JPH1093640A - 非接触icカードシステムのリードライト装置および非接触icカード - Google Patents
非接触icカードシステムのリードライト装置および非接触icカードInfo
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- JPH1093640A JPH1093640A JP8242768A JP24276896A JPH1093640A JP H1093640 A JPH1093640 A JP H1093640A JP 8242768 A JP8242768 A JP 8242768A JP 24276896 A JP24276896 A JP 24276896A JP H1093640 A JPH1093640 A JP H1093640A
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- card
- carrier
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ICカードの基準発振器として、水晶発振器
やVCOを用いなくても、高速で信頼性の高いデータ通
信を実現できる非接触ICカードシステムを提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 制御部10からのデータを、変調部11
において1データ期間において直流平衡となる変調をか
けることにより、搬送波周波数成分のない変調信号と
し、混合部13で搬送波を周波数多重することにより、
ICカード側において、受信信号から変調信号と搬送波
を分離しやすくし、それぞれ、安定な信号として利用で
きるようにした。
やVCOを用いなくても、高速で信頼性の高いデータ通
信を実現できる非接触ICカードシステムを提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 制御部10からのデータを、変調部11
において1データ期間において直流平衡となる変調をか
けることにより、搬送波周波数成分のない変調信号と
し、混合部13で搬送波を周波数多重することにより、
ICカード側において、受信信号から変調信号と搬送波
を分離しやすくし、それぞれ、安定な信号として利用で
きるようにした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線にてデータ通
信を行う非接触ICカードシステム、特に、ICカード
側の厚みを抑えるために、水晶発振器やVCOが実装で
きなくても、高速で信頼性の高いデータ通信を実現する
ための非接触ICカードシステム用のリードライト装置
およびカードに関するものである。
信を行う非接触ICカードシステム、特に、ICカード
側の厚みを抑えるために、水晶発振器やVCOが実装で
きなくても、高速で信頼性の高いデータ通信を実現する
ための非接触ICカードシステム用のリードライト装置
およびカードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ICカードは、磁気カードと比較
して、その安全性の高さ、情報容量の多さの観点から注
目されている。特に、リードライト装置とのデータの授
受のための接点を要しない非接触ICカードは、メンテ
ナンスの容易さから、その実現が待ち望まれている。
して、その安全性の高さ、情報容量の多さの観点から注
目されている。特に、リードライト装置とのデータの授
受のための接点を要しない非接触ICカードは、メンテ
ナンスの容易さから、その実現が待ち望まれている。
【0003】以下図面を参照しながら、従来の非接触I
Cカードシステムで用いられているディジタルデータの
無線通信方法の一例について説明する。
Cカードシステムで用いられているディジタルデータの
無線通信方法の一例について説明する。
【0004】図4は従来のBPSK変調を用いた無線通
信におけるデータの変復調方法を示すものである。図4
(a)はBPSK変調器を示しており、41は乗算器、
42は搬送波発生器、43はBPFである。図4(b)
は復調器を示しており、44はBPF、45は乗算器、
46は基準搬送波発生器、47はLPFである。
信におけるデータの変復調方法を示すものである。図4
(a)はBPSK変調器を示しており、41は乗算器、
42は搬送波発生器、43はBPFである。図4(b)
は復調器を示しており、44はBPF、45は乗算器、
46は基準搬送波発生器、47はLPFである。
【0005】以上のように構成された変復調システムに
ついて、以下その動作について説明する。
ついて、以下その動作について説明する。
