンスに対する信号ｅ（ｔ）のそれぞれの波形を示している。
【００３３】
読み取り／書き込み端末１′側では、復調器７が信号ｅ（ｔ）を復元する。この信号は、関数１９と同一型の関数（例えば、排他的論理和関数）によって、端末１′、例えばメモリ、にも備えられている同一のスペクトラム拡散シーケンスｃｉ（ｔ）と再び結合する（ブロック８）。ブロック８は、信号ＲＤ（図５（Ｄ）及び図６（Ｄ））をデータ利用回路５に提供する。
【００３４】
排他的論理和関数による結合は、簡易に実施できる点で好ましい実施形態である。しかしながら、他の任意の減衰関数（任意の組（ｘ、ｙ）に対し、ｆ（ｆ（ｘ、ｙ））＝（ｘ、ｙ））であるような関数ｆ）が選択され得る。重要なのは、端末側で、伝送するのに使用されたのと同一のスペクトラム拡散シーケンスを使用することにより、伝送されてきたデータを復元できることである。
【００３５】
機能的には、拡散シーケンスｃｉ（ｔ）の選択は、トランスポンダ１０′側では例えばマルチプレクサ２０により行われ、端末側ではマルチプレクサ９により行われる。マルチプレクサ２０及び９は、回路１７及び５内でそれぞれ形成される選択信号ＳＥＬＴ及びＳＥＬＲによりそれぞれ制御される。マルチプレクサ２０及び９は、ｎ個の拡散シーケンスｃ１（ｔ）…、Ｃｎ（ｔ）を受け取る。もちろん、復調を可能にするために、端末（信号ＳＥＬＲ）により選択される拡散シーケンスＣｉ（ｔ）は、伝送のためにトランスポンダ（信号ＳＥＬＴ）により選択されるものと同一でなければならない。
【００３６】
図５及び図６のタイミング図からわかるように、２つの異なる拡散シーケンスを用いて同一のデータフロー０１１０を伝送する場合（図５（Ｂ）及び図６（Ｂ））、復号の際に同一の拡散シーケンス（ブロック８）を使用すれば、端末がデータフローＲＤを復元することができる。
【００３７】
本発明によると、端末における復調器７の動作範囲の平均周波数を考慮することにより、ｎ個の拡散シーケンスが生成される。これにより、異なる拡散シーケンスを使用するにもかかわらず、復調器を変更する必要がない。ＩＳＯ１４４４３の端末の例を参照すると、復調器７が利用できる８４７．５ＫＨｚの周波数の近くにとどまるために、拡散シーケンスは、好ましくは全て平均周波数が６００ＫＨｚから１０００ＫＨｚの範囲にある。
【００３８】
拡散シーケンスの生成においては、端末により生成された搬送波周波数ｆを好ましくは使用する。この周波数は、実際、端末側及びトランスポンダ側で得ることができ、副搬送波周波数に対して少なくとも１０の比であることにより、互いに異なる拡散シーケンスの生成が可能となる。図示の例では、拡散シーケンスＣｉ（ｔ）の長さ（パターン繰り返し周波数）は、伝送されるべき２ビットの期間に任意に対応する。しかしながら、それぞれの拡散シーケンスの長さは重要ではない。即ち、それらは互いにシーケンスが異なり、８４７．５ＫＨｚの周波数の倍数に相当するか又は相当しない。唯一の制約は、シーケンスを生成するのに使用される周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）である。この周波数は、トランスポンダ及び端末の回路により使用可能なクロック周波数に適合しなければならず、シーケンスのパルスの最小幅と２つのパルス間の最小間隔を条件付ける。
【００３９】
利用可能な拡散シーケンスの数ｎは、トランスポンダと端末とのキャパシタンスにそれぞれ左右される。例えば、好ましい実施形態では、８から３２の一連の拡散シーケンスから選択される。
【００４０】
与えられたシステムにより使用可能な種々の拡散シーケンスは、前もって生成されてトランスポンダ及び端末のメモリに保存されているか、又は実時間で急いで生成される。重要なのは、拡散シーケンスの与えられた識別子に対して、相互に通信可能なトランスポンダ及び端末が同一の拡散シーケンスを使用することである。拡散シーケンスの生成には、特にシーケンスの長さに関しては、それ自体知られている技術を使用する。特に、実際の生成（選択ではない）には、（復調器が対応した平均周波数を考慮した）疑似乱数技術を使用する。
【００４１】
本発明の利点は、トランスポンダから端末方向への伝送における騒音の影響を最小限にできることである。選択されたシーケンスがいかなる騒音をも抑えられない場合においても、本発明の方法を実行することにより、容認できると考えられる伝送品質又は利用できる品質の中で最適な伝送品質を提供することを選択可能となる。伝送電力が増大する用途とは反対に、本発明は、電力が制限され増大することができない（電磁トランスポンダへ遠隔的に供給される）フィールドに適用される。
【００４２】
本発明の他の利点は、拡散シーケンスが伝送の暗号鍵としても使用され得ることである。従って、トランスポンダと端末との間のデータの盗用がさらに困難となる。
【００４３】
与えられた伝送に対する符号又は拡散シーケンスの選択は、異なる形式をとる。１つの例によれば、利用できる拡散符号の全てが調査され（例えば、順次連続的に）、端末は最適な伝送レベルを提供するものを選択する。その後、端末は、信号ＳＥＬＴを構成することができるように、この拡散シーケンスの識別子をトランスポンダに伝送する。他の例によれば、端末は、拡散シーケンスを次々に調査する際に、容認できる受信レベルを提供する最初のものを選択する。
【００４４】
好ましくは、拡散シーケンスは伝送の始めで選択される。本発明では、その後、電磁トランスポンダの伝送システムにおいて、端末への質問段階（フェーズ）が周期的に再生されるという事実を利用する。これらの段階は、その後、本発明によれば、拡散シーケンスを構成するために使用される。
【００４５】
図７は、読み取り／書き込み端末１′とそのアンテナＬ１、及び本発明によるトランスポンダ１０′とそのアンテナＬ２を非常に概略的に示している。従来、端末１′は、トランスポンダ１０′がそのアンテナＬ１により発せられるフィールド内に存在するときに、トランスポンダにより検知されるべきフレームＲＥＱＢを周期的に送ることにより、フィールド内のトランスポンダ１０′の存在を監視する。トランスポンダは、端末により伝送されたフレームＲＥＱＢを検知して復号すると、直ちに、アクノレッジフレームＡＴＱＢによって応答する。この応答は、従来のシステムでは、逆変調の副搬送波の速度で、発振回路に付加された負荷を切り替えることにより行われる。本発明によれば、この切り替えは、後述するように、選択された拡散シーケンスの速度で行われる。
【００４６】
ＩＳＯ標準１４４４３によると、フレームＲＥＱＢ及びフレームＡＴＱＢは特定のフォーマットを有する。しかしながら、本発明がこれらのフレームに限定されず、端末がフィールド内にたぶん存在するトランスポンダに周期的に質問メッセージを送信すると直ちに本発明が実行されること、及びトランスポンダがその領域内に存在すると直ちに特定のメッセージで応答することに注目すべきである。さらに、本発明は、同一の端末がいくつかのトランスポンダと通信するシステムにも適合する。
【００４７】
