讀/寫器及其通信方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉對(duì)比
[0002] 本發(fā)明包含涉及2005年9月5日提交日本專利局的日本專利申請(qǐng)JP
2005-256969的主題,其全部內(nèi)容在此結(jié)合以資對(duì)比。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種與無線電通信終端通信的讀/寫器,該終端包括短距離無線電通信功能,其稱為非接觸IC卡等,并涉及該讀/寫器的通信方法。
背景技術(shù)
[0004] 近來,非接觸IC卡已廣泛用作為火車票、會(huì)員卡、雇員ID卡、商店的支付結(jié)算工具等。這種非接觸IC卡與讀/寫器在其近距離進(jìn)行無線電通信,并進(jìn)行鑒別處理。因而,非接觸IC卡可攜帶在錢包、通行盒等中使用,因而它與使用磁卡或其它卡的情形相比對(duì)于用戶要方便。
[0005] 另一方面,提出了一種非接觸IC卡(或具有與IC卡等效功能的電路組件),其裝到諸如移動(dòng)電話單元這樣的便攜式電子裝置中,其中使用這種裝置能夠進(jìn)行類似的鑒別和支付結(jié)算。注意,在IC卡功能單元組裝到便攜式終端的情形下,這樣的單元不必是卡形的;
然而,除非另有定義,在以下的說明中“IC卡”是指具有IC卡功能的單元。進(jìn)而,這類非接觸IC卡也稱為“RFID(射頻標(biāo)識(shí))”,“無線電IC標(biāo)簽”等。雖然如果每個(gè)用作單個(gè)單元?jiǎng)t非接觸IC卡本身可具有各種形狀,諸如像標(biāo)簽、硬幣、棒,但本說明書中為了方便都稱為“IC卡”。
[0006] 在使用讀/寫器進(jìn)行無線電通信的情形下,IC卡功能單元通過讀/寫器的電磁感應(yīng)操作。換言之,在IC卡側(cè)進(jìn)行從讀/寫器輸出的預(yù)定頻率載波的調(diào)諧處理,并通過ASK(振幅移動(dòng)鍵控)或其它方法調(diào)制檢測(cè)到的載波,然后數(shù)據(jù)被傳送到讀/寫器側(cè)。ASK調(diào)制是振幅調(diào)制,其中數(shù)字信號(hào)由載波振幅的差表示。
[0007] 圖1是表示讀/寫器與IC卡之間通信狀態(tài)的圖示。如這圖中所示,讀/寫器包括環(huán)形天線2,以便發(fā)送預(yù)定頻率的載波F1(x)。IC卡3還包括環(huán)形天線4,以便發(fā)送響應(yīng)波形F2(x),在其上通過環(huán)形天線進(jìn)行ASK調(diào)制。讀/寫器1中的環(huán)形天線2接收載波F1(x)和響應(yīng)波形F2(x)的波。
[0008] 日本專利申請(qǐng)JP 2003-67693(圖2)公開了一種非接觸IC卡。
發(fā)明內(nèi)容
[0009] 在IC卡功能單元與讀/寫器進(jìn)行無線電通信的情形下,通過讀/寫器的電磁感應(yīng)操作IC卡功能單元。因而,當(dāng)組裝到IC卡中的天線盡可能緊密靠近讀/寫器時(shí),基本上能夠精確進(jìn)行無線電通信。然而,在IC卡功能單元緊密靠近讀/寫器的情形下,可能有一定的點(diǎn)不能進(jìn)行通信。
[0010] 以下說明通信不能進(jìn)行的這種狀態(tài)的出現(xiàn)。具體來說,IC卡功能單元與讀/寫器之間的無線電通信在分別包含的專用天線之間進(jìn)行。兩個(gè)天線都調(diào)諧到載波頻率,并調(diào)節(jié)得使發(fā)送特性成為最優(yōu)化的。然而關(guān)于每一天線,由于在自由空間調(diào)節(jié)共振頻率,當(dāng)天線被耦合或當(dāng)天線與金屬體在短距離耦合時(shí),可能不能利用原來的特性。取決于耦合的狀態(tài),天線頻率失調(diào)及發(fā)送波形和接收波形之間的相位差變大,這引起相位在一定的點(diǎn)反向的現(xiàn)象。
[0011] 圖2示出從IC卡到讀/寫器之間的距離與讀/寫器的共振頻率之間的關(guān)系。當(dāng)IC卡與讀/寫器彼此靠近時(shí),到一定的點(diǎn)之前共振頻率fa幾乎不變,但當(dāng)超過這一定的點(diǎn)時(shí)該頻率上升。
[0012] 如果共振頻率有這樣的變化,則出現(xiàn)發(fā)送波形與接收波形之間的相位差。在非接觸IC卡中廣泛使用的ASK調(diào)制的情形下,使用發(fā)送和接收波構(gòu)成的復(fù)合波的數(shù)據(jù)振幅進(jìn)行通信。因而,當(dāng)波形之間的相位差處于中途狀態(tài)時(shí),數(shù)據(jù)振幅的變化被抵銷。出現(xiàn)抵銷的點(diǎn)稱為“零狀態(tài)”,因?yàn)橥ㄐ挪荒苓M(jìn)行。
[0013] 圖3、4和5的圖示表示關(guān)于IC卡功能單元與讀/寫器之間無線電通信狀態(tài)的例子。圖3A、4A和5A示出由讀/寫器發(fā)送的載波;圖3B、4B和5B示出ASK調(diào)制的響應(yīng)波形,而圖3C、4C和5C示出兩個(gè)波形的復(fù)合波。通過讀/寫器檢測(cè)復(fù)合波,以便接收從IC卡發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0014] 這里,圖3A到3C示出來自IC卡功能單元的響應(yīng)波相位與來自讀/寫器的載波的相位相同的狀態(tài)。圖5A到5C示出來自IC卡功能單元的響應(yīng)波相位與來自讀/寫器的載波的相位相反的狀態(tài)。圖4A到4C示出關(guān)于圖3的狀態(tài)與圖5的狀態(tài)之間的相位差的中途狀態(tài)。
[0015] 如圖3A到3C所示,在來自IC卡功能單元的響應(yīng)波相位與來自讀/寫器的載波的相位相同的情形下,在圖3C所示的復(fù)合波中出現(xiàn)對(duì)應(yīng)于ASK調(diào)制的響應(yīng)波電平的變化,并通過讀/寫器能夠精確地接收數(shù)據(jù)。而且,如圖5A到5C所示,在來自IC卡功能單元的響應(yīng)波相位與來自讀/寫器的載波的相位相反的情形下,在圖5C所示的復(fù)合波中出現(xiàn)與ASK調(diào)制的響應(yīng)波反向的電平的變化。雖然,這種情形下波形的變化與圖3的同相位的狀態(tài)相反,通過讀/寫器也能夠精確接收數(shù)據(jù)。