【0006】BPSK変調器において、搬送波cos
(2πfct)は、乗算器41にて、データで変調され、B
PF43にて不要な信号が除去された、BPSK変調信
号として空間に放射される。BPSK変調信号の場合、
図4(c)のスペクトラム図に示すように、搬送波周波
数fcを中心に、fc成分を含み周波数の上下方向に対称な
波形となる。復調器においては、受信信号からノイズ等
の不要な成分をBPF44にて除去し、この変調信号を
参照し基準搬送波発生器46により再生された搬送波
を、変調信号と乗算器45にて乗算、高調波成分をLP
F47にて除去する事により、復調データを得る。
(2πfct)は、乗算器41にて、データで変調され、B
PF43にて不要な信号が除去された、BPSK変調信
号として空間に放射される。BPSK変調信号の場合、
図4(c)のスペクトラム図に示すように、搬送波周波
数fcを中心に、fc成分を含み周波数の上下方向に対称な
波形となる。復調器においては、受信信号からノイズ等
の不要な成分をBPF44にて除去し、この変調信号を
参照し基準搬送波発生器46により再生された搬送波
を、変調信号と乗算器45にて乗算、高調波成分をLP
F47にて除去する事により、復調データを得る。
【0007】基準搬送波発生器46の構成例について、
図4(d)を参照し説明する。これは、2乗ループと呼
ばれる基準搬送波発生器で、48は2乗器、49はBP
F、50は乗算器、51はループフィルタ、52はVC
O、53は分周器である。図4bBPF44からの変調
信号から変調成分を除去するため、2乗器48により2
乗し、BPF49により高調波成分を除去、搬送波の2
倍の周波数を出力するVCO52の出力と乗算器50に
て乗算され、乗算器50はその位相ずれ分を出力、ルー
プフィルタ51にて積分し、VCO52出力を位相同期
制御する。位相同期されたVCO出力は、2分周し基準
搬送波として利用する。
図4(d)を参照し説明する。これは、2乗ループと呼
ばれる基準搬送波発生器で、48は2乗器、49はBP
F、50は乗算器、51はループフィルタ、52はVC
O、53は分周器である。図4bBPF44からの変調
信号から変調成分を除去するため、2乗器48により2
乗し、BPF49により高調波成分を除去、搬送波の2
倍の周波数を出力するVCO52の出力と乗算器50に
て乗算され、乗算器50はその位相ずれ分を出力、ルー
プフィルタ51にて積分し、VCO52出力を位相同期
制御する。位相同期されたVCO出力は、2分周し基準
搬送波として利用する。
【0008】これらの技術は、日刊工業新聞社「移動通
信技術の基礎」p87〜p90、ジャテック出版「最新
ディジタル衛星通信」p109〜p110などに詳しく
述べられている。
信技術の基礎」p87〜p90、ジャテック出版「最新
ディジタル衛星通信」p109〜p110などに詳しく
述べられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成で
は、基準搬送波発生器の信号発生源として、VCOが必
要となり、ICカードのように、厚さが制限されている
場合(例えば0.7mm以下)、この方式を採用する事が
できない。そこで、図4(d)において位相同期ループ
を用いず、BPF49出力を直接2分周し、基準搬送波
としていた。しかしながら、この方法では位相制御がで
きないために、ノイズに弱く基準搬送波が不安定となる
という問題点を有していた。
は、基準搬送波発生器の信号発生源として、VCOが必
要となり、ICカードのように、厚さが制限されている
場合(例えば0.7mm以下)、この方式を採用する事が
できない。そこで、図4(d)において位相同期ループ
を用いず、BPF49出力を直接2分周し、基準搬送波
としていた。しかしながら、この方法では位相制御がで
きないために、ノイズに弱く基準搬送波が不安定となる
という問題点を有していた。
【0010】本発明は上記問題点に鑑み、水晶発振器や
VCOを用いなくても、高速で信頼性の高いデータ通信
を実現できる非接触ICカードシステム用のリードライ
ト装置および非接触ICカードを提供することを目的と
する。
VCOを用いなくても、高速で信頼性の高いデータ通信
を実現できる非接触ICカードシステム用のリードライ
ト装置および非接触ICカードを提供することを目的と
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のリードライト装置の変調側は、データ
を、1シンボルデータ期間において直流平衡となる変調
を施す変調部と無変調の搬送波を周波数多重する混合部
を、復調側は、リードライト装置自体からの漏洩搬送波