図８は、例として、ＩＳＯ標準１４４４３によるフレームＲＥＱＢの構造を示している。このフレームは、先頭に衝突防止プレフィクスを構成するＡｐｆバイト（Ａｎｔｉｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｐｒｅｆｉｘ Ｂｙｔｅ、衝突防止プレフィクスバイト）を含む。Ａｐｆバイトの後には、端末が目標とするアプリケーションの方式を表し、与えられたフレームＲＥＱＢにたぶん応答するべくトランスポンダを選択するために使用されるＡＦＩバイト（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｆａｍｉｌｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、アプリケーションファミリ識別子）が続く。ＡＦＩバイトの後には、衝突防止パラメータ化バイトＰＡＲＡＭが続き、その後には、通信エラーの検出を可能にし前述のバイトにおいて行われる演算を含む２バイトのＣＲＣ‐Ｂが続く。
【００４８】
この例では、本発明は、端末のフィールド内に存在する全てのトランスポンダにおける拡散シーケンスの選択の順序を送信するべく、好ましくはＰＡＲＡＭバイトのビットを使用する。実際に、ＩＳＯ標準１４４４３によるＰＡＲＡＭバイトの構造を表している図９に示されているように、先頭の３つのビットｂ１、ｂ２、ｂ３は衝突防止パラメータＭを設定するために使用され、他の５つのビットｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ７及びｂ８は自由である（ＳＲＦＵ）。従って、本発明は、好ましくは、望ましい拡散シーケンスを設定するために符号をトランスポンダに送信するべくこれら５つのビットを使用することを提供する。５つの利用可能なビットは、３２の可能な選択を表し、それは十分に広い（３２の拡散シーケンス）。
【００４９】
フレームＲＥＱＢを受信するトランスポンダは、ワードＰＡＲＡＭのビットｂ４からｂ８を、選択された拡散シーケンスとは異なる命令として解釈する。与えられたトランスポンダが、ビットｂ４からｂ８の全ての組み合わせを選択することができないかどうかは、特にメモリ容量の理由から利用できる拡散シーケンスを同数有しないことは大した問題ではない。重要なのは、与えられた符号について、前述した符号が端末と同じ拡散シーケンスを選択することにある。
【００５０】
トランスポンダは、フレームＲＥＱＢを復号すると、フレームＡＴＱＢによりそのことに応答する。標準１４４４３によるフレームＡＴＱＢは、１４バイトを備えている。
【００５１】
図１０は、フレームＡＴＱＢの内容の例を示している。先頭のバイトは固定値（例えば、数５０）を含む。次の３バイトはトランスポンダの識別子ＰＵＰＩ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｕｎｉｑｕｅ ＰＩＣＣ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、疑似固有ＰＩＣＣ識別子）を含む。次の４バイト（ＡＰＰＬＩ‐ＤＡＴＡ）は、トランスポンダに含まれるアプリケーションの方式を識別する。次の３バイト（ＰＲＯＴ‐ＩＮＦＯ）は、通信プロトコルに関する情報を含み、最後の２バイトＣＲＣ‐ＢはＣＲＣ演算を含む。
【００５２】
この応答ＡＴＱＢは、本発明によれば、ワードＰＡＲＡＭのビットｂ４及びｂ８により設定された組み合わせの関数である特定の拡散シーケンスを使用することにより行われる。読み取り側（端末１′）がメッセージＡＴＱＢを受信しそれを復号すると、読み取り側が受信したメッセージが十分な品質であるかどうか、特に雑音が多すぎるかどうかを決定することができる。
【００５３】
第１の実施形態によれば、閾値が、受信品質が満足できるものであるかどうかを決定するために端末側で使用される。この場合、ビットｂ４からｂ８の構成の異なる組み合わせが連続的にフレームＲＥＱＢに送られ、フレームＡＴＱＢが十分な品質を伴って受信されると直ちに、その他のフレームＲＥＱＢを伝送することなく通信の残りの部分まで見送られる。この最後のフレームＡＴＱＢの伝送に使用された拡散シーケンスは、新たなフレームＲＥＱＢが生成されるまでトランスポンダ１０′により引き続き使用される。
【００５４】
他の実施形態によれば、フレームＲＥＱＢは、全ての可能性を使用することにより及びそれぞれの応答フレームＡＴＱＢにより受信されたレベルを記憶することによりループで伝送される。最適な拡散シーケンスが端末により一旦決定されると、この端末はトランスポンダに対して望ましいシーケンスを設定するために、最後の要求ＲＥＱＢのワードＰＡＲＡＭを再び使用する。トランスポンダ側では、トランスポンダは、次のフレームＲＥＱＢまで、即ち次の伝送までフレームＲＥＱＢにより設定された構成を維持する。
【００５５】
種々の可能性は、伝送速度に完全に適合するものである。実際、要求ＲＥＱＢの通常の持続時間は３８０マイクロ秒のオーダであり、応答ＡＴＱＢの通常の持続時間は１ミリ秒のオーダである。これらは数百ミリ秒である端末の手前のトランスポンダの移動速度（例えば、スマートカードを保持している手の移動速度）に対して無視できる時間である。要求ＲＥＱＢを再開する前の端末とトランスポンダとの間の通常の伝送時間は一般に数十ミリ秒のオーダであり、これは本発明の方法を実行することにより、逆変調で使用される拡散シーケンスを設定するために必要な時間とも完全に適合する。
【００５６】
本発明の利点は、どのような起り得る妨害が存在しても、特にトランスポンダ自体により生成される雑音が存在しても、端末による受信の品質を最適化できることである。
【００５７】
本発明の他の利点は、動的な適合、即ちトランスポンダと端末との間における各交換動作に適合可能なことである。
【００５８】
本発明のさらに他の利点は、従来の端末の構成を変更する必要がないことである。標準１４４４３に対して、端末によってループで伝送されるフレームＲＥＱＢの特定のビットｂ４からｂ８を提供するだけで十分である。その後、復調器により受信されるデータの利用は、通常、ソフトウエア方式で実行され、拡散シーケンスとの排他的論理和の結合による本発明の実施は、ソフトウエアの変更だけを必要とし、構造的な変更は必要としない。変更態様として、本発明のハードウエアを実施するには、単一の排他的論理和ゲートとマルチプレクサとで十分である。同様に、本発明は、既存のトランスポンダの構造的な変更を必要とせず、マイクロプロセッサによって、選択された拡散シーケンスを送信されるべきデータに結合するシーケンスｅ（ｔ）を直接生成することにより、トランスポンダ側においてソフトウエア方式のみで実施される。
【００５９】
もちろん、本発明は、当業者が容易に思い浮かぶ様々な変更態様、修正、及び改良を含むものである。本発明についてＩＳＯ標準１４４４３に適合する好ましい実施形態に関して記述してきたが、本発明は、特に、その他の伝送システムに適合するように端末によるループ伝送のフレームを変更することも提供するものである。さらに、ハードウエア及び／又はソフトウエア手段による本発明の実際の実施は、上記で挙げられた機能的な指摘に基づいた当業者の能力の範囲内にある。さらにまた、適合された拡散シーケンスの生成、特にそれぞれの拡散シーケンスの長さの決定は、このような拡散シーケンスを生成する従来の方法を使用する当業者の能力の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明が適用される伝送システムの例を示している。
