雖然非接觸式IC通信系統(tǒng)的資料傳輸距離d只有數十cm，傳輸波長卻高達2.2m(13.56MHz)，因此d<λ<2π成立，這意味著非接觸式IC卡系統(tǒng)使用電磁結合領域，進行數字化金融與個人隱私資料通信，然而這種方式極易因為各種因素，造成其中一方的特性例如阻抗(impedance)的變動影響通信品質。
圖1 通信系統(tǒng)作業(yè)模式 圖2是非接觸式IC卡片用讀寫器(RW: Read & Writer)的動作原理，如圖所示非接觸式IC卡片本身并無電源，因此RW供應電源給IC卡片的同時還必需進行通信作業(yè)，RW與loop天線亦即IC卡片的天線變成電磁性結合狀態(tài)，RW利用13.56MHz的傳輸波供應電源給IC卡。
此時RW若傳送資料給IC卡片時，RW會傳輸變調度大約10%左右的ASK(振幅輸變)信號給IC卡片，IC卡片檢測該信號并轉換成資料；反之如果從IC卡片傳送資料給RW時，IC卡片變成從RW接收無變調信號狀態(tài)，接著利用IC卡片內的變調器產生負載變動，RW將此負載變動當成自我loop天線，亦即RW的天線的電流、電壓變化檢測并將資料復調。表1是FeilCa的物理層與資料鍊層的主要規(guī)格。
圖2 RW的動作原理 表1 物理層與資料鍊層的規(guī)格
接著介紹有關如何達成「完全無錯誤」的電路品質與錯誤控制相關技術。最近幾年強大的錯誤修正技術，使得許多完全無錯誤化的要求獲得實現，由于非接觸式IC卡片通信系統(tǒng)的packet長度高達數百位元，因此錯誤修正效果幾乎被局限在隨機錯誤(random error)范圍，理論上如果能維持比較良好的位元錯誤率，會比採用低編碼效率與不良的修正碼更具實用效果，依此判斷研究人員最后決定採用低冗長度，而且可以對錯誤檢測碼進行再送控制的混合方式，事實上傳統(tǒng)FeilCa也是沿襲上述架構進行錯誤救濟再送控制。
不過上述方式回路的位元錯誤率會變差，而且再送次數則大幅增加，其結果反而會造成非接觸式IC卡通信系統(tǒng)的通信成功率惡化，例如packet長度為256進行2次再送時，為獲得通信錯誤率10-8，回路的位元錯誤率必需低于10-5，此時若以ASK的非同步檢波獲得10-5的位元錯誤率，S/N比大約需要15dB左右，如此才能確保RW的預期目標。實現以上位元錯誤率目標值的關鍵，是如何對策阻抗(impedance)特性變動的技術，具體內容分別是: ‧非接觸式IC卡片特性變動的對策 ‧RW設置環(huán)境的適應性 非接觸式IC卡片具備無形狀上限制等特徵，因此最近幾年甚至出現內建非接觸式IC晶片的手錶與list band等商品，依此觀之未來勢必推廣至移動電話等領域，然而RW的廣泛應用卻造成RW的相容性、如何同時辨識復數非接觸式IC卡片、如何設計復數RW之間不會相互干擾等問題成為重要課題，亦即今后必需克服以下問題: ‧支援多樣化媒體與周圍環(huán)境的適應性 ‧復數非接觸式IC卡片的辨識能力 ‧抑制復數RW之間相互干擾 對策技術 圖3是媒體特性對非接觸式IC卡片通人系統(tǒng)的影響實例，如圖所示它是非接觸式IC卡片－RW之間的距離，與RW－非接觸式IC卡片之間的信號強度對復數個卡片共振頻率fc變數的互動關系，由圖可知fc相異時通信特性相對變大，尤其是fc=15MHz的特性，非接觸式IC卡片－RW之間的距離d=10mm時，信號強度幾乎接近zero cross。
圖3 通信距離與信號強度的關系
圖4 鈑金元件對RW天線的影響 圖4是有關RW天線附近設置鈑金元件對時，RW天線的阻抗受到的影響分析結果，由圖可知由于鈑金元件內部有渦電流流動，因此阻抗成份減少共振頻率數則朝高點方向移動。
返回頂部