を除去する混合部とデータの復調器を備え、ICカード
においては、復調側は、受信信号から搬送波を抽出し電
源に起動をかける電源起動部と、搬送波を波形整形し基
準クロックとする基準クロック発生部と、混合信号から
変調信号を抽出し、データを復調する復調器とを備え、
変調側は、復調側によって抽出された基準クロックをも
とに、データを、1シンボルデータ期間において直流平
衡となる変調を施す変調部と、この変調信号を周波数多
重によって送信させる混合部とを備えたものである。
めに、本発明のリードライト装置の変調側は、データ
を、1シンボルデータ期間において直流平衡となる変調
を施す変調部と無変調の搬送波を周波数多重する混合部
を、復調側は、リードライト装置自体からの漏洩搬送波
を除去する混合部とデータの復調器を備え、ICカード
においては、復調側は、受信信号から搬送波を抽出し電
源に起動をかける電源起動部と、搬送波を波形整形し基
準クロックとする基準クロック発生部と、混合信号から
変調信号を抽出し、データを復調する復調器とを備え、
変調側は、復調側によって抽出された基準クロックをも
とに、データを、1シンボルデータ期間において直流平
衡となる変調を施す変調部と、この変調信号を周波数多
重によって送信させる混合部とを備えたものである。
【0012】
(実施の形態1)以下、本発明の第1の実施形態のにつ
いて、図1〜図3を参照しながら説明する。
いて、図1〜図3を参照しながら説明する。
【0013】図1(a)はリードライト装置を示し、1
0はリードライト装置の制御部、11は変調部、12は
基準クロック発生部、13は混合部、14は送信アンテ
ナ、17は受信アンテナ、16は分波部、15は復調部
である。
0はリードライト装置の制御部、11は変調部、12は
基準クロック発生部、13は混合部、14は送信アンテ
ナ、17は受信アンテナ、16は分波部、15は復調部
である。
【0014】以上のように構成されたリードライト装置
について、以下その動作を述べる。制御部10からのデ
ータは、変調部11において1データ期間において直流
平衡となる変調がかけられる。ベースバンドの変調信号
は、図3に示すようにデータに、例えば、データの2倍
のクロックで交番する信号を乗算することにより得てい
る。このベースバンド変調信号は、1シンボルデータ期
間においては、10または01と必ず交番するため、元
データに関わらず直流成分が除去されている。このよう
にして生成された直流成分のないベースバンド変調信号
は、基準クロック発生部12から供給される搬送波との
乗算によりアップコンバージョンされ、図2(b)のス
ペクトラム波形図に示すように、搬送波周波数fc成分
がなくこれを中心に、周波数の上下方向に対称となる変
調信号となる。混合部13では、この変調信号と無変調
の搬送波を図1(b)のスペクトラム波形図に示すよう
に周波数多重し、変調信号と搬送波が多重された混合信
号として送信アンテナ14から空間に放射される。
について、以下その動作を述べる。制御部10からのデ
ータは、変調部11において1データ期間において直流
平衡となる変調がかけられる。ベースバンドの変調信号
は、図3に示すようにデータに、例えば、データの2倍
のクロックで交番する信号を乗算することにより得てい
る。このベースバンド変調信号は、1シンボルデータ期
間においては、10または01と必ず交番するため、元
データに関わらず直流成分が除去されている。このよう
にして生成された直流成分のないベースバンド変調信号
は、基準クロック発生部12から供給される搬送波との
乗算によりアップコンバージョンされ、図2(b)のス
ペクトラム波形図に示すように、搬送波周波数fc成分
がなくこれを中心に、周波数の上下方向に対称となる変
調信号となる。混合部13では、この変調信号と無変調
の搬送波を図1(b)のスペクトラム波形図に示すよう
に周波数多重し、変調信号と搬送波が多重された混合信
号として送信アンテナ14から空間に放射される。
【0015】ICカードからの変調信号は、受信アンテ
ナ17にて受信、分波部16で、リードライトからの漏
洩搬送波を除去後復調部15で、同期検波や遅延検波な
どの手法にてデータとして復調され、制御部10に入力
される。ICカードからの変調信号は搬送波は多重され
ていないが、リードライト自体からの信号を至近距離に
て受信する事になり、変調信号と比較して大変大きなレ
ベルで受信されてしまう。従って、分波部16は、搬送
波を除去するための帯域除去フィルタとなっており、変
調信号が、搬送波成分を持っていないため搬送波成分を
除去しても変調信号には、何の歪みも与えることなく安
定した変調信号として、復調部15に入力する事ができ