【図２】端末からトランスポンダ方向へのデータ伝送の従来例を示している。
【図３】トランスポンダから端末方向へのデータ伝送の従来例を示している。
【図４】本発明による伝送方法の実施形態を部分的及び概略的に示している。
【図５】本発明を実施することによるコード０１１０の伝送の第１の例を示している。
【図６】本発明を実施することによる同一コード０１１０の伝送の第２の例を示している。
【図７】本発明の好ましい実施形態による端末とトランスポンダとの間の通信システムを、簡易化した方法で非常に概略的に示している。
【図８】フィールド内に存在するであろうトランスポンダを対象とした端末からの質問フレームの例の構造を示している。
【図９】図８のフレームのワードの構造を示している。
【図１０】本発明の実施形態によるトランスポンダの応答フレームの例の構造を示している。
【符号の説明】
【００６１】
１、１′ 端末
３ 増幅器
４ 変調器
５ マイクロプロセッサ
７ 復調器
８ ブロック
９、２０ マルチプレクサ
１０、１０′ トランスポンダ
１１、１２ 端末
１３ 整流ブリッジ
１４、１５ 整流出力端末
１６ 電圧調整器
１７ 処理回路
１８ 逆変調ステージ
１９ 排他的論理和
ｆ 周波数
Ｃ１、Ｃ２、Ｃａ キャパシタ
Ｌ１、Ｌ２ インダクタンス
Ｒｘ データ信号
ＲＤ 受信データ
Ｄ フロー
ＲＤ 信号
ＳＥＬＴ、ＳＥＬＲ 選択信号
Ｌ１、Ｌ２ アンテナ
ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ７、ｂ８ ビット
Ｔｘ 高周波送信信号
Ｋ スイッチ
Ｒ 抵抗器
Ｉ 励振信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁トランスポンダを伴うデータ伝送システムに関し、より特定的には、非接触式及び無線式電磁トランスポンダから読み取り／書き込み端末へのデータ伝送に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明が適用される電磁トランスポンダは、より具体的には、自立した電源を持たないトランシーバであり、この電磁トランスポンダに含まれている電子回路に必要な電力を、読み取り／書き込み端末のアンテナが放射する電磁界から抽出するものである。こうした電磁トランスポンダは、トランスポンダ側及び読み取り／書き込み端末側で発振回路を使用する。これらの発振回路は、トランスポンダが読み取り／書き込み端末の電磁界領域（以下、フィールド）に入ると近接した電磁界により結合される。
【０００３】
図１は、読み取り／書き込み端末１（ＳＴＡ）とトランスポンダ１０（ＣＡＲ）との間のデータ交換の従来例を非常に概略的にかつ機能的に示している。
【０００４】
一般に、端末１は、参照電圧（通常グランド電圧）である端末２ｍと、増幅器即ちアンテナ結合器３（ＣＰＬＤ）の出力端末２ｐとの間にキャパシタＣ１及び抵抗器Ｒ１と直列接続されたインダクタンスＬ１で構成された発振回路から基本的に構成されている。増幅器３は、変調器４（ＭＯＤ）から発せられた高周波送信信号Ｔｘを受信する。変調器４は、参照周波数ｆと、必要であれば、送信されるべきデータ信号ＤＡＴＡとを受信する。端末１からトランスポンダ１０へのデータ伝送が全くない場合、信号Ｔｘは、トランスポンダ１０がフィールドに入った場合にこのトランスポンダを作動させる電源としてのみ使用される。伝送されるべきデータは、通常、デジタルシステム、例えばマイクロプロセッサ５（μｐ）から発せられる。キャパシタＣ１とインダクタンスＬ１との接続点は、例えば図１に示される例では、復調器７（ＤＥＭ）を対象とした、トランスポンダ１０から受信されるデータ信号Ｒｘをサンプリングするための端子を構成している。復調器７の出力は、受信したデータＲＤを（場合によっては、図示されていない復号器を介して）マイクロプロセッサ５に伝える。復調器７は、通常、復調器４と同一の周波数ｆを受信し、一般には振幅の復調である、復調用のクロック又は参照信号を生成する。復調は、キャパシタの端子間ではなく、インダクタンスの端子間でサンプルリングされた信号から行われるかもしれない。マイクロプロセッサ５は、種々の入力／出力回路（キーボード、スクリーン、サーバへの送信手段など）及び／又は処理回路と通信する（ＢＵＳ ＥＸＴ）。ほとんどの場合、しかし必ずしも必要でないが、読み取り／書き込み端末は電源供給システムにより給電されている。
【０００５】
トランスポンダ１０側において、キャパシタＣ２と並列接続されたインダクタンスＬ２は、端末１の直列発振回路Ｌ１、Ｃ１により生成された磁界を感知するための（共振受信回路と呼ばれる）並列発振回路を構成する。トランスポンダ１０の共振回路Ｌ２、Ｃ２は、通常、端末１の発振回路Ｌ１、Ｃ１の共振周波数に同調されている。共振回路Ｌ２、Ｃ２の端子１１及び１２は整流ブリッジ１３（例えば、全波ブリッジ）の２つのＡＣ入力端子に接続されている。キャパシタＣａは、ブリッジから供給される整流電圧を平滑化し、電力を蓄積するために、ブリッジ１３の整流出力端子１４及び１５に接続されている。トランスポンダ１０が端末１のフィールド内にいるとき、高周波電圧が共振回路Ｌ２、Ｃ２間に生成される。ブリッジ１３によって整流されキャパシタＣａにより平滑化されたこの電圧は、電圧レギュレータ１６（ＲＥＧ）を介してトランスポンダの電子回路に供給される電源電圧となる。図１においてブロック１７（Ｐ）で示されるこれら電子回路は、マイクロコントローラ、多くの場合、端末１から受信される信号の復調器、及び端末へ情報を送信する変調器を含む。トランスポンダは、通常、（図示されていない接続により）整流前にキャパシタＣ２の両端間で再生される高周波信号から抽出されるクロックにより同期される。ほとんどの場合、トランスポンダ１０の全ての電子回路は、（例えば、スマートカードにより支持されるべき）同一のチップ内に集積化される。データをトランスポンダ１０から端末へ送信するために、回路１７に一体化された変調器が、共振回路Ｌ２、Ｃ２の変調（逆変調）段１８を制御する。この変調段は、通常、端子１４及び１５間に直列接続された少なくとも１つのスイッチＫ（例えば、トランジスタ）及び少なくとも１つの抵抗器Ｒ（又はキャパシタ）の構成をなしている。変更態様においては、この変調段１８はブリッジ１３の上流にある。スイッチＫは、端末１の発振回路における励振信号の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）よりかなり低い（通常、少なくとも１０以上の比で低い）いわゆる副搬送波周波数（例えば、８４７．５ＫＨｚ）で制御される。スイッチＫがオンであるとき、トランスポンダの発振回路は、回路１６及び１７により形成される負荷に関する付加的なダンピングを受け、それによりトランスポンダは高周波磁界からのかなりの量の電力をサンプリングする。端末１側では、増幅器３が高周波励振信号の振幅を一定に維持する。従って、トランスポンダの電力の変化は、アンテナＬ１における振幅及び電流位相の変化となる。この変化は端末１の復調器７により検出される。復調器７は、伝送されたバイナリデータを復元するために復号されるスイッチＫの制御信号のイメージである信号ＲＤを復元する。