る。
ナ17にて受信、分波部16で、リードライトからの漏
洩搬送波を除去後復調部15で、同期検波や遅延検波な
どの手法にてデータとして復調され、制御部10に入力
される。ICカードからの変調信号は搬送波は多重され
ていないが、リードライト自体からの信号を至近距離に
て受信する事になり、変調信号と比較して大変大きなレ
ベルで受信されてしまう。従って、分波部16は、搬送
波を除去するための帯域除去フィルタとなっており、変
調信号が、搬送波成分を持っていないため搬送波成分を
除去しても変調信号には、何の歪みも与えることなく安
定した変調信号として、復調部15に入力する事ができ
る。
【0016】なお、以上の説明では、データにその2倍
のクロックで交番する信号を乗算することにより、ベー
スバンドの変調信号を得ているが、偶数倍のクロック
で、交番する信号の乗算でも良いし、1シンボルデータ
期間内において0と1の数が同じようになる信号、即ち
直流的に平衡な信号ならどのようなものでも良い。
のクロックで交番する信号を乗算することにより、ベー
スバンドの変調信号を得ているが、偶数倍のクロック
で、交番する信号の乗算でも良いし、1シンボルデータ
期間内において0と1の数が同じようになる信号、即ち
直流的に平衡な信号ならどのようなものでも良い。
【0017】また、送信アンテナと受信アンテナを個別
に構成した例で説明したが、送受信アンテナが共用だと
しても同様に実施可能である。
に構成した例で説明したが、送受信アンテナが共用だと
しても同様に実施可能である。
【0018】(実施の形態2)図2(a)は非接触IC
カードを示す。20は送受信兼用のアンテナ、21は混
合部、22は基準クロック発生部、23は復調部、24
は変調部、25は電源起動部、26はICカードの制御
部、27は電源である。
カードを示す。20は送受信兼用のアンテナ、21は混
合部、22は基準クロック発生部、23は復調部、24
は変調部、25は電源起動部、26はICカードの制御
部、27は電源である。
【0019】以上のように構成された非接触ICカード
について、以下その動作を述べる。リードライト装置か
らの信号は、図1(b)のスペクトラム波形図に示すよ
うに、変調信号と搬送波が周波数多重された混合信号と
なっている。アンテナ20で、この混合信号を受信し、
混合部21により、搬送波と変調信号が分離され、搬送
波は基準クロック発生部22と電源起動部25に入力さ
れる。変調信号は、復調部23に入力される。混合部2
1において、搬送波は急峻な特性のBPFにて変調信号
を除去され、変調信号は、急峻な特性の帯域除去フィル
タにて搬送波が除去され、それぞれ、安定した搬送波、
変調信号を得る事ができる。変調信号は、搬送波成分を
持っていないため、搬送波成分を除去しても変調信号に
は、何の歪みも与えることはない。電源起動部25は、
搬送波を検波し、その強度を検出し、定められたレベル
の強度が検出された場合、電源27のスイッチを入れ制
御部や変復調部、基準クロック発生部を動作させる。基
準クロック発生部22は、この安定した搬送波を復調部
23や変調器24に入力、また、搬送波を分周し、IC
カード制御部のCPUやメモリ等の動作クロックとして
利用する。従って、制御部のクロック源として水晶発振
器などは必要としない。復調器23は、同期検波や遅延
検波などの手法にて変調信号からデータを復調し、制御
部10に入力する。制御部26からのデータは、変調部
24により、1データ期間において直流平衡となる変調
がかけられ、図2(b)のスペクトラム波形図に示すよ
うに、搬送波成分fcを持たない変調信号として混合部
21を介し、アンテナ20から空間に放射される。
について、以下その動作を述べる。リードライト装置か
らの信号は、図1(b)のスペクトラム波形図に示すよ
うに、変調信号と搬送波が周波数多重された混合信号と
なっている。アンテナ20で、この混合信号を受信し、
混合部21により、搬送波と変調信号が分離され、搬送
波は基準クロック発生部22と電源起動部25に入力さ
れる。変調信号は、復調部23に入力される。混合部2
1において、搬送波は急峻な特性のBPFにて変調信号
を除去され、変調信号は、急峻な特性の帯域除去フィル
タにて搬送波が除去され、それぞれ、安定した搬送波、
変調信号を得る事ができる。変調信号は、搬送波成分を
持っていないため、搬送波成分を除去しても変調信号に
は、何の歪みも与えることはない。電源起動部25は、
搬送波を検波し、その強度を検出し、定められたレベル
の強度が検出された場合、電源27のスイッチを入れ制
御部や変復調部、基準クロック発生部を動作させる。基