【０００６】
図２は、例えばＩＳＯ標準１４４４３で与えられる、端末１からトランスポンダ１０へのデータ伝送の従来例を示している。図２は符号０１０１を送信するためのアンテナＬ１における励振信号Ｉの形状例を示している。現在使用されている変調は、搬送波（およそ７４ナノ秒の周期）の周波数ｆ（１３．５６ＭＨｚ）よりかなり低い１０６キロビット／秒の速度（１ビットがおよそ９．４マイクロ秒で伝送される速度）の振幅変調である。振幅変調は、例えば、トランスポンダ１０への供給の必要性から１００％より小さい変調速度で行われる。この変調速度は、２つの状態０及び１間のピーク振幅の差をこれら振幅の和で割った値（ａ−ｂ／ａ＋ｂ）で規定される。図２の例では、端末１からトランスポンダ１０へのビット伝送は搬送波の１２８半波長を必要とする。
【０００７】
図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、トランスポンダ１０から端末１へのデータ伝送の従来例を示している。図３（Ａ）は、回路１７により生成され及び端末に伝送される符号の一例０１０を示している。図３（Ｂ）は、逆変調スイッチＫの制御信号ｘ（ｔ）のこれに対応する波形を示している。図３（Ｃ）は、端末の復調器７により受信される信号Ｒｘのこれに対応する波形を示している。図３（Ｃ）では、信号Ｒｘが平滑化された状態で、つまり１３．５６ＭＨｚの高周波搬送波のリップルを含まない状態で示されている。さらに、単純化のために、伝送に関係する時間オフセットは考慮していない。トランスポンダ側では、逆変調は８４７．５ＫＨｚの副搬送波（およそ１．１８マイクロ秒の周期）を伴う抵抗方式又はキャパシタンス方式である。この逆変調は、例えば副搬送波周波数よりかなり低い１０６キロビット／秒のオーダ（桁）の速度のＢＰＳＫ（二相位相変調）方式の符号化に基づいている。どのような変調方式（例えば、振幅変調、位相変調、又は周波数変調）が使用されようと及びどのような方式（ＮＲＺ、ＮＲＺＩ、マンチェスタ、ＡＳＫ、ＢＰＳＫ等）のデータ符号化であろうと、逆変調は２つのバイナリ状態間でのシフトによりデジタル的に行われる。図３（Ｂ）に示されるように、信号ｘ（ｔ）は副搬送波周波数のパルス列で形成され、各回毎に状態が切り替わるので、１つのビットから次のビットへ通過する毎に位相反転が生じる。この位相シフトは、受信信号Ｒｘに反映され、端末が伝送されてきた符号を復元することを可能にする。
【０００８】
トランスポンダから端末への伝送は、雑音に関して特定の課題をもたらす。実際、異なるトランスポンダの構成要素、特にレギュレータ１６に含まれるチャージポンプ回路がしばしば副搬送波周波数に近い周波数でスィッチング雑音を発生させる。このような場合、信号ｘ（ｔ）が共振回路内で雑音によって汚染され、それが端末による復号をさらに困難にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、データを読み取り／書き込み端末に伝送するトランスポンダの負荷の新規な（逆）変調方法を提供することによりこの課題を解決することを目的とする。
【００１０】
本発明はまた、従来の逆変調（抵抗方式又はキャパシタンス方式）回路と互換性のある解決策を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明はまた、トランスポンダ回路の構造的（ハードウエア的）な変形を必要としない解決策を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの及びその他の目的を達成するために、本発明は、電磁トランスポンダにより送信されるべきデータを、電磁トランスポンダが含む発振回路の負荷を変調する少なくとも１つの抵抗要素及び／又はキャパシタンス要素を用いて変調する方法を提供する。本発明は、減衰関数により、送信されるべきデータフローを、読み取り／書き込み端末から受信される構造メッセージにより選択されるスペクトラム拡散シーケンスに結合することからなる。
【００１３】
本発明の実施態様によれば、上述の関数は排他的論理和である。
【００１４】
本発明の実施態様によれば、上述の拡散シーケンスは端末に含まれる復調器の動作範囲における平均周波数を有するという特徴を全てが有する一連のシーケンスから選択される。
【００１５】
本発明の実施態様によれば、端末からトランスポンダへ遠隔供給される搬送波の周波数は、拡散シーケンスを生成するためのクロックとして使用される。
【００１６】
本発明の実施態様によれば、上述の構造メッセージは、読み取り／書き込み端末によりループで送信される要求フレームで送信される。
【００１７】
本発明の実施態様によれば、上述の要求を受信するトランスポンダは、端末から受信されるバイナリメッセージに従って選択される拡散シーケンスを使用することによりフレームで応答する。
【００１８】
本発明の実施態様によれば、端末は異なる拡散シーケンスで行われる複数の応答を保存し、最高の品質で受信された応答に対応する構造メッセージを伴う最後の要求を送信する。
【００１９】
本発明の実施態様によれば、拡散シーケンスは送信データを暗号化する鍵を形成する。
【００２０】
本発明はまた、同一の関数により、信号を送信に使用されていたものと同一の拡散シーケンスに結合することからなる、電磁トランスポンダから受信される信号を復調する方法も提供する。
【００２１】
本発明はまた、発振回路と、デジタル的に符号化されたデータを送信する送信回路を含む電子回路と、上述の発振回路に結合される少なくとも１つの抵抗及び／又はキャパシタンス変調回路と、本発明の方法を実行する手段とを含む電磁トランスポンダを提供する。
【００２２】
本発明はまた、発振回路と、デジタル的に符号化されたデータを送信する送信回路を含む電子回路と、上述の発振回路と結合する変調回路と、上述の発振回路からサンプリングされる信号の復調器と、本発明の方法を実行する手段とを含む、電磁トランスポンダと通信する端末を提供する。
【００２３】
本発明の前述の目的、特徴、及び利点は、添付の図面に関連し以下の特定の実施形態の非限定的な記述で詳細に論じられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
同一の要素には異なる図面でも同一の参照符号を付され、それらは正確な縮尺を用いることなく描かれている。明確にするために、本発明の理解に必要な要素及び工程だけが図に示されかつ以下に記載される。特に、伝送されたバイナリデータを生成する及び使用する回路については詳しく述べない。また、これら回路は本発明の目的ではない。本発明は従来の構造で実現できる。
【００２５】
本発明の特徴は、スペクトラム拡散周波数を用いて（たぶん符号化後に）伝送されたバイナリデータのデジタル信号を変調することにある。本発明によれば、この拡散シーケンスは、伝送中の雑音不在によるその品質に関して利用可能な一連のシーケンスから選択される。
【００２６】
拡散シーケンスの使用は、多重伝送において公知である。このような用途においては、スペクトラム拡散シーケンスは、同じサポート（例えば、電話システム）において種々の伝送を区別するために使用される。ほとんどの場合、これら拡散シーケンスは各伝送の始めに無作為に選択される。これら多重路通信の１つで問題が生じると、送信電力は増大するが、拡散シーケンスは変更されない。
【００２７】
反対に、本発明は単一路の用途（アプリケーション）において、即ちトランスポンダから端末への通信において、その雑音特性に基づいて一連の所定のシーケンス（無作為選択ではない）から拡散シーケンスを選択することを提供する。
【００２８】
本発明の他の特徴は、使用されている拡散シーケンスをシステムの実時間の動作状況に適合させることである。この目的のために、本発明は、トランスポンダが応答するまで端末が周期的に質問フレームを送信するべく、端末とトランスポンダ間で交換する構造を利用している。従って、本発明は、好ましくは、このフレームを使用して、逆変調回路の構成の一部をフィールド内に存在するであろうトランスポンダに送信し、拡散シーケンスを選択し、受信データを端末が正しく利用できない場合にこの選択を変更することを提供する。
【００２９】
図４は、本発明の方法の実施に適合した読み取り／書き込み端末１′及びトランスポンダ１０′の実施形態を部分的にかつ非常に概略的に示している。単純化するために、端末１′側には、主にプロセッサ５（μＰ）と復調器７（ＤＥＭ）だけが示されており、残りの要素は従来の場合（図１）と同様である。同様に、トランスポンダ１０′側には、主に、処理回路を表すブロック１７と逆変調段を表すブロック１８だけが示されている。
【００３０】
図４は、２つの異なる拡散シーケンスについて図４の複数の点における特性信号を示すタイミング図であり、本発明の動作を示す図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）、並びに図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）を参照して説明される。
【００３１】
既に述べた通り、トランスポンダの回路１７は、端末に伝送されるべきバイナリデータのフローＤを生成する。これらのデータがすでに符号化されているか否かは重要ではない。
【００３２】
本発明によれば、フローＤ（図５（Ａ）又は図６（Ａ））は、例えば排他的論理和（ＸＯＲ）型関数１９により拡散シーケンスｃｉ（ｔ）と結合される。異なる拡散シーケンスｃｉ（ｔ）の２つの例が図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示されている。その結合の結果、逆変調段１８の制御信号ｅ（ｔ）が形成される。言い換えると、本発明の信号ｅ（ｔ）は、図１の従来のトランスポンダの信号ｘ（ｔ）と置き換わるものである。図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）は、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）のそれぞれの拡散シーケンスに対する信号ｅ（ｔ）のそれぞれの波形を示している。
【００３３】
読み取り／書き込み端末１′側では、復調器７が信号ｅ（ｔ）を復元する。この信号は、関数１９と同一型の関数（例えば、排他的論理和関数）によって、端末１′、例えばメモリ、にも備えられている同一のスペクトラム拡散シーケンスｃｉ（ｔ）と再び結合する（ブロック８）。ブロック８は、信号ＲＤ（図５（Ｄ）及び図６（Ｄ））をデータ利用回路５に提供する。
【００３４】
排他的論理和関数による結合は、簡易に実施できる点で好ましい実施形態である。しかしながら、他の任意の減衰関数（任意の組（ｘ、ｙ）に対し、ｆ（ｆ（ｘ、ｙ））＝（ｘ、ｙ））であるような関数ｆ）が選択され得る。重要なのは、端末側で、伝送するのに使用されたのと同一のスペクトラム拡散シーケンスを使用することにより、伝送されてきたデータを復元できることである。
【００３５】
機能的には、拡散シーケンスｃｉ（ｔ）の選択は、トランスポンダ１０′側では例えばマルチプレクサ２０により行われ、端末側ではマルチプレクサ９により行われる。マルチプレクサ２０及び９は、回路１７及び５内でそれぞれ形成される選択信号ＳＥＬＴ及びＳＥＬＲによりそれぞれ制御される。マルチプレクサ２０及び９は、ｎ個の拡散シーケンスｃ１（ｔ）…、Ｃｎ（ｔ）を受け取る。もちろん、復調を可能にするために、端末（信号ＳＥＬＲ）により選択される拡散シーケンスＣｉ（ｔ）は、伝送のためにトランスポンダ（信号ＳＥＬＴ）により選択されるものと同一でなければならない。
【００３６】
図５及び図６のタイミング図からわかるように、２つの異なる拡散シーケンスを用いて同一のデータフロー０１１０を伝送する場合（図５（Ｂ）及び図６（Ｂ））、復号の際に同一の拡散シーケンス（ブロック８）を使用すれば、端末がデータフローＲＤを復元することができる。
【００３７】
本発明によると、端末における復調器７の動作範囲の平均周波数を考慮することにより、ｎ個の拡散シーケンスが生成される。これにより、異なる拡散シーケンスを使用するにもかかわらず、復調器を変更する必要がない。ＩＳＯ１４４４３の端末の例を参照すると、復調器７が利用できる８４７．５ＫＨｚの周波数の近くにとどまるために、拡散シーケンスは、好ましくは全て平均周波数が６００ＫＨｚから１０００ＫＨｚの範囲にある。
【００３８】
拡散シーケンスの生成においては、端末により生成された搬送波周波数ｆを好ましくは使用する。この周波数は、実際、端末側及びトランスポンダ側で得ることができ、副搬送波周波数に対して少なくとも１０の比であることにより、互いに異なる拡散シーケンスの生成が可能となる。図示の例では、拡散シーケンスＣｉ（ｔ）の長さ（パターン繰り返し周波数）は、伝送されるべき２ビットの期間に任意に対応する。しかしながら、それぞれの拡散シーケンスの長さは重要ではない。即ち、それらは互いにシーケンスが異なり、８４７．５ＫＨｚの周波数の倍数に相当するか又は相当しない。唯一の制約は、シーケンスを生成するのに使用される周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）である。この周波数は、トランスポンダ及び端末の回路により使用可能なクロック周波数に適合しなければならず、シーケンスのパルスの最小幅と２つのパルス間の最小間隔を条件付ける。
【００３９】
利用可能な拡散シーケンスの数ｎは、トランスポンダと端末とのキャパシタンスにそれぞれ左右される。例えば、好ましい実施形態では、８から３２の一連の拡散シーケンスから選択される。
【００４０】
与えられたシステムにより使用可能な種々の拡散シーケンスは、前もって生成されてトランスポンダ及び端末のメモリに保存されているか、又は実時間で急いで生成される。重要なのは、拡散シーケンスの与えられた識別子に対して、相互に通信可能なトランスポンダ及び端末が同一の拡散シーケンスを使用することである。拡散シーケンスの生成には、特にシーケンスの長さに関しては、それ自体知られている技術を使用する。特に、実際の生成（選択ではない）には、（復調器が対応した平均周波数を考慮した）疑似乱数技術を使用する。
【００４１】