準クロック発生部22は、この安定した搬送波を復調部
23や変調器24に入力、また、搬送波を分周し、IC
カード制御部のCPUやメモリ等の動作クロックとして
利用する。従って、制御部のクロック源として水晶発振
器などは必要としない。復調器23は、同期検波や遅延
検波などの手法にて変調信号からデータを復調し、制御
部10に入力する。制御部26からのデータは、変調部
24により、1データ期間において直流平衡となる変調
がかけられ、図2(b)のスペクトラム波形図に示すよ
うに、搬送波成分fcを持たない変調信号として混合部
21を介し、アンテナ20から空間に放射される。
【0020】なお、以上の説明では、、搬送波の受信ア
ンテナと変調信号の受信アンテナを共用に構成した例で
説明したが、搬送波用と変調信号用をそれぞれ周波数同
調させ個別のアンテナとしても良い。
ンテナと変調信号の受信アンテナを共用に構成した例で
説明したが、搬送波用と変調信号用をそれぞれ周波数同
調させ個別のアンテナとしても良い。
【0021】また、電源は1次電池や充電式2次電池、
コンデンサによる充電式電源だとしても同様に実施可能
である。
コンデンサによる充電式電源だとしても同様に実施可能
である。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明は、リードライト装
置からICカード方向への信号として、ベースバンドの
変調信号として、直流平衡となる変調を施し、アップコ
ンバートした際に、搬送周波数成分を含まない変調と
し、ICカード側のダウンコンバートのための搬送波
や、CPU等のクロックを生成するための無変調の搬送
波を周波数多重する混合信号利用する事で、ICカード
においては、変調信号と基準搬送波を分離しやすくし、
それぞれ、安定な信号として利用できるようにしたもの
である。ICカードからリードライト装置方向への信号
としても搬送周波数成分を含まない変調とすることによ
り、リードライト装置自体からの漏洩搬送波を除去しや
すくし、安定な受信信号を得る事ができる。
置からICカード方向への信号として、ベースバンドの
変調信号として、直流平衡となる変調を施し、アップコ
ンバートした際に、搬送周波数成分を含まない変調と
し、ICカード側のダウンコンバートのための搬送波
や、CPU等のクロックを生成するための無変調の搬送
波を周波数多重する混合信号利用する事で、ICカード
においては、変調信号と基準搬送波を分離しやすくし、
それぞれ、安定な信号として利用できるようにしたもの
である。ICカードからリードライト装置方向への信号
としても搬送周波数成分を含まない変調とすることによ
り、リードライト装置自体からの漏洩搬送波を除去しや
すくし、安定な受信信号を得る事ができる。
【図1】(a)本発明の1実施形態におけるリードライ
ド装置の構成図 (b)上記リードライド装置側変調器出力のスペクトラ
ム波形図
ド装置の構成図 (b)上記リードライド装置側変調器出力のスペクトラ
ム波形図
【図2】(a)本発明の1実施形態における非接触IC
カードの構成図 (b)上記非接触ICカード側変調器出力のスペクトラ
ム波形図
カードの構成図 (b)上記非接触ICカード側変調器出力のスペクトラ
ム波形図
【図3】上記実施形態の動作説明のための変調過程の波
形図
形図
【図4】(a)従来例の無線通信システムの変調器の構
成図 (b)従来例の無線通信システムの復調器の構成図 (c)従来例の変調信号のスペクトラム波形図 (d)上記の復調器の基準搬送波発生器部分の構成図
成図 (b)従来例の無線通信システムの復調器の構成図 (c)従来例の変調信号のスペクトラム波形図 (d)上記の復調器の基準搬送波発生器部分の構成図
10 リードライト装置制御部 11 変調部 12 基準クロック発生部 13 混合部 14 送信アンテナ 15 復調部 16 分波部 17 受信アンテナ 20 送受信アンテナ 21 混合部 22 基準クロック発生部 23 復調部 24 変調部 25 電源起動部 26 ICカード制御部 27 電源 41 乗算器 42 搬送波発生器 43 BPF 44 BPF 45 乗算器 46 基準搬送波発生器 47 LPF 48 2乗器 49 BPF 50 乗算器 51 ループフィルタ 52 VCO 53 分周器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横関 世紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項1】 データに対して、1シンボルデータ期間
において直流平衡となる変調を施す変調部と、 搬送波を発生する基準クロック発生部と、 前記変調部で得られた変調信号と、前記基準クロック発