本発明の利点は、トランスポンダから端末方向への伝送における騒音の影響を最小限にできることである。選択されたシーケンスがいかなる騒音をも抑えられない場合においても、本発明の方法を実行することにより、容認できると考えられる伝送品質又は利用できる品質の中で最適な伝送品質を提供することを選択可能となる。伝送電力が増大する用途とは反対に、本発明は、電力が制限され増大することができない（電磁トランスポンダへ遠隔的に供給される）フィールドに適用される。
【００４２】
本発明の他の利点は、拡散シーケンスが伝送の暗号鍵としても使用され得ることである。従って、トランスポンダと端末との間のデータの盗用がさらに困難となる。
【００４３】
与えられた伝送に対する符号又は拡散シーケンスの選択は、異なる形式をとる。１つの例によれば、利用できる拡散符号の全てが調査され（例えば、順次連続的に）、端末は最適な伝送レベルを提供するものを選択する。その後、端末は、信号ＳＥＬＴを構成することができるように、この拡散シーケンスの識別子をトランスポンダに伝送する。他の例によれば、端末は、拡散シーケンスを次々に調査する際に、容認できる受信レベルを提供する最初のものを選択する。
【００４４】
好ましくは、拡散シーケンスは伝送の始めで選択される。本発明では、その後、電磁トランスポンダの伝送システムにおいて、端末への質問段階（フェーズ）が周期的に再生されるという事実を利用する。これらの段階は、その後、本発明によれば、拡散シーケンスを構成するために使用される。
【００４５】
図７は、読み取り／書き込み端末１′とそのアンテナＬ１、及び本発明によるトランスポンダ１０′とそのアンテナＬ２を非常に概略的に示している。従来、端末１′は、トランスポンダ１０′がそのアンテナＬ１により発せられるフィールド内に存在するときに、トランスポンダにより検知されるべきフレームＲＥＱＢを周期的に送ることにより、フィールド内のトランスポンダ１０′の存在を監視する。トランスポンダは、端末により伝送されたフレームＲＥＱＢを検知して復号すると、直ちに、アクノレッジフレームＡＴＱＢによって応答する。この応答は、従来のシステムでは、逆変調の副搬送波の速度で、発振回路に付加された負荷を切り替えることにより行われる。本発明によれば、この切り替えは、後述するように、選択された拡散シーケンスの速度で行われる。
【００４６】
ＩＳＯ標準１４４４３によると、フレームＲＥＱＢ及びフレームＡＴＱＢは特定のフォーマットを有する。しかしながら、本発明がこれらのフレームに限定されず、端末がフィールド内にたぶん存在するトランスポンダに周期的に質問メッセージを送信すると直ちに本発明が実行されること、及びトランスポンダがその領域内に存在すると直ちに特定のメッセージで応答することに注目すべきである。さらに、本発明は、同一の端末がいくつかのトランスポンダと通信するシステムにも適合する。
【００４７】
図８は、例として、ＩＳＯ標準１４４４３によるフレームＲＥＱＢの構造を示している。このフレームは、先頭に衝突防止プレフィクスを構成するＡｐｆバイト（Ａｎｔｉｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｐｒｅｆｉｘ Ｂｙｔｅ、衝突防止プレフィクスバイト）を含む。Ａｐｆバイトの後には、端末が目標とするアプリケーションの方式を表し、与えられたフレームＲＥＱＢにたぶん応答するべくトランスポンダを選択するために使用されるＡＦＩバイト（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｆａｍｉｌｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、アプリケーションファミリ識別子）が続く。ＡＦＩバイトの後には、衝突防止パラメータ化バイトＰＡＲＡＭが続き、その後には、通信エラーの検出を可能にし前述のバイトにおいて行われる演算を含む２バイトのＣＲＣ‐Ｂが続く。
【００４８】
この例では、本発明は、端末のフィールド内に存在する全てのトランスポンダにおける拡散シーケンスの選択の順序を送信するべく、好ましくはＰＡＲＡＭバイトのビットを使用する。実際に、ＩＳＯ標準１４４４３によるＰＡＲＡＭバイトの構造を表している図９に示されているように、先頭の３つのビットｂ１、ｂ２、ｂ３は衝突防止パラメータＭを設定するために使用され、他の５つのビットｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ７及びｂ８は自由である（ＳＲＦＵ）。従って、本発明は、好ましくは、望ましい拡散シーケンスを設定するために符号をトランスポンダに送信するべくこれら５つのビットを使用することを提供する。５つの利用可能なビットは、３２の可能な選択を表し、それは十分に広い（３２の拡散シーケンス）。
【００４９】
フレームＲＥＱＢを受信するトランスポンダは、ワードＰＡＲＡＭのビットｂ４からｂ８を、選択された拡散シーケンスとは異なる命令として解釈する。与えられたトランスポンダが、ビットｂ４からｂ８の全ての組み合わせを選択することができないかどうかは、特にメモリ容量の理由から利用できる拡散シーケンスを同数有しないことは大した問題ではない。重要なのは、与えられた符号について、前述した符号が端末と同じ拡散シーケンスを選択することにある。
【００５０】
トランスポンダは、フレームＲＥＱＢを復号すると、フレームＡＴＱＢによりそのことに応答する。標準１４４４３によるフレームＡＴＱＢは、１４バイトを備えている。
【００５１】
図１０は、フレームＡＴＱＢの内容の例を示している。先頭のバイトは固定値（例えば、数５０）を含む。次の３バイトはトランスポンダの識別子ＰＵＰＩ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｕｎｉｑｕｅ ＰＩＣＣ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、疑似固有ＰＩＣＣ識別子）を含む。次の４バイト（ＡＰＰＬＩ‐ＤＡＴＡ）は、トランスポンダに含まれるアプリケーションの方式を識別する。次の３バイト（ＰＲＯＴ‐ＩＮＦＯ）は、通信プロトコルに関する情報を含み、最後の２バイトＣＲＣ‐ＢはＣＲＣ演算を含む。
【００５２】
この応答ＡＴＱＢは、本発明によれば、ワードＰＡＲＡＭのビットｂ４及びｂ８により設定された組み合わせの関数である特定の拡散シーケンスを使用することにより行われる。読み取り側（端末１′）がメッセージＡＴＱＢを受信しそれを復号すると、読み取り側が受信したメッセージが十分な品質であるかどうか、特に雑音が多すぎるかどうかを決定することができる。
【００５３】
第１の実施形態によれば、閾値が、受信品質が満足できるものであるかどうかを決定するために端末側で使用される。この場合、ビットｂ４からｂ８の構成の異なる組み合わせが連続的にフレームＲＥＱＢに送られ、フレームＡＴＱＢが十分な品質を伴って受信されると直ちに、その他のフレームＲＥＱＢを伝送することなく通信の残りの部分まで見送られる。この最後のフレームＡＴＱＢの伝送に使用された拡散シーケンスは、新たなフレームＲＥＱＢが生成されるまでトランスポンダ１０′により引き続き使用される。
【００５４】
他の実施形態によれば、フレームＲＥＱＢは、全ての可能性を使用することにより及びそれぞれの応答フレームＡＴＱＢにより受信されたレベルを記憶することによりループで伝送される。最適な拡散シーケンスが端末により一旦決定されると、この端末はトランスポンダに対して望ましいシーケンスを設定するために、最後の要求ＲＥＱＢのワードＰＡＲＡＭを再び使用する。トランスポンダ側では、トランスポンダは、次のフレームＲＥＱＢまで、即ち次の伝送までフレームＲＥＱＢにより設定された構成を維持する。
【００５５】
種々の可能性は、伝送速度に完全に適合するものである。実際、要求ＲＥＱＢの通常の持続時間は３８０マイクロ秒のオーダであり、応答ＡＴＱＢの通常の持続時間は１ミリ秒のオーダである。これらは数百ミリ秒である端末の手前のトランスポンダの移動速度（例えば、スマートカードを保持している手の移動速度）に対して無視できる時間である。要求ＲＥＱＢを再開する前の端末とトランスポンダとの間の通常の伝送時間は一般に数十ミリ秒のオーダであり、これは本発明の方法を実行することにより、逆変調で使用される拡散シーケンスを設定するために必要な時間とも完全に適合する。
【００５６】
本発明の利点は、どのような起り得る妨害が存在しても、特にトランスポンダ自体により生成される雑音が存在しても、端末による受信の品質を最適化できることである。
【００５７】
本発明の他の利点は、動的な適合、即ちトランスポンダと端末との間における各交換動作に適合可能なことである。
【００５８】
本発明のさらに他の利点は、従来の端末の構成を変更する必要がないことである。標準１４４４３に対して、端末によってループで伝送されるフレームＲＥＱＢの特定のビットｂ４からｂ８を提供するだけで十分である。その後、復調器により受信されるデータの利用は、通常、ソフトウエア方式で実行され、拡散シーケンスとの排他的論理和の結合による本発明の実施は、ソフトウエアの変更だけを必要とし、構造的な変更は必要としない。変更態様として、本発明のハードウエアを実施するには、単一の排他的論理和ゲートとマルチプレクサとで十分である。同様に、本発明は、既存のトランスポンダの構造的な変更を必要とせず、マイクロプロセッサによって、選択された拡散シーケンスを送信されるべきデータに結合するシーケンスｅ（ｔ）を直接生成することにより、トランスポンダ側においてソフトウエア方式のみで実施される。
【００５９】
もちろん、本発明は、当業者が容易に思い浮かぶ様々な変更態様、修正、及び改良を含むものである。本発明についてＩＳＯ標準１４４４３に適合する好ましい実施形態に関して記述してきたが、本発明は、特に、その他の伝送システムに適合するように端末によるループ伝送のフレームを変更することも提供するものである。さらに、ハードウエア及び／又はソフトウエア手段による本発明の実際の実施は、上記で挙げられた機能的な指摘に基づいた当業者の能力の範囲内にある。さらにまた、適合された拡散シーケンスの生成、特にそれぞれの拡散シーケンスの長さの決定は、このような拡散シーケンスを生成する従来の方法を使用する当業者の能力の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明が適用される伝送システムの例を示している。
【図２】端末からトランスポンダ方向へのデータ伝送の従来例を示している。
【図３】トランスポンダから端末方向へのデータ伝送の従来例を示している。
【図４】本発明による伝送方法の実施形態を部分的及び概略的に示している。
【図５】本発明を実施することによるコード０１１０の伝送の第１の例を示している。
【図６】本発明を実施することによる同一コード０１１０の伝送の第２の例を示している。
【図７】本発明の好ましい実施形態による端末とトランスポンダとの間の通信システムを、簡易化した方法で非常に概略的に示している。
【図８】フィールド内に存在するであろうトランスポンダを対象とした端末からの質問フレームの例の構造を示している。
【図９】図８のフレームのワードの構造を示している。
【図１０】本発明の実施形態によるトランスポンダの応答フレームの例の構造を示している。
【符号の説明】
【００６１】
１、１′ 端末
３ 増幅器
４ 変調器
５ マイクロプロセッサ
７ 復調器
８ ブロック
９、２０ マルチプレクサ
１０、１０′ トランスポンダ
１１、１２ 端末
１３ 整流ブリッジ
１４、１５ 整流出力端末
１６ 電圧調整器
１７ 処理回路
１８ 逆変調ステージ
１９ 排他的論理和
ｆ 周波数
Ｃ１、Ｃ２、Ｃａ キャパシタ
Ｌ１、Ｌ２ インダクタンス
Ｒｘ データ信号
ＲＤ 受信データ
Ｄ フロー
ＲＤ 信号
ＳＥＬＴ、ＳＥＬＲ 選択信号
Ｌ１、Ｌ２ アンテナ
ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ７、ｂ８ ビット
Ｔｘ 高周波送信信号
Ｋ スイッチ
Ｒ 抵抗器
Ｉ 励振信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁トランスポンダ（１０′）により送信されるべきデータ（Ｄ）を、前記電磁トランスポンダが含む発振回路の負荷を変調する少なくとも１つの抵抗要素及び／又はキャパシタンス要素を用いて変調する方法において、前記方法が、減衰関数（１９）により、送信されるべきデータフローを、読み取り／書き込み端末（１′）から受信される構造メッセージ（ＳＲＦＵ）により選択されるスペクトラム拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））に結合することからなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記関数（１９）が、排他的論理和であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））が、前記端末（１′）に含まれる復調器（７）の動作範囲における平均周波数を有するという特徴を全てが有する一連のシーケンスから選択されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記端末（１′）から前記トランスポンダ（１０′）へ遠隔供給される搬送波の周波数（ｆ）が、前記拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））を生成するクロックとして使用されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記構造メッセージ（ＳＲＦＵ）が、前記読み取り／書き込み端末（１′）によりループで送信される要求フレーム（ＲＥＱＢ）で送信されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記要求（ＲＥＱＢ）を受信するトランスポンダ（１０′）が、前記端末から受信される前記バイナリメッセージ（ＰＡＲＡＭ）に従って選択される拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））を使用することによりフレーム（ＡＴＱＢ）で応答することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記端末（１′）が、異なる拡散シーケンスを用いて行われる複数の応答（ＡＴＱＢ）を保存し、最高の品質で受信された応答に対応する構造メッセージを伴う最後の要求（ＲＥＱＢ）を送信することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記拡散シーケンスが、前記送信されたデータを暗号化する鍵を形成することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