生部で得られた搬送波とを周波数多重する混合部と、 前記混合部で得られた混合信号を送信するアンテナとを
備えたことを特徴とする非接触ICカードシステムのリ
ードライト装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のリードライト装置からの
混合信号を受信するアンテナと、 前記混合信号から抽出した搬送波を波形整形して基準ク
ロックを生成する基準クロック発生部と、 前記混合信号から抽出した変調信号から、データを復調
する復調器とを備えたことを特徴とする非接触ICカー
ド。 - 【請求項3】 基準クロック発生部で得られた基準クロ
ックをもとに、データに対して、1シンボルデータ期間
において直流平衡となる変調を施す変調部と、 前記変調部で得られた変調信号を周波数多重する混合部
と、 前記混合部で周波数多重した信号を送信するアンテナと
を備えたことを特徴とする請求項2記載の非接触ICカ
ード。 - 【請求項4】 請求項1記載のリードライト装置からの
混合信号を受信するアンテナと、 前記混合信号から抽出した搬送波に基づいてICカード
の電源を起動する電源起動部とを備えたことを特徴とす
る非接触ICカード。 - 【請求項5】 混合信号から抽出した搬送波に基づいて
ICカードの電源を起動する電源起動部を更に備えたこ
とを特徴とする請求項2または3記載の非接触ICカー
ド。 - 【請求項6】 ICカードからの変調信号を受信するア
ンテナと、 前記アンテナで受信した変調信号から、データを復調す
る復調器とを更に備えたことを特徴とする請求項1記載
のリードライト装置。 - 【請求項7】 受信した信号から、リードライト装置自
体からの漏洩搬送波を除去する混合部を更に備えたこと
を特徴とする請求項6記載のリードライト装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242768A JPH1093640A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 非接触icカードシステムのリードライト装置および非接触icカード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242768A JPH1093640A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 非接触icカードシステムのリードライト装置および非接触icカード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1093640A true JPH1093640A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17093999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8242768A Pending JPH1093640A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 非接触icカードシステムのリードライト装置および非接触icカード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1093640A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10116353B2 (en) | 2015-10-28 | 2018-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Contactless communication device and electronic system having the same |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP8242768A patent/JPH1093640A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10116353B2 (en) | 2015-10-28 | 2018-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Contactless communication device and electronic system having the same |
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