電磁トランスポンダから受信しかつ請求項１から８のいずれか１項に記載の方法により変調されたデータを含む信号を復調する方法において、同一関数により、前記信号を送信に使用されていたものと同一の拡散シーケンスに結合することからなることを特徴とする方法。
【請求項１０】
発振回路（Ｌ２、Ｃ２）と、デジタル的に符号化されたデータを送信する送信回路を含む電子回路（１７）と、前記発振回路に結合される少なくとも１つの抵抗及び／又はキャパシタンス変調回路（１８）と、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法を実行する手段とを含むことを特徴とする電磁トランスポンダ。
【請求項１１】
発振回路（Ｌ１、Ｃ１）と、デジタル的に符号化されたデータを送信する送信回路を含む電子回路（５）と、前記発振回路と結合する変調回路（４）と、前記発振回路からサンプリングされる信号の復調器（７）と、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法を実行する手段とを含むことを特徴とする電磁トランスポンダ（１０′）と通信する端末（１′）。
【請求項１】
電磁トランスポンダ（１０′）により送信されるべきデータ（Ｄ）を、前記電磁トランスポンダが含む発振回路の負荷を変調する少なくとも１つの抵抗要素及び／又はキャパシタンス要素を用いて変調する方法において、前記方法が、減衰関数（１９）により、送信されるべきデータフローを、読み取り／書き込み端末（１′）から受信される構造メッセージ（ＳＲＦＵ）により選択されるスペクトラム拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））に結合することからなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記関数（１９）が、排他的論理和であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））が、前記端末（１′）に含まれる復調器（７）の動作範囲における平均周波数を有するという特徴を全てが有する一連のシーケンスから選択されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記端末（１′）から前記トランスポンダ（１０′）へ遠隔供給される搬送波の周波数（ｆ）が、前記拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））を生成するクロックとして使用されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記構造メッセージ（ＳＲＦＵ）が、前記読み取り／書き込み端末（１′）によりループで送信される要求フレーム（ＲＥＱＢ）で送信されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記要求（ＲＥＱＢ）を受信するトランスポンダ（１０′）が、前記端末から受信される前記バイナリメッセージ（ＰＡＲＡＭ）に従って選択される拡散シーケンス（ｃｉ（ｔ））を使用することによりフレーム（ＡＴＱＢ）で応答することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記端末（１′）が、異なる拡散シーケンスを用いて行われる複数の応答（ＡＴＱＢ）を保存し、最高の品質で受信された応答に対応する構造メッセージを伴う最後の要求（ＲＥＱＢ）を送信することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記拡散シーケンスが、前記送信されたデータを暗号化する鍵を形成することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
電磁トランスポンダから受信しかつ請求項１から８のいずれか１項に記載の方法により変調されたデータを含む信号を復調する方法において、同一関数により、前記信号を送信に使用されていたものと同一の拡散シーケンスに結合することからなることを特徴とする方法。
【請求項１０】
発振回路（Ｌ２、Ｃ２）と、デジタル的に符号化されたデータを送信する送信回路を含む電子回路（１７）と、前記発振回路に結合される少なくとも１つの抵抗及び／又はキャパシタンス変調回路（１８）と、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法を実行する手段とを含むことを特徴とする電磁トランスポンダ。
【請求項１１】
発振回路（Ｌ１、Ｃ１）と、デジタル的に符号化されたデータを送信する送信回路を含む電子回路（５）と、前記発振回路と結合する変調回路（４）と、前記発振回路からサンプリングされる信号の復調器（７）と、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法を実行する手段とを含むことを特徴とする電磁トランスポンダ（１０′）と通信する端末（１′）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００８−５０２１８９（Ｐ２００８−５０２１８９Ａ）
【公表日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１４０６２（Ｐ２００７−５１４０６２）
【出願日】平成１７年６月３日（２００５．６．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００５／０５０４１９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１２４６６７
【国際公開日】平成１７年１２月２９日（２００５．１２．２９）
【出願人】（５９１０３５１３９）エステーミクロエレクトロニクス ソシエテ アノニム (31)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月３日（２００５．６．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００５／０５０４１９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１２４６６７
【国際公開日】平成１７年１２月２９日（２００５．１２．２９）
【出願人】（５９１０３５１３９）エステーミクロエレクトロニクス ソシエテ アノニム (31)
【Ｆターム（参考）】
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